JP2015018061A - 電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品質の低下を抑えることが可能な電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】対向配置された素子基板５１と対向基板５２との間に配置された少なくとも１以上の電気泳動粒子が分散された分散媒１５を有する電気泳動層３３と、素子基板５１と対向基板５２とを接合する、電気泳動層３３を囲むように配置された第１シール材１４ａと、素子基板５１と対向基板５２とを接合すると共に、第１シール材１４ａを囲むように配置され、素子基板５１、及び対向基板５２との間に分散媒１５を含まない第２シール材１４ｂと、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、及び電子機器に関する。

上記電気泳動装置では、電気泳動材料を挟んで対向する画素電極と共通電極との間に電圧を印加して、帯電した黒粒子や白粒子等の電気泳動粒子を空間的に移動させる事で表示領域に画像を形成している。電気泳動装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、一対の基板間を隔壁によって複数の空間に区画し、各空間内に電気泳動粒子および分散液を含む電気泳動分散液を封入した構成のものが知られている。

電気泳動装置は、例えば、０℃以下（例えば、−３０℃）では分散媒（例えば、アイソパー）の粘度が上昇することにより、電気泳動粒子の動きが悪くなり、書き換え速度が低下するという問題があった。そこで本発明者らは、０℃以下の広い温度範囲でも粘度上昇が抑えられた分散媒として、シリコーンオイルが用いることを検討した。

特開２０１０−２２４２４０号公報

しかしながら、電気泳動装置を製造する際、一方の基板上に、表示領域を囲むようにシール材を形成し、シール材で囲まれた空間中に分散液であるシリコーンオイルを入れ、その後、他方の基板で封止すると、余分なシリコーンオイルが、一対の基板を貼り合わせるためのシール材を乗り越え、シール材における他方の基板との接触部分にシリコーンオイルが付着する。あるいは、他方の基板を伝ってきたシリコーンオイルが、シール材と他方の基板との接触部位に付着する。よって、他方の基板との接着性が悪くなり、一方の基板と他方の基板とが剥がれやすくなるという課題がある。

本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る電気泳動装置は、第１基板と、前記第１基板と対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とのの間に配置された、少なくとも１以上の電気泳動粒子が分散された分散媒を有する電気泳動層と、前記第１基板と前記第２基板とを接合する、前記電気泳動層を囲むように配置された第１シール材と、を備え、前記第１シール材の幅は、２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、余分な分散媒が第１シール材と第２基板との間に付着していたとしても、第１シール材の幅が、２００μｍ〜５００μｍと広いため、第１基板と第２基板とを接着、封止することができる。

［適用例２］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記第１基板と前記第２基板とを接合すると共に、前記第１シール材を囲むように配置された第２シール材をさらに備え、
前記第２シール材と前記第２基板との間に残留する前記分散媒の量は、前記第１シール材と前記第２基板との間に残留する前記分散媒の量よりも少ないことが好ましい。

本適用例によれば、電気泳動層の周囲に第１シール材、第２シール材が順に設けられているので、第１基板と第２基板とを貼り合せた際、余分な分散媒が第１シール材と第２基板との間に残留していたとしても、第１シール材を仮接着として使用し、分散媒が除去された領域に第２シール材を形成することで接着強度を強くさせることができる。よって、第１基板と第２基板とが剥がれることを抑えることが可能となり、シールの信頼性を高めることができる。

［適用例３］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記電気泳動層は、前記第１基板と前記第２基板との間の表示領域に配置された隔壁によって複数のセルに区切られていることが好ましい。

本適用例によれば、第１基板と第２基板との間に挟持された電気泳動層の表示領域に、複数のセルに区切るための隔壁が設けられているので、隔壁の高さを基準に第１基板と第２基板との間のセルギャップを決めることができる。

［適用例４］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記電気泳動層を囲むように、前記電気泳動層と前記第１シール材との間に額縁隔壁が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、電気泳動層と第１シール材との間に額縁隔壁が設けられているので、表示領域に分散媒を供給した際、額縁隔壁によって分散媒をせき止めることが可能となる。よって、第１基板と第２基板との間に分散媒を挟持することができる。また、電気泳動層のある表示領域の外側に額縁隔壁があることにより、第１シール材が表示領域側に入り込むことを防ぐことができる。

［適用例５］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記額縁隔壁は、前記第１シール材と接して配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、第１シール材の内側に額縁隔壁が接して配置されているので、第１シール材が表示領域に広がることを防ぐことができる。また、第１シール材の幅が所定の幅より広がらないように規制することができる。これにより、第１シール材の強度を確保できると共に、第１基板及び第２基板と、額縁隔壁と、第１シール材と、の間に隙間が生じることを抑えることが可能となり、第１基板と第２基板との間に気泡や水分が入ることを抑えることができる。

［適用例６］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記額縁隔壁の高さは、１０μｍ〜５０μｍであり、前記表示領域から前記第１基板及び前記第２基板の端面までの距離が１ｍｍ以下であることが好ましい。

本適用例によれば、額縁隔壁の高さを１０μｍ〜５０μｍにすることにより所定のシール幅にすることができ、表示領域から基板の端面までの距離が１ｍｍ以下であるので、小型化された電気泳動装置を提供することができる。

［適用例７］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記隔壁と前記額縁隔壁とは同じ材料であることが好ましい。

本適用例によれば、同じ材料によって隔壁と額縁隔壁とが構成されているので、同じ工程で製造することが可能となり、効率よく製造することができる。

［適用例８］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記分散媒は、シリコーンオイルであることが好ましい。

本適用例によれば、シリコーンオイルを用いることにより、低温（例えば、−３０℃程度）であっても電気泳動層に含まれる電気泳動粒子を動作させることが可能となり、切り替え速度が低下することを抑えることができる。

