(57)【要約】【課題】生産性に優れた表示装置を提供する。【解決手段】開口部を有する絶縁体層と、開口部内に設けられ、チャネル部を形成する半導体層と、半導体層とゲート絶縁膜を間に介して重なるゲート電極と、半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、を有する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと電気的に接続する第１の電極と、第１の電極と対向する第２の電極と、第１の電極及び第２の電極の間に設けられたマイクロカプセルを含む層と、を有する電気泳動表示装置である。【選択図】図１
2010009074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する絶縁体層と、
前記開口部内に設けられ、チャネル部を形成する半導体層と、
前記半導体層とゲート絶縁膜を間に介して重なるゲート電極と、
前記半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続する第１の電極と、
前記前記第１の電極と対向する第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられたマイクロカプセルを含む層と、
を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
開口部を有する絶縁体層と、
前記開口部内に設けられ、チャネル部を形成する有機半導体層と、
前記有機半導体層とゲート絶縁膜を間に介して重なるゲート電極と、
前記有機半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続する第１の電極と、
前記前記第１の電極と対向する第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられたマイクロカプセルを含む層と、
を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記半導体層は、前記開口部により絶縁分離されていることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項４】
ゲート電極を形成し、
ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極と重なる位置に開口部を有する絶縁体層を形成し、
前記開口部内に半導体層を形成し、
前記半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極の一方と電気的に接続する第１の電極を形成し、
前記第１の電極上にマイクロカプセルを含む層を形成し、
前記マイクロカプセルを含む層上に第２の電極を形成する
ことを特徴とする電気泳動表示装置の作製方法。
【請求項５】
ゲート電極を形成し、
ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極と重なる位置に開口部を有する絶縁体層を形成し、
前記開口部内に有機半導体層を形成し、
前記有機半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極の一方と電気的に接続する第１の電極を形成し、
前記第１の電極上にマイクロカプセルを含む層を形成し、
前記マイクロカプセルを含む層上に第２の電極を形成する
ことを特徴とする電気泳動表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体を用いた表示装置に係り、特に有機樹脂フィルム基板に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）と当該コントラスト媒体とを組み合わせて形成される表示装置とその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管を用いる手段と異なり、平板面上に画面を形成する表示装置は、概略して二次元的に配列された画素に電気的な信号を与え、液晶の電気光学的な性質や、エレクトロルミネセンス媒体の発光性を利用することで明暗若しくは濃淡を与え画像を表示するものである。この種の表示装置として新しい表示媒体として、マイクロカプセルに充填された電気泳動材料を用いた表示装置にも関心が集められている。
【０００３】
この電子的にアドレス可能なマイクロカプセル化されたコントラスト媒体は、電子インクとも呼ばれている。図１０に示すように、電子インクとは直径８０μm程度のマイクロカプセル７０６を作り、その中に透明な液体と、正に帯電した白い微粒子７０１と負に帯電した黒い微粒子７０２とを封入している。マイクロカプセル７０６に電場を与えると、白い微粒子７０１と、黒い微粒子７０２が逆の方向に移動する。図１０に示すように対向電極(透明電極)７０３と画素電極７０４、７０５の間に正または負の電界をかけると表面に白または黒の微粒子が現れ、白または黒を表示する。この電子インクおよび対向電極(透明電極)は、印刷法によって成膜が可能であり、回路基板上に電子インクを印刷して表示装置を形成できる。
