(57)【要約】【課題】表示を均一に切り替えることができる電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】電気泳動表示装置１は第１基材７と、第１基材７の上に設置され半導体素子８ｃを有する素子層８と、素子層８の上に設置された絶縁層９と、絶縁層９の上に設置された画素電極１０と、を備え、絶縁層９には貫通孔１８と、貫通孔１８の側面に沿って設置された導電膜２１と、貫通孔１８を埋めた平坦化膜２２と、を有し、平坦化膜２２上には画素電極１０と接続する貫通上部電極２３を備える。【選択図】図３
2016145919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の上に設置され半導体素子を有する素子層と、
前記素子層の上に設置された絶縁層と、
前記絶縁層の上に設置された第１画素電極層と、を備え、
前記絶縁層には貫通孔と、前記貫通孔の側面に沿って設置され前記半導体素子と前記第１画素電極層とを接続する導電膜と、前記貫通孔を埋めた平坦化層と、を有し、
前記平坦化層上には前記第１画素電極層と接続する第２画素電極層を備えることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
基材と、
前記基材上に設置された素子層と、
前記素子層上に設置され、貫通孔を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に設置され、前記素子層の半導体素子と接続された第１画素電極層と、
平坦化層と、
第２画素電極層と、
を含み、
前記第１画素電極層は、前記貫通孔に沿った凹の形状を有し、前記凹の形状の底部が前記半導体素子に接続され、
前記平坦化層は、前記凹の形状を埋める層であり、
前記第２画素電極層は、前記平坦化層上に設置された、前記第１画素電極層と接する層であ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または２に記載の電気泳動表示装置であって、
前記第２画素電極層は前記第１画素電極層の総ての場所で重ねて設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４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置であって、
前記第２画素電極層は、電気泳動粒子を分散させた分散媒を格納するセルの底面であることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置であって、
前記平坦化層は前記第１画素電極層上まで延在することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項６】
表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、を備え、
前記表示部は請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置であ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、電気泳動表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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知られている。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、電極間に白色帯電粒子及び黒色帯電粒子を含む分散媒が設置されている。
【０００３】
白色帯電粒子が（−）に帯電され、黒色帯電粒子が（＋）に帯電されている。そして、対向する基板に設置された電極に電圧を印加することにより、一方の電極に黒色帯電粒子が誘引され、他方の電極に白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、黒色帯電粒子と白色帯電粒子の位置が入れ替わる。
【０００４】
基板の間には隔壁部が設置され、隔壁部は分散媒を格子状に分割する。隔壁部により囲まれた部分が１つの画素となっている。そして、画素毎に黒色帯電粒子及び白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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０８５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の電気泳動表示装置では、薄膜トランジスターと電極との間にスルーホールが設置されている。スルーホールの内面に導電膜を設置するとき、スルーホールは導電膜で埋まらないので凹部が形成される。そして、凹部には帯電粒子が入り込む。また、凹部の影響を受けて電極により形成される等電位面に凹みができる。これにより、対向する電極の電圧を切り替えたときの帯電粒子の動きが場所により異なる。そして、スルーホールがある場所以外では白色または黒色表示になった後でも、スルーホールがある場所では白黒が混じった灰色の状態になる。そこで、表示を均一に切り替えることができる電気泳動表示装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、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。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる電気泳動表示装置であって、基材と、前記基材の上に設置され半導体素子を有する素子層と、前記素子層の上に設置された絶縁層と、前記絶縁層の上に設置された第１画素電極層と、を備え、前記絶縁層には貫通孔と、前記貫通孔の側面に沿って設置され前記半導体素子と前記第１画素電極層とを接続する導電膜と、前記貫通孔を埋めた平坦化層と、を有し、前記平坦化層上には前記第１画素電極層と接続する第２画素電極層を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、電気泳動表示装置は基材を備え、基材上には素子層、絶縁層、第１画素電極層が設置されている。絶縁層には貫通孔が設置され、貫通孔の側面に沿って導電膜が設置されている。導電膜は素子層と第１画素電極層とを接続する。貫通孔は平坦化層により埋められている。そして、平坦化層上には第２画素電極層が設置され、第２画素電極層は第１画素電極層と接続する。
