(57)【要約】【課題】    透明電極を有する表示装置の製造歩留まりを向上することが望まれる。【解決手段】    透明基板上に形成され、延在する透明電極に、延在方向に沿って形成され、幅方向に関して複数列に配列された複数の開口部を設ける。対向電極を有する対向基板を配置し、透明基板と対向基板との間に表示物質を挟持する。【選択図】  図１
2011164183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、延在する透明電極と、
前記透明電極の延在方向に沿って形成され、幅方向に関して複数列に配列された複数の開口部と、
前記透明基板の前記透明電極側に対向して配置され、対向電極を有する対向基板と、
前記透明基板と前記対向基板との間に挟持される表示物質と、
を有する表示装置。
【請求項２】
前記透明基板が有機樹脂で形成され、前記透明電極がＩＴＯを含む材料で形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の開口部を前記幅方向に射影すると、前記延在方向に連続し、ギャップを残さない、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記延在方向に長いスリットであるか、ドット形状である請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記開口部は、前記延在方向に長く、両端を丸め込まれたスリットであるか、前記延在方向に長く、両端に円形パターンを付加したスリットである請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙状の表示を行なう表示装置として、電子ペーパと呼ばれる情報表示装置が知られている。電子ペーパは、表示中に電力が不要か、又は極小で済む。書き換え時の消費電力も非常に少ない。表示基板に樹脂フィルムを用いているので、紙のように薄く作れ、ある程度曲げても表示可能である。応答速度は遅く、動画表示には向かない。
【０００３】
電子ペーパとして、マイクロカプセル方式、液晶方式、電気泳動方式等が知られている。電極を備えた樹脂フィルムを対向させてギャップを形成し、ギャップ内に表示媒体を収容した構成を有する。対向電極間に所望の電圧を印加することにより、所望の表示を行なうことができる。任意の表示を行う為には、画素をマトリックス状に配置する構成が用いられる。例えばｘ方向に平行な電極群とｙ方向に平行な電極群とを対向させ交差部分を画素とする単純マトリックス型構成は、最も単純な構成であり、電子ペーパに広く用いられる。表示面側の樹脂フィルムは透明であり、表示面側の電極は、錫インジウム酸化物（ＩＴＯ）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）添加ＩＴＯ（ＩＺＯ）で形成される透明電極である。透明電極は、光吸収が少なく（透明度が高く）、導電性が高いことが望まれる。
【０００４】
ＩＴＯ等の透明電極はクラックを生じやすいことが知られている。電子ペーパは簡潔な構造を採用することが好ましく、単純マトリックス型電極の場合、電極の１端のみで給電することが多い。電極にクラック乃至断線が生じるとライン欠陥を生じる原因になる。
【０００５】
なお、反射式の情報表示装置の場合、表示側の基板は透明基板であるが、他方の基板は透明でも不透明でもよい。電極も表示側は透明であるが、他方は透明でも不透明でもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５９６６６号公報
【特許文献２】特開２００３−５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
単純マトリックス型電極を有する情報表示装置において、透明電極にクラック乃至断線が生じると、ライン欠陥の原因となる。
【０００８】
本発明者らは、フレキシブル基板上に形成した透明電極に生じるクラック乃至断線を究明し、フレキシブル基板上に残留するパーティクルに起因して、その上に形成する透明電極にクラック乃至断線が生じることを見出した。パーティクルは径２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度のものが多く、完全除去は極めて困難である。クラック乃至断線に対する対策を講じないと製品の歩留まりは非常に低くなってしまう。
【０００９】
透明電極を有する表示装置の製造歩留まりを向上することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１観点によれば、
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、延在する透明電極と、
前記透明電極の延在方向に沿って形成され、幅方向に関して複数列に配列された複数の開口部と、
前記透明基板の前記透明電極側に対向して配置され、対向電極を有する対向基板と、
前記透明基板と前記対向基板との間に挟持される表示物質と、
を有する表示装置
が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
