JP2011164139A - 電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば電気泳動表示装置等の電気光学装置において、省資源及び低コストの要請に対応しつつ基板におけるたわみの抑制を図る。
【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）と、画素毎に設けられた画素電極（９）と、画素電極よりも層間絶縁膜（１４）を介して下層側に画素毎に設けられ、画素電極に接続された画素トランジスターと、周辺領域（１０ｂ）に設けられた周辺トランジスター（１３０及び１４０）と、画素トランジスター及び周辺トランジスターのゲート絶縁膜及び層間絶縁膜が形成されていない領域内に画素電極と同一膜から形成されており、周辺トランジスターに接続された接続線（１３２及び１３３）とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気光学装置用基板、該電気光学装置用基板を備える電気光学装置、及び該電気光学装置を備える電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置用基板の一例として、例えばアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置等の電気光学装置に用いられ、基板上に、画素電極と、当該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）とを備えてなるアクティブマトリクス基板がある。以上の構成要素は、基板上に積層構造をなして形成される。各構成要素は層間絶縁膜によって各層に分け隔てられて配置されると共に、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホール（或いは「スルーホール」とも呼ばれる）を介して適宜電気的に接続される。

また、この種の電気光学装置に用いられる基板は、従来の柔軟性に乏しい（即ち、硬い）ガラス基板から軽量で柔軟性に優れた（即ち、フレキシブルな）プラスチック基板に変化している。そのため、基板の柔軟性に対応したＴＦＴを具備する電気光学装置用基板が望まれている。

例えば特許文献１には、印刷法を用いて材料を成膜すべき領域に限定的に塗布することにより、有機薄膜トランジスターを製造する技術が開示されている。このような技術によれば、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を少なくすることができる。

特開２００９―３８３３７号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、ゲート絶縁膜が基板全面に亘って形成されているため、以下のような問題点が生じる。１つ目の問題点は、基板全面にゲート絶縁膜が形成されているため、プラスチック基板を用いた際に膜内の応力によって基板がたわんでしまうことである。２つ目の問題点は、基板全面に亘ってゲート絶縁膜が存在するため、ゲート電極と外部回路との接続用、或いは、基板上の保護ダイオード等の回路の作成用のコンタクトホールを、ゲート絶縁膜に開孔する工程が必要となり、製造工程が煩雑になってしまうことである。３つ目の問題点は、基板全面に亘ってゲート絶縁膜が形成されているため、省資源、低コストの要請に反することである。

基板に大きな応力があると最終製品の形状が歪むだけでなく、工程途中においても基板のたわみが生じると搬送が出来なくなったり、極端な時は基板がロール状になり、後の工程で処理することが出来なくなることが知られている。更に応力は製膜を重ねると共に大きくなるため工程の後ほど課題が大きくなることも知られている。これらの問題点は上記のようにプラスチック基板を用いる際に、より一層顕著となる。

本発明は、例えば上述した問題点のうち少なくとも１つに鑑みなされたものであり、省資源及び低コストの要請に対応しつつ基板におけるたわみを抑制可能である電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置用基板は上記課題を解決するために、複数の画素が配列された表示領域を有する電気光学装置用基板であって、基板と、前記基板上における前記画素毎に設けられた画素電極と、前記基板上における前記画素電極よりも下層側に前記画素毎に設けられ、前記基板上の所定の領域に選択的に設けられたゲート絶縁膜を含み、前記画素電極に電気的に接続された画素トランジスターと、前記画素電極と前記画素トランジスターとの間に配置され、前記基板上の所定の領域に選択的に設けられた層間絶縁膜と、前記基板上における前記表示領域の周辺に位置する周辺領域に設けられた周辺トランジスターと、前記画素トランジスター及び前記周辺トランジスターを構成するゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜が形成されていない領域内に前記画素電極と同一膜から形成されており、前記周辺トランジスターに電気的に接続された接続線とを備える。

本発明の電気光学装置用基板によれば、例えばマトリクス状に複数の画素が配列された表示領域（適宜、画素領域又は画像表示領域ともいう）において、画素毎に設けられた画素電極に画像信号が印加されることにより、所謂アクティブマトリックス方式による画像表示を実現することが可能となる。

本発明に係る「画素トランジスター」は、画素毎に設けられ、画素電極に電気的に接続されている。画素トランジスターは、例えば、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域に配列され、各画素におけるスイッチング素子として機能することで、例えば、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示を可能とする。即ち、画素電極に対する画像信号の印加タイミングは、画素電極に電気的に接続された画素トランジスターが所定のタイミングでオン又はオフされることによって制御される。画素電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる透明電極又は金属等の不透明電極である。

また、画素トランジスターは画素電極よりも下層側に形成される。言い換えれば、画素トランジスター及び画素電極間には層間絶縁膜が介在しており、画素トランジスター及び画素電極は、例えば層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して互いに電気的に接続されることで、画素電極に対し画素トランジスターから画像信号をオンオフ制御しつつ供給される。尚、画素トランジスター及び画素電極を電気的に接続するためのコンタクトホールは、当該コンタクトホールが形成されるべき領域を除く領域に絶縁材料を塗布することにより形成されていてもよい。

