(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し第１有機半導体からなる第１半導体層を含むスイッチング素子が前記複数の画素ごとに設けられた素子基板、前記素子基板に対向して設けられた表示基板及び前記素子基板と前記表示基板との間に挟持された電気泳動層を有する電気泳動表示装置であって、
検出された電気的特性によって前記第１有機半導体の電気的特性が得られる第２有機半導体と、
前記素子基板上における前記表示領域の外側の領域のうち前記第１半導体層と同一層に設けられる前記第２有機半導体からなる第２半導体層を感湿層とした湿度センサと、
前記素子基板上に前記複数の画素ごとに設けられ前記スイッチング素子に接続された画素電極と、
前記第２半導体層の電気的特性を検出し、検出結果に基づいて前記画素電極に印加する電圧を制御する制御部と、
前記第２半導体層のうち少なくとも一部を挟持する一対の電極と、
を備え、
前記第２半導体層が前記素子基板のうち前記電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置され、
前記制御部は、前記素子基板上における前記表示領域の外側で、かつ前記電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置されていることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記第１有機半導体及び前記第２有機半導体が同一種類である
ことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記一対の電極のうち前記第２半導体層を挟持する部分がそれぞれ平面視櫛歯状になっていると共に当該櫛歯状になっている部分同士がかみ合った状態で配置されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記第２半導体層の形状が前記第１半導体層の形状と同一である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスに用いられる半導体として、例えば有機材料によって形成された有機半導体が知られている。中でも有機トランジスタはインクジェット法やスピンコート法等の液層プロセスによる作製が可能であり、蒸着法等と比較してプロセスコストを低く抑えることができるため、表示装置などへの応用が期待されている。
【０００３】
有機半導体は紫外線などの光や酸素、水、温度などによって劣化しやすいという特性があり、劣化することによってその電気的特性が変化してしまう。このため有機半導体をデバイスとして搭載する際には、劣化防止のため外部に対して遮断されるように、例えば封止構造によって封止した状態で搭載する構成が一般的である。また、例えば、特許文献１や２には、有機高分子や、半導体などを湿度センサの感湿膜として用いることが記載されていた。  
【特許文献１】特開平９−１８９６７３号公報
【特許文献２】特開平１１−８３７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、有機半導体を封止することによりその分コストが増大することになる。有機半導体自体の製造コストを抑えることができても封止によるコストが増大したのではデバイスの全体的な製造コストを抑えることは困難である。一方で、有機半導体に封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造しか設けない場合、劣化による電気的特性の変化に対応することができない。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、製造コストを抑えることが可能な表示装置及び電気泳動表示装置を提供することを目的の一つとする。  
また、外的環境が変化しても安定した表示を行うことができる表示装置及び電気泳動表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る電気泳動表示装置は、複数の画素を有し第１有機半導体からなる第１半導体層を含むスイッチング素子が前記複数の画素ごとに設けられた素子基板、前記素子基板に対向して設けられた表示基板及び前記素子基板と前記表示基板との間に挟持された電気泳動層を有する電気泳動表示装置であって、検出された電気的特性によって前記第１有機半導体の電気的特性が得られる第２有機半導体と、前記素子基板上における前記表示領域の外側の領域のうち前記第１半導体層と同一層に設けられる前記第２有機半導体からなる第２半導体層を感湿層とした湿度センサと、前記素子基板上に前記複数の画素ごとに設けられ前記スイッチング素子に接続された画素電極と、前記第２半導体層の電気的特性を検出し、検出結果に基づいて前記画素電極に印加する電圧を制御する制御部と、前記第２半導体層のうち少なくとも一部を挟持する一対の電極と、を備え、前記第２半導体層が前記素子基板のうち前記電