JP6584891B2

JP6584891B2 - 表示装置用基板、表示装置、電子機器および表示装置用基板の製造方法

Info

Publication number: JP6584891B2
Application number: JP2015184810A
Authority: JP
Inventors: 崇宮田
Original assignee: イーインクコーポレイション
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: JP2017058581A; US20170082904A1; CN106814515A; US20220057687A1; US11657771B2; CN113917759A; CN106814515B; US10599004B2; US20200218125A1; CN113917759B; US11194218B2

Description

本発明は、表示装置用基板、表示装置、電子機器および表示装置用基板の製造方法に関するものである。

電荷を有する粒子が分散媒中を移動する電気泳動表示装置が広く用いられている。電気泳動表示装置は画面のちらつきが少ないので、電子書籍を閲覧する表示装置等に用いられている。この電気泳動表示装置が特許文献１に開示されている。それによると、電気泳動表示装置は電極が設置された一対の基板を備えている。そして、電極間には着色帯電粒子を含む分散媒が設置されている。基板の間には格子状に隔壁が設置され、隔壁により部屋が仕切られている。そして、隔壁により基板間の距離が保たれている。

部屋内では着色帯電粒子が帯電されている。そして、対向する基板に設置された一対の電極に電圧を印加することにより、一方の電極に着色帯電粒子が誘引される。次に、電極の電圧を入れ替えることにより、着色帯電粒子の位置が変わる。

基板の一方には画素電極が設置され、画素電極が１つの画素となっている。そして、画素毎に着色帯電粒子の位置を制御することで所定の図形を表示することが可能になっている。

特開２００７−２４０６７９号公報

特許文献１では一方の基板表面に無機材料で覆った絶縁膜が設置されている。そして、絶縁膜上には隔壁が設置されている。隔壁の材料はカルドポリマーであり樹脂材料の一種である。隔壁内の部屋に分散媒を設置した後で一対の基板を一体化している。一対の基板を一体化するときには基板間に荷重を加える。このとき、隔壁と絶縁膜とが異なる性質の材料なので強固に接着されない。従って、隔壁に荷重が加わるときに隔壁と絶縁膜とが剥がれたりずれたりすることがある。このとき、隔壁が倒れたり潰れるので、基板間に荷重を加えるときにも隔壁が倒れたり潰れることが抑制された表示装置用基板が望まれていた。

本発明は、少なくとも上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる表示装置用基板であって、絶縁層を備えた基板と、前記絶縁層上に設置された隔壁と、を備え、前記絶縁層及び前記隔壁は樹脂材料で形成され、前記隔壁は前記絶縁層より硬度が高いことを特徴とする。

本適用例によれば、表示装置用基板は基板を備え、基板には絶縁層が設置されている。そして、絶縁層上には隔壁が設置されている。絶縁層及び隔壁は樹脂材料で形成されている。従って、絶縁層と隔壁との一方が無機材料である時に比べて絶縁層と隔壁とを高い強度で固定することができる。さらに、隔壁は絶縁層より硬度が高いので強度がある。その結果、隔壁に荷重が加わるときにも隔壁が倒れたり潰れることを抑制することができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる表示装置用基板において、前記絶縁層の表面には前記絶縁層を保護する保護膜が設置されていることが好ましい。

本適用例によれば、絶縁層の表面には絶縁層を保護する保護膜が設置されている。従って、絶縁層と表示装置を構成する薬液とが接触しない為、薬液や絶縁層が損傷を受けることを防止することができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる表示装置用基板において、前記保護膜は開口部を有し、前記隔壁は前記開口部を塞ぐように設置されていることが好ましい。

本適用例によれば、保護膜の開口部を塞ぐように隔壁が設置されていることによって、表示装置を構成する薬液が絶縁層に接触することが保護膜により抑制されると共に樹脂の隔壁と樹脂の絶縁層とを接して固定することができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる表示装置用基板において、前記基板は１つの画素に対応する１つの画素電極を備え、前記隔壁は前記画素電極を囲んで設置されていることが好ましい。

本適用例によれば、基板は１つの画素に対して１つの画素電極が設置されている。そして、隔壁は画素電極を囲んで設置されている。このとき、隔壁が複数の画素電極を囲むときに比べて、隔壁が囲む面積が小さくなる。従って、隔壁内の面積が小さいので隔壁の強度を高くすることができる。その結果、隔壁に荷重が加わっても隔壁が倒れたり潰れることを抑制することができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる表示装置用基板において、前記画素電極に電気的に接続された回路部が、前記基板と前記絶縁層との間に設置されていることが好ましい。

本適用例によれば、画素電極に電気的に接続された回路部が、基板と絶縁層との間に設けられている。従って、回路部が表示装置を構成する薬液等などに浸食されることを抑制することができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる表示装置用基板において、前記絶縁層は、平坦化層であることが好ましい。