［適用例９］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記分散媒の粘度は、１０ｃＰ以下であることが好ましい。

本適用例によれば、上記したように、１０μｍ〜５０μｍという狭いギャップであり、シリコーンオイルという低粘度溶媒であるので、例えば、−３０℃の低温でも、例えば、５００ｍｓ以下の速度で電極間を泳動することができる。

［適用例１０］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記電気泳動粒子は、白色粒子と黒色粒子とを有し、白粒子、黒粒子、及び分散媒の合計重量に対する重量割合が、前記白色粒子は、３０％以内であり、前記黒色粒子は、１０％以内であることが好ましい。

本適用例によれば、上記のように配分することにより、反射率が４０％以上、及び黒色反射率が２％以下になり、表示性能を高くすることができる。

［適用例１１］上記適用例に係る電気泳動装置において、前記電気泳動層と前記第２基板との間、及び前記隔壁と前記第２基板との間に、封止膜が設けられていることが好ましい。

本適用例によれば、少なくとも隔壁と第２基板との間に封止膜が設けられているので、封止膜の中に隔壁の先端（第２基板側）を食い込ませることが可能となり、隣接するセルとセルとの間で分散媒が行き来できないようにすることができる。

［適用例１２］本適用例に係る電気泳動装置の製造方法は、第１基板上の表示領域の周囲に第１シール材を塗布する工程と、前記表示領域に電気泳動粒子を含む分散媒を供給する工程と、大気圧より低い圧力下で、前記第１基板と、前記第１基板と対向配置される第２基板とを、前記第１シール材の貼り合わせ後の幅が２００μｍ以上５００μｍ以下となるように、前記第１シール材を介して貼り合わせる工程とを有することを特徴とする。

本適用例によれば、余分な分散媒が第１シール材と第２基板との間に付着していたとしても、第１シール材の幅が、２００μｍ〜５００μｍと広いため、第１基板と第２基板とを接着、封止することができる。

［適用例１３］上記適用例に係る電気泳動装置の製造方法において、少なくとも前記第１シール材の周囲に形成するべく第２シール材と接触する領域に、前記領域に付着した前記分散媒を洗浄する工程と、前記第１シール材の周囲に前記第２シール材を形成する工程と、を有することが好ましい。

本適用例によれば、第２シール材と接触する領域（第１基板、第２基板、第１シール材）に洗浄処理を施すので、第１基板と第２基板とを貼り合せた際、封止するべく分散媒のうち余分な分散媒が第１シール材を乗り越えたとしても、乗り越えた余分な分散媒を洗浄して除去するので、第１基板と第２基板と貼り合わせる第２シール材の強度を高めることができる。その結果、第１基板と第２基板とが剥がれることを抑えることができる。

［適用例１４］上記適用例に係る電気泳動装置の製造方法において、前記第１シール材を塗布する工程の前に、前記第１基板上の前記表示領域に、複数のセルに区切るための隔壁を形成する工程を有することが好ましい。

本適用例によれば、表示領域に隔壁を形成するので、第１基板と第２基板とを貼り合わせた際、隔壁の高さを基準に第１基板と第２基板との間のセルギャップを決めることができる。

［適用例１５］上記適用例に係る電気泳動装置の製造方法において、前記第１シール材を塗布する工程の前に、前記第１基板上に、前記表示領域を囲むように額縁隔壁を形成する工程を有することが好ましい。

本適用例によれば、表示領域を囲むように額縁隔壁を形成するので、表示領域に分散媒を供給した際、額縁隔壁によって分散媒をせき止めることが可能となる。よって、第１基板と第２基板との間に分散媒を挟持することができる。また、電気泳動層のある表示領域の外側に額縁隔壁があることにより、後に形成する第１シール材が表示領域側に入り込む（広がる）ことを防ぐことができる。

［適用例１６］上記適用例に係る電気泳動装置の製造方法において、前記第１シール材の粘度は、３０万Ｐａ・ｓ〜１００万Ｐａ・ｓであり、前記第２シール材の粘度は、１００Ｐａ・ｓ〜５００Ｐａ・ｓであることが好ましい。

本適用例によれば、上記範囲の第１シール材を用いることにより、第１シール材と第２基板との間に入り込んだ分散媒を、押し出すことができる。また、上記範囲の第２シール材を用いることにより、第１シール材の周囲の第１基板と第２基板との間に入り込むことが可能となり、第２シール材の接着強度を向上させることができる。また、外部から第２シール材及び第１シール材を介して内部に水分が侵入することを抑えることが可能となり、信頼性の高いシール構造を得ることができる。

［適用例１７］上記適用例に係る電気泳動装置の製造方法において、前記分散媒は、シリコーンオイルであることが好ましい。

本適用例によれば、シリコーンオイルは、分子の表面がメチル基で覆われているため表面エネルギーが低く凝集力が低いためシール材の接着強度が低くなるが、第２シール材と接触する部分に濡れ性の高いシリコーンオイルが介在しないので、第２シール材の強度を高くすることが可能となり、シールの信頼性を高めることができる。

［適用例１８］本適用例に係る電子機器は、上記の電気泳動装置を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、上記の電気泳動装置を備えているので、シールの信頼性が高められた電子機器を提供することができる。

電気泳動装置が搭載された電子機器の斜視図。 電気泳動装置の電気的な構成を示す等価回路図。 電気泳動装置の構造を示す模式平面図。 図３に示す電気泳動装置のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図。 電気泳動装置のうち主にシール部周辺の構造を示す模式平面図。 図５に示す電気泳動装置のＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図。 電気泳動装置の製造方法を工程順に示すフローチャート。 電気泳動装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図。 電気泳動装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図。 電気泳動装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図。 変形例の電気泳動装置の構成を示す模式断面図。 変形例の電気泳動装置の構成を示す模式断面図。 変形例の電気泳動装置の構成を示す模式断面図。 変形例の電気泳動装置の構成を示す模式断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