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置され、前記制御部は、前記素子基板上における前記表示領域の外側で、かつ前記電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置されていることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、基板と、前記基板上に形成された複数の画素を有する表示領域と、前記複数の画素ごとに設けられ第１有機半導体からなる第１半導体層を含むスイッチング素子と備えた表示装置であって、前記第１有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する第２有機半導体から構成された第２半導体層を感湿層とした湿度センサが前記基板上における前記表示領域の外側の領域に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する第２有機半導体から構成された第２半導体層を感湿層とした湿度センサが基板上における表示領域の外側の領域に設けられているので、第１半導体層と近似した環境下にある第２半導体層の電気的特性を検出し、検出した湿度データに基づき、スイッチング素子を最適に駆動することができる。このため、封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造を設けるだけの場合であっても有機半導体の劣化による電気的特性の変化を把握することができるので、製造コストを抑えることができ、外的環境が変化しても安定した表示を行うことができる。
【０００８】
上記の表示装置は、前記第１有機半導体及び前記第２有機半導体は同一種類であることを特徴とする。  
本発明によれば、第１半導体層を構成する第１有機半導体と第２半導体層を構成する第２有機半導体とが同一種類であることとしたので、第２半導体層の電気的特性を検出することで第１半導体層の電気的特性とほぼ同一の特性を検出することができる。これにより、湿度センサの精度を高めることができる。
【０００９】
上記の表示装置は、前記一対の電極のうち前記第２半導体層を挟持する部分がそれぞれ平面視櫛歯状になっていると共に当該櫛歯状になっている部分同士がかみ合った状態で配置されていることを特徴とする。  
本発明によれば、一対の電極のうち第２半導体層を挟持する部分がそれぞれ平面視櫛歯状になっていると共に当該櫛歯状になっている部分同士がかみ合った状態で配置されていることとしたので、第２半導体層のうち一対の電極によって挟持されている部分の表面積を大きくすることができる。これにより、より確実に第２半導体層の電気的特性を把握することができる。
【００１０】
上記の表示装置は、前記第２半導体層の形状が前記第１半導体層の形状と同一であることを特徴とする。  
本発明によれば、第２半導体層の形状が第１半導体層の形状と同一であることとしたので、第２半導体層の状態を第１半導体層の状態により近づけることができる。これにより、第２半導体層の電気的特性と第１半導体層の電気的特性とを一層近づけることができる。
【００１１】
上記の表示装置は、前記基板上に前記複数の画素ごとに設けられ前記スイッチング素子に接続された画素電極と、前記第２半導体層の電気的特性を検出し、検出結果に基づいて前記画素電極に印加する電圧を制御する制御部とを更に備えることを特徴とする。  
本発明によれば、第２半導体層の電気的特性を検出し、検出結果に基づいて画素電極に印加する電圧を制御することとしたので、第２半導体層に封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造を設ける場合であって当該第２半導体層が劣化した場合であっても、劣化の度合いに応じて画素電極に印加する電圧を変化させることができる。これにより、第１半導体層が劣化し電気的特性が変化した場合であっても安定した表示が可能となる。
【００１２】
本発明に係る電気泳動表示装置は、複数の画素を有し第１有機半導体からなる第１半導体層を含むスイッチング素子が前記複数の画素ごとに設けられた素子基板、前記素子基板に対向して設けられた表示基板及び前記素子基板と前記表示基板との間に挟持された電気泳動層を有する電気泳動表示装置であって、前記素子基板上における前記表示領域の外側の領域のうち前記第１半導体層と同一層に設けられ、前記第１有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する第２有機半導体からなる第２半導体層を感湿層とした湿度センサと、前記第２半導体層のうち少なくとも一部を挟持する一対の電極とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、素子基板上における表示領域の外側の領域のうち第１半導体層と同一層に設けられ第１有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する第２有機半導体からなる第２半導体層を感湿層とした湿度センサと、第２半導体層のうち少なくとも一部を挟持する一対の電極とが設けられているので、第１半導体層と近似した環境下にある第２半導体層の電気的特性を検出し、検出した湿度データに基づき、スイッチング素子を最適に駆動することができる。このため、封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造を設けるだけの場合であっても有機半導体の劣化による電気的特性の変化を把握することができるので、製造コストを抑えることができ、外的環境が変化しても安定した表示を行うことが可能な電気泳動表示装置を得ることができる。
