JP2009198785A - 電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素間のリーク電流を抑え、製品の信頼度を向上させた、電気泳動表示装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】画素電極２１と、画素電極２１に対向する対向電極２２と、画素電極２１と対向電極２２との間に配設された電気泳動粒子からなる電気泳動層２３と、を有する電気泳動素子を備えた画素を、平面的に配列してなる電気泳動表示装置である。隣り合う画素電極２１、２１の間の領域に、感光性絶縁材料からなる絶縁層３１が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法に関する。

従来、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を有し、電界を印加することにより、電気泳動粒子の分布状態が変化して電気泳動分散液の光学特性が変化することを利用した、電気泳動表示装置が知られている。このような電気泳動表示装置は、バックライトが必要無いことから低コスト化や薄型化が可能となり、さらに、視野角が広くコントラストが高いことに加え、表示のメモリ性を有するために、次世代の表示デバイスとして注目を集めている。

この電気泳動表示装置で画像を表示させるためには、スイッチング素子を介してメモリ回路に一旦画像信号を記憶させる。メモリ回路に記憶された画像信号は、画素電極（第１電極）に直接入力され、画素電極に電位を与える。すると、対向電極（第２電極）との間で電位差が発生することから、電気泳動素子が動作し、画像を表示するようになる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８４３１４号公報

ところで、電気泳動表示装置に画像を表示させるためには、電気泳動粒子を挟持する電極間に例えば１５Ｖ程度の電圧を印加する必要がある。このとき、隣り合う画素どうしで、例えば白と黒のように異なった（反転した）色を表示すると、隣り合う画素の画素電極には互いに異なる電位が印加されるようになる。すると、これら隣り合う画素電極間では大きな電位差が発生し、これにより、画素電極上に設けられた導電性接着剤層などを介して、隣り合う画素電極間でリーク電流が生じてしまう。

このリーク電流は、１画素あたりのリーク電流が小さくても、電気泳動表示装置の表示部全体としては大きくなり、消費電力を増大させてしまう。また、反転表示領域が拡大し、これに伴って表示が複雑になると、やはり消費電力を増大させてしまう。
さらに、リーク電流の発生によって画素電極が化学反応を起こすおそれがあり、したがって、特に長時間使用した際に、電気泳動表示装置としての信頼性が低下するおそれがある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画素間のリーク電流を抑え、製品の信頼度を向上させた、電気泳動表示装置とその製造方法を提供することにある。

本発明の電気泳動表示装置は、画素電極と、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配設された電気泳動粒子からなる電気泳動層と、を有する電気泳動素子を備えた画素を、平面的に配列してなる電気泳動表示装置において、
隣り合う前記画素電極の間の領域に、感光性絶縁材料からなる絶縁層が設けられていることを特徴としている。

この電気泳動表示装置によれば、前記画素電極の間の領域に設けた前記絶縁層が、隣り合う画素電極間でのリーク電流、すなわち横方向の電界を遮断するので、前記画素間のリーク電流の発生が抑えられる。また、前記絶縁層が感光性絶縁材料からなっているので、該絶縁層の形成、すなわちそのパターニングが、既存の露光・現像プロセスによって容易にかつ精度良くなされたものとなる。したがって、リーク電流に起因する表示性能の低下や、消費電流の増大が防止されたことによって製品の信頼度が向上し、しかも、リーク電流を抑制するための絶縁層の製造が容易なものとなる。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記画素電極と前記電気泳動層との間に導電性接着剤層が設けられている場合に、前記絶縁層は、その厚さが１μｍ以上であり、かつ前記導電性接着剤層の厚さ以下であるのが好ましい。
絶縁層が１μｍ未満であると、隣り合う画素電極間でのリーク電流を遮断する効果が十分に得られなくなるおそれがあり、さらに、その製造時において感光性絶縁材料を露光した際、この光照射により、例えば画素電極の下方に設けられた駆動素子などにダメージが与えられてしまうおそれがあるからである。また、導電性接着剤層の厚さを超えると、露光時間が長くなって生産性が低下し、さらに、絶縁層のストレス（応力）が増大し、膜剥がれが生じるおそれがあるからである。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記感光性絶縁材料が感光性アクリル樹脂であるのが好ましい。
感光性アクリル樹脂は、既存の露光・現像プロセスによってレジストを用いることなく直接パターニングすることができ、したがってパターニングを容易にかつ精度良く行うことができる。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記絶縁層が、前記画素電極の側端面に当接して設けられているのが好ましい。
このようにすれば、前記絶縁層が前記画素電極の側端面からのリーク電流を遮断するので、リーク電流の発生がより良好に抑えられる。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記絶縁層が、前記画素電極の上面の周縁部を覆って設けられているのが好ましい。
このようにすれば、画素電極間の上面の周縁部を覆って絶縁層が設けられているので、この画素電極からのリーク電流が、絶縁層に覆われた周縁部でなく露出した部位から生じるので、この画素電極に隣り合う画素電極までの間の距離が遠くなり、したがってリーク電流が生じにくくなる。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記絶縁層が、前記隣り合う画素電極のそれぞれの上面の周縁部上とこれらの間に連続して設けられているのが好ましい。
このようにすれば、隣り合う画素電極間において、それぞれの画素電極からのリーク電流が、絶縁層に覆われた周縁部でなく露出した部位から生じるので、互いのリーク電流の経路が長く（遠く）なることにより、これらの間でリーク電流が生じにくくなる。