【０００４】
電子インクを用いた表示装置は液晶表示装置にくらべて消費電力が小さいというメリットがある。それは反射率が３０％前後有り、反射型液晶表示装置の数倍の反射率を持っている為である。反射型液晶表示装置は反射率が低いため、太陽光下など光の強い場所では有利であるが、光の弱い場所ではフロントライトなどの補助照明が必要になる。一方、電子インクを用いた表示装置では反射率が高いためフロントライトは不要である。フロントライトでは数１００mWの電力を必要とするが、この電力は不要となる。また、液晶は直流駆動を継続すると劣化現象を起こしてしまう問題点があり交流反転駆動が必要であるが、反転周波数が低いとフリッカが視認され、使用者に不快感を与えるため通常は６０〜１００Hzで交流反転駆動を行っている。電子インクを用いた表示装置では液晶のように交流反転駆動をする必要がないので、６０Hzで毎回書き込みをする必要もない。以上の２点によって低消費電力化が可能になる。
【０００５】
このような電子インクに関しては、例えば、アモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)ＴＦＴを用いた電気泳動表示装置に関する報告が「12.1"SVGA Microencapsulated Electrophoretic Active Matrix Display for Information Appliances,SID01 DIGEST p152-155.」や、「A Conformable Electronic Ink Display using a Foil-Based a-Si TFT Array,SID01 DIGEST p157-159.」に報告されている。
【０００６】
以上のような電子インクを用いた表示装置は、原理自体は簡便であり液晶表示装置のように照明手段が必要でないことから電子ペーパーと称して、従来の新聞や本など紙を媒体とした情報伝達又は記録手段の代替品として普及が検討されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子ペーパーを広く社会に普及させるには、新聞の紙面のように折りたたみ可能な大面積表示媒体を紙に文字や写真を印刷するかのように高速且つ大量に安価で供給する手段が必要となる。しかし、無機半導体層を使ったＴＦＴでは、製造技術が確立され安定的に生産することが可能であるものの、従来の半導体プロセスと同様に真空を利用して活性層となる半導体層や配線及び電極を形成する金属膜を形成し、写真蝕刻工程によりパターン形成を行う必要があった。
【０００８】
また、利用者に対し取り扱いの利便性を持たせるためには、ガラスなどの脆い材料やステンレスなど金属製で重く可撓性の悪い材料を基板に用いることは適していない。ステンレスやアルミニウムなどの薄板を基板とすれば有る程度の可撓性は確保されるが、塑性変形により板面の平坦性さえ確保するのは難しい。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、生産性に優れ、軽く、可撓性を有する表示装置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】
上記問題点を解決するための本発明の構成は、ゲート電極に合わせて配設された絶縁体層の開口部にチャネル部を形成する活性層が有機半導体材料で形成されたＴＦＴと、そのＴＦＴに接続する電極上に電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体、或いは電場の印加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが備えられた画素部を有し、画素部が基板に挟まれて形成され、基板と画素部との間には無機絶縁体材料で成るバリア層が設けられているものである。
【００１１】
また他の構成は、ゲート電極に合わせて配設された絶縁体層の開口部にチャネル部を形成する活性層が有機半導体材料で形成されたＴＦＴと、ＴＦＴに接続する電極上に、電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体、或いは電場の印加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが画素電極の周辺部を覆う絶縁材料で形成された隔壁層で囲まれて配設された画素部を有し、画素部が基板に挟まれて形成され、基板と画素部との間には無機絶縁体材料で成るバリア層が設けられているものである。
【００１２】
当該画素の構成としては、一対の電極間にコントラスト媒体が挟まれたものであり、隣接する画素とは、無機又は有機絶縁体材料で形成される隔壁層を備えている。
【００１３】
