JP2015114448A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた信頼性品質を有す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。
【解決手段】電気泳動表示装置の電気泳動表示パネル150は、第1基板としての素子基板101と、第2基板としての対向基板121との間に配置された電気泳動層140と、電気泳動層140を平面視で複数の領域に区画する隔壁部103と、素子基板101と電気泳動層140との間に配置された画素電極102と、画素電極102と電気泳動層140との間に配置され、隔壁部103と一体に形成された膜部104と、を有し、膜部104は、第1の膜厚を有する第1の部分105と、第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分106とを含み、第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、第2の膜厚が0.8μm以下である。隔壁部103及び膜部104は、インプリント法により形成されている。
【選択図】図2
【解決手段】電気泳動表示装置の電気泳動表示パネル150は、第1基板としての素子基板101と、第2基板としての対向基板121との間に配置された電気泳動層140と、電気泳動層140を平面視で複数の領域に区画する隔壁部103と、素子基板101と電気泳動層140との間に配置された画素電極102と、画素電極102と電気泳動層140との間に配置され、隔壁部103と一体に形成された膜部104と、を有し、膜部104は、第1の膜厚を有する第1の部分105と、第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分106とを含み、第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、第2の膜厚が0.8μm以下である。隔壁部103及び膜部104は、インプリント法により形成されている。
【選択図】図2
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。
従来、電気泳動表示装置として、一対の基板の電極間に配置された分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動層を有するものが知られている。この電気泳動表示装置は、上記電極間に駆動電圧を印加することにより分散媒中の電気泳動粒子を上記電極に引き付けて表示を行わせている。
このような電気泳動表示装置の製造方法として、一対の基板間に隔壁で区画されたセルを形成し、該セル内に画像表示媒体(電気泳動粒子が分散媒に分散された溶液に相当)を封入する画像表示パネルの製造方法が開示されている(特許文献1)。
上記特許文献1の画像表示パネルの製造方法では、熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂層に金型を押し付けて樹脂層を硬化させることにより基板上に隔壁を形成している。また、基板上に隔壁を形成したときに隔壁間に残った残膜をドライエッチングにより除去している。これにより、電極上に残った残膜に起因して、表示特性が劣化することを防止している。
上記特許文献1の画像表示パネルの製造方法では、熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂層に金型を押し付けて樹脂層を硬化させることにより基板上に隔壁を形成している。また、基板上に隔壁を形成したときに隔壁間に残った残膜をドライエッチングにより除去している。これにより、電極上に残った残膜に起因して、表示特性が劣化することを防止している。
しかしながら、上記特許文献1のように隔壁間の残膜を除去しようとしてドライエッチングを施すと、残膜が除去される一方で隔壁が形成された基板にドライエッチングによるダメージが生じ、例えば隔壁が脆くなったり、基板に対する隔壁の密着性が低下したりするおそれがあった。
本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例]本適用例に係わる電気泳動表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向して配置される第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電気泳動層と、前記電気泳動層を平面視で複数の領域に区画する隔壁部と、前記第1基板及び前記第2基板のいずれか一方と前記電気泳動層との間に配置された電極と、前記電極と前記電気泳動層との間に配置され、前記隔壁部と一体に形成された膜部と、を有し、前記膜部は、第1の膜厚を有する第1の部分と、前記第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分とを含み、前記第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、前記第2の膜厚が0.8μm以下であることを特徴とする。
本適用例によれば、膜部は、第1の部分の第1の膜厚よりも膜厚が薄い第2の部分を有することにより、電極と電気泳動層との間に膜部が配置されていても、電気泳動層に対して電界効果を十分にもたらすことができる。したがって、前述した特許文献1のように膜部を除去する必要が無いので、隔壁部の耐久性や基板に対する隔壁部の密着性を確保し、優れた信頼性品質を有する電気泳動表示装置を提供することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、前記第2の部分は、前記膜部を貫通する開口部であることが好ましい。
この構成によれば、電極と電気泳動層とが膜部の第2の部分において接することになるので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。すなわち、第2の部分に残膜が存在する場合に比べて、低電圧駆動が可能となる。
この構成によれば、電極と電気泳動層とが膜部の第2の部分において接することになるので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。すなわち、第2の部分に残膜が存在する場合に比べて、低電圧駆動が可能となる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置は、前記隔壁部によって区画された前記複数の領域のそれぞれにおいて、平面視で大きさが異なる複数の前記第2の部分を有し、大きさが小さい方に対して大きい方の前記第2の部分が前記隔壁部の側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、隔壁部と膜部とが一体に形成されることによって、隔壁部の近傍の膜部の膜厚が複数の領域のそれぞれにおける中央部の膜部の膜厚に比べて厚くなったとしても、平面視で大きい方の第2の部分が隔壁部の側に配置されているので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。
この構成によれば、隔壁部と膜部とが一体に形成されることによって、隔壁部の近傍の膜部の膜厚が複数の領域のそれぞれにおける中央部の膜部の膜厚に比べて厚くなったとしても、平面視で大きい方の第2の部分が隔壁部の側に配置されているので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置は、前記隔壁部によって区画された前記複数の領域のそれぞれにおいて、複数の前記第2の部分を有し、複数の前記第2の部分の配置密度は、中央部から前記隔壁部に向うほど高くなっていることが好ましい。
この構成によれば、隔壁部と膜部とが一体に形成されることによって、隔壁部の近傍の膜部の膜厚が複数の領域のそれぞれにおける中央部の膜部の膜厚に比べて厚くなったとしても、第2の部分の配置密度が隔壁部に向かうほど高くなっているので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。
この構成によれば、隔壁部と膜部とが一体に形成されることによって、隔壁部の近傍の膜部の膜厚が複数の領域のそれぞれにおける中央部の膜部の膜厚に比べて厚くなったとしても、第2の部分の配置密度が隔壁部に向かうほど高くなっているので、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、前記電極と前記膜部との間に配置された緩衝層をさらに有し、前記緩衝層の電気伝導性は、前記膜部の電気伝導性よりも高いことが好ましい。
この構成によれば、電極と膜部との間に緩衝層が配置されているので、電極を有する基板に直接に隔壁部や膜部が一体形成される場合に比べて、一体形成時の電極に対するダメージを緩衝層によって防ぐことができる。また、緩衝層の電気伝導性は膜部よりも優れているので、電極と膜部との間に緩衝層が配置されても電気泳動層に対する電界効果の低下を抑制することができる。