本適用例によれば、絶縁層が平坦化層であることにより、画素電極を平坦な形状にすることができ、表示の品質向上を図ることができる。

［適用例７］
本適用例にかかる表示装置は、上記に記載の表示装置用基板と、前記隔壁に支えられる透明封止部材と、前記透明封止部材上に設置された対向電極と、前記基板と前記絶縁層との間の前記画素電極に接続された回路部と、前記隔壁と前記透明封止部材と前記基板とで形成される空間に封止された電気泳動分散液と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、表示装置は表示装置用基板を備え、透明封止部材が隔壁に支えられている。そして、透明封止部材上には対向電極が設置されている。表示装置用基板には隔壁が設置され、隔壁に囲まれた画素領域には電気泳動分散液が設置されている。従って、表示装置用基板と対向電極との間には隔壁が位置している。この隔壁は荷重が加わっても倒れたり潰れたりし難いので、表示装置用基板と透明封止部材及び対向電極とを容易に組み立てることができる。

［適用例８］
本適用例にかかる電子機器であって、上記に記載の表示装置と、前記表示装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、電子機器では制御部が表示装置を制御する。そして、表示装置は隔壁に荷重が加わっても倒れたり潰れたりし難いので、表示装置用基板と透明封止部材とを容易に組み立てられる装置である。従って、電子機器は表示装置用基板と透明封止部材とを容易に組み立てられる表示装置を備えた装置とすることができる。

［適用例９］
本適用例にかかる表示装置用基板の製造方法は、基板に樹脂材料の絶縁層を設置し、前記絶縁層上に保護膜を設置し、前記保護膜の一部を除去し、前記保護膜の一部を除去した場所において前記絶縁層を覆って樹脂材料の隔壁を設置することを特徴とする。

本適用例によれば、基板に樹脂材料の絶縁層を設置している。そして、絶縁層上に保護膜を設置し、保護膜の一部を除去している。従って、絶縁層の一部が露出している。この露出した絶縁層を覆って樹脂材料の隔壁を設置している。従って樹脂材料の絶縁層と樹脂材料の隔壁とを接続しているので、絶縁層と隔壁とを強固に接続することができる。その結果、後工程で隔壁に荷重を加えても隔壁が倒れたり潰れることを抑制することができる。

第１の実施形態にかかわる電気泳動表示装置の構造を示す概略斜視図。電気泳動表示装置の構造を示す模式平面図。電気泳動表示装置の構造を示す部分概略分解斜視図。電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図。画素と隔壁との関係を説明するための要部模式平面図。電気泳動表示装置の電気制御ブロック図。電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図。電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図。電気泳動表示装置の製造方法のフローチャート。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。第２の実施形態にかかわる電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図。第３の実施形態にかかわる電子ブックの構造を示す概略斜視図。腕時計の構造を示す概略斜視図。

本実施形態では、電気泳動表示装置と、この電気泳動表示装置を製造する特徴的な例について、図に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる電気泳動表示装置について図１〜図１８に従って説明する。図１は、電気泳動表示装置の構造を示す概略斜視図であり、図２は電気泳動表示装置の構造を示す模式平面図である。

図１に示すように、表示装置としての電気泳動表示装置１は表示装置用基板としての第１基板２と第２基板３とが重なった構造になっている。第１基板２及び第２基板３の厚み方向をＺ方向とし、第１基板２の側面に沿う方向をＸ方向及びＹ方向とする。＋Ｚ方向側に第２基板３が位置する。観察者が電気泳動表示装置１を見るときには＋Ｚ方向側から見ることとする。第２基板３の＋Ｚ方向側の面が画像表示面３ａである。第１基板２は第２基板３より−Ｙ方向に長い形状になっている。第１基板２の−Ｙ方向側では＋Ｚ方向側の面にフレキシブルケーブル４が設置されている。フレキシブルケーブル４は図示しない駆動回路に接続され、フレキシブルケーブル４を介して電源と駆動信号が供給される。

図２に示すように、電気泳動表示装置１は第１基板２と第２基板３との間に隔壁５が設置されている。隔壁５は格子状の形状を有し画素領域６を区画する。隔壁５の寸法は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、幅が３〜５μｍ、高さが３０μｍになっている。

図中画素領域６は図を見易くするためにＸ方向に１５個、Ｙ方向に１０個並べて配置されている。画素領域６の個数は特に限定されないが本実施形態では、例えば、Ｘ方向に３２０個、Ｙ方向に２５０個並べて配置されている。画素領域６の大きさは特に限定されないが本実施形態では、例えば、Ｘ方向の長さが５０〜１００μｍ、Ｙ方向の長さが５０〜１００μｍになっている。電気泳動表示装置１の大きさも特に限定されないが本実施形態では、例えば、第１基板２はＸ方向の長さが３０〜５０ｍｍであり、Ｙ方向の長さが２０〜４０ｍｍになっている。

第１基板２には各画素領域６に回路部としての第１半導体素子７が設置されている。第１半導体素子７はスイッチングを行う素子であり画素領域６に印加される電圧を切り替える。第１半導体素子７は各画素領域６にあるので第１半導体素子７の個数は画素領域６の個数と同じ個数になっている。そして、画像表示面３ａに所定のパターンを表示するときには１つの画素領域６が１つの画素８になる。第１基板２の＋Ｚ方向側の面には第２基板３とフレキシブルケーブル４との間に信号分配部９が設置されている。信号分配部９は第１半導体素子７に出力する信号を切り替える。

図３は電気泳動表示装置の構造を示す部分概略分解斜視図であり、電気泳動表示装置１の一部分をＺ方向に分解した図である。図３に示すように、第１基板２は第１基材１０を有する。第１基材１０の材質には、ガラス、プラスチック、セラミック、シリコン等を用いることができる。第１基材１０は＋Ｚ方向から見える画像表示面３ａの反対側に配置されるため不透明な材質でもよい。