＜電子機器の構成＞
図１は、電気泳動装置が搭載された電子機器の斜視図である。以下、電気機器の構成を、図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、電子機器１００は、電気泳動装置１０と、電子機器１００を操作するためのインターフェイスとを備えている。インターフェイスとは、具体的には操作部１１０で、スイッチなどから構成される。

電気泳動装置１０は、表示領域Ｅを有するディスプレイモジュールである。表示領域Ｅは複数の画素から成り、これらの画素が電気的に制御される事で表示領域Ｅに画像が表示される。

なお、電気泳動装置１０を備えた電子機器として、電子ペーパー（ＥＰＤ：Electronic Paper Display）、ウォッチ、リスタブル機器、などに適用するようにしてもよい。

＜電気泳動装置の電気的な構成＞
図２は、電気泳動装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、電気泳動装置の電気的な構成を、図２を参照しながら説明する。

図２に示すように、電気泳動装置１０は、複数のデータ線１２と、複数の走査線１３とを有し、データ線１２と走査線１３とが交差する部分に画素１１が配置される。具体的には、電気泳動装置１０は、データ線１２と走査線１３とに沿ってマトリクス状に配置された複数の画素１１を有している。各画素１１は、画素電極２１と共通電極２２との間に配置された電気泳動粒子を含む分散媒１５を有する。

画素電極２１は、トランジスター１６（ＴＦＴ１６）を介してデータ線１２に接続されている。また、ＴＦＴ１６のゲート電極は、走査線１３に接続されている。なお、図２は、例示であり、必要に応じて保持容量などの他の素子が組み込まれてもよい。

＜電気泳動装置の構造＞
図３は、電気泳動装置の構造を示す模式平面図である。図４は、図３に示す電気泳動装置のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。以下、電気泳動装置の構造を、図３及び図４を参照しながら説明する。

図３及び図４に示すように、電気泳動装置１０は、第１基板としての素子基板５１と、第２基板としての対向基板５２と、電気泳動層３３とを有する。素子基板５１を構成する、例えば透光性を有するガラス基板からなる第１基材３１上には、各画素１１毎に画素電極２１が配置されている。

詳述すると、図３及び図４に示すように、画素１１（画素電極２１）は、例えば、平面視でマトリクス状に形成されている。画素電極２１の材料としては、例えば、ＩＴＯ（錫を添加した酸化インジウム：Indium Tin Oxide）などの光透過性材料が用いられる。

第１基材３１と画素電極２１との間には、図示しない回路部が設けられており、回路部の中にＴＦＴ１６などが形成されている。ＴＦＴ１６は、図示しないコンタクト部を介して、各画素電極２１と電気的に接続されている。なお、図示しないが、回路部の中には、ＴＦＴ１６の他、各種配線（例えば、データ線１２や走査線１３など）や素子（例えば、容量素子）などが配置されている。画素電極２１上を含む第１基材３１上の全面には、第１絶縁層３２が形成されている。なお、第１絶縁層３２を設けない構成でもよい。

対向基板５２を構成する、例えば透光性を有するガラス基板からなる第２基材４１上には、複数の画素１１に対して共通した（全面ベタ状の）共通電極２２が形成されている。共通電極２２としては、例えば、ＩＴＯなどの光透過性材料が用いられる。共通電極２２上の全面には、第２絶縁層４２が形成されている。なお、第２絶縁層４２を設けない構成でもよい。

第１絶縁層３２と第２絶縁層４２との間には、電気泳動層３３が設けられている。電気泳動層３３を構成する少なくとも１以上の電気泳動粒子３４が分散された分散媒１５は、第１絶縁層３２と、第２絶縁層４２と、第１基材３１上に設けられた隔壁３５（リブ）と、により仕切られた空間に充填されている。隔壁３５は、図３に示すように、碁盤目状に形成されている。なお、隔壁３５は、透光性材料（アクリルやエポキシ樹脂など）であることが好ましい。隔壁３５の厚みは、例えば、５μｍである。本実例では、各画素１１毎に画素電極２１が配置され、各画素電極２１毎に上記隔壁３５（リブ）が配置されているが、これに限定されず、複数の画素毎に、例えば２〜２０画素毎に、隔壁（リブ）が形成されても良い。

また、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せた際、隔壁３５の上部が対向基板５２（具体的には、封止膜６２）に接触することにより、隔壁３５の高さを基準に素子基板５１と対向基板５２との間のセルギャップを決めることができる。

図４においては、電気泳動粒子３４として白色粒子と黒色粒子とを示してある。例えば、画素電極２１と共通電極２２との間に電圧を印加すると、これらの間に生じる電界にしたがって、電気泳動粒子３４はいずれかの電極（画素電極２１、共通電極２２）に向かって電気泳動する。例えば、白色粒子が正荷電を有する場合、画素電極２１を負電位とすると、白色粒子は、画素電極２１側（下側）に移動して集まり、黒表示となる。

逆に、画素電極２１を正電位とすると、白色粒子は、共通電極２２側（上側）に移動して集まり、白表示となる。このように、表示側の電極に集合する白色粒子の有無や数等に応じて、所望の情報（画像）が表示される。なお、ここでは、電気泳動粒子３４として白色粒子や黒色粒子を用いたが、他の有色粒子を用いてもよい。

また、電気泳動粒子３４としては無機顔料系の粒子、有機顔料系の粒子または高分子微粒子等を用いることができ、各種粒子を２種以上混合して用いてもよい。電気泳動粒子３４の径は、例えば、０．０５μｍ〜１０μｍ程度のものを用い、好ましくは、０．２μｍ〜２μｍ程度のものを用いる。