この構成によれば、電極と膜部との間に緩衝層が配置されているので、電極を有する基板に直接に隔壁部や膜部が一体形成される場合に比べて、一体形成時の電極に対するダメージを緩衝層によって防ぐことができる。また、緩衝層の電気伝導性は膜部よりも優れているので、電極と膜部との間に緩衝層が配置されても電気泳動層に対する電界効果の低下を抑制することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、前記緩衝層は、導電粒子を含む樹脂層からなることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂層における導電粒子の含有量を調整することで、緩衝層の電気伝導性を比較的容易に調整することができる。
この構成によれば、樹脂層における導電粒子の含有量を調整することで、緩衝層の電気伝導性を比較的容易に調整することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、前記緩衝層は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、前記隔壁部及び前記膜部は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
これらの適用例によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、緩衝層や隔壁部及び膜部に電気泳動粒子が付着して、表示品質が低下することを抑制することができる。言い換えれば、安定した表示品質を有する電気泳動表示装置を提供することができる。
これらの適用例によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、緩衝層や隔壁部及び膜部に電気泳動粒子が付着して、表示品質が低下することを抑制することができる。言い換えれば、安定した表示品質を有する電気泳動表示装置を提供することができる。
[適用例]本適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法は、第1基板に電極を形成する工程と、前記第1基板の前記電極が設けられた側の表面を複数の領域に区画する隔壁部をインプリント法を用いて形成する工程と、前記隔壁部により区画された前記複数の領域のそれぞれに、電気泳動粒子と分散媒とを含む溶液を充填する工程と、前記第1基板と第2基板とを貼り合わせて、前記複数の領域のそれぞれに充填された前記溶液を封止して電気泳動層を形成する工程と、を備え、前記隔壁部を形成する工程は、前記隔壁部と一体に前記電極を覆う膜部を形成し、前記膜部は、第1の膜厚を有する第1の部分と、前記第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分とを含むように形成され、前記第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、前記第2の膜厚が0.8μm以下であることを特徴とする。
本適用例によれば、膜部は、第1の部分の第1の膜厚よりも膜厚が薄い第2の部分を有することにより、電極と電気泳動層との間に膜部が形成されていても、電気泳動層に対して電界効果を十分にもたらすことができる。したがって、前述した特許文献1のように膜部を除去する工程が不要となるので、隔壁部の耐久性や基板に対する隔壁部の密着性を確保し、優れた信頼性品質を有する電気泳動表示装置を製造することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法において、前記第2の部分の残膜を除去する工程をさらに有してもよい。
この方法によれば、第2の部分の残膜は第1の部分に比べて膜厚が薄いので、当該残膜を除去する工程を有していても、隔壁部や膜部にダメージを残さずに当該残膜を除去することが可能となる。そして、当該残膜を除去することで、電極と電気泳動層とが膜部の第2の部分で接することになり、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。すなわち、第2の部分に残膜が存在する場合に比べて、低電圧駆動が可能な電気泳動表示装置を製造することができる。
この方法によれば、第2の部分の残膜は第1の部分に比べて膜厚が薄いので、当該残膜を除去する工程を有していても、隔壁部や膜部にダメージを残さずに当該残膜を除去することが可能となる。そして、当該残膜を除去することで、電極と電気泳動層とが膜部の第2の部分で接することになり、電気泳動層に効果的に電界を及ぼすことができる。すなわち、第2の部分に残膜が存在する場合に比べて、低電圧駆動が可能な電気泳動表示装置を製造することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法において、前記隔壁部を形成する工程は、エポキシ樹脂を用いて前記隔壁部と前記膜部とを形成することが好ましい。
この方法によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、隔壁部及び膜部に電気泳動粒子が付着することを防ぎ、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置を製造することができる。
この方法によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、隔壁部及び膜部に電気泳動粒子が付着することを防ぎ、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置を製造することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法において、前記電極と前記膜部との間に、前記膜部の電気伝導性よりも高い電気伝導性を有する緩衝層を形成する工程をさらに有することが好ましい。
この方法によれば、電極と膜部との間に緩衝層を形成することで、電極を有する基板に直接に隔壁部や膜部を一体形成する場合に比べて、一体形成時の電極に対するダメージを緩衝層によって防ぐことができる。また、緩衝層の電気伝導性は膜部よりも優れているので、電極と膜部との間に緩衝層が形成されても電気泳動層に対する電界効果の低下を抑制することができる。
この方法によれば、電極と膜部との間に緩衝層を形成することで、電極を有する基板に直接に隔壁部や膜部を一体形成する場合に比べて、一体形成時の電極に対するダメージを緩衝層によって防ぐことができる。また、緩衝層の電気伝導性は膜部よりも優れているので、電極と膜部との間に緩衝層が形成されても電気泳動層に対する電界効果の低下を抑制することができる。
上記適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法において、前記緩衝層を形成する工程は、導電粒子を含むエポキシ樹脂を用いて前記緩衝層を形成することが好ましい。
この方法によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、緩衝層に電気泳動粒子が付着することを防ぎ、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置を製造することができる。また、導電粒子の含有量を調整することで緩衝層の電気伝導度を容易に調整することができる。
この方法によれば、エポキシ樹脂は電気泳動粒子を吸着し難いので、緩衝層に電気泳動粒子が付着することを防ぎ、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置を製造することができる。また、導電粒子の含有量を調整することで緩衝層の電気伝導度を容易に調整することができる。
[適用例]本適用例に係わる電子機器は、上記適用例に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
[適用例]本適用例に係わる他の電子機器は、上記適用例に記載の電気泳動表示装置の製造方法を用いて製造された電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
これらの適用例によれば、表示において優れた信頼性品質を有する電子機器を提供することができる。
これらの適用例によれば、表示において優れた信頼性品質を有する電子機器を提供することができる。
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。
また、以下の実施形態において、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。
(第1実施形態)
<電気泳動表示装置>
本実施形態の電気泳動表示装置について、図1〜図3を参照して説明する。図1は第1実施形態の電気泳動表示装置の構成を示す概略斜視図、図2(a)及び(b)は第1実施形態の電気泳動表示装置における画素の構造と表示機能を示す概略断面図、図3(a)は画素における隔壁部と膜部の配置を示す概略平面図、図3(b)は電気泳動層に及ぼされる電界効果を示す概略断面図である。
<電気泳動表示装置>
