JP2019200347A - 反射型表示ディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】共通電極と共通電極配線との導通を効率的に行うことで、生産コストを削減することが可能な反射型表示ディスプレイ及びその製造方法を提供する。【解決手段】反射型表示ディスプレイは、複数の画素電極と、共通電極配線とを有する画素電極基板と、画素電極基板に対向配置され、共通電極を有する共通電極基板と、画素電極基板と共通電極基板との間に設けられた反射型表示層と、共通電極配線と共通電極とを電気的に接続する接続部材とを備え、接続部材は、複数の導電性を帯びた針状の突起部と針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなり、針状の突起部の土台部側の端面寸法と針状の突起部の高さとのアスペクト比が５：１〜１：１０であり、針状の突起部が反射型表示層を貫通して共通電極と接触している。【選択図】図３

Description

本発明は、反射型表示ディスプレイ及びその製造方法に関する。

軽量、薄型、低消費電力であり、可読性の高い表示を特徴とした電子ペーパーを表示装置として用いることで、これまで紙に表示されていた値札、荷札、掲示板などの電子化が進んでいる。

このような表示装置は、電子ペーパー表示層を有する前面板と電子ペーパー表示層に電圧を印加する背面板とを備える。

前面板としては、ＰＥＴフィルムなど可とう性のある透明基材にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などからなる共通電極を全面に蒸着した後、塗布などにより電子ペーパー表示層を形成し、易剥離性の基材で電子ペーパー表示層を覆った構成のものを用いるのが一般的である。

特許文献１には、このような構成の前面板を目的の画面サイズに切り出し、前面板の共通電極と、背面板の共通電極に接続される電極（共通電極配線）とを、接続領域に設置された上下導通材を介して電気的に接続することが記載されている。接続領域は通常、前面板の共通電極であるＩＴＯを傷つけないように易剥離性の基材及び電子ペーパー表示層のみをハーフカットし、当該ハーフカットした部位の易剥離性の基材を剥離除去した後に電子ペーパー表示層を拭き取り除去することでＩＴＯを露出させた領域を形成することにより設けられる。

特開２０１０−８５６１９号公報

しかし、易剥離性の基材及び電子ペーパー表示層のみをハーフカットし、易剥離性の基材及び電子ペーパー表示層のみを除去することは困難であった。具体的には、ハーフカット手法として、レーザーカッターを用い、レーザーの出力を調整する方法が考えられるが、電子ペーパー表示層の膜厚、レーザーの出力、及びレーザーと電子ペーパー表示層との間の距離についてばらつきがある程度生じるため、ＩＴＯを傷つけずに且つ十分に不必要部をカットすることが困難であった。また、電子ペーパー表示層を拭き取る際に、強度が強すぎると、必要部であるＩＴＯまで除去される一方、強度が弱すぎると電子ペーパー表示層を完全に除去できず、共通電極と背面板側共通電極配線との導通を取れなくなる。上記理由により、不必要部の除去は緻密な作業となり、自動化が困難であるため人手を要することになり、その結果、生産コストの増大の要因となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、共通電極と共通電極配線との導通を効率的に行うことで、生産コストを削減することが可能な反射型表示ディスプレイ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、反射型表示ディスプレイに関するものであって、複数の画素電極と、共通電極配線とを有する画素電極基板と、画素電極基板に対向配置され、共通電極を有する共通電極基板と、画素電極基板と共通電極基板との間に設けられた反射型表示層と、共通電極配線と共通電極とを電気的に接続する接続部材とを備え、接続部材は、複数の導電性を帯びた針状の突起部と針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなり、針状の突起部の土台部側の端面寸法と針状の突起部の高さとのアスペクト比が５：１〜１：２０であり、針状の突起部が反射型表示層を貫通して共通電極と接触している。

