JP2013222089A - 電気泳動表示装置用基材の製造方法、電気泳動表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な接着強度で隔壁と基板とを接着させることのできる電気泳動表示装置用基材の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置用基材１９の製造方法は、第１基材１１の一面に、一面の反対側が開口した隔壁５を設ける工程と、隔壁５により区画された第１基材１１上のセル１３の開口を塞ぐように、電気泳動分散液１４が通過可能な孔１５Ｂを有するマスク１５を配置する工程と、マスク１５の一面に電気泳動分散液１４を配置し、孔１５Ｂを通じて電気泳動分散液１４をセル１３の内部に充填する工程と、第１基材１１上からマスク１５を取り外す工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置用基材の製造方法、電気泳動表示装置の製造方法に関するものである。

電気泳動表示装置には、一対の基板間に形成した隔壁によって区画形成される各セル内に、電気泳動分散液（荷電粒子を分散媒に分散させたもの）を封入した構成が知られている（例えば、特許文献１、２）。

このような電気泳動表示装置を製造するにあたり電気泳動分散液を各セル内に充填および封止する方法として、以下に示す方法が知られている。
特許文献１には、基板間に隔壁を設けた表示装置を電気泳動分散媒中に沈めて各セル内に電気泳動分散媒を充填し、このまま液中で加熱しながら加圧することで各基板と隔壁との間に存在する接着層を熱融着して各セル内に電気泳動分散媒を封止する方法が記載されている。ここでは、各セル内に電気泳動分散媒を注入するために、隔壁の頂部に隣り合うセル同士を連通するための凹部が形成されている。

特許文献２には、基板上に隔壁を設け、一方が開口している隔壁によって区画形成されたセル内に予め電気泳動分散媒を充填した後、隔壁の開口側を覆うようにして封止フィルムを積層して加熱することによって、各セル内に電気泳動分散液を封止する方法が記載されている。

特開２００２−１４８６６２号公報 特開２０１１−２４８０６５号公報

特許文献１，２のいずれの製造方法も、一方の基板上に隔壁を形成し、他方の基板（封止フィルム）を貼り合せる工程を含んでいる。
特許文献１では、各セル内に電気泳動分散液を注入するために、隔壁の頂部（基板との接着面）に隣り合うセル同士を連通するための凹部が形成されている。このため、隔壁と各基板との間に隙間が生じ、隔壁の頂部が電気泳動分散液で濡れてしまう。
また、特許文献２ではセルの開口側から電気泳動分散媒を充填するため、隔壁の上面に電気泳動分散媒が付着して濡れた状態となってしまう。

このように、隔壁により区画された領域に電気泳動分散液を充填する際、隔壁の上面が電気泳動分散液で濡れると、他方の基板（封止フィルム）を貼り合せたときの強度が不十分になり、信頼性が低下する等の問題がある。

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、十分な接着強度で隔壁と基板とを貼り合せることのできる電気泳動表示装置用基材の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法を提供することを目的の一つとしている。

本発明の電気泳動表示装置用基材の製造方法は、基材の一面に、前記一面の反対側が開口した隔壁を設ける工程と、前記隔壁により区画された前記基材上のセルの開口を塞ぐように、電気泳動分散液が通過可能な孔を有するマスクを配置する工程と、前記マスクの一面に前記電気泳動分散液を配置し、前記孔を通じて前記電気泳動分散液を前記セルの内部に充填する工程と、前記基材上から前記マスクを取り外す工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、セルの内部に電気泳動分散液を充填する前に隔壁上にマスクを配置する工程を備えているので、隔壁の基材側とは反対側の端部が電気泳動分散液で濡れてしまうのを防止することができる。これにより、電気泳動表示装置用基材を電気泳動表示装置の製造に用いる場合に、電気泳動表示装置用基材とこれに対向する基板とを確実に貼り合わせることができる。

また、一面側に接着層を有する前記マスクを用い、前記基材上から前記マスクを取り外した後に前記隔壁の前記マスクと接触していた領域に前記接着層を残存させる製造方法としてもよい。
本発明によれば、マスクを取り外した後にマスクに設けられた接着層を、マスクと接触していた隔壁の領域（隔壁の上面）に残存させることにより、電気泳動表示装置の製造時に電気泳動表示装置用基材とこれに対向する基板を貼り合せる際に隔壁の上面に接着材を塗布したり、予め対向側の基板に接着材を付与したりする手間が省ける。