本実施形態の電気泳動表示装置について、図1〜図3を参照して説明する。図1は第1実施形態の電気泳動表示装置の構成を示す概略斜視図、図2(a)及び(b)は第1実施形態の電気泳動表示装置における画素の構造と表示機能を示す概略断面図、図3(a)は画素における隔壁部と膜部の配置を示す概略平面図、図3(b)は電気泳動層に及ぼされる電界効果を示す概略断面図である。
図1に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置100は、電気泳動表示パネル150と、電気泳動表示パネル150を駆動するための駆動用IC165が実装されたフレキシブル回路基板(FPC)160とを有している。
電気泳動表示パネル150は、対向して配置された素子基板101及び対向基板121と、これらの基板間に挟持された電気泳動層140(図2参照)とを有している。電気泳動層140は、これらの基板間において、マトリックス状に区画された複数の領域を有しており、区画された複数の領域のそれぞれが画素Pとしての機能を有している。すなわち、マトリックス状に配列した複数の画素Pにより表示領域Eが構成されている。
電気泳動表示パネル150は、対向して配置された素子基板101及び対向基板121と、これらの基板間に挟持された電気泳動層140(図2参照)とを有している。電気泳動層140は、これらの基板間において、マトリックス状に区画された複数の領域を有しており、区画された複数の領域のそれぞれが画素Pとしての機能を有している。すなわち、マトリックス状に配列した複数の画素Pにより表示領域Eが構成されている。
素子基板101の基材101s及び対向基板121の基材121sは、例えば、透明なガラスやプラスチックなどの基板が用いられる。なお、詳しくは後述するが、表示領域Eにおける表示を確認する方向により、表示の背面側に位置する基材は、不透明であってもよい。また、基材は、湾曲させることが可能な可撓性を有していることが好ましい。
素子基板101は対向基板121よりも大きく、素子基板101と対向基板121とを所定の位置で対向させて配置したときに、対向基板121からはみ出る素子基板101の部分が端子部101aとなっている。
FPC160には、駆動用IC165が平面実装されている。駆動用IC165は、その周囲が封着剤164によってモールドされてFPC160に固定されている。FPC160は、外部回路から信号や電源などが駆動用IC165に供給される入力端子161と、駆動用IC165から表示用の制御信号などが出力される出力端子162とを有している。FPC160は、出力端子162と素子基板101の端子部101aに設けられた外部接続端子(図示省略)とが電気的に接続するように、例えば、異方性導電膜(図示省略)などを介して端子部101aに実装されている。
このような電気泳動表示装置100は、素子基板101側に画素Pをスイッチング制御するためのトランジスターやトランジスターに繋がる配線等を有している。すなわち、電気泳動表示装置100はアクティブ駆動の受光型表示装置である。なお、アクティブ駆動に限らず、パッシブ駆動の受光型表示装置としてもよい。
本実施形態では、素子基板101が本発明の第1基板に相当し、対向基板121が本発明の第2基板に相当するものである。以降、表示領域Eにおいて、マトリックス状に配置された画素Pの行方向をX方向とし、画素Pの列方向をY方向とし、素子基板101から対向基板121に向い、X方向及びY方向と直交する方向をZ方向として説明する。また、Z方向において、対向基板121側から見ることを平面視と言う。
なお、表示領域Eにおける画素Pの配置は、マトリックス状であることに限定されるものではない。例えば、三角形の各頂点の位置に画素Pの中心が位置するデルタ配置であってもよい。
なお、表示領域Eにおける画素Pの配置は、マトリックス状であることに限定されるものではない。例えば、三角形の各頂点の位置に画素Pの中心が位置するデルタ配置であってもよい。
図2(a)に示すように、素子基板101は、基材101s、画素電極102、隔壁部103、膜部104を含むものである。なお、図2(a)及び図2(b)では、素子基板101側に設けられたトランジスターやトランジスターに接続される配線等の図示を省略している。
基材101sの一方の表面には、画素Pごとに電気的に独立した画素電極102が設けられている。画素電極102は、Cu(銅)箔上にニッケルメッキと金メッキとをこの順で積層したものや、Al(アルミニウム)、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム錫酸化物)などにより形成された電極である。
基材101sの一方の表面には、画素Pごとに電気的に独立した画素電極102が設けられている。画素電極102は、Cu(銅)箔上にニッケルメッキと金メッキとをこの順で積層したものや、Al(アルミニウム)、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム錫酸化物)などにより形成された電極である。
また、基材101sの一方の表面には、複数の画素電極102を画素Pごとに区画する隔壁部103が設けられている。さらに、画素電極102を覆う膜部104が設けられている。隔壁部103及び膜部104は、一体に形成されている。膜部104は、画素電極102上において第1の膜厚を有する第1の部分105と、第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分106とを有している。本実施形態では、第2の部分106は、膜部104を貫通して開口する開口部である。したがって、第2の部分106を開口部106と呼ぶこととする。
このような、隔壁部103及び膜部104の形成方法について、詳しくは後述するが、隔壁部103及び膜部104に対応した成形面を有する成形型を用いて樹脂材料を成形することによって、隔壁部103及び膜部104が形成されている。したがって、隔壁部103の断面形状は、傾斜した側壁を有する台形状(テーパー形状)となっている。樹脂材料としては、例えば、熱硬化型、または紫外線硬化型のアクリル樹脂やエポキシ樹脂が挙げられる。なお、後述する電気泳動粒子131,132を吸着し難い観点で、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
対向基板121は、基材121s、対向電極122を含むものである。基材121sの一方の表面には、対向電極122が設けられている。対向電極122は、MgAg、ITO、IZO(Indium Zinc Oxide)などからなる透明電極であり、素子基板101側の複数の画素電極102に対して対向する共通電極として、少なくとも表示領域E(図1参照)に亘って設けられている。
画素電極102及び隔壁部103が設けられた素子基板101と、対向電極122が設けられた対向基板121とは、接着層127を介して、画素電極102と対向電極122とが対向するように貼り合わされている。接着層127としては、熱硬化型、または紫外線硬化型のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)などのビニル樹脂、ニトリルゴム(NBR)などを用いることができる。接着層127の厚みは、隔壁部103の頭頂部を接着層127に1μm程度押し込んで、隔壁部103と接着層127とを確実に接着させる観点で、3μm〜10μmの範囲であることが好ましく、本実施形態ではおよそ5μmとなっている。隔壁部103の頭頂部を押し込み易い硬さが得られる観点では、NBRやPVAを用いることが好ましく、後述する電気泳動粒子131,132を吸着し難い観点では、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
素子基板101の隔壁部103と対向基板121とによって密封される空間には、電気泳動粒子131,132が分散媒133に分散された溶液(分散液)130が充填され、電気泳動層140が構成されている。
電気泳動粒子131は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラックなどの黒色顔料からなる粒子(高分子あるいはコロイド)であり、例えば正に帯電されて用いられる。もう一つの電気泳動粒子132は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモンなどの白色顔料からなる粒子(高分子あるいはコロイド)であり、例えば負に帯電されて用いられる。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、コンパウンドなど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などの分散剤、潤滑剤、安定化剤などを添加することができる。以降、説明の都合上、電気泳動粒子131を黒色粒子131と呼び、電気泳動粒子132を白色粒子132と呼ぶ。
