JP2011164303A - Electrophoretic display device, method for manufacturing the same, electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法、電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electrophoretic display device, a method for manufacturing an electrophoretic display device, and an electronic apparatus.
電気泳動表示装置として、電気泳動粒子を分散媒に分散させた電気泳動素子を素子基板と対向基板との間に挟持したものが知られている。例えば、特許文献1に記載の電気泳動表示装置では、素子基板として、マトリクス状に配列された複数の画素電極と、各々の画素電極に接続された選択トランジスタと、選択トランジスタのドレイン及び画素電極に接続されたキャパシタとを備えるものが用いられていた。さらに、並列接続された第1キャパシタと第2キャパシタとを形成することで、キャパシタの保持電荷の減少を抑制する構成とされていた。
As an electrophoretic display device, an electrophoretic element in which electrophoretic particles are dispersed in a dispersion medium is sandwiched between an element substrate and a counter substrate. For example, in the electrophoretic display device described in
ところで、選択トランジスタを介して画像信号をキャパシタの書き込む方式の電気泳動表示装置では、選択トランジスタのフィードスルーの影響が液晶表示装置と比較して著しく大きく、中間階調を表示させたときの濃度ムラが発生しやすいことが本発明者らの研究により判明した。
フィードスルーは、選択トランジスタの寄生容量に起因するものであるため、画素内のキャパシタを大きくすることで影響を小さくすることができる。そこで、特許文献1記載の電気泳動表示装置のように、ゲート絶縁膜を用いたキャパシタの上層に、層間絶縁膜を用いたキャパシタを積層する構成を採用することも考えられる。
By the way, in an electrophoretic display device in which an image signal is written by a capacitor through a selection transistor, the influence of the feedthrough of the selection transistor is significantly larger than that of a liquid crystal display device, and density unevenness when an intermediate gradation is displayed. It has been found by the inventors' research that this phenomenon is likely to occur.
Since feedthrough is caused by the parasitic capacitance of the selection transistor, the influence can be reduced by increasing the capacitor in the pixel. Therefore, it is conceivable to employ a configuration in which a capacitor using an interlayer insulating film is stacked on a capacitor using a gate insulating film, as in the electrophoretic display device described in
しかしながら、特許文献1の構成では、上層側のキャパシタは膜厚の厚い層間絶縁膜を用いているため、容量を大きくすることができないという問題があった。
However, the configuration of
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、保持容量を増加させるとともに、画素スイッチング素子のフィードスルーの影響を抑制でき、中間階調の表示も行え、低消費電力化も実現することのできる電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法、電子機器を提供することを目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can increase the storage capacity, suppress the influence of the feedthrough of the pixel switching element, can also display intermediate gradations, and has low power consumption. An object of the present invention is to provide an electrophoretic display device, a method for manufacturing the electrophoretic display device, and an electronic device that can be realized.
本発明の電気泳動表示装置は、上記課題を解決するために、第1基板と第2基板との間に電気泳動素子を挟持してなり、前記第1基板の前記電気泳動素子側の面に、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線及び前記データ線と接続された選択トランジスタと、前記選択トランジスタと接続された画素電極と、前記選択トランジスタ及び前記画素電極に一方の電極を接続されたキャパシタと、を有し、前記キャパシタの絶縁膜が前記選択トランジスタのゲート絶縁膜の厚さよりも薄くなっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the electrophoretic display device of the present invention includes an electrophoretic element sandwiched between a first substrate and a second substrate, and the electrophoretic element side surface of the first substrate is disposed on the surface. A plurality of scanning lines and a plurality of data lines extending in directions intersecting each other, a selection transistor connected to the scanning lines and the data lines, a pixel electrode connected to the selection transistor, the selection transistor and the pixel A capacitor having one electrode connected to the electrode, wherein the insulating film of the capacitor is thinner than the thickness of the gate insulating film of the selection transistor.
本発明によれば、キャパシタの絶縁膜が選択トランジスタのゲート絶縁膜の厚みよりも薄くなっていることからキャパシタの容量を増加させることができる。また、キャパシタの容量が増加することでフィードスルーの影響を抑制することができる。これにより、表示される画像の階調のバラツキを低減することが可能となり、中間階調を表示した際にも表示ムラが抑えられる。
したがって、高精細な表示が可能で低消費電力化も実現し得る表示装置となる。
According to the present invention, since the insulating film of the capacitor is thinner than the thickness of the gate insulating film of the selection transistor, the capacitance of the capacitor can be increased. Moreover, the influence of feedthrough can be suppressed by increasing the capacitance of the capacitor. As a result, it is possible to reduce variations in gradation of the displayed image, and display unevenness can be suppressed even when intermediate gradations are displayed.
Therefore, a display device capable of high-definition display and low power consumption can be obtained.
また、前記ゲート絶縁膜が積層された複数の層間絶縁膜からなり、前記キャパシタの絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜の層間絶縁膜の総数よりも少ない数の絶縁膜によって構成されていることが好ましい。 Preferably, the gate insulating film is formed of a plurality of interlayer insulating films, and the insulating film of the capacitor is constituted by an insulating film having a number smaller than the total number of interlayer insulating films of the gate insulating film. .
本発明によれば、ゲート絶縁膜よりもキャパシタの絶縁膜の方が薄い絶縁膜となってキャパシタの容量を増加させることができる。 According to the present invention, the capacitor insulating film is thinner than the gate insulating film, and the capacitance of the capacitor can be increased.
また、前記ゲート絶縁膜が積層された第1絶縁膜と第2絶縁膜とからなり、前記キャパシタの絶縁膜が前記第2絶縁膜からなることが好ましい。 Preferably, the gate insulating film includes a first insulating film and a second insulating film, and the capacitor insulating film includes the second insulating film.
本発明によれば、ゲート絶縁膜が第1絶縁膜と第2絶縁膜による2層構造とされている一方、キャパシタの絶縁膜は第2絶縁膜のみから構成されているので、ゲート絶縁膜よりもキャパシタの絶縁膜の方が薄くなり、その結果、キャパシタの容量が増加する。 According to the present invention, the gate insulating film has a two-layer structure of the first insulating film and the second insulating film, while the insulating film of the capacitor is composed of only the second insulating film. However, the insulating film of the capacitor becomes thinner, and as a result, the capacitance of the capacitor increases.
また、前記キャパシタの一方の電極の周縁部において、前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜とが積層されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first insulating film and the second insulating film are stacked at a peripheral edge portion of one electrode of the capacitor.
本発明によれば、キャパシタの一方の電極の周縁部上が第2絶縁膜のみで覆われている場合はその電極の周縁部において絶縁破壊が起こりやすいが、当該電極の周縁部上に第1絶縁膜と第2絶縁膜を積層させることで周縁部における絶縁膜の厚さが増し、電極の周縁部において絶縁破壊が生じるのを防止することができる。 According to the present invention, when the peripheral portion of one electrode of the capacitor is covered only with the second insulating film, dielectric breakdown is likely to occur at the peripheral portion of the electrode, but the first portion is formed on the peripheral portion of the electrode. By laminating the insulating film and the second insulating film, it is possible to increase the thickness of the insulating film at the peripheral portion and prevent dielectric breakdown from occurring at the peripheral portion of the electrode.