画素トランジスターは、基板上の所定の領域に選択的に設けられたゲート絶縁膜を含む。ここで、「基板上の所定の領域に選択的に設けられた」とは、基板上の所定の領域にのみ設けられていること、言い換えれば、基板上のうち一部の領域にのみ設けられていることを意味する。例えば、ゲート絶縁膜は、インクジェット法等の塗布法によって、基板上の然るべき領域に絶縁材料を塗布することにより形成される。このように選択的に設けられたゲート絶縁膜は、基板全面に亘って絶縁材料を積層した後パターニングすることによって形成された場合に比べて、その形成過程において無駄になる材料が生じない。そのため、省資源及び低コストの要請に対応することができる。またゲート絶縁膜を基板全面に製膜しないので、基板の応力を抑える事ができる。

本発明に係る「層間絶縁膜」は、画素電極と画素トランジスターとの間に配置され、基板上の所定の領域に選択的に設けられている。当該層間絶縁膜も、上述のゲート絶縁膜と同様に、選択的に設けられている。そのため、層間絶縁膜についても省資源及び低コストの要請に対応しつつ、基板における応力を抑えることができる。

本発明に係る「周辺トランジスター」は、周辺領域に形成される。ここで、周辺領域とは、基板上における表示領域の周辺に位置する領域である。周辺トランジスターは、例えば、駆動周波数の高い駆動方式における比較的高速のスイッチング動作や、更には電流増幅動作或いは電流制御動作、整流動作、電圧保持動作等を行うドライバ回路（即ちＸドライバ回路やＹドライバ回路）を構成するための回路素子として用いられる。尚、周辺トランジスターの用途としては、当該電気光学装置の電気光学動作に関与する限りにおいて何ら限定されない。

尚、画素トランジスター及び周辺トランジスターは、ゲート電極が基板上の積層構造において半導体層よりも上層側に配置されたトップゲート型であってもよいし、ゲート電極が基板上の積層構造において半導体層よりも下層側に配置されたボトムゲート型であってもよいし、更にはゲート電極が半導体層の上層側及び下層側の両方に配置されたダブルゲート型であってもよい。

本発明に係る「接続線」は、画素トランジスター及び周辺トランジスターを構成するゲート絶縁膜及び層間絶縁膜が形成されていない領域内に形成される。接続線は、周辺トランジスターをその他の導電層、例えば、基板上に形成された電気光学動作を実現するための各種配線や素子等に電気的に接続するための配線であり、例えばアルミニウム等の導電性材料によって形成される。接続線が形成される領域は、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜が形成されていないことによって、接続線の接続対象である各種配線や素子等が部分的に露出されている状態になっている。接続線は、このように部分的に露出している接続対象上に形成されることにより、接続対象と電気的な接続を行っている。即ち、接続線はコンタクトホールを介してではなく、接続対象に直接（つまり、接続対象との間に他の積層構造を介することなく）接触するように形成されることによって、電気的な接続を実現している。このような接続は、コンタクトホールを介して電気的に接続する場合に比べて、ゲート絶縁膜や層間絶縁膜にエッチング等により開孔する工程を行う必要がないので、より少ない工程数で電気的な接続を実現することができる。また、本発明では接続線を接続対象に電気的に接続する際に、コンタクトホールを形成する場合のように基板全面に亘って絶縁膜を形成する必要がないので、完成される電気光学装置用基板におけるたわみ（即ち、構造的な歪み）を効果的に抑制することも可能である。

本発明に係る「接続線」は、画素電極と同一膜から形成される。ここで、「同一膜」とは、同一の成膜工程によって形成される膜を意味しており、画素電極及び接続線が完全に同一の膜であることのみを意味するものではない。画素電極及び接続線は、互いに電気的に接続されていなくともよいし、厚さ等の各種条件が異なっていてもよい。接続線と画素電極とは、同一の導電膜を同時にパターニングして形成しても良いし塗布法で同時に形成してもよい。塗布法の場合は接続線が形成される領域に選択的に形成される。特に画素電極はＴＦＴ製造工程のほぼ最終工程になるため応力が積み重なった状態で行なわれる。このため全面に材料を製膜しない塗布法での形成が好ましい。接続線を画素トランジスターに電気的に接続される画素電極と同一膜から形成することにより、同一工程において画素電極と接続線とを形成することができる。従って、工程数を削減することができ、製造コストを削減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、省資源及び低コストの要請に対応しつつ基板におけるたわみを抑制可能な電気光学装置用基板を実現することができる。

本発明の電気光学装置用基板の一の態様では、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜が形成されるべき領域に絶縁材料を選択的に塗布することにより形成される。

