TWI581227B - An electrophoretic display substrate and an inspection method thereof, and an electrophoretic display device - Google Patents

An electrophoretic display substrate and an inspection method thereof, and an electrophoretic display device Download PDF

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Description

電泳顯示基板及其檢查方法以及電泳顯示裝置
本發明係有關於一種電泳顯示基板，尤其係有關於電泳顯示基板、使用該電泳顯示基板的電泳顯示基板之檢查方法以及電泳顯示裝置，該電泳顯示基板係藉由使用構成簡單之驅動電路，即使不在電泳顯示基板組裝驅動器IC或電纜，亦可對電泳顯示元件施加電壓，使全部之電泳顯示元件變色成既定波長的顏色，進行顯示檢查。
是即使切斷對影像顯示元件之電力的供給亦保持影像之顯示基板的電泳顯示基板被實用化，且作為電子書或電子書架標籤的顯示基板而普及。在該實用化中之電子書或電子書架標籤的電泳顯示基板中具代表性的是E Ink公司的微膠囊(microcapsule)型電泳顯示基板與Sipix公司的微杯(micro-cup)型電泳顯示基板。前者係採用將使分別帶正電與負電之白色與黑色的著色粒子分散至無極性並透明之分散媒的液體封入微膠囊者用作顯示元件，並高密度地配置於已形成電極之基板的平面形狀之顯示基板。另一方面，後者係在基板形成被稱為微杯之無數的凹部，並使用已將帶正電或負電之著色粒子與無極性之著色液封入該凹部的片之平面形狀的顯示基板。
任一種方式都係利用因對帶電之著色粒子施 加電壓而著色粒子藉靜電吸力而移動的電泳現象，其係即使停止施加電壓，已移動之著色粒子亦馬上停止移動，因而具有影像之保持性的顯示基板。
在這些電泳顯示基板可顯示之影像的顏色係 由已帶電之著色粒子或著色液之顏色的組合所決定，為了顯示全彩色影像，需要使用RGB或CMY等之三原色，並藉三原色之混色來顯示全彩色影像。在此時，將R、G、B等表示三原色之一種顏色的區域稱為副像素，並將三原色之副像素的組合稱為彩色像素。在構成彩色像素之副像素的組合，副像素數成為最小的係由分別包含各一個R副像素、G副像素、B副像素之三個副像素所構成的彩色像素。
可顯示三原色之電泳顯示基板係具有：(方法 1)係以能夠顯示三原色中之一種顏色的方式將已把粒子或著色液之顏色著色成R、G、B或C、M、Y的顯示元件排列成在TFT等之副像素電極單位的方法；及(方法2)，係在可顯示黑白之電泳顯示基板的顯示面上，將已著色成R、G、B或C、M、Y的彩色濾光器黏貼於與TFT等之副像素電極對準之位置的方法。
在方法1，因為以顯示元件本身的顏色顯示 三原色，所以可期待顏色純度高的顯示，但是需要將顯示元件排列於TFT等之副像素電極單位，具有電泳顯示基板之製程變成複雜的問題。
另一方面，在方法2中，顯示元件係使用已 實用化之黑白顯示的電泳顯示基板，藉由追加三原色之彩色濾光器，來顯示全彩色影像的方法，係不使用複雜之製程亦可實現的方法。但，因為使用彩色濾光器，所以其缺點係可表現之色域比方法1更窄。
為了改善可表現之色域變窄的缺點，想到： 提高用以黏貼彩色濾光器之黏著劑的透明度，而減少通過彩色濾光器之光的損失；及高位置精度地黏貼具有大小與TFT之副像素電極大致相同之彩色像素的彩色濾光器，而將以電泳油墨顯示元件所反射的光有效地取入彩色濾光器。
在使用彩色濾光器之電泳顯示基板的彩色化 上，有可表現之色域變窄的缺點，作為其改善方法，有提高黏貼彩色濾光器之黏著劑的透明度或彩色濾光器之彩色像素的擴大及對基板之TFT像素之高精度的位置對準，本發明者們係再三地檢討。可是，彩色像素接近基板之TFT像素的大小時，黏貼時之位置偏差的容許量變小，而稍微的位置偏差，彩色像素就會落在目標的TFT像素旁邊的TFT像素，而使可表現之色域大幅度地減少。
因此，本發明者們再三地專心研究，得到將彩色像素直接形成於電泳顯示基板之顯示面上的方法。這是在既有之黑白顯示之電泳顯示基板的顯示面上，藉各種印刷方法將彩色像素印刷於與TFT之像素位置對應之位置的方法。為了製作在既有之黑白顯示之電泳顯示基板的製程不施加大的變更，就直接形成彩色像素的電泳顯示基板，檢討了以下的步驟。
1.將電泳顯示前面板黏貼於TFT基板。
2.在前面板上塗布形成油墨吸收層。
3.印刷形成彩色像素。
4.黏貼保護薄膜。
5.高壓鍋處理。
6.以黏著劑將前面板之外周部進行防濕密封。
7.以ACF(異方向性導電薄膜)將驅動器IC與軟性電纜黏接於TFT基板。