また、前記電気泳動表示装置においては、前記電気泳動層が、電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルによって構成され、該マイクロカプセルが、導電性接着剤層を介して前記画素電極上に設けられているのが好ましい。
このようにすれば、前記電気泳動層内において前記電気泳動粒子が均一に分布するようになるので、前記両電極の間の電位差に基づいた均一な画像表示を行うことが可能になる。

本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、第１基板上に設けられた画素電極と、第２基板上に設けられて前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配設された電気泳動粒子からなる電気泳動層と、を有する電気泳動素子を備えた画素を、平面的に配列してなる電気泳動表示装置の製造方法において、
前記画素電極を覆った状態で前記第１基板上に感光性絶縁材料を配し、感光性絶縁材料層を形成する工程と、
前記感光性絶縁材料層を露光しさらに現像することでパターニングし、隣り合う前記画素電極の間の領域に前記感光性絶縁材料からなる絶縁層を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。

この電気泳動表示装置の製造方法によれば、隣り合う画素電極の間の領域に感光性絶縁材料からなる絶縁層を形成するので、この絶縁層が隣り合う画素電極間でのリーク電流、すなわち横方向の電界を遮断するようになり、したがって前記画素間のリーク電流の発生を抑えることができる。また、前記絶縁層を感光性絶縁材料によって形成しているので、該絶縁層の形成、すなわちそのパターニングを、既存の露光・現像プロセスによって容易にかつ精度良く行うことができる。したがって、リーク電流に起因する表示性能の低下や、消費電流の増大を防止することにより、製品の信頼度を向上し、しかも、リーク電流を抑制するための絶縁層の製造を容易にすることができる。

また、前記電気泳動表示装置の製造方法においては、前記第１基板上の画素電極と、前記第２基板上に前記対向電極を介して設けられた前記電気泳動層とを、導電性接着剤層を介在させることで貼設する工程を有し、
前記絶縁層を形成する工程では、該絶縁層の厚さを、１μｍ以上、かつ前記導電性接着剤層の厚さ以下に形成するのが好ましい。
このようにすれば、前述したように、リーク電流を遮断する効果が十分に得られ、さらに画素電極の下方に設けられた駆動素子などにダメージが与えられてしまうおそれがなく、また、露光時間が長くなって生産性が低下したり、絶縁層の膜剥がれが生じたりするおそれもなくなるからである。

また、前記電気泳動表示装置の製造方法においては、前記感光性絶縁材料層を形成する工程では、前記感光性絶縁材料として、感光性アクリル樹脂を用いるのが好ましい。
感光性アクリル樹脂は、既存の露光・現像プロセスによってレジストを用いることなく直接パターニングすることができ、したがってパターニングを容易にかつ精度良く行うことができる。

以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
［第１実施形態］
図１は、本発明の電気泳動表示装置の第１実施形態を示す構成図であり、図１中符号１は電気泳動表示装置である。この電気泳動表示装置１は、表示部３と、走査線駆動回路６と、データ線駆動回路７と、共通電源変調回路８と、コントローラ１０とを備えて構成されている。

表示部３には、Ｙ軸方向に沿ってＭ個、Ｘ軸方向に沿ってＮ個の画素２がマトリクス状に形成されている。走査線駆動回路６は、表示部３をＸ軸方向に沿って延びる複数の走査線４（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）を介して、画素２に接続されている。データ線駆動回路７は、表示部３をＹ軸方向に沿って延びる複数のデータ線５（Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）を介して、画素２に接続されている。共通電源変調回路８は、共通電極電源配線１５を介して画素２に接続されている。これら走査線駆動回路６、データ線駆動回路７、及び共通電源変調回路８は、コントローラ１０によって制御されるようになっている。電源線１３、１４、及び共通電極電源配線１５は、全ての画素２において共通配線として用いられている。

画素２は、その回路構成を図２に示すように、駆動用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、画素スイッチング素子）２４と、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、メモリ回路）２５と、電気泳動素子２０とを備えて構成されている。電気泳動素子２０は、画素電極２１と、共通電極（対向電極）２２と、電気泳動層２３とからなっている。

駆動用ＴＦＴ２４は、Ｎ−ＭＯＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されており、そのゲート部には走査線４が、ソース側にはデータ線５が、ドレイン側にはＳＲＡＭ２５が、それぞれ接続されている。この駆動用ＴＦＴ２４は、走査線駆動回路６から走査線４を介して選択信号が入力される期間中、データ線５とＳＲＡＭ２５とを接続させることにより、データ線駆動回路７からデータ線５を介して入力される画像信号を、ＳＲＡＭ２５に入力するようになっている。