また、白色粒子の含有量は、分散媒１５、白色粒子、黒色粒子の全重量に対して３０％以内であり、黒色粒子の含有量は、分散媒１５、白色粒子、黒色粒子の全重量に対して１０％以内である。このように配分することにより、反射率が４０％以上、及び黒色反射率が２％以下になり、表示性能を高くすることができる。

本実施形態では、分散媒１５として、−３０℃程度の温度でも電気泳動粒子３４の移動が可能なシリコーンオイルを用いる。ただし、シリコーンオイルは、分子の表面がメチル基で覆われているため表面エネルギーが低く、凝集力が低いため、シール材１４に付着することにより、シール材１４による接着強度を著しく低下させる面もある。シリコーンオイルの粘度は、例えば、１０ｃＰ以下である。シリコーンオイルは、低粘度溶媒であるので、例えば、−３０℃程度の低温でも、５００ｍｓ以下の速度で電極間を泳動することができる。

なお、以降においては、隔壁３５によって囲まれた領域をセル３６と呼ぶ。一つのセル３６は、画素電極２１、共通電極２２、電気泳動層３３を含む。

＜シール部周辺の構造＞
図５は、電気泳動装置のうち主にシール部周辺の構造を示す模式平面図である。図６は、図５に示す電気泳動装置のＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図である。以下、電気泳動装置のうち主にシール部周辺の構造を、図５及び図６を参照しながら説明する。なお、絶縁層や配線、電極などの図示は省略する。

図５及び図６に示すように、電気泳動装置１０は、表示領域Ｅを囲むように額縁領域Ｅ１を有する。額縁領域Ｅ１には、表示に寄与しない電気泳動層３３の領域であるダミー領域Ｄと、ダミー領域Ｄの外側に配置された額縁隔壁６１と、額縁隔壁６１の外側に配置されたシール部１４とを含む。額縁領域Ｅ１の幅は、例えば、１ｍｍ程度である。

ダミー領域Ｄの幅は、例えば、３０μｍである。ダミー領域Ｄの表示領域Ｅ側には、表示領域Ｅに配置された隔壁３５と同じ隔壁３５ａが設けられている。ダミー領域Ｄの外側には、額縁隔壁６１が設けられている。額縁隔壁６１は、分散媒１５が外側に流れ出ないように堰き止めることができると共に、セルギャップを調整するために用いられており、ダミー領域Ｄを囲むように配置されている。なお、額縁隔壁６１は、表示領域Ｅの隔壁３５と同じ材料で構成されている。

額縁隔壁６１の幅Ｗ１は、例えば、１５０μｍである。額縁隔壁６１の厚みは、例えば、１０μｍ〜５０μｍの範囲であり、ここでは３０μｍとする。なお、額縁隔壁６１は、隣接して配置される第１シール材１４ａが表示領域Ｅにはみ出さないようにするためにも用いられる。

シール部１４は、第１シール材１４ａと第２シール材１４ｂとを有する。第１シール材１４ａは、素子基板５１と対向基板５２とを接着、封止するために用いられ、額縁隔壁６１を囲むように設けられている。第１シール材１４ａの幅Ｗ２は、例えば、４００μｍである。第１シール材１４ａの粘度は、例えば、３０万Ｐａ・ｓ〜１００万Ｐａ・ｓである。好ましくは、４０万Ｐａ・ｓ程度である。このような粘度の第１シール材１４ａを用いることにより、素子基板５１と対向基板５２との接触面積を保つことができる。

第２シール材１４ｂは、素子基板５１と対向基板５２とを接着するために用いられ、第１シール材１４ａを囲むように配置されている。第２シール材１４ｂの幅Ｗ３は、例えば、４００μｍである。第２シール材１４ｂの粘度は、例えば、１００Ｐａ・ｓ〜５００Ｐａ・ｓである。好ましくは、４００Ｐａ・ｓ程度である。このような粘度の第２シール材１４ｂを用いることにより、第１シール材１４ａの周囲の素子基板５１と対向基板５２との間に入り込ませることが可能となり、第２シール材１４ｂの接着強度を向上させることができる。

また、外部から第２シール材１４ｂ及び第１シール材１４ａを介して内部に水分が侵入することを抑えることが可能となり、信頼性の高いシール構造を得ることができる。

また、電気泳動層３３の周囲に額縁隔壁６１、幅広く形成された第１シール材１４ａ、第２シール材１４ｂが順に設けられているので、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せた際、封止するべく分散媒１５が額縁隔壁６１や第１シール材１４ａを乗り越えたとしても、第１シール材１４ａによって接着、封止し、第２シール材１４ｂで接着強度を向上させることができる。よって、素子基板５１と対向基板５２とが剥がれることを抑えることが可能となり、シールの信頼性を高めることができる。

表示領域Ｅにおける隔壁３５の上部と対向基板５２との間には、分散媒１５が隣接するセル３６とセル３６との間で行き来できないようにするための封止膜６２が設けられている。具体的には、封止膜６２の材料は、例えば、ウレタン系の材料、ポリビニルアルコール、などの透明樹脂、及びニトリルゴムなどの合成ゴムで構成されている。隔壁３５の上部は、封止膜６２に食い込んでいる。

封止膜６２の厚みは、電界の妨げにならない程度がよく、例えば、２μｍ〜６μｍである。隔壁３５の封止膜６２への食い込み量は、例えば、０．５μｍ〜１μｍである。また、封止膜６２は、界面の強度（剥離強度）が弱い。よって、シール部１４（第１シール材１４ａ、第２シール材１４ｂ）が剥がれてしまうので、封止膜６２とシール部１４とは、平面視で重ならないように配置されている。