【００１０】
第１画素電極層及び第２画素電極層の上には分散媒が位置し分散媒の中を荷電粒子が移動する。貫通孔を平坦化層が埋めている為、第１画素電極層及び第２画素電極層は平坦になっている。これにより、第１画素電極層及び第２画素電極層が形成する等電位面は平坦になる為、第１画素電極層及び第２画素電極層と対向する場所で荷電粒子に等しい動きをさせることができる。その結果、電気泳動表示装置は表示を均一に切り替えることができる。
【００１１】
［適用例２］
本適用例にかかる電気泳動表示装置であって、基材と、前記基材上に設置された素子層と、前記素子層上に設置され、貫通孔を有する絶縁層と、前記絶縁層上に設置され、前記素子層の半導体素子と接続された第１画素電極層と、平坦化層と、第２画素電極層と、を含み、前記第１画素電極層は、前記貫通孔に沿った凹の形状を有し、前記凹の形状の底部が前記半導体素子に接続され、前記平坦化層は、前記凹の形状を埋める層であり、前記第２画素電極層は、前記平坦化層上に設置された、前記第１画素電極層と接する層であることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、電気泳動表示装置は基材を備え、基材上には素子層、絶縁層、第１画素電極層が設置されている。絶縁層には貫通孔が設置され、貫通孔の側面に沿って第１画素電極層が設置されている。第１画素電極層は貫通孔に沿った凹の形状を有している。第１画素電極層底部が半導体素子に接続されている。凹の形状を埋めて平坦化層が設置されている。平坦化層上に第２画素電極層が設置され、第２画素電極層は第１画素電極層と接する層になっている。
【００１３】
第１画素電極層及び第２画素電極層の上には分散媒が位置し分散媒の中を荷電粒子が移動する。貫通孔を平坦化層が埋めている為、第２画素電極層は平坦になっている。これにより、第２画素電極層が形成する等電位面は平坦になる為、第２画素電極層と対向する場所で荷電粒子に等しい動きをさせることができる。その結果、電気泳動表示装置は表示を均一に切り替えることができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる電気泳動表示装置において、前記第２画素電極層は前記第１画素電極層の総ての場所で重ねて設置されていることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、第２画素電極層は第１画素電極層の総ての場所で重ねて設置されている。従って、分散媒と接する面を第２画素電極層にして第１画素電極層とは接しないようにすることができる。従って、分散媒と接する面をさらに平坦にすることができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる電気泳動表示装置において、前記第２画素電極層は、電気泳動粒子を分散させた分散媒を格納するセルの底面であることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、第２画素電極層は、電気泳動粒子を分散させた分散媒を格納するセルの底面になっている。そして、第２画素電極層は平坦な面になっている。従って、電気泳動表示装置は電気泳動粒子を流動性良く移動させることができる。
【００１８】
［適用例５］
上記適用例にかかる電気泳動表示装置において、前記平坦化層は前記第１画素電極層上まで延在することを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、平坦化層は第１画素電極層上まで延在する。そして、平坦化層の平坦な面の上に第２画素電極層が設置されている。従って、第２画素電極層が分散媒と接する面をさらに平坦にすることができる。
【００２０】
［適用例６］
本適用例にかかる電子機器であって、表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、を備え、前記表示部は上記のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置であることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、電子機器は表示部と表示部を駆動する駆動部を備えている。そして、駆動部が表示部を駆動する。表示部には上記の電気泳動表示装置が用いられている。従って、電子機器は表示を均一に切り替えることができる電気泳動表示装置を表示部に用いた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、電気泳動表示装置の構造を示す概略斜視図、（ｂ）は電気泳動表示装置の構造を示す模式平面図。
【図２】電気泳動表示装置の構造を示す部分概略分解斜視図。
【図３】電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図。
【図４】電極間の電位分布を説明するための模式図。
【図５】電気泳動表示装置の製造方法のフローチャート。