この態様によれば、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜を、例えばインクジェット法等の塗布法によって、基板上の然るべき領域に絶縁材料を塗布することにより形成する。ここで、「選択的に塗布する」とは、基板上の所定の領域にのみ設けられていること、言い換えれば、基板上のうち一部の領域にのみ設けられていることを意味する。このように、ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を一の膜を基板全面に形成した後パターニングして形成するのではなく、材料を選択的に塗布することによって形成するので、その形成過程において無駄になる材料が生じない。つまり、省資源及び低コストの要請により対応した電気光学装置用基板を実現することが可能である。更にエッチング工程を用いないため工程の削減も可能である。また絶縁材料を基板全面に製膜することなくゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を形成可能であるため、基板の応力を抑える事ができる。特に層間絶縁膜は膜厚が厚くなる傾向があるため、層間絶縁膜を選択的に塗布することによって形成することで応力を効果的に低減することができる。

本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記画素電極と前記接続線は、前記画素電極及び前記接続線が形成されるべき領域に選択的に導電材料を塗布することにより形成される。

この態様によれば、上述のゲート絶縁膜及び層間絶縁膜と同様に、導電層として形成される画素電極と接続線についても、材料を選択的に塗布することによって形成することで、省資源及び低コストの要請に対応しつつ基板におけるたわみを抑制可能な電気光学装置用基板を実現することができる。

本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記接続線は、前記周辺トランジスターをダイオード接続するように形成されている。

この態様では、例えば接続線を周辺トランジスターのソース及びゲート間を電気的に接続するように形成することによって、周辺トランジスターを用いて周辺領域にダイオード回路を形成することができる。

本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記周辺トランジスターは、複数設けられており、該複数の周辺トランジスターは、前記接続線によって互いに接続されることにより、インバーター回路を構成している。

この態様によれば、例えば複数の周辺トランジスターを用いて例えば静電保護回路等の周辺回路を形成することができる。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置用基板（但し、その各種態様も含む）を備える。

本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明の電気光学装置用基板を備えるので、例えば、高品位な表示を行うことが可能な、例えば電気泳動表示装置、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置などの各種表示装置を実現できる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を備えるので、例えば、高品質な画像表示を行うことが可能な例えば電子ペーパーなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた装置としてＤＬＰ（Digital Light Processing）等を実現することが可能である。また、本発明の電子機器として、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサー、ビューファインダー型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル、人工皮膚の表面に形成されるセンサーなどの各種電子機器も実現することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る電気泳動表示パネルの全体構成を示すブロック図である。 図１のＨ−Ｈ'断面図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルが備える静電保護用回路の電気的な構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルが備える静電保護用回路の電気的な構成の他の例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルの画像表示領域における画素の拡大平面図である。 図５のＡ−Ａ’線断面図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルにおける静電保護用回路の拡大平面図である。 図７のＢ−Ｂ'線断面図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルの第１トランジスターがトップゲート構造を有する場合の断面図である。 第２実施形態に係る電気泳動表示パネルの周辺領域に設けられたインバーター回路の電気的な構成を示す回路図である。 第２実施形態に係る電気泳動表示パネルのインバーター回路の拡大平面図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示パネルを製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。 本発明に係る電気泳動表示パネルを適用した電子ペーパーの構成を示す斜視図である。 本発明に係る電気泳動表示パネルを適用した電子ノートの構成を示す斜視図である。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置用基板の一例であるアクティブマトリクス基板を備える電気光学装置の一例であるＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示パネルを例にとる。

＜電気泳動表示パネル＞
＜第１実施形態＞
先ず、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの全体構成を示すブロック図である。以下においては特に断らない限りＴＦＴはｎチャネル型である。

図１において、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１は、ｍ行×ｎ列分の画素６０がマトリクス状（二次元平面的）に配列された画像表示領域１０ａを有する。画像表示領域１０ａには、ｍ本の走査線１１（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線６（即ち、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）とが互いに交差するように設けられている。ｍ本の走査線１１は、行方向（即ち、Ｘ方向）に延在し、ｎ本のデータ線６は、列方向（即ち、Ｙ方向）に延在している。画素６０は、ｍ本の走査線１１とｎ本のデータ線６との交差に対応するように配置されている。

電気泳動表示パネル１は、これらの画素６０を駆動するために必要な走査信号及び画像信号を供給するための走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１を備える。

走査線駆動回路１０４は、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。一方、データ線駆動回路１０１は、走査線駆動回路１０４からの走査信号の供給タイミングに同期するように、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号を供給する。画像信号は、高電位レベル（以下「ハイレベル」という。例えば１５Ｖ）又は低電位レベル（以下「ローレベル」という。例えば−１５Ｖ）の２値的なレベルをとる。その他の電圧の例として、走査線１１は選択電圧として２５Ｖ、非選択電圧として―１０Ｖ、対向電極２１Ｖに０を印加してもよい。