ＳＲＡＭ２５は、２つのＰ−ＭＯＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）２５ｐ１、２５ｐ２、及び２つのＮ−ＭＯＳ２５ｎ１、２５ｎ２によって構成されている。Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ１、２５ｐ２のソース側には、第１の電源線１３が接続され、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ１、２５ｎ２のソース側には、第２の電源線１４が接続されている。

ＳＲＡＭ２５のＰ−ＭＯＳ２５ｐ１のドレイン側及びＮ−ＭＯＳｎ１のドレイン側には、駆動用ＴＦＴ２４と、Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ２のゲート部と、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ２のゲート部とがそれぞれ接続されている。ＳＲＡＭ２５のＰ−ＭＯＳ２５ｐ２のドレイン側及びＮ−ＭＯＳｎ２のドレイン側には、Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ１のゲート部と、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ１のゲート部とがそれぞれ接続されている。
このような構成のもとにＳＲＡＭ２５は、駆動用ＴＦＴ２４から送られた画像信号を保持するとともに、画素電極２１に画像信号を入力するようになっている。

電気泳動素子２０は、画素電極２１と共通電極２２との間の電位差によって画像を表示するものであり、その共通電極２２には共通電極電源配線１５が接続されている。
図３は電気泳動表示装置１の表示部３の要部断面図である。表示部３は、画素電極２１を備えた素子基板（第１基板）２８と、共通電極２２を備えた対向基板（第２基板）２９との間に、電気泳動層２３を備えた構成となっている。電気泳動層２３は、多数のマイクロカプセル４０によって構成されたもので、マイクロカプセル４０が両基板２８、２９間に接着剤で固定され、形成されたものである。

すなわち、素子基板２８の画素電極２１と電気泳動層２３との間には、導電性の接着剤からなる接着剤層（導電性接着剤層）３０ａが設けられており、対向基板２９の共通電極２２と電気泳動層２３との間には、バインダ（接着剤）からなるバインダ層３０ｂが設けられている。接着剤層３０ａについては、後述するようにマイクロカプセル４０内の電気泳動粒子の応答性を高め、表示の切り替え速度を速めるべく、その導電性が十分に高められている。また、この接着剤層３０ａは、本実施形態では厚さ２０μｍ程度の薄厚に形成されている。したがって、画素電極２１とマイクロカプセル４０との間の抵抗が十分に小さくなっており、これらの間の導電性が十分に高くなっている。

素子基板２８は、合成樹脂やガラスなどからなる矩形状の基板の内面側に、図示しないものの、前記した駆動用ＴＦＴ２４やＳＲＡＭ２５、各種配線を形成し、さらにその上に、アクリル樹脂等からなる平坦化層（図示せず）を形成したものである。そして、このように平坦化層で平坦化された内面上には、前記ＳＲＡＭ２５に接続して画素電極２１が形成されている。画素電極２１は、各画素２ごとに独立して設けられた平面視矩形状のもので、Ａｌ（アルミニウム）や銅（Ｃｕ）、さらにはＡｌＣｕ等によってマトリクス状に形成されたものである。なお、本実施形態では、導電性に優れ、かつ、耐食性にも優れたＡｌＣｕにより、画素電極２１が形成されている。

対向基板２９は、画像を表示する側となるもので、透明樹脂やガラスなどの透光性材料によって形成された矩形状のものである。この対向基板２９の内面側には、全ての画素２において共通な共通電極２２が設けられている。共通電極２２は、透光性の導電材料からなるもので、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）等によって形成されたものである。

前記画素電極２１、２１間、すなわち、隣り合う画素電極２１、２１の間の領域には、絶縁層３１が形成されている。この絶縁層３１は、感光性絶縁材料によって形成されたもので、具体的には、感光性アクリル樹脂やポリシラザンなどが用いられ、特に感光性アクリル樹脂が好適とされる。したがって、本実施形態では、感光性アクリル樹脂によって絶縁層３１が形成されているものとする。この感光性アクリル樹脂は、後述するようにローラコーター法やスピンコート法などによって前記画素電極２１を覆った状態で素子基板２８上に塗布され、その後、露光・現像によってパターニングされ、形成されたものである。

この絶縁層３１は、本実施形態では、隣り合う画素電極２１、２１のそれぞれ上面の周縁部２１ａ上と、これら画素電極２１、２１の間に連続して設けられたものである。すなわち、絶縁層３１は、隣り合う画素電極２１、２１のそれぞれの側端面２１ｂに当接し、さらにその上面が、画素電極２１の上面より電気泳動層２３側に突出した状態で、設けられたものである。つまり、絶縁層３１と画素電極２１とを示す平面図である図４に示すように、絶縁層３１は、画素電極２１間の領域に沿って平面視格子状に形成され、かつ、画素電極２１の上面部を枠状に縁取るように、その一部が画素電極２１上に形成されたものである。