【００１４】
上記の電気泳動表示装置は、前記第２半導体層が前記素子基板のうち前記電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置されていることを特徴とする。  
本発明によれば、第２半導体層が素子基板のうち電気泳動層に平面視で重なる領域内に配置されていることとしたので、第２半導体層の周囲の環境と第１半導体層の周囲の環境とをより近づけることができる。これにより、湿度センサの精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１実施形態］  
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。  
図１は本実施形態に係る電気泳動表示装置１の概略構成を示す平面図である。  
同図に示すように、電気泳動表示装置１は、素子基板２、対向基板３及び電気泳動層４を備えており、素子基板２と対向基板３との間に電気泳動層４を挟持した構成になっている。この電気泳動表示装置１は表示領域５において静止画や動画等の画像が表示されるようになっており、表示領域５の周囲の領域（非表示領域）６には画像が表示されないようになっている。表示領域５内には画素７が複数設けられており、これらの画素７はマトリクス状に配列されている。表示領域５においては画素７ごとに表示が行われるようになっている。
【００１６】
素子基板２は電気泳動表示装置１を駆動するための電極や素子、配線等が設けられた矩形の基板である。この素子基板２は対向基板３よりも図中左右方向の寸法が大きくなっており、当該対向基板３に対して張り出した領域（張出領域）２ａが設けられている。張出領域２ａには外部との間で電気的な接続を図るための端子群２ｂが設けられている。素子基板２の非表示領域６のうち電気泳動層４に平面視で重なる領域には、本実施形態における特徴的構成要素である湿度センサ２３及び制御回路５０が設けられている。
【００１７】
対向基板３は素子基板２との間で電気泳動層４を保持するための基板であり、対向基板３の表面側が電気泳動表示装置１の表示面側になっている。電気泳動層４は平面視で対向基板３のほぼ全面に亘って設けられており、対向基板３の上方から当該対向基板３を介して視認可能になっている。
【００１８】
図２は電気泳動表示装置１の構成を示す断面図である。  
同図に示すように、素子基板２は、基板２０、画素電極２１、スイッチング素子２２、湿度センサ２３及びゲート絶縁層２４を有している。
【００１９】
基板２０は例えばポリイミド、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）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）であり、プラスチック基板以外ではガラス基板、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板などを用いても構わない。基板２０の内面２０ａには図示しない下地層が形成されている。画素電極２１は当該下地層上のうち表示領域５の各画素７に平面視で重なる領域に配列された電極である。
【００２０】
スイッチング素子２２は画素電極２１ごとに１つずつ設けられ画素電極２１に供給される電気信号のオン・オフを切り替える素子であり、それぞれ第１半導体層２５、ソース電極２６及びゲート電極２７を有している。
【００２１】
第１半導体層２５は有機半導体（第１有機半導体）からなる薄膜層であり、図中左側がソース領域、図中右側がドレイン領域、中央がチャネル領域になっている。チャネル領域のチャネル長については０．１μｍ〜１００μｍの範囲にすることが好ましく、５μｍ〜５０μｍの範囲にすると更に好ましい。チャネル幅については１μｍ〜１０００μｍの範囲とすることが好ましい。第１半導体層２５を構成する有機半導体の材料として、例えばナフタレン、ナフタセン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ヘキシルチオフェン、Ｐ３ＨＴ、ＰＱＴ１２、Ｆ８Ｔ２、ルブレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、π共役系が１次元的に繋がったπ共役系の有機半導体材料は、高い移動度が得られることから、好ましく用いることができる。π共役系の有機半導体材料は、その特有な電子雲の広がりにより、キャリアの移動能が特に高く、ペンタセン等の低分子有機半導体材料においてはアモルファスシリコンに匹敵する高い移動度が実現されている。