また、前記第1絶縁膜には、前記キャパシタの一方の電極の少なくとも一部を露出させる開口が形成されていることが好ましい。 Further, it is preferable that an opening for exposing at least a part of one electrode of the capacitor is formed in the first insulating film.
本発明によれば、第1絶縁膜の開口から露出するキャパシタの一方の電極上には第2絶縁膜のみが存在することになるため、キャパシタの絶縁膜の厚さを薄くすることができる。 According to the present invention, since only the second insulating film exists on one electrode of the capacitor exposed from the opening of the first insulating film, the thickness of the insulating film of the capacitor can be reduced.
また、前記選択トランジスタの半導体層が酸化物からなり、前記半導体層に接する絶縁膜が酸化物からなることが好ましい。
本発明によれば、酸化物からなる半導体層に接する絶縁膜を酸化物である(無機材料とする)ことにより、半導体層上に絶縁膜をパターン形成する際のエッチング液によって半導体層が水素等で還元され難くなる。
Moreover, it is preferable that the semiconductor layer of the selection transistor is made of an oxide, and the insulating film in contact with the semiconductor layer is made of an oxide.
According to the present invention, the insulating film in contact with the semiconductor layer made of an oxide is an oxide (inorganic material), so that the semiconductor layer is made of hydrogen or the like by the etching solution used for patterning the insulating film on the semiconductor layer. It becomes difficult to be reduced.
本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、第1基板と第2基板との間に電気泳動素子を挟持してなり、前記第1基板の前記電気泳動素子側の面に、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線及び前記データ線と接続された選択トランジタと、前記選択トランジスタと接続された画素電極と、前記選択トランジスタ及び前記画素電極に一方の電極を接続されたキャパシタと、を有し、前記キャパシタの絶縁膜が前記選択トランジスタのゲート絶縁膜の厚みよりも薄くなっている電気泳動表示装置の製造方法であって、前記素子基板上に前記ゲート電極と前記キャパシタの一方の電極とを形成する電極形成工程と、前記ゲート絶縁膜及び前記キャパシタの前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、を備え、前記キャパシタの前記絶縁膜の厚さを前記ゲート絶縁膜の厚さよりも薄く形成することを特徴とする。 In the method for manufacturing an electrophoretic display device of the present invention, an electrophoretic element is sandwiched between a first substrate and a second substrate, and the surfaces of the first substrate on the electrophoretic element side cross each other. A plurality of scanning lines and a plurality of data lines extending to the selection line, a selection transistor connected to the scanning lines and the data lines, a pixel electrode connected to the selection transistor, and one electrode for the selection transistor and the pixel electrode Connected to the capacitor, and the insulating film of the capacitor is thinner than the thickness of the gate insulating film of the selection transistor, wherein the gate is formed on the element substrate. An electrode forming step of forming an electrode and one electrode of the capacitor; and an insulating film forming step of forming the gate insulating film and the insulating film of the capacitor, Characterized in that the thickness of the insulating film Yapashita formed thinner than the thickness of the gate insulating film.
本発明によれば、キャパシタの絶縁膜を選択トランジスタのゲート絶縁膜の厚みよりも薄く形成することによってキャパシタの容量を増加させることができる。また、キャパシタの容量が増加することでフィードスルーの影響を抑制することができる。これにより、表示される画像の階調のバラツキを低減することが可能となり、中間階調を表示した際にも表示ムラが抑えられる。
したがって、高精細な表示が可能で低消費電力化も実現し得る表示装置となる。
According to the present invention, the capacitance of the capacitor can be increased by forming the insulating film of the capacitor thinner than the thickness of the gate insulating film of the selection transistor. Moreover, the influence of feedthrough can be suppressed by increasing the capacitance of the capacitor. As a result, it is possible to reduce variations in gradation of the displayed image, and display unevenness can be suppressed even when intermediate gradations are displayed.
Therefore, a display device capable of high-definition display and low power consumption can be obtained.
また、前記絶縁膜形成工程において、前記ゲート電極上に複数の層間絶縁膜を積層して前記ゲート絶縁膜を形成し、前記キャパシタの一方の前記電極上に前記ゲート絶縁膜の前記層間絶縁膜の総数よりも少ない数の絶縁膜を形成することで前記キャパシタの絶縁膜とすることが好ましい。 In the insulating film forming step, the gate insulating film is formed by stacking a plurality of interlayer insulating films on the gate electrode, and the interlayer insulating film of the gate insulating film is formed on one of the electrodes of the capacitor. It is preferable to form an insulating film for the capacitor by forming a smaller number of insulating films than the total number.
本発明によれば、ゲート絶縁膜よりもキャパシタの絶縁膜の方が薄い絶縁膜となり、キャパシタの容量を増加させることができる。 According to the present invention, the capacitor insulating film is thinner than the gate insulating film, and the capacitance of the capacitor can be increased.
また、前記ゲート絶縁膜を第1絶縁膜と第2絶縁膜とを積層させて形成し、前記キャパシタの絶縁膜を前記第2絶縁膜で形成することが好ましい。 Preferably, the gate insulating film is formed by laminating a first insulating film and a second insulating film, and the insulating film of the capacitor is formed by the second insulating film.
本発明によれば、ゲート絶縁膜が第1絶縁膜と第2絶縁膜の2層構造とされている一方、キャパシタの絶縁膜は第2絶縁膜のみから構成されているので、ゲート絶縁膜よりもキャパシタの絶縁膜の方が薄くなり、キャパシタの容量を増加させることができる。 According to the present invention, the gate insulating film has a two-layer structure of the first insulating film and the second insulating film, whereas the insulating film of the capacitor is composed of only the second insulating film. However, the capacitor insulating film becomes thinner, and the capacitance of the capacitor can be increased.
また、前記キャパシタの一方の前記電極の周縁部において、前記第1絶縁膜と前記第2絶縁膜とを積層させて形成することが好ましい。 In addition, it is preferable that the first insulating film and the second insulating film are stacked in a peripheral portion of one of the electrodes of the capacitor.
本発明によれば、キャパシタの一方の電極の周縁部を第2絶縁膜だけで覆うとその電極の周縁部において絶縁破壊が起こりやすいが、当該電極の周縁部を第1絶縁膜と第2絶縁膜とで覆う構成とすることで、周縁部における絶縁膜の厚さが増し、電極の周縁部上の絶縁膜に絶縁破壊が生じるのを防止することができる。 According to the present invention, when the peripheral portion of one electrode of the capacitor is covered only with the second insulating film, dielectric breakdown is likely to occur at the peripheral portion of the electrode. However, the peripheral portion of the electrode is separated from the first insulating film and the second insulating film. By covering with the film, the thickness of the insulating film at the peripheral edge can be increased, and dielectric breakdown can be prevented from occurring in the insulating film on the peripheral edge of the electrode.