ここで、この絶縁層３１はその厚さ、つまり画素電極２１の上面より電気泳動層２３側に突出した高さが、１μｍ以上であり、かつ前記接着剤層３０ａの厚さ以下、すなわち２０μｍ程度以下に形成されているのが好ましい。１μｍ未満であると、隣り合う画素電極２１、２１間でのリーク電流を遮断する効果が十分に得られなくなるおそれがあり、さらに、後述するようにその製造時において感光性絶縁材料（感光性アクリル樹脂）を露光した際、この光照射により、画素電極２１の下方に設けられた駆動用ＴＦＴ２４やＳＲＡＭ２５などにダメージを与えてしまうおそれがあるからである。

また、接着剤層３０ａの厚さを超えると、後述するようにこの絶縁層３１をパターニングする際の露光時間が長くなり、生産性が低下してしまうからであり、さらに、絶縁層３１のストレス（応力）が増大し、膜剥がれが生じるおそれがあるからである。なお、この絶縁層３１が接着剤層３０ａを越えて電気泳動層２３側に突出すると、前記マイクロカプセル４０を損傷してしまうおそれが生ずる。しかし、マイクロカプセル４０は十分な柔軟性を有しているので、絶縁層３１が電気泳動層２３側に多少突出していても、これによってすぐに損傷してしまうといったことはない。本実施形態では、画素電極２１の上面より電気泳動層２３側に突出した高さが、１．８μｍ程度になっている。

電気泳動層２３を構成するマイクロカプセル４０は、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等の透光性を持つ高分子樹脂によって形成されたもので、例えば５０μｍ程度の粒径に形成されたものである。これらマイクロカプセル４０は、前述したように画素電極２１と共通電極２２との間に挟持され、さらに前記の接着剤層３０ａとバインダ層３０ｂとによって各電極上、すなわち各基板上に固定されたものである。なお、これらマイクロカプセル４０は、一つの画素２内に複数が縦横に配列された構成になっている。また、これらマイクロカプセル４０間には、その隙間を埋めるように、前記のバインダ層３０ｂを構成するバインダが設けられている。

マイクロカプセル４０の内部には、図５に示すように、分散媒４１と、電気泳動粒子である多数の白色粒子４２、及び多数の黒色粒子４３とが封入されている。
分散媒４１としては、例えば水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものからなり、白色粒子４２と黒色粒子４３とをマイクロカプセル４０内に分散させる液体である。

白色粒子４２は、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されたものである。黒色粒子４３は、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されたものである。
なお、このような顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
また、これら電気泳動粒子（白色粒子４２、黒色粒子４３）の比重は、これらを分散させる分散媒４１の比重とほぼ等しくなるように設定されている。

白色粒子４２及び黒色粒子４３は、前記のように負あるいは正に帯電されていることから、分散媒４１中において、画素電極２１と共通電極２２との間の電位差によって発生する電場中を移動（泳動）するようになっている。ここで、白色粒子４２及び黒色粒子４３は、溶媒中のイオンによって覆われており、これらの粒子の表面にはイオン層４４が形成されている。なお、これら白色粒子４２や黒色粒子４３などの帯電粒子は、１０ｋＨｚ以上の周波数の電界を印加しても、電界にほとんど反応せず、したがってほとんど移動しない。また、帯電粒子の周りのイオンは、帯電粒子に比べてその径がはるかに小さいので、電界の周波数が１０ｋＨｚ以上の電界を印加すると、電界に応じて移動する。

図６は、マイクロカプセル４０内の電気泳動粒子の動作を説明するための図である。ここでは、イオン層４４が形成されない理想的な場合を例に挙げて説明する。画素電極２１と共通電極２２との間で相対的に共通電極２２の電位が高くなるように電圧が印加されると、図６（ａ）に示すように、正に帯電された黒色粒子４３はクーロン力によってマイクロカプセル４０内で画素電極２１側に引き寄せられる。一方、負に帯電された白色粒子４２はクーロン力によってマイクロカプセル４０内で共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０内の表示面側（対向基板２９側）には白色粒子４２が集まることになり、表示面にはこの白色粒子４２の色（白色）が表示されるようになる。

逆に、画素電極２１と共通電極２２との間で相対的に画素電極２１の電位が高くなるように電圧が印加されると、図６（ｂ）に示すように、負に帯電された白色粒子４２がクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられる。一方、正に帯電された黒色粒子４３はクーロン力によって共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０の表示面側には黒色粒子４３が集まることになり、表示面にはこの黒色粒子４３の色（黒色）が表示されるようになる。
なお、白色粒子４２、黒色粒子４３に用いる顔料を、例えば赤色、緑色、青色等の顔料に代えることにより、赤色、緑色、青色等を表示する電気泳動表示装置１とすることも可能である。