【図６】電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。
【図７】電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図。
【図８】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。
【図９】第３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。
【図１０】第４の実施形態にかかわり、（ａ）は電子ブックの構造を示す概略斜視図、（ｂ）は腕時計の構造を示す概略斜視図。
【図１１】比較例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。
【図１２】変形例にかかわる第１基板の要部模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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７に従って説明する。図１（ａ）は、電気泳動表示装置の構造を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）は電気泳動表示装置の構造を示す模式平面図である。
【００２４】
図１（ａ）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、＋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及び第２基板３はＸ方向及びＹ方向に延在する。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。
【００２５】
図１（ｂ）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との間に隔壁部５が設置されている。隔壁部５は格子状の形状を有し画素領域６を区画する。図中画素領域６は図を見易くするためにＸ方向に１４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３００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５０μｍ、Ｙ方向の長さが５０μｍ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３０ｍｍであり、Ｙ方向の長さが２０ｍｍになっている。
【００２６】
図２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２に示すように、第１基板２は基材としての第１基材７を備えている。第１基材７は、ガラス、プラスチック、セラミック、シリコン等からなり絶縁性のある基板である。第１基材７は＋Ｚ方向から見える画像表示面３ａとは反対側に配置されるため不透明な材質でもよい。
【００２７】
第１基材７上には素子層８が設置されている。素子層８には電圧供給線８ａ、制御信号線８ｂ、半導体素子８ｃ及び貫通電極８ｄ等が設置されている。半導体素子８ｃはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子であり、スイッチングを行う素子である。素子層８の上には絶縁層９が設置され、絶縁層９の上には第１画素電極層としての画素電極１０が設置されている。絶縁層９は素子層８と画素電極１０とを絶縁する層である。素子層８の貫通電極８ｄは画素電極１０と接続されている。画素電極１０は画素領域６毎に分離されている。第１基材７、素子層８、絶縁層９及び画素電極１０等により第１基板２が構成されている。
【００２８】
素子層８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９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、ガラス、樹脂、酸化シリコンや窒化シリコン等を用いることができる。本実施形態では、例えば、絶縁層９の材質にはアクリル樹脂を用いている。
【００２９】
画素電極１０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１０はアルミニウム箔上に金膜を設置した構造になっている。
【００３０】
画素電極１０上には隔壁部５が設置され、隔壁部５によって区画された画素領域６には電気泳動分散液１１が充填されている。隔壁部５の材質は絶縁性と強度があり形成しやすい材質であれば良く特に限定されず、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。本実施形態では、例えば、感光性樹脂を用いている。電気泳動分散液１１は荷電粒子としての白色荷電粒子１２及び荷電粒子としての黒色荷電粒子１３を有し、白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３が分散媒１４に分散している。
【００３１】
白色荷電粒子１２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１２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１２は二酸化チタンの粒子を正極に帯電して用いている。
【００３２】
黒色荷電粒子１３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１３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１３は酸窒化チタンを負極に帯電して用いている。白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３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１２及び黒色荷電粒子１３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。
