JP5884336B2 - Electrophoretic display device - Google Patents
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Description
本発明は、電気泳動表示装置とその製造方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an electrophoretic display device and a manufacturing method thereof.
電気泳動表示装置では、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。電気泳動粒子は一度空間的に移動すると、電圧が取り除かれても、粒子同士の凝集力により拡散が抑制される。その為に、電気泳動表示装置は、電力供給がなされずとも、画像を維持する性質があり、それ故に低消費電力の電子書籍などに適応されている。従来、こうした電気泳動表示装置を製造するには、特許文献1に記載されている様に、基板上に複数のセルを形成し、これらのセル内に電気泳動材料をインクジェット方式にて充填していた。 In an electrophoretic display device, a voltage is applied between a pixel electrode and a common electrode facing each other with an electrophoretic material interposed therebetween, and the electrophoretic particles such as charged black particles and white particles are moved spatially to display a display area. An image is formed. Once the electrophoretic particles move spatially, even if the voltage is removed, diffusion is suppressed by the cohesive force between the particles. For this reason, the electrophoretic display device has a property of maintaining an image even when power is not supplied, and thus is adapted to an electronic book or the like with low power consumption. Conventionally, in order to manufacture such an electrophoretic display device, as described in Patent Document 1, a plurality of cells are formed on a substrate, and an electrophoretic material is filled in these cells by an ink jet method. It was.
しかしながら、電気泳動表示装置では粒子同士の凝集力が強い事から、インクジェット方式での電気泳動材料の充填が容易ではない。その結果、充填作業に不良品が発生する事態も生ずるのだが、従来の電気泳動表示装置とその製造方法では、充填後に良品と不良品とを選別するのが困難で有ると云う課題があった。又、充填後に封止工程や実装工程等の各種後工程を経ると、電気泳動材料が熱や圧力に依り変質する事もあるが、従来は斯様な変質が生じているのか否か、或いは生じた場合にどういう原因で生じたのか、が把握できないという課題があった。即ち、従来の電気泳動表示装置とその製造方法では、製造工程中に製品の良否の判断が付かず、又、不良品の原因を特定し難いと云う課題が有った。 However, since the electrophoretic display device has a strong cohesion force between particles, it is not easy to fill the electrophoretic material by the ink jet method. As a result, a defective product may occur in the filling operation. However, in the conventional electrophoretic display device and its manufacturing method, there is a problem that it is difficult to select a good product and a defective product after filling. . In addition, after various filling processes such as a sealing process and a mounting process after filling, the electrophoretic material may change depending on heat or pressure. Conventionally, whether such deterioration has occurred, or There was a problem that it was impossible to grasp what caused the problem when it occurred. That is, the conventional electrophoretic display device and the manufacturing method thereof have problems that it is difficult to determine the quality of the product during the manufacturing process and it is difficult to identify the cause of the defective product.
本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
(適用例1) 本適用例に係わる電気泳動表示装置は、表示領域と、表示領域の外側に設けられた検査領域と、を備え、表示領域には表示セルが設けられ、検査領域には検査セルが設けられ、表示セルには、第一粒子と第二粒子とを含む第一分散液が充填され、検査セルには、少なくとも第一粒子を含む第二分散液が充填され、第一粒子の重量と第二粒子の重量との和に対する第一粒子の重量比が、第一分散液と第二分散液とでは異なっている事を特徴とする。
この構成によれば、第一分散液と第二分散液とで組成が違い、第二分散液を検査に適した分散液とする事ができるので、検査セルを用いて各種の検査や原因解析を行う事ができる。即ち、製造工程中に製品良否の判定が行え、不良が発生した場合には、その原因を特定する事ができる。従って良品の電気泳動表示装置を無駄なく効率的に製造する事ができる。又、不良の原因を特定できるので、製品改善や工程改革を進める事ができる。
Application Example 1 An electrophoretic display device according to this application example includes a display area and an inspection area provided outside the display area, the display area includes a display cell, and the inspection area includes an inspection area. A cell is provided, the display cell is filled with a first dispersion containing first particles and second particles, and the inspection cell is filled with a second dispersion containing at least first particles; The weight ratio of the first particles to the sum of the weight of the second particles and the weight of the second particles is different between the first dispersion and the second dispersion.
According to this configuration, the first dispersion liquid and the second dispersion liquid have different compositions, and the second dispersion liquid can be made a dispersion liquid suitable for inspection, so various inspections and cause analysis using the inspection cell. Can be done. That is, the quality of the product can be determined during the manufacturing process, and if a defect occurs, the cause can be specified. Therefore, a good electrophoretic display device can be efficiently manufactured without waste. Moreover, since the cause of the defect can be specified, product improvement and process reform can be promoted.
(適用例2) 上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、第一分散液における重量比をR1と表記し、第二分散液における重量比をR2と表記した際に、R1とR2とは、数式1の関係式を満たす事が好ましい。 Application Example 2 In the electrophoretic display device according to the application example, when the weight ratio in the first dispersion is denoted as R 1 and the weight ratio in the second dispersion is denoted as R 2 , R 1 and R 2 preferably satisfies the relational expression (1).
(適用例3) 本適用例に係わる電気泳動表示装置は、表示領域と、表示領域の外側に設けられた検査領域と、を備え、表示領域には表示セルが設けられ、検査領域には検査セルが設けられ、表示セルには、第一粒子と第二粒子とを含む第一分散液が充填され、検査セルには、第一粒子を含み、第二粒子を含まない第三分散液が充填されている事を特徴とする。
この構成によれば、ある検査セルは第一粒子の分散液となる。従って、第一粒子を含む分散液を充填した際の、良否を判断する事ができる。又、不良が発生した際には、第一粒子の分散液だけを解析する事ができ、不良原因の特定を容易にする事ができる。
Application Example 3 An electrophoretic display device according to this application example includes a display area and an inspection area provided outside the display area. The display area includes a display cell, and the inspection area includes an inspection area. A cell is provided, the display cell is filled with a first dispersion containing first particles and second particles, and the inspection cell contains a third dispersion containing first particles and not containing second particles. It is characterized by being filled.
According to this configuration, a certain inspection cell becomes a dispersion of the first particles. Therefore, it can be judged whether the dispersion liquid containing the first particles is filled. Further, when a defect occurs, only the dispersion of the first particles can be analyzed, and the cause of the defect can be easily identified.
(適用例4) 本適用例に係わる電気泳動表示装置は、表示領域と、表示領域の外側に設けられた検査領域と、を備え、表示領域には表示セルが設けられ、検査領域には検査セルが設けられ、表示セル内には、第一粒子が第一の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、検査セル内には、第一粒子が第二の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、第一の組成比と第二の組成比とが異なる事を特徴とする。
この構成によれば、第二の組成比を検査に適した組成比とする事ができるので、検査セルを用いて各種の検査や原因解析を行う事ができる。即ち、製造工程中に製品良否の判定が行え、不良が発生した場合には、その原因を特定する事ができる。従って良品の電気泳動表示装置を無駄なく効率的に製造する事ができる。又、不良の原因を特定できるので、製品改善や工程改革を進める事ができる。
Application Example 4 An electrophoretic display device according to this application example includes a display area and an inspection area provided outside the display area, the display area includes a display cell, and the inspection area includes an inspection area. A cell is provided, and the display cell is filled with a dispersion in which the first particles are dispersed in the solution at the first composition ratio, and the first particles are dissolved in the solution at the second composition ratio in the inspection cell. The dispersion liquid is filled, and the first composition ratio and the second composition ratio are different.
According to this configuration, since the second composition ratio can be a composition ratio suitable for inspection, various inspections and cause analysis can be performed using the inspection cell. That is, the quality of the product can be determined during the manufacturing process, and if a defect occurs, the cause can be specified. Therefore, a good electrophoretic display device can be efficiently manufactured without waste. Moreover, since the cause of the defect can be specified, product improvement and process reform can be promoted.
(適用例5) 上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、第一の組成比をC1と表記し、第二の組成比をC2と表記した際に、C1とC2とは、数式2の関係式を満たす事が好ましい。 Application Example 5 In the electrophoretic display device according to the application example, when the first composition ratio is expressed as C 1 and the second composition ratio is expressed as C 2 , C 1 and C 2 are: It is preferable that the relational expression 2 is satisfied.
(適用例6) 本適用例に係わる電気泳動表示装置は、表示領域と、表示領域の外側に設けられた検査領域と、を備え、表示領域には表示セルが設けられ、検査領域には検査セルが設けられ、表示セル内には、第一粒子が第一の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、検査セル内には、溶液が充填されている事を特徴とする。
この構成によれば、ある検査セルは第一粒子を含まぬ溶液となる。従って、この溶液を充填した際の、良否を判断する事ができる。又、不良が発生した際には、溶液だけを解析する事ができ、不良原因の特定を容易にする事ができる。
Application Example 6 An electrophoretic display device according to this application example includes a display area and an inspection area provided outside the display area, the display area includes a display cell, and the inspection area includes an inspection area. A cell is provided, and the display cell is filled with a dispersion liquid in which the first particles are dispersed in the solution at the first composition ratio, and the inspection cell is filled with the solution.
According to this configuration, a certain inspection cell becomes a solution that does not contain the first particles. Therefore, it can be judged whether the solution is filled or not. In addition, when a defect occurs, only the solution can be analyzed, and the cause of the defect can be easily identified.
(適用例7) 上記適用例に係わる電気泳動表示装置において、第一基板と第二基板とを有し、第一基板の表示領域となる領域には画素電極が設けられ、第一基板の検査領域となる領域には検査電極が設けられている事が好ましい。
この構成によれば、検査電極を用いて電気泳動性測定や抵抗測定、インピーダンス測定などの各種測定を行う事ができ、製造工程中毎に品質検査を行う事ができる。
Application Example 7 In the electrophoretic display device according to the application example described above, the first substrate and the second substrate are provided, and a pixel electrode is provided in a region serving as a display region of the first substrate. It is preferable that an inspection electrode is provided in the region to be the region.
According to this configuration, various measurements such as electrophoretic measurement, resistance measurement, and impedance measurement can be performed using the inspection electrode, and quality inspection can be performed during each manufacturing process.
(適用例8) 本適用例に係わる電気泳動表示装置の製造方法は、表示領域と、表示領域の外側に設けられた検査領域と、を備えた電気泳動表示装置の製造方法であって、第一基板上で表示領域となる領域に表示セルを設け、検査領域となる領域に検査セルを設けるセル形成工程と、第一吐出部と第二吐出部とを有する吐出装置を用いて、第一粒子を含む第一成分を第一吐出部より表示セルと検査セルとに注入する第一注入工程と、吐出装置を用いて、第二粒子を含む第二成分を第二吐出部より少なくとも表示セルに注入する第二注入工程と、を含む事を特徴とする。
この構成によれば、表示セルと検査セルとで容易に第一成分と第二成分との比率を変える事ができる。一般に、第一成分と第二成分とが混合した溶液を、微少量で正確に吐出しようとすると、第一粒子と第二粒子とが吐出装置内で凝集して、吐出不良を起こしやすい。この構成によると、第一成分と第二成分とを分けて吐出するので、吐出装置内での凝集は生じ難く、吐出不良を著しく減少させる事ができる。
Application Example 8 A method for manufacturing an electrophoretic display device according to this application example is a method for manufacturing an electrophoretic display device including a display region and an inspection region provided outside the display region. Using a discharge device having a cell forming step of providing a display cell in a region to be a display region on one substrate and providing a test cell in a region to be an inspection region, and a first discharge portion and a second discharge portion, A first injection step of injecting the first component containing particles into the display cell and the inspection cell from the first discharge unit, and at least the display cell containing the second component including the second particles from the second discharge unit using the discharge device; And a second injecting step of injecting into the substrate.