［電気泳動表示装置の製造方法］
このような構成の電気泳動表示装置１を製造するには、図３に示したように素子基板２８側と対向基板２９側とをそれぞれ形成しておき、その後、これらの間に電気泳動層２３を挟持した状態で、これら素子基板２８側と対向基板２９側とを貼着する。
すなわち、素子基板２８として、従来と同様にして基板（図示せず）上に前記駆動用ＴＦＴ２４やＳＲＡＭ２５、各種配線を形成し、さらにその上にアクリル樹脂等からなる平坦化層（図示せず）を形成する。前記駆動用ＴＦＴ２４やＳＲＡＭ２５の形成にあたっては、低温ポリシリコンプロセスによってポリシリコンＴＦＴを形成するのが好ましい。

次に、この素子基板２８上に、ＡｌＣｕ膜（図示せず）をスパッタ法等によって形成し、さらに公知のレジスト技術、エッチング技術等によってパターニングすることにより、図７（ａ）に示すように多数の画素電極２１を形成する。これにより、アクティブマトリクス基板が得られる。

次いで、前記画素電極２１を覆った状態で前記素子基板２８上に、感光性アクリル樹脂（感光性絶縁材料）をロールコーター法で塗布し、図７（ｂ）に示しように感光性絶縁材料層３２を形成する。その際、この感光性絶縁材料層３２から得られる絶縁層３１の厚さが、１μｍ以上、２０μｍ程度以下となるのが好ましく、したがって本実施形態では、この感光性絶縁材料層３２を１．８μｍ程度に形成する。

次いで、前記感光性絶縁材料層３２を所定のマスク（図示せず）を用いて露光処理し、さらに、露光後の感光性絶縁材料層３２を直接現像処理することにより、パターニングする。これにより、図７（ｃ）に示すように、隣り合う画素電極２１、２１のそれぞれ上面の周縁部２１ａ上と、これら画素電極２１、２１の間に連続した状態で、絶縁層３１を形成する。なお、用いる感光性アクリル樹脂としては、ポジ型、ネガ型のいずれでもよく、前記のマスクとしては、当然ながら、用いる型に対応したものを用いる。また、本実施形態では、より精度よくパターニングするため、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いている。

一方、対向基板２９としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明基板を用意し、この対向基板２９上（内面）に、ＩＴＯ等の透明導電材料をスパッタ法等によって成膜し、共通電極２２を形成する。次いで、この共通電極２２上に前記バインダ層３０ｂを介してマイクロカプセル４０を固着し、電気泳動層２３を形成する。その後、この電気泳動層２３の内面側に、導電性接着剤を塗布して接着剤層３０ａを形成する。本実施形態では、該接着剤層３０ａの導電性を高め、マイクロカプセル４０内の電気泳動粒子の応答性を高めるべく、該接着剤層３０ａの厚さを２０μｍ程度に形成する。これにより、図７（ｄ）に示すように、共通電極２２、電気泳動層２３、接着剤層３０ａを形成した対向基板２９側を得る。

このようにして素子基板２８側と対向基板２９側をそれぞれに用意したら、それぞれの内面側を突き合わせ、前記接着剤層３０ａを画素電極２１及び絶縁層３１に当接し接着する。これにより、図３に示したように、素子基板２８側と対向基板２９側とが接着剤層３０ａによって貼着されてなる、電気泳動表示装置１が得られる。

［電気泳動表示装置の駆動方法］
次に、本実施形態の電気泳動表示装置１の駆動方法について説明する。
図８は、本発明に係る電気泳動表示装置１のタイミングチャートを示す図である。本図では、電源オフ期間、画像信号入力期間、画像表示期間、及び電源オフ期間の順序で動作を行い、画像が表示される様子を示している。これらの動作を以下の表にまとめる。

まず、画像信号入力期間について説明する。図１に示した共通電源変調回路８は、第１の電源線１３におよそ５Ｖの電位を供給し、第２の電源線１４にローレベルであるおよそ０Ｖを供給することで、図２に示したＳＲＡＭ２５を駆動させる。
図１に示した走査線駆動回路６は、走査線Ｙ１に選択信号を供給する。この選択信号により、走査線Ｙ１に接続された画素２の駆動用ＴＦＴ２４が駆動され、走査線Ｙ１に接続された画素２のＳＲＡＭ２５は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎにそれぞれ接続される。

図１に示したデータ線駆動回路７は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号を供給し、走査線Ｙ１に接続された画素２のＳＲＡＭ２５に画像信号を入力する。
画像信号が入力されると、走査線駆動回路６は、走査線Ｙ１への選択信号の供給を停止し、走査線Ｙ１に接続された画素２の選択状態を解除する。この動作を走査線Ｙｍに接続された画素２に対して行われるまで続け、すべての画素２のＳＲＡＭ２５に画像信号を入力する。

次に、画像表示期間について説明する。
共通電源変調回路８は、第１の電源線１３におよそ１５Ｖのハイレベルの電位を供給することで、画像表示期間に移行する。
ＳＲＡＭ２５がハイレベルで駆動されるようになると、５ＶでＳＲＡＭ２５に入力した画像信号は、ハイレベルで保持される。