【００３３】
分散媒１４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１４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１４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１４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１４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。
【００３４】
隔壁部５及び電気泳動分散液１１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１５を備えている。第２基材１５上には共通電極１６が設置され、共通電極１６上には接着層１７が設置されている。共通電極１６は複数の画素領域６に渡って設置された共通電極になっている。従って、共通電極１６は複数の画素電極１０と対向する。接着層１７は隔壁部５と第２基板３とを接着する機能を備えている。
【００３５】
第２基材１５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１５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１５の材質にガラス板を用いている。
【００３６】
共通電極１６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１６にはＭｇＡｇ、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、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１６にＩＴＯを用いている。
【００３７】
接着層１７の材質は隔壁部５と第２基板３とを接着可能であり、電気泳動分散液１１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、接着層１７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。
【００３８】
図３は電気泳動表示装置の構造を示す模式側断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３（ａ）に示すように、電気泳動表示装置１は画素電極１０と共通電極１６との間に電圧を印加して用いられる。そして、画素電極１０と共通電極１６との間の相対電圧を切り替えて用いられる。
【００３９】
画素電極１０に対して共通電極１６を低い電圧にする。このとき黒色荷電粒子１３は負極の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子１３は画素電極１０に誘引される。白色荷電粒子１２は正極の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子１２は共通電極１６に誘引される。その結果、第１基板２には黒色荷電粒子１３が集合し、第２基板３には白色荷電粒子１２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１２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。
【００４０】
半導体素子８ｃと接続してドレイン電極８ｐが設置され、ドレイン電極８ｐと接続して貫通電極８ｄが設置されている。これにより、半導体素子８ｃは画素電極１０と電気的に接続される。貫通電極８ｄについて詳しく説明する。絶縁層９には貫通孔１８が設置され、貫通孔１８の側面に沿って導電膜２１が設置されている。導電膜２１はドレイン電極８ｐ及び画素電極１０と接続されている。
【００４１】
導電膜２１の内側には平坦化層としての平坦化膜２２が充填されており、平坦化膜２２はＺ方向側の面が平坦になっている。そして、平坦化膜２２の上には第２画素電極層としての貫通上部電極２３が設置されている。貫通上部電極２３は平坦化膜２２の周囲に位置する画素電極１０と重ねて設置されている。従って、貫通上部電極２３は画素電極１０と接続されている。画像表示面３ａ側から見たとき平坦化膜２２は貫通上部電極２３に覆われている。これにより、貫通電極８ｄと対向する場所では貫通上部電極２３に黒色荷電粒子１３が付着する。
【００４２】
平坦化膜２２の材料は絶縁性及び加工性が良く、電気泳動分散液１１に影響を与えない材質であれば良く特に限定されない。アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂、シラン化合物を用いることができる。シラン化合物を用いるときにはシラノール溶液を塗布してパターニングして形成する。本実施形態では、例えば、平坦化膜２２の材料にアクリル樹脂を用いている。
【００４３】
図３（ｂ）に示すように、画素電極１０に対して共通電極１６を高い電圧にする。このとき黒色荷電粒子１３は負極の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子１３は共通電極１６に誘引される。白色荷電粒子１２は正極の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子１２は画素電極１０に誘引される。その結果、第１基板２には白色荷電粒子１２が集合し、第２基板３には黒色荷電粒子１３が集合する。画素電極１０に加えて貫通上部電極２３にも白色荷電粒子１２が付着する。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１３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。