上記本発明の構成において、基板としては、可撓性又は非可撓性のプラスチック基板を用いても良い。
【００１４】
上記発明の構成において、可撓性を有するプラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドを適用することができる。これらの基板は、可視光域において透明であり、その実用的な厚さとして１０〜２００μmとすることで可撓性を持たせることが可能であり、軽くて耐衝撃性に優れた表示装置を提供することができる。
【００１５】
また、プラスチック基板上に形成するバリア層はＡｌＯxＮ1-x（但し、ｘ＝０．０１〜０．２）又は、高周波スパッタリング法で形成された水素を含まない窒化シリコンで形成することが望ましい。これらの無機絶縁材料は外部環境から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層となり、表示装置を構成する有機半導体材料や電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体或いは電場の印加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが水蒸気や有機物ガスにより劣化するのを防ぐことができる。
【００１６】
画素に設けるＴＦＴは、アモルファスシリコンに代表される無機半導体材料を用いることもできるが、気相成長法などの真空技術を使わず紙に文字や写真を印刷するかの如く大面積の表示媒体を大量に安価に供給することができる印刷法で形成可能な有機半導体材料を用いる。勿論、半導体層のみでなく、ゲート電極などの導電体層、ゲート絶縁膜などの絶縁体層も有機化合物材料を用いることで、その目的は達成される。
【００１７】
このような構成を有する本発明の表示装置は、スパッタリングにより第１プラスチック基板上に無機絶縁体材料からバリア層を形成する第１工程と、バリア層上にパターン状に形成した導電性ペーストからゲート電極を形成する第２工程と、ゲート電極上に第１絶縁体層を形成する第３工程と、第１絶縁体層上にゲート電極の配置に対応する開口部が形成された第２絶縁体層を形成する第４工程と、当該開口部に有機半導体層を形成する第５工程と、有機半導体層と接続するようにパターン状に形成した導電性ペーストからソース及びドレイン電極を形成する第６工程と、ソース及びドレイン電極の一方の上に開口部が形成された第３絶縁体層を形成する第７工程と、ソース及びドレイン電極と接続する画素電極をパターン状に形成した導電性ペーストから形成する第８工程と、画素電極の端部を覆う開口部が形成された第４絶縁体層を形成する第９工程と、当該開口部に帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルを含む樹脂層を形成する第１０工程と、スパッタリングにより無機絶縁体材料からバリア層と透明電極が形成された第２プラスチック基板を樹脂層上に固着する第１１工程との各工程を経て作製される。ここで、第１絶縁体層をゲート絶縁膜として機能させても良い。
【００１８】
上記工程において、特に第２乃至第９工程はスクリーン印刷法により形成することで、気相成長法などの真空技術や写真蝕刻技術を使うことなく、紙に文字や写真を印刷するかの如く大面積の表示媒体を大量に安価に供給することができる。さらに、可撓性で長尺のプラスチック基板を連続的に供給することにより、第２乃至第１１の工程を連続的に処理を行うことができ、極めて高い生産性を得ることができる。従って、本発明により生産性が優れ、軽く、可撓性を有する表示装置を安価に提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により生産性に優れ、軽く、可撓性を有する表示装置を得ることが出来る。特に、バリア層を省く全てを有機化合物材料で形成することで軽量且つ可撓性を有する表示装置を実現することができる。また、生産技術の観点からは、スクリーン印刷法などを多用することで、気相成長法などの真空技術や写真蝕刻技術を使うことなく、紙に文字や写真を印刷するかの如く新聞の紙面程の表示媒体を大量に安価に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の表示装置の画素部の詳細を説明する縦断面図である。
【図２】本発明の表示装置の画素部の詳細を説明する上面図である。
【図３】本発明の表示装置の作製工程を説明する縦断面図である。
【図４】本発明の表示装置の作製工程を説明する縦断面図である。
【図５】本発明に表示装置の構成を説明する上面図である。
【図６】本発明の表示装置において、端子部におけるＴＡＢとの接続構造を説明する図である。
【図７】本発明の表示装置において、端子部におけるＴＡＢとの接続構造を説明する図である。
【図８】可撓性長尺基板に連続的に被膜形成可能なスパッタリング装置の構成を示す図である。
【図９】基板が連続的に送り出され、且つ各工程順に連続して処理が成される生産手段を用いて本発明の表示装置を製作する工程を説明する図である。
