(57)【要約】【課題】より簡便な電気泳動粒子の分散液の封止技術を含む電気泳動装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の電気泳動装置の製造方法は、各画素を区画する隔壁(30)を有する第１基板(S1)と、前記第１基板に対向する第２基板（S2)と、第１基板、第２基板および隔壁で構成される閉空間に充填された、電気泳動粒子の分散液と、を有する電気泳動装置の製造方法であって、第１基板の隔壁内に隔壁の上部から盛り上がるように電気泳動粒子の分散液（L)を注入する第１工程と、電気泳動粒子の分散液(L)上であって、隔壁よりも高い位置に第２基板を配置する第２工程と、第２工程の後、第２基板近傍を減圧雰囲気とすることで、隔壁と前記第２基板の隙間から電気泳動粒子の分散液を揮発させ、第２基板を隔壁上まで降下させる第３工程と、を有する。かかる方法によれば貼り合わせを容易に行うことができる。また、分散液の脱気も兼ねることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素を区画する隔壁を有する第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板、前記第２基板および前記隔壁で構成される閉空間に充填された、電気泳動粒子の分散液と、を有する電気泳動装置の製造方法であって、
前記第１基板の隔壁間に前記隔壁の上部から盛り上がるように電気泳動粒子の分散液を注入する第１工程と、
前記電気泳動粒子の分散液上であって、前記隔壁よりも高い位置に前記第２基板を配置し、前記第１基板と前記第２基板とを対向させる第２工程と、
前記第２工程の後、前記第２基板近傍を減圧雰囲気とすることで、前記隔壁と前記第２基板の隙間から前記電気泳動粒子の分散液を揮発させ、前記第２基板を前記隔壁上まで降下させる第３工程と、
を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３工程の後、前記隔壁と前記第２基板とを圧着する第４工程を有する請求項１記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１工程は、前記隔壁で区画される複数の領域に、前記電気泳動粒子の分散液を所定量ずつ吐出する工程を含む請求項１又は２記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁は、樹脂材料よりなる請求項１乃至３のいずれか一項記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２基板が前記隔壁上まで降下したか否かを、前記分散液の揮発成分の検出により判断する請求項１乃至４のいずれか一項記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の電気泳動装置の製造方法を有することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項７】
各画素を区画する隔壁を有する第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板、前記第２基板および前記隔壁で構成される閉空間に充填された、電気泳動粒子の分散液と、を有する電気泳動装置であって、
前記隔壁と前記第２基板とが圧着されている電気泳動装置。
【請求項８】
請求項７記載の電気泳動装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動装置の製造方法等に係り、特に、電気泳動粒子の分散液の封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液体中に微粒子を分散させた分散系に電界を作用させると、微粒子は、クーロン力により液体中で移動（泳動）する。この現象を電気泳動といい、上記微粒子を電気泳動粒子という。このような電気泳動を利用して、所望の情報（画像）を表示させる装置（電気泳動装置、電気泳動表示装置）が新たな表示装置として注目を集めている。
【０００３】
この電気泳動装置の構成は、例えば、第１基板の共通電極と第２基板の画素電極との間に、電気泳動粒子の分散液が配置された構成を有する。あらかじめ電気泳動粒子の分散液をカプセルに封入し並べて配置する構成や、第１、第２基板間に隔壁を設け、この隔壁内に電気泳動粒子の分散液を充填し、その外周を封止する構成のものがある。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、後者の構成の装置が開示されている。即ち、粒子拘束部（隔壁部）１６が形成された基板１０に電気泳動前駆体Ａを塗布し、基板２０と対向させ、シール部２６によって基板１０および２０を接着することにより封止を行う技術が開示されている。また、下記特許文献２には、隔壁２０間に充填された分散液４０の露出面と隔壁２０の上端部とを重合性化合物を用いた封止膜３０により封止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０３３６８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、電気泳動装置に関する研究開発を行っており、製造が容易で、また、特性の良い装置の検討を行っている。