【００４４】
図４は電極間の電位分布を説明するための模式図であり、白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３を省略した図である。図４に示すように、画素電極１０と共通電極１６との間には電圧が印加されている。画素電極１０上及び貫通上部電極２３上は同電位であり、共通電極１６上も同電位である。そして、画素電極１０と共通電極１６との間には電位差があるので、画素電極１０と共通電極１６と間には電場が形成される。そして、画素電極１０と共通電極１６との間では場所により電位が変化する。
【００４５】
画素電極１０と共通電極１６と間には７つの等電位面２４が記載されている。等電位面２４は電位が等しい場所を通過する面である。画素電極１０と共通電極１６とは平行に配置されているので、等電位面２４は平行な面になっている。貫通上部電極２３の上面は画素電極１０より貫通上部電極２３の厚みだけＺ方向に突出しているが、画素電極１０及び貫通上部電極２３にて構成される面はほぼ平坦な面となっている。貫通上部電極２３の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、５０ｎｍ〜１０００ｎｍの厚みになっている。このため、貫通上部電極２３は白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３の挙動には影響を及ぼさない。従って、白色荷電粒子１２と黒色荷電粒子１３とに等しい動きをさせることができる為、電気泳動表示装置１は表示を均一に切り替えることができる。
【００４６】
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５〜図７にて説明する。図５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６及び図７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５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基板３上に共通電極１６及び接着層１７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７上に素子層８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は下部電極設置工程である。この工程は、素子層８上に絶縁層９、貫通電極８ｄ、画素電極１０及び貫通上部電極２３を設置する工程である。次にステップＳ４に移行する。
【００４７】
ステップＳ４は隔壁部設置工程である。この工程は、第１基板２上に隔壁部５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１１を充填する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は基板組立工程である。この工程は、隔壁部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。
【００４８】
次に、図６及び図７を用いて、図５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６（ａ）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６（ａ）に示すように、第２基材１５を用意する。第２基材１５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１５上に共通電極１６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１５上に形成する。次に、フォトリソグラフィー法によってＩＴＯ膜をパターニングして、共通電極１６を形成する。
【００４９】
次に、共通電極１６上に接着層１７を設置する。接着層１７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。
【００５０】
続いて、第１基板２を製造する。図６（ｂ）はステップＳ２の素子設置工程に対応する図である。図６（ｂ）に示すように、ステップＳ２において、第１基材７を用意する。第１基材７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７上に素子層８を形成する。素子層８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８の形成方法は複数存在し特に限定されない。
【００５１】
まず、ＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって第１基材７上に図示しないＳｉＯ2の下地絶縁膜を形成する。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等によって島状の多結晶シリコン膜である半導体膜８ｅを形成する。
【００５２】