尚、本実施形態では、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１を電気泳動表示パネル１に内蔵する形態を採っているが、ＣＯＦ（chip on film）等に貼り付けられた外付けのＩＣとして、外部に設けられていてもよい。

走査線１１及びデータ線６は、画像表示領域１０ａの周囲に位置する周辺領域において静電保護用回路８０に電気的に接続されている。静電保護用回路８０は、高電圧パルス（いわゆるＥＳＤサージ）が回路に入力されることを防ぐ。具体的には、静電保護回路８０は、例えば、回路内部に入力されたＥＳＤサージを、高電位電源線９１及び低電位電源線９２へと流す。このため、ＥＳＤサージが回路内部に流れずに済む。尚、静電保護用回路８０の具体的な構成については後に詳述する。

図不示の電源回路は、高電位電源線９１に高電位電源電位Ｖｄｄを供給し、低電位電源線９２に低電位電源電位Ｖｓｓを供給する。

図２は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１の画像表示領域１０ａにおける一の画素６０の回路図である。

図２において、画素６０は、互いに対向するように配置された一対の基板（即ち、後述する素子基板及び対向基板）の表面に夫々形成された画素電極９及び対向電極２１間に電気泳動素子５０が挟持されることによって、階調表示を行うことが可能なように構成されている。

ここで、電気泳動素子５０は、電気泳動粒子を夫々含んでなる複数のマイクロカプセルから構成されている。マイクロカプセルは、例えば、被膜の内部に分散媒と、複数の白色粒子と、複数の黒色粒子とが封入されてなる。被膜は、マイクロカプセルの外殻として機能し、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有する高分子樹脂から形成されている。分散媒は、白色粒子及び黒色粒子をマイクロカプセル内（言い換えれば、被膜内）に分散させる媒質であり、例えば、水や、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、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエンや、キシレン、ヘキシルベンゼン、へブチルベンゼン、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、カルボン酸塩やその他の油類を単独で又は混合して用いることができる。また、分散媒には、界面活性剤が配合されてもよい。白色粒子は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華（酸化亜鉛）、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子或いはコロイド）であり、例えば負に帯電されている。黒色粒子は、例えば、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（高分子或いはコロイド）であり、例えば正に帯電されている。このため、白色粒子及び黒色粒子は、画素電極９と対向電極２１との間の電位差によって発生する電場によって、分散媒中を移動することができる。

尚、これらの顔料には、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。

画素６０の各々は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０と、保持容量７０とを備える。

ＴＦＴ３０は、そのゲートが走査線１１に電気的に接続されており、そのソースがデータ線６に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極９に接続されている。ＴＦＴ３０は、データ線駆動回路１０１（図１参照）からデータ線６を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路１０４（図１参照）から走査線１１を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極９に出力する。

保持容量７０は、一対の電極間に、容量絶縁膜が挟持されることによって構築されている。ここで、一対の電極のうち一方の電極（具体的には、後述する中継層８）はＴＦＴ３０のドレイン及び画素電極９に電気的に接続されており、他方の電極（具体的には後述する容量電極７１）は所定の電位に保持された共通電位線３００に電気的に接続されている。ここで、共通電位線３００の電位は、一定値であってもよいし、一定又は不定の周期で変動してもよく、図不示の電源回路から電圧が供給される。このように、画素６０に対して並列に保持容量７０を設けることによって、画素電極９の画像信号に対する保持特性を向上させることができる。尚、保持容量７０がなくとも画素の保持特性を十分確保することが可能な場合には、保持容量７０を設けなくともよい。

次に、周辺領域に形成された静電保護用回路８０の具体的な構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１が備える静電保護用回路８０の電気的な構成を示すブロック図である。

静電保護用回路８０は、ダイオード接続がなされた第１トランジスター１３０及び第２トランジスター１４０を備えて構成されている。

第１トランジスター１３０のソースは、データ線６に電気的に接続されており、第１トランジスター１３０のゲート及びドレインは互いに電気的に短絡されている。第１トランジスター１３０のゲート及びドレインは、低電位電源線９２に電気的に接続されることにより、電位ＶＳＳに保持されており、ソースはソース線６に電気的に接続されている。一方、第２トランジスター１４０のソースは、高電位電源線９１に電気的に接続され電位Ｖｄｄに保持されており、第２トランジスター１４０のゲート及びドレインは互いに電気的に短絡されると共に、ソース線６に電気的に接続される。このようにダイオード接続がなされた第１トランジスター１３０及び第２トランジスター１４０を逆方向にバイアスすることにより、静電気が発生しないときはリーク電流を抑える事ができる。そして静電気放電（ＥＳＤ）によって発生したＥＳＤサージが、データ線６に印加されその電位が２つの電源線９１、９２を越えてしまった場合には、第１トランジスター１３０及び第２トランジスター１４０を介して２つの電源線９１、９２にＥＳＤサージを速やかに放出することができる。従って、静電保護用回路８０は、ＥＳＤサージがデータ線６に印加されてしまうことにより、内部回路（例えば、画像表示領域１０ａにおけるＴＦＴ等の回路素子や周辺領域におけるデータ線駆動回路１０１）が静電破壊されてしまうことを防止できる。尚、走査線４０に電気的に接続された静電保護用回路８０もまた、上述のデータ線６に電気的に接続された静電保護用回路８０と同様に、ＥＳＤサージが走査線４０に印加されてしまうことにより、内部回路（例えば、画像表示領域１０ａにおけるＴＦＴ等の回路素子や周辺領域における走査線駆動回路１０４）が静電破壊されてしまうことを防止できる。