また、前記絶縁膜形成工程において、前記ゲート電極及び前記キャパシタの一方の前記電極上に前記第1絶縁膜を形成した後に、前記第1絶縁膜に前記キャパシタの一方の前記電極の一部を露出させる開口を形成することが好ましい。 In the insulating film forming step, after forming the first insulating film on one of the electrodes of the gate electrode and the capacitor, a part of the one electrode of the capacitor is exposed to the first insulating film. It is preferable to form an opening to be formed.
本発明によれば、第1絶縁膜にキャパシタの一方の電極の一部を露出させる開口を形成すべく当該電極上の第1絶縁膜を部分的に除去することで、開口から露出する電極上には第2絶縁膜のみが存在することになる。これにより、第1絶縁膜と第2絶縁膜とからなるゲート絶縁膜の厚さよりも、キャパシタの絶縁層の厚さの方が薄くなり、キャパシタの容量を増加させることができる。 According to the present invention, the first insulating film on the electrode is partially removed to form an opening in the first insulating film that exposes a part of one electrode of the capacitor. In this case, only the second insulating film exists. Thereby, the thickness of the insulating layer of the capacitor becomes thinner than the thickness of the gate insulating film made of the first insulating film and the second insulating film, and the capacitance of the capacitor can be increased.
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、省電力とされた表示部を備えることにより、低消費電力の電子機器となる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention.
According to the present invention, it is possible to provide an electronic device with low power consumption by including a display unit that saves power.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。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、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[第1実施形態]
図1は、本発明の電気泳動表示装置100の構成を示すブロック図である。
図1に示す電気泳動表示装置100は、複数の走査線66(Y1、Y2…、Ym)と、当該走査線66を順次選択するための走査ドライバ61と、走査線66と交差して設けられる複数のデータ線68(Y1、X2…、Xn)と、当該データ線68を順次選択するためのデータドライバ62と、走査線66とデータ線68との各交点に設けられ、マトリクス状に配置される複数の画素40を含んでなる表示部5と、データドライバ62と走査ドライバ61とを制御するコントローラー(不図示)とを含んで構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an
The
図2は、1画素の代表的な回路構成を示す。
図2に示すように、各画素40における画素回路は、電気光学材料としての電気泳動素子32と、この電気泳動素子32の電気分極状態を保持するための保持容量Cs(キャパシタ)と、スイッチング動作を行って保持容量Csに電荷を蓄積させるための選択トランジスタTRsと、を含んで構成されている。選択トランジスタTRsは、ゲートに走査線66が接続され、ソースにデータ線68が接続され、ドレインに電気泳動素子32及び保持容量Csの一方の電極10aが接続されている。
各走査線66には、列方向で隣り合う他の画素40A,40Bの保持容量Csが接続されている。
例えば、画素40Aにおける保持容量Csの電極10bが、同画素40A内の選択トランジスタTRsに接続されている走査線66とは異なる走査線66(画素40B内の選択トランジスタTRsに接続されている走査線)に接続された構成とすることによって、基準電位線を省略することができる。
FIG. 2 shows a typical circuit configuration of one pixel.
As shown in FIG. 2, the pixel circuit in each
Each
For example, the
次に、フィードスルーが片極性の電気光学材料と両極性の材料に与える影響について述べる。
片極性の材料として電気泳動材料、両極性の材料として液晶を用いて説明する。図3に液晶と電気泳動材料の電圧と表示状態の関係を示す。
液晶表示装置51は、図3(a)に示すように液晶52に印加される電圧の実効値で表示状態が変化する。一方、電気泳動表示装置53は、図3(b)に示すように印加される電圧の極性で表示状態が変化する。この場合はマイナス側に白色の電荷粒子27が引き付けられ、プラス側に黒色の電荷粒子26が引き付けられるようにそれぞれ帯電している。
液晶表示装置51は表示させている間は電圧を印加し続ける必要があるが、電気泳動表示装置53では一度書くとメモリー性を有するため再度書かなくても良い。
Next, the effect of feedthrough on a unipolar electro-optic material and a bipolar material will be described.
Description will be made using an electrophoretic material as a unipolar material and liquid crystal as a bipolar material. FIG. 3 shows the relationship between the voltage of the liquid crystal and the electrophoretic material and the display state.
The display state of the liquid
The liquid
電気泳動表示装置53は各電荷粒子26,27に印加される電圧の極性によりその状態が変化する。この場合は白黒変化し、制御される。また、制御は極性だけでなく、印加電圧の絶対値や印加時間にも依存する。本実施形態において最も重要なのは、後述するように表示状態が極性によって異なるという原理原則から生じる課題を新たに発見し、その解決策を新規に発明したということである。
The state of the
次に、従来の画素回路において、フィードスルーが電気泳動材料(電荷粒子)へ与える影響を液晶と比較して説明する。図4は素子基板の部分断面図である。
図4に示すように、素子基板30上には、ゲート電極41e(走査線66)と保持容量線69(電極10b)とが形成されており、これらゲート電極41e及び保持容量線69を覆うようにしてゲート絶縁膜41bが設けられている。ゲート絶縁膜41bのゲート電極41eと重なる位置には半導体層41aが設けられ、この半導体層41aの周縁部に一部乗り上げるようにしてドレイン電極41dとソース電極41cとが形成されている。保持容量Csの一方の電極10aはドレイン電極41dと接続され、他方の電極10bは保持容量線69に接続されている。
選択トランジスタTRs上に層間絶縁膜34bを介して形成される画素電極35は、この層間絶縁膜34bに形成されたコンタクトホールHを介してドレイン電極41dと接続されている。
Next, the influence of feedthrough on electrophoretic material (charged particles) in a conventional pixel circuit will be described in comparison with liquid crystal. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the element substrate.
As shown in FIG. 4, a
The
ここで、選択トランジスタTRsのゲート電極41eとドレイン電極41d間には構造上避けれない寄生容量(Cgd)が存在する。この容量としては、ゲート電極41eとドレイン電極41dとの重なりにおける両電極41e,41d間の容量が中心である。
よく知られているように、寄生容量(Cgd)選択トランジスタTRsが導通状態の時は全チャネル領域Lのおよそ半分とΔLで示す領域(ゲート電極41bとドレイン電極41dとが重なっている領域)のゲート絶縁膜41bから成る容量で構成される。ちなみに、チャネル領域Lの残り半分ともう一方の領域ΔLはソース電極41c側に配分され、ソース電極41cとゲート電極41eとの間の容量(Cgs)となる。選択トランジスタTRsが非導通状態では領域ΔLのゲート絶縁膜41bと半導体層41aの積層膜が寄生容量(Cgd)を構成する。後述のフィードスルーでは選択トランジスタTRsが導通状態での寄生容量(Cgd)を一般に用いる。
Here, there is a parasitic capacitance (Cgd) unavoidable due to the structure between the
As is well known, when the parasitic capacitance (Cgd) selection transistor TRs is in a conductive state, approximately half of the entire channel region L and a region indicated by ΔL (a region where the
ゲート選択期間(ゲート電圧が高電位の期間)に、データ線68の電圧(画像信号)が、選択トランジスタTRsを介して保持容量Csに書き込まれる。保持期間(ゲート電極41eの電位が低電位に下げられている期間)においては、選択トランジスタTRsはオフになる。ここで、ゲート電圧の変化量Vg、保持容量Cs、電気光学材料の容量Ce、ゲート−ドレイン間の寄生容量Cgdとすると、フィードスルーΔVgは、下記式1によって得られる。
In the gate selection period (period in which the gate voltage is high), the voltage (image signal) of the
この値が1枚の表示体の中でばらついた時の影響を液晶と電気泳動材料で比較する。 The effect when this value varies in one display body is compared between the liquid crystal and the electrophoretic material.