【図１０】電子インクの構成及びその原理を説明する図である。
【図１１】本発明の表示装置の利用形態として携帯電話装置と組み合わせた一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る表示装置は、電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体又は電場の印加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルで成る電子インクを各画素毎に備え、それぞれの画素に印加する電場を制御するＴＦＴが備えられた画素部を有するものである。ＴＦＴはチャネル部を形成するための半導体が有機半導体材料で形成されるものであり、それを島状に分離形成するための構造及び作製方法に特徴を有している。そして、このような構成の画素部はプラスチック基板に挟まれるように形成されている。
【００２２】
図１は画素部の構造を説明する縦断面図であり、図２は上面図を示している。
プラスチック基板１０１、２０１の間に有機半導体層１０６ａ、１０６ｂを使った有機ＴＦＴと、各有機ＴＦＴに接続する画素電極１１０ａ、１１０ｂと、それに対向する側の共通電極２０３とで挟まれ、帯電粒子を内蔵したマイクロカプセル３０１が配設されている。尚、図１に示す縦断面図は、図２で示すＡ−Ａ'線に対応するものである。
【００２３】
プラスチック基板１０１、２０１は少なくとも一方は透光性を有するものであり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドなどから選択される。好ましくは可撓性を有し、その実用的な厚さは１０〜２００μmである。勿論、これより厚くしても良く本発明の構成に本質的に影響を及ぼすものではない。
【００２４】
このプラスチック基板１０１、２０１の表面には無機絶縁体材料でバリア層１０２、２０２が１０〜２００nmの厚さで形成されている。これはＡｌＯxＮ1-x（但し、ｘ＝０．０１〜０．２）又は、高周波スパッタリング法でシリコンをターゲットとし、窒素をスパッタガスとして形成される水素を含まない窒化シリコンから成る１層又は複数の層から成る積層構造を有する。この無機絶縁材料は緻密に形成し、外部環境から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層とする。バリア層を形成する目的は、有機半導体材料や電場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体或いは電場の印加により反射率が変化する帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが水蒸気や有機物ガスにより劣化するのを防ぐためである。
【００２５】
ＴＦＴのゲート電極を形成する第１配線１０３はアルミニウム、クロムなど公知の金属材料でも良いが、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法やロールコーター法で形成しても良い。また、ゲート絶縁膜として用いる第１絶縁体層１０４、第２絶縁体層１０５、第３絶縁体層１０９は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加したもので形成する。尚、ゲート絶縁膜は有機絶縁体材料に必ずしも限定されず、塗布法で形成されるシリコン酸化膜（ＳＯＧ:Spin on Glass）
やスパッタリング法で形成する酸化シリコン膜を用いても良い。
【００２６】
第２絶縁体層１０５においてゲート電極に対応して設けられている開口部は、そこに有機半導体層を形成するためにある。有機半導体層は印刷法、スプレー法、スピン塗布法、インクジェット法などで形成する。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。具体的には、ポリチオフェン、ポリ（３−アルキルチオフェン）
、ポリチオフェン誘導体等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【００２７】
その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより有機半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【００２８】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。なお、このような処理が必要である場合には電極等の腐食の問題が生じるが、本発明に示した有機ＴＦＴの構造の場合にはそのような問題を心配する必要はない。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【００２９】