According to this configuration, the ratio between the first component and the second component can be easily changed between the display cell and the inspection cell. In general, if a solution in which a first component and a second component are mixed is to be accurately discharged in a very small amount, the first particles and the second particles are aggregated in the discharge device, which tends to cause a discharge failure. According to this configuration, since the first component and the second component are discharged separately, aggregation in the discharge device hardly occurs, and discharge failure can be remarkably reduced.
(適用例9) 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、第二注入工程にて、更に、第二成分を第二吐出部より検査セルに、第一粒子の重量と第二粒子の重量との和に対する第一粒子の重量比が、表示セルと検査セルとでは異なる様に注入する事が好ましい。
この構成によれば、表示セルと検査セルとで第二粒子の導入量を変える事で、容易に第一粒子の重量比を変える事ができる。従って、各種の検査や解析を可能にする電気泳動表示装置を容易に製造する事ができる。
Application Example 9 In the method of manufacturing an electrophoretic display device according to the application example, in the second injection step, the second component is further fed from the second discharge unit to the inspection cell, and the weight of the first particle and the second particle. It is preferable to inject so that the weight ratio of the first particles to the sum of the weights of the display cell and the inspection cell is different.
According to this configuration, the weight ratio of the first particles can be easily changed by changing the introduction amount of the second particles between the display cell and the inspection cell. Therefore, it is possible to easily manufacture an electrophoretic display device that enables various inspections and analysis.
(適用例10) 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、第一注入工程における第一成分の注入量が表示セルと検査セルとでは異なる事が好ましい。
この構成によれば、表示セルと検査セルとで第一粒子の導入量を変える事で、容易に第一粒子の重量比を変える事ができる。従って、各種の検査や解析を可能にする電気泳動表示装置を容易に製造する事ができる。
Application Example 10 In the method for manufacturing an electrophoretic display device according to the application example described above, it is preferable that the injection amount of the first component in the first injection step is different between the display cell and the inspection cell.
According to this configuration, the weight ratio of the first particles can be easily changed by changing the introduction amount of the first particles between the display cell and the inspection cell. Therefore, it is possible to easily manufacture an electrophoretic display device that enables various inspections and analysis.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.
(実施形態1)
「電子機器の概要」
先ず、実施形態1に係わる電子機器と電気泳動表示装置との概要を、図1と図2とを参照して説明する。
(Embodiment 1)
"Outline of electronic equipment"
First, an outline of the electronic apparatus and the electrophoretic display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、実施形態1における電子機器の斜視図である。又、図2は実施形態1に係わる電気泳動表示装置を説明した図で、(a)は電気泳動表示装置の構成を説明する平面図、(b)は(a)のA−A’における平面拡大図、(c)はA−A’における断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of an electronic apparatus according to the first embodiment. 2A and 2B are diagrams illustrating the electrophoretic display device according to the first embodiment. FIG. 2A is a plan view illustrating the configuration of the electrophoretic display device, and FIG. 2B is a plan view taken along line AA ′ in FIG. An enlarged view and (c) are cross-sectional views along AA ′.
図1に示す様に、本発明に係わる電子機器100は、電気泳動表示装置150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120で、スイッチなどから構成される。電気泳動表示装置150は表示領域10と検査領域60とを有するディスプレイモジュールである。表示領域10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10に画像が表示される。表示領域10の外側には検査領域60が設けられているが、検査領域60は筐体で隠されており、使用者には認識されない。検査領域60には単数又は複数の検査セルが設けられる。
As shown in FIG. 1, an
図2に示す様に、表示領域10には隔壁26で区画された表示セル271が設けられ、検査領域60には隔壁26で区画された検査セル276が設けられている。電気泳動表示装置150では、一対の基板間に二種類の粒子を有する分散液がこれらのセル27に充填されている。二種類の粒子は第一粒子と第二粒子で、これらの内で、少なくとも一種類は正又は負に帯電した帯電粒子である。第一粒子は第一の色を呈し、第二粒子は第一の色とは異なる第二の色を呈している。第一粒子と第二粒子とは、液体に分散されて、分散液となっている。この分散液は電気泳動材料24とも呼ばれる。ここでは、二種類の帯電粒子は第一極性に帯電した第一粒子と、第一極性と逆極性の第二極性に帯電した第二粒子とからなる。第一極性に帯電した第一粒子が正に帯電していれば、第二極性に帯電した第二粒子は負に帯電している。各画素に於いて、こうした分散液に適当な電界を印加して第一粒子と第二粒子とを電気泳動させる事で、画素毎に表示状態が制御され、表示領域10に所望の画像が表示される。
As shown in FIG. 2, a
表示セル271には第一粒子と第二粒子とを含む第一分散液が充填され、幾つかの検査セル276の内の一つには少なくとも第一粒子を含む第二分散液が充填されている。第二分散液は更に第二粒子を含んでいても良い。この場合、第一粒子の重量と第二粒子の重量との和に対する第一粒子の重量の比(重量比R)は、第一分散液と第二分散液とでは異なっている。即ち、第一分散液に於いては、表示セル271に逆極性の電界を印加した際に第一の色と第二の色とのコントラスト比が大きくなる重量比とされている。一方、第二分散液に於いては、各種の検査や解析を行い易くする重量比とされている。こうする事で、製造工程中に製品良否の判定が行え、不良が発生した場合には、その原因を特定する事ができる様になる。尚、検査セル276には、第一粒子を含み第二粒子を含まない第三分散液が充填されていても良い。分散液の組成に関しては後述する。
The
「電気泳動表示装置の構造」
次に、図2を用いて、本実施形態に係わる電気泳動表示装置の構造を説明する。
電気泳動表示装置150は第一基板80と第二基板90とを有する。表示領域10には複数の画素20が行列状に配置されている。第一基板80で表示領域10となる領域には、画素20毎に画素電極22と画素回路(図3(b)参照)が形成され、第二基板90にはほぼ全面に共通電極23が形成されている。両基板間には、隔壁26で区切られたセル27が設けられ、このセル27の内に電気泳動材料24が充填されている。セル27の外側にはシール材110が配置され、第一基板80と第二基板90とを接着すると共に、電気泳動材料24を外部環境から隔離し、保護している。こうして電気泳動材料24は画素電極22と共通電極23との間で電気泳動する事が可能になる。第二基板90は透明で、使用者は第二基板90側から電気泳動表示装置150を見る。本実施形態では、一例として、第一の色は白色で、白色の第一粒子は第一極性(正、プラス)に帯電しているものとし、第二の色は黒色で、黒色の第二粒子は第二極性(負、マイナス)に帯電しているものとする。従って、例えば、白表示をさせるには、図2(c)の一番左の列に示される様に、白粒子を共通電極23側に寄せ、黒粒子を画素電極22側に寄せる。その結果、図2(b)の一番左の列のセルに示される様に、第二基板90側から見ると、白表示となる。
"Structure of electrophoretic display device"
Next, the structure of the electrophoretic display device according to this embodiment will be described with reference to FIG.
The
粒子の色に関しては、第一の色と第二の色との組み合わせは白黒に限らず、色相環(color circle)で正反対に位置する関係の色(相補的な色)の組み合わせとしても良い。例えば赤色粒子と緑色粒子との組み合わせや、黄色粒子と紫色粒子との組み合わせ、青色粒子と橙色粒子との組み合わせ、等にしても良い。その他にも赤色と緑色と青色との加法混色の三原色から適当な二色を組み合わせにしても良いし、或いは、シアンとマゼンタとイエローとの減法混色の三原色から適当な二色を組み合わせにしても良いし、更にはこれらの六色から適当な二色を組み合わせても良い。又、二種類の粒子の内で、一種類の粒子が正又は負に帯電しておれば、他方の種類の粒子は必ずしも帯電していなくても良い(他方の粒子は電気的に中性で有っても構わない)。どちらかの粒子が帯電していれば、電気泳動材料24として機能するからである。但し、本実施形態の様に、第一粒子と第二粒子とが反対の極性に帯電していると、各画素に印加する電界に応じて、第一粒子と第二粒子とを素早く確実に分離させる事ができる。即ち、高コントラストの高品質画像を迅速に形成できる。尚、上述の例とは反対に、第一粒子が負に帯電し、第二粒子が正に帯電していても良い。更には、正に帯電した第一粒子と、負に帯電した第二粒子と、帯電してない中性の第三粒子を含む三粒子系であっても良い。
Regarding the color of the particles, the combination of the first color and the second color is not limited to black and white, and may be a combination of colors (complementary colors) in the opposite positions in the color circle. For example, a combination of red particles and green particles, a combination of yellow particles and purple particles, a combination of blue particles and orange particles, or the like may be used. In addition, an appropriate two colors may be combined from the three primary colors of additive color mixture of red, green and blue, or an appropriate two colors may be combined from the three primary colors of subtractive color mixture of cyan, magenta and yellow. It is also possible to combine two colors from these six colors. Also, if one type of two types of particles is positively or negatively charged, the other type of particles may not necessarily be charged (the other particle is electrically neutral). It does not matter.) This is because if either particle is charged, it functions as the