8.與控制器基板連接，進行影像顯示。
在該電泳顯示基板的製程中，在既有之黑白顯示之電泳顯示基板的製程所追加的係僅2及3兩個步驟。
先行專利文獻 專利文獻
專利文獻1 日本專利公報「專利第3837948號公報」
可是，已知在以上述之步驟製作彩色電泳顯示基板的情況下，在已印刷形成彩色像素的階段係難檢查彩色濾光器。一般，彩色濾光器係形成於透明的基板，在檢查步驟確認彩色像素之尺寸或顏色濃度、有無遺漏等。在此時，使用同一光源或同色的背景，確認每一個彩色像素。可是，在已直接形成於電泳顯示基板上的彩色濾光器中，成為背景之電泳油墨顯示元件的顏色在各 基板或基板內之各部位並非固定，成為不定形的模樣。這是由於在將電泳顯示前面板黏貼於TFT基板時因靜電而電泳油墨顯示元件中之電泳粒子移動，而在各電泳油墨顯示元件成為非固定之發色狀態。
為了使發色狀態成為固定，需要對全部之電泳油墨顯示元件施加固定的電壓，但是為此，需要將用以驅動TFT之驅動器IC與用以取得與控制器之電性連接的軟性電纜組裝於TFT基板。可是，將這些元件組裝於TFT基板時，步驟4之保護薄膜的黏貼變得困難，而需要大幅度變更既有的步驟。又，在彩色濾光器發現不良的情況下，為了使電泳油墨顯示元件發色所組裝之元件變得不需要。
鑑於如上述之狀況，本發明之目的在於提供一種使用TFT基板之電泳顯示基板及其檢查方法以及電泳顯示裝置，該TFT基板係為了實施已直接形成於電泳顯示基板上之彩色濾光器的檢查，即使不將驅動器IC或軟性電纜等之元件組裝於TFT基板上，亦可使電泳油墨顯示元件發光成固定的顏色。
為了解決該課題，本發明係提供一種電泳顯示基板，係包含第1基板、第2基板及在該第1基板與該第2基板之間所夾持之電泳顯示層的電泳顯示基板，其特徵為：該電泳顯示層係具有分散媒及帶正電或負電之至少一種的電泳油墨顯示元件；該第1基板係具有：複數條閘極線、複數條資料線、配置於各該閘極線與各 該資料線之交點的薄膜電晶體、副像素電極、具有第1電極與第2電極之電容元件、複數條電容元件電極線及共用電極線；該薄膜電晶體之源極端子與汲極端子中之一方係與該資料線連接；該薄膜電晶體之源極端子與汲極端子中之另一方係與該副像素電極及該電容元件之該第1電極連接；該電容元件電極線係與該電容元件之該第2電極連接；共用電極形成於該第2基板之一側的面，彩色濾光器層形成於另一側的面；該共用電極係與該第1基板之該共用電極線連接；該彩色濾光器層係具有：積層於該第2基板之透明的樹脂、及已形成於該透明樹脂上的彩色濾光器像素。
較佳為具有該電泳油墨顯示元件之該電泳顯示層係進行微膠囊型電泳顯示。又，更佳為具有該電泳油墨顯示元件之該電泳顯示層係進行微杯型電泳顯示。最佳為該彩色濾光器層係包含紅色、綠色及藍色或青色、紫紅色及黃色之三原色之該彩色濾光器像素的彩色濾光器更佳。
又，亦可該第1基板係具有共通地與該複數條電容元件電極線之各條連接的電極墊。又，亦可該第1基板係具有複數個彼此以電性分離之狀態的電極墊，該電極墊係與該複數條電容元件電極線之一部分之線數的電容元件電極線共通地連接。
又，亦可具有將該副像素電極與該共用電極作為電壓施加電極之無機電致發光元件。例如，該無機電致發光元件係薄膜型無機電致發光元件或分散型無機電致發光元件。
又，本發明係提供一種電泳顯示裝置，其特徵為具有：該電泳顯示基板；及電壓輸出機，係產生包含施加於該電容元件電極線之電壓的電壓。又，本發明係提供一種電泳顯示裝置，其特徵為具有：該電泳顯示基板；電壓輸出機，係產生包含施加於該電容元件電極線之電壓的電壓；及直流交流換流器(DC-AC INVERTER)，係將該電壓輸出機之直流輸出電壓變換成交流電壓，而產生在無機電致發光元件之施加所使用的電壓。
又，本發明係提供一種電泳顯示基板之檢查方法，係對該電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之該共用電極線所連接的第1檢查用電極與該電容元件電極線所連接的第2檢查用電極之間施加經由該彩色濾光器層可使該電泳油墨顯示元件變色的電壓，而使該電泳顯示基板之該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
又，本發明係提供一種電泳顯示基板之檢查方法，係對具有共通地與該複數條電容元件電極線之各條連接之電極墊的電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之該共用電極線所連接的第1檢查用電極與由該電容元件電極線所連接之該電極墊構成的第2檢查用電極之間施加經由該彩色濾光器層可使該電泳油墨顯示元件變色的電壓，而使該電泳顯示基板之該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