封止膜６２の端部６２ａは、例えば、表示領域Ｅの最外周の隔壁３５ａと額縁隔壁６１との間、つまり、ダミー領域Ｄの範囲に配置されている。封止膜６２は、表示領域Ｅより一回り大きく、大きさにばらつきが生じたとしても、表示領域Ｅに端部６２ａが入り込まないような大きさになっている。以下、電気泳動装置１０の製造方法を説明する。

＜電気泳動装置の製造方法＞
図７は、電気泳動装置の製造方法を工程順に示すフローチャートである。図８〜図１０は、電気泳動装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図である。以下、電気泳動装置の製造方法を、図７〜図１０を参照しながら説明する。

最初に、図７を参照しながら、素子基板５１の製造方法を説明する。ステップＳ１１では、ガラス等の透光性材料からなる第１基材３１上に、ＴＦＴ１６や、ＩＴＯなどの光透過性材料からなる画素電極２１などを形成する。具体的には、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第１基材３１上にＴＦＴ１６及び画素電極２１などを形成する。なお、以降の断面図を用いた説明においては、ＴＦＴ１６や画素電極２１などの説明及び図示を省略する。

ステップＳ１２では、第１基材３１上に第１絶縁層３２を形成する。第１絶縁層３２の製造方法としては、例えば、第１基材３１上に絶縁性材料をスピンコート法などを用いて塗布し、その後、絶縁性材料を乾燥させることにより形成することができる。

ステップＳ１３では、図８（ａ）に示すように、第１基材３１（具体的には、第１絶縁層３２）上に隔壁３５を形成する。具体的には、表示領域Ｅの隔壁３５と、表示領域Ｅの最外周の隔壁３５ａと、その外側に設ける額縁隔壁６１と、を同時に形成する。隔壁３５，３５ａ、額縁隔壁６１は、例えば、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成することができる。

このように、隔壁３５，３５ａ、額縁隔壁６１を、同じ材料で同時に形成することにより、効率よく製造することができる。以上により、素子基板５１が完成する。

隔壁３５は、分散媒１５に溶解しない材質からなり、その材質は有機物か無機物かは問われない。具体的に、有機物材料の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げられる。これらの樹脂単体又は二種類以上の複合剤を使用する。

続いて、対向基板５２の製造方法を説明する。ステップＳ２１では、第２基材４１上に共通電極２２を形成する。具体的には、ガラス基板などの透光性材料からなる第２基材４１上の全面に、周知の成膜技術を用いて共通電極２２を形成する。

ステップＳ２２では、共通電極２２上に第２絶縁層４２を形成する。第２絶縁層４２の形成方法としては、例えば、上記した第１絶縁層３２と同様にして形成することができる。

ステップＳ２３では、第２絶縁層４２上に封止膜６２を形成する。封止膜６２の材料としては、上記したように、ウレタン系の材料、ポリビニルアルコール、などの透明樹脂、及びニトリルゴムなどの合成ゴムである。封止膜６２の形成方法は、塗布法や印刷法などを用いて形成する。以上により、対向基板５２が完成する。

続いて、図７〜図１０を参照しながら、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合わせる方法を説明する。

まず、ステップＳ３１では、図８（ｂ）に示すように、大気中において、額縁隔壁６１の外周に第１シール材１４ａを塗布する。第１シール材１４ａの材料は、例えば、比較的粘度の高い１液性エポキシ樹脂であるカヤトロンである。第１シール材１４ａの粘度は、例えば、３０万Ｐａ・ｓ〜１００万Ｐａ・ｓであり、好ましくは４０万Ｐａ・ｓである。塗布したときの第１シール材１４ａの幅は、真空に耐えられる程度の幅であり、例えば、１５０μｍである。

ステップＳ３２では、図８（ｃ）に示すように、素子基板５１上の表示領域Ｅに電気泳動粒子３４（白色粒子、黒色粒子）を有するシリコーンオイルからなる分散媒１５を塗布する。塗布方法としては、例えば、ディスペンサーを用いる。また、ダイコーターなども適用することができる。シリコーンオイルの粘度は、例えば、１０ｃＰ以下である。分散媒１５の量としては、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せたときに、額縁隔壁６１で囲まれた中を満たすような液量である。額縁隔壁６１の高さは、例えば、１０μｍ〜５０μｍである。

このように、１０μｍ〜５０μｍという狭いセルギャップであり、シリコーンオイルが低粘度溶媒であるので、−３０℃程度の温度でも、５００ｍｓ以下の速度で電極間を泳動することができる。

なお、額縁隔壁６１が形成されていることにより、第１シール材１４ａが表示領域Ｅ側に入り込む（広がる）ことを防ぐことができる。また、第１シール材１４ａの幅が所定の幅より広がらないように規制することができる。これにより、第１シール材１４ａの強度を確保することができる。

ステップＳ３３では、図９（ｄ）に示すように、素子基板５１と対向基板５２との貼り合わせを開始する。なお、セル３６内に気泡が混入することを防ぐため、貼り合わせは真空状態で行う。しかし、シリコーンオイルは揮発性が高いので、大気圧より低い低真空の状態にする。圧力は、例えば、５００Ｐａである。

ステップＳ３４では、図９（ｅ）に示すように、素子基板５１と対向基板５２との間に分散媒１５を封止する。つまり、低真空の状態において、第１シール材１４ａを介して、素子基板５１と対向基板５２とを接着する。

素子基板５１に対向基板５２を押圧していくと、第１シール材１４ａが潰されると共に、分散媒１５が額縁隔壁６１及び第１シール材１４ａ側に押され充填される。また、第１シール材１４ａによって囲まれた空間よりも、塗布された分散媒１５の量が多かった場合は、余剰の分散媒１５は第１シール材１４ａを乗り越えて、外部に流れ出る。