図2(a)に示す様に、表示領域10の外側には走査線駆動回路72やデータ線駆動回路73と共に、検査領域60が備えられている。検査領域60には検査素子が設けられている。本実施形態では、第一検査素子群61と、第二検査素子群62と、第三検査素子群63と、第四検査素子群64と、第五検査素子群65と、の五つの検査素子群が設けられており(以下、各検査素子群を区別する必要がない場合は、単に検査素子群と総称する)、各検査素子群は単数又は複数の検査素子を有している。検査素子群の数は、無論五つに限定される訳ではなく、検査目的に応じた数となり、一つでも良いし、複数個であっても良い。走査線駆動回路72やデータ線駆動回路73、及び幾つかの検査素子群(本実施形態では、第一検査素子群61と第二検査素子群62と第三検査素子群63と)に属する検査素子には外部のコントローラー71(図3参照)に接続する配線が引かれ、これらの配線は第一基板80の一端に集められ、接続端子75となっている。尚、図2(a)では、複数種類の配線も象徴として一本の黒線で描いてある。又、これらの検査素子では、検査電極28が画素電極22と同様に平面上に広がって形成され、検査電極28と共通電極23との間で、図2(c)の断面図の上下方向に(第一基板80と第二基板90との間で)電界が印加される構造となっている。外部のコントローラー71に接続しない幾つかの検査素子群(本実施形態では、第四検査素子群64と第五検査素子群65と)に属する検査素子には、検査端子66に連なる配線が設けられている。先と同様、図2(a)では、複数の検査端子に連なる複数種類の配線も象徴として一本の黒線で描いてある。
As shown in FIG. 2A, an
図2(b)と図2(c)とに示す様に、表示領域10に於いて、隔壁26は各画素を区分けする様に第一基板80に設けられる。その結果、一つの表示セル271が一つの画素20となり、表示セル271毎に画素電極22が形成される。表示セル271の形状は平面視にて四角形で、ほぼ正方形である。これは本実施形態の電子機器100が電子書籍に使用され、白黒表示とされるからである。カラー表示する場合は、表示セル271の形状は短辺が長辺の3分の1となる長方形であっても良い。尚、表示セル271のサイズと画素20のサイズとは必ずしも一致しなくても良い。一つの画素20の中に複数の表示セル271が入っていても良いし、その反対に一つの表示セル271の中に複数の画素20が入っていても良い。升状の表示セル271の内部には第一分散液が充填されている。
As shown in FIG. 2B and FIG. 2C, in the
検査素子にも隔壁26が、検査セル276を形成する様に、第一基板80に設けられる。検査素子は単数又は複数の検査セル276を含んでいる。検査セル276の平面形状は、原則として、表示セル271と同じサイズの四角形であるが、検査目的に応じて検査セル276のサイズや形状は変えられる。電気的な測定を行う検査セル276には、第一基板80に検査電極28が設けられる。分散液吐出検査の様に検査目的に応じては、検査電極28を有さぬ検査セル276が設けられても良い。検査電極28は、検査セル276の内部で、画素電極22と同様に平面的に広がった一つの電極の場合と、線状に細い複数個の電極の場合とがある。検査電極28が平面的に広がった一つの電極の場合には、検査電極28と共通電極23との間に適当な電界を印加して、電気泳動表示装置150の断面(図2(c))で、縦方向の電気的な測定を行う。検査電極28が線状に細い複数個の電極の場合には、複数個の検査電極28間に適当な電界を印加して、電気泳動表示装置150の断面(図2(c))で、横方向の電気的な測定を行う。これらに関しては、後述する。升状の検査セル276の少なくとも一つの内部には第二分散液が充填されている。尚、第一分散液における重量比をR1と表記し、第二分散液における重量比をR2と表記した際に、R1とR2とは、数式3の関係式を満たす事が好ましい。
The
セル27の一辺は10μmから1cmの範囲にあり、その深さは20μmから100μmの範囲に有るのが好ましい。好適例としては、セル27の一辺が画素20の一辺と同じ71μm(360dpi)で、その深さは50μmである。又、隔壁26の厚みは2μmから100μmの範囲に有るのが好ましく、最適には3μmから30μmの範囲で、好適例としては5μmである。隔壁26が設けられた領域は表示に寄与しないが、セル27の一辺が10μm以上で有れば、隔壁26の割合を20%未満と小さくでき、コントラスト比が高い電気泳動表示装置150とする事ができる。第一基板80と第二基板90との間隔(セル27の深さ)が100μm以下であるので、セル27の一辺が1cm以下で有れば、電気泳動表示装置150を垂直に立てても電気泳動材料24が重力により下方に沈殿する事を抑制できる。即ち、電子機器100を立てて使用しても支障がでない。セルの深さが20μm以上で有れば、第一粒子と第二粒子とを縦方向で分離できるので、十分に高いコントラスト比が得られる。セルの深さが100μm以下で有れば、帯電粒子の電気泳動距離が短くなるので、1秒以下の短時間で画像を書き換えられる。隔壁26の厚みが2μm以上で有れば、フォトリソグラフィーとエッチングとを用いる伝統的な手法で簡単に隔壁26を形成でき、しかも製造工程に耐え得る強い隔壁26とする事ができる。隔壁26の厚みが100μm以下であれば、人間の目に視認され難くなる。尚、好適例でのセル27の容積は218ピコリットルである。
One side of the
色調や反射率等の光学測定を行う検査素子は、光学測定器の測定エリアに合わせたサイズとされ、好適例としては径の長さが20μmから10mmの範囲にある多角形となる。径の長さとは検査素子の面積の平方根である。又、多角形は単数又は複数の検査セル276が組み合わせて作られている。径の長さが20μmよりも大きければ、汎用的な顕微分光測定装置を使用でき、10mmよりも小さければ、表示領域10の外側の周辺領域に検査素子を設けても、周辺領域が拡張される事はない。即ち、配線や駆動回路70が形成されている周辺領域に検査素子を設ける事が可能となる。本実施形態では、光学測定用の検査素子は検査セル276を一つをそのまま用いた。検査セル276は、画素20と同じサイズで一辺が71μmの正方形である。一方、直流抵抗測定やインピーダンス測定と云った電気的な測定を行う検査素子は、径の長さが100μm程度から10mm程度の長方形又は正方形、或いは検査セル276を複数個組み合わせた多角形とする。電気泳動材料24の比抵抗は10ギガΩcm(1010Ωcm)から10テラΩcm(1013Ωcm)程度である。セル27の深さが最も深い100μmで、溶媒の比抵抗が10ギガΩcm場合、電気的な測定を行う検査素子の面積が104μm2(例えば一辺(径の長さ)が100μmの正方形)だと、検査電極28と共通電極23との間の抵抗値は1テラΩ(1012Ω)となる。インピーダンス測定での電圧振幅を0.1Vとすると、測定すべき電流は100フェムトA(10-13A)となる。一般に1フェムトA以上の電流値ならば計測可能なので、電気的な測定を行う検査素子の面積が104μm2以上有れば、比較的容易に各種電気測定がなされる。検査セル276の深さが最も深い100μmで、溶媒の比抵抗が最も厳しい10テラΩcmであっても、電気的な測定を行う検査素子の面積が102mm2(例えば一辺(径の長さ)が10mmの正方形)だと、検査電極28と共通電極23との間の抵抗値は0.1テラΩとなって、各種電気測定は極めて容易に計測できる。本実施形態で電気的な測定を行う検査素子は、検査セル276を5行4列の合計20個配置して、その面積を105μm2とした。この場合、電気的な測定を行う検査素子の径の長さは318μmである。
The inspection element that performs optical measurement such as color tone and reflectance is sized according to the measurement area of the optical measuring instrument, and is preferably a polygon having a diameter in the range of 20 μm to 10 mm. The length of the diameter is the square root of the area of the test element. Further, the polygon is formed by combining one or a plurality of
「回路構成」
図3は実施形態1に係わる電気泳動表示装置の回路図であり、(a)は全体構成を説明する図、(b)は画素回路を説明する図、(c)は主として検査領域を説明する図である。次に、図3を用いて本実施形態に係わる電気泳動表示装置の駆動回路を説明する。
"Circuit configuration"
3A and 3B are circuit diagrams of the electrophoretic display device according to the first embodiment. FIG. 3A is a diagram for explaining the overall configuration, FIG. 3B is a diagram for explaining a pixel circuit, and FIG. FIG. Next, the drive circuit of the electrophoretic display device according to this embodiment will be described with reference to FIG.
図3(a)に示されている様に、表示領域10には、m行×n列分の画素20が行列状(二次元平面的)に配列されている。又、表示領域10には、m本の走査線30(即ち、走査線Y1、Y2、…、Ym)と、n本のデータ線40(即ち、データ線X1、X2、…、Xn)とが互いに交差するように設けられている。具体的には、m本の走査線30は行方向(即ち、X方向)に延在し、n本のデータ線40は列方向(即ち、Y方向)に延在している。m本の走査線30とn本のデータ線40との交差点に対応して画素20が配置されている。
As shown in FIG. 3A, m rows × n columns of
表示領域10の外側には駆動回路70が設けられている。駆動回路70は、コントローラー71や走査線駆動回路72、データ線駆動回路73、共通電位供給回路74などから構成されている。コントローラー71は、走査線駆動回路72とデータ線駆動回路73、共通電位供給回路74、及び検査領域60に含まれる一部又は全部の検査素子、の動作を制御し、クロック信号やタイミング信号等の各種信号を各回路に供給する。
A
走査線駆動回路72は、コントローラー71から供給されるタイミング信号に基づいて、走査線Y1、Y2、…、Ymの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。データ線駆動回路73は、コントローラー71から供給されるタイミング信号に基づいて、データ線X1、X2、…、Xnに画像信号を供給する。画像信号は、高電位VH(例えば15V)と低電位VL(例えば−15V)との間で多値的な電位をとる。尚、本実施形態では、画像信号は二値であり、第一表示(白の表示)に書き換えられる画素電極22に対して高電位VHの画像信号が供給され、第二表示(黒の表示)に書き換えられる画素電極22に対して低電位VLの画像信号が供給される。
Based on the timing signal supplied from the
共通電位供給回路74は、共通電位線50に共通電位Vcomを供給する。尚、共通電位Vcomは一定の電位であっても良いし、例えば書き込む階調やフレームに応じて変えても良い。本実施形態では、共通電位Vcomが総ての電位に対する基準電位となり、共通電位を0Vとしている。従って、先の高電位VH(例えば15V)や低電位VL(例えば−15V)はそのまま共通電位Vcomに対する電位差ともなる。尚、コントローラー71、走査線駆動回路72、データ線駆動回路73及び共通電位供給回路74には、各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係のない物については説明を省略している。
The common
図3(b)の回路図に示される様に、画素20は、画素スイッチング用トランジスター21と、画素電極22と、共通電極23と、電気泳動材料24と、保持容量25とを備えている。
As shown in the circuit diagram of FIG. 3B, the
画素スイッチング用トランジスター21は、例えばN型トランジスターで構成されている。ここでは上ゲート型の薄膜トランジスターが採用されているが、下ゲート型の薄膜トランジスターで有っても構わない。画素スイッチング用トランジスター21は、そのゲートが走査線30に電気的に接続されており、そのソースがデータ線40に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極22及び保持容量25の一端に電気的に接続されている。保持容量25は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなり、一方の電極(一端)が、画素電極22及び画素スイッチング用トランジスター21に電気的に接続され、他方の電極(他端)が共通電位線50に電気的に接続されている。この保持容量25によって画像信号を一定期間だけ維持することができる。画素スイッチング用トランジスター21は、データ線駆動回路73からデータ線40を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路72から走査線30を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極22及び保持容量25に出力する。
The
画素電極22には、データ線駆動回路73からデータ線40及び画素スイッチング用トランジスター21を介して、画像信号が供給される。画素電極22は、電気泳動材料24を介して共通電極23と互いに対向するように配置されている。共通電極23は、共通電位Vcomが供給される共通電位線50に電気的に接続されている。共通電極23は、画素電極22が形成された第一基板80に対向する第二基板90に設けられ、電気泳動粒子は図2(c)に示す断面図の上下方向で電気泳動する。尚、共通電極23を画素電極22が形成された第一基板80に設けて、電気泳動粒子が図2(c)の断面図の水平方向(図2(c)の左右方向)に電気泳動する構成としても良い。
An image signal is supplied to the
図3(c)の回路図に示される様に、第一検査素子群61と第二検査素子群62と第三検査素子群63とに属する検査素子には、検査電極28と共通電極23とが設けられ、検査電極28はコントローラー71にて制御される。共通電極23は共通電位線50に接続する。尚、検査電極28とコントローラーとの間にスイッチングトランジスターを設けても良い。一方、第四検査素子群64と第五検査素子群65とに属する検査素子にも検査電極28が設けられるが、これらは検査端子66に連なる。
As shown in the circuit diagram of FIG. 3C, the test elements belonging to the first
「電気泳動表示装置の製造方法」
図4は本実施形態に係わる電気泳動表示装置の製造方法を説明した図である。次に、図4を用いて、製造方法を説明する。
まず、第一基板80に薄膜トランジスターや薄膜キャパシターなどの薄膜素子を用いて、画素スイッチング用トランジスター21や駆動回路70を形成する。その際に、画素20には画素電極22が配置され、検査電極28が必要な検査セル276には検査電極28が配置される。次いで、隔壁26を形成する。隔壁26は電気泳動材料24に用いられている溶媒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。隔壁26の作製方法は特に問われないが、好適例としては、第一基板80に形成した膜をフォトリソグラフィーとケミカルエッチングを用いて加工する。その他に、加熱された熱可塑性樹脂に凹凸形状を持つ型を押しつけて形成しても良いし、更にはセルが形成されたシートを第一基板80に貼り合わせても良い。或いは、溶媒などにより流動性を持たせた樹脂をスクリーン印刷法やグラビア印刷法などのウェットプロセスによって配置する事で、隔壁26を形成しても良い。
“Method of manufacturing an electrophoretic display device”
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electrophoretic display device according to this embodiment. Next, a manufacturing method is demonstrated using FIG.