共通電極２２には、共通電源変調回路８から共通電極電源配線１５を介して、ハイレベルの期間とローレベルの期間とを一定周期で繰り返すパルス状の信号が入力される。
ＳＲＡＭ２５に入力された画像信号がローレベルである画素２では、ＳＲＡＭ２５から画素電極２１にハイレベルが入力される。
そして、パルス状の信号が入力されている共通電極２２の電位がローレベルのときに、両電極２１、２２の間に大きな電位差が発生し、白色粒子４２は画素電極２１に引き寄せられ、黒色粒子４３は共通電極２２に引き寄せられるので、この画素２には黒色が表示される。

一方、画像信号として５Ｖの電位がＳＲＡＭ２５に入力された画素２では、ＳＲＡＭ２５から画素電極２１にローレベルが入力される。
そして、パルス状の信号が入力されている共通電極２２の電位がハイレベルのときに、両電極２１、２２の間に大きな電位差が発生し、黒色粒子４３は画素電極２１に引き寄せられ、白色粒子４２は共通電極２２に引き寄せられるので、この画素２には白色が表示される。
画像表示期間により画像が表示されると、共通電源変調回路８は、電源線１３、１４、及び共通電極電源配線１５を電気的に切断し、電源オフ期間となる。

［リーク電流の抑制］
図９は、図１に示した表示部３における隣り合う画素２（２Ａ、２Ｂ）の模式図である。図示左側の画素２Ａは、駆動用ＴＦＴ２４ａ、ＳＲＡＭ２５ａ、及び画素電極２１１を備えている。図示右側の画素２Ｂは駆動用ＴＦＴ２４ｂ、ＳＲＡＭ２５ｂ、及び画素電極２１２を備えている。画素電極２１１、２１２の間には、絶縁層３１が形成されている。

ＳＲＡＭ２５ａはＰ−ＭＯＳ２５ａｐ１、２５ａｐ２、Ｎ−ＭＯＳ２５ａｎ１、２５ａｎ２により構成されており、ＳＲＡＭ２５ｂはＰ−ＭＯＳ２５ｂｐ１、２５ｂｐ２、Ｎ−ＭＯＳ２５ｂｎ１、２５ｂｎ２により構成されている。

隣り合う画素電極２１には異なる電位が入力されている。例えば、画素電極２１１にはハイレベルが入力され、画素電極２１２にはローレベルが入力されている。そのため、画素２Ａでは黒色が表示され、画素２Ｂでは白色が表示されている。
このとき、画素電極２１１、２１２の間には大きな電位差による電場が発生しているので、接着剤層３０ａを介してリーク電流が流れ易くなる。

従来の電気泳動表示装置では、図３に示した画素電極２１、２１間に絶縁層３１が形成されておらず、リーク経路を遮断することができなかったので、画素電極２１、２１間での横方向電界によってリーク電流が発生していた。このようなリーク電流は、マイクロカプセル４０内の電気泳動粒子の応答性を高めるべく、接着剤層３０ａの導電性が高められていることから、より発生し易くなっている。

これに対して本発明では、隣り合う画素電極２１（２１１）、２１（２１２）間のリーク経路、すなわち横方向の電界を、絶縁層３１によって遮断するので、リーク電流の発生を良好に抑えることができる。すなわち、絶縁層３１を画素電極２１（２１１）、２１（２１２）間に形成しているので、画素電極２１の側端面２１ｂからのリーク電流を遮断することができ、したがってリーク電流の発生をより良好に抑えることができる。また、絶縁層３１を、隣り合う画素電極２１（２１１）、２１（２１２）のそれぞれの上面の周縁部２１ａ上とこれらの間に連続して形成しているので、これら画素電極２１（２１１）、２１（２１２）間において、それぞれの画素電極２１からのリーク電流が、絶縁層３１に覆われた周縁部２１ａでなく露出した部位から生じるようになり、したがって、互いのリーク電流の経路が長く（遠く）なることにより、これらの間でのリーク電流を抑えることができる。さらに、絶縁層３１の上面を、画素電極２１の上面から電気泳動層２３側に突出させているので、絶縁層３１の上側を越えて回り込むリーク電流の経路を長く（遠く）し、これによってもこれらの間でリーク電流を生じにくくし、リーク電流を抑えることができる。

また、この電気泳動表示装置１の製造方法によれば、絶縁層３１を感光性アアクリル樹脂で形成しているので、この絶縁層３１の形成、すなわちそのパターニングを、既存の露光・現像プロセスによって容易にかつ精度良く行うことができる。
したがって、得られた電気泳動表示装置１は、リーク電流に起因する表示性能の低下や、消費電流の増大が防止されたことによって製品の信頼度が向上し、しかも、リーク電流を抑制するための絶縁層３１の製造が容易なものとなる。

［変形例］
図１０は、本発明に係る電気泳動表示装置１０１の構成図である。この電気泳動表示装置１０１が前記電気泳動表示装置１に係る回路構成と異なるところは、共通電源変調回路１０８が第１の制御線１１１及び第２の制御線１１２を介して画素１０２に接続されている点である。