このとき、表示領域Ｅに設けられた隔壁３５の上部は、対向基板５２側に設けられた封止膜６２に食い込むことにより、隣接するセル３６間で分散媒１５が移動することを防ぐことができる。

ステップＳ３５では、図９（ｆ）に示すように、第１シール材１４ａが紫外線硬化型樹脂であれば紫外線を照射して、第１シール材１４ａを硬化（接着）させる。また、熱硬化型樹脂であれば、加熱することにより硬化（接着）させる。素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せたときのセルギャップは、２０μｍ〜５０μｍ程度であり、本実施形態では３０μｍである。

また、潰された第１シール材１４ａの幅は、分散媒１５であるシリコーンオイルと接触しても接着ができる程度の幅であり、例えば、２００μｍ〜５００μｍであり、本実施形態では４００μｍである。第１シール材１４ａの幅が２００μｍ〜４００μｍであれば、封止の信頼性を確保するとともに、額縁領域の狭い電気泳動装置を得ることができる。また、第１シール材１４ａの幅が４００μｍ〜５００μｍであれば、対向基板５２とより広い接触面積を確保でき、封止の信頼性を高めることができる。なお、第１シール材１４ａの幅が５００μｍ以上あると、ムラになって効率的に接着ができないことが考えられる。２００μｍ以下であると、第１シール材１４ａと対向基板５２との間に入り込んだシリコーンオイルの影響により、第１シール材が素子基板５１と対向基板５２とを貼り合わせる力が弱まり、封止の信頼性を確保できなくなるおそれがある。

ステップＳ３６では、図１０（ｇ）に示すように、接着強度の向上のために配置される第２シール材１４ｂが接触する部分に洗浄処理を行う。具体的には、分散媒１５であるシリコーンオイルは、溢れ出たり揮発したりすることにより素子基板５１や対向基板５２、また第１シール材１４ａに付着しているおそれがある。これにより、界面の接着強度が低下した状態になっている。したがって、少なくとも、第１シール材１４ａの外周付近であって、素子基板５１の電気泳動層３３側、及び対向基板５２の電気泳動層３３側、及び第１シール材１４ａの外周側を洗浄処理することが望ましい。

洗浄液としては、第１シール材１４ａを溶かさないものがよく、例えば、アイソパーや工業用ガソリンなどである。このように洗浄処理を施すことにより、シリコーンオイルが極めて少ない（理想的にはシリコーンオイルが存在しない）界面にすることが可能となり、第２シール材１４ｂの接着強度を高めることができる。その結果、シールの信頼性を向上させることができる。

ステップＳ３７では、図１０（ｈ）に示すように、大気中において、第１シール材１４ａの外周に第２シール材１４ｂを形成して接着する。具体的には、第２シール材１４ｂは、水分が入らず比較的低い粘度であり、隙間に入り込むことが重要であり、例えば、アクリルやエポキシ樹脂などである。なお、第２シール材１４ｂの粘度は、例えば、１００Ｐａ・ｓ〜５００Ｐａ・ｓであり、好ましくは、４００Ｐａ・ｓである。第２シール材１４ｂの幅は、例えば、４００μｍである。

第２シール材１４ｂを塗布する方法としては、例えば、ディスペンサーやダイコーターなどが用いられる。このように、第２シール材１４ｂと接触する領域（素子基板５１、対向基板５２、第１シール材１４ａ）に洗浄処理を施すので、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せた際、封止するべき分散媒１５のうち余分な分散媒１５が第１シール材１４ａを乗り越えたとしても、乗り越えた余分な分散媒１５を洗浄して除去するので、第２シール材１４ｂの接着強度を高めることができる。

以上により、図１０（ｉ）に示すように、素子基板５１と対向基板５２とによって挟持された空間が封止される。その後、必要に応じて、製品の形状に切断し、電気泳動装置１０を完成させる。

以上詳述したように、本実施形態の電気泳動装置１０、電気泳動装置１０の製造方法、及び電子機器１００によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態の電気泳動装置１０によれば、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合わせた際、余分な分散媒１５が第１シール材１４ａを乗り越えたり、第１シール材１４ａに付着したりしたとしても、電気泳動層３３の周囲に、粘度が高い材料を用いて第１シール材を設けているので、分散媒が第１シール材１４ａと対向基板の間から押し出される。また、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合わせた後の第１シール材１４ａの幅が、２００μｍ〜５００μｍと広いため、素子基板５１と対向基板５２とを接着、封止することができる。

（２）本実施形態の電気泳動装置１０によれば、電気泳動層３３の周囲に第１シール材１４ａ、第２シール材１４ｂが順に設けられているので、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せた際、余分な分散媒１５が第１シール材１４ａを乗り越え、第１シール材１４ａの接着強度が弱まったとしても、洗浄によって分散媒１５が除去された領域に第２シール材１４ｂを形成することで接着強度を強くさせることができる。よって、素子基板５１と対向基板５２とが剥がれることを抑えることが可能となり、シールの信頼性を高めることができる。

（３）本実施形態の電気泳動装置１０によれば、素子基板５１と対向基板５２との間に挟持された電気泳動層３３の表示領域Ｅに、複数のセル３６に区切るための隔壁３５が設けられているので、隔壁３５の高さを基準に素子基板５１と対向基板５２との間のセルギャップを決めることができる。また、表示領域Ｅと第１シール材１４ａとの間に額縁隔壁６１が設けられているので、第１シール材１４ａが表示領域Ｅ側に入り込むことを防ぐことができる。