【００２２】
ソース電極２６は第１半導体層２５のソース領域に接続された電極である。本実施形態においては、画素電極２１がドレイン電極を兼ねている構成になっており、画素電極２１が第１半導体層２５のドレイン領域に直接接続された構成になっている。ソース電極２６及び画素電極２１については厚さ（図中上下方向の寸法）を１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にすることが好ましい。ゲート電極２７は第１半導体層２５のチャネル領域に平面視で重なるようにゲート絶縁層２４上に配置された電極である。第１半導体層２５、ソース電極２６及び画素電極２１は基板２０の内面２０ａに形成された下地層上に同一層として形成されている。
【００２３】
ソース電極２６及び画素電極２１の構成材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等の導電性材料、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ２等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前記導電性高分子材料は、通常、酸化鉄、ヨウ素、無機酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。これらの中でも、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄまたはこれらを含む合金を主とするものが好適に用いられる。
【００２４】
湿度センサ２３は、感湿層としての第２半導体層２８と、この第２半導体層２８に接続された電極２９とを有しており、第２半導体層２８の電気的特性（保持容量など）を検出することで周囲の湿度を検出できるようになっている。第２半導体層２８及び電極２９は基板２０の内面２０ａ上に設けられた下地層上に同一層として形成されており、スイッチング素子２２を構成する第１半導体層２５とも同一層として形成されている。
【００２５】
第２半導体層２８を構成する有機半導体材料としては、スイッチング素子２２の第１半導体層２５を構成する材料と同一の材料であることが好ましく、同一の材料ではなくても第１半導体層２５を構成する材料との間に電気的特性に相関関係を有するような材料であれば好適に用いることができる。
【００２６】
電極２９は第２半導体層２８の一部を挟持するように一対設けられている（以下、電極２９ａ及び電極２９ｂとする）。電極２９ａ及び電極２９ｂの構成材料としては、ソース電極２６及び画素電極２１の構成材料と同一にすることが好ましい。電極２９ａ及び電極２９ｂの厚さについては１ｎｍ〜１００μｍの範囲にすることが好ましい。本実施形態では、この電極２９ａと電極２９ｂとの間に所定の電圧を印加し第２半導体層２８内を流れる電流の大きさを検出することで当該第２半導体層２８の電気的特性を検出できるようになっている（電気抵抗型）。なお、第２半導体層２８の電気的特性を検出する他の例としては、電極２９ａと電極２９ｂとの間に所定の電圧を印加し、第２半導体層２８に保持される静電容量を検出する構成であっても構わない（静電容量型）。
【００２７】
ゲート絶縁層２４はソース電極２６及び画素電極２１に対してゲート電極２７を絶縁するものであり、ソース電極２６、画素電極２１及び湿度センサ２３（第２半導体層２８及び電極２９）を覆うように基板２０上のほぼ全面に形成された絶縁層である。このゲート絶縁層２４は主として有機材料（特に有機高分子材料）で構成されているのが好ましい。有機高分子材料を主材料とするゲート絶縁層２４は、その形成が容易であるとともに、第１半導体層２５及び第２半導体層２８との密着性の向上を図ることもできる。このような有機高分子材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルフェニレン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリビニルフェノールあるいはノボラック樹脂のようなフェノール系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンなどのオレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。ゲート絶縁層２４の層厚は５０ｎｍ〜１０μｍの範囲にすることが好ましく、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲にするとより好ましい。
【００２８】