また、前記基材上から前記マスクを取り外す工程の後、前記セルの開口を塞ぐように、一面側に接着材層が備えられた離型フィルムを配置する製造方法としてもよい。
本発明によれば、セルの開口を離型フィルムで覆うことにより、セル内に充填された電気泳動分散液の漏れ出しを防ぐことができる。これにより、電気泳動表示装置用基材単体での取り扱いが容易になる。

また、前記孔が前記隔壁の前記開口側の上面に対向しないように前記マスクを配置する製造方法としてもよい。
本発明によれば、隔壁の上面に電気泳動分散液が確実に接触しないことになり、マスクを除去した後の隔壁の上面全域を乾燥状態に維持できる。

また、前記マスクが撥液性を有する製造方法としてもよい。
本発明によれば、マスクに撥液性を付与しておくことにより、孔から外部に充填液が溢れ出ることを抑えることができる。

また、前記基材上から前記マスクを取り外す工程の後、前記セルの開口を塞ぐように、一面側に接着材層が備えられた離型フィルムを配置する製造方法としてもよい。
本発明によれば、電気泳動表示装置用基材として取り扱う際に、離型フィルムによって隔壁の開口を封止することができるので、セル内に充填した電気泳動分散液が溢れ出るのを抑えることができる。

本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、上記の電気泳動表示装置用基材の製造方法により製造された電気泳動表示装置用基材と、少なくとも一枚の基板と、を用い、一対の基板の間に電気泳動分散層が挟持された電気泳動表示装置を製造することを特徴とする。
本発明によれば、高品質の表示が可能で、信頼性の高い電気泳動表示装置を提供することができる。

第１実施形態における電気泳動表示装置用基材の製造フローを示す図であって、（Ａ）〜（Ｆ）は各部材を示す断面図。 第１実施形態における電気泳動表示装置用基材の製造フローを示す図であって、（Ａ）〜（Ｃ）は製造工程を模式的に示した斜視図。 第２実施形態における電気泳動表示装置用基材の製造フローを示す図であって、（Ａ）〜（Ｆ）は各部材を示す断面図を示している。

以下、本発明の電気泳動表示装置用基材の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法の一例について、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。

（第１実施形態）
本実施形態では、アクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置の製造方法の一例について、図１および図２を用いて述べる。
なお、電気泳動表示装置の製造工程は、電気泳動表示装置用基材の製造工程を含む。
また、図１および図２は、構成を簡略化して示したものであり、セルの数、隔壁の形状等についてはこれに限られるものではない。

図１および図２は、本実施形態における電気泳動表示装置１０（電気泳動表示装置用基材）の製造フローを示す図である。ここで、図１（Ａ）〜（Ｆ）は各部材を示す断面図であり、図２（Ａ）〜（Ｃ）は製造工程を模式的に示した斜視図である。

まず、図１（Ａ）に示すように、第１基材（基材）１１の一面に、第１基材１１とは反対側が開口５Ｂした隔壁５を形成する（隔壁形成工程）。第１基材１１としてガラス基板上に共通電極２が形成されたものを用意し、この第１基材１１（共通電極２）の表面上に、感光性樹脂材料（例えば、感光性エポキシ樹脂等）をスピンコートあるいは印刷法を用いて塗布し乾燥させる。乾燥させた塗布膜をフォトリソグラフィによって複数の画素領域（セル１３）を区画する格子状にパターニングし、第１基材１１上に隔壁５を形成する。また、隔壁５の形成方法としては、樹脂のインプリント、フォトリソグラフィ等が挙げられるが、特に指定されることはない。

図２（Ａ）に示すように、隔壁５は、互いに直交する第１の方向と第２の方向に延在して格子状に設けられている。隔壁５のうち、最外周の部分５ｂの幅Ｗ２はそれ以外の部分５ａの幅Ｗ１よりも幅広に形成されている（部分５ａの幅Ｗ１＜部分５ｂの幅Ｗ２）。

さらに、画素領域に対応するセル１３の平面視における形状は、図２（Ａ）に示すような四角形の他、六角形やハニカム形状とされることが多いが、三角形や円形、その他の多角形でもよい。セル１３の配列もストライプ配列であってもいいし、デルタ配列であってもよい。

