JP2556880B2 - エレクトロスコピック流体ディスプレーおよびその製造方法 - Google Patents

エレクトロスコピック流体ディスプレーおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下側基板および透明な上側基板を具え、該
上側基板はスペーサ手段によって前記下側基板に平行に
配置され、前記スペーサ手段と前記基板とは密封セル空
間を形成し、該セル空間には高インピーダンスのコント
ラスト液および一連のディスプレー素子が収容され、該
ディスプレー素子はそれぞれ前記基板の少なくとも一方
の上に設けられた少なくとも１個の固定電極と、前記基
板の間で移動することができる弾力的に懸垂された有孔
可動電極とを具え、前記電極の対向表面には絶縁層が設
けられ、前記透明基板に対向する前記可動電極の表面は
反射性を有しかつ前記コントラスト液とよい対照をなし
ており、作動中、前記電極によって交流で駆動される、
エレクトロスコピック（electroscopic）流体ディスプ
レーに関するものである。
上述の種類の装置は特開昭62-160482号公報（特願昭6
2-248号明細書）に記載されている。
前記公開公報には、作動中にイオンの吸着により荷電
が絶縁層内または絶縁層上に蓄積し、吸着イオン量が時
間と共に増大し、また交流電圧駆動の場合にも増大する
というエレクトロスコピック流体ディスプレーに関する
問題が記載されている。
また、前記公開公報はこの電荷蓄積問題に対する解決
法、すなわち裸の（つまり絶縁表面層を有していない）
可動銀電極およびポリイミド層が被着されている固定電
極を使用する解決法を提供している。しかし、実際には
この解決法は特に下側基板に関する要件を満たすのが困
難である。これは、下側基板と可動電極との組立体を製
造するのに必要な技術のために、可動電極と不透明液体
との間の界面に生成するイオンが前記界面で吸着されな
いというポリイミドの特性が失われるからである。
本発明の目的は既知の電荷蓄積の問題に対する有効な
解決法を提供することにある。
この目的は、冒頭に記載した装置において、前記交流
電圧駆動の非対称度が対向する絶縁層の電荷放出および
荷電吸着に関する表面特性の差異に適合しているか、あ
るいは前記交流電圧駆動が対称であり、対向する絶縁層
が電荷放出および電荷吸着に関して実質的に同じ表面特
性を有することを特徴とすることにより達成される。
例えば、電荷注入の大きい絶縁層の場合には駆動時間
が比較的短くなることがあるが、電荷吸着の小さい対向
する絶縁層の場合には駆動期間が比較的長くなることが
ある。実際には、対称的交流電圧駆動が好ましいと思わ
れる。
上述の公開公報には、対向する絶縁層を同じ材料、す
なわち酸化ケイ素で作ると、前記絶縁層は電荷放出およ
び電荷吸着に関して同じ表面特性を有することができる
という例が示されている。しかし、前記公開公報に記載
されているように、酸化ケイ素層をアルミニウムからな
る可動電極の主表面に被着させてエレクトロスコピック
流体ディスプレーによって表示しようとする画像の輝度
を高め、また可動電極と固定電極との間の短絡を防止す
る追加手段を提供している。この点に関してはオランダ
国特許出願第84 03 536号明細書を参照されたい。この
明細書には、酸化ケイ素からなる対向する絶縁層を有
し、前記絶縁層のそれぞれに各絶縁層による電荷吸着を
阻止するシラン化合物の単層が設けられている同じ構造
のものが記載されている。
本発明においては、普通極性基および非極性基を有す
る化合物のこのような単層は必要でなく、対をなして対
向する同一の絶縁層の組合せを純交流電圧駆動と組み合
わせることを、可能な電荷蓄積防止手段として最初に提
案するものである。
本発明のエレクトロスコピック流体ディスプレーの有
利な例は、可動電極の少なくとも１個の主表面上におい
て、絶縁層が前記可動電極の陽極酸化された金属材料か
らなり、前記絶縁層が有孔可動電極の外側および内側の
周縁部に沿って連続して延在し、前記可動電極の主表面
上の陽極酸化された金属材料からなる絶縁層に対向する
基板上の絶縁層が同じ金属材料の酸化物からなることを
特徴とする。
また、これは、対向する絶縁層を同じ誘電材料から作
り、該誘電材料を可動電極の少なくとも１個の主表面上