次に、半導体膜８ｅ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８ｆとする。スパッタリング法等によって、ゲート絶縁膜８ｆ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によって島状のゲート電極８ｇ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８ｈ、ドレイン領域８ｊ、チャネル形成領域８ｋを形成する。ゲート絶縁膜８ｆとゲート電極８ｇ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８ｍとする。
【００５３】
次に、第１層間絶縁膜８ｍにソース領域８ｈに達するコンタクトホールとドレイン領域８ｊ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８ｍ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によってパターニングして、ソース電極８ｎ、ドレイン電極８ｐ及び配線を形成する。
【００５４】
第１層間絶縁膜８ｍとソース電極８ｎとドレイン電極８ｐと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８ｒとする。フォトリソグラフィー法によってパターニングして、第２層間絶縁膜８ｒにコンタクトホールを形成する。
【００５５】
図６（ｃ）〜図６（ｆ）はステップＳ３の下部電極設置工程に対応する図である。図６（ｃ）に示すように、ステップＳ３において、素子層８上に絶縁層９を設置する。まず素子層８の上にアクリル樹脂を溶解した溶液を素子層８上に塗布し乾燥させて固化する。次に、絶縁層９をフォトリソグラフィー法によってパターニングする。絶縁層９の外形形状及び貫通孔１８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９をエッチングして貫通孔１８を形成する。
【００５６】
図６（ｄ）に示すように、絶縁層９上と貫通孔１８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Ａｌ膜を形成する。さらに、スパッタリング法または蒸着等によってＡｌ膜上にＡｕ膜を積層する。続いて、Ａｌ膜及びＡｕ膜をエッチングして画素電極１０及び導電膜２１を形成する。エッチングにはドライエッチング法を用いることができる。
【００５７】
図６（ｅ）に示すように、貫通孔１８内の導電膜２１に重ねて平坦化膜２２を設置する。アクリル樹脂を溶解した溶液を充填し乾燥させて固化する。平坦化膜２２の表面は平坦になるように乾燥時間やアクリル樹脂溶液の粘度を調整する。
【００５８】
図６（ｆ）に示すように、平坦化膜２２上及び平坦化膜２２の周囲の画素電極１０上に貫通上部電極２３を設置する。貫通上部電極２３の形状に孔のあいたマスクを設置する。そして、スパッタリング法等の成膜法を用いて膜厚５００ｎｍ程度のＡｌ膜を形成する。さらに、スパッタリング法または蒸着等によってＡｌ膜上にＡｕ膜を積層する。次に、マスクを剥すことにより貫通上部電極２３の平面形状を形成する。
【００５９】
図７（ａ）はステップＳ４の隔壁部設置工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ４において、画素電極１０上に隔壁部５を設置する。まず、画素電極１０に隔壁部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部５を形成する。
【００６０】
図７（ｂ）はステップＳ５の分散液充填工程に対応する図である。図７（ｂ）に示すように、ステップＳ５において、隔壁部５が設置された第１基材７を図示しない容器内に設置する。そして、分散媒１４に白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３を加えて撹拌し電気泳動分散液１１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１１を供給する。電気泳動分散液１１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１１は画素領域６から溢れる程度に供給される。
【００６１】
図７（ｃ）はステップＳ６の基板組立工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ６において、隔壁部５上に第２基板３を設置する。まず、電気泳動分散液１１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、隔壁部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接着層１７に紫外線を照射する。接着層１７は紫外線硬化型の接着剤であり、隔壁部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を加熱し接着層１７を固化することにより第２基板３が隔壁部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。
【００６２】
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、絶縁層９には貫通孔１８が設置され、貫通孔１８の側面に沿って導電膜２１が設置されている。導電膜２１は素子層８と画素電極１０とを接続する。貫通孔１８は平坦化膜２２により埋められている。そして、平坦化膜２２上には貫通上部電極２３が設置され、貫通上部電極２３は画素電極１０と接続する。
【００６３】
画素電極１０及び貫通上部電極２３の上には分散媒１４が位置し分散媒１４の中を白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３が移動する。貫通孔１８を平坦化膜２２が埋めている為、画素電極１０及び貫通上部電極２３は平坦になっている。これにより、画素電極１０及び貫通上部電極２３が形成する等電位面２４は平坦になる為、画素電極１０及び貫通上部電極２３と対向する場所で白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３に等しい動きをさせることができる。その結果、電気泳動表示装置１は表示を均一に切り替えることができる。