（４）本実施形態の電気泳動装置１０によれば、分散媒１５にシリコーンオイルを用いることにより、低温（例えば、−３０℃程度）であっても電気泳動層３３に含まれる電気泳動粒子３４を動作させることが可能となり、切り替え速度が低下することを抑えることができる。また、シリコーンオイルは、分子の表面がメチル基で覆われているため表面エネルギーが低く凝集力が低いことから、シール材に付着するとシール材の接着強度が低くなるが、第２シール材１４ｂと接触する部分に濡れ性の高いシリコーンオイルが介在しないので、第２シール材１４ｂの強度を高くすることが可能となり、シールの信頼性を高めることができる。

（５）本実施形態の電気泳動装置１０の製造方法によれば、第２シール材１４ｂと接触する領域（素子基板５１、対向基板５２、第１シール材１４ａ）に洗浄処理を施す。したがって、素子基板５１と対向基板５２とを貼り合せた際、封止するべき分散媒１５のうち余分な分散媒１５が第１シール材１４ａを乗り越えたとしても、第１シール材１４ａと対向基板との間に残留している分散媒１５の量に比べて、第２シール材１４ｂと対向基板との間に残留している分散媒１５の量を、極めて少なくすることができる。よって、素子基板５１と対向基板５２と貼り合わせる第２シール材１４ｂの強度を高めることができる。その結果、素子基板５１と対向基板５２とが剥がれることを抑えることができる。

（６）本実施形態の電気泳動装置１０の製造方法によれば、表示領域Ｅを囲むように額縁隔壁６１を形成するので、表示領域Ｅに分散媒１５を供給した際、額縁隔壁６１によって分散媒１５をせき止めることが可能となる。よって、素子基板５１と対向基板５２との間に分散媒１５を挟持することができる。また、電気泳動層３３のある表示領域Ｅの外側に額縁隔壁６１があることにより、後に形成する第１シール材１４ａが表示領域Ｅ側に入り込むことを防ぐことができる。

（７）本実施形態の電子機器１００によれば、上記の電気泳動装置１０を備えているので、シールの信頼性を高めることが可能な電子機器を提供することができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、素子基板５１と対向基板５２との間に隔壁３５及び額縁隔壁６１を設けることに限定されず、例えば、図１１〜図１４に示すように構成してもよい。図１１〜図１４は、変形例の電気泳動装置１０１０，２０１０，３０１０，４０１０の構成を示す模式断面図である。

図１１に示す電気泳動装置１０１０は、隔壁３５及び額縁隔壁６１が設けられていない構成となっている。表示領域Ｅの周囲には、上記実施形態と同様に、第１シール材１４ａ及び第２シール材１４ｂが設けられている。また、素子基板５１側には、１つの画素電極２１のみが配置されている。対向基板５２側は、上記実施形態と同様に、共通電極２２が配置されている。また、白色粒子及び黒色粒子以外の色の粒子を用いることにより、カラー表示を行うことができる。なお、上記実施形態や、下記の変形例においても、同様の粒子を用いることにより、カラー表示を行うことができる。変形例１の電気泳動装置１０１０によれば、表示領域Ｅの全面に同色の表示を行うことができる。

（変形例２）
図１２に示す電気泳動装置２０１０は、変形例１と同様に、隔壁３５及び額縁隔壁６１が設けられていない構成となっている。表示領域Ｅの周囲には、上記実施形態と同様に、第１シール材１４ａ及び第２シール材１４ｂが設けられている。素子基板５１側には、複数の画素電極２１が配置されている。対向基板５２側は、上記実施形態と同様の構成になっている。変形例２の電気泳動装置２０１０によれば、文字や画像を表示することができる。

（変形例３）
図１３に示す電気泳動装置３０１０は、表示領域Ｅに隔壁３５が設けられていない構成となっている。額縁隔壁６１、第１シール材１４ａ、第２シール材１４ｂの構成は、上記実施形態と同様である。また、変形例３の電気泳動装置３０１０は、配線基板５０００を含む構成となっている。素子基板５１に設けられた外部接続端子５００１は、ワイヤーボンディング５００２を介して、配線基板５０００と電気的に接続されている。なお、第２シール材１４ｂは、ワイヤーボンディング５００２の部分を覆うように設けてもよい。変形例３の電気泳動装置３０１０によれば、配線基板５０００を用いて表示領域Ｅに電圧を印加したり、画像信号を送ったりすることができる。

（変形例４）
図１４に示す電気泳動装置４０１０は、上記実施形態の電気泳動装置１０と比較して、配線基板５０００を備える部分が異なっている。これによれば、上記変形例３と同様に、配線基板５０００を用いて表示領域Ｅに電圧を印加したり、画像信号を送ったりすることができる。また、表示領域Ｅに隔壁３５が配置されていることにより、素子基板５１と対向基板５２との間のセルギャップを表示領域Ｅの全体に亘って均一にすることができる。

なお、変形例３及び変形例４に示す電気泳動装置３０１０，４０１０のように、隔壁３５や額縁隔壁６１を備えている場合は、素子基板５１の表面に隔壁３５などを製造した際に残る残膜（樹脂膜）を含む構成でもよい。具体的には、フォトリソグラフィ法を用いて隔壁３５を製造すると残膜が残る。

（変形例５）
上記したように、１つの電気泳動装置１０を製造することに限定されず、マザー基板（ウエハー、大判など）に複数の電気泳動装置を製造するようにしてもよい。マザー基板の大きさは、例えば、４００×５００ｍｍである。

製造方法としては、例えば、素子基板側のマザー基板上のアクティブエリアを囲むように、ディスペンサーを用いて第１シール材１４ａを形成する。そして、第１シール材１４ａで囲まれた中に分散媒１５を供給する。その後、対向基板側のマザー基板を、素子基板側のマザー基板に載せて貼り合わせる。次に、スクライブラインを入れて、個片にする。その後、個片となった電気泳動装置に第２シール材１４ｂを塗布する。なお、マザー基板を貼り合せた際に溢れた余分な分散媒１５の洗浄は、例えば、個片にする前に行う。これによれば、同じ製造工程で、複数の電気泳動装置１０を大量に製造することができる。