又，本發明係提供一種電泳顯示基板之檢查 方法，係對具有複數個彼此以電性分離的狀態之與該複數條電容元件電極線之一部分之線數的電容元件電極線共通地連接之電極墊的電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之該共用電極線所連接的第1檢查用電極與由該電容元件電極線所連接之該電極墊構成的第2檢查用電極之任一個以上之間施加經由該彩色濾光器層可使該電泳油墨顯示元件變色的電壓，而使該電泳顯示基板之該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件中之與該任一個以上之該第2檢查用電極對應的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
若依據本發明，即使不驅動存在於各副像素之薄膜電晶體，亦可對全部之副像素電極與共用電極施加電壓，而可使電泳顯示層之電泳油墨顯示元件變色成既定波長的顏色，不將用以驅動TFT之驅動器IC或用以取得與控制器之電性連接的軟性電纜組裝於TFT基板，亦可檢查已形成於電泳顯示層上的彩色濾光器。
1‧‧‧第1基板
2‧‧‧第2基板
3、3A、3B‧‧‧電容元件電極線
4‧‧‧共用電極線
5‧‧‧以金屬為主成分之導電性黏著劑
6‧‧‧油墨吸收層
7‧‧‧第2電極
8‧‧‧第1電極
9‧‧‧介質膜
10‧‧‧副像素電極
11‧‧‧閘極端子
12‧‧‧源極端子
13‧‧‧汲極端子
14‧‧‧共用電極(ITO膜)
15‧‧‧電泳油墨顯示元件
16‧‧‧黏合劑樹脂
17‧‧‧導電性黏著劑層
18‧‧‧白色粒子
19‧‧‧黑色粒子
20‧‧‧電容元件
21‧‧‧共用電極線連接部
22‧‧‧第1檢查用電極
23、23A、23B‧‧‧第2檢查用電極
24‧‧‧共用電極線連接部
25‧‧‧共用電極線
26‧‧‧紅色彩色像素
27‧‧‧綠色彩色像素
28‧‧‧藍色彩色像素
29‧‧‧像素
31‧‧‧閘極驅動器IC
32‧‧‧資料驅動器IC
33‧‧‧軟性電纜
34‧‧‧控制器
34a‧‧‧CPU
34b‧‧‧記憶體
34c‧‧‧通訊裝置
34d‧‧‧電池
34e‧‧‧電壓輸出機
34f‧‧‧直流交流換流器(DC-AC INVERTER)
41a‧‧‧A區域
41b‧‧‧B區域
100‧‧‧薄膜型無機電致發光元件
101‧‧‧分散型無機電致發光元件
第1A圖係表示本發明之電泳顯示基板之構成的剖面圖。
第1B圖係表示第1A圖之電泳顯示基板所具備的一個副像素份量之構成的剖面圖。
第1C圖係表示第1A圖之電泳顯示基板所具備的彩色濾光器之排列的俯視圖。
第1D圖係表示第1A圖之電泳顯示基板所具備的電泳油墨顯示元件之微膠囊的構成圖。
第2圖係表示本發明之電泳顯示基板之像素構成的電路圖。
第3圖係表示形成於本發明之電泳顯示基板之配線的俯視圖。
第4圖係表示使用本發明之電泳顯示基板的電泳顯示裝置之構成的方塊圖。
第5A圖係表示使用本發明之電泳顯示基板的電泳顯示裝置之其他的構成的方塊圖。
第5B圖係表示在第5A圖的電泳顯示基板之一方的分割區域之像素構成的電路圖。
第5C圖係表示在第5A圖的電泳顯示基板之另一方的分割區域之像素構成的電路圖。
第6A圖係表示本發明之具備第1無機電致發光元件的電泳顯示基板之構成的剖面圖。
第6B圖係表示本發明之具備第2無機電致發光元件的電泳顯示基板之構成的剖面圖。
第6C圖係表示使用第6A圖或第6B圖之電泳顯示基板的電泳顯示裝置之構成的方塊圖。
以下，使用圖面，詳細說明本發明之電泳顯示基板。在本實施形態，舉例表示作為電泳油墨顯示元 件，使用被封入透明之分散媒與帶正電或負電之白色或黑色之電泳粒子的微膠囊，並以油墨印刷將彩色濾光器形成於顯示器表面的彩色電泳顯示基板，說明本發明。此外，本發明係未限定為以下所示者。
本發明之電泳顯示基板係採用如第1A圖~第1D圖所示的構成。
第1A圖係電泳顯示基板的剖面圖，第1B圖係表示一個副像素份量之構成的剖面圖，第1C圖係表示彩色濾光器之排列的俯視圖，第1D圖係電泳油墨顯示元件之微膠囊的構成圖。
本電泳顯示基板係如第1A圖所示，在玻璃或高分子樹脂薄膜之例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚丙烯等之透明之絕緣性的第2基板(2)之一方的面，形成共用電極(14)之透明導電膜(ITO膜等)，在該透明導電膜上，如第1B圖所示，藉網印、旋塗、浸塗等之各種塗布方法塗布使是電泳油墨顯示元件(15)之微膠囊均勻地分散至具有透光性之黏合劑樹脂(16)中的液體並使其乾燥，而形成膜厚約20~60μm的微膠囊層。