透明電極にクラックが生じても、開口部に達すればクラックは終端し、それ以上は成長しない。残る部分の電極により、電極としての機能は保たれる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａ，１Ｂは、実施例により、フレキシブル基板上に形成した透明電極の平面図及び図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、図１Ｃは、透明電極に生じたクラックを示す平面図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｄは、透明電極に形成するスリットの端部形状例を示す平面図である。
【図３】図３Ａ，３Ｂは、他の実施例により、フレキシブル基板上に形成した透明電極の平面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、透明電極を有する表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】図５Ａ，５Ｂは、予備実験において、ポリカーボネート基板上に形成したＩＴＯ透明電極に生じたクラック乃至断線のスケッチである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、透明電極に生じるクラック乃至断線を調べる予備実験を行なった。電子ペーパ用に、ポリカーボネート基板上に、スパッタリングにより、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）膜を成膜した透明電極付き樹脂基板を準備し、ＩＴＯ透明電極をエッチングしてストライプ電極にパターニングした。単純マトリックス型電子ペーパに適した積層構造である。ポリカーボネート基板及びＩＴＯ膜の厚さ、それぞれ１００μｍ、５０ｎｍであった。７インチサイズ程度の表示面を設定し、ライン欠陥は不良とすると、歩留まりは１／２程度であった。満足できる歩留まりとは言えない。ストライプ電極が断線したサンプルを取り出し、断線箇所を観察した。
【００１４】
図５Ａは、その１例のスケッチである。ポリカーボネート基板５１の上にＩＴＯストライプ電極５２が形成されている。ＩＴＯストライプ電極５２を幅方向に横断してクラック５３が生じている。クラック５３の中ほどに、ＩＴＯストライプ電極５２に埋め込まれた異物５４が存在する。
【００１５】
図５Ｂは、他の１例のスケッチである。ＩＴＯストライプ電極５２の中間部において、ＩＴＯ電極５２の欠損部５５がＩＴＯストライプ電極５２を幅方向に横断している。欠損部５５の両側には、ＩＴＯストライプ電極５２が浮き上がった剥離部５６が生じている。欠損部５５の中に異物５４が観察される。
【００１６】
単純マトリックス電極のようなストライプ状電極においては、クラックは全体として幅方向に成長し、途中でストップすることなく、断線に至ることが観察される。異物がＩＴＯ電極のクラック乃至断線の原因になっている可能性が示唆される。
【００１７】
ポリカーボネート基板はシート状材料がロールとなって供給される。このロールを調べたところ、径２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度のパーティクルが見出された。ポリカーボネートシートの製造工程においてパーティクルが仕込まれたと考えられる。パーティクルは極めて小さいため、予めシート上のパーティクルを検出し、完全に除去するのは極めて困難である。シート上の異物が除去されないまま、その上にＩＴＯ膜を成膜すると、ＩＴＯ膜は異物上で持ち上がり、応力の特異点を形成するであろう。特異点となる異物付近で浮きや剥がれ等のピット状不良が生じるであろう。
【００１８】
ＩＴＯ膜はその後パターニングなどの処理を受ける。ポリカーボネートシートはフレキシブルであり、変形することは避けがたい。変形と共にポリカーボネートシートとその上のＩＴＯ膜の間には応力が生じるであろう。また、ＩＴＯの熱膨張係数は約３ｐｐｍ／℃であるのに対し、ポリカーボネートの熱膨張係数は約７０ｐｐｍ／℃である。わずかの温度変化によっても、ポリカーボネートシートとＩＴＯ膜の間には、熱膨張の差による応力が生じるであろう。一旦応力が生じると、応力を緩和するようにクラックが生じるであろう。クラックは応力の特異点となる異物付近で特に生じやすいであろうと考えられる。サンプルで見出されたように、発生したクラックは途中で止まることはなく、ＩＴＯ電極を幅方向に横断して成長し、断線に至ると考えられる。
【００１９】
ところで、１本のＩＴＯ電極にクラックが生じても、隣接するＩＴＯ電極にはクラックは及んでいない。応力は、ポリカーボネートシートに入り込んで蓄積される可能性は小さく、ＩＴＯ電極とその下のポリカーボネートシートの間に蓄積され、ＩＴＯ電極の端部で開放されると考えられる。ストライプ状ＩＴＯ電極に開口部を形成すれば、クラックが発生した時には開口部でクラックを終端させられる可能性がある。開口部の長さを制限し、複数の開口部を列状に並ばせる。開口部でストライプ状ＩＴＯ電極が両側の部分に分割されても、開口部の両端で両側のＩＴＯ電極は再度会合する。開口部のない部分でクラックがＩＴＯ電極を横断しないように、開口部列を複数列設け、ＩＴＯ電極の長さ方向のどの位置においても、クラックがＩＴＯ電極を横断しようとするといずれかの開口部に突き当たるようにする。