（変形例６）
上記したように、素子基板５１側に隔壁３５や額縁隔壁６１を配置することに限定されず、対向基板５２側に隔壁３５や額縁隔壁６１を配置するようにしてもよい。

（変形例７）
上記したように、隔壁３５によって囲まれたセル３６の形状は、平面視で格子状であることに限定されず、例えば、ハニカム形状（六角形）であってもよい。なお、格子形状やハニカム形状に限定されず、その他の多角形状、丸形状、三角形状などの形状であってもよい。

（変形例８）
上記したように、隔壁３５をフォトリソグラフィ法を用いて形成することに限定されず、例えば、ナノインプリント法やスクリーン印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法などの印刷プロセスで形成するようにしてもよい。

（変形例９）
上記したように、第１基材３１及び第２基材４１は、表示側に光透過性を有する材料を用いればよく、ガラス基板の他、プラスチック基板を用いるようにしてもよい。

１０…電気泳動装置、１１…画素、１２…データ線、１３…走査線、１４…シール部、１４ａ…第１シール材、１４ｂ…第２シール材、１５…分散媒、１６…ＴＦＴ（トランジスター）、２１…画素電極、２２…共通電極、３１…第１基材、３２…第１絶縁層、３３…電気泳動層、３４…電気泳動粒子、３５，３５ａ…隔壁、３６…セル、４１…第２基材、４２…第２絶縁層、５１…素子基板、５２…対向基板、６１…額縁隔壁、６２…封止膜、６２ａ…端部、１００…電子機器、１１０…操作部、１０１０，２０１０，３０１０，４０１０…変形例の電気泳動装置、５０００…配線基板、５００１…外部接続端子、５００２…ワイヤーボンディング。

Claims (18)

1. 第１基板と、
   前記第１基板と対向配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置された、少なくとも１以上の電気泳動粒子が分散された分散媒を有する電気泳動層と、
   前記第１基板と前記第２基板とを接合する、前記電気泳動層を囲むように配置された第１シール材と、を備え、
   前記第１シール材の幅は、２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする電気泳動装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置であって、
   前記第１基板と前記第２基板とを接合すると共に、前記第１シール材を囲むように配置された第２シール材をさらに備え、
   前記第２シール材と前記第２基板との間に残留する前記分散媒の量は、前記第１シール材と前記第２基板との間に残留する前記分散媒の量よりも少ないことを特徴とする電気泳動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気泳動装置であって、
   前記電気泳動層は、前記第１基板と前記第２基板との間の表示領域に配置された隔壁によって複数のセルに区切られていることを特徴とする電気泳動装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
   前記電気泳動層を囲むように、前記電気泳動層と前記第１シール材との間に額縁隔壁が配置されていることを特徴とする電気泳動装置。
5. 請求項４に記載の電気泳動装置であって、
   前記額縁隔壁は、前記第１シール材と接して配置されていることを特徴とする電気泳動装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電気泳動装置であって、
   前記額縁隔壁の高さは、１０μｍ〜５０μｍであり、
   前記表示領域から前記第１基板及び前記第２基板の端面までの距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする電気泳動装置。
7. 請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
   前記隔壁と前記額縁隔壁とは同じ材料であることを特徴とする電気泳動装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
   前記分散媒は、シリコーンオイルであることを特徴とする電気泳動装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
   前記分散媒の粘度は、１０ｃＰ以下であることを特徴とする電気泳動装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
    前記電気泳動粒子は、白色粒子と黒色粒子、及び分散媒とを有し、白粒子、
    黒粒子、及び分散媒の合計重量に対する重量割合が、
    前記白色粒子は、３０％以内であり、
    前記黒色粒子は、１０％以内であることを特徴とする電気泳動装置。
11. 請求項３乃至請求項１０のいずれか一項に記載の電気泳動装置であって、
    前記電気泳動層と前記第２基板との間、及び前記隔壁と前記第２基板との間に、封止膜が設けられていることを特徴とする電気泳動装置。
12. 第１基板上の表示領域の周囲に第１シール材を塗布する工程と、
    前記表示領域に電気泳動粒子を含む分散媒を供給する工程と、
    大気圧より低い圧力下で、前記第１基板と、前記第１基板と対向配置される第２基板とを、前記第１シール材の貼り合わせ後の幅が２００μｍ以上４００μｍ以下となるように、前記第１シール材を介して貼り合わせる工程と、
    を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の電気泳動装置の製造方法であって、
    少なくとも前記第１シール材の周囲に形成するべく第２シール材と接触する領域に、前記領域に付着した前記分散媒を洗浄する工程と、
    前記第１シール材の周囲に前記第２シール材を形成する工程と、を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
14. 請求項１２又は請求項１３に記載の電気泳動装置の製造方法であって、
    前記第１シール材を塗布する工程の前に、
    前記第１基板上の前記表示領域に、複数のセルに区切るための隔壁を形成する工程を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
15. 請求項１２乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電気泳動装置の製造方法であって、
    前記第１シール材を塗布する工程の前に、
    前記第１基板上に、前記表示領域を囲むように額縁隔壁を形成する工程を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
16. 請求項１２乃至請求項１５のいずれか一項に記載の電気泳動装置の製造方法であって、
    前記第１シール材の粘度は、３０万Ｐａ・ｓ〜１００万Ｐａ・ｓであり、
    前記第２シール材の粘度は、１００Ｐａ・ｓ〜５００Ｐａ・ｓであることを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
17. 請求項１２乃至請求項１６のいずれか一項に記載の電気泳動装置の製造方法であって、
    前記分散媒は、シリコーンオイルであることを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
18. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の電気泳動装置を備えることを特徴とする電子機器。

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