第２配線１０７ａ、１０７ｂ及び第３配線１０８ａ、１０８ｂはそれぞれ有機半導体層と接触してＴＦＴにおけるソース電極とドレイン電極として機能させる。これらの配線を形成する材料としては、多くの有機半導体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するｐ型半導体であることからその半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望ましい。
【００３０】
具体的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金等が望ましい。第２配線１０７ａ、１０７ｂ及び第３配線１０８ａ、１０８ｂはこれらの金属又は合金材料を用いた導電性ペーストを用いて印刷法やロールコーター法で形成する。また、画素電極１１０ａ、１１０ｂも同様に第３絶縁体層１０９上に形成する。
【００３１】
第４絶縁体層は画素電極１１０ａ、１１０ｂの端部を覆うように形成し、隣接する画素を区分する隔壁層である。電子インク層３０２は散布法、スピン塗布法、印刷法、ロールコーター法などウエットコーティング法で形成し、第４絶縁体層の開口部、即ち隔壁層の間に充填するように形成する。また、電子インク層上には、プラスチック基板２０１上に無機絶縁体材料で形成されるバリア層２０２、酸化インジウム・スズ、酸化亜鉛などの透明導電膜２０３が形成されており、これを固着する。
【００３２】
電子インク層３０２に含まれるマイクロカプセル３０１は、正に帯電したある色の粒子と、負に帯電した異なる色の粒子を含み、カプセル内に含まれる溶媒中に分散して存在している。そして、画素電極が付与する電場によりある色又は他の色に粒子が一方に偏析してコントラストを画素毎に変えることにより画像を表示する。
【００３３】
このような電子インク層でコントラストを変化させて画像を表示する本発明の表示装置の作製工程は、図３と図４で説明されている。
【００３４】
図３（Ａ）において、プラスチック基板１０１上に高周波スパッタリング法で窒酸化アルミニウム（ＡｌＯxＮ1-x：ｘ＝０．０１〜０．２）または窒化シリコンでなるバリア層１０２を形成する。窒酸化アルミニウムは、窒化アルミニウムをターゲットとして、アルゴンの他に酸素及び窒素を適宜混合させたスパッタガスを用いて形成し、酸素の混合比を適宜設定して窒酸化アルミニウム膜における酸素含有量を０．０１〜２０atomic％とする。窒化シリコンは、シリコンをターゲートとし、窒素のみをスパッタガスとして形成する。これらの無機絶縁体層はバリア層として適した緻密な無機絶縁体層を形成することができる。その厚さは１０〜１００nm程度とすれば水蒸気や有機ガスなどのガスバリア性を持たせることができる。
【００３５】
その上に形成する第１配線１０３はＴＦＴのゲート電極とするものであり、導電性ペーストを用いて形成する。導電性ペーストとしては、導電性カーボンペースト、導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用い、スクリーン印刷法又はロールコーター法で所定のパターンに形成する。導電性ペーストで所定のパターンに形成した後は、レベリング、乾燥後、１００〜２００℃で硬化させ１〜５μmの厚さを得る。
【００３６】
図３（Ｂ）はゲート絶縁膜とする第１絶縁体層１０４を形成する工程であり、ロールコーター法やスプレー法などでアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加した有機絶縁体材料で形成しても良いし、塗布法で形成されたシリコン酸化膜（ＳＯＧ:Spin on Glass）やスパッタリング法で形成する酸化シリコン膜を用いても良い。ゲート電圧を考慮すると１００〜２００nm程度で形成することが好ましいが、それより厚くても特段の問題はない。
【００３７】
図３（Ｃ）で示すように第２絶縁体層１０５は、第１配線１０３の配置に合わせて、その領域に開口部が形成されるようにスクリーン印刷法を用いて形成する。アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加したものなど有機絶縁体材料が適用され、０．１〜３μm程度の厚さで形成する。また、このような開口部を有する第２絶縁体材料の形状は、スピン塗布法などで全面に絶縁体層を形成した後に、写真蝕刻法で開口部を形成しても良い。いずれにしても、開口部を形成して、そこに有機半導体層を形成することにより、耐水性の低い有機半導体層を各ＴＦＴ毎に絶縁分離するパターン形成のためのエッチング工程が不要となる。
【００３８】
図３（Ｄ）は有機半導体層１０６a、１０６ｂを形成するものであり、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、インクジェット法などで開口部に合わせて形成する。図示するような形態は、第２絶縁体層の開口部を充填するように有機半導体層を形成した後、表面を研磨して開口部に有機半導体層を残存せしめるダマシン法を用いても良い。
【００３９】