尚、静電保護用回路８０は、図４に示す回路構成を有していてもよい。図４は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１が備える静電保護用回路８０の電気的な構成の他の例を示すブロック図である。図４の静電保護用回路８０は２つの接続端子を有しており、一方の接続端子はソース線６又は走査線１１に、他方は共通線(不図示）に接続される。例えば図１、３の構成において高電位電源線９１を共通線とし、ダイオード１４０の代わりに図４の回路を用いる。このとき低電位電源線９２は用いなくてもよい。共通線には共通電位、例えば０Ｖが印加される。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１の画像表示領域１０ａの具体的な構成について、図５及び図６を参照して説明する。

図５は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１の画像表示領域１０ａにおける画素６０の拡大平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ’線断面図である。尚、図５及び図６では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

素子基板１０上にはＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は画素部６０（図１参照）毎に配置されている。ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａ、ゲート電極３０ｂ及びゲート絶縁膜３０ｃから構築されている。尚、本実施形態におけるＴＦＴ３０は、下層側から順にゲート電極３０ｂ、ゲート絶縁膜３０ｃ及び半導体層３０ａが積層されてなる、所謂ボトムゲート型のＴＦＴである。尚、ＴＦＴ３０は本発明に係る「画素トランジスター」の一例である。

ゲート電極３０ｂは、ゲート絶縁膜３０ｃを介して、半導体層３０ａに対向するように形成されている。図５に示すように、ゲート電極３０ｂは素子基板１０上に形成された走査線１１の一部として形成されている。本実施形態では、主にＸ方向に沿って形成された走査線１１のうち、素子基板１０上において平面的に見た場合に半導体層３０ａに重なる一の領域において、Ｙ方向に部分的に突出するように形成された走査線１１の部分がゲート電極３０ｂとして機能する。ゲート電極３０ｂの上層側には、ゲート絶縁膜３０ｃが設けられている。ゲート絶縁膜３０ｃは、ＴＦＴ３０が形成される領域およびその周囲の一定範囲内の領域にのみ選択的に設けられている。

素子基板１０上で平面的に見て、半導体層３０aのうちゲート電極３０ｂに重なる領域は、チャネル領域として機能する。一方、チャネル領域として機能を除く領域を除く領域は、ソース領域及びドレイン領域として機能し、夫々、データ線６及び中継層８に電気的に接続されている。

また、素子基板１０上には、走査線１１が形成されている。走査線１１とデータ線６との交点においては、走査線１１の上層側には、ゲート絶縁膜３０ｃが選択的に形成されており、その上層側にデータ線６が形成されている。即ち、ゲート絶縁膜３０ｃは素子基板１０上において、データ線６及び走査線１１間を電気的に絶縁する機能を兼ねている。

中継層８は、その一端が半導体層３０ａに電気的に接続され、他端が中継層８の上層側に積層された層間絶縁膜１４に設けられたコンタクトホール４０を介して、画素電極９に電気的に接続されている。つまり、中継層８は半導体層３０ａと画素電極９との間を電気的に中継接続する。ゲート電極３０ｂに走査信号が供給されるタイミング（即ち、ＴＦＴ３０がオン状態にされるタイミング）で、画像信号が半導体層３０aから出力されることによって、中継層８を介して画素電極９に画像信号が印加されるように積層構造が形成されている。尚、画素電極９は、本発明に係る「画素電極」の一例である。コンタクトホール４０が形成される領域には、ゲート絶縁膜３０ｃ、層間絶縁膜１４はいずれも形成されていない。

また、中継層８は、容量絶縁膜７２を介して下層側に形成された容量電極７１と共に、保持容量７０を形成する。容量電極７１は、図不示の電源回路から供給される電位に基づいて、所定の電位に保持されている。これにより、ＴＦＴ３０の保持特性を効果的に向上させることができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１の周辺領域の静電保護用回路８０の具体的な構成について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１における静電保護用回路８０の拡大平面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ'線断面図である。尚、図７及び図８では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

第１トランジスター１３０は、半導体層１３０ａにゲート絶縁膜１３０ｃを介してゲート電極１３０ｂが対向するように配置されることにより構成されている。第１トランジスター１３０のソースは、第１接続線１３１に電気的に接続されている。第１接続線１３１は、更に第２接続線１３２を中継して、低電位電源線９２に電気的に接続されている。一方、第１トランジスター１３０のゲート及びドレインは共に、データ線６に電気的に接続されている。特にゲートは第３接続線１３３を介して、データ線６に電気的に接続されている。尚、第２及び第３接続線は本発明に係る「接続線」の一例である。