【０００７】
例えば、上記隔壁やシール部（封止枠）の接着においては、接着材やレーザー溶着を用いることが多い。
【０００８】
しかしながら、微細な封止枠パターン上へ接着剤を正確に塗布することは困難であり、接着剤と電気泳動粒子の分散液とのコンタミが生じる場合がある。また、レーザーは維持管理が大変であり費用もかかる上、分散液の沸点が低い場合には、レーザーにより分散液が沸騰し、気泡を巻き込むという問題がある。
【０００９】
そこで、より簡便な電気泳動粒子の分散液の封止技術の開発が望まれ、本発明に係る具体的態様は、このような技術を含む電気泳動装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る具体的態様の一つである電気泳動装置の製造方法は、各画素を区画する隔壁を有する第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板、前記第２基板および前記隔壁で構成される閉空間に充填された、電気泳動粒子の分散液と、を有する電気泳動装置の製造方法であって、前記第１基板の隔壁間に前記隔壁の上部から盛り上がるように電気泳動粒子の分散液を注入する第１工程と、前記電気泳動粒子の分散液上であって、前記隔壁よりも高い位置に前記第２基板を配置し、前記第１基板と前記第２基板とを対向させる第２工程と、前記第２工程の後、前記第２基板近傍を減圧雰囲気とすることで、前記隔壁と前記第２基板の隙間から前記電気泳動粒子の分散液を揮発させ、前記第２基板を前記隔壁上まで降下させる第３工程と、を有する。
【００１１】
かかる方法によれば、電気泳動粒子の分散液を充填した状態で、隔壁と第２基板との接触を図ることができ、貼り合わせを容易に行うことができる。また、分散液の脱気も兼ねることができる。
【００１２】
前記第３工程の後、前記隔壁と前記第２基板とを圧着する第４工程を有する。かかる方法によれば、精度良く基板を貼り合わせることができる。
【００１３】
例えば、前記第１工程は、前記隔壁で区画される複数の領域に、前記電気泳動粒子の分散液を所定量ずつ吐出する。かかる方法によれば、領域ごとの電気泳動粒子数のばらつきを低減することができる。
【００１４】
例えば、前記隔壁は、樹脂材料よりなる。このように、隔壁として樹脂材料を用いてもよい。
【００１５】
例えば、前記第２基板が前記隔壁上まで降下したか否かを、前記分散液の揮発成分の検出により判断する。かかる方法によれば、隔壁と第２基板との接触を容易に判断することができる。
【００１６】
本発明に係る電子機器の製造方法は、上記電気泳動装置の製造方法を有する。かかる方法によれば、簡易に電子機器を製造することができ、電子機器の生産性を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る具体的態様の一つである電気泳動装置は、各画素を区画する隔壁を有する第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板、前記第２基板および前記隔壁で構成される閉空間に充填された、電気泳動粒子の分散液と、を有する電気泳動装置であって、前記隔壁と前記第２基板とが圧着されている。このように各画素を区画する隔壁と第２基板とを圧着させることで、表示特性を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る電子機器は、上記電気泳動装置を有する。かかる構成によれば、その製造が容易となり、また、装置特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電気泳動装置の構成例を示す回路図である。
【図２】本実施の形態の電気泳動装置の構成を示す断面図および平面図である。
【図３】本実施の形態の電気泳動装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】本実施の形態の電気泳動装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】本実施の形態の電気泳動装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】本実施の形態の電気泳動装置の他の製造工程を示す断面図である。
【図７】電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。