図３は電気泳動表示装置１の素子基板２の一部の構成を示す平面図である。同図ではゲート絶縁層２４の図示を省略している。  
同図に示すように、各画素７の間の領域にはデータ線８及びゲート線９が格子状に形成されている。データ線８は図中縦方向に延在する配線であり、ソース電極２６に接続されている。ゲート線９は図中横方向に延在する配線であり、ゲート電極２７に接続されている。湿度センサ２３はスイッチング素子としての機能を有してはおらず、湿度センサ２３の故障を回避するため平面視でゲート線９及びゲート電極２７は第２半導体層２８上には設けられないように配置されている。
【００２９】
本実施形態では第２半導体層２８が平面視で第１半導体層２５よりも寸法が大きくなるように形成されている。第２半導体層２８の寸法及び形状を第１半導体層２５の寸法及び形状と同一になるように形成しても構わない。電極２９ａ及び電極２９ｂのうち第２半導体層２８を挟持する部分はそれぞれ平面視櫛歯状になっており、互いの櫛歯が一定の間隔をあけてかみ合うように配置されている。電極２９ａと電極２９ｂとの間の距離（櫛歯の対向面同士の距離）については０．１μｍ〜１００μｍの範囲にすることが好ましい。電極２９ａと電極２９ｂとの対向部分の平面視での長さについては１μｍ〜１０００００μｍの範囲にすることが好ましい。電気的特性の検出制度を向上させるためには電極間の距離は短いほど好ましく、対向部分の平面視での長さは長い方が好ましい。電極２９ａ及び電極２９ｂの幅については１μｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
図２に戻って、対向基板３は基板３０及び共通電極３１を有している。  
基板３０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）など光透過性の高い材料からなる矩形の基板である。共通電極３１は基板３０の内面３０ａ上のほぼ全面に設けられた薄膜状の電極であり、例えばＩＴＯなどの光透過性の高い導電材料で構成されている。
【００３１】
電気泳動層４は素子基板２の画素電極２１と対向基板３の共通電極３１とで挟持された層であり、複数のマイクロカプセル４０及びバインダ４１を有している。  
マイクロカプセル４０は電気泳動分散液が封入された略球状のカプセルであり、各カプセルの直径はほぼ同一になっている。マイクロカプセル４０のカプセル壁膜を形成する材料としては、アラビアガム・ゼラチンの複合膜、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、尿素樹脂などの化合物が挙げられる。マイクロカプセル４０に封入された電気泳動分散液は、電気泳動粒子及び当該電気泳動粒子を分散させる液層分散媒からなる。
【００３２】
液相分散媒としては、水やアルコール系溶媒、各種エステル類、ケトン類、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独、またはこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
【００３３】
電気泳動粒子としては、液相分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無機の粒子（高分子あるいはコロイド）を用いることができる。具体的には、カーボンブラック、アニリンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン等の白色顔料、モノアゾのアゾ系顔料、イソインドリノン等の黄色顔料、モノアゾのアゾ系顔料、キナクリドンレッド等の赤色顔料、フタロシアニンブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等の１種又は２種以上を用いることができる。これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、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。
【００３４】
マイクロカプセル４０には、例えば白色顔料である二酸化チタンと黒色顔料であるカーボンブラックとの二種類の電気泳動粒子が封入されており、一方が負に、他方が正に帯電されている。勿論他の電気泳動粒子を用いても構わないし、電気泳動粒子を一種類のみ用い、これを共通電極３１側、あるいは画素電極２１側に泳動させることで表示可能となるように構成しても構わない。
【００３５】
バインダ４１は複数のマイクロカプセル４０を特に対向基板３に対して固定する固定部材である。バインダ４１としては、マイクロカプセル４０のカプセル壁膜に対する親和性が良好で、共通電極３１に対する密着性に優れ、かつ絶縁性を有する材料を使用することが好ましい。
【００３６】
図４は制御回路５０の構成を示すブロック図である。  