分散媒133としては、水、アルコール系溶媒(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、メチルセルソルブなど)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、脂肪族炭化水素(ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど)、脂環式炭化水素(シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類(ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、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など))、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンなど)などを例示することができ、その他例えばシリコンオイルなどの油類であってもよい。これらの物質は単独又は混合物として用いることができ、さらに、カルボン酸塩のような界面活性剤などを配合してもよい。
画素電極102と対向電極122との間に、直流の駆動電圧を印加して、対向電極122を相対的に低電位、画素電極102を相対的に高電位に保持する。そうすると、電気泳動層140に及ぼされた電界効果により、図2(b)に示すように、正に帯電した黒色粒子131が対向電極122に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子132が画素電極102に引き寄せられる。その結果、表示面側となる対向基板121側からこの画素Pを見ると黒色が認識されることとなり、電気泳動表示パネル150は黒色表示を行うことができる。
黒色表示を行う場合と反対に、対向電極122を相対的に高電位、画素電極102を相対的に低電位に保持すれば、電気泳動層140に及ぼされた電界効果により、正に帯電した黒色粒子131は画素電極102に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子132は対向電極122に引き寄せられる。その結果、表示面側となる対向基板121側からこの画素Pを見ると白色が認識されることとなり、電気泳動表示パネル150は白色表示を行うことができる。
このように画素電極102と対向電極122とに与えられる電位を画素Pごとに制御すれば、文字や画像などの白黒表示を対向基板121側から見ることができる。
このように画素電極102と対向電極122とに与えられる電位を画素Pごとに制御すれば、文字や画像などの白黒表示を対向基板121側から見ることができる。
溶液(分散液)130は、黒色粒子131と、白色粒子132とを有する構成に限定されず、どちらか一方の電気泳動粒子を有するとしてもよい。
また、黒色粒子131及び白色粒子132に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。画素Pの電気泳動層140に含まれる電気泳動粒子の色を、赤色、緑色、青色などから選択することで、カラー表示を行うこともできる。
また、黒色粒子131及び白色粒子132に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。画素Pの電気泳動層140に含まれる電気泳動粒子の色を、赤色、緑色、青色などから選択することで、カラー表示を行うこともできる。
次に、図3を参照して、隔壁部103と膜部104の構成、並びに画素電極102と対向電極122の間に電圧を印加した時の電気泳動層140内の電気泳動粒子の挙動を説明する。
図3(a)に示すように、隔壁部103により区画された領域が画素Pにおける表示に寄与する領域であって、以降、画素領域Gと呼ぶこととする。画素領域Gは平面視で略正方形であって、X方向とY方向とにマトリックス状に設けられている。前述したように膜部104は、隔壁部103と一体に形成されており、第1の膜厚を有する第1の部分105と、第2の部分としての開口部106とを有している。開口部106の平面形状は円形である。画素領域Gには同じ大きさの開口部106が互いにほぼ等間隔で複数配置されている。
図3(a)に示すように、隔壁部103により区画された領域が画素Pにおける表示に寄与する領域であって、以降、画素領域Gと呼ぶこととする。画素領域Gは平面視で略正方形であって、X方向とY方向とにマトリックス状に設けられている。前述したように膜部104は、隔壁部103と一体に形成されており、第1の膜厚を有する第1の部分105と、第2の部分としての開口部106とを有している。開口部106の平面形状は円形である。画素領域Gには同じ大きさの開口部106が互いにほぼ等間隔で複数配置されている。
図3(b)に示すように、膜部104の複数の開口部106において画素電極102と電気泳動層140とが接した状態となっている。ここで、電気泳動層140を挟む画素電極102と対向電極122との間に電圧を印加すると、開口部106から対向電極122に向かう電気力線が、広がるように(磁束密度が低くなるように)発生する。電気泳動層140内の電気泳動粒子はこの電気力線に沿って移動するので、開口部106付近に存在する電気泳動粒子群は広がりながら対向電極122に達する。即ち、開口部106の直径をL1とし、対向電極122側での電気泳動粒子の広がりの直径をL2とすると、L2>L1となる。なお、電気泳動粒子の広がりの直径L2は明確な境界があるわけではなく、視界的な大きさである。ここで、隔壁部103の画素電極102上における高さをhとした時に、tanθ=(L2−L1)/(2h)を満たす角度をここでは電気力線の放射角度θとする。
電気力線の広がり方は、隔壁部103の高さhや隔壁部103の断面形状(隔壁部103の側壁の傾斜角度)の影響を受ける。また、隔壁部103を構成する樹脂材料の誘電率と、電気泳動層140の誘電率との比(隔壁部103を構成する樹脂材料の抵抗率と、電気泳動層140の抵抗率との比)の影響を受ける。また、電気泳動粒子がこの電気力線に沿って移動する際に分散媒を引きずる為に対流が発生し、この対流が電気泳動粒子の移動に影響を受けることから、上記放射角度θは単純な計算では求まらない。
本実施形態では、画素P(画素領域G)を1辺が200μmの略正方形とする。隔壁部103の高さhをおよそ30μmとする。また、隔壁部103の画素電極102側のX方向及びY方向の幅L3(以降、隔壁部103の底部の幅L3と言う)を10μm〜15μm、隔壁部103の対向電極122側のX方向及びY方向の幅L4(以降、隔壁部103の頭頂部の幅L4と言う)を5μm〜10μmとし、開口部106の直径L1を10μmとする。画素電極102と対向電極122との間に駆動電圧としてDC15Vを印加したときに、電気泳動粒子の広がりの上記直径L2の値(開口部106に対応して発生した電界が及ぶ範囲)を実測すると、およそ30μmであった。即ち、上記放射角度θ≒18°を得た。なお、隔壁部103の材料はエポキシ樹脂、分散媒はシリコンオイルでそれぞれの誘電率は、共に3前後である。
上述のように電界が及ぶ範囲の上記直径L2がおよそ30μmであることから、1辺が200μmの画素領域Gの範囲において、万遍なく電界が行き渡って、電気泳動層140に含まれる黒色粒子131、白色粒子132がむらなく一方の電極側に移動することが望ましい。したがって、上記直径L2の範囲が互いに接する、または一部が重なり合うように、画素領域Gにおいて複数の開口部106を配置することが好ましい。言い換えれば、本実施形態では、電気力線の上記放射角度θがおよそ18°であることから、1辺が200μmの画素領域Gに対する複数の開口部106が占める面積割合は、12.6%以上であることが好ましい。
<電気泳動表示装置の製造方法>
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、図4及び図5を参照して説明する。図4(a)〜(d)及び図5(e)〜(g)は第1実施形態の電気泳動表示装置の製造方法を示す概略断面図である。具体的には、本発明の特徴部分を含む電気泳動表示パネル150の製造方法を示すものである。
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、図4及び図5を参照して説明する。図4(a)〜(d)及び図5(e)〜(g)は第1実施形態の電気泳動表示装置の製造方法を示す概略断面図である。具体的には、本発明の特徴部分を含む電気泳動表示パネル150の製造方法を示すものである。
本実施形態の電気泳動表示装置100の製造方法(電気泳動表示パネル150の製造方法)は、素子基板101側に隔壁部103を形成する隔壁部形成工程と、隔壁部103により区画された領域(画素領域G)に溶液(分散液)130を充填する溶液充填工程と、素子基板101と対向基板121とを貼り合わせる貼り合わせ工程とを含んでいる。
隔壁形成工程では、まず、図4(a)に示すように、隔壁部103の形成に用いられる金型50を用意する。金型50は、一方の面である成形面50aにおいて、隔壁部103に対応した位置に形成された複数の凹部51と、凹部51の間において開口部106に対応した位置に形成された複数の凸部52とを有している。成形面50aには、離型処理が施されている。凹部51及び凸部52のそれぞれは、離型性を考慮して傾斜した側壁を有している。