次に、図１（Ｂ）に示すように、第１基材１１上に、隔壁５により区画されたセル１３の開口５Ｂを塞ぐようにして、分散媒６と荷電粒子７とを含む電気泳動分散液１４が通過可能な孔１５Ｂを有したマスク１５を配置する（マスク配置工程）。マスク１５は少なくとも隔壁５の上面５Ａの全てを覆うもので、孔１５Ｂがセル空間に通じるように膜厚方向に貫通して形成されている。このようなマスク１５を第１基材１１に対して位置合わせをして、隔壁５の上面５Ａに接触させて密着させる。マスク１５の位置合わせは、図２（Ｂ）に示すように、各セル１３あたり少なくとも１つの孔１５Ｂが対応するように位置合わせを行う。

図１（Ｂ）では各セル１３に対して１つの孔１５Ｂを有するマスク１５が示してあるが、セル１３ごとに複数の孔１５Ｂが設けられていてもよい。ただし、孔１５Ｂは隔壁５の上面５Ａを露出させることのない大きさおよび位置に形成され、隣り合う孔１５Ｂ同士の位置間隔が隔壁５のリブ幅Ｗ１，Ｗ２よりも広くなっている。つまり、孔１５Ｂが隔壁５の開口５Ｂ側の上面５Ａに対向しないようにマスク１５を配置する。
なお、図２（Ｂ）では孔１５Ｂの形状が四角形となっているがこれに限らず、その他の形状であってもよい。

マスク１５としては、例えば、メッシュ部材上に複数の孔１５Ｂがパターン形成された樹脂層が積層されてなるスクリーンマスクや、複数の孔１５Ｂが形成されたメタルマスクなどを用いてもよい。
なお、マスク１５の一面に接着性を付与しておくことで隔壁５との密着性が高まってマスク１５のずれを防止することができる。
また、撥液性を有するマスク１５を用いてもよい。例えば、マスク１５の孔１５Ｂの周縁部に撥液性を付与しておくことで、孔１５Ｂから外部に充填液が溢れ出ることを抑えることができる。よって、孔１５Ｂを通じて十分な量の電気泳動分散液１４をセル１３内に充填させることが可能となる。

次に、図１（Ｃ）に示すように、マスク１５の表面上に多数の荷電粒子７を含む電気泳動分散液１４を配置し、マスク１５に形成された複数の孔１５Ｂを通じて電気泳動分散液１４を各セル１３の内部に充填する（電気泳動分散液充填工程）。例えば、ディスペンサを用いてマスク１５上に電気泳動分散液１４を滴下させ、スキージ２３を用いて各孔１５Ｂから電気泳動分散液１４を注入して全てのセル１３内に充填する。電気泳動分散液１４の充填方法としては特に限定されず、スクリーン印刷の他、スプレーコート法、ダイコート法、ディップコート法等を用いることができる。

次に、図１（Ｄ）に示すように、第１基材１１上からマスク１５を取り除く（マスク除去工程）。電気泳動分散液１４の充填時にマスク１５によって隔壁５の上面５Ａを覆っておいたため、乾燥した状態の上面５Ａが露出することになる。

次に、図１（Ｅ）に示すように、隔壁５の上面５Ａに、一面に接着材層１７を有した離型フィルム１８を配置する。これにより、隔壁５の開口５Ｂ全体が離型フィルム１８（接着材層１７）によって塞がれるので全てのセル１３が封止され、セル１３の内部に充填された電気泳動分散液１４が漏れ出ることが防止できる。
なお、隔壁５の上面５Ａに接着材を塗布して接着材層１７を形成した後、離型フィルム１８を配置してもよい。
このようにして電気泳動表示装置用基材１９を製造する。

次に、上記のように製造した電気泳動表示装置用基材１９を用いて電気泳動表示装置１０を製造する際には、電気泳動表示装置用基材１９の離型フィルム１８を剥離し、別途作成しておいた、各セル１３に対応する画素電極８やＴＦＴを有する画素電極層を備える薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）アレイ基板（基板）２０を、接着材層１７を介して電気泳動表示装置用基材１９に貼り付ける。ここで、真空ラミネート法を用いてＴＦＴアレイ基板２０を貼り合せることによって、セル１３内に気泡を内包させることなく隙間なく貼り合せることができる。こうして図１（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板３との間に、電気泳動分散液１４により構成される電気泳動材料層４を備える電気泳動表示装置１０が完成する。