第１基材１０上には素子層１１が設置されている。素子層１１には電圧供給線７ａ、制御信号線７ｂ、第１半導体素子７及び第１貫通電極７ｄ等が設置されている。第１半導体素子７はＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子であり、スイッチングを行う素子である。素子層１１の上には絶縁層１２が設置され、絶縁層１２の上には保護膜１３及び画素電極１４がこの順に重ねて設置されている。絶縁層１２は素子層１１と画素電極１４とを絶縁する層である。保護膜１３は絶縁層１２を保護する層である。素子層１１の第１貫通電極７ｄは画素電極１４と接続されている。画素電極１４は画素領域６毎に分離されている。隔壁５、第１基材１０、素子層１１、絶縁層１２、保護膜１３及び画素電極１４等により第１基板２が構成されている。

素子層１１の材質は半導体が形成できる材質であれば良く特に限定されず、シリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム、炭化珪素、等を用いることができる。絶縁層１２の材質は絶縁性があり成形しやすい材質であれば良く特に限定されず、樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、絶縁層１２の材質にはポジ型の感光性アクリル樹脂を用いている。ポジ型にすることにより容易に絶縁層１２の一部を露出させる開口部を形成することができる。また、絶縁層１２は素子層１１の凹凸を画素領域６に反映させないための平坦化層の機能を有する。

画素電極１４の材質は導電性のある材質であれば良く特に限定されず、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の他、銅箔上にニッケル膜や金膜を積層した物、アルミニウム箔上にニッケル膜や金膜を積層した物を用いることができる。本実施形態では、例えば、画素電極１４の材質はＩＴＯになっている。

保護膜１３及び絶縁層１２上には隔壁５が設置され、隔壁５によって区画された画素領域６には電気泳動分散液１５が充填されている。隔壁５の材質は適切な強度があり形成しやすく、電気泳動分散液１５に溶出しない材質であれば良く特に限定されない。ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料に架橋剤を加えた材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、隔壁５の材料にはネガ型の感光性エポキシ樹脂を用いている。ネガ型にすることにより凸形状を容易に形成することができる。隔壁５は、保護膜１３の開口部を塞ぐように設置される。図３から分かるように保護膜１３の開口部の幅は隔壁５の底部の幅よりも狭い。これにより、隔壁５と絶縁層１２とが保護膜１３を介さずに接合する部分ができ、その接合を強固なものにすることができる。また、隔壁５と絶縁層１２とは、開口部の両側においては保護膜１３を介して接合されることになり、絶縁層１２が開口部から電気泳動分散液１５による損傷を受けることを防ぐことができる。

保護膜１３の材質は絶縁性があり電気泳動分散液１５に溶出しない材質であれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、保護膜１３の材料には窒化シリコンを用いている。保護膜１３は絶縁層１２が電気泳動分散液１５に溶出することを防止する。これにより、電気泳動分散液１５が変質することを防止し、絶縁層１２が劣化することを防止する。

電気泳動分散液１５は荷電粒子としての白色荷電粒子１６及び荷電粒子としての黒色荷電粒子１７を有し、白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７が分散媒１８に分散している。白色荷電粒子１６の材料は、白色で帯電可能であり微細な粒子に形成可能であれば良く特に限定されない。白色荷電粒子１６の材料は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子、高分子、コロイドを用いることができる。本実施形態では、例えば、白色荷電粒子１６は二酸化チタンの粒子を正に帯電させて用いている。

黒色荷電粒子１７は、黒色で帯電可能であり微細な粒子に形成可能であれば良く特に限定されない。黒色荷電粒子１７の材料は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、酸窒化チタン等の黒色顔料からなる粒子、高分子、コロイドを用いることができる。本実施形態では、例えば、黒色荷電粒子１７は酸窒化チタンを負に帯電させて用いている。白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７にはこれらの粒子に必要に応じて電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の帯電制御剤を用いることができる。他にも、白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７にはチタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。

分散媒１８は流動性があって変質し難い材質であれば良く特に限定されない。分散媒１８の材質には水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素を用いることができる。他にも分散媒１８の材質にはベンゼン、トルエン、キシレン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素を用いることができる。長鎖アルキル基を有するベンゼン類としてはヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等を用いることができる。他にも分散媒１８としては、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素を用いることができる。他にも、分散媒１８の材質には油類やシリコーンオイルを用いることができる。これらの物質は単独または混合物として用いることができ、さらに、カルボン酸塩のような界面活性剤等を配合してもよい。

隔壁５及び電気泳動分散液１５上には第２基板３が設置されている。第２基板３は第２基材２１を有する。第２基材２１上には対向電極としての共通電極２２が設置され、共通電極２２上には電気泳動分散液１５を封止する透明封止部材としての封止層２３が設置されている。共通電極２２は複数の画素領域６に渡って設置される共通電極である。従って、共通電極２２は複数の画素電極１４と対向する。第２基板３は、封止層２３側が隔壁５と接合される。さらに、封止層２３は隔壁５と共通電極２２とを絶縁する機能を備えている。

第２基材２１の材質は光透過性、強度及び絶縁性があれば良く特に限定されない。第２基材２１の材質にガラスや樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、第２基材２１の材質にガラス板を用いている。