First, the
隔壁26を形成する事で、第一基板80上にはセル27が形成される。即ち、表示領域10となる領域には表示セル271が設けられ、検査領域60となる領域には検査セル276が設けられる。このセル形成工程が終了した後に、表示セル271には第一分散液が充填され、検査セル276には第二分散液などが充填される。この充填作業は、第一吐出部131と第二吐出部132とを有する吐出装置を用いて行われる。吐出装置の好適例はインクジェット方式の吐出装置であるが、この他にもディスペンサー式の吐出装置やスクリーン印刷方式の吐出装置を適用しても良い。ここでは、微小領域を高精度で描画可能なインクジェット方式の吐出装置を用いた。第一吐出部131からは、第一粒子を含む第一成分241が吐出される。同様に、第二吐出部132からは、第二粒子を含む第二成分242が吐出される。更に、吐出装置は第三吐出部133を備えているのが好ましく、第三吐出部133からは第三成分243が吐出される。第三成分243は、第一粒子も第二粒子も含まず、電気泳動材料24の一組成をなす溶液である。
The
第一粒子は白色顔料の酸化チタンであり、第一成分241はシリコーンオイルを溶媒として、白色顔料の酸化チタンを21.2wt%含んでいる。第二粒子は黒色顔料のチタンブラックであり、第二成分242はシリコーンオイルを溶媒として、黒色顔料のチタンブラックを26.5wt%含んでいる。第三成分243はシリコーンオイルの溶媒である。充填作業は、注入検査工程と注入工程とを含んでいる。注入検査工程は、第一成分241を第一吐出部131から検査セル276に注入する第一注入検査工程と、第二成分242を第二吐出部132から検査セル276に注入する第二注入検査工程と、第三成分243を第三吐出部133から検査セル276に注入する第三注入検査工程と、を含む。又、注入工程は、第一成分241を第一吐出部131から表示セル271と検査セル276とに注入する第一注入工程と、第二成分242を第二吐出部132から少なくとも表示セル271に注入する第二注入工程と、第三成分243を第三吐出部133から表示セル271と検査セル276とに注入する第三注入工程と、を含んでいる。最初に注入検査工程を行い、吐出装置が正常か否かを検査する。この検査で異常がなければ、注入工程を行う。反対に、検査で吐出装置に異常が見つかれば、吐出装置を調整し直し、再度注入検査工程を行う。第一注入工程では、第一成分241の注入量が表示セル271と検査セル276とでは異なる様にしても良い。第二注入工程では、第二成分242を検査セル276に注入しても良い。この際に、第一粒子の重量と第二粒子の重量との和に対する第一粒子の重量比が、表示セル271と検査セル276とでは異なる様に注入する。
The first particles are titanium oxide as a white pigment, and the
インクジェット方式の吐出装置では、吐出部(ノズル)の口径や吐出部に供給する電圧値やその波形などを変える事で、一回の塗出量を0.1ピコリットル程度から100ピコリットル程度との幅広い範囲で変える事ができる。ここでは、一回の塗出量が22ピコリットルとなる様に調整した。好適例でのセル27の容積は218ピコリットルであるので、好適例では一つのセル27に合計で10回の吐出が為される。詳細は後述するが、第一分散液における白粒子の重量パーセントの好適例は10.6wt%であり、黒粒子の重量パーセントの好適例は5.3wt%である。こうした組成にするには、表示セル271に第一成分241を5回吐出し、第二成分242を2回吐出し、第三成分243を3回吐出すれば良い。又、第二分散液における白粒子の重量パーセントの一例は2.1wt%であり、黒粒子の重量パーセントの好適例は5.3wt%である。こうした組成にするには、検査セル276に第一成分241を1回吐出し、第二成分242を2回吐出し、第三成分243を7回吐出すれば良い。尚、好適例における重量比はR1=0.667で、R2=0.285で、(1/R2−1)/(1/R1−1)=5となる。
In an ink jet type ejection device, by changing the diameter of the ejection part (nozzle), the voltage value supplied to the ejection part, the waveform thereof, etc., the amount of application at one time is about 0.1 picoliter to about 100 picoliter It can be changed within a wide range. Here, it adjusted so that the coating amount of one time might be set to 22 picoliters. Since the volume of the
インクジェット方式の吐出装置で、インクや電気泳動材料24の様なチキソトロピー性を有する液体や分散液を容易に且つ安定的に吐出できる粘度範囲は大凡3mPasから30mPasである。吐出される液体が溶剤と云った非分散系溶液でチキソトロピー性が小さければ、吐出可能な粘度範囲の下限は0.8mPas程度に下がる。一方、電気泳動材料24が高速で電気泳動する動粘度は4mm2/s程度以下であり、第一分散液の好適例での動粘度は2.5mm2/s程度であった。動粘度は粘度を比重で除した値である。電気泳動材料24の比重は0.8g/cm3から1.2g/cm3程度であり、第一分散液の好適例に於いては0.92g/cm3であった。従って、電気泳動材料24が高速で電気泳動する粘度は、殆どの材料で4.8mPas以下であり、普通は3mPas以下となる。実際に第一分散液の好適例の粘度は2.3mPasであった。こうした材料をインクジェット方式の吐出装置で吐出するのは、上述の粘度範囲を外れている為に、容易ではなく、吐出不良も生じ易い。一方、第一成分241や第二成分242は、粒子の重量パーセントを第一分散液よりも高める事で、これらの粘度を3mPas程度以上に調整されている。その為にインクジェット方式の吐出装置で、第一成分241や第二成分242は容易に且つ安定的に吐出される。第三成分243は溶剤で、粘度が2mPas程度なので、矢張り容易に且つ安定的に吐出される。この様に、本実施形態に則すると、本来インクジェット方式の吐出装置で吐出し難い電気泳動材料24を、容易に且つ安定的に吐出できる様になる。
The viscosity range in which a liquid or dispersion having thixotropy such as ink or
セル27に第三成分243とその他の成分とを吐出する場合には、最初に第三成分243を吐出するのが好ましい。第三成分243には粒子が含まれていないので、ノズル詰まりは生じず、安定的に吐出できる。この第三成分243を最初に吐出する事で、吐出領域は溶媒雰囲気となる。こうすると、その後に粒子を含む他の成分を吐出する際にも、溶媒の蒸発が抑制される為にノズルでの粒子の凝集が起こり難くなり、比較的安定的に他の成分も吐出できるからである。また、セル27に第三成分243が溜まった状態で、粒子を含む他の成分が吐出されるので、セル27内で溶媒が蒸発して粒子がセル27の隔壁26や底面に固形物として凝集してしまう恐れは殆ど無くなる。即ち、充填作業期間に渡って第一分散液や第二分散液をセル27の内部で安定に保つ事ができる。
When discharging the
セル27に、第一成分241や第二成分242等と云った第三成分243以外の成分と共に、第三成分243を複数回吐出する場合には、最初の一回の吐出と最後の一回の吐出は第三成分243の吐出とし、これらの間に第三成分243以外の成分の吐出を行うのが好ましい。最初の一回の吐出を第三成分243とする効果は前述の如くである。最後の一回の吐出を第三成分243とするのは、粒子が収納されたセルを第三成分243の溶剤で覆う為である。こうする事で、次の封止工程が為されるまでの期間に電気泳動材料24をセル27の内部で安定に保つ事ができ、セル27毎の電気泳動材料24の表面状態を揃えられる。又、隔壁26の上面(第二基板90との接合面)に粒子が付きにくく、次の封止工程や接着工程での不良を削減できる。本実施形態では、一つの表示セル271に第一分散液を充填するのに、最初に第三成分243を2回吐出し、次いで第一成分241を5回吐出し、次に第二成分242を2回吐出し、最後に再度第三成分243を1回吐出した。又、先に一例とした検査セル276に第二分散液を充填するのに、最初に第三成分243を6回吐出し、次いで第一成分241を1回吐出し、次に第二成分242を2回吐出し、最後に再度第三成分243を1回吐出した。尚、吐出の順番はこれに限定されるものではなく、その他のあらゆる順列が可能である。例えば、第一成分241の一回の吐出をFで表記し、第二成分242の一回の吐出をSで表記し、第三成分243の一回の吐出をTで表記した場合、FFFFFSSTTTとしても良いし、FSFTFSFTFTとしても良いし、FSTFSTFTFFとしても良い。
When the
表示領域10がA4サイズ(縦297mm×横210mm)で、精細度を360dpiとした場合、セル27は、縦に4209個並び、横に2976個並ぶので、総数は1252万5984個となる。一つのセル27に10回の吐出を行うので、総吐出数は1億2525万9840回となる。インクジェット方式の吐出装置は1kHzから100kHz程度の駆動周波数で吐出できる。吐出部は1ヘッド当たりに最大で200個程度設けられ、吐出装置一台当たりヘッド数は1から50程度なので、吐出装置一台当たりの吐出部総数は100個程度から10、000個程度となる。本実施形態の吐出装置では、駆動周波数が10kHzで、吐出部総数が1000ノズルであった。従って、1秒間に1000万回の吐出が為され、A4サイズの表示領域10への電気泳動材料24の充填は12.5秒程度で終了する。
When the
セル27に電気泳動材料24が充填された後に、封止工程としてセル27の上を封止する。封止工程では、封止膜となる前駆体樹脂を電気泳動材料24の表面に浮かべ、次いで重合処理や架橋処理を施して前駆体樹脂を反応させ、高分子からなる封止膜を形成する。封止膜が形成された後に吐出検査工程を行う。これは吐出された各成分に品質異常がないかどうかを確認する検査で、品質異常がなければ次の工程に進み、異常が見つかれば、充填された電気泳動材料24を洗い落とし、正常な電気泳動材料24を充填し直す。最後に、接着工程として、封止膜上に接着剤を塗布し、共通電極23が形成された第二基板90を貼り合わせる。第二基板90はポリエステルフィルムなどである。尚、隔壁26を第二基板90に形成しても良い。即ち、第二基板90にセル形成工程や注入検査工程、注入工程、封止工程、吐出検査工程などを上述の如く施し、接着工程で画素電極22が形成された第一基板80を貼り合わせても良い。又、電気泳動材料24が3種類以上の複数種類の粒子を含んでいる場合も、粒子毎に分散液を作り、粒子毎の専用吐出部から吐出される。その場合、矢張り、溶剤のみを含む第三成分243を作り、最初の一回の吐出と最後の一回の吐出は第三成分243の吐出とする。
After the
第一基板80と第二基板90とを貼り合わせる際には、熱圧着や紫外線硬化などが用いられる。又、両基板が貼り合わされた後には、接続端子75へのフレキシブルプリントサーキットの実装工程や、電気泳動表示装置150を保護する保護フィルムのラミネート工程、或いは電子機器への組み込み工程など、各種の後工程が施される。これらの工程中に電気泳動材料24は熱や圧力、光、振動、衝撃など様々な外的刺激を受け、その結果、電気泳動材料24が変質する恐れがある。従って、これらの工程の途中に検査工程(これらを総称して後検査工程と呼ぶ)を設け、検査素子を用いて、電気泳動材料24やその成分(第一成分241等)の品質検査を行うのが好ましい。
When the