図３（Ｅ）では、第２配線１０７ａ、１０７ｂ及び第３配線１０８ａ、１０８ｂを第１配線と同様に導電性ペーストを用いて形成している。第２配線及び第３配線は一部を有機半導体層１０６ａ、１０６ｂと重ねて形成し、ソース及びドレインとしての機能を持たせる。
【００４０】
図４（Ａ）における第３絶縁体層１０９は第３配線１０８ａ、１０８ｂ上に開口部を有する形態で他の絶縁体層と同様にスクリーン印刷法で形成する。所定のパターンに形成した後は、レベリング及び乾燥をした後、１００〜２００℃で硬化させ１〜５μmの厚さを得る。その後、導電性ペーストを印刷して画素電極１１０ａ、１１０ｂを形成する。画素電極は透光性で有る必要はなく、導電性カーボンペースト、導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用いて形成する。
【００４１】
その後、図４（Ｂ）では画素電極１１０ａ、１１０ｂの周辺部を覆い、画素電極上に丁度開口部があるように第４絶縁体層１１１を形成する。第４絶縁体層１１１は各画素領域を区分するもので隔壁層としての機能を有する。用いる絶縁体材料及び形成方法は他の絶縁体層と同様で良いが、カーボンブラックや黒色の顔料を分散させておくと良い。隣接する画素をこのように区分することで、クロストークを無くし、液晶表示装置などでもあるようにブラックストライプとしての機能を付加して画像を鮮明にすることができる。開口部の面積は適宜決定すれば良いが、電子インクのマイクロカプセルが各画素電極毎に一つ又は複数個入る面積とするものであり、例えば１００×４００μmとすると良い。
【００４２】
図４（Ｃ）で示すように、電子インク層３０２はロールコーター法や印刷法、又はスプレー法などで形成する。そして、図１であるようにその上にバリア層２０２、透明導電膜を用いた共通電極２０３が形成されたプラスチック基板２０１を固着する。共通電極２０３の電位は一定として、画素電極に接続するＴＦＴのスイッチング動作により正又は負の電圧が印加されると、電子インク層のマイクロカプセル３０１はそれに反応して、負又は正に帯電した着色粒子が一方の側に偏析して画像表示を実現する。有機半導体層で形成したＴＦＴの駆動能力にもよるが、映像信号はＴＡＢやＣＯＧを使って配設したドライバ回路を介して各画素に入力すれば良い。
【００４３】
図５はこのような本発明に表示装置の構成を説明するものであり、プラスチック基板１０１に有機半導体層で形成されたＴＦＴ５０４とそれに接続するコントラスト媒体５０５との組み合わせで一単位の画素５０３が構成され、このような画素をマトリクス状に配列させて画素部５０２が形成される。ドライバＩＣ５０８はＴＡＢ５０６、５０７で実装されている。
【００４４】
ＴＡＢ５０６、５０７の接続はプラスチック基板１０１の有機半導体層や電子インク層が形成されていない裏側から行うことができる。走査線側のＴＡＢ５０７と信号線側のＴＡＢ５０８では接続箇所が若干異なるが、その詳細は図６と図７で示されている。
【００４５】
図６は走査線側に接続するＴＡＢ５０７の接続を示す図であり、ＴＡＢ５０７は異方性導電性接着剤３０４によりゲート配線１０３と接続している。接続においては、プラスチック基板１０１とバリア層１０２とに開口部３００を形成し走査線を形成する第１配線１０３を露出させている。一方、図７で示すように、信号線に接続するＴＡＢ５０６は、異方性導電性接着剤３０４により信号線を形成する第２配線１０７と接続している。接続においては、プラスチック基板１０１、バリア層１０２、第１絶縁体層１０４、第２絶縁体層１０５とに開口部３００を形成し第２配線１０７を露出させている。開口部３００はレーザー加工により形成可能であり、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーなどを用いることができる。開口部は図示するように各配線の表面が露出するように形成するのが最も好ましいが、選択加工が困難な場合にはプラスチック基板１０１、２０１を貫通させてしまっても良い。この場合、開口部を形成する位置に接着性の樹脂で形成されるシールパターン３０３を重畳させておくことで気密性は保たれ電子インク層３０２に影響を与えることはない。
【００４６】
以上のように、印刷法やロールコーター法を主体として作製される本発明の表示装置は、適用する基板に可撓性を有するプラスチック基板を用いることで、その生産性を飛躍的に向上させることができる。即ち、シート状であり長尺に巻かれた基板を用いることで、ロールツーロール工法とも呼ばれる基板が連続的に送り出され、且つ各工程順に連続して処理が成される生産手段を適用することができる。
【００４７】
この場合の生産工程は、窒酸化アルミニウム又は窒化シリコンなどを用いることで真空プロセスが必要となるバリア層を形成する工程と、有機半導体層や第１乃至第４絶縁体層など大気圧で印刷法により形成可能な工程とに区分されることになる。尤も、バリア層の形成において、大気圧プラズマＣＶＤ技術などを採用すれば、全てを大気圧下で行うことも可能である。