在該微膠囊層之未與該共用電極(14)接觸之側的面，形成導電性黏著劑層(17)，將微膠囊層與導電性黏著劑層(17)合在一起，稱為電泳顯示層。在電泳顯示層，只要包含分散媒與至少一種之電泳油墨顯示元件(15)即可。在此，具有電泳油墨顯示元件之電泳顯示層係進行微膠囊型電泳顯示，但是亦可是進行微杯型電泳 顯示者。又，將第2基板(2)、共用電極(14)及微膠囊層的積層體稱為電泳顯示前面板。該電泳顯示前面板係經由導電性黏著劑層(17)與TFT基板之副像素電極(10)黏著。結果，全面電極之共用電極(14)與被分割成像素單位之副像素電極(10)以固定之間隔隔著電泳油墨顯示元件(15)之微膠囊相對向。
又，在該電泳顯示基板之透明之絕緣性的第 2基板(2)的共用電極(14)或微膠囊顯示層未被積層的面，形成彩色濾光器層。該彩色濾光器層係包含紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三原色的彩色濾光器像素，各彩色像素係分別形成於與TFT基板之副像素電極(10)相對向的位置。這些彩色濾光器像素係藉噴墨印刷、網印、平板印刷、柔版印刷等之各種印刷法所形成。尤其，在藉噴墨印刷形成彩色濾光器像素的情況，由胺甲酸乙酯或丙烯酸樹脂等之透明的樹脂所構成的油墨吸收層(6)形成於透明絕緣性之第2基板(2)的表面，再將彩色濾光器像素形成於該油墨吸收層(6)上。
彩色濾光器層係如第1C圖所示，以在列方 向及行方向整齊地配置紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三原色之彩色濾光器像素的二維矩陣，尤其以相同顏色在行方向相連的縱條陣列形成於與TFT基板之副像素電極(10)相對向的位置。
在該電泳顯示基板之電泳油墨顯示元件(15) 係如第1D圖所示，具有中空之直徑約20~60μm的膠囊殼(16)，而該膠囊殼(16)係具有透光性。該膠囊殼(16)係 由甲基丙烯酸酯樹脂、尿素樹脂、阿拉伯樹膠等所形成，並在其內部填充具有透光性且黏性高的矽油或長鏈烴等之非極性分散媒(17)，由氧化鈦所構成之帶正電的白色粒子18與由炭黑所構成之帶負電的黑色粒子19分散至該分散媒(17)。
以2個電極夾住該電泳油墨顯示元件(15)， 對各個電極施加電壓時，引起在施加正電壓之電極側帶負電的黑色粒子(19)、在施加負電壓之電極側帶正電的白色粒子(18)在分散媒中移動的電泳。
其次，使用第1B圖，說明具有對本發明之 電泳顯示基板的電泳顯示層施加電壓之功能的TFT基板之構成。TFT基板係在具有玻璃等之平滑的表面的第1基板(1)具有：電容元件電極線(3)、藉第1電極(8)與第2電極(7)夾持介質膜(9)的電容元件(20)、具有閘極、源極及汲極之三端子的TFT(薄膜電晶體)、及包含副像素電極(10)的開關段。構成開關段之各電子元件係第2電極(7)與電容元件電極線(3)連接，第1電極(8)及TFT之汲極端子(13)與副像素電極(10)連接。該TFT係具有閘極端子(11)、源極端子(12)及汲極端子(13)，並具有以施加電壓閘極端子(11)之電壓控制流至源極、汲極端子之間之電流的功能。又，該電容元件(20)係成為以第1電極(8)與第2電極(7)夾持介質膜(9)的構造，並具有電流流至第1電極(8)與第2電極(7)之間時，電荷儲存於電容元件(20)，而停止供給電流時，放出所儲存之電荷的充電、放電功能。
在此，說明TFT之源極與汲極。TFT之源極 與汲極係在N型電晶體將電位比較低者定義為源極，而在P型電晶體將電位比較高者定義為源極。在本發明之電泳顯示基板中，因為以對副像素電極(10)施加正負之電壓的方式對TFT之源極或汲極施加電壓，所以定義上根據所施加之電壓的正負，切換TFT之源極與汲極。在本專利說明書中，為使說明明確的，將與副像素電極(10)連接者稱為汲極，將另一方稱為源極。
本發明之電泳顯示基板，係於第1基板(1)在 行列方向排列複數個該開關段的TFT基板。藉由採用這種構成，可顯示任意的影像。具體而言，藉由作成將本發明之電泳顯示基板之第2基板(2)的共用電極(14)作為ITO等之透明電極，並可對第1基板(1)之副像素電極(10)控制藉TFT等所施加之電壓的on-off及正負，並對各副像素電極單位控制白色粒子(18)及黑色粒子(19)之移動狀態，任意地改變從透明電極側所射入之光的反射量，而可顯示所要之影像。
又，在本發明之電泳顯示基板，因為按照副 像素電極單位將紅色(R)彩色像素(26)、綠色(G)彩色像素(27)及藍色(B)彩色像素(28)之三原色的彩色像素形成於與副像素電極(10)相對向之第2基材的表面，所以在各副像素，可因應於電泳油墨顯示元件(15)之光的反射量，分別獨立地顯示任意之亮度的紅色、綠色及藍色。藉此，將紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之副像素的組合當作一個像素29處理時，藉三原色之混色，可顯示全 彩色的影像。亦可三原色係青色(C)、紫紅色(M)、黃色(Y)。