このように、セル１３内に電気泳動分散液１４を充填させる前に隔壁５の上面５Ａをマスク１５で覆っておくことで、充填時に隔壁５の上面５Ａに電気泳動分散液１４が付着して濡れてしまうことがないため、マスク１５を取り外した後の隔壁５の上面５Ａは乾いた状態が維持される。このため、電気泳動表示装置用基材１９上に接着材層１７を介してＴＦＴアレイ基板２０を良好に貼り合せることができる。その結果、高品質の表示が可能で、信頼性の高い電気泳動表示装置１０を提供することができる。

また、隔壁５上に離型フィルム１８を配置してセル１３内に電気泳動分散液１４を封止することによって電気泳動表示装置用基材単体での取り扱いが容易となり、電気泳動表示装置用基材１９を移動させる場合にも、セル１３内の電気泳動分散液１４がこぼれたり、隔壁５の上面５Ａにセル１３内の電気泳動分散液１４が付着してしまうことがない。このように、セル１３内に電気泳動分散液１４が封入された状態の電気泳動表示装置用基材１９を流通させることにより、任意の制御基板上に貼り合せることが可能となる。流通させる必要のない場合には、離型フィルム１８に代えて制御基板（ＴＦＴアレイ基板２０）を貼り合せてもよい。

なお、隔壁５上からマスク１５が剥離された状態を電気泳動表示装置用基材１９としてもよい。また、接着材層１７の材料としては公知のものを使用してもよい。さらに、予め接着材層１７と一体とされた離型フィルム１８を用いてもよい。

また、電気泳動表示装置用基材１９を構成する第１基材１１の一面に共通電極２を形成したことにより、電気泳動表示装置用基材１９の第１基材１１を電気泳動表示装置１０の基板としてそのまま利用することができるため、製造プロセスの簡略化が図れる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における電気泳動表示装置３０の製造方法について述べる。なお、本実施形態においても、電気泳動表示装置３０の製造工程は、電気泳動表示装置用基材３１の製造工程を含む。なお、以下の説明では、電気泳動表示装置用基材の製造工程の一部が先の実施形態の説明と異なるが、共通な箇所の説明は省略する。

図３は、本実施形態における電気泳動表示装置用基材３１の製造フローを示す図であって、（Ａ）〜（Ｆ）は各部材を示す断面図を示している。

まず、図３（Ａ）に示すように、先の実施形態同様、共通電極２を有した第１基材１１上に隔壁５を形成する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、第１基材１１上に隔壁５によって区画されたセル１３の開口５Ｂを塞ぐようにして複数の孔１５Ｂを有したマスク３２を配置する。本実施形態では、一面側に接着層３３を有するマスク３２を用意した。孔１５Ｂはこの接着層３３の孔３３Ｂに連通しており、マスク３２の配置後もセル１３内の空間と外部空間とが各孔１５Ｂ，３３Ｂ（以下、孔３３Ｂの記載を省略し、孔１５Ｂを用いて説明する。）を通じて連通している。

次に、図３（Ｃ）に示すように、マスク３２の表面上に電気泳動分散液１４を配置し、マスク３２に形成された複数の孔１５Ｂを通じて電気泳動分散液１４を各セル１３の内部に充填する。

次に、図３（Ｄ）に示すように、隔壁５上からマスク３２を除去する。このとき、隔壁５の上面５Ａに接着層３３の一部が残るようにマスク３２を除去する。例えば、マスク３２の一面に形成された接着層３３に、隔壁５の部分５ａと部分５ｂにおけるそれぞれの幅Ｗ１，２に対応する切り込みを入れておくことによって、マスク３２を剥離した後も隔壁５の上面５Ａ上に接着層３３の一部が残存するような工夫をしてもよい。あるいは、予め隔壁５の上面５Ａを凹凸面にしておくことで接着層３３との接着強度を高め、隔壁５の上面５Ａ上に接着層３３の一部が残存するようにしてもよい。
このようにして、電気泳動表示装置用基材３１が完成する。

なお、電気泳動表示装置用基材３１を予め製造しておく場合には、図３（Ｅ）に示すように、隔壁５上に、上面５Ａを覆うように残存する接着層３３の一部（接着部３４）を介して離型フィルム１８を貼り合せてセル１３を封止してもよい。