また、針状の突起部の土台部と平行な断面の断面積が、土台部側の端部から土台部と反対側の端部にかけて小さくなってもよい。

また、針状の突起部の高さが４０μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。

また、針状の突起部が金属材料からなってもよい。

また、本発明は、反射型表示ディスプレイの製造方法に関するものであって、複数の画素電極と共通電極配線とを有する画素電極基板と、共通電極を有する共通電極基板と共通電極上に積層された反射型表示層とを備える前面板積層体と、複数の導電性を帯びた針状の突起部と針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなる接続部材とを準備する工程と、針状の突起部を、前面板積層体の反射型表示層側から穿刺して反射型表示層を貫通させて、共通電極に接触させる工程と、接続部材の土台部と画素電極基板の共通電極配線とが重なり合うように、前面板積層体と画素電極基板とを貼り合わせる工程と、を含む。

また、本発明は、反射型表示ディスプレイの製造方法に関するものであって、複数の画素電極と共通電極配線とを有する画素電極基板と、共通電極を有する共通電極基板と共通電極上に積層された反射型表示層とを備える前面板積層体と、複数の導電性を帯びた針状の突起部と針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなる接続部材とを準備する工程と、接続部材の土台部を画素電極基板の共通電極配線に配置する工程と、針状の突起部を、前面板積層体の反射型表示層側から穿刺して反射型表示層を貫通させて、共通電極に接触させるように、画素電極基板と前面板積層体とを貼り合わせる工程と、を含む。

本発明によれば、共通電極と共通電極配線の電気的な導通を得る接続部材を針形状にすることで、導通を得るための工程が針の穿刺のみとなり、導通を効率的に行うことができる。その結果、生産コストの増大を抑制することが可能となる。また、短時間且つ安定的に反射型表示ディスプレイを提供することが可能となる。

本実施形態の前面板を説明する断面図である。 従来の反射型表示ディスプレイの製造における共通電極と共通電極配線の導通工程を示した断面図である。 本実施形態の反射型表示ディスプレイの製造における共通電極と共通電極配線の導通工程を示した断面図である。 本実施形態の接続部材を示した図である。 本実施形態の針状の突起部を示した側面模式図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、本実施形態の前面板を説明する断面図である。図１に示すように、前面板１００は、易剥離基材１と、接着層２と、反射型表示層である電気泳動表示層３と、共通電極４と、基材５とを備える。前面板１００は、基材５の一方面に、共通電極４と、電気泳動表示層３と、接着層２と、易剥離基材１とがこの順で積層された構造である。

易剥離基材１は、柔軟性があり接着層２との剥離が容易であればどのような材料を用いても構わないが、電気泳動表示層３の動作確認をするために導電性を帯びていることが好ましく、通常１００〜５００μｍ程度の膜厚のアルミ蒸着フィルムが用いられる。

接着層２は、公知の感圧接着剤や感熱接着剤を用いることが出来る。これらは、粘着面に剥離紙を有する片面粘着テープ又は両面粘着テープの形で用いることが出来る。即ち、接着層２は、片面粘着テープの非粘着面を接着剤を介して電気泳動表示層３に貼り付けることにより形成するか、または両面粘着テープの一方面の剥離テープを剥がしてこの一方面を電気泳動表示層３に貼り付けることにより形成することができる。接着層２の厚さは１０〜５０μｍ程度が好ましい

反射型表示層である電気泳動表示層３は、電気泳動粒子と当該電気泳動粒子を分散させるための液層分散媒とが封入された複数のマイクロカプセル乃至マイクロカップなどを有する表示層である。電気泳動粒子としては、液層分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無数の粒子（高分子あるいはコロイド）を用いることができる。液層分散媒としては、水やアルコール系溶媒、各種エステル類、ケトン類、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独、又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。

共通電極４は、例えばＩＴＯなどの光透過性の高い導電材料で構成された電極である。共通電極４は、基材５の一方面のほぼ全面にわたって形成されている。

基材５は電気泳動表示層３を保持する基材であり、例えば２５μｍから２００μｍ程度の厚さを有している。基材５の材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）など光透過性の材料などが挙げられる。