在第2圖表示應用本發明之電泳顯示基板之一個副像素份量的等價電路。
使用第2圖之等價電路，說明本發明之電泳顯示基板的各構件之電性的連接關係。第2圖係表示i列第j行之開關段與藉其所驅動之電泳油墨顯示元件(15)之電性的連接關係。TFT之汲極端子(13)與電容元件(20)的第1電極(8)連接副像素電極(10)，電性為同電位。又，共用電極(14)係與共用電極線(4)連接。又，電容元件(20)之第2電極(7)係與電容元件電極線(3)連接，並與其他的開關段之電容元件(20)的第2電極(7)於電性為同電位。TFT的閘極端子(11)係與第j行之閘極線連接，在第j行所排列之全部之開關段的閘極端子(11)係以一條閘極線連接。又，TFT之源極端子(12)係與第i列之資料線連接，在第i列方向所排列之全部之開關段的TFT之源極端子(12)係以一條資料線所連接。
本發明之電泳顯示基板，在副像素電極(10)是具有i列j行之i×j個的情況下，具有i條資料線，j條閘極線，電容元件電極線(3)係至少存在i或j條。又，共用電極線(4)係存在與共用電極(14)連接之至少一條。這些閘極線、資料線、電容元件電極線及共用電極線係分別以在電性上絕緣之關係存在。
藉由作成這種構成之電泳顯示基板，在未組裝閘極驅動器IC、資料驅動器IC、用以供給電泳油墨顯 示元件驅動用或TFT動作用之電力的軟性電纜，而無法使各開關段之TFT動作的狀態下，可對全部之開關段的副像素電極(10)施加電壓，而驅動電泳顯示層。具體而言，藉由對共用電極線(4)與電容元件電極線(3)施加電壓，而經由電容元件(20)對副像素電極(10)與共用電極(14)之間施加電壓，可使電泳顯示層之電泳油墨顯示元件(15)變成白色或黑色之任意的之反射率狀態。例如，在將共用電極線(4)作為基準電位的情況，對電容元件電極線(3)施加正電壓時，電泳油墨顯示元件之帶負電的黑色粒子泳動至副像素電極(10)側，帶正電的白色粒子(18)泳動至成為觀察側的共用電極側，而顯示色成為白色。 在此時，因為全部之副像素電極(10)係成為並聯，所以對構成全部之副像素的電泳油墨顯示元件(15)施加相同的電壓，而顯示色成為反射率大致相同的白色。藉此，在實施已直接形成於電泳顯示基板上之彩色濾光器的檢查時，能以反射率大致相同的白色為基準，評估畫面內之全部的彩色像素，即使不將各種驅動器IC或軟性電纜等之元件組裝於TFT基板上，亦可檢查彩色濾光器。
第3圖係表示形成於本發明之電泳顯示基板 之配線的俯視圖。在第1基板(1)的中央，黏貼已形成電泳油墨顯示層的第2基板(2)，在共用電極線連接部(21、24)以銀等金屬為主成分之導電性黏著劑(5)將已形成於第2基板(2)的共用電極(14)之ITO膜的一部分與第1基板(1)的共用電極線連接。在第3圖，共用電極線係存在共用電極線A(4)以及共用電極線B(25)之2條共用電極 線；共用電極線A(4)係和用以抵接檢查用之電壓施加探針的第1檢查用電極(22)連接，共用電極線B(25)係作為用以和將影像顯示於電泳顯示基板之控制裝置的控制器電性連接的連接器電極。但是因為任一條皆是與共用電極(14)的ITO膜連接，所以在電性上為同電位。本發明中，共用電極線在第1基板(1)上至少有一條即可，但是若是在電性上同電位，亦可為複數條，為了簡化配線，在第3圖記載2條。在第1基板(1)之未黏貼第2基板(2)的外周部，具有用以設置閘極驅動器IC之區域、用以設置資料驅動器IC之區域以及將從這些區域所拉出之配線集中於一處的連接器區域。又，複數條電容元件電極線(3)係集中成一條，與第2檢查用電極(23)連接，並配線至該連接器區域。在連接器區域，連接器電極等間隔地排列，連接器電極係包含閘極驅動器IC控制用電極、資料驅動器IC控制用電極、共用電極線B(25)及電容元件電極線(3)。藉由在第1檢查用電極(22)與第2檢查用電極(23)之間施加經由彩色濾光器層可使電泳油墨顯示元件(15)變色的電壓，可經由彩色濾光器層使電泳顯示基板之電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件(15)變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
第4圖係將閘極驅動器IC(31)、資料驅動器 IC(32)及軟性電纜(33)組裝於第3圖所說明之本發明的電泳顯示基板，並連接電泳顯示基板之動作用控制器(34)之電泳顯示裝置的俯視圖。使用ACF分別將閘極驅動器IC(31)與閘極驅動器IC設置區域黏接、將資料驅動器 IC(32)與資料驅動器IC設置區域黏接、將軟性電纜(33)與連接器區域黏接。又，使用該軟性電纜(33)，將已搭載CPU(34a)、記憶體(34b)、通訊裝置(34c)、電池(34d)及電壓輸出機(34e)的控制器(34)與電泳顯示基板連接。