【００６４】
（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８を用いて説明する。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。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、画素電極１０の総ての場所で画素電極１０に重ねて貫通上部電極２３が設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００６５】
すなわち、本実施形態では、図８に示すように電気泳動表示装置２７は第１基板２８及び第２基板３を備え、第１基板２８と第２基板３とで電気泳動分散液１１を挟む構造になっている。第１基板２８は第１基材７上に素子層８、絶縁層９、画素電極１０及び第２画素電極層としての貫通上部電極２９がこの順に積層された構造になっている。貫通上部電極２９は平坦化膜２２及び画素電極１０の総ての場所で重ねて設置されている。そして、貫通上部電極２９が電気泳動分散液１１と接する面は平坦な面になっている。これにより、電気泳動分散液１１は平坦な貫通上部電極２９と接する構造となり、貫通上部電極２９と共通電極１６との間に形成される等電位面２４は平坦な面になっている。第１の実施形態における画素電極１０と貫通上部電極２３との間の段差がない構造なのでさらに平坦にすることができる。その結果、電気泳動表示装置２７は表示を均一に切り替えることができる。
【００６６】
（第３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９を用いて説明する。図９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２の実施形態と異なるところは、画素電極１０と貫通上部電極２９との間に平坦化膜２２の一部が設置されている点にある。尚、第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００６７】
図９に示すように、電気泳動表示装置３２は第１基板３３及び第２基板３を備え、第１基板３３と第２基板３とで電気泳動分散液１１を挟む構造になっている。第１基板３３は第１基材７を備え、第１基材７上に素子層８、絶縁層９、画素電極１０、平坦化層としての平坦化膜３４及び第２画素電極層としての貫通上部電極３５がこの順に積層されている。そして、画素電極１０上に格子状の隔壁部５が設置されている。
【００６８】
絶縁層９にはドレイン電極８ｐと画素電極１０とを接続する貫通電極３６が設置されている。絶縁層９には貫通孔１８が形成され、貫通孔１８の側面に沿って導電膜２１が設置されている。そして、導電膜２１はドレイン電極８ｐと画素電極１０とを接続する。貫通孔１８の内側には平坦化膜３４が設置されている。平坦化膜３４は貫通孔１８に加えて画素電極１０上に設置されている。平坦化膜３４はＺ方向側の面が平坦になっている。そして、平坦化膜３４上には貫通上部電極３５が設置され、貫通上部電極３５もＺ方向側の面が平坦になっている。貫通上部電極３５は画素電極１０と接続している。
【００６９】
貫通上部電極３５は画素領域６のほぼ総てを覆って設置されている。そして、貫通上部電極３５が電気泳動分散液１１と接する面は平坦な面になっている。これにより、電気泳動分散液１１は平坦な貫通上部電極３５と接する構造となり、貫通上部電極３５と共通電極１６との間に形成される等電位面２４は平坦な面になっている。第１の実施形態における画素電極１０と貫通上部電極２３との間の段差がない構造なのでさらに平坦にすることができる。その結果、電気泳動表示装置３２は表示を均一に切り替えることができる。
【００７０】
（第４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１０を用いて説明する。図１０（ａ）は電子ブックの構造を示す概略斜視図であり、図１０（ｂ）は腕時計の構造を示す概略斜視図である。図１０（ａ）に示すように、電子機器としての電子ブック３９は板状のケース４０を備えている。ケース４０には蝶番４１を介して蓋部４２が設置されている。さらに、ケース４０には操作ボタン４３と表示部４４とが設置されている。操作者は操作ボタン４３を操作して表示部４４に表示する内容を操作することができる。
【００７１】
ケース４０の内部には電子ブック３９を制御する制御部４５と表示部４４を駆動する駆動部４６が設置されている。制御部４５は駆動部４６に表示データを出力する。駆動部４６は表示データを入力して表示部４４を駆動する。そして、駆動部４６は表示部４４に表示データに対応する内容を表示させる。表示部４４には電気泳動表示装置１、電気泳動表示装置２７及び電気泳動表示装置３２のいずれかが用いられている。従って、電子ブック３９は表示を均一に切り替えることができる電気泳動表示装置を表示部４４に用いた装置とすることができる。
【００７２】
図１０（ｂ）に示すように、電子機器としての腕時計４９は板状のケース５０を備えている。ケース５０にはバンド５１が設置され、操作者はバンド５１を腕に巻いて腕時計４９を腕に固定することができる。さらに、ケース５０には操作ボタン５２と表示部５３とが設置されている。操作者は操作ボタン５２を操作して表示部５３に表示する内容を操作することができる。
【００７３】