背面板は、ＩＴＯ電極付きパッシブ基板、アクティブマトリックスのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板のどちらでも構わない。画素電極としては、パッシブ基板では、ＩＴＯ電極を使用し、アクティブマトリックスのＴＦＴ基板では、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｏ等一般的にＴＦＴ基板で用いられている電極を使用することができる。

図２は、従来の反射型表示ディスプレイの製造における共通電極と共通電極配線の導通工程を示した断面図である。図２（ａ）は、前面板１００の易剥離基材１をレーザーカッターなどでハーフカットする工程を表す。図２（ｂ）は、所定部分の易剥離基材１を除去し、接着層２を露出させる工程を表す。図２（ｃ）は、接着層２を露出させた部分の接着層２および電気泳動表示層３を除去し、共通電極４を露出させる工程を表す。図２（ｄ）は、共通電極４を露出させた部分に、剥離ライナー６Ａを有する導電性両面テープ６を貼り合わせる工程を表す。図２（ｅ）は、前面板１００の易剥離基材１及び導電性両面テープ６の剥離ライナー６Ａを剥離する工程を表す。図２（ｆ）は、図２（ｅ）に示す前面板１００と、基材８と複数の画素電極１０と共通電極配線９とを有する背面板２００とを貼りあわせる工程を表す。図２（ｆ）に示すように、前面板１００の共通電極４と背面板２００の共通電極配線９とが導電性両面テープ６を介して電気的に接続されるように、前面板１００と背面板２００とが貼り合わされる。図２（ｇ）は、図２（ｆ）に示す前面板１００と背面板２００とを貼りあわせたパネルに、エッジシール１１及び保護フィルム１２を形成する工程を表す。図２（ａ）〜（ｇ）に示すように、従来は、上記７つの工程で共通電極４と背面板２００の共通電極配線９の導通を得ていた。

図２（ｃ）における接着層２及び電気泳動表示層３の除去は、通常、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と水とを８：２で混合した溶液に前面板１００を数分浸し、その後水スプレーを噴射することにより行われるが、除去された接着層２及び電気泳動表示層３は以降の工程における不要物（ごみ）となり、良品を得る際の障害となる場合があった。

図３は、本実施形態の反射型表示ディスプレイの製造における共通電極と共通電極配線の導通工程を示した断面図である。図３（ａ）は、前面板１００の易剥離基材１を剥離する工程を表す。図３（ｂ）は、複数の導電性を帯びた針状の突起部７Ａと針状の突起部７Ａを支持する導電性の土台部７Ｂとからなる接続部材７の針状の突起部７Ａを、図３（ａ）に示す前面板１００に穿刺する工程を表す。尚、接続部材７及び接続部材７の穿刺の詳細については後述する。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す接続部材７が穿刺された前面板１００と、基材８と複数の画素電極１０と共通電極配線９とを有する背面板２００とを貼りあわせる工程を表す。図３（ｃ）に示すように、前面板１００の共通電極４と背面板２００の共通電極配線９とが接続部材７を介して電気的に接続されるように、前面板１００と背面板２００とが貼り合わされる。接続部材７を介した貼り合わせの詳細については後述する。図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示す前面板１００と背面板２００とを貼りあわせたパネルに、エッジシール１１及び保護フィルム１２を形成する工程を表す。図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、本実施形態においては、上記４つの工程で共通電極４と背面板２００の共通電極配線９の導通を得ることが可能となる。

図３（ｂ）に示す接続部材７の導電性の針状の突起部７Ａを穿刺する工程では、複数の接続部材７を穿刺する場合、接続部材７の間隔を、後に貼り合わせる背面板２００の複数の共通電極配線９と重なり合うような間隔にして、易剥離基材１が剥離された前面板１００に穿刺する。ここで、接続部材７の穿刺は、針状の突起部７Ａを、易剥離基材１を剥離した前面板１００の接着層２側から穿刺して電気泳動表皮層３を貫通させて、共通電極４に接触させるように穿刺する。次に、図３（ｃ）に示すように、接続部材７の土台部７Ｂと共通電極配線９とが重なり合うように、前面板１００と背面板２００とを貼り合わせることで、共通電極４と共通電極配線９との導通を得ることが可能となる。