図5にマトリクス型の液晶表示装置の駆動波形と液晶に印加される電圧を示す。
保持期間T11中のリーク電流を無視した。選択期間内に保持容量Csおよび電気光学材料の容量Ceに書き込まれ、保持期間に入る際にゲート電圧がオフされてフィードスルーが生じる。フィードスルーの分だけ共通電位Vcomが信号電圧のコモン電圧より予め低く設定されており、液晶に交流電圧が印加される。この時液晶に印加される実効電圧は、下記式2により得られる。
FIG. 5 shows a driving waveform of the matrix type liquid crystal display device and a voltage applied to the liquid crystal.
The leakage current during the holding period T11 was ignored. Data is written in the holding capacitor Cs and the capacitance Ce of the electro-optic material within the selection period, and the gate voltage is turned off at the start of the holding period to cause feedthrough. The common potential Vcom is set in advance lower than the common voltage of the signal voltage by the amount corresponding to the feedthrough, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. The effective voltage applied to the liquid crystal at this time is obtained by the following equation 2.
製造ばらつき等の理由でフィードスルーが変化し、先のものよりVb大きくなった時の実効電圧は、下記式3により得られる。 The effective voltage when the feedthrough is changed due to manufacturing variation or the like and becomes Vb larger than the previous one is obtained by the following equation (3).
よって、Vb×Vb×(1/2)が実効値のばらつきとなる。ここで、一般にVb≪1Vのためこの項は実質的に無視できる(ゼロに近くなる)。すなわち、両極性の電気光学装置では選択トランジスタのバラツキがほとんど表示に影響しない。 Therefore, Vb × Vb × (½) is a variation in effective value. Here, in general, since Vb << 1V, this term can be substantially ignored (close to zero). That is, in the bipolar electro-optical device, the variation of the selection transistor hardly affects the display.
図6にマトリクス型電気泳動装置の駆動波形と電気泳動材料に印加される電圧を示す。
ここでは、保持期間中のリーク電流を無視した。選択期間内に保持容量Csおよび電気光学材料の容量Ceに書き込まれ、保持期間に入る際にゲート電圧がオフされてフィードスルーが生じる。フィードスルーの分だけ共通電位が信号電圧のコモン電圧より予め低く設定されており、電気泳動材料に交流電圧が印加される。この時材料に印加される実効電圧は、下記式4によって得られる。
FIG. 6 shows the drive waveform of the matrix type electrophoresis apparatus and the voltage applied to the electrophoretic material.
Here, the leakage current during the holding period was ignored. Data is written in the holding capacitor Cs and the capacitance Ce of the electro-optic material within the selection period, and the gate voltage is turned off at the start of the holding period to cause feedthrough. The common potential is previously set lower than the common voltage of the signal voltage by the amount corresponding to the feedthrough, and an alternating voltage is applied to the electrophoretic material. The effective voltage applied to the material at this time is obtained by the following equation 4.
製造ばらつき等の理由でフィードスルーが変化し、先のものよりVbだけ大きくなった時の実効電圧は下記式5によって得られる。 The effective voltage when the feedthrough changes due to manufacturing variation or the like and becomes Vb higher than the previous one is obtained by the following equation (5).
Vbの2倍が電圧のばらつきとなる。
またその結果、液晶では問題とならなかったバラツキが片極性では大きな問題となることがわかる。それは中間調での表示ムラ(均一でない表示)となる。この課題は、高精細またはカラー表示を実現する上で画素が小さくなり保持容量が十分確保できなくなると顕著になってくる。事実、385dpiのアモルファスTFTを用いた試作品(Cs=400fF、Cgd=60fF)では中間階調で表示ムラが発生し白黒の2階調表示しかできなかった。
Twice Vb is the voltage variation.
As a result, it can be seen that variations that were not a problem with liquid crystals are a major problem with unipolarity. This results in display unevenness (non-uniform display) in halftones. This problem becomes conspicuous when a pixel becomes small and sufficient storage capacity cannot be secured for realizing high definition or color display. In fact, in a prototype using an amorphous TFT of 385 dpi (Cs = 400 fF, Cgd = 60 fF), display unevenness occurred in the intermediate gradation, and only monochrome two gradation display was possible.
上記表示ムラを解消するにはフィードスルーのバラツキを小さくすればよい。上記式(1)において、一般的に寄生容量Cgd<<保持容量Cs、電気光学材料の容量Ceである。フィードスルーのばらつきを小さくするには式(1)より保持容量Csを大きくする、あるいは寄生容量Cgdを小さくすることが考えられる。(電気光学材料の容量Ceは材料起因で固定のためここでは考えない。)保持容量Csを大きくするのは以下に示す構造及び製造方法にてTFT基板を作成することが有効であり、寄生容量Cgdを小さくするには移動度の大きい選択トランジスタTRsを用いて、選択トランジスタTRsそのものを小さくする方法が有効である。 In order to eliminate the display unevenness, the feedthrough variation may be reduced. In the above formula (1), generally, the parasitic capacitance Cgd << the holding capacitance Cs and the capacitance Ce of the electro-optic material. In order to reduce the variation in feedthrough, it is conceivable to increase the storage capacitor Cs or to reduce the parasitic capacitance Cgd from the equation (1). (The capacitance Ce of the electro-optic material is fixed because of the material, so it is not considered here.) To increase the retention capacitance Cs, it is effective to create a TFT substrate with the following structure and manufacturing method, and parasitic capacitance. In order to reduce Cgd, it is effective to use a selection transistor TRs having high mobility and reducing the selection transistor TRs itself.
本実施形態では、半導体層にa-IGZO(アモルファス状態のIn、Ga、Zn、Oの化合物)を用いたTFTを示す。移動度が10cm2/V/s程度あり、先のアモルファスシリコンTFTが移動度0.2なので選択トランジスタTRsのWを4umとした。これでフィードスルーのバラツキを1/2程度にした。 In this embodiment, a TFT using a-IGZO (a compound of In, Ga, Zn, and O in an amorphous state) as a semiconductor layer is shown. Since the mobility is about 10 cm 2 / V / s and the previous amorphous silicon TFT has a mobility of 0.2, W of the selection transistor TRs is set to 4 μm. This reduced the feedthrough variation to about 1/2.