に得、有孔可動壁の孔によって電極を決め、可動電極の
側壁にも陽極酸化された電極金属の絶縁層を一層少量の
イオンのような電荷キャリアがエレクトロスコピック流
体ディスプレー内のコントラスト液（これは電荷吸着の
減少に寄与する）中に注入されるように設ける解決法で
ある。
好適例では、可動アルミニウム電極、例えば円形孔を
有する可動アルミニウム電極が、完全な可動電極を陽極
酸化することにより得られる酸化アルミニウム中に埋設
されており、他方酸化アルミニウム層が例えばスパック
リングにより両基板に被着されている。
可動電極には少なくとも１個の主表面上に陽極酸化に
よって得られた絶縁層が設けられているので、追加の利
点を達成することができる。この理由は、単一陽極層の
場合には前記層の厚さを調整することによって可動電極
の狂いを補正または補償することができ、酸化アルミニ
ウム中に埋設されたアルミニウム可動電極の場合には狂
いのない状態を維持することができるからである。
さらに本発明は下側基板上に第１形成電極層を設け；
該第１形成電極層を設けた前記下側基板上に第１絶縁層
を設け；該第１絶縁層上に重合体層を設け；該重合体層
上に第２絶縁層を設け；該第２絶縁層上に第２形成電極
層を設け；該第２形成電極層をマスクとして使用して前
記第２絶縁層を選択的にエッチングし；前記第２形成電
極層を介して前記第２絶縁層をアンダーエッチングし、
このようにして前記重合体層を選択的にエッチングし；
前記第２形成電極層の上に同じく形成した第３絶縁層を
設け、前記第２形成電極層はそれぞれの重合体支持体に
よって支持されている弾性連結部片によって相互に連結
されている一連の有孔可動電極が得られるようなパター
ンを有し、上述の一連の有孔可動電極が得られるように
前記アンダーエッチングを行い；透明基板上に第４絶縁
層を設け；最後に前記第３および第４の絶縁層が互に接
触するように、これらの基板を密封状に相互に連結する
ことによりエレクトロスコピック流体ディスプレーを製
造する方法に関するものである。
このような方法は上述の特開昭62-16042号公報に記載
されている。
この既知方法によって得られる可動電極では、この可
動電極における孔を決める前記可動電極の内周壁および
側壁は、コントラスト液中への電荷キャリヤーの注入が
起るように、絶縁層で被覆されていない。
また、本発明の目的は上述の欠点を克服することにあ
る。
このために、本発明は、アンダーエッチング前に第２
形成電極層を陽極酸化し、同時に該第２形成電極層の側
面に絶縁材料を設けることにより、前記第２絶縁層を被
着させることを特徴とする上述のエレクトロスコピック
流体ディスプレーの製造方法を提供する。
この提案した方法において、陽極酸化操作期間を調整
することにより、500×500μｍの可動電極における狂い
を最大５μｍにするという要件を満たす可動電極を作る
ことができる。厚さ250nmの酸化ケイ素層の場合には、
酸化アルミニウム層の厚さを約100nmにする。
最後に本発明は、下側基板上に第１形成電極層を設
け：該第１形成電極層を設けた前記下側基板上に第１絶
縁層を設け；該第１絶縁層上に重合体層を設け；該重合
体層上に第２形成電極層を設け；該第２形成電極層をア
ンダーエッチングして前記重合体層を選択的にエッチン
グし；前記第２形成電極層の２個の主表面上にそれぞれ
同じく形成した第２および第３の絶縁層を設け、前記第
２形成電極層はそれぞれの重合体支持体によって支持さ
れている弾性連結部片によって相互に連結されている多
数の回転できる有孔電極が得られるようなパターンを有
し、上述の多数の有孔電極が得られるように前記アンダ
ーエッチングを行い；透明基板上に第４絶縁層を設け；
最後に、これらの基板を前記第３および第４の絶縁層が
互に接触するように密封状に相互に連結することにより
エレクトロスコピック流体ディスプレーを製造する方法
（この方法も上述の特開昭62-160482号公報から既知で
ある）において、前記アンダーエッチング後に前記第２
形成電極層を陽極酸化し、同時に該第２形成電極層の側
面に絶縁材料を設けることにより、前記第２および第３
の絶縁層を設けることを特徴とする方法を提供する。
この本発明の方法でも、孔を決める有孔可動電極の壁
からの電荷キャリヤの注入が回避される。他の利点は、