次に、図4(b)に示すように、成形面50aが上方を向くように金型50を配置して、成形面50aに未硬化の樹脂材料113を塗布する。樹脂材料113の塗布は、吐出法、印刷法などを挙げることができる。樹脂材料113は金型50の凹部51にむら無く充填されると共に、少なくとも金型50の凸部52を覆う程度の厚みで塗布される。このとき、塗布に際して、樹脂材料113に含まれる気体あるいは気泡を脱泡しておくことが好ましい。脱泡方法としては、減圧や加熱などの方法を採用することができる。そして、塗布された樹脂材料113に画素電極102が形成された基材101sを押し付ける。基材101sを金型50に押し付けた状態で、加熱あるいは紫外線を照射して、樹脂材料113を硬化させる。樹脂材料113を硬化させた後に、金型50から基材101sを剥離すれば、図4(c)に示すように、画素電極102を覆う膜部104と、画素電極102を含む画素領域Gを区画する隔壁部103とが一体に形成される。膜部104には、金型50の凸部52によって膜部104を貫通する開口部106が形成される。したがって、金型50の凹部51の深さと凸部52の高さとを制御することにより隔壁部103の高さ及び膜部104の第1の部分105の膜厚を制御することができる。
なお、樹脂材料113は、前述したように、熱硬化型、または紫外線硬化型のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)などのビニル樹脂、ニトリルゴム(NBR)などを用いることができる。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いて隔壁部103及び膜部104を形成している。
なお、樹脂材料113は、前述したように、熱硬化型、または紫外線硬化型のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)などのビニル樹脂、ニトリルゴム(NBR)などを用いることができる。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いて隔壁部103及び膜部104を形成している。
隔壁部103と膜部104とを一体に形成する方法としては、上述した方法以外に、まず基材101sの画素電極102を覆うように所定の厚みの樹脂層を形成し、形成された樹脂層に対して上記金型50の成形面50aを押し付けて成形する。そして、樹脂層に金型50を押し付けた状態で樹脂層を硬化させる方法が挙げられる。このように、金型50を用いて樹脂層を成形して、基材101s上に微細な隔壁部103を形成する方法はインプリント法と呼ばれている。
なお、開口部106は膜部104を貫通していることに限定されず、開口部106内に樹脂材料113からなる膜(以降、残膜と言う)が残っていても、残膜の膜厚が0.8μm以下ならばそのままにしてもよい。あるいは、残膜の膜厚が0.8μm以下となるように、残膜を除去してもよい。残膜を除去する方法としては、隔壁部103が形成された基材101sに対して、例えば酸素を処理ガスとするドライエッチングを施す方法が挙げられる。一方で残膜を除去したとしても、画素電極102を覆う膜部104のうち、開口部106を除く第1の部分105の第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあることが、隔壁部103及び膜部104の基材101sに対する密着性を確保する点で好ましい。また、開口部106内の残膜の膜厚は、第1の部分105の第1の膜厚よりも薄いので、ドライエッチングなどの方法により、容易に残膜を除去することができる。言い換えれば、ドライエッチングによる隔壁部103へのダメージ(組成劣化や密着性の低下)が生ずる前に残膜を除去できる。
次に、溶液充填工程では、隔壁部103により区画された画素領域Gのそれぞれに、電気泳動粒子を含む溶液(分散液)130を充填する。溶液(分散液)130の充填方法としては、インクジェットヘッド60を備えた吐出装置(図示省略)を用いる。隔壁部103が形成された基材101sとインクジェットヘッド60とを対向配置して、基材101sに対してインクジェットヘッド60を相対的に移動させる間に、インクジェットヘッド60のノズルから所定量の溶液(分散液)130を液滴として画素領域Gに吐出する。この液滴吐出法によれば、画素領域Gごとに所定量の溶液(分散液)130を精度よく塗布(充填)することができる。塗布された溶液(分散液)130は界面張力により隔壁部103により囲まれた画素領域Gにおいて盛り上がる。
次に、貼り合わせ工程では、図5(e)及び図5(f)に示すように、溶液(分散液)130が塗布された素子基板101に対して、基材121sに対向電極122と接着層127とが形成された対向基板121の一端を押し当てる。そして、基材121sの対向電極122が形成された面と反対側の面(以降、背面と言う)に貼付ローラー80を押し当てて、一端側から他端に向けて貼付ローラー80を回転させながら移動させる。このように貼付ローラー80を移動させることで、隔壁部103の頭頂部と接着層127とを確実に接触させて貼り付けると共に、余分な溶液(分散液)130や気泡を対向基板121の他端側に押しやって排出することができる。これにより、図5(g)に示すように、隔壁部103により区画された画素領域Gごとに電気泳動層140を密閉して、素子基板101と対向基板121とを貼り合わせることができる。
このようにしてできた電気泳動表示パネル150に前述したようにFPC160を実装すれば、電気泳動表示装置100ができあがる。なお、素子基板101側において、基材101sに画素電極102を形成する方法や、画素電極102に接続されるトランジスターや配線を形成する方法は、公知の方法を採用することができる。同じく、対向基板121側において、対向電極122や接着層127を形成する方法も公知の方法を採用することができる。
例えば、画素電極102や対向電極122を形成する方法としては、蒸着法やスパッタ法などの気相プロセスにより成膜された導電膜をフォトリソグラフィー法でパターニングする方法が挙げられる。
接着層127を形成する方法としては、例えばスピンコート、バーコート、ロールコート、スリットコートなどの塗布法や、スクリーンやオフセットなどの印刷法を挙げることができる。なお、対向電極122を覆う接着層127は、絶縁性の接着材料を用いて形成してもよいが、導電性を有する接着材料を用いて形成することが好ましい。例えば、接着性を有するエポキシ樹脂などに、粒径が5μm程度の酸化スズ、カーボンブラックなどの導電粒子を混ぜることで導電性を付与することができる。導電粒子は導電性を有する材料で構成されていてもよいし、絶縁性の粒子の表面を覆うように導電性の被膜が形成されている粒子であってもよい。
接着層127の電気伝導度(電気抵抗)が、1.0×1011Ω・cm以上あれば、絶縁性の接着材料(あるいは導電粒子を含有していない接着材料)を用いた場合に比べて、表示を行わせるために必要な駆動電圧の値を下げることができる。つまり、電気泳動表示装置100における省電力化が可能となる。
接着層127の電気伝導度(電気抵抗)が、1.0×1011Ω・cm以上あれば、絶縁性の接着材料(あるいは導電粒子を含有していない接着材料)を用いた場合に比べて、表示を行わせるために必要な駆動電圧の値を下げることができる。つまり、電気泳動表示装置100における省電力化が可能となる。
上記第1実施形態の効果は、以下の通りである。
(1)電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)とその製造方法によれば、画素領域Gを画素Pごとに区画する隔壁部103を形成する隔壁部形成工程において、隔壁部103と画素電極102を覆う膜部104とがインプリント法で形成される。膜部104には、同時に第2の部分としての開口部106が形成される。開口部106において画素電極102と電気泳動層140とが接することになるので、画素電極102上に膜部104が形成されていても、電気泳動層140に表示に必要な電界を充分に及ぼすことができる。したがって、膜部104を取り除くドライエッチングなどの処理が不要となるので、隔壁部103の耐久性が低下することなく、高い信頼性品質を有する電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)を提供または製造することができる。
(2)隔壁部103と一体に形成され、画素電極102を覆う膜部104の第1の部分105の膜厚は、0.6μm〜2.0μmとなっているので、膜部104が無い場合に比べて、基材101sに対する隔壁部103の密着性を向上させることができる。
(3)隔壁部103及び膜部104をエポキシ樹脂を用いて形成することにより、隔壁部103及び膜部104への電気泳動粒子131,132の付着(吸着)を低減して、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)を提供または製造することができる。
