JP2010181768A

JP2010181768A - 電気泳動型表示装置

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Publication number: JP2010181768A
Application number: JP2009027033A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kaneko; 金子　　靖
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】駆動基板の撓みによる表示性能の低下を防止する電気泳動型表示装置の提供。
【解決手段】フレキシブル回路基板１１０の表面には、画素電極１１４が形成され、裏面には、出力電極１１８と画素電極１１４とを接続する配線電極１１３と、出力電極１１８と対向して配設された入力電極１１７とコネクタ電極１１６とが形成されている。画素電極１１４は配線電極１１３とスルーホールを介して導通している。また、入力電極１１７と出力電極１１８との間には駆動用回路であるＩＣ１４０が実装されている。出力電極１１８を除くフレキシブル回路基板１１０の背面には、配線電極１１３を保護するための保護層１１５が被覆されている。フレキシブル回路基板１１０の背面には基材面と配線電極１１３表面との間に段差があるが、保護層１１５はこの段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気泳動により帯電した微粒子が移動することにより動作する表示装置に関する。

近年、電気泳動型の表示技術において、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入した多数のマイクロカプセルを、電極を有する２枚の樹脂フィルムに挟着した表示装置が開発されている。電気泳動分散液をマイクロカプセルに封入することにより、表示装置の製造工程において、分散液の流出を防止することができるとともに、電気泳動粒子の沈降や凝集を減少させることができるという利点がある。また、この電気泳動型表示装置は、バックライトが必要ないことから低コスト化や薄型化が可能となり、さらに、視野が広くコントラストが高いことに加え、表示が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。

電気泳動型表示装置の製造には、多数のマイクロカプセルを接着層内に敷き詰めた電気泳動により動作する画像表示層を、透明電極を有する透明基板の透明電極上に積層してシート状に形成した電子インクシートと呼ばれるものが活用されている。この電子インクシートを所望のサイズに裁断して、駆動電極として画素電極を有する駆動基板上に接着することにより、表示装置本体を形成することができる。この表示装置の基板には、可撓性や割れ難さ軽量化等の観点からプラスチック等の材料が用いられている。

しかし、プラスチック基板では、空気中の酸素などのガスや水分を十分に遮断することができず、プラスチック基板を透過したガスや水分が、表示装置内に浸入してマイクロカプセルを劣化させ、電気泳動型表示装置の寿命が短くなるという問題があった。そこで、このような問題を解決する手段として、表示装置本体の外周にガスや水分を透過しにくい材料を用いた保護フィルムをラミネートして、この保護フィルムによって表示装置本体を封止して電気泳動型表示装置を完成する方法が広く利用されている。

一方、このようなマイクロカプセルを備えた電気泳動型表示装置では、特に駆動電極として画素電極を採用した場合、この画素電極を形成した駆動基板の背面にこの画素電極を駆動するための配線を銅箔パターンで形成するのが一般的である。すなわち、駆動基板の背面に形成した銅箔パターンからなる配線を、スルーホールを介して画素電極に導通させることにより、画素電極を駆動するようにしている。

しかしながら、前記のように、駆動基板の背面に駆動用の配線パターン（銅箔パターン）を形成した場合、特に一対の基板、即ち透明基板と駆動基板とを、画像表示層を挟着した状態で接合し保護フィルムでラミネートした際に、保護フィルムの外側から圧力がかかる。このとき、駆動基板の背面側に配線パターンが有る箇所と無い箇所との間で駆動基板に撓みが生じ、配線パターンが有る箇所では駆動基板の内面が内側に凸となり、配線パターンが無い箇所では駆動基板の内面が凹となる。したがって、このような駆動基板の凹凸により、表示面の表面にも凸凹が発生し、見る角度により反射して、結果的に表示性能が低下してしまう問題が生じる。

特許文献１は、このような事情に鑑みてなされた発明であり、駆動基板の背面の配線パターンの無い箇所にダミーパターンを形成することにより、パターンの有る箇所と無い箇所との間で生じてしまう駆動基板の撓みを十分に抑えられるというものである。これによって表示性能が低下してしまうことが防止される。

一方、配線パターン（背面電極）を形成した駆動基板の背面に背面電極を保護するための保護層を形成した高密度表示が可能な電気泳動型表示装置が知られている（例えば、特許文献２等参照。）。

特開２００７−２０６４２４号公報（図１、図２、５頁）特開２００６−１１３４３６号公報（図１、７頁）

しかしながら、特許文献１の駆動基板ではダミーパターンを形成するための余分な工程が必要になる点で不利であった。また、特許文献２のように背面電極を保護する保護層を形成しただけでは、駆動基板の撓みを十分に防止することができなかった。さらに、電気泳動型表示装置の本体に保護フィルムをラミネートした場合に、保護フィルムの外面に駆動基板面の凹凸が写って外観品質が低下するという問題もあった。