絶縁材料中に完全に埋設されている有孔可動電極が得ら
れ、該電極は特に500μｍ2の方形アルミニウム可動電極
であってアルミニウム可動電極の厚さが少なくとも1.5
μｍである場合に上述の狂いに関する要件を本質的に満
たすことができることである。
陽極酸化が好ましく、陽極酸化は五ホウ酸アンモニウ
ムを水またはグリコールに溶解した溶液中で約0.5mA/cm
2の電流密度で行う。
次に本発明を図面を参照して例について説明する。
本発明の詳細な説明の前に、エレクトロスコピック流
体ディスプレーあるいはパッシブディスプレー装置を構
成する種々の可能性に関して、関連する文献、特にオラ
ンダ国特許出願第840201号および同第8402536号の明細
書および上述の特開昭62-160482号公報（特願昭62-248
号明細書）並びにこれらに示されている文献を参照され
たい。
第１図は本発明を説明するのに重要であるエレクトロ
スコピック流体ディスプレーの部分拡大断面図であり、
特に有孔可動電極３（これは反射体とも呼ばれる）の小
部分と、透明基板１の小部分と、これと協働する下側基
板２とを示す。基板１と基板２との間の空間には高イン
ピーダンスのコントラスト液４、例えば反射体３とよい
対照をなす青色アントラキノン着色剤をメシチレンに溶
解した溶液が存在する。
上述の関連する文献から分かるように、第１図に小部
分が示されているエレクトロスコピック流体ディスプレ
ーは、下側基板２および透明基板１から離れた位置に、
これらの基板１および２を互いに平行になるように支持
するスペーサ（第１図には示されていない）を具える。
これらのスペーサは基板１および２と共に高インピーダ
ンスのコントラスト液４を収容する密封セル空間を形成
する。この高インピーダンスのコントラスト液４には多
数のディスプレー素子が含まれている。第１図は単一デ
ィスプレー素子の小部分のみを示している。各ディスプ
レー素子には基板１および基板２の少なくとも一方の上
に設けられてる。例えば酸化錫インジウムからなる少な
くとも１個の固定電極12および22を設ける。第１図では
両方の基板１および２にそれぞれ固定電極12および22を
設け、特にこれらの基板にはそれぞれ共通の平面電極12
および行あるいは列をなす一連の固定電極22を設ける
か、あるいはこの逆に設ける。（上述の参考文献参
照）。さらに、各ディスプレー素子は基板１と基板２と
の間で移動することができる弾力的に懸垂された有孔電
極３、特に行または列をなす一連の可動電極３を具え
る。符号５は可動電極３の孔を示す。基板１または基板
２の一方にのみ固定電極を設けた場合には、反射体３の
素子位置への復帰を電気的手段ではなく機械的手段（図
示せず）によって行うことができる。電極の対向する表
面、すなわち電極12の下側表面と反射体３の上側主表面
とのそれぞれおよび反射体３の下側主表面と固定電極22
の上側表面とのそれぞれには、それぞれ絶縁層13と31と
のそれぞれおよび絶縁層32と23とのそれぞれを設ける。
透明基板１に対向する可動電極３の表面は反射性を有
し、かつ高インピーダンスのコントラスト液４とよい対
照をなし、他方絶縁層31は透明である。エレクトロスコ
ピック流体ディスプレーの作動中、このディスプレーは
電極12,3および22によって交流駆動される（上述の参考
文献参照）。ここまでは、エレクトロスコピック流体デ
ィスプレーを、上述する文献に記載されているかあるい
はこれらの文献から知られているようなエレクトロスコ
ピック流体ディスプレーと相違させる必要がない。
しかし、非対称の交流電圧駆動を使用してエレクトロ
スコピック流体ディスプレーを作動させる場合には、か
かる交流電圧は対向する絶縁層13と31のそれぞれおよび
32と23のそれぞれの電荷放出および電荷吸着に関する表
面特性における差異に適合させる、すなわちゼロ交差
（zero crossing）位置を各期間中に固定されるように
定め、かつ／あるいは２個の半サイクルの振幅を相違す
るように選定して、対向する絶縁層13,31,32,23におい
て正味の電荷蓄積が生じないように対向する絶縁層13と
31のそれぞれおよび32の23のそれぞれの電荷放出および
電荷吸着を互いに釣り合わせる。これらの対向する絶縁
層が電荷放出および電荷吸収に関して実質的に同じ表面