図7は、本実施形態の電気泳動表示装置100の概略構成を示す部分断面図である。
図7に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置100は、素子基板30と対向基板31との間にカプセル型の電気泳動素子32を挟持してなる。素子基板30の電気泳動素子32側の面には、互いに交差する方向に延びる複数の走査線66と複数のデータ線68とが形成されている。また、これら走査線66及びデータ線68と接続される選択トランジスタTRsと該選択トランジスタTRsに接続された画素電極35と、保持容量Cs(キャパシタ)と、を有して構成されている。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 7, the
図8(a)は、電気泳動表示装置100の一画素における素子基板30の平面図であり、図8(b)は、(a)のA−A線に沿う位置における断面図である。
選択トランジスタTRsは、半導体層41aと、データ線68から延出されたソース電極41cと、半導体層41aと画素電極35とを接続するドレイン電極41dと、走査線66から延出されたゲート電極41eと、を有する。ドレイン電極41dと保持容量線69とが重なる領域に保持容量Csが形成されている。保持容量Csの一方の電極10bは保持容量線69に接続され、他方の電極10bは選択トランジスタTRsのドレイン電極41dに接続されている。層間絶縁膜34bを介して形成された画素電極35は、層間絶縁膜34bに形成されたコンタクトホールHを介してドレイン電極41dと接続されている。
FIG. 8A is a plan view of the
The selection transistor TRs includes a
図8(b)に示すように、ガラス基板からなる素子基板30上には、厚さ300nmのアルミニウム(Al)からなるゲート電極41e(走査線66)と保持容量線69とが設けられている。これらゲート電極41eと保持容量線69とを覆って酸化シリコン物や窒化シリコン物からなる厚さ200nmの第1絶縁膜41bが基板面全体に形成されている。この第1ゲート絶膜41bには、保持容量線69の一部を露出させる開口411が形成されている。
As shown in FIG. 8B, on the
第1絶縁膜41A上には、厚さ50nmのシリコン窒化膜、厚さ50nmのシリコン酸化膜からなる第2絶縁膜41Bが形成されている。ここで、第2絶縁膜41Bは第1絶縁膜41Aの開口411内を埋めるようにして形成されている。これら第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bによって選択トランジスタTRsのゲート絶縁膜41bが構成されている。本実施形態の保持容量Csの絶縁膜は開口411内の第2絶縁膜41Bからなっており、ゲート絶縁膜41bよりも薄い絶縁膜となっている。
そして、第2絶縁膜41Bの表面におけるゲート電極41eと重なる位置に厚さ100nmのa−IGZOからなる酸化物半導体材料が半導体層41aとして設けられている。
A second
An oxide semiconductor material made of a-IGZO having a thickness of 100 nm is provided as a
第2絶縁膜41B上には、厚さ300nmのアルミニウム(Al)からなるソース電極41cとドレイン電極41dとがゲート電極41e及び半導体層41aと一部重なるようにそれぞれ設けられている。ソース電極41cとドレイン電極41dは、半導体層41aに一部乗り上げるようにして形成されている。また、同じく厚さ300nmのアルミニウム(Al)からなる保持容量Csの一方の電極10aが保持容量線69上に形成されている。この保持容量Csの一方の電極10aはドレイン電極41dに接続されている。
On the second
ソース電極41c、ドレイン電極41d及び保持容量Csの一方の電極10aを覆うようにして第2絶縁膜41B上に、厚さ100nmのシリコン酸化膜と、厚さ300nmの窒化シリコン膜とからなる第1保護膜42が設けられている。そして、この第1保護膜42上には、さらに厚さ1nmのアクリルからなる第2保護膜43が設けられている。この第2保護膜43は平坦化膜として機能する。
A first composed of a silicon oxide film having a thickness of 100 nm and a silicon nitride film having a thickness of 300 nm is formed on the second
第2保護膜43上には、厚さ50nmのITOからなる画素電極35が形成されている。この画素電極35は、第1保護膜42及び第2保護膜43を貫通するコンタクトホールHを介して下層のドレイン電極41dと接続されている。
A
一方、対向基板31には、PETからなる透明基板上に厚さ100nmのITOからなる共通電極37(対向電極)が設けられている。ここで、上記した素子基板30の構成の場合、保持容量Csの絶縁膜の膜厚が100nmと薄くなっている。
On the other hand, the
上記した第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bを用いず、図4に示したような1層の絶縁膜でゲート絶縁膜41bと保持容量Csの絶縁膜45とを兼ねるのが通常の構成である。選択トランジスタTRsのゲート電極41eには書き込み時に、電気光学材料を駆動する電圧(Vaの2倍の電圧2Va)と、選択トランジスタTRsのしきい電圧Vthを合わせた電圧が印加されて選択トランジスタがON状態となるため、ゲート絶縁膜41bの耐圧を高めるために十分な厚みを持たせる必要がある。一方、保持容量Csの絶縁膜45には±Vaしか印加されない。このため、本来ならば保持容量Cs側の絶縁膜45の厚みを薄くすることができるが、上記した構成の場合だとゲート絶縁膜41bとしても機能するため薄くすることができない。よって、ゲート絶縁膜41bと保持容量Csの絶縁膜45とを兼ねた1層の絶縁膜を用いる構成とした場合、その厚みを薄くすることができない。
It is a normal configuration that the first insulating
本実施形態の場合、選択トランジスタTRsのゲート絶縁膜41bは第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bの2層構成とされているが、保持容量Csの絶縁膜45は第2絶縁膜41Bだけとなっている。従来の構成の場合、2層のゲート絶縁膜の厚さが300nmである。これに対して本実施形態の構成では保持容量Csの絶縁膜45が100nmなので、従来の構成に比べて保持容量Csを約3倍に増大させることができた。
In the present embodiment, the
また、第1絶縁膜41Aの開口411は保持容量線69上に位置するとともにその開口端411aが保持容量線69上に一部乗り上げるようにして形成されている。保持容量線69全体を第2絶縁膜41Bだけで覆うと絶縁破壊が起こり易いが、保持容量線69のエッジ(周縁部)上に第1絶縁膜41Aと第2絶縁膜41Bとを積層させることによりこのような絶縁破壊が生じるのを防止している。
The
なお、第1絶縁膜41Aの開口411を保持容量線69全体を露出させる大きさで形成してもよい。つまり、保持容量線69を第2絶縁膜41Bのみで覆う場合には、保持容量線69のエッチング形状をテーパー状にすることによって、絶縁破壊を低下させることができる。
Note that the
また、酸化物半導体は水素等で還元されやすいのでこの酸化物半導体に接する絶縁膜が酸化膜であることが望ましい。そのため、本実施形態では、第2絶縁膜41B及び第1保護膜42の半導体層41aと接する部分は酸化膜で構成してある。
In addition, since the oxide semiconductor is easily reduced by hydrogen or the like, the insulating film in contact with the oxide semiconductor is preferably an oxide film. Therefore, in the present embodiment, portions of the second
次に、電気泳動表示装置の低消費電力化の効果を示す。
図9(a)に、電気泳動表示装置における1画素の等価回路の電気泳動材料を拡大して示す。図9(b)は(a)の等価回路図である。
通常の電気光学装置では容量を増やすと消費電力が増大するが、電気泳動材料を用いた電気泳動表示装置の場合は消費電力が減少する。
図9(a)に示すように、電気泳動材料はバインダー23と呼ばれる粘着材の中に、逆極性に帯電した白色の電荷粒子27と黒色の電荷粒子36と分散媒21とを封入したマイクロカプセル20が複数保持されている。マイクロカプセル20は、共通電極37と画素電極35とで挟持され、1つの画素40内に1つまたは複数のマイクロカプセル20が配列される。そして、これら白色の電荷粒子27及び黒色の電荷粒子26が移動して白黒表示を行なう。
Next, the effect of reducing the power consumption of the electrophoretic display device will be described.