【図８】電子機器の一例である携帯電話機を示す斜視図である。
【図９】電子機器の一例である携帯型情報処理装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２１】
図１は、電気泳動装置（電気泳動表示装置、電気光学装置）の構成例を示す回路図である。図１に示すように、複数のデータ線ＤＬと、複数の走査線ＳＬとの交点に、画素Ｐがマトリクス状に配置される。各画素Ｐは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に配置された電気泳動粒子の分散液Ｌを有し、画素電極ＰＥは、トランジスタＴを介して上記データ線ＤＬに接続されている。また、トランジスタＴのゲート電極は、上記走査線ＳＬに接続されている。なお、図１は、例示であり、必要に応じて保持容量などの他の素子が組み込まれることがある。
【００２２】
図２は、本実施の形態の電気泳動装置の構成を示す断面図および平面図である。図２（Ａ）に示すように、電気泳動粒子の分散液Ｌは、基板Ｓ１、Ｓ２および隔壁３０で形成される空間（セル）に充填されている。基板Ｓ１側には、画素電極ＰＥが各画素毎に配置されている。トランジスタＴは、絶縁層１０中に形成され、コンタクト部を介して画素電極ＰＥと接続されている。なお、絶縁層１０中には、トランジスタＴの他、各種配線（例えば、上記データ線や走査線等）や素子（例えば、上記容量素子）などが配置されるが、図２においては省略してある。基板Ｓ２側には、共通電極ＣＥが複数の画素に対して共通して配置されている。なお、基板Ｓ２側に画素電極ＰＥおよびトランジスタＴ等を、基板Ｓ１側に共通電極ＣＥを形成してもよい。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥとしては、例えば、ＩＴＯ（インジウムを添加した酸化錫：Indium Tin Oxide）などの光透過性材料が用いられる。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように、隔壁３０は、例えば、碁盤目状に配置され、各画素を区画する。これら複数の画素で構成される画素領域の外周には、接着剤等による封止枠は配置されず、画素を区画する最外周の隔壁３０により封止が行われている。
【００２４】
図１および図２においては、電気泳動粒子として白色粒子を示してある。例えば、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電圧を印加すると、これらの間に生じる電界にしたがって、電気泳動粒子はいずれかの電極に向かって電気泳動する。例えば、上記白色粒子が正荷電を有する場合、画素電極ＰＥを負電位とすると、白色粒子は、画素電極ＰＥ側（下側）に移動して集まり、黒表示となる。逆に、画素電極ＰＥを正電位とすると、白色粒子は、共通電極ＣＥ側（上側）に移動して集まり、白表示となる。このように、表示側の電極に集合する白色粒子の有無や数等に応じて、所望の情報（画像）が表示される。なお、ここでは、電気泳動粒子として白色粒子を用いたが、黒色や他の有色粒子を用いてもよい。また、粒子としては無機顔料系の粒子、有機顔料系の粒子または高分子微粒子等を用いることができ、各種粒子を２種以上混合して用いてもよい。粒子の径は、例えば、０．０５〜１０μｍ程度のものを用い、好ましくは、０．２〜２μｍ程度のものを用いる。また、分散液Ｌに対する割合は、例えば、５〜９０％程度で調整し、好ましくは、１０〜８０％程度に調整する。分散液Ｌを構成する分散媒に制限はないが、例えば、芳香族系炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、アイソパー、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、リン酸エステル類、フタル酸エステル類、カルボン酸エステル類、塩素化パラフィン、シリコーン類等を用いることができる。分散液Ｌに対する分散媒の割合は、例えば、２０〜９０％程度に調整し、好ましくは４０〜６０％程度に調整する。分散液Ｌには、分散媒の他、必要に応じて、例えば、電解質、界面活性剤等からなる荷電制御剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加してもよい。また、各種染料を溶解するようにしてもよい。なお、以降においては、分散液中の電気泳動粒子以外の液体の部分を「分散媒」と呼ぶものとする。
【００２５】
以下に、図３〜図５を参照しながら、本実施の形態の電気泳動装置の製造工程を説明する。図３〜図５は、本実施の形態の電気泳動装置の製造工程を示す断面図である。なお、以降の断面図においては、図２で詳細に説明した電極やトランジスタの表記を省略してある。
【００２６】