上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、駆動基板の撓みによる表示性能の低下を防止する電気泳動型表示装置を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明の手段は、透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第２の基板には、前記画像表示層を駆動するための駆動用回路を搭載し、さらに前記第２の基板の背面には、前記画素電極と前記駆動用回路とを接続する配線電極を形成し、かつ前記第２の基板の背面を保護層で覆った電気泳動型表示装置において、前記保護層は前記第２の基板の基材面と前記配線電極との段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されていることを特徴とする。

また、前記第２の基板はフレキシブルな樹脂基板であることを特徴とする。また、前記樹脂材料はアクリル系樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば、透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、該第２の基板には、前記画像表示層を駆動するための駆動用回路を搭載し、さらに前記第２の基板の背面には、前記画素電極と前記駆動用回路とを接続する配線電極を形成し、かつ前記第２の基板の背面を保護層で覆った電気泳動型表示装置において、前記保護層は前記第２の基板の基材面と前記配線電極との段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されているので、前記第２の基板の撓みが無くなって、表示性能の低下を防止することができ、保護フィルムをラミネートした後の外観品質も向上した。

本発明の実施の形態である電気泳動型表示装置を示す平面図である。図１のＡ−Ａ´断面を示す断面図である。図１のＢ−Ｂ´断面を示す断面図である。本発明の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板を視認側から見た平面図である。本発明の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板の背面を示す平面図である。

以下、本発明の最良の実施形態である電気泳動型表示装置について図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の実施の形態である電気泳動型表示装置の構成について説明する。図１は、本発明の電気泳動型表示装置を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ´断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ´断面図である。また、図４は本発明の電気泳動型表示装置の第２の基板を視認側から見た平面図である。図５は、本発明の電気泳動型表示装置の第２の基板における背面を示す平面図である。図１〜図５に示すように、平面視略長方形の電気泳動型表示装置１００は、表示装置本体１０１が第２の基板であるフレキシブル回路基板１１０の先端部１１１を除いて、表示装置本体１０１の視認側の面を覆う上面保護フィルム１３１と背後側の面を覆う下面保護フィルム１３２とによって内包されている。表示装置本体１０１は、透明電極１２３を備えた第１の基板である透明基板１２４と、銅箔からなる画素電極１１４を備えたフレキシブル回路基板１１０と、透明電極１２３と画素電極１１４との間に電気泳動により動作する画像表示層１２０とを備えている。画像表示層１２０は多数のマイクロカプセル１２２を接着層１２１内に敷き詰めて形成されている。

フレキシブル回路基板１１０は、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムの基材の両面に厚さ１０μｍの銅箔を張ったものを用いている。その表面には、図４に示すように、長方形又は正方形の画素電極１１４が形成されている。そして、裏面には、図５に示すように、出力電極１１８と画素電極１１４とを接続する配線電極１１３、並びに、出力電極１１８と対向して配設された入力電極１１７と、入力電極１１７と接続するコネクタ電極１１６とが形成されている。以上の各電極には、それぞれ厚さ３μｍのニッケルメッキと厚さ０．０５μｍの金メッキが施されている。配線電極１１３は画素電極１１４の開口部（画素部ビア）の底を埋めるように配置され画素電極１１４と導通している。また、駆動用回路であるＩＣ１４０が突起電極を介して入力電極１１７と出力電極１１８とに接続されている。ここで、駆動用回路としてＩＣ１４０を例に示したが、外部回路と接続するフレキシブル回路基板を出力電力１１８と接続しても構わない。

フレキシブル回路基板１１０の背面には、コネクタ電極１１６、入力電極１１７及び出力電極１１８を除いて配線電極１１３を保護するための厚さ２５μｍの感光性のアクリル系樹脂から成る保護層１１５が被覆されている。フレキシブル回路基板１１０の背面には基材面と配線電極１１３表面との間に段差があるが、保護層１１５はこの段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されている。したがって、下面保護フィルム１３２で覆われる部分のフレキシブル回路基板１１０の背面側の表面は、保護層１１５に覆われて段差のない平面となっている。

画像表示層１２０は、厚さ０．０５μｍのＩＴＯから成る透明電極１２３を有する厚さ１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂から成る可撓性の透明基板１２４の透明電極１２３側に、接着層１２１の中に直径３０〜５０μｍの多数のマイクロカプセル１２２を敷き詰めた画像表示層１２０を積層することによって形成されている。上面保護フィルム１３１にはシリカやアルミナ等の無機酸化膜の蒸着膜をＰＥＴ樹脂でサンドイッチ状に挟み込んだ湿度遮断性能に優れた厚さ１００μｍの透明なフィルムを用い、下面保護フィルム１３２には透明である必要がないのでアルミ箔をＰＥＴ樹脂でサンドイッチ状に挟み込んだ多層膜を用いた。上面保護フィルム１３１と下面保護フィルム１３２との対向する内面には図示しない接着層を有している。上面保護フィルム１３１と下面保護フィルム１３２との端部は、図１のハッチング部で示すように、熱過疎性の接着剤を介して圧着された封止部１３３が形成されている。