FIG. 9A shows an enlarged electrophoretic material of an equivalent circuit of one pixel in the electrophoretic display device. FIG. 9B is an equivalent circuit diagram of FIG.
In a normal electro-optical device, the power consumption increases when the capacity is increased, but in the case of an electrophoretic display device using an electrophoretic material, the power consumption decreases.
As shown in FIG. 9A, the electrophoretic material is a microcapsule in which
図9(b)に示すように、電気泳動素子32の等価回路においては、容量成分と、荷電粒子の移動により生じる電流による可変抵抗R1と、バインダー23や溶液のリーク成分による定抵抗成分R2を有する。ここで、荷電粒子の移動中は電荷移動(電流)が生じるが移動終了後は電荷移動(電流が流れ)ないため可変抵抗とした。
As shown in FIG. 9B, in the equivalent circuit of the
これら抵抗成分のために電気泳動表示装置100のアクティブマトリクス動作を行なう際の書き込み後の保持期間(1フィールド期間)にリークが生じ、電気泳動素子32に対する書き込み期間に印加した電圧がリークし、電圧が低下する。この様子を図10に示す。
Due to these resistance components, a leak occurs in the holding period (one field period) after writing when the active matrix operation of the
図10は、電気泳動素子に対する書き込み期間に印加した電圧変化について示す。
図10では、80msecの1フィールドの間に15Vから10Vへ、5Vの低下が生じた。この低下のために表示の書き換えに必要な荷電粒子を動かすだけの電圧が不足して荷電粒子の移動速度が低下し、書き換えに長時間が必要になるという課題が生じる。そのため複数回、例えば図4に示す素子を用いた構成では4回の書き換えを行い、必要時間での書き換えを実現している。電圧が低下すると移動速度が低下するのは、電界が荷電粒子に与える力が電界に比例することからも容易に理解できる。さらに1回の書き込みでは荷電粒子を移動させるに必要な電荷が消失し、書き換えが出来ない場合もある。
FIG. 10 shows a change in voltage applied during the writing period for the electrophoretic element.
In FIG. 10, there was a 5V drop from 15V to 10V during one field of 80 msec. Due to this decrease, the voltage for moving the charged particles necessary for rewriting the display is insufficient, and the moving speed of the charged particles is reduced, which causes a problem that a long time is required for rewriting. Therefore, rewriting is performed a plurality of times, for example, in the configuration using the element shown in FIG. The reason why the moving speed decreases as the voltage decreases can be easily understood from the fact that the force applied to the charged particles by the electric field is proportional to the electric field. Furthermore, there is a case where the charge necessary for moving the charged particles disappears in one writing, and rewriting cannot be performed.
本実施形態では、保持容量を約3倍としたため電圧の低下量が約1/3となり、書き換え回数を従来の4回から1回あるいは2回に減少させることができた。電気泳動表示装置100の消費電力の大部分は、一般的なアクティブマトリクス型表示装置と同様に、ソース線の容量を充放電する電力であり、書き換え回数に比例する。すなわち消費電力を1/2から1/4に低減することができた。この時書き換え後は走査線66、データ線68に印加する電圧を切り、画像の保持状態とした。
以上の低消費電力化は、表示画像を書き換えた後は電圧を印加しなくても保持できる電気泳動素子を用いた光学装置で有効となる。表示を行うとき常に電圧を印加し続ける液晶表示装置では消費電力を低減できない。逆に保持容量増加分だけ増加傾向となる。
In the present embodiment, since the holding capacity is about three times, the voltage decrease amount is about 1/3, and the number of rewrites can be reduced from the conventional four times to one or two times. Most of the power consumption of the
The above reduction in power consumption is effective in an optical apparatus using an electrophoretic element that can hold a display image without rewriting after rewriting the display image. A liquid crystal display device that continuously applies a voltage when performing display cannot reduce power consumption. On the contrary, it tends to increase by the increase of the storage capacity.
次に、本実施形態の電気泳動表示装置100の製造方法について述べる。
図11及び図12は、電気泳動表示装置100の製造工程を示す部分断面図である。
Next, a method for manufacturing the
11 and 12 are partial cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the
図11(a)に示すように、0.6mm厚のガラス基板からなる基材30A上にスパッタ法で300nmのアルミニウム(Al)を全面に成膜し、フォトエッチング法でゲート電極41eと保持容量線69とを形成する。
As shown in FIG. 11A, 300 nm of aluminum (Al) is formed on the entire surface of a base material 30A made of a 0.6 mm thick glass substrate by sputtering, and the
図11(b)に示すように、プラズマCVD法で窒化シリコン膜を厚さ200nm程度で全面に形成し、保持容量線69を部分的に露出させるようにその一部をフォトエッチング法で選択的に除去し、開口411を形成する。このようにして第1絶縁膜41Aを形成する。
As shown in FIG. 11B, a silicon nitride film having a thickness of about 200 nm is formed on the entire surface by plasma CVD, and a part thereof is selectively etched by photoetching so that the
図11(c)に示すように、第1絶縁膜41A上には、厚さ50nmの窒化シリコン膜と、厚さ50nmの酸化シリコン膜とがこの順で形成されてなる第2絶縁膜41Bが形成される。このとき、第1絶縁膜41Aの開口411内を埋めるようにしてプラズマCVD法で第2絶縁膜41Bを成膜する。
これら第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bによって選択トランジスタTRsのゲート絶縁膜41bが構成され、第2絶縁膜41Bによって保持容量Csの絶縁膜が構成される。よって,保持容量Csの絶縁膜は選択トランジスタTRsのゲート絶縁膜41bよりも薄くなる。
なお、保持容量Csの一方の電極10aの周縁部上に第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bを積層させて形成し、絶縁破壊を防止する。
As shown in FIG. 11C, on the first insulating
The first
The first
一般にプラズマCVD法で得られた膜は水素を%オーダーの原子数比率で有しており、酸化物半導体層を還元しやすい。そのため酸化物半導体層を酸化物で挟み込むように形成してある。 In general, a film obtained by a plasma CVD method has hydrogen in an atomic ratio of the order of% and can easily reduce the oxide semiconductor layer. Therefore, the oxide semiconductor layer is formed so as to be sandwiched between oxides.