あるいは、本実施形態の変形例として、図３（ｂ）に示す易剥離基材１を剥離した前面板１００に導電性の針状の突起部７Ａを穿刺する工程の替わりに、背面板２００の共通電極配線９に接続部材７の土台部７Ｂを配置する工程を設け、当該工程の後に、図３（ｃ）に示すように、易剥離基材１を剥離した前面板１００と、接続部材７が配置された背面板２００とを貼り合わせてもよい。貼り合わせる際に、針状の突起部７Ａを、易剥離基材１を剥離した前面板１００の接着層２側から穿刺して電気泳動表示層３を貫通させて、共通電極４に接触させる。このように前面板１００と背面板２００とを貼り合わせることで、共通電極４と共通電極配線９との導通を得ることもできる。

上記手法を用いることで、接着層２及び電気泳動表示層３の除去をする必要が無くなり、その結果、共通電極４と共通電極配線９の導通工程における不要物を無くすことができる。

図４は、本実施形態の接続部材を示した図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、接続部材７は、複数の導電性を帯びた針状の突起部７Ａと針状の突起部７Ａを支持する導電性の土台部７Ｂとからなる。針状の突起部７Ａの形状は特に限定されず、例えば、図４（ａ）に示すような円錐状、図４（ｂ）に示すような四角錐状、または図４（ｃ）に示すような円錐台状の土台に円錐を乗せた形状であってもよい。また、針状の突起部７Ａの土台部７Ｂと平行な断面の断面積が、土台部７Ｂ側の端部から土台部７Ｂと反対側の端部にかけて小さくなってもよい。

図５は、本実施形態の針状の突起部を示した側面模式図であり、図５の紙面上側が先端側であり、紙面下側が土台部７Ｂとの接触部分である。上述したように、針状の突起部７Ａの形状は特に限定されないが、先端に行くにつれて細くなる構造（図５（１））、先端のみが尖っている構造（図５（２））、先端がドーム状である構造（図５（３）、（４））、先端面が角形状である構造（図５（５）、（６）、（７））、段状に細くなる構造（図５（８）、（９）、（１０））であってもよい。

針状の突起部７Ａは、針状の突起部７Ａの土台部７Ｂ側の端面寸法（図５に示すｘ）と、針状の突起部７Ａの高さ（図５に示すｚ）とのアスペクト比が、ｘ：ｚ＝５：１〜１：２０となるように構成される。上記アスペクト比が５：１よりも小さくなると針状の突起部７Ａの穿刺性が不十分となり、上記アスペクト比が１：２０より大きくなると針状の突起部７Ａが折れやすくなる。尚、本明細書において端面寸法ｘとは、針状の突起部７Ａの土台部７Ｂ側の端面における辺上または円周上の任意の２点を結ぶ一番長い直線の長さのことである。

針状の突起部７Ａの高さｚは、４０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。針状の突起部７Ａの高さｚが４０μｍ未満であると針状の突起部７Ａが電気泳動表示層３を貫通することができず、ＩＴＯなどの共通電極４と接触できなくなるため、共通電極４との導通がとれなくなる。針状の突起部７Ａの高さｚが５００μｍを超えると、針状の突起部７Ａが基材５を貫通するため、バリア性が悪くなる。尚、針状の突起部７Ａの高さｚはレーザー顕微鏡を用いることで測定することができる。

針状の突起部７Ａ及び土台部７Ｂは、導電性を帯びていること、電気泳動表示層３及び接着層２を貫通するための十分な硬度があることが必要となる。針状の突起部７Ａ及び土台部７Ｂの導電率は１０^−３Ｓ／ｃｍよりも高いことが好ましい。針状の突起部７Ａ及び土台部７Ｂの硬度はブリネル硬さの指標においてＨＢＷ２５〜４５０が好ましい。これらの条件を満たしていれば、針状の突起部７Ａ及び土台部７Ｂの材料は特に限定されるものではないが、上記観点から、銅、ニッケル、アルミ、鉄、銀、クロム、マンガン、モリブデン、錫などの金属またはそれらの合金であることが望ましい。また、それらの金属に対し、金などをメッキしたものも好ましい。