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、隔壁３０が形成された基板Ｓ１と、基板Ｓ２とを準備する。隔壁３０の材料としては、樹脂材料を用いることができ、例えば、アクリレート、メタクリレート、シアノアクリレート、エポキシ系、オレフィン系、パラフィン系、酢酸ビニル系、ウレタン系、アイオノマー系、エラストマー系、シリコーン系、フッ素系等のモノマー、オリゴマーやポリマーを用いることができる。これらの樹脂材料によれば、加圧（必要に応じて熱を加える）により基板Ｓ２との圧着（溶着）が可能であり、分散液Ｌの分離兼封止に用いて好適である。特に、アクリレート、エポキシ系、ウレタン系を用いることが好ましく、溶着という点からは、アクリレートやエポキシ系が好適である。
【００２７】
この隔壁３０の形成方法に制限はないが、フォトリソグラフィ法やナノインプリント法を用いて形成することができる。ナノインプリント法の他、スクリーン印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法などの印刷プロセスで形成してもよい。
【００２８】
また、基板Ｓ１、Ｓ２の材料に制限はないが、ガラス基板のような硬質基板の他、プラスティックや金属よりなるフレキシブル基板を用いても良い。また、表示側には、光透過性を有する材料を用いる。
【００２９】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、基板Ｓ１上の隔壁３０間に電気泳動粒子の分散液Ｌを注入する。この際、分散液Ｌの表面張力を利用し、隔壁３０より盛り上がる程度の分散液Ｌを注入する。これにより、後述の基板Ｓ１、Ｓ２間の貼り合わせ工程において、各セル内への空気の混入を低減し、高精度の表示を行うことができる。この電気泳動粒子の分散液Ｌの注入は、基板全面に対し一度に注入してもよいし、また、画素(セル）ごとに、液滴吐出法等を用いて所定の量ずつ吐出してもよい。後者においては、画素ごとの粒子数のばらつきを少なくでき、また、吐出量を用いて後述する隔壁３０と基板Ｓ２との接触までの時間を精度良く算出することができるという利点を有する。
【００３０】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、基板Ｓ１と基板Ｓ２の接合面を対向させ、搭載する（図４（Ａ））。この際、隔壁３０より盛り上がる程度の分散液Ｌが注入されているため、隔壁３０と基板Ｓ２との間には隙間が生じ、基板Ｓ２が分散液Ｌ上に浮いたような状態となる。なお、基板Ｓ２の搭載に際しては、上側の基板２を分散液Ｌの液面に沿ってスライドさせ、基板Ｓ１と重ね合わせてもよい。これにより空気の巻き込みをさらに低減することができる。また、予め基板Ｓ２の表面に分散液Ｌに対する親液処理を施してもよい。
【００３１】
図４（Ｂ）に示す状態で基板Ｓ２の近傍を減圧下（大気圧より低い圧力下）とする。減圧条件としては、例えば、２．７ｋＰａ（０．１ｍｍＨｇ）〜５．３ｋＰａ（４００ｍｍＨｇ）の雰囲気とする。分散媒の沸点を考慮し、制御し易い条件を適宜選択することが好ましい。減圧方法としては、基板Ｓ２の搭載を行った処理室を減圧状態としても良いし、また、基板Ｓ２の搭載後、基板Ｓ１を減圧室（デジケータ）内に搬入し、処理を行ってもよい。
【００３２】
上記減圧処理により、隔壁３０と基板Ｓ２の隙間から電気泳動粒子の分散液Ｌの分散媒が揮発する。揮発が進むと徐々に液面が低下し、これに対応して基板Ｓ２も降下する。所定の量の溶媒が揮発すると、基板Ｓ２の表面と隔壁３０の上面とが接触する（図４（Ｃ））。即ち、基板Ｓ２が隔壁（セル）３０の高さと同じになる。
【００３３】
この後、図５に示すように、基板Ｓ１および基板Ｓ２を押圧し、隔壁３０と基板Ｓ２の表面とを圧着する。必要に応じて基板Ｓ２側を加熱し、隔壁３０と基板Ｓ２とを溶着してもよい。
【００３４】
このように、本実施の形態によれば、電気泳動粒子の分散液Ｌを隔壁（セル）３０内に充填した状態で、隔壁３０と基板Ｓ２との貼り合わせ（封止）を行うことができる。また、分散液Ｌの脱気も同時に進行するため、空気の巻き込みを低減し、精度良く分散液Ｌを隔壁３０内に閉じ込めることができる。よって、表示特性が良好な電気泳動装置を製造することができる。
【００３５】
加えて、貼り合わせにレーザーを用いるよりも安価に、また、接着剤を用いないことで環境、安全にも配慮したプロセスを実現できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態においては、基板Ｓ２を搭載した後、減圧雰囲気としたが、予め、基板Ｓ１を減圧雰囲気下に晒し、脱気を行った後、基板Ｓ２を搭載し、更なる減圧処理を施してもよい。このように、脱気処理と、隔壁３０と基板Ｓ２との接触を図るための減圧処理とを別工程としてもよい。
【００３７】
次いで、分散液の調整および基板Ｓ２が隔壁（セル）３０の高さと同じになったか否か、即ち、減圧処理を終了する時点の判定方法について以下に詳細に説明する。