従来は、第一粒子と第二粒子とが分散された溶液を塗布していた。この場合、第一粒子と第二粒子とが吐出装置内(例えば流路や吐出部のノズル)で凝集して、吐出不良を起こすとの課題があった。これに対して、本実施形態に記述した電気泳動表示装置150の製造方法では、第一成分241と第二成分242と第三成分243とを分けて吐出し、セル27内で電気泳動材料24とするので、吐出装置内での凝集は生じ難く、吐出不良を著しく減少させる事ができる。又、第一成分241では第一粒子が均一に分散しており、第二成分242では第二粒子が均一に分散しているので、表示領域10や検査領域60と云った塗布面全領域に於いて均一な分散液(第一成分241や第二成分242)を吐出する事ができ、その結果、電気泳動表示装置150の表示特性も均一になる。更に、第一成分241や第二成分242の保存安定性が高いので、吐出装置内でこれらを攪拌させる必要が無く、吐出装置を簡単な構成にする事ができる。又、第一成分241や第二成分242、第三成分243の保存安定性が高いので、電気泳動材料24に分散安定剤などを添加しなくても良い。分散安定剤は電気泳動表示装置150に表示された画像の保持性を落とすので、本実施形態の電気泳動表示装置150は優れた画像保持性を示す事になる。更に、第三成分243を第一成分241と第二成分242とに添加して電気泳動材料24としているので、第一成分241と第二成分242は塗布性や吐出性に優れた分散液とし、電気泳動材料24は電気泳動性に優れた分散液とする事ができる。
Conventionally, a solution in which first particles and second particles are dispersed is applied. In this case, there is a problem that the first particles and the second particles are aggregated in the discharge device (for example, a channel or a nozzle of the discharge unit) to cause discharge failure. On the other hand, in the method for manufacturing the
「第一分散液組成」
ここでは第一分散液の組成を説明する。まず、第一粒子も第二粒子も球として、コントラスト比の高い電気泳動表示装置150を実現する上で必要となる電気泳動材料24の組成(第一分散液の組成)を考える。第一粒子(白粒子)の比重をρW、白粒子の半径をrW、第二粒子(黒粒子)の比重をρB、黒粒子の半径をrBとすると、黒粒子の断面積は数式4で表される。
"First dispersion composition"
Here, the composition of the first dispersion will be described. First, the composition of the electrophoretic material 24 (composition of the first dispersion liquid) necessary for realizing the
平面を円が細密充填した際に、円の面積割合は数式5である。 When the circle is closely packed on the plane, the area ratio of the circle is Equation 5.
従って、細密充填した際に黒粒子が専有する面積は、数式4を数式5にて除して、数式6となる。 Therefore, the area occupied by the black particles when densely packed is obtained by dividing Formula 4 by Formula 5 and Formula 6.
セル27の一辺の長さをLで表記すると、セル27の面積はL2で有るので、セル27を総て平面的に覆い尽くすのに必要な粒子数は、数式7にて表される。
If the length of one side of the
必要な黒粒子の層数をNBで表すと、必要な黒粒子の総数は数式8となる。 Denoting the number of layers of the required black particles N B, the total number of black particles necessary is the formula 8.
黒粒子一個の重量は、数式9である。 The weight of one black particle is Equation 9.
従って、セル27内の黒粒子の総重量は数式8と数式9との積で、数式10となる。
Therefore, the total weight of the black particles in the
セル27の深さをdにて表し、セル27には白粒子と黒粒子とを入れ、溶剤の比重をρSとすると、セル27を充満する溶剤の重量は、セル27の体積から白粒子の体積と黒粒子の体積とを減じた体積に溶剤の密度を乗じ、数式11となる。
When the depth of the
数式10と数式11とから、電気泳動材料24の全体(溶剤+黒粒子+白粒子)の重量は、数式12となる。
From
電気泳動材料24の全体の重量に対する黒粒子重量の割合WBは、数式10を数式12にて除して、数式13となる。
The ratio W B of the black particle weight to the total weight of the
同様に分散液全体重量に対する白粒子重量の割合WWは、数式14となる。 Similarly, the ratio W W of the white particle weight with respect to the total weight of the dispersion is expressed by Equation 14.
ちなみに、白粒子(第一粒子)重量と黒粒子(第二粒子)重量との和に対する白粒子(第一粒子)重量の割合Rは数式15となる。 Incidentally, the ratio R of the white particle (first particle) weight to the sum of the white particle (first particle) weight and the black particle (second particle) weight is expressed by Equation 15.
NB=NW=1で有ると、数式5により隙間が9.31%存在するので、白粒子の反射率が80%で、黒粒子の反射率0%と云った理想系であっても、黒表示の反射率は7.4%となり、白表示の反射率は72.6%となる。白粒子も黒粒子も1層しかなければ、隙間によってコントラスト比を落としてしまう。粒子2層で細密充填すれば、理論上は、表面は完全に覆い尽くされるので、理想系では、黒表示の反射率は0%で、白表示の反射率は80%となる。従って、黒粒子も白粒子も最低でも2層分は電気泳動材料24に含まれているのが好ましい。黒粒子に関しては入射光を吸収すれば良いので、原理的には黒粒子2層分で黒表示となり得るが、その他の色の粒子では、入射光が複数回の反射を繰り返して反射光として出射されねばならない。従って、白粒子など黒以外の色粒子の場合は、黒粒子の1.5倍程度から4倍程度は電気泳動材料24に含まれているのが好ましい。好適例としては2倍である。即ち、電気泳動表示装置150に最低限必要な黒粒子の層数NBと、最低限必要な白粒子(黒以外の色の粒子)の層数NWとは、数式16で表される。
If N B = N W = 1, there is a gap of 9.31% according to Equation 5, so that even in an ideal system where the reflectance of white particles is 80% and the reflectance of black particles is 0%. The black display reflectivity is 7.4%, and the white display reflectivity is 72.6%. If there is only one layer of white particles and black particles, the contrast ratio is lowered by the gap. If the two layers of particles are densely packed, theoretically, the surface is completely covered. Therefore, in the ideal system, the reflectance for black display is 0% and the reflectance for white display is 80%. Therefore, it is preferable that at least two layers of black particles and white particles are included in the
従って、理想系で黒表示の反射率を0%とする為の黒粒子の最低量WBminは、数式17となり、電気泳動材料24の全体の重量に対する黒粒子重量の割合WBは、WBmin以上とされねばならない。
Therefore, the minimum amount W Bmin of black particles for setting the reflectance of black display to 0% in the ideal system is expressed by Equation 17, and the ratio W B of the black particle weight to the total weight of the
同様に、理想系で白表示の反射率を高める為の白粒子の必要最低量WWminは、数式18となり、電気泳動材料24の全体の重量に対する白粒子重量の割合WWは、WWmin以上とされねばならない。
Similarly, the minimum necessary amount W Wmin of white particles for increasing the reflectance of white display in an ideal system is expressed by
本実施形態では、rB=rW=0.1μm、d=50μm、ρB=ρW=4g/cm3、ρS=0.8g/cm3であるので、NB=2でNW=4の際のWBminは2.3wt%となり、WWminは4.6wt%となる。理想系では上述の通りだが、実際には、白粒子と黒粒子とが電気泳動材料24中で凝集したり、隔壁26などに吸着されたりするので、NBやNWの値はもっと大きい方が好ましい。実験によると、NBを3、4、5と増やすに従い黒表示の反射率が低下し、5以上は殆ど変わらなかった。従って、NBの最適値は5であり、好ましい範囲は3以上7以下である。前述の如く、NWはNBの2倍程度以上が良く、実際に実験ではNWを増やすに従い白表示の反射率が向上し、10以上で反射率の向上は緩やかになった。従って、NWの最適値は10であり、好ましい範囲は6以上21以下である。NB=5でNW=10の際のWBは5.3wt%となり、WWは10.6wt%となり、これらが前述の第一分散液の組成である。この組成で画素電極22を+15Vの電位とし、共通電極23を0Vとすると、その画素は白表示し、反射率は45%であった。又、画素電極22を0Vとし、共通電極23に15Vとすると、その画素は黒表示し、反射率は6%であった。
In this embodiment, r B = r W = 0.1 μm, d = 50 μm, ρ B = ρ W = 4 g / cm 3 , ρ S = 0.8 g / cm 3 , so that N B = 2 and N W When W = 4, W Bmin is 2.3 wt%, and W Wmin is 4.6 wt%. But as described above is an ideal system, in fact, or agglomerated and white particles and black particles in the
「検査内容」
次に注入検査工程や吐出検査工程、後検査工程、或いは不良解析にて行われる検査内容を説明する。
"Inspection contents"
Next, the contents of inspection performed in the injection inspection process, the discharge inspection process, the post-inspection process, or the defect analysis will be described.