共用電極線B(25)與電容元件電極線(3)係經 由軟性電纜(33)，與設置於控制器(34)上之各個的電壓輸出端子(未圖示)連接。控制器(34)係經由這些電壓輸出端子，將共用電位供給至共用電極線B(25)，並將+或-之電位供給至電容元件電極線(3)。共用電位係典型的0V。 電壓輸出機(34e)係將電池(34d)的輸出電壓作為輸入，並產生該共用電位及該+或-之電位，再藉開關元件(未圖示)從各個電壓輸出端子輸出。又，電壓輸出機(34e)係產生CPU(34a)、記憶體(34b)及通訊裝置(34c)之電源電壓並輸出。
此外，第3圖中，複數條之電容元件電極線 (3)係集中成一條，再共通地與電極墊之第2檢查用電極(23)連接，並配線至連接器區域，但是在本實施形態，電容元件電極線之配線形態係未限定如此。例如，如第5A圖所示，亦可作成將畫面分割成A區域(41a)與B區域(41b)，在各個該區域，設置在該區域間彼此以電性分離的電容元件電極線。在此情況下，例如，亦可作成將A區域(41a)之電容元件電極線設為電容元件電極線(3A)，並與電極墊之第2檢查用電極(23A)連接，而且將B區域(41b)之電容元件電極線設為電容元件電極線(3B)，並與電極墊之第2檢查用電極(23B)連接。第1檢 查用電極(23A)與第2檢查用電極(23B)彼此以電性分離。藉由採用這種構成，可在A區域(41a)與B區域(41b)之各區域獨立地施加電壓。藉由將區域分割成複數個，可使用電容元件電極線，按照各區域別進行彩色顯示。
此外，分割數係未限定為2個，亦可因應於 使用用途，任意地決定。又，亦可在分割組間電容元件電極線之線數為相異。關於分割形態，亦未限定為每個相鄰之各區域的分割，亦可彼此不相鄰之分開的像素列彼此屬於同組等分割成以任意位置之一條以上的電容元件電極線構成一組。依此方式，在本實施形態，亦可在彼此以電性分離之狀態具有僅任意之複數個與複數條電容元件電極線之一部分的條數之電容元件電極線共通地連接的電極墊。藉此，對共用電極(14)與想選擇之任何一個以上的該第2檢查用電極之間，施加可經由彩色濾光器層使電泳油墨顯示元件變色的電壓，而可經由彩色濾光器層使對應於該第2檢查用電極之電泳油墨顯示元件變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
第5B圖表示在第5A圖的A區域(41a)之一 個副像素份量的等價電路。又，第5C圖表示在第5A圖的B區域(41b)之一個副像素份量的等價電路。與第2圖之等價電路相異之處係在第5B圖將第2圖之電容元件電極線(3)取代成電容元件電極線(3A)，在第5C圖將第2圖之電容元件電極線(3)取代成電容元件電極線(3B)。
可是，在電泳方式之電子紙中，藉由對帶電 成相反之電位的白色、黑色粒子施加固定時間之電壓， 而顯示使粒子泳動的影像。此時，對白色、黑色之各粒子所施加之總電量(電壓與施加時間的積)係相等較佳，在以固定電壓驅動之電子紙之影像改寫驅動的情況下，施加如對+或-施加電壓的時間儘量相等的電壓。實際上採用根據影像改寫前之狀態，即著色粒子之白色、黑色的任一方是否位於像素電極側(或顯示面側的透明電極側)，而改變電壓之施加方法的手法。可是，在長期間已重複改寫影像的電子紙，會發生無法改寫成所要之顯示的現象。這稱為重影，在改寫前所顯示之影像的影響在改寫後之影像出現，亦即之前的影像輕微地殘留於新的影像而顯示的現象。要使已發生重影之電子紙復原，有效的方式是施加比平常更高的電壓或高速地切換正負，但是在廣泛使用的驅動器IC中無這種電壓輸出功能，為了使重影復原而增加功能，會導致成本增加。因此，使控制器(34)側具有重影復原用之輸出功能，以不經由驅動器IC或TFT的其他系統來驅動電子紙的方法較合乎現實。重影復原用之輸出電壓為例如以電壓輸出機(34e)所產生，並施加於電容元件電極線(3A、3B)。
又，本發明之電泳顯示基板係亦適合多色顯示電子紙的驅動。以往，例如在驅動於電泳粒子使用第1粒子為白色、第2粒子為黑色、第3粒子為紅色之3個粒子的3色顯示電子紙時，一般對根據顏色帶電量相異之粒子(白：+15V、黑：-15V、紅：+5V)經由像素的TFT施加3種相異之電位的電壓。此時，驅動器IC(資料驅動器IC)之電壓輸出係需要取+15V、-15V、+5V 之3值，例如，在從白、黑、紅系統往白、黑、藍系統變更等僅變更第3粒子時，在藍粒子之帶電量與紅粒子相異的情況下，需要變更成可輸出與其對應之電壓的驅動器IC，而TFT或驅動器IC等之驅動元件的廣泛使用性就降低。
另一方面，在本發明之電泳顯示基板所具備 的TFT基板中，可不經由像素之TFT，對電泳粒子施加電壓。因為有經由電容元件電極線(3、3A、3B)的電路，所以白色與黑色粒子係可採用來自像素之TFT及驅動器IC(資料驅動器IC(32))的驅動、藍色粒子係可採用來自電容元件(20)及設置於控制器(34)上之電壓輸出機(34e)的驅動，藉由變更控制器(34)上之電壓輸出機(34e)的設定，可易於應付第3粒子之泳動電壓。