共通電極２２は、透明導電膜であれば良く特に限定されない。例えば、共通電極２２にはＭｇＡｇ、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等を用いることができる。本実施形態では、例えば、共通電極２２にＩＴＯを用いている。

封止層２３の材質は隔壁５と接合が可能であり、光透過性があって絶縁性を有し、電気泳動分散液１５を変質させない材質であれば良く特に限定されない。例えば、封止層２３の材質にはポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸エステル等のアクリル樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ゼラチン、フェノール樹脂、ビニル樹脂等が用いることができる。本実施形態では、例えば、紫外性硬化型のアクリル樹脂やエポキシ樹脂を用いている。

図４は電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図である。図４に示すように、電気泳動表示装置１は画素電極１４と共通電極２２との間に電圧を印加して用いられる。そして、画素電極１４と共通電極２２との間で電圧を切り替えて用いられる。

画素電極１４に対して共通電極２２を低い電圧にする。このとき黒色荷電粒子１７は負の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子１７は画素電極１４に誘引される。白色荷電粒子１６は正の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子１６は共通電極２２に誘引される。その結果、第１基板２には黒色荷電粒子１７が集合し、第２基板３には白色荷電粒子１６が集合する。第２基板３側から電気泳動表示装置１を見るとき第２基板３を通して白色荷電粒子１６を見ることができる。従って、画素領域６では白色の表示となる。

素子層１１には第１半導体素子７が設置されている。第１半導体素子７は半導体膜７ｅを有し、半導体膜７ｅにはソース領域７ｈ、チャネル形成領域７ｋ、ドレイン領域７ｊがこの順に並んで形成されている。半導体膜７ｅ上にはゲート絶縁膜７ｆが設置され、ゲート絶縁膜７ｆ上にはゲート電極７ｇが設置されている。ソース領域７ｈにはソース電極７ｎが接続され、ソース電極７ｎは電圧供給線７ａが接続されている。ドレイン領域７ｊと接続して第１ドレイン電極７ｐが設置され、第１ドレイン電極７ｐと接続して第１貫通電極７ｄが設置されている。第１貫通電極７ｄは画素電極１４と接続するので、第１半導体素子７は画素電極１４と電気的に接続されている。ゲート電極７ｇは制御信号線７ｂが接続されている。

隔壁５の主な材質はエポキシ系樹脂であり、絶縁層１２の主な材質はアクリル樹脂である。そして、絶縁層１２と隔壁５との一部が接合している。従って、絶縁層１２と隔壁５との接合は同じ樹脂材料同士の接合であり、絶縁層１２と隔壁５との一方が無機材料である時に比べて絶縁層１２と隔壁５とを高い強度で固定することができる。隔壁５の硬度は２ＧＰａであり、絶縁層１２の硬度は０．５ＧＰａである。隔壁５は絶縁層１２より硬度が高いので強度がある。このため、第１基板２と第２基板３とを組み立てる工程で隔壁５に荷重が加わるときにも隔壁５の変形等を防ぐとともに絶縁層１２側に食い込む形となることから、絶縁層１２から隔壁５が剥がれ難くなっている。その結果、隔壁５が倒れたり潰れることを抑制することができる。

絶縁層１２の硬化前の硬さは約１５ｍＰａ／ｓであり、隔壁５の硬化前の硬さは約２０００ｍＰａ／ｓである。この為、絶縁層１２の材料は隔壁５の材料に比べて薄く成膜することが容易にできる。しかし、絶縁層１２は隔壁５に比べて電気泳動分散液１５に溶出し易いので、絶縁層１２を覆って保護膜１３が設置されている。保護膜１３により絶縁層１２と電気泳動分散液１５とが接触しない為、電気泳動分散液１５や絶縁層１２が損傷を受けることを防止することができる。

保護膜１３の一部は隔壁５と絶縁層１２との間に位置している。詳しくは、絶縁層１２側の隔壁５の幅を第１幅５ａとする。そして、隔壁５の幅方向において隔壁５の中央で隔壁５は絶縁層１２と接合されている。隔壁５が絶縁層１２と接合する幅を第２幅５ｂとする。例えば、第２幅５ｂは第１幅５ａの１／３の長さになっている。そして、保護膜１３は隔壁５の両側の側面から隔壁５と絶縁層１２との間に入る。保護膜１３が隔壁５の側面から隔壁５と絶縁層１２との間に入る部分の長さを第３幅５ｃとする。例えば、第３幅５ｃは第１幅５ａの１／３の長さになっている。このとき、絶縁層１２上に保護膜１３が位置し、保護膜１３上に隔壁５の一部が位置する。従って、絶縁層１２は隔壁５と保護膜１３とに覆われるので電気泳動分散液１５と接する面では絶縁層１２が露出しない。その結果、絶縁層１２が電気泳動分散液１５に接触することを抑制することができる。

図５は画素と隔壁との関係を説明するための要部模式平面図であり、第１基板２を画像表示面３ａ側から見た図である。図５に示すように、第１基板２は１つの画素８に対応して１つの画素電極１４を備えている。そして、隔壁５は、ひとつの画素８に対して画素電極１４を囲んで設置されている。尚、隔壁５は画素電極１４の全周を囲まずに一部が欠損しても良い。そして、欠損した場所では画素８間を電気泳動分散液１５が移動できるようにしても良い。隔壁５は画素電極１４を囲んで設置されている。このとき、隔壁５が複数の画素電極１４を囲むときに比べて、隔壁５が囲む面積を狭くできる。そして、隔壁５の強度を高くすることができる。従って、隔壁５に荷重が加わっても隔壁５が倒れたり潰れることを抑制することができる。