図11(d)に示すように、スパッタ法によりa―IGZOからなる厚さ100nmの半導体層41aを第2絶縁膜41Bの表面全体に形成し、フォトエッチングプロセスでゲート電極41e上を部分的に残すように島状態に加工した。酸化物半導体のソース、ドレイン領域は特に不純物導入等を行なわなくても自然に形成されることが知られている。本実施形態においても不純物導入等は行っていない。また、第2絶縁膜41Bと半導体層41aの形成は、アモルファスシリコンのように、必ずしも真空中での連続成膜である必要はない。
As shown in FIG. 11D, a
図12(e)に示すように、第2絶縁膜41B上の全面にアルミニウム(Al)膜をスパッタ法により厚さ300nmで成膜し、該アルミニウム膜をフォトエッチング法でパターニングすることによって、ゲート電極41e側にソース電極41c、ドレイン電極41dを形成し、保持容量線69側に保持容量の一方の電極69aを形成した。
As shown in FIG. 12E, an aluminum (Al) film is formed on the entire surface of the second
図12(f)に示すように、第2絶縁膜41B上にソース電極41c、ドレイン電極41d及び電極69aを覆うようにして、厚さ100nmの酸化シリコン膜、厚さ300nmの窒化シリコン膜からなる第1保護膜42をプラズマCVD法で形成した。その後、第1保護膜42を部分的に露光、現像してドレイン電極41d上を一部露出させる貫通孔11aを形成した。
As shown in FIG. 12F, the second
図12(g)に示すように、第1保護膜42上に厚さ1umの感光性アクリルをスピンコート法で塗布することによって第2保護膜43を形成する。その後、第2保護膜43を部分的に露光、現像してドレイン電極41dを一部露出させる貫通孔11bを形成し、第2保護膜43をマスクにして貫通孔11a内のアクリルを除去することによってコンタクトホールHを完成させる。
As shown in FIG. 12G, a second
図12(h)に示すように、第2保護膜43の表面全体にスパッタ法で厚さ50nmのITO膜を成膜し、フォトエッチング法でパターニングすることで画素電極35を形成した。
図示しないが、その後にこのTFT基板30と、電気泳動シートが貼り付けられた対向基板31とを貼り合わせることによって電気泳動表示装置100が完成する。
As shown in FIG. 12H, an ITO film having a thickness of 50 nm was formed on the entire surface of the second
Although not shown, the
以上述べた方法により電気泳動表示装置100を形成できるが、本製造方法においては、保持容量線69上の第1絶縁膜41Aに開口411を設けて、保持容量Cにおける絶縁膜を第2絶縁膜41Bのみとし、TFTのゲート絶縁膜(第1絶縁膜41A及び第2絶縁膜41Bの全体の厚み)より薄くしたことである。さらにこの方法はボトムゲート型TFTに適用でき、アモルファスシリコンTFTにも適用できる。
Although the
本実施例では先の実施形態と同じ385dpiの電気泳動表示装置を試作した。保持容量は約3倍の1200fF、TFTサイズはL/W=4/7μmとした。(TFTのW=7μmは一括露光機の性能限界でこれ以上小さくすると寸法バラツキが大きくなるからである。)この構成だと中間階調の表示ムラは発生せず、均一な16階調表示を実現できた。
In this example, the same 385 dpi electrophoretic display device as in the previous embodiment was prototyped. The holding capacity was about 3
なお、本実施形態においてそれぞれを構成する部材は上記にこだわらない。素子基板30や対向基板31としてはPET以外の有機材料やガラス以外の無機材料を用いても良い。ソース電極41c、ドレイン電極41d、ゲート電極41eを構成するのはAl以外の金属や、有機材料を用いても良い。半導体材料もa−IGZO以外のAGZO、ZnO、AZO等の酸化物半導体や有機半導体材料、水素化アモルファスやタ結晶のシリコン等の無機材料を用いても良い。各種絶縁膜は上記以外の無機絶縁体材料や有機絶縁体材料を用いても良い。
In addition, the member which comprises each in this embodiment does not stick to the above. As the
膜厚も上記以外のものを用いても良い。
製造方法もプラズマCVDやスパッタ法、フォトエッチング法に限らない。インクジェット等の塗布法を用いても良い。
A film thickness other than the above may also be used.
The manufacturing method is not limited to plasma CVD, sputtering, or photo etching. An application method such as ink jet may be used.
TFTのゲート絶縁膜41bは2層以上の複数層から構成しても良い。その時の保持容量Csの絶縁膜はそれらの一部を用いて構成される。
また、複数層からなるゲート絶縁膜41bの各絶縁膜41A、41Bの成膜温度を、例えば、後に成膜する絶縁膜ほど低温で形成してもよい。
また、第2保護膜43は必ずしも必要ではない。第1保護膜42によって表面(画素電極35が形成される面)の平坦化が可能であれば第2保護膜43を省略してもよい。
The
Moreover, the insulating
Further, the second
上記実施形態ではボトムゲート構造のTFTとしたが、トップゲート構造のTFTを用いる場合においても同様の構成とすることができる。ゲート絶縁膜41bを第1絶縁膜41Aと第2絶縁膜41Bとし、まず第1絶縁膜41Aを基板全面に成膜し、保持容量Csを形成する領域の第1絶縁膜41Aをエッチングにより部分的に除去し、開口411を形成する。その後、第2絶縁膜41Bを成膜する。この構成だと、TFTのゲート絶縁膜41bは第1絶縁膜41Aと第2絶縁膜41Bとの2層構造になり、保持容量Csの絶縁膜は第2絶縁膜41Bの1層となる。
Although the bottom gate structure TFT is used in the above embodiment, the same structure can be used when a top gate structure TFT is used. The
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、先の実施形態では、ゲート絶縁膜41bを2層構造としたが、3層以上の構成としてもよい。この場合、保持容量Csの電極10a上にゲート絶縁膜41bを構成する複数の絶縁膜の総数よりも少ない数の絶縁膜を積層させることで、保持容量Csの絶縁膜とする。
図7にカプセル型の電気泳動素子32を用いたが、それ以外の適用も可能である。例えば一対の基板間に隔壁を形成し、この一対の基板と隔壁とによって形成された空間に電気泳動素子を封入する構成とすることもできる。
For example, in the previous embodiment, the
Although the capsule-
(電子機器)
次に、上記各実施形態の電気泳動表示装置100を、電子機器に適用した場合について説明する。
図13は、本発明の電気泳動表示装置100を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。
図13(a)は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック1000は、ブック形状のフレーム1001と、このフレーム1001に対して回動自在に設けられた(開閉可能な)カバー1002と、操作部1003と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部1004と、を備えている。
(Electronics)
Next, a case where the
FIG. 13 is a perspective view illustrating a specific example of an electronic apparatus to which the
FIG. 13A is a perspective view illustrating an electronic book which is an example of the electronic apparatus. The
図13(b)は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計1100は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部1101を備えている。
FIG. 13B is a perspective view illustrating a wrist watch that is an example of an electronic apparatus. The
図13(c)は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー1200は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部1201と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部1202を備えている。
FIG. 13C is a perspective view illustrating an electronic paper which is an example of the electronic apparatus. This
例えば電子ブックや電子ペーパーなどは、白地の背景上に文字を繰り返し書き込む用途が想定されるため、消去時残像や経時的残像の解消が必要とされる。
なお、本発明の電気泳動表示装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。
For example, electronic books, electronic papers, and the like are supposed to be used for repeatedly writing characters on a white background, and therefore it is necessary to eliminate afterimages at the time of erasure and afterimages over time.