【００４８】
図８はロールツーロール工法により、可撓性長尺基板に連続的に被膜形成可能なスパッタリング装置の構成を示している。成膜室８０１内部には、可撓性長尺基板が巻かれたロール巻８０２、８０３が備えられ、連動して回転することにより一方から他方に可撓性長尺基板が送り出される。被膜の形成は排気手段８０９により成膜室８０１内を減圧にし、ガス供給手段８１０によりスパッタガスを供給し、ターゲット８０４、８１４に直流又は交流の電力を電源８０６、８１６から供給してグロー放電を形成することにより成される。ターゲット８０４、８１４は冷媒を供給する冷却手段８０８により冷やされ、基板の加熱が必要な場合には加熱手段８０５、８１５を用いる。
【００４９】
ターゲット８０４、８１４は形成する被膜に応じて適宜選択すれば良い。窒酸化アルミニウム膜を形成する場合には、窒化アルミニウムをターゲットとしてアルゴン、窒素、酸素の混合ガスをスパッタガスとして形成すると良い。窒化シリコン膜を形成するには、シリコンをターゲットとして窒素をスパッタガスに用いて形成すると良い。
【００５０】
図１で示すようにプラスチック基板２０１にバリア層２０２と共通電極２０３を積層させるには、窒化アルミニウムのターゲットと酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）のターゲットを併設して連続形成することも可能である。
【００５１】
有機半導体層や第１乃至第４絶縁体層を形成し、ＴＦＴや電子インク層を形成する工程は図９に示されている。バリア層が形成されたプラスチック基板はロール巻９０１から連続的に供給され、又はステップ・バイ・ステップ方式で間欠的に送り出される。以降の工程は、スクリーン印刷装置９０２と焼成装置９０３による第１配線印刷及び焼成、第１絶縁体印刷及び焼成、第２絶縁体印刷及び焼成、有機半導体印刷及び焼成、第２及び再３配線印刷及び焼成、第３絶縁体印刷及び焼成、画素電極印刷及び焼成、第４絶縁体印刷及び焼成、コントラスト媒体塗布の順に行う。さらに、バリア層と共通電極が形成されたプラスチック基板がロール巻９０５から連続的に供給され、コントラスト媒体まで塗布された基板と貼り合わせ手段により固着され、端子部加工工程は、レーザー加工装置９０７により行う。
【００５２】
このような工程により長尺の基板に複数の画素部が連続的に形成される。最後の分断工程では切断装置９０８により、各画素部単位で分断することにより、本発明の表示装置の基本的構成部位９０９を得る。また、画素部が形成された長尺の基板をボビン（又はリール）に巻き取り、その後再びボビン（又はリール）から送り出した後、各画素部単位で繰り出しても良い。その後ドライバＩＣを実装すれば良い。
【００５３】
利便性向上の観点からは、１枚のパネルに情報を視覚的に表示する画素部と、各種情報を送受信する通信機能と、情報を記憶又は加工するコンピュータ機能など全てを集積するシステム・オン・パネルの思想がある。一方、本発明の表示装置のように軽量、薄型、可撓性、及び耐脆性を兼ね備えているものは、表示機能に特化した利用形態も可能である。
【００５４】
図１１は携帯電話装置と組み合わせて利用する一例を示している。携帯電話装置は、本体６０１、筐体６０２、表示部６０３、音声入力部６０４、音声出力部６０５、操作キー６０６、赤外線通信手段６０７、アンテナ６０８等を含んでいる。表示装置は筐体に入っていても良く、本体６１０、画像を表示する画素部６１１、ドライバＩＣ６１２、受信装置６１３、フィルムバッテリー６１４などを含んでいる。ドライバＩＣや受信装置などは半導体部品を用い実装する。この場合、情報処理機能は携帯電話装置を利用することで、表示装置の負荷は軽減される。一方、本発明の表示装置により大画面の表示媒体を自由に持ち運びすることができる。
【００５５】
またその他にも、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）に加え、冷蔵庫装置、洗濯機、炊飯器、固定電話装置、真空掃除機、体温計など家庭電化製品から、電車内の吊し広告、鉄道駅や空港の発着案内版など大面積のインフォメーションディスプレイまで、主に静止画像を表示する手段として用いることができる。
【００５６】
以上のように本発明における好適な実施の形態について特に示したが、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解されるものである。
【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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【図１０】
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【図１１】
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