特性を有している場合には、無限に小さい非対称性を有
する交流電圧駆動、すなわち対称交流電圧駆動を適用す
ることができる。対向する絶縁層13と31のそれぞれおよ
び32と23のそれぞれは同じ材料から作る必要がなく、こ
れらが同じ材料から作られている場合にはこれらの絶縁
層を同じように被着させる必要はない。
また、孔を決める反射体３の内周壁30には反射体の外
周（第１図には示してない）と全く同じように電気絶縁
層33を設けて反射体３には露出金属部分がないように
し、これにより高インピーダンスのコントラスト液４中
への電荷キャリヤの注入を防止するのが好ましいが、普
通はコントラスト液４中への電荷の注入を阻止すること
はできない。
本発明のエレクトロスコピック流体ディスプレーには
帯電の形跡が認められないから、このディスプレーは確
実にそのまま維持される再現性のある適当なスイッチン
グ特性を有する。これがエレクトロスコピック流体ディ
スプレーの上半部および下半部の両方にあてはまること
は重要であって、固定電極上にポリイミドを有する上述
の例の場合には、ポリイミドのはじめの非吸着特性が下
半部では必要な技術的手段によって部分的に消滅するの
で、これによって生ずる電荷吸着のために、帯電現象が
再び生じる。ポリイミド表面に対するこのような作用を
防止するための技術はこれまで開発されていない。
率直に云えば、本発明は電荷放出および電荷吸着に関
して実質的に同じ表面特性を有する材料を使用するこ
と、および交流電圧と組み合わせて駆動することを提案
する。実際上、このことは反射体３にも絶縁誘電体層31
および32を設けることを意味する。エレクトロスコピッ
ク流体ディスプレーの上半部および下半部は電気的に分
離されているから、４個の絶縁層13,31,32,23のすべて
が電荷放出および電荷吸着に関して同じ表面特性を有し
ている必要はなく、これらの絶縁層は等しい対をなすこ
と、すなわち13と31の対および32と23の対をなすことが
必要であるのにすぎない。表面特性が上述の意味で有意
に異なる場合にも、ディスプレーを例えば非対称の方形
波電圧で駆動し、この電圧を表面特性の差に適合するよ
うに調整することにより上述のように電荷の蓄電を防止
することができる。しかし、この差がディスプレーごと
に変化する場合には、実用性が小さいことがあるので、
各ディスプレーごとに別個に調整する必要がある。
第２図は測定によって得たスイッチング曲線を示す。
第２図では反射体３の位置を時間の関数としてプロット
し、周波数1kHzにおいて40Vの対称方形波電圧を使用し
ている。曲線Ａの場合には、ディスプレーがｔ＝０の前
10msまでは付勢されていないために、電荷の蓄積が生じ
ない。この時間の間に、反射体３はその中立位置（非付
勢ディスプレー）から２種の最終位置の一方に移動す
る。曲線Ｂの場合には、電荷蓄積は飽和している。これ
はｔ＝０の前104ｓの間電圧をディスプレーに加えるこ
とによって得られる。曲線Ａと曲線Ｂとの間の位置の移
動が小さいことは電荷の蓄積レベルが極めて低いことを
示す。第２図において、最終位置、特に上および下の位
置はそれぞれｂおよびｏで示されている。
第１図に関し、アルミニウム反射体３は陽極の酸化ア
ルミニウム中に埋設されているが、固定電極12および22
上には酸化アルミニウムが例えば蒸着またはスパッタリ
ングによって設けられている点に留意する必要がある。
次に、本発明のエレクトロスコピック流体ディスプレ
ーの製造方法について説明する。
第3A図では、１個の基板すなわち下側基板を符号100
で示す。多数の第１固定電極を具える第１形成電極層10
1を下側基板100上に、先ず電極材料例えば酸化錫インジ
ウムを下側基板100上に蒸着させ、次いでホトラッカー
層を被着させ、この層を形成し、次いで電極材料の層に
湿式化学エッチング処理を施し、ホトラッカーを除去す
ることによって設ける。第１絶縁層102を第１固定電極1
01上に、例えば酸化ケイ素をプラズマ体積させることに
より設ける。重合体層103を第１絶縁層102上に、例えば
ホトラッカーを被着させた後に硬化させることによって
設ける。次いで、重合体層を粗面にし、第２絶縁層104
を、例えば酸化ケイ素をプラズマ堆積（プラズマ強化化
学蒸着）させることによって設ける。電極材料例えばア