又，一般因為電泳方式之電子紙是反射型顯 示，所以在暗處之可見性低。因此，致力於以光照射顯示器、或將前光設置於顯示面上使其變亮。可是，以另外設置光源的方法來說，因犠牲電子紙的特徵之一，亦即薄的特性，而不佳。因此，檢討將發光層設置於電子紙之顯示元件內的方法。在此方法中，藉由使用對施加交流電壓而發光之無機電致發光的發光，確保在暗處的可見性。但，採用本方法之情況則需要在驅動裝置上下工夫。電泳方式之電子紙驅動電壓低，約15V，可使用與針對LCD所設計之一般性非晶矽TFT差異不大之構成的TFT來動作，而可將製造費用抑制的較低。可是，為了使無機電致發光元件發光，需要施加高電壓，而為了 提高TFT的耐壓，需要使閘極絕緣膜變厚等之特別的設計。
在無機電致發光元件使用對硫化鋅摻雜銅或錳者，例如可使用如第6A圖所示之薄薄地形成於第2基板(2)之透明電極(共用電極(14))上的薄膜型無機電致發光元件(100)或如第6B圖所示之使電泳油墨顯示元件之微膠囊混合存在的分散型無機電致發光元件(101)。這些無機電致發光元件係將副像素電極(10)與共用電極(14)作為電壓施加電極。交流電壓輸出係如第6C圖所示，藉由把將直流電壓變換成交流電壓的直流交流換流器(DC-AC INVERTER)(34f)搭載於控制器(34)上而進行。此時所輸出之交流電壓係400~2000赫、100~200V較佳。
[實施例]
以下，說明本發明之實施例。此外，本發明係未限定為以下的實施例。
製作了具有第1A圖及第1B圖所示之剖面構造之對角3英吋的電泳顯示基板。作為第1基板(1)，使用厚度0.7mm的無鹼玻璃。720列320行之副像素電極(10)(列方向之邊為約80μm、行方向之邊為約240μm)陣列狀地排列於表面，在各個副像素電極(10)連接各一個TFT與電容元件(20)。副像素電極(10)、TFT、電容元件(20)及連接那些元件之各種電極線係使用電漿氣相沈積法，在約400度之處理温度所製作。將其作為TFT基板。
在顯示部，使用微膠囊型之電泳油墨顯示元 件(15)。作為第2基板(2)，以濺鍍法將作為透明導電膜之膜厚1000Å的ITO膜形成於厚度100μm的PET薄膜，再塗布藉以胺甲酸乙酯樹脂為主成分為黏合劑樹脂使微膠囊分散於ITO膜面的液體，使其乾燥，而形成厚度40μm的微膠囊顯示層。將以丙烯酸樹脂為主成分之導電性黏著劑塗布於該微膠囊顯示層上，使其乾燥，而形成黏著面，再以80℃之熱貼合片黏貼於該TFT基板(2)的副像素電極(10)面。以銀為主成分之導電性黏著劑(5)將第2基板(2)之PET薄膜之ITO膜的一部分與第2基板(2)之已形成TFT或電容元件或各種配線之玻璃板上的共用電極線連接，製作了電泳顯示基板。
接著，將以胺甲酸乙酯樹脂為主成分之透明 的樹脂塗布於第2基板(2)之未形成ITO膜的面，使其乾燥，而形成膜厚10μm的油墨吸收層(6)。為了使各色之彩色像素位於與第1基板(1)之副像素電極(10)對應之位置，將副像素電極(10)之列方向的邊為約70μm、行方向之邊為約77mm的彩色像素，以在列方向按照紅色、綠色及藍色之順序的方式藉各色240條噴墨印刷形成於第2基板(2)的油墨吸收層(6)上。
確認所製作之電泳顯示基板的顏色時，整個 區域為暗灰色，觀察到不規則的明亮區域。這是由於在微膠囊之製作過程中白色粒子與黑色粒子在各膠囊內混合、以及因在將微膠囊顯示層黏貼於第1基板(1)之副像素電極(10)時所產生之靜電而使白色粒子與黑色粒子局部地泳動。
接著，以第1基板(1)上之共用電極線(4)為基 準電位，將+15V之電壓施加於電容元件電極線(3)200毫秒，將微膠囊顯示層設定成白色發色狀態，實施彩色濾光器的檢查。因為在藍色之彩色像素發現遺漏一個，所以重新印刷在噴墨印刷所漏掉之部分之藍色的彩色像素。然後，在彩色濾光器上，藉透明之丙烯酸黏著劑將由氧化矽膜構成之水蒸氣障礙層與硬塗層所積層的保護薄膜黏著於透明之100μm厚的PET薄膜，並裝入60℃、0.45MPa之高壓鍋，進行加熱、加壓處理20分鐘，而將在製作過程中存在於各構件積層間之微小的氣泡溶入構成電泳顯示基板的各種樹脂中。接著，以環氧樹脂系之密封材料將外周密封，再將閘極驅動器IC、資料驅動器IC及控制電路與連接用之軟性電纜以ACF黏接，而製作了240列320行的電泳顯示基板。
然後，以軟性電纜連接已搭載CPU、記憶體、 通訊裝置及電池之控制器，並將影像資料送至電泳顯示基板，而可顯示全彩色影像。
[工業之可應用性]
本發明係可應用於電子紙等之顯示裝置。
1‧‧‧第1基板
2‧‧‧第2基板
3‧‧‧電容元件電極線
4‧‧‧共用電極線
5‧‧‧以金屬為主成分之導電性黏著劑