次に、この電気泳動型表示装置１００の製造方法について説明する。まず、フレキシブル回路基板１１０の製造方法について説明する。両面に銅箔を有するポリイミドフィルムの所定箇所にスルーホールを形成した後、電解銅メッキを施してスルーホールの上下の銅箔を接続する。表面には画素電極１１４になる銅箔パターンを、裏面には各々コネクタ電極１１６、入力電極１１７、出力電極１１８及び配線電極１１３になる銅箔パターンをフォトエッチング加工により形成する。

次に、保護層１１５の形成方法について説明する。配線電極１１３を形成してあるフレキシブル回路基板１１０の背面に、感光性のアクリル系樹脂材料から成るフィルムを被覆して加圧式真空ラミネート装置に投入し、８０℃で３０秒間加圧した後、感度安定化のために４５分以上放置する。その後、露光条件１２０ｍｊ／ｃｍ²でフォトマスクを用いて所望のパターンを露光後、感度安定化のために１５分以上放置する。次に、液温３０℃、濃度１．０％の炭酸ナトリウム溶液の現像液を用いて、５０〜６０秒間現像して、ＩＣ１４０を配置するための開口部を形成する。その後水洗し、８５℃で乾燥する。その後、３ｊ／ｃｍ²のＵＶ照射をして、最後に熱風循環式オーブンに投入し、１６０℃、１時間以上放置して前記フィルムを熱硬化させることにより保護層１１５が形成し、その後、ニッケルメッキと金メッキを行うことで、フレキシブル回路基板１１０が完成する。

なお、保護層１１５の樹脂材料としては、アクリル系樹脂の他に、ポリイミド樹脂、フッ素系フォトレジスト、フェノール樹脂なども利用できる。また、保護層１１５の形成方法には、以上の方法の他に、感光性樹脂をロールコータで塗布し、その後硬化させる方法もある。いずれの方法によっても、硬化前の樹脂は、配線電極１１３の有る箇所と無い箇所との段差を吸収するのに十分な厚さと柔軟性があるので、保護層１１５の表面は平面となり、凹凸は現れない。

次に、透明基板１２４の透明電極１２３に接着された画像表示層１２０の接着層１２１を、画素電極１１４を形成したフレキシブル回路基板１１０の画素電極１１４上に接着して表示装置本体１０１を形成する。その後、表示装置本体１０１の視認側に上面保護フィルム１３１を配置し、次いで、表示装置本体１０１の背面側に下面保護フィルム１３２を配置する。その後、上面保護フィルム１３１、下面保護フィルム１３２の外側から加熱ローラーにより熱と圧力をかけることによって、上面保護フィルムの内側全面及び下面保護フィルムの内側全面に塗布した熱可塑性の接着剤（図示せず）を介して表示装置本体１０１の周囲を圧着し封止部１３３を形成することによって、電気泳動型表示装置１００が完成する。

次に、この電気泳動型表示装置１００の作用について説明する。フレキシブル回路基板１１０の配線電極１１３を介して所定の表示用の制御電圧を、画素電極１１４と透明電極１２３との間に印加することにより、透明電極１２３側に白色又は黒色の電気泳動粒子を移動させて、所望の図形、文字等を含む画像を表示装置本体１０１の視認側へ表示させることができる。

次に、本発明の実施の形態の効果について説明する。表示装置本体１０１は上下保護フィルム１３１、１３２によりガスや水蒸気の進入を防止でき、また、画像表示層１２０に与えるガスや水蒸気の影響を最小限に抑えることができた。また、保護層１１５はフレキシブル回路基板１１０の基材面と配線電極１１３の表面との段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されているので、上下保護フィルム１３１、１３２で表示装置本体１０１を内包したときにフレキシブル回路基板１１０の撓みを生じることが無くなって、表示性能の低下を防止することができ、保護フィルムをラミネートした後の外観品質も向上した。

１００電気泳動型表示装置
１１０フレキシブル回路基板
１１３配線電極
１１４画素電極
１１５保護層
１２０画像表示層
１２３透明電極
１２４透明基板
１４０ＩＣ

Claims

透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第２の基板には、前記画像表示層を駆動するための駆動用回路を搭載し、さらに前記第２の基板の背面には、前記画素電極と前記駆動用回路とを接続する配線電極を形成し、かつ前記第２の基板の背面を保護層で覆った電気泳動型表示装置において、前記保護層は前記第２の基板の基材面と前記配線電極との段差を吸収する厚さと柔軟性を有している樹脂材料で形成されていることを特徴とする電気泳動型表示装置。
前記第２の基板はフレキシブルな樹脂基板であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動型表示装置。
前記樹脂材料はアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気泳動型表示装置。