＜注入分散液の調整＞
上記分散液Ｌは、分散媒の揮発を考慮して、所定の濃度の分散液Ｌに揮発量相当量の分散媒を添加し、希釈する調整を行っておく。上記所定の濃度とは、電気泳動粒子の電気泳動特性が良好となるよう予め設定された濃度である。
【００３８】
＜判定方法＞
基板Ｓ２が隔壁（セル）３０の高さと同じになったか否かの判定方法について制限はないが、例えば、次のような方法が用いられる。
【００３９】
・方法１
レーザーセンサで基板Ｓ１およびＳ２の位置を確認し、基板Ｓ１とＳ２間が、隔壁（セル）３０の高さと一致した時点で判定する。
・方法２
処理室内に分散媒の揮発成分を検知するセンサを配置し、分散液の揮発成分をモニタすることにより判定する。例えば、分散媒の内、割合が最も高い溶媒の揮発成分の検出濃度がほぼゼロになった時点で判定する。
・方法３
予め減圧下における分散媒の揮発速度を求めておき、
（セルへの分散液の注入量−セル容量）×セルの数＝揮発量
から揮発に要する時間を算出し、当該時間の経過時で判定する。
・方法４
上記揮発量に相当する量の分散媒をモニタ用分散液として処理室内に配置しておき、当該モニタ用分散媒が無くなった時点で判定する。図６は、本実施の形態の電気泳動装置の他の製造工程を示す断面図である。
【００４０】
例えば、図６（Ａ）に示すように、基板Ｓ１の近傍に容器４０を配置し、当該容器４０内に揮発量に相当する量の分散媒Ｌｍを注入しておく。減圧処理に伴い、当該容器４０内の分散媒Ｌｍも揮発するため、この分散媒Ｌｍが無くなった時点で判定することができる。
【００４１】
また、図６（Ｂ）に示すように、基板Ｓ１の外周に隔壁３０Ａを設け、最外周の隔壁３０と当該隔壁３０Ａとの間に上記揮発量に相当する量の分散媒Ｌｍを注入しておき、この分散媒Ｌｍが無くなった時点で判定してもよい。
【００４２】
また、上記方法を２以上組み合わせて判定してもよい。
【００４３】
なお、上記実施の形態においては、各画素（セル）を格子状（複数の矩形）に分離したが、一画素の平面形状は矩形に限られず、ハニカム形状、丸や三角形状など種々の変形が可能である。
【００４４】
このように上記実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。
【００４５】
＜電子機器＞
上記実施の形態において説明した電気泳動装置は、各種電子機器に組み込むことができる。
【００４６】
（電子ペーパー）
例えば、上記電気泳動装置を電子ペーパーに適用することができる。図７は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。
【００４７】
図７に示す電子ペーパー１０００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体１００１と、表示ユニット１００２とを備えている。このような電子ペーパー１０００では、表示ユニット１００２が、前述したような電気泳動装置で構成されている。
【００４８】
なお、上記実施の形態においては、上記電気泳動装置を例に説明したが、本発明は、この他、液晶装置や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置などの各種電気光学装置（表示装置）においても、セルごとに液体材料を封止する構成を有する場合には、適宜適用可能である。
【００４９】
（他の電子機器）
上記各種電気光学装置を有する電子機器の例として、図８および図９に示すものが挙げられる。
【００５０】
図８は、電子機器の一例である携帯電話機を示す斜視図である。この携帯電話機１１００は、表示部１１０１を備え、当該表示部に、上記電気光学装置を組み込むことができる。
【００５１】
図９は、電子機器の一例である携帯型情報処理装置を示す斜視図である。この携帯型情報処理装置１２００は、キーボード等の入力部１２０１、演算手段や記憶手段などが格納された本体部１２０２、及び表示部１２０３を備えている。当該表示部に、上記電気光学装置を組み込むことができる。
【００５２】
この他、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等にも適用できる。これらの各種電子機器の表示部に、上記電気光学装置を組み込むことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…絶縁層、３０…隔壁、３０Ａ…隔壁、４０…容器、ＣＥ…共通電極、ＤＬ…データ線、Ｌ…電気泳動粒子の分散液、Ｌｍ…分散媒、Ｐ…画素、ＰＥ…画素電極、Ｓ１、Ｓ２…基板、ＳＬ…走査線、Ｔ…トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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