図６は電気泳動表示装置の電気制御ブロック図である。図６に示すように、電気泳動表示装置１は制御装置２４と接続して用いられる。制御装置２４は入力部２５を備え、入力部２５は電気泳動表示装置１に表示する画像を示す画像信号を出力する装置に接続され、画像信号を入力する。入力部２５は制御部２６と接続されている。そして、制御部２６は記憶部２７、第１波形形成部２８、第２波形形成部２９及び信号分配部９と接続されている。

制御部２６は第１波形形成部２８、第２波形形成部２９及び信号分配部９を制御する部位である。記憶部２７は画像信号の他、画像信号から電気泳動表示装置１に出力する信号を形成するときに用いる情報を記憶する。第１波形形成部２８はフレキシブルケーブル４、信号分配部９及び制御信号線７ｂを介して第１半導体素子７と接続され、第１半導体素子７に画素毎のデータ信号を出力する。第１半導体素子７は画素電極１４と接続され、データ信号に対応する電圧を画素電極１４に出力する。第２波形形成部２９はフレキシブルケーブル４及び信号分配部９を介して共通電極２２と接続され、共通電極２２に電圧波形を出力する。

信号分配部９は第１半導体素子７に駆動信号を分配し画素電極１４に出力する電圧波形を切り替える。さらに、信号分配部９は共通電極２２に出力する電圧波形を伝達する。

図７及び図８は電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図である。図７に示すように、画素電極１４に対して共通電極２２を低い電圧にする。このとき黒色荷電粒子１７は負の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子１７は画素電極１４に誘引される。白色荷電粒子１６は正の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子１６は共通電極２２に誘引される。その結果、第１基板２には黒色荷電粒子１７が集合し、第２基板３には白色荷電粒子１６が集合する。第２基板３側から電気泳動表示装置１を見るとき第２基板３を通して白色荷電粒子１６を見ることができる。従って、画素領域６では白色の表示となる。

図８に示すように、画素電極１４に対して共通電極２２を高い電圧にする。このとき黒色荷電粒子１７は負の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子１７は共通電極２２に誘引される。白色荷電粒子１６は正の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子１６は画素電極１４に誘引される。その結果、第１基板２には白色荷電粒子１６が集合し、第２基板３には黒色荷電粒子１７が集合する。第２基板３側から電気泳動表示装置１を見るとき第２基板３を通して黒色荷電粒子１７を見ることができる。従って、画素領域６では黒色の表示となる。

次に上述した電気泳動表示装置１の製造方法について図９〜図１８にて説明する。図９は、電気泳動表示装置の製造方法のフローチャートであり、図１０〜図１８は電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図である。図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１は上部電極設置工程に相当する。この工程は、第２基材２１上に共通電極２２及び封止層２３を設置する工程である。

次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は素子設置工程である。この工程は、第１基材１０上に素子層１１を設置する工程である。

次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は絶縁層設置工程である。この工程は、素子層１１上に絶縁層１２を設置する工程である。

次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は保護膜設置工程である。この工程は、絶縁層１２上に保護膜１３を設置する工程である。

次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は下部電極設置工程である。この工程は、保護膜１３上に第１貫通電極７ｄ及び画素電極１４を設置する工程である。

次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は隔壁設置工程である。この工程は、第１基板２上に隔壁５を設置する工程である。

次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は分散液充填工程である。この工程は、画素領域６に電気泳動分散液１５を充填する工程である。

次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は基板組立工程である。この工程は、隔壁５と第２基板３とを接着する工程である。

以上の工程により電気泳動表示装置１を製造する工程を終了する。

次に、図１０〜図１８を用いて、図９に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。

まず、第２基板３を製造する。図１０はステップＳ１の上部電極設置工程に対応する図である。図１０に示すように、第２基材２１を用意する。第２基材２１にはガラス板を所定の厚みに研削及び研磨して表面粗さを小さくした板を用いる。次に、第２基材２１上に共通電極２２を設置する。スパッタリング法等の成膜法を用いて膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を第２基材２１上に形成する。次に、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によってＩＴＯ膜をパターニングして、共通電極２２を形成する。

次に、共通電極２２上に封止層２３を設置する。封止層２３はインクジェット法、オフセット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷等の凸版印刷、グラビア印刷等の凹版印刷等の各種印刷法を用いて設置することができる。他にも、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、スリットコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、ディップコート法等を用いても良い。

続いて、第１基板２を製造する。図１１はステップＳ２の素子設置工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ２において、第１基材１０を用意する。第１基材１０もガラス板を所定の厚みに研削及び研磨して表面粗さを小さくした板を用いる。第１基材１０上に素子層１１を形成する。素子層１１の形成方法は公知であるので詳細の説明は省略し、概略の製造方法を説明する。素子層１１の形成方法は複数存在し特に限定されない。