第２トランジスター１４０は、半導体層１４０ａにゲート絶縁膜１４０ｃを介してゲート電極１４０ｂが対向するように配置されることにより構成されている。第２トランジスター１４０のソースは、第４接続線１４１に電気的に接続されている。第４接続線１４１は、更に第５接続線１４２を中継して、高電位電源線９１に電気的に接続されている。一方、第２トランジスター１４０のゲート及びドレインは共に、データ線６に電気的に接続されている。特にゲートは第６接続線１４３を介して、データ線６に電気的に接続されている。尚、第５及び第６接続線は本発明に係る「接続線」の一例である。

図８に示すように、第１トランジスター１３０は、素子基板１０上に下地膜１２を介して形成されている。第１トランジスター１３０は、下層側からゲート線１３０ｂ、ゲート絶縁膜１３０ｃ及び半導体層１３０ａが順に設けられることにより構築されており、所謂ボトムゲート型の構造を有している。第１トランジスター１３０のソースには第１接続線１３１が電気的に接続されており、第１トランジスター１３０のドレインには、データ線６が電気的に接続されている。

第１トランジスター１３０上には層間絶縁膜１１４が形成される。層間絶縁膜１１４は、素子基板１０上で平面的に見た場合に、第１接続線１３１及びデータ線６の夫々の端部が層間絶縁膜１１４に重ならないように形成される。即ち、素子基板１０上で上方から平面的に見た場合に、層間絶縁膜１１４から第１接続線１３１及びデータ線６の夫々の端部が部分的に露出するように層間絶縁膜１１４が形成されている。具体的には、図７に示すように、層間絶縁膜１１４は、点線１１４´において囲まれた領域のみに形成されている。そのため、第２接続線１３２及び第３接続線１３３は、層間絶縁膜１１４から露出した部分(即ち、第１接続線１３１及びデータ線６の端部)上に形成されている。その結果、第２接続線１３２は第１接続線１３１に直接的に接触するために、コンタクトホールを介することなく、第１接続線１３１及び第２接続線１３２間の電気的な接続が実現されている。また、第３接続線１３３はデータ線６に直接的に接触するために、コンタクトホールを介することなく、第３接続線１３３及びデータ線６間の電気的な接続が実現されている。

尚、ここでは主に第１トランジスター１３０の近傍における断面構造について説明を行ったが、第２トランジスター１４０の近傍における断面構造も同様であるため、ここでは図示及び説明を省略することとする。

尚、本実施形態では周辺領域に形成された第１トランジスター１３０がボトムゲート構造を有する場合について説明したが、図９に示すようにトップゲート構造を有してもよい。図９は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１の第１トランジスター１３０がトップゲート構造を有する場合の断面図である。この場合、平面構造は上記と同様であるため、詳細な説明は省略することとする。

なお、上記において接続線という言葉を用いたが、画素電極と同時形成される接続線は第２、第３、第５、第６接続線１３２、１３３、１４２、１４３である。他の第１、第４の接続線１３１、１４１はソース線６と同時形成される。

＜第２実施形態＞
続いて、図１０及び図１１を参照して、第２実施形態に係る電気泳動表示パネルについて説明する。上述の第１実施形態では、周辺領域にダイオード接続がなされたトランジスターを有する静電保護用回路８０を備える場合を例示したが、本実施形態では周辺領域にインバーター回路を有する点において異なっている。尚、画像表示領域１０ａにおける構成など、その他の要素については第１実施形態と同様であるため、ここでは、詳細な説明は省略することとする。

まず、図１０を参照して、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの周辺領域に設けられたインバーター回路２１０の電気的な構成について説明する。図１０は、実施形態に係る電気泳動表示パネルの周辺領域に設けられたインバーター回路２１０の電気的な構成を示す回路図である。尚、図１０には同様のインバーター回路が複数連結されている様子が図示されているが、以下では一つのインバーター回路２１０についてのみ代表的に説明を行い、他のインバーター回路については説明を省略することとする。

図１０において点線で囲まれた回路は、一つのインバーター回路２１０である。インバーター回路２１０は、第１トランジスター２３０及び第２トランジスター２４０により構成されている。

第１トランジスター２３０はＮチャネル型トランジスターであり、第２トランジスター２４０はＰチャネル型トランジスターである。

第１トランジスター２３０のソースは、低電位電源線９２に電気的に接続されている。一方、第２トランジスター２４０のソースは、高電位電源線９１に電気的に接続されている。第１トランジスター２３０のゲート及びドレインは、第２トランジスター２４０のゲート及びドレインに電気的に短絡されていると共に、出力線１６に電気的に接続されている。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示パネルのインバーター回路２１０の具体的な構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る電気泳動表示パネルのインバーター回路２１０の拡大平面図である。尚、図１１では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