(1)電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)とその製造方法によれば、画素領域Gを画素Pごとに区画する隔壁部103を形成する隔壁部形成工程において、隔壁部103と画素電極102を覆う膜部104とがインプリント法で形成される。膜部104には、同時に第2の部分としての開口部106が形成される。開口部106において画素電極102と電気泳動層140とが接することになるので、画素電極102上に膜部104が形成されていても、電気泳動層140に表示に必要な電界を充分に及ぼすことができる。したがって、膜部104を取り除くドライエッチングなどの処理が不要となるので、隔壁部103の耐久性が低下することなく、高い信頼性品質を有する電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)を提供または製造することができる。
(2)隔壁部103と一体に形成され、画素電極102を覆う膜部104の第1の部分105の膜厚は、0.6μm〜2.0μmとなっているので、膜部104が無い場合に比べて、基材101sに対する隔壁部103の密着性を向上させることができる。
(3)隔壁部103及び膜部104をエポキシ樹脂を用いて形成することにより、隔壁部103及び膜部104への電気泳動粒子131,132の付着(吸着)を低減して、優れた表示品質を有する電気泳動表示装置100(電気泳動表示パネル150)を提供または製造することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の電気泳動表示装置について、図6を参照して説明する。図6(a)及び(b)は第2実施形態の電気泳動表示装置における画素の構造と表示機能を示す概略断面図である。
次に、第2実施形態の電気泳動表示装置について、図6を参照して説明する。図6(a)及び(b)は第2実施形態の電気泳動表示装置における画素の構造と表示機能を示す概略断面図である。
<他の電気泳動表示装置>
本実施形態の電気泳動表示装置は、第1実施形態の電気泳動表示装置100に対して、隔壁部及び膜部を対向基板側に形成する点が主に異なっている。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態の電気泳動表示装置は、第1実施形態の電気泳動表示装置100に対して、隔壁部及び膜部を対向基板側に形成する点が主に異なっている。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図6(a)に示すように、電気泳動表示パネル250は、画素電極102を有する素子基板101と、対向電極122を有する対向基板121と、これら一対の基板間に挟持された電気泳動層140とを有している。電気泳動層140は、隔壁部123によって画素電極102を1つの単位とする複数の領域に区分されている。電気泳動層140は、電気泳動粒子としての黒色粒子131及び白色粒子132が分散された分散媒133を含む溶液(分散液)130からなる。
本実施形態では、隔壁部123は、インプリント法を用いて対向基板121側に形成されている。具体的には、隔壁部123は、対向基板121の基材121sに形成された対向電極122を覆う接着層127に接して形成されている。また、隔壁部123の間には、隔壁部123と一体に膜部124が形成されている。接着層127上における隔壁部123の高さはおよそ30μm、底部の幅は10μm〜15μm、頭頂部の幅は5μ〜10μmであり、隔壁部123の断面形状は台形状(テーパー形状)となっている。膜部124の第1の部分125の膜厚は0.6μm〜2.0μmであり、膜部124には第1の部分125よりも膜厚が薄い第2の部分126が形成されている。第2の部分126の膜厚は1.0μm以下であればよく、本実施形態では、第2の部分126は膜部124を貫通する開口となっている。したがって、以降、第2の部分を開口部126と呼ぶ。
対向基板121側の接着層127は、導電性を有するものが好ましく、例えば、粒径が5μm程度の酸化スズ、カーボンブラックなどの導電粒子を含む接着性のエポキシ樹脂からなる。接着層127の電気伝導度が1.0×1011Ω・cm以上となるように、上記導電粒子の含有量を調整すればよい。このようにすれば、接着層127の電気伝導度は膜部124の電気伝導度よりも高くなる。本実施形態における接着層127は、本発明の緩衝層に相当するものである。接着層127は、エポキシ樹脂を用いて形成されることに限定されず、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)などのビニル樹脂、ニトリルゴム(NBR)などを用いて形成してもよい。
一方、対向基板121に形成された隔壁部123の頭頂部は、接着層107を介して素子基板101に接着されている。接着層107も上記接着層127と同様な材料を用いて形成され、導電性を有することが好ましい。本実施形態では、接着層107は、エポキシ樹脂を用いて形成されている。ただし、隣り合う画素電極102の間においてリーク電流が流れることを防止する必要があるので、接着層107の電気伝導度が1.0×108Ω・cm以上1.0×1012Ω・cm以下となるように、エポキシ樹脂における上記導電粒子の含有量を調整することが好ましい。
画素電極102と対向電極122との間に、直流の駆動電圧を印加して、対向電極122を相対的に高電位、画素電極102を相対的に低電位に保持する。そうすると、電気泳動層140に及ぼされた電界効果により、図6(b)に示すように、正に帯電した黒色粒子131が画素電極102に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子132が対向電極122に引き寄せられる。その結果、表示面側となる素子基板101側からこの画素Pを見ると黒色が認識されることとなり、電気泳動表示パネル250は黒色表示を行うことができる。
黒色表示を行う場合と反対に、対向電極122を相対的に低電位、画素電極102を相対的に高電位に保持すれば、電気泳動層140に及ぼされた電界効果により、正に帯電した黒色粒子131は対向電極122に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子132は画素電極102に引き寄せられる。その結果、表示面側となる素子基板101側からこの画素Pを見ると白色が認識されることとなり、電気泳動表示パネル250は白色表示を行うことができる。
このように画素電極102と対向電極122とに与えられる電位を画素Pごとに制御すれば、文字や画像などの白黒表示を素子基板101側から見ることができる。なお、素子基板101側から表示を確認するには、ITOやIZOなどの透明導電膜を用いて画素電極102を形成する。
このように画素電極102と対向電極122とに与えられる電位を画素Pごとに制御すれば、文字や画像などの白黒表示を素子基板101側から見ることができる。なお、素子基板101側から表示を確認するには、ITOやIZOなどの透明導電膜を用いて画素電極102を形成する。
第1実施形態で述べたように、溶液(分散液)130は、黒色粒子131と、白色粒子132とを有する構成に限定されず、どちらか一方の電気泳動粒子を有するとしてもよい。
また、黒色粒子131及び白色粒子132に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。画素Pの電気泳動層140に含まれる電気泳動粒子の色を、赤色、緑色、青色などから選択することで、カラー表示を行うこともできる。
また、黒色粒子131及び白色粒子132に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。画素Pの電気泳動層140に含まれる電気泳動粒子の色を、赤色、緑色、青色などから選択することで、カラー表示を行うこともできる。
このような電気泳動表示パネル250の端子部に駆動用IC165を有するFPC160を実装することによって、電気泳動表示装置200が構成される。
<他の電気泳動表示装置の製造方法>
次に、第2実施形態の電気泳動表示装置200の製造方法について、図7及び図8を参照して説明する。図7(a)〜(d)及び図8(e)〜(g)は第2実施形態の電気泳動表示装置の製造方法を示す概略断面図である。具体的には、本発明の特徴部分を含む電気泳動表示パネル250の製造方法を示すものである。
次に、第2実施形態の電気泳動表示装置200の製造方法について、図7及び図8を参照して説明する。図7(a)〜(d)及び図8(e)〜(g)は第2実施形態の電気泳動表示装置の製造方法を示す概略断面図である。具体的には、本発明の特徴部分を含む電気泳動表示パネル250の製造方法を示すものである。
本実施形態の電気泳動表示装置200の製造方法(電気泳動表示パネル250の製造方法)は、対向基板121側に隔壁部123を形成する隔壁部形成工程と、隔壁部123により区画された領域(画素領域G)に溶液(分散液)130を充填する溶液充填工程と、素子基板101と対向基板121とを貼り合わせる貼り合わせ工程とを含んでいる。