制御回路５０は素子基板２の非表示領域６内に形成された回路であり、電気泳動表示装置１の表示に関する制御を行う。この制御回路５０は、同図に示すように、統括的な演算等を行う主制御回路５１、表示に関する駆動を行うドライバ回路５２、湿度センサ２３からの信号を検出したり湿度センサ２３の電極２９に所定の電圧を印加したりするセンサ回路５３及びデータ等が記憶されるメモリ５４を有している。
【００３７】
次に、上記のように構成された電気泳動表示装置１の動作を簡単に説明する。  
画素電極２１と共通電極３１との間に共通電極３１の電圧が相対的に高くなるように電圧を印加すると、正に帯電された黒色の電気泳動粒子はクーロン力によってマイクロカプセル４０内の駆動電極側に引き寄せられる。一方、負に帯電された白色の電気泳動粒子はクーロン力によってマイクロカプセル４０内の共通電極３１に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０内の対向基板３側には白色の電気泳動粒子が集まることになり、電気泳動表示装置１の表示領域５にはこの白色の電気泳動粒子の色（白色）が表示されることとなる。
【００３８】
逆に、画素電極２１と共通電極３１との間に画素電極２１の電位が相対的に高くなるように電圧を印加すると、負に帯電された白色の電気泳動粒子はクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられる。一方、正に帯電された黒色の電気泳動粒子はクーロン力によって共通電極３１側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０内の対向基板３側には黒色の電気泳動粒子が集まることになり、電気泳動表示装置１の表示領域５には黒色の電気泳動粒子の色（黒色）が表示されることとなる。
【００３９】
センサ回路５３から所定の電圧が電極２９ａと電極２９ｂとの間に印加されると、これら電極に挟まれた第２半導体層２８の電気的特性に応じた電流が流れる。センサ回路５３ではこの電流の大きさが検出され、電流値に関する情報として主制御回路５１に供給される。当該情報が供給された主制御回路５１では電流値の大きさに基づいて第２半導体層２８の電気的特性が判断される。例えば電流値の大きさと第２半導体層２８の電気的特性との間の相関関係の情報を予めメモリ５４に記憶させておき、主制御回路５１がメモリ５４に記憶された情報と検出された電流値とを比較することにより第２半導体層２８の電気的特性が判断される。上記の電気泳動表示装置１の構成では湿度センサ２３の第２半導体層２８とスイッチング素子２２の第１半導体層２５とがほぼ同一の環境下にあるため、この第２半導体層２８と第１半導体層２５との構成材料が同一の場合は第２半導体層２８の電気的特性と第１半導体層２５の電気的特性とが極めて近い状態になっていると推定することができる。主制御回路５１は第２半導体層２８の電気的特性を判断した後、画素電極２１と共通電極３１との間に印加する電圧値の大きさや電圧印加時間を当該電気的特性に基づいた電圧値及び電圧印加時間に設定し、その設定情報をドライバ回路５２に供給する。ドライバ回路５２では主制御回路５１からの設定情報に基づいて画素電極２１及び共通電極３１に電圧を印加する。第２半導体層２８の構成材料と第１半導体層２５の構成材料とが異なる材料であっても両者の間に電気的特性に相関関係がある場合には、その電気的特性の相関関係の情報を予めメモリ５４に記憶させておき、記憶された情報に基づいて第１半導体層２５の電気的特性を推定することができる。
【００４０】
第１半導体層２５に含まれる水分が多くなる場合、イオン伝導が上昇するためバルク中の抵抗が下がることになる。この結果、インピーダンスが下がり、画素電極２１と共通電極３１との間にオフ電圧を印加したときに流れる電流（オフ電流）が上昇する。また、水によるトラップが発生し、画素電極２１と共通電極３１との間にオン電圧を印加したときに流れる電流（オン電流）及び移動度が低下する。  
また、ゲート絶縁層２４中に含まれる水分が多くなる場合、水の誘電率（ε＝８０）はゲート絶縁層２４の誘電率よりも高いため見かけ上の誘電率が上昇し、第１半導体層２５の閾値電圧ＶＴＨが小さくなる。これによってオン電圧が相対的に上昇することとなる。その一方で、ゲート絶縁層２４との界面トラップが増加し、移動度及びオン電流が低下する場合もある。これらの現象によりオン電圧が増加する場合も減少する場合もある。  
このため、オン電流が減少した場合（あるいは閾値電圧ＶＴＨが上昇した場合）には、当該オン電圧の値が大きくなると共に第１半導体層２５のゲート電極２７に印加する電圧の値が大きくなるようにドライバ回路５２を調整する。電圧値を調整する他、オン電圧の印加時間が長くなると共に第１半導体層２５のゲート電極２７に印加する電圧の印加時間が長くなるようにドライバ回路５２を調整しても構わない。  
オン電流が増加した場合（あるいは閾値電圧ＶＴＨが低下した場合）には、当該オン電圧の値が小さくなると共に第１半導体層２５のゲート電極２７に印加する電圧の値が小さくなるようにドライバ回路５２を調整する。電圧値を調整する他、オン電圧の印加時間が短くなると共に第１半導体層２５のゲート電極２７に印加する電圧の印加時間が短くなるようにドライバ回路５２を調整しても構わない。