注入検査工程では、各成分の吐出装置からの吐出状態を検査する。即ち、塗出量を顕微鏡観察と光学測定とで検査する。顕微鏡観察では、検査セル276毎に各成分がその検査セル276を満たす回数(本実施形態の場合10回)吐出し、成分毎に検査セル276が満杯になっているかを吐出装置に備え付けられた顕微鏡にて観察する。例えばある検査セル276は第一成分241で満たされる様に吐出され、別の検査セル276は第二成分242で満たされる様に吐出され、更に別の検査セル276は第三成分243で満たされる様に吐出された後に、実際にこれらの検査セル276が其々の成分で満たされているかを観察する。
In the injection inspection process, the ejection state of each component from the ejection device is inspected. That is, the coating amount is inspected by microscopic observation and optical measurement. In the microscopic observation, each component is discharged for each
光学測定では、検査セル276の幾つかに数式19を満たす第二分散液を充填し、反射率や色相などの光学特性を測定する事で各成分の塗出量を検査する。
In the optical measurement, some of the
ここでR1は第一分散液における重量比であり、R2は第二分散液における重量比である。まず、所定体積における第一分散液での第一粒子の重量をa1とし、第二粒子の重量をb1とする。同様に同じ体積における第二分散液での第一粒子の重量をa2とし、第二粒子の重量をb2とする。又、αとβとをa2=αa1、b2=βb1と定義する。こうするとβ/αは数式20にて表現される。
Here, R 1 is a weight ratio in the first dispersion, and R 2 is a weight ratio in the second dispersion. First, the weight of the first particles in the first dispersion liquid in a predetermined volume and a 1, the weight of the second particles and b 1. Similarly, the weight of the first particles in the second dispersion in the same volume is a 2 and the weight of the second particles is b 2 . Also, α and β are defined as a 2 = αa 1 and b 2 = βb 1 . In this way, β / α is expressed by
従って数式1は、第二分散液における第一粒子の第二粒子に対する割合を、第一分散液における第一粒子の第二粒子に対する割合の倍以上にするか、或いは半分以下にする、との意味となる。こうする事で検査セル276は、第一粒子を主体としてそこに僅かに第二粒子が添加された分散液が充填されている物や、反対に第二粒子を主体としてそこに僅かに第一粒子が添加された分散液が充填されている物など、様々な第二分散液を其々保有する事となる。又、検査セル276には、第一粒子を含み第二粒子を含まない第三分散液や、第二粒子を含み第一粒子を含まない第三分散液が充填されていても良い。結局、或る検査セル276は第二粒子を含まず第一粒子を含む分散液(第三分散液)で満たされ、別の検査セル276は第一粒子を主体として僅かに第二粒子を含む分散液(第二分散液)で満たされ、又別の検査セル276は表示セル271と同じ第一分散液で満たされ、又別の検査セル276は第二粒子を主体として僅かに第一粒子を含む分散液(第二分散液、前述の白粒子2.1wt%で黒粒子5.3wt%、R2=0.285の一例)で満たされ、更に別の検査セル276は第一粒子を含まず第二粒子を含む分散液(第三分散液)で満たされる、等の状況になる。こうする事で、検査や解析の精度が上がり、良否判定や原因解析が容易になるからである。例えば、R1=0.667の好適例に於いて、R2=0.285(β/α=5)の一例では、検査セル276は、正常ならば、反射率14%程度のやや灰色掛かった黒となるはずである。ところが、もしこれが例えば反射率10%になっていれば、これは白粒子を含む第一成分241に吐出不良が生じていた事を意味する。この様に様々な組成の分散液を有する検査セル276を準備しておく事で検査精度を向上でき、不良が発生した場合の原因特定が容易となる。
Therefore, the formula 1 indicates that the ratio of the first particles to the second particles in the second dispersion is more than twice the ratio of the first particles to the second particles in the first dispersion, or less than half. It makes sense. By doing so, the
吐出検査工程では、吐出直後の電気泳動材料24の品質検査を行う。これは上述の光学測定と、以下に説明する電気測定とでなされる。図5は本実施形態に係わる検査素子を説明した図で、(a)は第四検査素子群をなす検査セル276、(b)は第五検査素子群をなす一つの検査セル276である。第四検査素子群64と第五検査素子群65とに属する検査素子は、コントローラー71にて制御されず、検査端子66に連なる線状の検査電極28が設けられている。従って、検査セル276に共通電極23が設けられずとも、検査端子66に電気測定器を直に接続する事で、検査セル276内に充填された分散液の電気測定が実現する。図5(a)に示す様に、第四検査素子群64に属する検査素子は電気特性を計測する二端子型の検査セル276を有しており、検査セル276には、第一検査電極281と、第一検査電極281に平行する第二検査電極282と、が設けられている。第一検査電極281も第二検査電極282も検査端子66に繋がっている。第一検査電極281と第二検査電極282とのスペースSは3μmから15μmの範囲にあり、好適例においては7μmである。3μm以上あれば検査電極をフォトリソグラフィーとケミカルエッチングで作る際に発生する寸法ずれよりも十分にスペースSは大きいので、電気測定において寸法ずれに起因する誤差が十分に小さくできる。又、スペースSが15μm以下ならば、比抵抗が10ギガΩcm以上と高い電気泳動材料24の電気測定を容易に行う事ができる。図5(a)では3行2列分の検査セル276を描いてある(3行の検査素子)。実際には行で分散液の種類を変え(検査素子毎に分散液の種類を変え)、列は10列となっている。従って、一つの検査素子に於いて、第一検査電極281と第二検査電極282とは、共に幅Wが70μm×10列=700μmであり、幅に対するスペースの比S/W=1/100である。検査セル276の深さが50μmであったので、比抵抗が10ギガΩcmの電気泳動材料24を第四検査素子群64に属する検査素子で抵抗を測定すると、大凡20ギガΩとなり、容易に電気測定が行われる。この様に、電気測定を容易とすべく、第一検査電極281と第二検査電極282との幅Wに対するスペースSの比S/Wが大凡1/100以下となる様に、第四検査素子群64に属する検査素子は形成される。
In the discharge inspection process, the quality inspection of the
一方、図5(b)に示す様に、第五検査素子群65に属する検査素子は電気特性を計測する四端子型の検査セル276を有しており、第五検査素子群65をなす検査セル276には、四本の平行する線状の検査電極28が設けられている。即ち、第一検査電極281と第二検査電極282と第三検査電極283と第四検査電極284とが設けられ、これらは皆互いに平行となっている。隣接する検査電極28間のスペースSは皆等しく、上述の第四検査素子群64と同様である。検査電極28の幅Wに関しても第四検査素子群64と同様で、一種類の分散液に対して1行の検査セル276が使用され(一種類の分散液に対して1行の検査素子が使用され)、1行に検査セル276を10列設けて比S/Wが大凡1/100以下となる様にしている。第一検査電極281も第二検査電極282も第三検査電極283も第四検査電極284も検査端子66に繋がっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the test elements belonging to the fifth
吐出検査工程での電気測定は、第四検査素子群64や第五検査素子群65等を用いて、共通電極23が形成される前に行う。二端子型の検査セル276(第四検査素子群64の検査素子)でも四端子型の検査セル276(第五検査素子群65の検査素子)でも、直流電流を用いた抵抗測定と交流電流を用いたインピーダンス測定とを行う。抵抗測定では抵抗値の時間依存性を調べて、検査セル276に充填された分散液の品質検査を行う。インピーダンス測定では、電気泳動材料24の応答時間の逆数の周波数領域を主検査範囲として、分散液の品質検査を行う。応答時間は大凡1ミリ秒から10秒の範囲に有るので、主検査範囲となる周波数領域は0.1Hzから1kHzの範囲である。より重要な周波数領域は1Hzから100Hzである。この他に、10kHz以上の高周波数領域でのインピーダンス測定も重要で、測定がなされても良い。この周波数領域では帯電粒子が応答しないので、電気泳動材料24の一構成要素である溶媒やイオンの電気特性を測定できるからである。
The electrical measurement in the discharge inspection process is performed before the
二端子型の検査セル276(第四検査素子群64の検査素子)では第一検査電極281と第二検査電極282との間に電流を通すと共に両電極間の電圧を測定して抵抗値やインピーダンス値を求める。一方、四端子型の検査セル276(第五検査素子群65の検査素子)では第一検査電極281と第二検査電極282との間に電流を通した際の、第三検査電極283と第四検査電極284との間の電圧を測定して抵抗値やインピーダンス値を求める。二端子型と四端子型との二種類の検査セル276を設ける事で分散液の品質検査はより正確となる。尚、吐出検査工程でも、注入検査工程と同様に、第一分散液や様々な第二分散液、第三分散液等が充填された検査素子が準備されて、検査が行われる。
In the two-terminal type test cell 276 (the test element of the fourth test element group 64), a current is passed between the
後検査工程では、第一基板80と第二基板90とが貼り合わされた後に、前述の光学測定や二端子型の電気測定、或いは電気泳動測定を行う。後検査工程は第一検査素子群61や第二検査素子群62、第三検査素子群63、等に属する検査素子を用いて行われる。光学測定は前述と同じである。電気測定は検査電極28と共通電極23との間に適当な電界を印加して行われ、電気測定を行う計測器はコントローラー71に接続される。電気泳動測定は検査電極28と共通電極23との間に適当な電界を印加して、反射率や色相などの光学測定を行う。尚、後検査工程でも、注入検査工程と同様に、第一分散液や様々な第二分散液、第三分散液等が充填された検査素子が準備されて、検査が行われる。
In the post-inspection process, after the
「分散液基材」
次に第一分散液などの電気泳動材料24の基材を説明する。電気泳動材料24は、主として、第一粒子や第二粒子と言った着色粒子と溶媒とその他添加剤とから構成される。着色粒子には、顔料その物と、樹脂系微粒子に顔料や染料と云った色材を混ぜ合わせた物と、がある。顔料や染料と云った色材としては、次の様な物が挙げられる。黒色色材としては、アニリンブラックやカーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料や黒色染料が使用される。白色色材としては、酸化チタンや酸化アンチモン等の白色顔料が使用される。黄色色材としては、モノアゾ等のアゾ系顔料やイソインドリノン、黄鉛等の黄色顔料や黄色染料が使用される。赤色色材としては、キナクリドンレッドやクロムバーミリオン等の赤色顔料や赤色染料が使用される。青色色材としては、フタロシアニンブルーやインダスレンブルー等の青色顔料や青色染料が使用される。緑色色材としては、フタロシアニングリーン等の緑色顔料や緑色染料が使用される。
"Dispersion base material"
Next, the base material of the
顔料その物を着色粒子として使用する際には、顔料をそのまま使用しても良いし、顔料粒子の表面を樹脂材料や他の顔料で被覆して使用しても良い。顔料粒子の表面を他の顔料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆した物が挙げられる。この粒子は白色粒子として好適である。樹脂系微粒子には、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられ、これらの内の一種又は二種以上を組み合わせて用いられる。尚、色材を混ぜ合わせた樹脂系微粒子とは、顔料や染料と樹脂材料とを適当な組成比で混合して微粒子とした物の他に、樹脂微粒子の表面を顔料や染料で被覆した物をも含む。これらの着色粒子の表面は高分子ポリマーなどの有機物で修飾しても良い。着色粒子は、分散安定性の観点から、小さい物が好ましい。具体的には、その平均粒径が10nm程度から3μm程度の範囲にある物が好ましく、100nm程度から1μm程度の範囲にある物がより好ましい。粒子の比重は、分散安定性の観点から、溶媒の比重に近い物が好ましい。 When the pigment itself is used as colored particles, the pigment may be used as it is, or the surface of the pigment particles may be coated with a resin material or another pigment. Examples of particles obtained by coating the surface of pigment particles with other pigments include those obtained by coating the surface of titanium oxide particles with silicon oxide or aluminum oxide. These particles are suitable as white particles. Examples of the resin fine particles include acrylic resins, urethane resins, urea resins, epoxy resins, polystyrenes, polyesters, polyethylenes, polypropylenes, and the like, and one or more of these are used in combination. The resin-based fine particles mixed with the coloring material are those in which the surface of the resin fine particles is coated with pigments or dyes in addition to those obtained by mixing pigments and dyes with resin materials at an appropriate composition ratio. Is also included. The surface of these colored particles may be modified with an organic substance such as a polymer. The colored particles are preferably small from the viewpoint of dispersion stability. Specifically, those having an average particle size in the range of about 10 nm to about 3 μm are preferable, and those having an average particle size in the range of about 100 nm to about 1 μm are more preferable. The specific gravity of the particles is preferably close to the specific gravity of the solvent from the viewpoint of dispersion stability.