【００２０】
図１Ａ，１Ｂは、実施例による透明電極付き透明樹脂シートの平面図及び断面図である。ポリカーボネートシート１の上に、ストライプ状ＩＴＯ電極２が平行に配置される。各ストライプ状ＩＴＯ電極にはスリット列３ａ、３ｂが形成される。単純マトリックス型電子ペーパに用いる積層構造である。
【００２１】
例においては、厚さ１５０μｍのポリカーボネートシート１の上に、厚さ４０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した透明電極付き透明樹脂シートを準備した。高い導電性と高い光透過率を実現するために、ＩＴＯ膜の厚さは、５０ｎｍ〜１３０ｎｍとすることがこのましい。フォトリソ工程とエッチングによりライン幅１００μｍのストライプ状ＩＴＯ電極がギャップ（スペース）２０μｍで並ぶようにパターニングした。この際、ＩＴＯ電極の幅１００μｍを３分割するように、幅５μｍのスリット列を２列形成した。長さ方向に関し、２列のスリットは端部でオーバラップする。即ち、２列のスリットを幅方向に射影すると、端部がオーバラップし、ギャップは生じない。なお、スリットの幅は、１μｍ〜１００μｍとすることが、露光最小寸法や異物欠陥の大きさ等の点から好ましい。
【００２２】
図１Ｃは、１つのＩＴＯ電極２にクラック４が生じた状態を示す。クラック４はＩＴＯ電極の右辺から左列のスリット３ｂまで延在している。スリット３ｂの左側のＩＴＯ電極はクラックを生じていない。クラックが生じても、開口部で終端し、残りのＩＴＯ電極は導通を維持する。電極幅が減少するので、局所的に抵抗が増加するが、電極としての機能は維持される。
【００２３】
表示装置を形成する際には、図１Ａ，１Ｂに示す透明電極付き透明樹脂シートを２枚、透明電極を内側にして対向させ、透明電極の延在方向を交差させて単純マトリックス型構造とし、シート間のギャップに表示媒体を注入する。
【００２４】
図２Ａ〜２ＤはＩＴＯ電極に形成するスリット端部の形状を示す平面図である。
【００２５】
図２Ａは、矩形状のスリット３を示す。スリット幅をＷとすると、スリット端部のコーナは、設計上は直角であり、曲率半径Ｒは存在しない（０である）。スリットの辺に応力が蓄積されると、コーナ部分に応力が集中する可能性がある。
【００２６】
図２Ｂは、スリット３の端部両コーナを丸め込んだ形状を示す。コーナの曲率半径Ｒはスリット幅Ｗの半分Ｗ／２より小さく、端部に直線部分が残る。コーナを丸め込むことで、応力集中を緩和させる効果が期待できる。
【００２７】
図２Ｃは、スリット３の端部を円形とした形状を示す。端部の曲率半径Ｒはスリット幅の半分Ｗ／２である。スリット端における応力集中は均等に分散されるであろう。
【００２８】
図２Ｄは、スリット３の端部にスリット幅の半分Ｗ／２より大きな曲率半径Ｒを有する円形部分を付加した形状である。円形の開口には、生じる応力を最小化させる効果が期待される。
【００２９】
図３Ａは、スリット列を３列にした実施例を示す。ポリカーボネートシート１の上に、ストライプ状ＩＴＯ電極２が平行に配置される。各ストライプ状ＩＴＯ電極２には３列のスリット列３ａ、３ｂ、３ｃが形成される。スリット３の端部形状は、例えば図２Ａ〜２Ｄに示した形状のいずれかとする。スリット列の列数を増加すると、スリット幅を同一とした場合、スリットによる電極面積の減少は増大するが、クラックが生じた時のクラック長を短くすることが可能となる。例えば、スリット幅を無視すると、２列のスリット列の場合クラック長は電極幅の約２／３以下となり、３列のスリット列の場合クラック長は電極幅の約１／２以下となる。
【００３０】
図３Ｂは、スリットに換え、円形のホールを形成する実施例を示す。ポリカーボネートシート１の上に、ストライプ状ＩＴＯ電極２が平行に配置される。各ストライプ状ＩＴＯ電極２には３列のホール列５ａ、５ｂ、５ｃが形成される。円形の開口は、上述のように生じる応力を最小化させる効果が期待できる。幅方向にホール５を射影すると、電極２の全長に亘って、ホール５が分布する。
【００３１】
スリット乃至ホールの開口部分は電極が除去されるので、電極の抵抗増大が生じる。電極の機能を阻害しないためには開口部の面積を制限することが好ましい。例えば電極幅方向において、開口部の占める幅は、電極幅の２％〜３０％の範囲とする。
【００３２】
図４Ａ〜４Ｃは、上述した透明電極付き透明樹脂シートを用いて作成する電子ペーパの構成例を示す断面図である。なお、図示の簡略化のため、電極に形成する開口部は図示を省略する。
【００３３】
図４Ａに示すように、透明電極２付き透明樹脂シート１と透明電極１２付き透明樹脂シート１１を対向配置し透明電極２と透明電極１２とで単純マトリックス型画素を画定する。両透明樹脂シート１，１１の構成するギャップ内に表示媒体１０を封入する。表示媒体１０としては、種々のものが可能である。各画素をＰＭＭＡなどの壁面で区画してもよい。