ルミニウムの第２電極層105を第２絶縁層104上に、例え
ば蒸着により設けて、第3A図に示す中間生成物を得る。
次いで、第２電極層105および第２絶縁層104の両方
を、先ず第２電極層105をホトラッカーで被覆し、これ
を、露光し、しかる後に上述のホトラッカーを使用して
第２電極層105に湿式化学エッチング処理を施し、フォ
トラッカーを除去し、今回形成された第２電極105′
（第3B図）を使用して第２絶縁層104をプラズマエッチ
ングして今回形成された第２絶縁層104′が形成電極層1
05′と同じパターンを有するようにし、次いでこの層を
陽極酸化して第3B図に示す中間生成物を得るように、処
理する。第２形成電極層104′を陽極酸化して得た第３
絶縁層を符号106で示す。このようにして、第２形成電
極層105′をこの第２電極層105′の側面に絶縁材料が同
時に設けられるように陽極酸化することにより、第３絶
縁層106を設ける。
次いで、一方の側では形成された第２絶縁層104′に
よって、また他方の側では形成された第３絶縁層106に
よって埋設されている第２形成電極層105′をアンダー
エッチングし、このようにして重合体層103を選択的に
エッチングし、これにより重合体支持体107（第3C図）
を形成し、この支持体107が各弾性連結部片108（第3C
図）を支持し、この弾性連結部片108が列または行をな
す可動電極３（第１図）を相互に連結し、これと同時に
固定電極（第１図の１および２）の間で各可動電極が移
動できるようにする。（詳細は例えば上述の特開昭62-1
60482号公報を参照されたい）。このようにして、上述
の処理工程により、本発明のエレクトロスコピック流体
ディスプレーの下半部が中間生成物として得られる。そ
の詳細は第3C図に示す通りである。
以下に本発明の好適例を第4A〜4D図を参照して説明す
る。
第4A図において、電極材料の層、例えば酸化錫インジ
ウム、場合によってはアルミニウムと組み合わせた酸化
錫インジウムの層を、例えばB270ガラスから下側基板20
0上に蒸着させる。次いで、この電極材料層を、FeCl3/H
Cl溶液により光リソグラフィー法で形成し、このように
して第１形成電極層201を得る。電極層201は例えばディ
スプレーの行電極を具える。次いで、第１絶縁体層202
を、例えば酸化アルミニウム供給源（スパッタ陰極）及
びスパッタガスであるアルゴンを使用して酸化アルミニ
ウムの高周波スパッタリングを行うことにより第１形成
電極層201上に設ける。酸化アルミニウム層202の厚さは
例えば１μｍである。次いで、AZ4620Aのようなホトラ
ッカーを迅速に回転する第１絶縁層202上に被着させ、
次いでこのホトラッカーを乾燥することにより重合体層
203を第１絶縁層202上に設け、しかる後にホトラッカー
を除去することにより重合体支持体を形成する必要のあ
る領域に重合体層203を限定し、活性領域に残存するホ
トラッカーを例えば200℃の温度で硬化させる。次いで
ホトラッカー例えばHPR204を迅速に回転する重合体層20
3の自由表面上に再び被着させ、次いで乾燥することに
より、この自由表面上に粗面を有する層（図示せず）を
設け、しかる後にこの層にCF4/O2プラズマ処理を施し、
例えば200℃の温度で硬化させる。次いで、例えば常温
で、例えば15μｍの厚さを有するアルミニウム層を蒸着
させることにより、この粗面を有する層の上に電極材
料、この場合にはアルミニウムの第２電極層205を設け
る。重合体層203上のHPR204層の表面は粗面であるの
で、アルミニウム層205の頂面も第4A図に示すように粗
面になる。
次いで、アルミニウム層205を、エッチング剤、例え
ばＨ3PO4/HAc/HNO3/H2Ｏを使用して光リソグラフィー法
で形成し、このようにして第２形成電極層205′を形成
する（第4B図）。この第２電極層205′は最終的に有孔
可動電極（第１図），第３図）を提供する。この例では
有孔可動電極はディスプレーの列電極を形成する。関連
する中間生成物を第4B図に示す。この中間生成物から出
発して第２形成電極層205′をアンダーエッチングし、
このようにして重合体層203を選択的にエッチングして
上述の方法の場合のように重合体支持体207を得る（第4
C図参照）。アンダーエッチングは、酸素ララズマを用