針状の突起部７Ａは、針状の突起部７Ａの逆形状の金型を用いて形成される。金型はレーザー、フォトリソグラフィ、化学エッチング、イオンビームエッチングなどで形成される。作製した金型を用いて鋳造することで所望の形状の針状の突起部７Ａを形成することができる。尚、針状の突起部７Ａ及び土台部７Ｂを一体的に形成してもよい。

［実施例］
以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

以下の各工程を行って、共通電極と共通電極配線の導通を行った。

厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムにＩＴＯ膜が厚さ１００ｎｍで蒸着された基材と、厚さ１００μｍのアルミ蒸着ＰＥＴのアルミ蒸着面にシリコーン離形材が厚さ１μｍで塗布された基材との間に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂からなる接着層と厚さ２０μｍの電気泳動表示層とが挟持された前面板を準備した。

前面板の共通電極と背面板の共通電極配線を導通させるための接続部材として、幅２×２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの四角形の土台部に、端面寸法（底面の一辺の長さ）３０μｍ、高さ８０μｍの三角錐状の針状の突起部を１００μｍ間隔で並べた銅製の針アレイを準備した。

次に、前面板からアルミ蒸着ＰＥＴを取り外した後に、背面板の共通電極配線に対向する位置に針アレイを１０Ｎの力で押し付けた。

次に、複数の画素電極と共通電極配線とを有する背面板を準備し、この背面板と針アレイを押し付けた前面板とを株式会社サンテック製のラミネート装置を用いて線圧５Ｎ／ｍｍで貼りあわせた。貼りあわせた際、針アレイの土台部と、背面板の共通電極配線とが重なり合うように貼りあわせて、実施例に係る共通電極と共通電極配線を導通させた積層体のサンプルを得た。

［比較例］
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムにＩＴＯ膜が厚さ１００ｎｍで蒸着された基材と、厚さ１００μｍのアルミ蒸着ＰＥＴのアルミ蒸着面にシリコーン離形材が厚さ１μｍで塗布された基材との間に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂からなる接着層と厚さ２０μｍの電気泳動表示層とが挟持された前面板を準備した。

次に、前面板をレーザーカッター（ＳＥＩ社製ＤＲＡＧＯＮ）でアルミ蒸着ＰＥＴのＰＥＴ側から出力０．３ワット、発振周波数２５ｋＨｚ、走査速度６５ｃｍ／ｍｉｎで２ｍｍ角の正方形でハーフカットした。

次に、ハーフカットした２ｍｍ角のアルミ蒸着ペットに粘着テープ（テラオカ製６２７０）の粘着面を２ｍｍ角のステンレス棒を用いて押し当てて粘着させた後、粘着テープを引き上げることで２ｍｍ角のアルミ蒸着ＰＥＴを剥離して、２ｍｍ角の電気泳動表示層を露出させた。

次に、露出させた２ｍｍ角の電気泳動表示層に水をオリフィス径０．３９ｍｍのノズルから元圧１０ＭＰａで噴射させて電気泳動表示層を除去し、２ｍｍ角のＩＴＯ膜を露出させた。

次に、露出させた２ｍｍ角のＩＴＯ膜に、導電性両面テープ（テラオカ製７０２５）を１．８ｍｍ角にカットして貼りつけた。

次に、前面板から導電性両面テープの微粘着フィルム及びアルミ蒸着ＰＥＴを剥がした。次に、複数の画素電極と共通電極配線とを有する背面板を準備し、この背面板と前面板とを株式会社サンテック製のラミネート装置を用いて線圧５Ｎ／ｍｍで貼りあわせた。貼りあわせた際、前面板の共通電極と背面板の共通電極配線とが、導電性両面テープを介して電気的に接続されるように貼りあわせて、比較例に係る共通電極と共通電極配線を導通させた積層体のサンプルを得た。