図１１は、画素１０２の回路構成図である。画素１０２は、ＳＲＡＭ２５と第１の電極２１との間にスイッチ回路１３５が設置されている。スイッチ回路１３５は、第１のトランスファゲート１３６、及び第２のトランスファゲート１３７を備えている。トランスファゲート１３６、１３７は、並列に接続されたＰ−ＭＯＳ及びＮ−ＭＯＳにより構成されている。

トランスファゲート１３６、１３７のゲート部は、ＳＲＡＭ２５が接続されている。第１のトランスファゲート１３６のソース側は第１の制御線１１１に接続されている。第２のトランスファゲート１３７のソース側は第２の制御線１１２に接続されている。トランスファゲート１３６、１３７のドレイン側は、画素電極２１に接続されている。

図１０に示した電気泳動表示装置１０１では、ＳＲＡＭ１２５に入力された画像信号に基づいて、何れか１つのトランスファゲートが駆動される。駆動されたトランスファゲートと接続された制御線は、画素電極２１と接続されて、この制御線の電位が画素電極２１に入力される。これにより、画素１０２に画像が表示される。
図１１の回路構成を備えた電気泳動表示装置１０１においても、隣り合う画素１０２に異なる電位が入力されていると、電位差による電場が発生する。しかし、画素電極２１間に図３の絶縁層３１を備えることで、リーク電流を抑えることができる。

［第２実施形態］
図１２は、本発明の電気泳動表示装置の第２実施形態を示す図であって、表示部３の要部断面図である。
この第２実施形態が図３に示した第１実施形態と異なるところは、絶縁層３１の構成にある。すなわち、図１２に示した絶縁層３１は、画素電極２１、２１間の領域のみを覆ったもので、その上面が、画素電極２１の上面より電気泳動層２３側に突出して形成されている。ただし、十分にリーク電流を抑制することができるならば、画素電極２１の上面より突出していなくてもよい。
図１３は、この第２実施形態において、絶縁層３１及び画素電極２１のみを示した表示部３の平面図である。絶縁層３１は、画素電極２１間の領域に沿って、平面視格子状に形成されている。

このような構造で絶縁層３１が形成すれば、隣り合う画素電極２１、２１の側端面２１ｂ間のリーク電流の経路を絶縁層３１で遮断し、リーク電流を抑えることができる。また、絶縁層３１の上面を画素電極２１から電気泳動遮断２３側に突出させているので、絶縁層３１の上側を回りこむリーク電流を遮断し、よりリーク電流を抑えることができる。さらに、絶縁層３１は、画素電極２１の上面に形成されていないので、画像表示に有効な画素電極２１の面積を大きくすることができる。

［第３実施形態］
図１４は、本発明の電気泳動表示装置の第３実施形態を示す図であって、表示部３の要部断面図である。
この第３実施形態が図３に示した第１実施形態と異なるところも、絶縁層３１の構成にある。すなわち、図１４に示した絶縁層３１は、画素電極２１、２１間の領域において、その中央部にのみ形成されており、画素電極２１とは離れて形成されている。また、絶縁層３１の上面は、画素電極２１の上面から電気泳動層２３側に突出している。
図１５は、この第３実施形態において、絶縁層３１及び画素電極２１のみを示した表示部３の平面図である。絶縁層３１は、画素電極２１間の領域で、画素電極２１を囲って全体として平面視格子状に形成されている。

このように形成された絶縁層３１は、画素電極２１の表面ではなく、画素電極２１、２１間の領域でリーク電流の経路を遮断し、リーク電流を抑えることができる。なお、画素電極２１と絶縁層３１との間の溝は、接着剤層３０ａの逃げとして機能する。そのため、接着剤層３０ａの表面が平坦化し易くなる。また、絶縁層３１は、画素電極２１の上面に形成されていないので、画像表示に有効な画素電極２１の面積を大きくすることができる。

［第４実施形態］
図１６は、本発明の電気泳動表示装置の第４実施形態を示す図であって、表示部３の要部断面図である。
この第４実施形態が図３に示した第１実施形態と異なるところも、絶縁層３１の構成にある。すなわち、図１６に示した絶縁層３１は、画素電極２１、２１のそれぞれの側端面２１ｂに接して形成されている。また、これら絶縁層３１の上面は、画素電極２１の上面から電気泳動層２３側に突出して形成されている。
図１７は、この第４実施形態において、絶縁層３１及び画素電極２１のみを示した表示部３の平面図である。形成された絶縁層３１は、画素電極２１の周囲を囲んだ形状になっている。

このように形成された絶縁層３１は、画素電極２１の側端面２１ｂからのリーク電流の経路を遮断するので、リーク電流を抑えることができる。さらに、絶縁層３１を画素電極２１の上面より電気泳動層２３側に突出させているので、絶縁層３１の上側を回りこむリーク電流を遮断し、よりリーク電流を抑えることができる。また、絶縁層３１は、画素電極２１の上面に形成されていないので、画像表示に有効な画素電極２１の面積を大きくすることができる。