【００３４】
図４Ｂは、正に帯電した粒子６と負に帯電した粒子７を含む流体である、電気泳動方式の表示媒体である。
【００３５】
図４Ｃは、正に帯電した粒子６と負に帯電した粒子７をマイクロカプセル８内に封入したマイクロカプセル方式の表示媒体である。
【００３６】
図４Ｄは、液晶分子９を含む液晶方式の表示媒体である。透明樹脂基板１（１１）上に形成した透明電極２（１２）を覆って、例えばポリイミドの配向膜１５を厚さ１０μｍ塗布する。液晶分子９は、配向膜１５に従う配向を示す。
【００３７】
なお、クラックの原因はパーティクルに限らない。例えば、ＩＴＯ電極の縁にパターニング工程に基づき、ぎざぎざが生じている場合、急角度の屈曲部に応力が集中し、クラックの原因となることが考えられる。クラックの原因に拘わらず、クラックは上述の開口で終端化させることができる。
【００３８】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例示した材料や数値は、単なる例であって、種々変更可能である。例えば、透明樹脂シートはポリカーボネートに限らず、アクリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等であってもよい。
【００３９】
背面シートは透明でなくてもよく、背面電極は透明電極でなくてもよい。背面電極を金属で形成する場合は、開口部は表示側透明電極のみに設けてもよい。
【００４０】
透明電極のクラック防止の点からは、透明電極を形成する基板は透明樹脂シートに限らない。ガラス基板上に形成する透明電極に開口部を設けることも可能である。ＩＴＯ電極を有する液晶表示装置に適用することもできる。
【００４１】
その他種々の変更、置換、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００４２】
以下、本発明の特徴を付記する。
【００４３】
（付記１）  
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、延在する透明電極と、
前記透明電極の延在方向に沿って形成され、幅方向に関して複数列に配列された複数の開口部と、
前記透明基板の前記透明電極側に対向して配置され、対向電極を有する対向基板と、
前記透明基板と前記対向基板との間に挟持される表示物質と、
を有する表示装置。
【００４４】
（付記２）
前記透明電極と前記対向電極とは、それぞれ複数本の並列電極であり、互いに交差するように配置されている付記１に記載の表示装置。
【００４５】
（付記３）  
前記透明基板が有機樹脂で形成され、前記透明電極がＩＴＯを含む透光性材料で形成されている、付記１または２に記載の表示装置。
【００４６】
（付記４）  
前記複数の開口部を幅方向に射影すると、前記延在方向に連続し、ギャップを残さない、付記１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【００４７】
（付記５）
前記対向基板も有機樹脂で形成され、前記対向電極もＩＴＯを含む透光性材料で形成され、前記対向電極にもその延在方向に沿って形成され、幅方向に関して複数列に配列された他の複数の開口部が形成され、前記他の複数の開口部を幅方向に射影すると、延在方向に連続し、ギャップを残さない、付記４に記載の表示装置。
【００４８】
（付記６）  
前記開口部は、前記延在方向に長いスリットであるか、ドット形状である付記１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【００４９】
（付記７）  
前記開口部は、前記延在方向に長く、両端を丸め込まれたスリットであるか、前記延在方向に長く、両端に円形パターンを付加したスリットである付記１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【００５０】
（付記８）
前記開口部が両端に円形パターンを付加したスリットであり、前記円形パターンの直径は前記フリットの幅より大きい付記７に記載の表示装置。
【００５１】
（付記９）
前記透明電極が、前記複数の開口部のいずれかで終端するクラック乃至断線を含む付記１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【００５２】
（付記１０）
前記クラック乃至断線部に付着した異物を有する付記９に記載の表示装置。
【符号の説明】
【００５３】
１    透明樹脂シート、
２    透明電極、
３    スリット、
４    クラック、
５    ホール、
６    正に帯電した粒子、
７    負に帯電した粒子、
８    マイクロカプセル、
９    液晶分子、
１０    表示媒体、
１１    透明樹脂シート、
１２    透明電極、
１５    配向膜。
【図１】
2011164183.tif 000003
【図２】
2011164183.tif 000004
【図３】
2011164183.tif 000005
【図４】
2011164183.tif 000006
【図５】
2011164183.tif 000007