まず、ＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって第１基材１０上に図示しないＳｉＯ₂の下地絶縁膜３０を形成する。次に、下地絶縁膜上に、ＣＶＤ法等によって膜厚５０ｎｍ程度の非晶質シリコン膜を形成する。その非晶質シリコン膜をレーザー結晶化法等によって結晶化して、多結晶シリコン膜を形成する。その後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって島状の多結晶シリコン膜である半導体膜７ｅを形成する。

次に、半導体膜７ｅ及び下地絶縁膜を覆うように、ＣＶＤ法等によって膜厚１００ｎｍ程度のＳｉＯ₂を形成し、ゲート絶縁膜７ｆとする。スパッタリング法等によって、ゲート絶縁膜７ｆ上に膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって島状のゲート電極７ｇを形成する。イオン注入法によって半導体膜に不純物イオンを注入し、ソース領域７ｈ、ドレイン領域７ｊ及びチャネル形成領域７ｋを形成する。ゲート絶縁膜７ｆ及びゲート電極７ｇを覆うように、膜厚８００ｎｍ程度のＳｉＯ₂膜を形成し、第１層間絶縁膜１１ｍとする。

次に、第１層間絶縁膜１１ｍにソース領域７ｈに達するコンタクトホールとドレイン領域７ｊに達するコンタクトホールを形成する。その後、第１層間絶縁膜１１ｍ上とコンタクトホール及びコンタクトホール内に、スパッタリング法等によって膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によってパターニングして、ソース電極７ｎ、第１ドレイン電極７ｐ及び図示しない配線を形成する。

第１層間絶縁膜１１ｍとソース電極７ｎ、第１ドレイン電極７ｐ及び配線とを覆うように、膜厚８００ｎｍ程度のＳｉ₃Ｎ₄膜を形成し、第２層間絶縁膜１１ｒとする。フォトリソグラフィー法及びエッチング法によってパターニングして、第２層間絶縁膜１１ｒにコンタクトホールを形成する。

図１２はステップＳ３の絶縁層設置工程に対応する図である。図１２に示すように、ステップＳ３において、第２層間絶縁膜１１ｒ上に絶縁層１２を設置する。まず、絶縁層１２の材料となる樹脂膜を設置する。素子層１１の上にアクリル樹脂を溶解した溶液を素子層１１上に塗布し乾燥させて固化する。樹脂膜はインクジェット法、オフセット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷等の凸版印刷、グラビア印刷等の凹版印刷等の各種印刷法を用いて設置することができる。他にも、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、スリットコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、ディップコート法等を用いても良い。次に、樹脂膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法によってパターニングする。これにより、絶縁層１２の外形形状及び貫通孔１２ａの形状をパターニングする。続いて、エッチング液を用いて絶縁層１２をエッチングして貫通孔１２ａを形成する。

図１３及び図１４はステップＳ４の保護膜設置工程に対応する図である。図１３に示すように、ステップＳ４において、絶縁層１２上と貫通孔１２ａ内に蒸着またはＣＶＤ法等の成膜法を用いて膜厚５００ｎｍ程度のＳｉＮ膜を形成する。次に、図１４に示すように、ＳｉＮ膜をパターニング及びエッチングして保護膜１３を形成する。貫通孔１２ａでは第１ドレイン電極７ｐを露出させる。さらに、隔壁５を設置する場所では絶縁層１２を露出させる。エッチング法は特に限定されないが本実施形態ではドライエッチング法を用いた。

図１５はステップＳ５の下部電極設置工程に対応する図である。図１５に示すように、ステップＳ５において絶縁層１２、保護膜１３上及び貫通孔１２ａ内に、スパッタリング法等の成膜法を用いて膜厚５００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を形成する。さらに、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によってＩＴＯ膜をエッチングして画素電極１４及び第１貫通電極７ｄを形成する。隔壁５を設置する予定の場所では絶縁層１２及び保護膜１３を露出させる。エッチング法は特に限定されないが本実施形態ではドライエッチング法を用いた。

図１６はステップＳ６の隔壁設置工程に対応する図である。図１６に示すように、ステップＳ６において、露出する絶縁層１２及び保護膜１３上に隔壁５を設置する。まず、画素電極１４上に隔壁５の材料となる感光性樹脂材料を塗布する。塗布方法はオフセット印刷、スクリーン印刷、凸版印刷等の各種印刷法を用いて設置することができる。他にも、スピンコート法やロールコート法等のコート法を用いても良い。続いて、感光性樹脂材料を加熱乾燥して固化する。次に、感光性樹脂材料をフォトリソグラフィー法によってパターニングしエッチングして隔壁５を成形する。保護膜１３の一部を除去した場所において絶縁層１２を覆って樹脂材料の隔壁５を設置する。この工程で第１基板２が完成する。

図１７はステップＳ７の分散液充填工程に対応する図である。図１７に示すように、ステップＳ７において、隔壁５が設置された第１基板２を図示しない容器内に設置する。そして、分散媒１８に白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７を加えて撹拌し電気泳動分散液１５を用意する。次に、シリンジ等の供給器具を用いて画素領域６に電気泳動分散液１５を供給する。電気泳動分散液１５の供給方法は各種印刷法やインクジェット法を用いても良い。電気泳動分散液１５は画素領域６から溢れる程度に供給される。