溶媒としては、高絶縁性の有機溶媒が好ましい。高絶縁性の有機溶媒としては、特に限定されるわけではないが、o−キシレンやm−キシレン、p−キシレン、トルエン、ベンゼン、ドデシルベンゼン、ヘキシルベンゼン、フェニルキシリルエタン、ナフテン系炭化水素などの芳香族系炭化水素類、或いはシクロへキサンやn−ヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素などの脂肪族炭化水素類、或いは酢酸エチルや酢酸ブチルなどの各種エステル類、或いはアセトンやメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、或いはメタノールやエタノール、イソプロパノール、オクタノール、メチルセルソルブなどのアルコール系溶剤、或いはクロロブタンやクロロホルム、トリクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、トリクロロエタン、四塩化炭素、シクロヘキシルクロライド、クロロベンゼン、1,1,2,2−テトラクロロエチレン、三塩化フッ化エタン、四フッ化二臭化エチル、臭化エタン、四フッ化二フッ化エタン、ヨウ化メチレン、トリヨードシラン、ヨウ化メチルなどのハロゲン化炭化水素類、或いは二硫化炭素、或いはポリジメチルシロキサンなどのシリコーンオイルなどが挙げられる。これら溶媒は、単独で用いられても良いし、二種以上を混合して用いられても良い。 As the solvent, a highly insulating organic solvent is preferable. The highly insulating organic solvent is not particularly limited, but o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, benzene, dodecylbenzene, hexylbenzene, phenylxylylethane, naphthenic hydrocarbons, etc. Aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, n-hexane, kerosene, paraffinic hydrocarbons, various esters such as ethyl acetate and butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl Ketones such as ketones, or alcoholic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, octanol, methyl cellosolve, or chlorobutane, chloroform, trichloroethylene, trichlorofluoroethylene, trichloroethane, carbon tetrachloride, cyclohexyl Ride, chlorobenzene, 1,1,2,2-tetrachloroethylene, ethane trifluoride ethane, ethyl tetrafluoride dibromide, ethane bromide, ethane tetrafluoride difluoride, methylene iodide, triiodosilane, iodide Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as methyl, silicone oil such as carbon disulfide, and polydimethylsiloxane. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
「電子機器」
次に、前述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図6及び図7を参照して説明する。以下では、前述した電気泳動表示装置を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。
"Electronics"
Next, electronic devices to which the above-described electrophoretic display device is applied will be described with reference to FIGS. Below, the case where the electrophoretic display device described above is applied to electronic paper and electronic notebook is taken as an example.
図6は、電子ペーパーの構成を示す斜視図である。図6に示す様に、電子ペーパー400は、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150を備え、表示領域10の外側に検査領域60を有している。但し、検査領域60は外枠402に隠され、使用者には認識されない。電子ペーパー400は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を示す書き換え可能なシートから構成されている。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of electronic paper. As shown in FIG. 6, the
図7は、電子ノートの構成を示す斜視図である。図7に示す様に、電子ノート500は、図6で示した電子ペーパー400が複数枚束ねられ、カバー501に挟まれているものである。カバー501は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する為の表示データ入力部を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the electronic notebook. As shown in FIG. 7, an
前述した電子ペーパー400及び電子ノート500は、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150を備えるので、高品質な画像表示を行うことが可能である。尚、これらの他に、腕時計や携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器に、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150を適用する事ができる。
Since the
以上述べた様に、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150とその製造方法に依れば、以下の効果を得る事ができる。
第一分散液と第二分散液とで組成が異なり、第二分散液を検査に適した分散液とする事ができるので、検査セル276を用いて各種の検査や原因解析を行う事ができる。即ち、検査セル276を第一粒子の分散液、或いはほぼ第一粒子の分散液、或いはほぼ第二粒子の分散液等と様々な分散液とする事ができ、各分散液充填の良否を判断する事ができる。又、不良が発生した際には、第一粒子の分散液と第二粒子の分散液とを独立に解析する事ができ、不良原因の特定を容易にする事ができる。この様に、製造工程中に製品良否の判定が行え、不良が発生した場合には、その原因を特定する事ができる。従って良品の電気泳動表示装置を無駄なく効率的に製造する事ができる。又、不良の原因を特定できるので、製品改善や工程改革を進める事ができる。
As described above, according to the
Since the first dispersion and the second dispersion have different compositions and the second dispersion can be made a dispersion suitable for inspection, various inspections and cause analyzes can be performed using the
第一成分241と第二成分242と第三成分243とを分けて吐出するので、吐出装置内での粒子の凝集が生じ難く、吐出不良を著しく減少させる事ができる。又、第一成分241では第一粒子が均一に分散しており、第二成分242では第二粒子が均一に分散しているので、表示領域10や検査領域60と云った塗布面全領域に於いて均一な塗布が可能となり、その結果、電気泳動表示装置150の表示特性も均一になる。更に、第一成分241や第二成分242の保存安定性が高いので、吐出装置内でこれらを攪拌させる必要が無く、吐出装置を簡単な構成にする事ができる。又、第一成分241や第二成分242、第三成分243の保存安定性が高いので、電気泳動材料24に分散安定剤などを添加しなくても良く、電気泳動表示装置150は優れた画像保持性を示す事になる。更に、第三成分243を第一成分241と第二成分242とに添加して電気泳動材料24としているので、第一成分241と第二成分242は塗布性に優れた分散液とし、電気泳動材料24は電気泳動性に優れた分散液とする事ができる。
Since the
尚、本実施形態では、電気泳動表示装置150として図2(c)に示す断面図の上下方向に電気泳動する例を用いて説明したが、本発明はその他の電気泳動表示装置150にも適用可能である。即ち、本実施形態は、画素電極22と共通電極23との間に電界を印加して二種類の粒子の分布状態を変え、これらの電極間に電界が掛からなければ表示状態を維持する電気泳動表示装置150全般に適応する事ができる。具体的には画素電極22と共通電極23とが共に第一基板80に形成され、図2(c)に示す断面図の水平方向に電気泳動する電気泳動表示装置150などにも適応できる。
In the present embodiment, the
(実施形態2)
「表示セルと検査セルとが異なるサイズの形態」
図8は実施形態2に係わる電気泳動表示装置の一例を説明した図である。以下、本実施形態に係わる電気泳動表示装置について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
"Display cell and inspection cell have different sizes"
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an electrophoretic display device according to the second embodiment. The electrophoretic display device according to this embodiment will be described below. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態(図8)は実施形態1(図2)と比べて、セル27のサイズが異なっている。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。実施形態1(図2)では表示セル271と検査セル276とが同じサイズであった。これに対して本実施形態(図8)では、表示セル271と検査セル276との大きさが異なっている。即ち、表示セル271よりも検査セル276の方が大きくなっている。勿論、反対に表示セル271よりも検査セル276の方を小さくしても良い。この様に検査セル276のサイズは、検査に適する様、任意に定める事ができる。
In the present embodiment (FIG. 8), the size of the
以上述べたように、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150によれば、実施形態1での効果に加えて、以下の効果を得る事ができる。検査セル276の方が表示セル271よりも大きいので、検査セル276への第二分散液の充填作業が容易となる。従って、製造歩留まりが向上し、価格面でも優位となる。更に、検査セル276を検査に適するサイズとしているので、正確な検査を行う事ができる。
As described above, according to the
(実施形態3)
「検査電極を設けない形態」
図9は実施形態3に係わる電気泳動表示装置の一例を説明した図である。以下、本実施形態に係わる電気泳動表示装置について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
"Form without inspection electrode"
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an electrophoretic display device according to the third embodiment. The electrophoretic display device according to this embodiment will be described below. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態(図9)は実施形態1(図2)と比べて、検査領域60に検査電極28が設けられていない点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。図9に示す様に、検査領域60に検査電極28を設けなくても良い。レイアウトの都合で、検査領域60を高速動作するデータ線駆動回路73等と重ねなければならない場合には、検査電極28を設けないのが好ましい。これは検査電極28を設ける事が回路の高速動作の妨げになる恐れがあるからであり、これを回避する為である。駆動回路70に重なって検査電極28が存在すると、検査電極28と駆動回路70の配線との間に寄生容量が発生し、信号伝達に遅延が生ずる恐れがある。従って、高速動作する駆動回路70と平面的に重なる領域に設けられた検査素子には検査電極28を設けず、高速動作する駆動回路70と平面的に重ならない領域に設けられた検査素子には検査電極28を設けるのが好ましい。この場合、検査電極28が設けられていない検査セル276では、吐出量の検査と光学測定とがなされる。
The present embodiment (FIG. 9) differs from the first embodiment (FIG. 2) in that the
以上述べたように、本実施形態に係わる電気泳動表示装置150によれば、実施形態1での効果に加えて、レイアウトに制限の或る狭い額縁の電気泳動表示装置150でも、検査領域60を設ける事ができ、而も安定的な高速回路動作が実現するとの効果を得る事ができる。
As described above, according to the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below.