いてドラム反応器内で行う。次いで第２形成電極層205
を両主表面上で陽極酸化して第２及び第３の絶縁層を得
る。第4D図ではこれらの絶縁層をそれぞれ符号206′及
び206″で示す。このようにして、第２形成電極層205′
の側面にこの場合Al2Ｏ3である絶縁材料を同時に設け
る。このことは、有孔可動電極３（第１図）の全自由表
面に酸化アルミニウム層を設けたこと、すなわち有孔可
動電極３が絶縁誘電材料中に埋設されていることを意味
する。最後に、ディスプレーの下半部を得るために、第
4D図に示す中間生成物を洗浄し、エタノールソックスレ
ー抽出器中で乾燥する。ディフスプレーの製造を完了す
るために、例えば厚さ１μｍの酸化アルミニウム層を透
明基板（図示せず）上に高周波スパッタリングして第４
絶縁体層（図示せず）（第１図の13参照）を設けること
により得られる上半部を用いる。上記透明基板は酸化錫
インジウムを蒸着させたB270ガラス基板から構成するこ
とができ、この例ではこの基板は共通の上側電極として
使用され、勿論透明である。酸化アルミニウム層は酸化
錫インジウム層上に設けるのは勿論である。
最後に、上半部と下半部とを、例えば150℃の温度で
３時間マイラー／アラルダイト（mylar/araldite）接着
剤を用いて相互に連結する。最後に、生成したディスプ
レーを真空中で150℃の温度まで加熱し、冷却後にコン
トラスト液として例えばアントラキノン着色剤をメシチ
レンに溶解した溶液を充填する。
上述のように、アルミニウム反射体３（第１図参照）
の陽極酸化は五ホウ酸アンモニウム／エチレングリコー
ル溶液中で行うのが好ましい。あるいはまた、五ホウ酸
アンモニウム水溶液を使用することができる。
第3A〜3C図を参照して説明した本発明方法に関して、
第１絶縁二酸化ケイ素層102は平行板系を使用して例え
ば300℃の温度でプラズマ堆積させることにより被着さ
せることができる。また、この場合に、層の厚さは例え
ば１μｍである。同様に、第２絶縁二酸化ケイ素層をプ
チズマにより設けることができるが、温度は例えば175
℃であり、層の厚さは0.3μｍまでである。第4A〜4D図
について説明した方法と同様に、本発明方法ではディス
プレーの上半部（図示せず）の第４絶縁体層（図示せ
ず）を酸化アルミニウムから作る。
第１図に戻って説明すると、本発明によれば、上述の
ように、有孔可動電極３には少なくとも１個の主表面上
に陽極絶縁層31及び32を設けるのが好ましく、この理由
は、この場合に可動電極３の全側面に誘電材料の陽極絶
縁層33が同時に設けられ、この結果可動電極３の金属材
料からコントラスト液４中への注入が回避されるからで
ある。
可動電極３が、例えば厚さ250nmの酸化ケイ素の下側
層、例えば厚さ１μｍの蒸着アルミニウムの中間層、及
び例えばこれも厚さ250μｍの二酸化ケイ素の上側層を
順次に設けた例えばサンドウィッチからなる場合には、
エッチングにより可動電極が自由状態になった後に、す
なわちアンダーエッチング後に可動電極の狂いは方形の
可動電極３の側面が500μｍの寸法を有する場合の狂い
５μｍより著しく大きくなる。
可動電極３の上側には、プラズマ強化化学蒸着によっ
て得られる二酸化ケイ素の絶縁上側層を設けるかわり
に、酸化アルミニウム皮膜を陽極酸化によって設ける場
合には、可動電極３の狂いの補正は酸化物層の厚さをそ
の狂いに適合させることにより可能になる。通常、可動
電極３は凹形になる。可動電極は可動電極３の金属材料
が酸化物に転化することによる体積の増加によってまっ
すぐになる。厚い酸化物層の場合には可動電極は凸形に
なる。酸化物層の厚さは例えば1.3nm/Vに正確に調整で
きるので、上述の可動電極の寸法の場合には最大５μｍ
の平坦性を有する可動電極を得ることができる。しか
も、陽極酸化物層は適当な絶縁特性を有する。
少なくとも部分的に陽極酸化された可動電極３を得る
には、第3A〜3C図を参照して説明した方法に従って電極
をエッチングすることにより自由状態にするより前に、
第２形成電極層105′を五ホウ酸化アンモニウムの２％
水溶液または五ホウ酸化アンモニウムの17％グリコール
溶液中で陽極酸化する。使用する電流密度は約0.5mA/cm
2である。被着させる酸化物層の厚さは二酸化ケイ素層
の厚さに適合し、250nmの酸化ケイ素層の厚さにおいて