Note that the range of electronic devices to which the electrophoretic display device of the present invention can be applied is not limited to this, and includes a wide range of devices that utilize changes in visual color tone accompanying the movement of charged particles.
以上の電子ブック1000、腕時計1100及び電子ペーパー1200によれば、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、低消費電力の表示手段を備えた電子機器となる。
According to the
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、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も、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。 In addition, said electronic device illustrates the electronic device which concerns on this invention, Comprising: The technical scope of this invention is not limited. For example, the electrophoretic display device according to the present invention can be suitably used for a display portion of an electronic device such as a mobile phone or a portable audio device.
100 電気泳動表示装置、Cs 保持容量(キャパシタ)、H コンタクトホール、L チャネル領域、10a 電極、10b 電極、26 電荷粒子、27 電荷粒子、30 素子基板、32 電気泳動素子、34b 層間絶縁膜、35 画素電極、41A 第1絶縁膜、41B 第2絶縁膜、41a 半導体層、41b ゲート絶縁膜、41d ドレイン電極、41e ゲート電極、42 第1保護膜、43 第2保護膜、66 走査線、68 データ線、69 保持容量線、Cs 保持容量、100 電気泳動表示装置、411 開口、TRs 選択トランジスタ、1000 電子ブック(電子機器)、1100 腕時計(電子機器)、1200 電子ペーパー(電子機器) 100 Electrophoretic Display Device, Cs Retention Capacitor (Capacitor), H Contact Hole, L Channel Region, 10a Electrode, 10b Electrode, 26 Charged Particles, 27 Charged Particles, 30 Element Substrate, 32 Electrophoretic Element, 34b Interlayer Insulating Film, 35 Pixel electrode, 41A First insulating film, 41B Second insulating film, 41a Semiconductor layer, 41b Gate insulating film, 41d Drain electrode, 41e Gate electrode, 42 First protective film, 43 Second protective film, 66 Scan line, 68 Data Line, 69 holding capacity line, Cs holding capacity, 100 electrophoretic display device, 411 opening, TRs selection transistor, 1000 electronic book (electronic device), 1100 wristwatch (electronic device), 1200 electronic paper (electronic device)
Claims (12)
前記第1基板の前記電気泳動素子側の面に、
互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、
前記走査線及び前記データ線と接続された選択トランジスタと、
前記選択トランジスタと接続された画素電極と、
前記選択トランジスタ及び前記画素電極に一方の電極を接続されたキャパシタと、を有し、
前記キャパシタの絶縁膜が前記選択トランジスタのゲート絶縁膜の厚さよりも薄くなっていることを特徴とする電気泳動表示装置。 An electrophoretic element is sandwiched between the first substrate and the second substrate,
On the surface of the first substrate on the side of the electrophoretic element,
A plurality of scanning lines and a plurality of data lines extending in directions intersecting each other;
A select transistor connected to the scan line and the data line;
A pixel electrode connected to the selection transistor;
A capacitor having one electrode connected to the selection transistor and the pixel electrode;
The electrophoretic display device, wherein the insulating film of the capacitor is thinner than the thickness of the gate insulating film of the selection transistor.
前記キャパシタの絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜の層間絶縁膜の総数よりも少ない数の絶縁膜によって構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気泳動表示装置。 The gate insulating film comprises a plurality of interlayer insulating films laminated,
2. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the insulating film of the capacitor is constituted by an insulating film having a number smaller than the total number of interlayer insulating films of the gate insulating film.
前記半導体層に接する絶縁膜が酸化物からなることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。 A semiconductor layer of the selection transistor is an oxide semiconductor layer;
6. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the insulating film in contact with the semiconductor layer is made of an oxide.
前記素子基板上にゲート電極と前記キャパシタの一方の電極とを形成する電極形成工程と、
前記ゲート絶縁膜及び前記キャパシタの前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、を備え、
前記キャパシタの前記絶縁膜の厚さを前記ゲート絶縁膜の厚さよりも薄く形成することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 A plurality of scanning lines and a plurality of data lines extending between the first substrate and the second substrate and extending in a direction intersecting each other on the surface of the first substrate on the side of the electrophoresis element. A selection transistor connected to the scanning line and the data line, a pixel electrode connected to the selection transistor, and a capacitor having one electrode connected to the selection transistor and the pixel electrode, A method of manufacturing an electrophoretic display device in which an insulating film of a capacitor is thinner than a thickness of a gate insulating film of the selection transistor,
An electrode forming step of forming a gate electrode and one electrode of the capacitor on the element substrate;
An insulating film forming step for forming the gate insulating film and the insulating film of the capacitor;
A method of manufacturing an electrophoretic display device, wherein the thickness of the insulating film of the capacitor is formed thinner than the thickness of the gate insulating film.
前記ゲート電極上に複数の層間絶縁膜を積層して前記ゲート絶縁膜を形成し、
前記キャパシタの一方の前記電極上に前記ゲート絶縁膜の前記層間絶縁膜の総数よりも少ない数の絶縁膜を形成することで前記キャパシタの絶縁膜とすることを特徴とする請求項7記載の電気泳動表示装置の製造方法。 In the insulating film forming step,
A plurality of interlayer insulating films are stacked on the gate electrode to form the gate insulating film,
8. The electricity according to claim 7, wherein an insulating film having a number smaller than the total number of the interlayer insulating films of the gate insulating film is formed on one of the electrodes of the capacitor to form the insulating film of the capacitor. Manufacturing method of electrophoretic display device.
前記ゲート電極及び前記キャパシタの一方の前記電極上に前記第1絶縁膜を形成した後に、前記第1絶縁膜に前記キャパシタの一方の前記電極の一部を露出させる開口を形成することを特徴とする請求項9または10に記載の電気泳動表示装置の製造方法。 In the insulating film forming step,
After forming the first insulating film on one of the electrodes of the gate electrode and the capacitor, an opening for exposing a part of the one electrode of the capacitor is formed in the first insulating film. The manufacturing method of the electrophoretic display device according to claim 9 or 10.
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