隔壁部形成工程では、まず、図7(a)に示すように、金型50を用意する。金型50の成形面50aには、隔壁部123に対応した位置にテーパー形状の凹部51と、膜部124の開口部126に対応した位置にテーパー形状の凸部52とが設けられている。また、金型50の成形面50aには離型処理が施されている。
次に、図7(b)に示すように、成形面50aが上方を向くように金型50を配置して、成形面50aに未硬化の樹脂材料113を塗布する。樹脂材料113の塗布は、吐出法、印刷法などを挙げることができる。樹脂材料113は金型50の凹部51にむら無く充填されると共に、少なくとも金型50の凸部52を覆う程度の厚みで塗布される。このとき、塗布に際して、樹脂材料113に含まれる気体あるいは気泡を、減圧処理や加熱処理により脱泡しておくことが好ましい。そして、基材121sに対向電極122と接着層127とが形成された対向基板121を樹脂材料113が塗布された金型50に押し付ける。対向基板121を金型50に押し付けた状態で、加熱あるいは紫外線を照射して、樹脂材料113を硬化させる。樹脂材料113を硬化させた後に、金型50から対向基板121を剥離すれば、図7(c)に示すように、接着層127に接する第1の部分125を含む膜部124と、画素領域Gを区画する隔壁部123とが一体に形成される。膜部124には、金型50の凸部52によって膜部124を貫通する第2の部分としての開口部126が形成される。
次に、溶液充填工程では、図7(d)に示すように、隔壁部123により区画された画素領域Gのそれぞれに、電気泳動粒子を含む溶液(分散液)130を充填する。溶液(分散液)130の充填方法としては、第1実施形態と同様に、インクジェットヘッド60を備えた吐出装置(図示省略)を用いる。隔壁部123が形成された基材121sとインクジェットヘッド60とを対向配置して、基材121sに対してインクジェットヘッド60を相対的に移動させる間に、インクジェットヘッド60のノズルから所定量の溶液(分散液)130を液滴として画素領域Gに吐出する。塗布された溶液(分散液)130は界面張力により隔壁部123により囲まれた画素領域Gにおいて盛り上がる。
次に、貼り合わせ工程では、図8(e)及び図8(f)に示すように、溶液(分散液)130が塗布された対向基板121に対して、基材101sに画素電極102と接着層107とが形成された素子基板101の一端を押し当てる。そして、素子基板101の背面に貼付ローラー80を押し当てて、一端側から他端に向けて貼付ローラー80を回転させながら移動させる。このように貼付ローラー80を移動させることで、隔壁部123の頭頂部と接着層107とを確実に接触させて貼り付けると共に、余分な溶液(分散液)130や気泡を素子基板101の他端側に押しやって排出することができる。これにより、図8(g)に示すように、隔壁部123により区画された画素領域Gごとに電気泳動層140を密閉して、素子基板101と対向基板121とを貼り合わせることができる。
このようにしてできた電気泳動表示パネル250に前述したようにFPC160を実装すれば、電気泳動表示装置200ができあがる。なお、素子基板101側において、画素電極102や、画素電極102に接続されるトランジスター、配線を形成する方法、接着層107を形成する方法は、公知の方法を採用することができる。同じく、対向基板121側において、対向電極122や接着層127を形成する方法も公知の方法を採用することができる。
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様な効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果が得られる。
(4)隔壁部形成工程では、対向電極122を覆う接着層127に接するように隔壁部123及び膜部124がインプリント法で形成される。対向基板121を金型50に押し付けても、接着層127が緩衝層として機能して金型50が直接に対向電極122に触れないので、インプリント法を用いても対向電極122が損傷することを防ぐことができる。
また、膜部124の開口部126における残膜を除去するために、例えばドライエッチングを施したとしても、緩衝層としての接着層127を有しているので、ドライエッチングによって対向電極122が劣化することを防ぐことができる。
(5)第1実施形態のように、画素電極102が形成された面に直接に隔壁部103及び膜部104を形成する場合に比べて、対向基板121において接着層127上に隔壁部123及び膜部124を形成するので、対向基板121における隔壁部123及び膜部124の密着性を向上させることができる。
(6)接着層127は、膜部124よりも高い電気伝導度を有しているので、接着層127が導電性を有していない場合に比べて、電気泳動層140に電界を効果的に及ぼすことができるので、駆動電圧を低下させて、電気泳動表示装置200の省電力化を図ることができる。
また、膜部124の開口部126における残膜を除去するために、例えばドライエッチングを施したとしても、緩衝層としての接着層127を有しているので、ドライエッチングによって対向電極122が劣化することを防ぐことができる。
(5)第1実施形態のように、画素電極102が形成された面に直接に隔壁部103及び膜部104を形成する場合に比べて、対向基板121において接着層127上に隔壁部123及び膜部124を形成するので、対向基板121における隔壁部123及び膜部124の密着性を向上させることができる。
(6)接着層127は、膜部124よりも高い電気伝導度を有しているので、接着層127が導電性を有していない場合に比べて、電気泳動層140に電界を効果的に及ぼすことができるので、駆動電圧を低下させて、電気泳動表示装置200の省電力化を図ることができる。
上記第1実施形態及び上記第2実施形態で説明したように、電気泳動層140を複数の領域(画素領域G)に区分する隔壁部は、素子基板101、対向基板121のいずれか一方に形成される。したがって、本発明における電極は、素子基板101の画素電極102でもよいし、対向基板121の対向電極122でもよい。
(第3実施形態)
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器について、図9を参照して説明する。図9は、本発明の電気泳動表示装置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9(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。電子機器としての電子ブック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。
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器について、図9を参照して説明する。図9は、本発明の電気泳動表示装置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9(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。電子機器としての電子ブック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。
図9(b)は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。電子機器としての腕時計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。
図9(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。電子機器としての電子ペーパー1200は、紙と同様の質感及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。
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、画素Pごとの電気泳動層140に駆動電圧を印加することで、外光を利用した眼に優しい印刷物のような表示を行うことができると共に、優れた信頼性を有する電子ブック1000、腕時計1100及び電子ペーパー1200を提供することができる。
なお、本発明に係わる電気泳動表示装置を適用可能な電子機器は、上記電子ブック1000、腕時計1100及び電子ペーパー1200に限定されるものではない。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や、マニュアルなどの業務用シート、教科書、問題集、情報シートなどにも、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。
本発明は、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、そのような変更を伴う電気泳動表示装置及び該電気泳動表示装置の製造方法ならびに該電気泳動表示装置を適用する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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