なお、これら第２実施形態〜第４実施形態においても、絶縁層３１については感光性アクリル樹脂（感光性絶縁材料）で形成するので、これら絶縁層３１の形成、すなわちそのパターニングを、既存の露光・現像プロセスによって容易にかつ精度良く行うことができる。

［電子機器］
前述した電気泳動表示装置１は、様々な電子機器に適用される。以下に、前述の電気泳動表示装置１を備えた電子機器の例について説明する。まず、電気泳動表示装置１をフレキシブルな電子ペーパに適用した例について説明する。図１８はこの電子ペーパの構成を示す斜視図であり、電子ペーパ１０００は本発明の電気泳動表示装置１を表示部として備えたものである。すなわち、この電子ペーパ１０００は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有するシートからなる本体１００１の表面に、本発明の電気泳動表示装置１を備えたものである。

図１９は、電子ノート１１００の構成を示す斜視図であり、電子ノート１１００は、図１８で示した電子ペーパ１０００が複数枚束ねられ、カバー１１０１に挟まれて構成されたものである。カバー１１０１には、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する表示データ入力手段（図示は省略）が設けられている。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパ１０００が束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできるようになっている。

また、前述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明に係る電気泳動表示装置１は、こうした電子機器の表示部としても適用することができる。

電気泳動表示装置の構成図である。 画素の回路構成を示す図である。 第１実施形態に係る表示部の部分断面図である。 画素電極及び絶縁層の平面図である。 マイクロカプセルの構成図である。 マイクロカプセルの動作を説明した図である。 （ａ）〜（ｄ）は電気泳動表示装置の製造方法を説明するための図である。 タイミングチャートを示す図である。 隣り合う画素の模式図である。 電気泳動表示装置の構成図である。 画素の回路構成を示す図である。 第２実施形態に係る表示部の部分断面図である。 第２実施形態に係る画素電極及び絶縁層の平面図である。 第３実施形態に係る表示部の部分断面図である。 第３実施形態に係る画素電極及び絶縁層の平面図である。 第４実施形態に係る表示部の部分断面図である。 第４実施形態に係る画素電極及び絶縁層の平面図である。 本発明に係る電気泳動表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 本発明に係る電気泳動表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

符号の説明

１…電気泳動表示装置、２…画素、３…表示部、２１…画素電極、２１ａ…周縁部、２１ｂ…側端面、２２…共通電極（対向電極）、２３…電気泳動層、２４…駆動用ＴＦＴ、２５…ＳＲＡＭ、２８…素子基板（第１基板）、２９…対向基板（第２基板）、３０ａ…接着剤層（導電性接着剤層）、３０ｂ…バインダ層、３１…絶縁層、３２…感光性絶縁材料層、４０…マイクロカプセル、４１…分散媒、４２…白色粒子、４３…黒色粒子

Claims (10)

1. 画素電極と、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配設された電気泳動粒子からなる電気泳動層と、を有する電気泳動素子を備えた画素を、平面的に配列してなる電気泳動表示装置において、
   隣り合う前記画素電極の間の領域に、感光性絶縁材料からなる絶縁層が設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記画素電極と前記電気泳動層との間に導電性接着剤層が設けられている場合に、前記絶縁層は、その厚さが１μｍ以上であり、かつ前記導電性接着剤層の厚さ以下であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
3. 前記感光性絶縁材料が感光性アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置。
4. 前記絶縁層は、前記画素電極の側端面に当接して設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
5. 前記絶縁層は、前記画素電極の上面の周縁部を覆って設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
6. 前記絶縁層は、前記隣り合う画素電極のそれぞれの上面の周縁部上とこれらの間に連続して設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
7. 前記電気泳動層は、電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルによって構成され、該マイクロカプセルは導電性接着剤層を介して前記画素電極上に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
8. 第１基板上に設けられた画素電極と、第２基板上に設けられて前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配設された電気泳動粒子からなる電気泳動層と、を有する電気泳動素子を備えた画素を、平面的に配列してなる電気泳動表示装置の製造方法において、
   前記画素電極を覆った状態で前記第１基板上に感光性絶縁材料を配し、感光性絶縁材料層を形成する工程と、
   前記感光性絶縁材料層を露光しさらに現像することでパターニングし、隣り合う前記画素電極の間の領域に前記感光性絶縁材料からなる絶縁層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
9. 前記第１基板上の画素電極と、前記第２基板上に前記対向電極を介して設けられた前記電気泳動層とを、導電性接着剤層を介在させることで貼設する工程を有し、
   前記絶縁層を形成する工程では、該絶縁層の厚さを、１μｍ以上、かつ前記導電性接着剤層の厚さ以下に形成することを特徴とする請求項８記載の電気泳動表示装置の製造方法。
10. 前記感光性絶縁材料層を形成する工程では、前記感光性絶縁材料として、感光性アクリル樹脂を用いることを特徴とする請求項８又は９に記載の電気泳動表示装置の製造方法。

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