約100nmになる。
第4A〜4D図を参照して説明した、酸化ケイ素下側層の
存在しないアルミニウム可動電極３に基づく本発明の好
ましい方法においては、可動電極３をルーズエッチング
（loose etching）によって自由状態にした後に、可動
電極３の全体に酸化物皮膜を上述の方法で設けることが
できる。この場合には、上述の可動電極３の寸法を考慮
して、アルミニウム層の厚さを少なくとも1.5μｍにし
て表面曲率を最大５μｍにする必要がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のディスプレーの一例の部分拡大断面
図、 第２図は本発明のディスプレーの優れたスイッチング特
性を示すグラフ、 第３図は本発明のディスプレーの製造工程の一例を示す
断面図、 第４図は本発明のディスプレーの製造工程の他の例を示
す断面図である。 １……透明基板、２……下側基板 ３……有孔可動電極（反射体） ４……コントラスト液、５……孔 12,22……固定電極（12……共通の平面電極、22……行
電極） 13,23,31,32……絶縁層（絶縁誘電体層） 30……内周壁、33……絶縁層 100……下側基板 101……第１形成電極層（第１固定電極） 102……第１絶縁層（二酸化ケイ素層） 103……重合体層 104,104′……第２絶縁層（二酸化ケイ素層） 105,105′……第２形成電極層（第２電極層） 106……第３絶縁層、107……重合体支持体 108……連結部片 200……下側基板 201……第１形成電極層 202……第１絶縁層（酸化アルミニウム層） 203……重合体層 205,205′……第２形成電極層（第２電極層，アルミニ
ウム層） 206′……第２絶縁層、206″……第３絶縁層 207……重合体支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エマニュエル・ヨハヌス・ウイルヘルム ス・マリア・レンデルス オランダ国5621 ベーアー アインド- フェン フルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭61−132987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−132782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35482（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下側基板および透明な上側基板を具え、該
    上側基板はスペーサ手段によって前記下側基板に平行に
    配置され、前記スペーサ手段と前記基板とは密封セル空
    間を形成し、該セル空間には高インピーダンスのコント
    ラスト液および一連のディスプレー素子が収容され、該
    ディスプレー素子はそれぞれ前記基板の少なくとも一方
    の上に設けられた少なくとも１個の固定電極と、前記基
    板の間で移動することができる弾力的に懸垂された有孔
    可動電極とを具え、前記電極の対向表面には絶縁層が設
    けられ、前記透明基板に対向する前記可動電極の表面は
    反射性を有しかつ前記コントラスト液とよい対照をなし
    ており、作動中、前記電極によって交流で駆動される、
    エレクトロスコピック流体ディスプレーにおいて、 前記交流電圧駆動の非対称度が対向する絶縁層の電荷放
    出および電荷吸着に関する表面特性の差異に適合してい
    るか、あるいは 前記交流電圧駆動が対称であり、対向する絶縁層が電荷
    放出および電荷吸着に関して実質的に同じ表面特性を有
    する ことを特徴とするエレクトロスコピック流体ディスプレ
    ー。
  2. 【請求項２】可動電極の少なくとも１個の主表面上にお
    いて、絶縁層が前記可動電極の陽極酸化された金属材料
    からなり、前記絶縁層が有孔可動電極の外側および内側
    の周縁部に沿って連続して延在し、前記可動電極の主表
    面上の陽極酸化された金属材料からなる絶縁層に対向す
    る基板上の絶縁層が同じ金属材料の酸化物からなる請求
    項１記載のディスプレー。