図１８はステップＳ８の基板組立工程に対応する図である。図１８に示すように、ステップＳ８において、隔壁５上に第２基板３を設置する。まず、電気泳動分散液１５が供給された第１基板２を減圧チャンバー内に設置する。次に、隔壁５上に第２基板３を搭載する。続いて、減圧チャンバー内を減圧し第１基板２に第２基板３を加圧する。この状態を維持しながら封止層２３に紫外線を照射する。封止層２３は紫外線硬化型で接着剤としても機能し、隔壁５と第２基板３とが仮固定される。次に、第２基板３が設置された第１基板２を加熱し封止層２３を固化することにより第２基板３が隔壁５に固定される。以上の工程により電気泳動表示装置１が完成する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１基材１０には絶縁層１２が設置されている。そして、絶縁層１２上には隔壁５が設置されている。絶縁層１２及び隔壁５はともに樹脂材料で形成されている。従って、絶縁層１２と隔壁５との一方が無機材料で他方が樹脂材料である時に比べて絶縁層１２と隔壁５とを高い強度で固定することができる。さらに、隔壁５は絶縁層１２より硬度が高いので強度が高い。その結果、隔壁５に荷重が加わるときにも隔壁５が絶縁層１２から剥がれて倒れたり潰れることを抑制することができる。

（２）本実施形態によれば、絶縁層１２の表面には絶縁層１２を保護する保護膜１３が設置されている。従って、電気泳動分散液１５が絶縁層１２に接触することを防止する。そして、電気泳動分散液１５や絶縁層１２が互いに損傷を受けることを防止することができる。

（３）本実施形態によれば、隔壁５と絶縁層１２との間に保護膜１３の一部が位置している。すなわち、保護膜１３の開口部を隔壁５が塞ぐ形となっている。従って画素領域６においては絶縁層１２が露出しない。その結果、絶縁層１２に電気泳動分散液１５が接触することを抑制することができる。

（４）本実施形態によれば、第１基板２には１つの画素８に対応して１つの画素電極１４が設置されている。そして、隔壁５は画素電極１４を囲んで設置されている。このとき、隔壁５が複数の画素電極１４を囲むときに比べて、隔壁５が囲む場所の面積が狭いので隔壁５の強度を高くすることができる。従って、隔壁５に荷重が加わっても隔壁５が倒れたり潰れることを抑制することができる。

（５）本実施形態によれば、絶縁層１２及び隔壁５は樹脂材料からなり熱膨張係数が近い値になっている。従って、電気泳動表示装置１の製造工程において温度の変化が大きいときにも絶縁層１２に対して隔壁５が剥離し難くすることができる。

（６）本実施形態によれば、絶縁層１２と隔壁５との密着力が高い。従って、電気泳動分散液１５が加熱されて膨張するときにも、絶縁層１２から隔壁５が剥がれることを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、電気泳動表示装置の一実施形態について図１９を用いて説明する。図１９は電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、保護膜１３が絶縁層１２と隔壁５との間に位置していない点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図１９に示すように電気泳動表示装置３３は第１基板３４及び第２基板３を備え、第１基板３４と第２基板３とで電気泳動分散液１５を挟む構造になっている。第１基板３４では、保護膜３５は絶縁層１２上、隔壁５の上部および隔壁５の側面に設置されている。尚、隔壁５の側面の保護膜３５は隔壁５と絶縁層１２の境目において絶縁層１２が露出しない程度に設置されていればよく、必ずしも隔壁５の側面全面に設置されている必要はない。保護膜３５は絶縁層１２と隔壁５とに挟まれていない。従って、隔壁５の底面は全面が絶縁層１２に接して固定されている。従って、隔壁５の底面が絶縁層１２と接する面積が第１の実施形態の第１基板２に比べて広いので、隔壁５はさらに絶縁層１２から剥がれ難くすることができる。

保護膜３５は、絶縁層１２に隔壁５が設置された後、ＣＶＤ法等により形成される。その後、コンタクトホールにおける第１ドレイン電極７ｐを露出させてから画素電極１４を形成する。尚、図１９においては隔壁５の上部にも保護膜３５が設置されているが、隔壁５の上部の保護膜３５は削除してもよい。

（第３の実施形態）
次に、電気泳動表示装置を搭載した電子機器の一実施形態について図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は電子ブックの構造を示す概略斜視図であり、図２１は腕時計の構造を示す概略斜視図である。図２０に示すように、電子機器としての電子ブック３８は板状のケース３９を有する。ケース３９には蝶番４０を介して蓋部４１が設置されている。さらに、ケース３９には操作ボタン４２と表示装置としての表示部４３とが設置されている。操作者は操作ボタン４２を操作して表示部４３に表示する内容を操作することができる。

ケース３９の内部には、制御部４４と表示部４３に対してデータ信号を駆動する信号駆動部４５が設置されている。制御部４４は信号駆動部４５に表示データを出力するとともに、当該表示データをデータ信号に変換するときのタイミング信号も出力する。信号駆動部４５は表示データからデータ信号を生成し表示部４３に出力する。また、制御部４４は、信号駆動部４５が出力するデータ信号に同期させた表示制御信号を表示部４３に出力する。表示部４３は、入力される表示制御信号およびデータ信号から、表示部４３内部に有する信号部分配回路において電気泳動表示に必要な信号を生成することで、制御部４４が表示部４３に出力した表示データに従った表示を行う事ができる。尚、操作ボタン４２による操作者の操作は、適時信号化され制御部４４に伝達され、制御部４４の出力信号に反映される。表示部４３には電気泳動表示装置１または電気泳動表示装置３３のいずれかが用いられている。従って、電子ブック３８は隔壁５が倒れ難く組み立てし易い構造の電気泳動表示装置を表示部４３に用いた装置とすることができる。