第１トランジスター２３０は、半導体層２３０ａにゲート絶縁膜２３０ｃを介してゲート電極２３０ｂが対向するように配置されることにより構成されている。第２トランジスター２４０は、半導体層２４０ａにゲート絶縁膜２４０ｃを介してゲート電極２４０ｂが対向するように配置されることにより構成されている。

第１トランジスター２３０のソースは、第１接続線２３１に電気的に接続されている。第１接続線２３１は、更に第２接続線２３２を中継して、低電位電源線９２に電気的に接続されている。第１トランジスター２３０のドレインは第３接続線２３３を介して、第２トランジスター２４０のドレインに電気的に短絡されている。第１トランジスター２３０のゲートは、第４接続線２３４を介して第２トランジスター２４０のゲートに電気的に短絡されると共に、出力線１６に電気的に接続されている。第２トランジスター２４０のソースは、第５接続線２３５に電気的に接続されている。第５接続線２３５は、更に第６接続線２３６を中継して、高電位電源線９１に電気的に接続されている。尚、第２及び第４接続線、並びに第６接続線は本発明に係る「接続線」の一例である。他はソース線６と同時形成される。

第２接続線２３２、第４接続線２３４及び第６接続線２３６は、素子基板１０で平面的に見て、層間絶縁膜２１４の形成されていない領域（図１１において一点鎖線で囲んだ領域２１４´）に配置されている。即ち、層間絶縁膜２１４は、一点鎖線２１４´で囲まれた領域を除いた領域に広く塗布されることによって形成されている。従って、第２接続線２３２、第４接続線２３４及び第６接続線２３６が形成される領域には、接続対象が層間絶縁膜１４から露出しているため、第２接続線２３２、第４接続線２３４及び第６接続線２３６を接続対象に電気的に接続されるように形成されている。即ち、第２接続線２３２、第４接続線２３４及び第６接続線２３６は接続対象に直接的に接触するために、コンタクトホールを介することなく、電気的な接続が実現されている。

＜製造方法＞
次に、第１実施形態に係る電気泳動表示パネル１の製造方法について、図１２を参照して説明する。

図１２は、本実施形態に係る電気泳動表示パネル１を製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。尚、図１２では画像表示領域１０ａにおける断面（図６参照）と、周辺領域における断面図（図８参照）の対応関係をわかりやすく示すため、互いの縮尺を合わせて示してある。

先ず、図１２（ａ）に示すように、例えば厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板を基体とする素子基板１０を用意する。次に厚さ５００ｎｍの銀ペーストからなるゲート電極１３０ｂ、３０ｂおよび容量電極７１をインクジェット法で形成する。次いで厚さ５００ｎｍのポリイミドからなるゲート絶縁膜１３０ｃ、３０ｃをインクジェット法で形成する。さらに厚さ２５０ｎｍのアクリルからなる容量絶縁膜７２をインクジェット法で形成する。その後厚さ５０ｎｍのペンタセンからなる半導体層１３０ａ、３０ａをインクジェット法で形成する。ゲート絶縁膜１３０ｃ、３０ｃと容量絶縁膜７２は必要な領域にのみ選択的に形成されている。画像表示領域１０ａの保持容量７０では、容量電極７１上に容量絶縁膜７２を形成する。画像領域１０ａと周辺領域のＴＦＴではゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層の積層を形成する。

次に図１２（ｂ）に示すように厚さ３００ｎｍの銀ペーストからなるデータ線６、中継層８、第１接続線１３１をインクジェット法で形成する。画素表示領域１０ａでは半導体層３０ａのソース及びドレインに電気的に接続するようにデータ線６及び中継層８を形成する。ここで、中継層８は容量絶縁膜７２を覆うことにより蓄積容量７０が形成されるように形成される。一方、周辺領域では、半導体層１３０ａのソース及びドレインに電気的に接続するように、第２接続線１３２及びデータ線６を夫々形成する。本実施形態では特に、データ線６、中継層８及び第１接続線１３１は、同一膜から形成するとよい。この場合、同一工程においてこれらの各種配線を同時に形成することができるので、製造工程の削減及び低コスト化を図ることができる。

次に図１２（ｃ）に示すように厚さ７００ｎｍのアクリルからなる層間絶縁膜１１４をスクリーン印刷法で形成する。この層は基板全面でなく必要な領域に選択的に形成されている。層間絶縁膜１１４は、画素表示領域１０ａではコンタクトホール４０が形成される領域には形成されない。

一方、周辺領域では第１トランジスター１３０上に層間絶縁膜１１４が形成される。ここで、層間絶縁膜１１４は、素子基板１０上で平面的に見た場合に、第１接続線１３１及びデータ線６の夫々の端部が層間絶縁膜１１４に重ならないように形成される。即ち、層間絶縁膜１１４から、第１接続線１３１及びデータ線６の夫々の端部が部分的に露出するように層間絶縁膜１１４が形成されている。