  3. 【請求項３】可動電極がアルミニウムからなり、該可動
    電極が酸化アルミニウム中に埋設されている請求項２記
    載のディスプレー。
  4. 【請求項４】可動電極の１個の主表面上の絶縁層は酸化
    ケイ素からなり；前記可動電極の他の主表面上の陽極酸
    化された金属材料からなる絶縁層の厚さは、前記可動電
    極の金属材料が陽極酸化によって金属酸化物に転化する
    ことにより生ずる容積増加が前記可動電極の狂いを補正
    するように選定されている請求項２記載のディスプレ
    ー。
  5. 【請求項５】４可動電極はアルミニウムからなり、前記
    可動電極上の酸化ケイ素層の厚さは約250nmであり、酸
    化アルミニウム層の厚さは約100nmである請求項４記載
    のディスプレー。
  6. 【請求項６】可動アルミニウム電極の幅および長さはそ
    れぞれ500μｍであり、前記可動アルミニウム電極の厚
    さは1.5μｍ以上である請求項３記載のディスプレー。
  7. 【請求項７】下側基板上に第１形成電極層を設け：該第
    １形成電極層を設けた前記下側基板上に第１絶縁層を設
    け；該第１絶縁層上に重合体層を設け；該重合体層上に
    第２絶縁層を設け；該第２絶縁層上に第２形成電極層を
    設け；該第２形成電極層をマスクとして使用して前記第
    ２絶縁層を選択的にエッチングし；前記第２形成電極層
    を介して前記第２絶縁層をアンダーエッチングし、この
    ようにして前記重合体層を選択的にエッチングし；前記
    第２形成電極層の上に同じく形成した第３絶縁層を設
    け、前記第２形成電極層はそれぞれの重合体支持体によ
    って支持されている弾性連結部片によって相互に連結さ
    れている一連の有孔可動電極が得られるようなパターン
    を有し、上述の一連の有孔可動電極が得られるように前
    記アンダーエッチングを行い；透明基板上に第４絶縁層
    を設け；最後に、前記第３および第４の絶縁層が互に接
    触するようにこれらの基板を密封状に相互に連結するこ
    とによりエレクトロスコピック流体ディスプレーを製造
    するに当り、 アンダーエッチング前に前記第２形成電極層を陽極酸化
    し、同時に該第２形成電極層の側面に絶縁材料を設ける
    ことにより、前記第３絶縁層を被着させることを特徴と
    するエレクトロスコピック流体ディスプレーの製造方
    法。
  8. 【請求項８】下側基板上に第１形成電極層を設け：該第
    １形成電極層を有する前記下側基板上に第１絶縁層を設
    け；該第１絶縁層上に重合体層を設け；該重合体層上に
    第２形成電極層を設け；該第２形成電極層をアンダーエ
    ッチングして前記重合体層を選択的にエッチングし；前
    記第２形成電極層の２個の主表面上にそれぞれ同じく形
    成した第２および第３の絶縁層を設け、前記第２形成電
    極層はそれぞれの重合体支持体によって支持されている
    弾性連結部片によって相互に連結されている多数の回転
    できる有孔電極が得られるようなパターンを有し、上述
    の多数の有孔電極が得られるように前記アンダーエッチ
    ングを行い；透明基板上に第４絶縁層を設け；最後に、
    これらの基板を前記第３および第４の絶縁層が互に接触
    するように密封状に相互に連結することによりエレクト
    ロスコピック流体ディスプレーを製造するに当り、 前記重合体層をアンダーエッチングした後に前記第２形
    成電極層を陽極酸化し、同時に該第２形成電極層の側面
    に絶縁材料を設けることにより、前記第２および第３の
    絶縁層を設けることを特徴とするエレクトロスコピック
    流体ディスプレーの製造方法。
  9. 【請求項９】五ホウ酸アンニモウムを水またはグリコー
    ルに溶解した溶液中で陽極酸化操作を行う請求項７また
    は８記載の方法。
  10. 【請求項１０】陽極酸化に使用する電流密度が約0.5mA/
    cm2である請求項７〜９のいずれか一つの項に記載の方
    法。
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