次に、図３（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０を電気泳動表示装置用基材３１上に配置して、隔壁５の開口５Ｂ側を封止する。ＴＦＴアレイ基板２０と電気泳動表示装置用基材３１とは、隔壁５の上面５Ａ側に存在する接着部３４（接着層３３の一部）を介して貼り合わされる。このようにして、一対の基板間に電気泳動分散層３５が挟持された電気泳動表示装置３０を製造する。

本実施形態のように、隔壁５の上面５Ａに、マスク３２の貼り合せ時に用いた接着層３３の一部を残存させるようにすることで、隔壁５の上面５Ａに接着材を塗布したり、ＴＦＴアレイ基板２０の一面側に接着材層を設ける手間を省くことができる。よって、予め用意しておいたＴＦＴアレイ基板２０を電気泳動表示装置用基材３１上に迅速に貼り合せることができる。このような製造工程によっても、電気泳動分散液１４の充填時に隔壁５の上面５Ａが濡れてしまうのを防ぐことができる。

以上述べたように、各実施形態のような製造方法によれば、セル１３内に電気泳動分散液１４を充填する前に隔壁５の上面５Ａをマスク１５，３２で覆っているので、分散液の充填時に隔壁５の上面５Ａに液体が付着して濡れてしまうのを防ぐことができる。これにより、隔壁５の上面５Ａが電気泳動分散液１４で濡れた状態で他方の基板を貼り合せることがないので、電気泳動表示装置用基材１９，３１とＴＦＴアレイ基板２０との貼り合せ強度が向上する。その結果、信頼性に優れた電気泳動表示装置１０，３０を実現することができる。

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。

例えば、上記実施形態では、電気泳動表示用基材を構成する第１基材の一面に共通電極を形成し、第１基材を電気泳動表示装置の基板としてそのまま使用する例を示した。この構成に代えて、例えば、第１基材の一面に共通電極が形成されていない電気泳動表示装置用基材を用いてもよい。ただし、このような電気泳動表示装置用基材を製造する際には、電気泳動表示装置用基材に対して、ＴＦＴアレイ基板のほか、共通電極を備えた基板も貼り合せる必要がある。

また、上記実施形態では、アクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置の例を挙げたが、一対の基板の各々にストライプ状電極を備えたパッシブマトリクス方式の電気泳動表示装置、もしくはセグメント方式の電気泳動表示装置に本発明を適用することも可能である。その他、電気泳動表示装置の各構成要素の数、配置、材料、形成方法等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。

また、上記実施形態における製造方法は、電気泳動表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）だけでなく、エレクトロ・クロミック・ディスプレイ（ＥＣＤ）など、液体をセル内に封入する必要のあるデバイスに応用可能である。

２…共通電極、５…隔壁、５Ａ…上面、１０，３０…電気泳動表示装置、１１…第１基材（基材）、１３…セル、１４…電気泳動分散液、１５，３２…マスク、１５Ｂ…孔、１６，３３…接着層、１７…接着材層、１８…離型フィルム、１９，３１…電気泳動表示装置用基材、３５…電気泳動分散層

Claims (6)

1. 基材の一面に、前記一面の反対側が開口した隔壁を設ける工程と、
   前記隔壁により区画された前記基材上のセルの開口を塞ぐように、電気泳動分散液が通過可能な孔を有するマスクを配置する工程と、
   前記マスクの一面に前記電気泳動分散液を配置し、前記孔を通じて前記電気泳動分散液を前記セルの内部に充填する工程と、
   前記基材上から前記マスクを取り外す工程と、を有する
   ことを特徴とする電気泳動表示装置用基材の製造方法。
2. 一面側に接着層を有する前記マスクを用い、前記基材上から前記マスクを取り外した後に前記隔壁の前記マスクと接触していた領域に前記接着層を残存させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置用基材の製造方法。
3. 前記基材上から前記マスクを取り外す工程の後、
   前記セルの開口を塞ぐように、一面側に接着材層が備えられた離型フィルムを配置する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動表示装置用基材の製造方法。
4. 前記孔が前記隔壁の前記開口側の上面に対向しないように前記マスクを配置する
   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泳動表示装置用基材の製造方法。
5. 前記マスクが撥液性を有する
   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泳動表示装置用基材の製造方法。
6. 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用基材の製造方法により製造された電気泳動表示装置用基材と、少なくとも一枚の基板と、を用い、一対の基板の間に電気泳動分散層が挟持された電気泳動表示装置を製造することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。

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