6‧‧‧油墨吸收層
14‧‧‧共用電極
23‧‧‧第2檢查用電極
26‧‧‧紅色彩色像素
27‧‧‧綠色彩色像素
28‧‧‧藍色彩色像素

Claims (13)

  1. 一種電泳顯示基板，係包含第1基板、第2基板及被夾持在該第1基板與該第2基板之間之電泳顯示層的電泳顯示基板，其特徵為：該電泳顯示層係具有分散媒及帶正電或負電之至少一種的電泳油墨顯示元件；該第1基板係具有：複數條閘極線、複數條資料線、配置於各該閘極線與各該資料線之交點的薄膜電晶體、副像素電極、具有第1電極與第2電極之電容元件、複數條電容元件電極線及共用電極線；該薄膜電晶體之源極端子與汲極端子中之一方係與該資料線連接；該薄膜電晶體之源極端子與汲極端子中之另一方係與該副像素電極及該電容元件之該第1電極連接；該電容元件電極線係與該電容元件之該第2電極連接；共用電極形成於該第2基板之一側的面，彩色濾光器層形成於另一側的面；該共用電極係與該第1基板之該共用電極線連接；該彩色濾光器層係具有：積層於該第2基板的透明樹脂、及已形成於該透明樹脂上的彩色濾光器像素。
  2. 如申請專利範圍第1項之電泳顯示基板，其中具有該電泳油墨顯示元件之該電泳顯示層係進行微膠囊型電泳顯示。
  3. 如申請專利範圍第1項之電泳顯示基板，其中具有該 電泳油墨顯示元件之該電泳顯示層係進行微杯型電泳顯示。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之電泳顯示基板，其中該彩色濾光器層係包含紅色、綠色及藍色或青色、紫紅色及黃色之三原色之該彩色濾光器像素的彩色濾光器。
  5. 如申請專利範圍第1項之電泳顯示基板，其中該第1基板係具有共通地與該複數條電容元件電極線之各條連接的電極墊。
  6. 如申請專利範圍第1項之電泳顯示基板，其中該第1基板係具有複數個彼此電性分離之狀態的電極墊，該等電極墊係與該複數條電容元件電極線之一部分之條數的電容元件電極線共通地連接。
  7. 如申請專利範圍第1項之電泳顯示基板，其中具有將該副像素電極與該共用電極作為電壓施加電極之無機電致發光元件。
  8. 如申請專利範圍第7項之電泳顯示基板，其中該無機電致發光元件係薄膜型無機電致發光元件或分散型無機電致發光元件。
  9. 一種電泳顯示裝置，其特徵為具有：如申請專利範圍第1至8項中任一項之電泳顯示基板；及電壓輸出機，係產生包含施加於該電容元件電極線之電壓的電壓。
  10. 一種電泳顯示裝置，其特徵為具有：如申請專利範圍第8項之電泳顯示基板；電壓輸出機，係產生包含施加於該電容元件電極線之電壓的電壓；及直流交流換 流器(Direct-Current/Alternating-Current Inverter)，係將該電壓輸出機之直流輸出電壓變換成交流電壓，而產生用於對該無機電致發光元件施加的電壓。
  11. 一種電泳顯示基板之檢查方法，係對如申請專利範圍第1至8項中任一項之電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之和該共用電極線連接的第1檢查用電極與和該電容元件電極線連接的第2檢查用電極之間，施加可使該電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色的電壓，而使該電泳顯示基板之該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
  12. 一種電泳顯示基板之檢查方法，係對如申請專利範圍第5項之電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之和該共用電極線連接的第1檢查用電極與由和該電容元件電極線連接之該電極墊構成的第2檢查用電極之間，施加可使該電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色的電壓，而使該電泳顯示基板之該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
  13. 一種電泳顯示基板之檢查方法，係對如申請專利範圍第6項之電泳顯示基板，藉由在設置於該第1基板之和該共用電極線連接的第1檢查用電極與由和該電容元件電極線連接之該電極墊構成的第2檢查用電極之任一個以上之間，施加可使該電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色的電壓，而使該電泳顯示基板之 該電泳顯示層所具有之全部的電泳油墨顯示元件中之與該任一個以上之該第2檢查用電極對應的電泳油墨顯示元件經由該彩色濾光器層變色成既定波長的顏色，而進行顯示檢查。
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