(変形例1)
「一粒子系の形態」
図2と図4とを用いて、本変形例に係わる電気泳動表示装置とその製造方法について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Modification 1)
"One particle system"
The electrophoretic display device and the manufacturing method thereof according to this modification will be described with reference to FIGS. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本変形例は実施形態1と比べて、電気泳動材料24が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。実施形態1では二種類の粒子が正負逆極性に帯電していたが、本変形例では染料溶媒中に一種類の粒子が正又は負に帯電している。即ち、本変形例に於いては、表示セル271内には、第一粒子が第一の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、検査セル276内には、第一粒子が第二の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、第一の組成比と第二の組成比とが異なっている。尚、此処で言う組成比とは分散液全体の重量に対する第一粒子の重量の比である。或いは、検査セル276内には、第一粒子が含まれない溶液が充填されていても良い。又、第一の組成比をC1と表記し、第二の組成比をC2と表記した際に、C1とC2とは、数式21の関係式を満たす事が好ましい。
This modified example is different from the first embodiment in the
具体的な一例としては、溶液がアニリンから合成された油溶性の黒色ジスアゾ染料をベンゼン等の有機溶媒に溶解した染料溶媒である。黒色ジスアゾ染料は、アニリンをジアゾ成分、ナフチルアミンをカップリング成分とするモノアゾ中間体をジアゾ化し、1,8−ジアミノナフタレンとアセトンとを反応して得られる2,2´−ジメチル−2,3−ジヒドロペリミジンにカップリングさせて合成される。黒色ジスアゾ染料は、この合成物を含む混合物である。この溶液に第一粒子として、白色顔料の酸化チタンを分散させる。好適例に於いて、表示セル271に充填される分散液の第一の組成比は、白色顔料C1=11wt%、黒色ジスアゾ染料5wt%、ベンゼン84wt%である。又、好適例に於いて、検査セル276に充填される分散液の第二の組成比は、白色顔料C2=2wt%、黒色ジスアゾ染料5wt%、ベンゼン93wt%である。従って、好適例に於いて、(1/C2−1)/(1/C1−1)=6.1となっている。
As a specific example, the solution is a dye solvent obtained by dissolving an oil-soluble black disazo dye synthesized from aniline in an organic solvent such as benzene. The black disazo dye is a 2,2′-dimethyl-2,3-3-diazolate obtained by diazotizing a monoazo intermediate containing aniline as a diazo component and naphthylamine as a coupling component, and reacting 1,8-diaminonaphthalene with acetone. Synthesized by coupling to dihydroperimidine. Black disazo dye is a mixture containing this composition. In this solution, white pigment titanium oxide is dispersed as first particles. In a preferred example, the first composition ratio of the dispersion filled in the
製造方法は実施形態1とほぼ同じで、第一成分241が第一粒子を含み、第一吐出部131から表示セル271と、検査セル276に吐出される。又、第二成分242が黒色ジスアゾ染料で、第二吐出部132から吐出され、第三成分243が有機溶媒で、第三吐出部133から吐出される。吐出順番等は実施形態1と同じである。
The manufacturing method is substantially the same as that of the first embodiment, and the
本変形例の様に一粒子系の場合、セル27を充満する有機溶媒の重量は、セル27の体積から白粒子の体積を減じた体積に溶剤の密度を乗じて、数式22となる。
In the case of a one-particle system as in this modification, the weight of the organic solvent that fills the
従って、分散液全体(溶媒+白粒子)の重量は、数式23にて表現される。
Therefore, the weight of the entire dispersion (solvent + white particles) is expressed by
分散液全体重量に対する白粒子重量の割合Cは、数式10を数式23にて除して、数式24となる。
The ratio C of the white particle weight with respect to the total weight of the dispersion is obtained by dividing
又、必要最少の白粒子は、数式16より、数式25となる。
Further, the minimum necessary white particle is represented by
実施形態1と同様に、rW=0.1μm、d=50μm、ρW=4g/cm3、ρS=0.8g/cm3、NW=10、とすると、C1は11%となる。C2に関する好適例は実施形態1と同様で、各種検査や解析を行い易い組成とする。 As in Embodiment 1, assuming that r W = 0.1 μm, d = 50 μm, ρ W = 4 g / cm 3 , ρ S = 0.8 g / cm 3 , and N W = 10, C 1 is 11%. Become. Preferred examples of C 2 is the same as the first embodiment, the easy composition perform various inspection and analysis.
以上述べた様に、本変形例によれば、電気泳動材料24が一粒子系であっても、実施形態1と同様な効果を得る事ができる。
As described above, according to the present modification, even if the
(変形例2)
「検査領域が総ての電気泳動表示装置に設けられない形態」
図10は本変形例に係わる電気泳動表示装置の製造方法の一例を説明した図である。以下図10を用いて、本変形例に係わる電気泳動表示装置の製造方法について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Modification 2)
“A configuration in which the inspection area is not provided in all electrophoretic display devices”
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing an electrophoretic display device according to this modification. Hereinafter, a method for manufacturing an electrophoretic display device according to this modification will be described with reference to FIGS. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図10に示す様に、本変形例では、電気泳動表示装置150が一枚のマザー基板81に複数個同時に製造される際に、検査領域60を備える電気泳動表示装置150が、マザー基板一枚に付き少なくとも一つは製造される。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。図10(a)では、一枚のマザー基板81に九枚の第一基板80が製造されるが、検査領域60が備えられた電気泳動表示装置150と、検査領域60が備えられていない電気泳動表示装置150とが一緒に製造されている。又、図10(b)では、一枚のマザー基板81に、検査領域60が備えられた電気泳動表示装置150と、未使用検査領域601が備えられた電気泳動表示装置150とが一緒に製造されている。未使用検査領域601とは、検査セル276は設けられているものの、これらの検査セル276に各種の分散液は充填されておらず、そこでの検査素子が使用されていない領域である。マザー基板81を枚葉処理(基板一枚ずつの逐次処理)し、マザー基板に複数個の第一基板80が含まれる場合に、本変形例が示す製造方法が効果的となる。マザー基板81に複数枚の第一基板80が同時に形成される場合、通常は、複数枚の第一基板80は総て同じである。これに対して、図10(a)では、幾枚かの(好適例としては、一枚の)第一基板80が検査領域60を備え、同時に製造される他の第一基板80は検査領域を備えていない。又、図10(b)では、幾枚かの(好適例としては、一枚の)の第一基板80は検査領域60を備えているが、同時に製造される他の第一基板80は検査セル276が使用されず、未使用検査領域601を備える事になる。セル形成工程や注入検査工程、注入工程等をマザー基板81毎に枚様処理する場合、この様に一枚のマザー基板81の中に少なくとも一ヶ所検査領域60を備えていれば、注入検査工程や吐出検査工程、後検査工程、或いは不良解析を行う事ができる。
As shown in FIG. 10, in this modification, when a plurality of
以上述べたように、本変形例に係わる電気泳動表示装置150の製造方法によれば、実施形態1での効果に加えて、効率的に各種検査を行う事ができる。
As described above, according to the method for manufacturing the
10…表示領域、20…画素、22…画素電極、23…共通電極、24…電気泳動材料、26…隔壁、27…セル、28…検査電極、60…検査領域、61…第一検査素子、62…第二検査素子、63…第三検査素子、64…第4検査素子、65…第五検査素子、66…検査端子、70…駆動回路、100…電子機器、131…第一吐出部、132…第二吐出部、133…第三吐出部、150…電気泳動表示装置、241…第一成分、242…第二成分、243…第三成分、271…表示セル、276…検査セル。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記表示領域には表示セルが設けられ、前記検査領域には検査セルが設けられ、
前記表示セルには、第一粒子と第二粒子とを含む第一分散液が充填され、
前記検査セルには、少なくとも前記第一粒子を含む第二分散液が充填され、
前記第一粒子の重量と前記第二粒子の重量との和に対する前記第一粒子の重量比が、前記第一分散液と前記第二分散液とでは異なっており、
第一基板と第二基板とを有し、
前記第一基板の前記表示領域となる領域には画素電極が設けられ、
前記第一基板の前記検査領域となる領域には検査電極が設けられている事を特徴とする電気泳動表示装置。 A display area, and an inspection area provided outside the display area,
A display cell is provided in the display area, an inspection cell is provided in the inspection area,
The display cell is filled with a first dispersion containing first particles and second particles,
The inspection cell is filled with a second dispersion containing at least the first particles,
The weight ratio of the first particles to the sum of the weight of the first particles and the weight of the second particles is different between the first dispersion and the second dispersion ;
A first substrate and a second substrate;
A pixel electrode is provided in a region to be the display region of the first substrate,
An electrophoretic display device , wherein an inspection electrode is provided in a region to be the inspection region of the first substrate .
前記表示領域には表示セルが設けられ、前記検査領域には検査セルが設けられ、
前記表示セルには、第一粒子と第二粒子とを含む第一分散液が充填され、
前記検査セルには、前記第一粒子を含み、前記第二粒子を含まない第三分散液が充填されており、
第一基板と第二基板とを有し、
前記第一基板の前記表示領域となる領域には画素電極が設けられ、
前記第一基板の前記検査領域となる領域には検査電極が設けられている事を特徴とする電気泳動表示装置。 A display area, and an inspection area provided outside the display area,
A display cell is provided in the display area, an inspection cell is provided in the inspection area,
The display cell is filled with a first dispersion containing first particles and second particles,
The inspection cell is filled with a third dispersion containing the first particles and not containing the second particles ,
A first substrate and a second substrate;
A pixel electrode is provided in a region to be the display region of the first substrate,
An electrophoretic display device , wherein an inspection electrode is provided in a region to be the inspection region of the first substrate .
前記表示領域には表示セルが設けられ、前記検査領域には検査セルが設けられ、
前記表示セル内には、第一粒子が第一の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、
前記検査セル内には、前記第一粒子が第二の組成比で前記溶液に分散された分散液が充填され、
前記第一の組成比と前記第二の組成比とが異なる事を特徴とする電気泳動表示装置。 A display area, and an inspection area provided outside the display area,
A display cell is provided in the display area, an inspection cell is provided in the inspection area,
The display cell is filled with a dispersion liquid in which first particles are dispersed in a solution at a first composition ratio,
The inspection cell is filled with a dispersion liquid in which the first particles are dispersed in the solution at a second composition ratio,
An electrophoretic display device, wherein the first composition ratio is different from the second composition ratio.
前記第一基板の前記表示領域となる領域には画素電極が設けられ、
前記第一基板の前記検査領域となる領域には検査電極が設けられている事を特徴とする請求項4又は5に記載の電気泳動表示装置。 A first substrate and a second substrate;
A pixel electrode is provided in a region to be the display region of the first substrate,
6. The electrophoretic display device according to claim 4 , wherein a test electrode is provided in a region to be the test region of the first substrate.
前記表示領域には表示セルが設けられ、前記検査領域には検査セルが設けられ、
前記表示セル内には、第一粒子が第一の組成比で溶液に分散された分散液が充填され、
前記検査セル内には、前記溶液が充填されており、
第一基板と第二基板とを有し、
前記第一基板の前記表示領域となる領域には画素電極が設けられ、
前記第一基板の前記検査領域となる領域には検査電極が設けられている事を特徴とする電気泳動表示装置。 A display area, and an inspection area provided outside the display area,
A display cell is provided in the display area, an inspection cell is provided in the inspection area,
The display cell is filled with a dispersion liquid in which first particles are dispersed in a solution at a first composition ratio,
The inspection cell is filled with the solution ,
A first substrate and a second substrate;
A pixel electrode is provided in a region to be the display region of the first substrate,
An electrophoretic display device , wherein an inspection electrode is provided in a region to be the inspection region of the first substrate .
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