次に図１２（ｄ）に示すように厚さ１００ｎｍの銅ペーストからなる画素電極９、第２接続線１３２、第３接続線１３３をインクジェット法で形成する。

画素電極９は、画像表示領域１０ａでは層間絶縁膜１１４に開孔されたコンタクトホール４０を埋めるように形成されることによって、コンタクトホール４０の底部に部分的に露出している中継層８に電気的に接続される。

一方、周辺領域では、部分的に層間絶縁膜１１４から露出している第１接続線１３１及びデータ線６の端部に直接的に接触するように、第２接続線１３２及び第３接続線１３３が形成される。このように、第２接続線１３２及び第３接続線１３３は、層間絶縁膜１１４から見て、このように露出した状態にある接続対象たる第１接続線１３１及びデータ線６上に成膜されることによって、電気的な接続を実現することができる。

本実施形態では特に、画像表示領域１０ａにおける画素電極９と、周辺領域における第２接続線１３２及び第３接続線１３３は同一膜から形成される。この場合、同一工程において画素電極９、第２接続線１３２及び第３接続線１３３を同時に形成することができるため、製造工程の削減及び低コスト化を図ることができる。

図示していないが、走査線１１とデータ線６やそれらと同層で形成された外部回路を接続する実装端子にもゲート絶縁膜や層間絶縁膜は設けられていない。また、そこに画素電極形成工程において、画素電極と同一材料を形成し実装接続を行なう材料として用いても良い。

他方厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ基板からなる基板上に厚さ５０ｎｍのＩＴＯからなる透明電極上にカプセル型の電気泳動材料を保持させた対向基板を張り合わせ、駆動用ＩＣを実装して電気光学装置を作成する事ができる。

以上の製造方法において、画素電極、接続線、配線材料は他のペースト、有機、無機導電材料、金属を用いても良い。半導体層は他の有機半導体材料や無機半導体材料を用いても良い。絶縁膜は他の有機絶縁膜や無機絶縁膜を用いても良い。基板は他の有機材料や薄い無機材料を用いても良い。薄膜の形成方法は他の印刷方法や塗布方法を用いても良い。

以上説明した製造方法によれば、上述如く構成された本実施形態に係る電気泳動表示装置を製造することができる。

＜電子機器＞
次に、上述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図１３及び図１４を参照して説明する。以下では、上述した電気泳動表示装置を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。

図１３は、電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。

図１３に示すように、電子ペーパー１４００は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置を表示部１４０１として備えている。電子ペーパー１４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。

図１４は、電子ノート１５００の構成を示す斜視図である。

図１４に示すように、電子ノート１５００は、図１３で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１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ための表示データ入力手段（図示せず）を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。

上述した電子ペーパー１４００及び電子ノート１５００は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置を備えるので、消費電力が小さく、高品質な画像表示を行うことが可能である。

尚、これらの他に、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部に、上述した本実施形態に係る電気泳動表示装置を適用することができる。

尚、本発明は上述の実施形態で説明した電気泳動表示パネル以外にも、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電解放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ及びデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

６…データ線、９…画素電極、１０…素子基板、１０ａ…画像表示領域、１１…走査線、２０…対向基板、２１…対向電極、３０…ＴＦＴ、１４、１１４…層間絶縁膜、５０…電気泳動素子、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１３０…第１トランジスター、１４０…第２トランジスター、１３２、１３３、１３５、１３６…接続線

Claims (7)

1. 複数の画素が配列された表示領域を有する電気光学装置用基板であって、
   基板と、
   前記基板上における前記画素毎に設けられた画素電極と、
   前記基板上における前記画素電極よりも下層側に前記画素毎に設けられ、前記基板上の所定の領域に選択的に設けられたゲート絶縁膜を含み、前記画素電極に電気的に接続された画素トランジスターと、
   前記画素電極と前記画素トランジスターとの間に配置され、前記基板上の所定の領域に選択的に設けられた層間絶縁膜と、
   前記基板上における前記表示領域の周辺に位置する周辺領域に設けられた周辺トランジスターと、
   前記画素トランジスター及び前記周辺トランジスターを構成するゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜が形成されていない領域内に前記画素電極と同一膜から形成されており、前記周辺トランジスターに電気的に接続された接続線と
   を備えることを特徴とする電気光学装置用基板。
2. 前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜が形成されるべき領域に選択的に絶縁材料を塗布することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置用基板。
3. 前記画素電極と前記接続線は、前記画素電極及び前記接続線が形成されるべき領域に選択的に導電材料を塗布することにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置用基板。
4. 前記接続線は、前記周辺トランジスターをダイオード接続するように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
5. 前記周辺トランジスターは、複数設けられており、
   該複数の周辺トランジスターは、前記接続線によって互いに接続されることにより、インバーター回路を構成していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

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