【００４１】
ドライバ回路５２の調整のタイミングとして、例えば第１半導体層２５の電気的特性が変化することにより表示領域５内に焼き付けなどの故障が発生する可能性が高くなるまではドライバ回路５２の調整を行わないようにしても構わない。また、故障が発生する可能性が高くなる前であっても第１半導体層２５の性能が一定の性能を下回った段階、例えばコントラストの低下や表示の書き換え不能が発生した段階でドライバ回路５２の調整を行うようにしても構わない。ドライバ回路５２の調整を行っても故障等の発生する可能性があると判断される場合には表示を停止させても構わない。
【００４２】
上記のように構成された電気泳動表示装置１を製造する場合、特に素子基板２を製造する場合には、基板２０上に下地層を形成した後、下地層上に画素電極２１、第１半導体層２５、ソース電極２６、第２半導体層２８及び電極２９を同一層として形成するようにする。当該層を形成した後、ゲート絶縁層２４及びゲート電極２７を形成する。ゲート電極２７に別途絶縁層を形成しても構わない。
【００４３】
対向基板３側については、予め電気泳動層４が共通電極３１上に形成され電気泳動層４の表面に不図示の接着層が形成された電気泳動シートとして取り扱うようにする。具体的には、この電気泳動シートの不図示の接着層の表面に保護用の剥離紙が貼り付けられた状態で取り扱われる。電気泳動シートの剥離紙を剥がし、接着層を上記の素子基板２に対向させて貼り付けることで電気泳動表示装置１が完成する。
【００４４】
本実施形態によれば、スイッチング素子２２の第１半導体層２５を構成する有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する有機半導体を構成材料とする第２半導体層２８が素子基板２のうち第１半導体層２５と同一層に設けられており、当該第２半導体層２８のうち少なくとも一部を挟持する一対の電極２９が設けられているので、第１半導体層２５と近似した環境下にある第２半導体層２８の電気的特性を検出することができる。この第２半導体層２８は、スイッチング素子２２内の第１半導体層２５を構成する有機半導体との間で電気的特性に相関関係を有する有機半導体からなるため、第２半導体層２８の電気的特性を検出することによって第１半導体層２５の電気的特性を極めて正確に把握することができる。封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造を設ける場合であっても有機半導体の劣化による電気的特性の変化を把握することができるので、製造コストを抑えることができ、有機半導体の劣化による電気的特性の変化に対応することが可能な電気泳動表示装置１を得ることができる。
【００４５】
また、第２半導体層２８の電気的特性を検出し、検出結果に基づいて画素電極２１及び共通電極３１に印加する電圧の大きさ及び電圧印加時間を制御することとしたので、第２半導体層２８に封止構造を設けない場合又は簡易的な封止構造を設けるだけの場合であって当該第２半導体層２８が劣化した場合であっても、劣化の度合いに応じて画素電極２１に印加する電圧を変化させることができる。これにより、第１半導体層２５が劣化し電気的特性が変化した場合であっても安定した表示が可能となる。
【００４６】
また、第２半導体層２８が素子基板２のうち電気泳動層４に平面視で重なる領域内に配置されていることとしたので、第１半導体層２５と同様に第２半導体層２８についても電気泳動層４に覆われることになる。このため、第２半導体層２８の周囲の環境と第１半導体層２５の周囲の環境とをより近づけることができる。
【００４７】
［第２実施形態］  
次に、本発明の第２実施形態を説明する。  
図５は本実施形態に係る電気泳動表示装置１０１の構成を示す断面図であり、第１実施形態の図２に対応している。本実施形態では素子基板１０２の構成が第１実施形態とは異なっている。同図に示すように、電気泳動表示装置１０１は、素子基板１０２、対向基板１０３及び電気泳動層１０４を備えており、素子基板１０２は、基板１２０、画素電極１２１、スイッチング素子１２２、湿度センサ１２３及びゲート絶縁層１２４を有している。
【００４８】
本実施形態では、第１実施形態のようにドレイン電極と画素電極とを兼ねる構成にはせず、スイッチング素子１２２のドレイン電極１２６ｂと画素電極１２１とが別々に設けられており、第１半導体層１２５のドレイン領域と画素電極１２１とを接続する電極として当該ドレイン電極１２６ｂが設けられている。このように構成することによって、ゲート電極１２７及びソース電極１２６ａに平面視で重なる領域も画素とすることができるため、開口率を向上させることができる。
【００４９】
［第３実施形態］  
次に、本発明の第３実施形態を説明する。  