図２１に示すように、電子機器としての腕時計４８は板状のケース４９を有する。ケース４９はバンド５０を備え、操作者はバンド５０を腕に巻いて腕時計４８を腕に固定することができる。さらに、ケース４９には操作ボタン５１と表示装置としての表示部５２とが設置されている。操作者は操作ボタン５１を操作して表示部５２に表示する内容を操作することができる。

ケース４９の内部には腕時計４８を制御する制御部５３と表示部５２に信号を駆動する信号駆動部５４が設置されている。制御部５３は信号駆動部５４に表示データと必要なタイミング信号を出力する。尚、当該必要なタイミング信号の中には制御部５３から表示部５２に直接出力される信号があってもよい。信号駆動部５４は表示に必要な信号を表示部５２に出力することで、表示部５２に表示データに対応する内容を表示させることができる。そして、表示部５２には電気泳動表示装置１または電気泳動表示装置３３のいずれかが用いられている。従って、腕時計４８は隔壁５が倒れ難く組み立てし易い構造の電気泳動表示装置を表示部５２に用いた装置とすることができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、電気泳動分散液１５に白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７を設置した。白色荷電粒子１６及び黒色荷電粒子１７に代えて、赤色、緑色、青色等の荷電粒子を用いてもよい。この構成によれば、赤色、緑色、青色等を表示することでカラー表示を行うことができる。他にも、電気泳動分散液１５に１色の荷電粒子のみを用いてもよい。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、１つの画素領域６に１つの画素電極１４が設置された。１つの画素領域６に複数の画素電極１４を設置してもよい。表示を細分化することができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では白色荷電粒子１６を正極に帯電させて、黒色荷電粒子１７を負極に帯電させた。白色荷電粒子１６を負極に帯電させて、黒色荷電粒子１７を正極に帯電させても良い。制御しやすい帯電状態にしてもよい。

（変形例４）
前記第１の実施形態では、画素領域６の形状が四角形であった。画素領域６の形状は円形、楕円形、多角形、円弧と直線を含む形状でもよい。このとき、隔壁５は樹脂材料から形成されているので隔壁５の形状は画素領域６の形状に容易に合わせることができる。

（変形例５）
前記第１の実施形態では、第１基板２の画素領域６に電気泳動分散液１５を設置した後に第１基板２と第２基板３とを接合した。他にも、画素領域６を連通させて第１基板２と第２基板３とを接合した後に画素領域６に電気泳動分散液１５を設置しても良い。製造し易い工程順にしても良い。

（変形例６）
前記第１の実施形態では、第１基板２に第１半導体素子７が設置された。第１基板２に第１半導体素子７を設置せずに画素電極１４だけが設置された構造にしても良い。そして、直接画素電極１４に電圧を印加する駆動回路を設けても良い。第１基板２の構造が簡単になるので、製造しやすくすることができる。

１…表示装置としての電気泳動表示装置、２…表示装置用基板としての第１基板、５…隔壁、６…画素領域、７…回路部としての第１半導体素子、１０…基板としての第１基材、１２…絶縁層、１３…保護膜、１４…画素電極、１５…電気泳動分散液、２２…対向電極としての共通電極、２３…透明封止部材としての封止層、２６，４４，５３…制御部、３８…電子機器としての電子ブック、４３，５２…表示装置としての表示部、４５，５４…駆動装置としての信号駆動部、４８…電子機器としての腕時計。

Claims

絶縁層を備えた基板と、
前記絶縁層上に設置された隔壁と、を備え、
前記絶縁層及び前記隔壁は樹脂材料で形成され、前記隔壁は前記絶縁層よりヤング率が高く、
前記絶縁層の表面には前記絶縁層を保護する保護膜が設置され、
前記保護膜は開口部を有し、前記隔壁は前記開口部を塞ぐように設置されていることを特徴とする表示装置用基板。
請求項１に記載の表示装置用基板であって、
前記基板は１つの画素に対応する１つの画素電極を備え、
前記隔壁は前記画素電極を囲んで設置されていることを特徴とする表示装置用基板。
請求項２に記載の表示装置用基板であって、前記画素電極に電気的に接続された回路部が、前記基板と前記絶縁層との間に設置されていることを特徴とする表示装置用基板。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置用基板であって、前記絶縁層は、平坦化層であることを特徴とする表示装置用基板。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置用基板と、
前記隔壁に支えられる透明封止部材と、
前記透明封止部材上に設置された対向電極と、
前記基板と前記絶縁層との間の前記画素電極に接続された回路部と、
前記隔壁と前記透明封止部材と前記基板とで形成される空間に封止された電気泳動分散液と、を備えることを特徴とする表示装置。
請求項５に記載の表示装置と、
前記表示装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする電子機器。
基板に樹脂材料の絶縁層を設置し、
前記絶縁層上に保護膜を設置し、
前記保護膜の一部を除去し、
前記保護膜の一部を除去した場所において前記絶縁層を覆って樹脂材料の隔壁を設置することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。