実施例及び比較例に係る共通電極と共通電極配線を導通させた積層体のサンプルについて、共通電極と共通電極配線との間の抵抗値を測定した。また、サンプル数１００における抵抗値のばらつきを求めた。また、共通電極と共通電極配線の導通工程に係る１サンプルに要する時間を測定した。結果を表１に示す。

実施例に係るサンプルの抵抗値は、比較例に係るサンプルの抵抗値と比較して低く、良好なコンタクトが形成されていることを確認できた。また、サンプル数１００における抵抗値のばらつきも、実施例は比較例と比べて改善されていることを確認できた。また、共通電極と共通電極配線の導通工程に係る１サンプルに要する時間を、実施例は、比較例と比べて１／４に短縮することができた。

本発明は、反射型表示ディスプレイに好適に利用できる。

１ 易剥離基材
２ 接着層
３ 電気泳動表示層
４ 共通電極
５ 基材
６ 導電性両面テープ
７ 接続部材
７Ａ 針状の突起部
７Ｂ 土台部
８ 基材
９ 共通電極配線
１０ 画素電極
１１ エッジシール
１２ 保護フィルム
１００ 前面板
２００ 背面板

Claims (6)

1. 複数の画素電極と、共通電極配線とを有する画素電極基板と、
   前記画素電極基板に対向配置され、共通電極を有する共通電極基板と、
   前記画素電極基板と前記共通電極基板との間に設けられた反射型表示層と、
   前記共通電極配線と前記共通電極とを電気的に接続する接続部材とを備え、
   前記接続部材は、複数の導電性を帯びた針状の突起部と前記針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなり、
   前記針状の突起部の前記土台部側の端面寸法と前記針状の突起部の高さとのアスペクト比が５：１〜１：２０であり、
   前記針状の突起部が前記反射型表示層を貫通して前記共通電極と接触している、反射型表示ディスプレイ。
2. 前記針状の突起部の前記土台部と平行な断面の断面積が、前記土台部側の端部から前記土台部と反対側の端部にかけて小さくなる、請求項１に記載の反射型表示ディスプレイ。
3. 前記針状の突起部の高さが４０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１または２に記載の反射型表示ディスプレイ。
4. 前記針状の突起部が金属材料からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射型表示ディスプレイ。
5. 反射型表示ディスプレイの製造方法であって、
   複数の画素電極と共通電極配線とを有する画素電極基板と、共通電極を有する共通電極基板と前記共通電極上に積層された反射型表示層とを備える前面板積層体と、複数の導電性を帯びた針状の突起部と前記針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなる接続部材とを準備する工程と、
   前記針状の突起部を、前記前面板積層体の前記反射型表示層側から穿刺して前記反射型表示層を貫通させて、前記共通電極に接触させる工程と、
   前記接続部材の前記土台部と前記画素電極基板の前記共通電極配線とが重なり合うように、前記前面板積層体と前記画素電極基板とを貼り合わせる工程と、
   を含むことを特徴とする、反射型表示ディスプレイの製造方法。
6. 反射型表示ディスプレイの製造方法であって、
   複数の画素電極と共通電極配線とを有する画素電極基板と、共通電極を有する共通電極基板と前記共通電極上に積層された反射型表示層とを備える前面板積層体と、複数の導電性を帯びた針状の突起部と前記針状の突起部を支持する導電性の土台部とからなる接続部材とを準備する工程と、
   前記接続部材の前記土台部を前記画素電極基板の前記共通電極配線に配置する工程と、
   前記針状の突起部を、前記前面板積層体の前記反射型表示層側から穿刺して前記反射型表示層を貫通させて、前記共通電極に接触させるように、前記画素電極基板と前記前面板積層体とを貼り合わせる工程と、
   を含むことを特徴とする、反射型表示ディスプレイの製造方法。