(変形例1)膜部104(膜部124)における第2の部分としての開口部106(開口部126)は、平面形状が円形であり、画素領域Gにおいて互いに等間隔に配置されることに限定されない。図10(a)は第2の部分の平面形状と配置の変形例を示す概略平面図、図10(b)は図10(a)のB−B’線で切った概略断面図である。
例えば、図10(a)に示すように、変形例としての第2の部分106a,106bは、円形であるものの大きさが異なっている。そして、図10(b)に示すように、大きい方の第2の部分106aが隔壁部103の近くに配置され、小さい方の第2の部分106bが隔壁部103から離れて画素領域Gのほぼ中央部に配置されている。インプリント法を用いて隔壁部103と膜部104とを一体に形成すると、図10(b)に示すように、隔壁部103に近い膜部104の第1の部分105の膜厚が、中央部に比べて厚くなる傾向がある。したがって、電気泳動層に電界を効率よく及ぼすことを考慮すると、隔壁部103に近い側に平面形状が大きい方の第2の部分106aを配置することが好ましい。同様な考え方に基づけば、大きさが同じならば、変形例の第2の部分106h,106iに示すように、隔壁部103に近い側における第2の部分106hの配置密度を、中央部側の第2の部分106iの配置密度に比べて高くしてもよい。
また、第2の部分の平面形状は円形に限定されず、例えば、変形例の第2の部分106cに示すように、Y方向(またはX方向)に延在するスリット状であってもよい。また、長さが異なるスリット状の第2の部分106e,106f,106gを対角方向に配置し、コーナー部に三角形の第2の部分106dを配置するとしてもよい。
例えば、図10(a)に示すように、変形例としての第2の部分106a,106bは、円形であるものの大きさが異なっている。そして、図10(b)に示すように、大きい方の第2の部分106aが隔壁部103の近くに配置され、小さい方の第2の部分106bが隔壁部103から離れて画素領域Gのほぼ中央部に配置されている。インプリント法を用いて隔壁部103と膜部104とを一体に形成すると、図10(b)に示すように、隔壁部103に近い膜部104の第1の部分105の膜厚が、中央部に比べて厚くなる傾向がある。したがって、電気泳動層に電界を効率よく及ぼすことを考慮すると、隔壁部103に近い側に平面形状が大きい方の第2の部分106aを配置することが好ましい。同様な考え方に基づけば、大きさが同じならば、変形例の第2の部分106h,106iに示すように、隔壁部103に近い側における第2の部分106hの配置密度を、中央部側の第2の部分106iの配置密度に比べて高くしてもよい。
また、第2の部分の平面形状は円形に限定されず、例えば、変形例の第2の部分106cに示すように、Y方向(またはX方向)に延在するスリット状であってもよい。また、長さが異なるスリット状の第2の部分106e,106f,106gを対角方向に配置し、コーナー部に三角形の第2の部分106dを配置するとしてもよい。
(変形例2)上記第2実施形態では、対向基板121側に隔壁部123を形成したが、素子基板101側において接着層107に接するように隔壁部123と膜部124とを一体に形成してもよい。すなわち、接着層107を本発明の緩衝層として機能させることができる。
(変形例3)電気泳動層140は、分散媒133に電気泳動粒子131,132が分散された溶液(分散液)130によって構成されることに限定されない。例えば、電気泳動粒子131,132と分散媒133とが封入されたマイクロカプセルを隔壁部により区画された画素領域Gに充填して電気泳動層140としてもよい。
100,200…電気泳動表示装置、101…第1基板としての素子基板、102…電極としての画素電極,103,123…隔壁部、104,124…膜部、105,125…膜部の第1の部分、106,126…膜部の第2の部分(開口部)、127…緩衝層としての接着層、130…溶液(分散液)、131,132…電気泳動粒子、133…分散媒、140…電気泳動層、150,250…電気泳動表示パネル、1000…電子機器としての電子ブック、1100…電子機器としての腕時計、1200…電子機器としての電子ペーパー、P…画素、G…画素領域。
Claims (15)
- 第1基板と、
前記第1基板に対向して配置される第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電気泳動層と、
前記電気泳動層を平面視で複数の領域に区画する隔壁部と、
前記第1基板及び前記第2基板のいずれか一方と前記電気泳動層との間に配置された電極と、
前記電極と前記電気泳動層との間に配置され、前記隔壁部と一体に形成された膜部と、を有し、
前記膜部は、第1の膜厚を有する第1の部分と、前記第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分とを含み、
前記第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、前記第2の膜厚が0.8μm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記第2の部分は、前記膜部を貫通する開口部であ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。
- 前記隔壁部によって区画された前記複数の領域のそれぞれにおいて、
平面視で大きさが異なる複数の前記第2の部分を有し、
大きさが小さい方に対して大きい方の前記第2の部分が前記隔壁部の側に配置されてい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。 - 前記隔壁部によって区画された前記複数の領域のそれぞれにおいて、
複数の前記第2の部分を有し、
複数の前記第2の部分の配置密度は、中央部から前記隔壁部に向うほど高くなってい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。 - 前記電極と前記膜部との間に配置された緩衝層をさらに有し、
前記緩衝層の電気伝導性は、前記膜部の電気伝導性よりも高いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。 - 前記緩衝層は、導電粒子を含む樹脂層からなることを特徴とする請求項5に記載の電気泳動表示装置。
- 前記緩衝層は、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項5または6に記載の電気泳動表示装置。
- 前記隔壁部及び前記膜部は、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 第1基板に電極を形成する工程と、
前記第1基板の前記電極が設けられた側の表面を複数の領域に区画する隔壁部をインプリント法を用いて形成する工程と、
前記隔壁部により区画された前記複数の領域のそれぞれに、電気泳動粒子と分散媒とを含む溶液を充填する工程と、
前記第1基板と第2基板とを貼り合わせて、前記複数の領域のそれぞれに充填された前記溶液を封止して電気泳動層を形成する工程と、を備え、
前記隔壁部を形成する工程は、前記隔壁部と一体に前記電極を覆う膜部を形成し、
前記膜部は、第1の膜厚を有する第1の部分と、前記第1の膜厚よりも薄い第2の膜厚を有する第2の部分とを含むように形成され、
前記第1の膜厚が0.6μm〜2.0μmの範囲にあり、前記第2の膜厚が0.8μm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記第2の部分の残膜を除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記隔壁部を形成する工程は、エポキシ樹脂を用いて前記隔壁部と前記膜部と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。
- 前記電極と前記膜部との間に、前記膜部の電気伝導性よりも高い電気伝導性を有する緩衝層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記緩衝層を形成する工程は、導電粒子を含むエポキシ樹脂を用いて前記緩衝層を形成することを特徴とする請求項12に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 請求項9乃至13のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法を用いて製造された電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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- 2013-12-11 JP JP2013255709A patent/JP2015114448A/ja active Pending
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