図６は本実施形態に係る電気泳動表示装置２０１の構成を示す断面図であり、第１実施形態の図２に対応している。本実施形態では素子基板２０２の構成が上記各実施形態とは異なっている。同図に示すように、電気泳動表示装置２０１は、素子基板２０２、対向基板２０３及び電気泳動層２０４を備えており、素子基板２０２は、基板２２０、画素電極２２１、スイッチング素子２２２、湿度センサ２２３及びゲート絶縁層２２４を有している。
【００５０】
本実施形態では、スイッチング素子２２２の構成を上記実施形態のようにゲート電極を第１半導体の上方（基板とは反対側）に配置するトップゲート型の構成にはせずに、ゲート電極２２７が第１半導体層２２５の下方（基板２２０側）に配置されたボトムゲート型の構成になっている点で上記実施形態とは異なっている。このようなボトムゲート型の構成であっても本発明を適用することができる。
【００５１】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記各実施形態においては、湿度センサ２３の電極２９について電極２９ａと電極２９ｂとがそれぞれ櫛歯状に形成され当該櫛歯がかみ合うように配置された構成であったが、これに限られることは無く、例えば図７に示すように、電極２９ａ及び電極２９ｂがそれぞれ直線状に形成された構成であっても構わない。
【００５２】
また、図８に示すように、電極２９ａ及び電極２９ｂのうち第２半導体層２８を挟持する部分が平行に形成し、それ以外の部分では当該平行な部分にそれぞれ接続されるように引き回す構成としても構わない。
【００５３】
また、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、電極２９ａを第２半導体層２８の下層側に配置し電極２９ｂを第２半導体層２８の上層側に配置して、第２半導体層２８を電極２９ａ及び電極２９ｂによって上下に挟持する構成であっても構わない。この場合、電極２９ａが上層側であり電極２９ｂが下層側であっても勿論構わない。
【００５４】
また、上記の湿度センサ２３に加えて、温度センサを非表示領域に設けても構わない。温度センサとしては、サーミスタ、トランジスタセンサ、白金測温抵抗体などを用いることができる。サーミスタの場合、有機半導体材料と同様に、サーミスタの材料となる金属酸化物などを液体に溶かして、インクジェット法によって形成することもできる。
【００５５】
また、非表示領域にスイッチング素子２２を余分に設け、当該スイッチング素子２２の温度特性から温度を検出することであっても良い。この構成によれば、温度センサの形成が容易となる。また、スイッチング素子２２に用いられる第１有機半導体よりも温度係数の大きな有機半導体を用いて温度センサを形成することもできる。
【００５６】
これらの構成によれば、環境データとして湿度に加えて温度データも検知できるため、環境変化を的確に捕らえることができるため、より適した表示駆動が可能となり、外的環境が変化しても安定した表示を行うことができる。
【００５７】
また、上記実施形態においては、表示装置として電気泳動表示装置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば有機ＥＬ装置などの他の表示装置であっても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す断面図。
【図３】電気泳動表示装置の素子基板の構成を示す平面図。
【図４】制御回路の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す断面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す断面図。
【図７】本発明に係る電気泳動表示装置の他の構成を示す平面図。
【図８】本発明に係る電気泳動表示装置の他の構成を示す平面図。
【図９】本発明に係る電気泳動表示装置の他の構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００５９】
１…電気泳動表示装置  ２…素子基板  ３…対向基板  ４…電気泳動層  ５…表示領域  ６…非表示領域  ７…画素  ２０…基板  ２１…画素電極  ２２…スイッチング素子  ２３…センサ  ２４…ゲート絶縁層  ２５…半導体層  ２６…ソース電極  ２７…ゲート電極  ２８…半導体層  ２９…電極  ２９ａ…電極  ２９ｂ…電極  ３０…基板  ５０…制御回路  ５１…主制御回路  ５２…ドライバ回路  ５３…センサ回路  ５４…メモリ
【図１】
0005315684.tif 000002
【図２】
0005315684.tif 000003
【図３】
0005315684.tif 000004
【図４】
0005315684.tif 000005
【図５】
0005315684.tif 000006
【図６】
0005315684.tif 000007
【図７】
0005315684.tif 000008
【図８】
0005315684.tif 000009
【図９】
0005315684.tif 000010