ケース５０の内部には腕時計４９を制御する制御部５４と表示部５３を駆動する駆動部５５が設置されている。制御部５４は駆動部５５に表示データを出力する。駆動部５５は表示データを入力して表示部５３を駆動する。そして、駆動部５５は表示部５３に表示データに対応する内容を表示させる。そして、表示部５３には電気泳動表示装置１、電気泳動表示装置２７及び電気泳動表示装置３２のいずれかが用いられている。従って、腕時計４９は表示を均一に切り替えることができる電気泳動表示装置を表示部５３に用いた装置とすることができる。
【００７４】
（比較例）
次に、電気泳動表示装置の一実施形態について図１１を用いて説明する。図１１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、貫通電極８ｄに平坦化膜２２が設置されていない点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００７５】
すなわち、本実施形態では、図１１に示すように電気泳動表示装置５８は第１基板５９及び第２基板３を備え、第１基板５９と第２基板３とで電気泳動分散液１１を挟む構造になっている。第１基板５９は第１基材７上に素子層８、絶縁層９及び画素電極１０がこの順に積層された構造になっている。
【００７６】
絶縁層９にはドレイン電極８ｐと画素電極１０とを接続する貫通電極６０が設置されている。貫通電極６０には平坦化膜２２が設置されておらず、導電膜２１の内側は凹部６１になっている。そして、共通電極１６に印加する電圧を画素電極１０に印加する電圧より低くするとき、第１基板５９には黒色荷電粒子１３が集合し、第２基板３には白色荷電粒子１２が集合する。黒色荷電粒子１３の一部は凹部６１に進入する。凹部６１と対向する場所では等電位面２４が第１基板５９側に突出する。このため、凹部６１と対向する場所では黒色荷電粒子１３が移動し難くなっている。
【００７７】
共通電極１６に印加する電圧を画素電極１０に印加する電圧より高くするとき、黒色荷電粒子１３は第２基板３に向かって移動し、白色荷電粒子１２は第１基板５９に向かって移動する。このとき、凹部６１と対応する場所では黒色荷電粒子１３が移動し難くなっている為、黒色荷電粒子１３が第２基板３に到達するのにかかる時間が他の場所より長くなる。その結果、凹部６１以外の場所では白黒の切替が短時間で行われ、凹部６１と対向する場所では白色荷電粒子１２と黒色荷電粒子１３とが混在して灰色になっている時間が長くなる。
【００７８】
電気泳動表示装置１、電気泳動表示装置２７及び電気泳動表示装置３２では凹部６１がなく、等電位面２４が平坦な面になっている。このため、画素領域６の総ての場所において白黒表示を均一に切り替えることができる。
【００７９】
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１１に白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３を設置した。白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３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。
【００８０】
（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１０が設置された。１つの画素領域６に複数の画素電極１０を設置してもよい。表示を細分化することができる。
【００８１】
（変形例３）
前記第１の実施形態では白色荷電粒子１２を正極に帯電させて、黒色荷電粒子１３を負極に帯電させた。白色荷電粒子１２を負極に帯電させて、黒色荷電粒子１３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。
【００８２】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、平坦化膜２２の上面が平らな面になっていた。平坦化膜２２の上面は凹凸になっても良い。図１２は第１基板２の要部模式側断面図である。図１２（ａ）に示すように、平坦化膜２２の上面がＺ方向に突出しても良い。突出する長さが短いので等電位面２４に与える影響は小さい。従って、画素領域６の総ての場所において白黒表示を均一に切り替えることができる。同様に、図１２（ｂ）に示すように、平坦化膜２２の上面が−Ｚ方向に凹んでも良い。凹む長さが短いので等電位面２４に与える影響は小さい。従って、画素領域６の総ての場所において白黒表示を均一に切り替えることができる。
【００８３】
平坦化膜２２の上面が突出する長さは１μｍ以下が望ましい。平坦化膜２２の上面が凹む長さも１μｍ以下が望ましい。このとき、白色荷電粒子１２及び黒色荷電粒子１３の移動に影響がでないようにすることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１，２７，３２…電気泳動表示装置、７…基材としての第１基材、８…素子層、８ｃ…半導体素子、９…絶縁層、１０…第１画素電極層としての画素電極、１２…荷電粒子としての白色荷電粒子、１３…荷電粒子としての黒色荷電粒子、１４…分散媒、１８…貫通孔、２１…導電膜、２２，３４…平坦化層としての平坦化膜、２３，２９，３５…第２画素電極層としての貫通上部電極、３９…電子機器としての電子ブック、４４，５３…表示部、４６，５５…駆動部、４９…電子機器としての腕時計。
【図１】
2016145919.tif 000003
【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】
2016145919.tif 000012
【図１１】
2016145919.tif 000013
【図１２】
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