JP2009103919A - 電気泳動装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板を裏面に貼り合わせた構造を有する電気泳動装置を製造する際における基板の端部の割れを防止すること。
【解決手段】第１基板(110)、第２基板、第１基板と第２基板の間に配置された電気泳動層、第１基板に貼り合わされた第３基板(116)、を備える電気泳動装置の製造方法であって、第１基板の一面側に電気泳動層及び第２基板を配置する工程と、第１基板の他面側に接着層を介して第３基板を配置する工程と、第１基板、第２基板、電気泳動層及び第３基板に対して、第２基板側及び第３基板側の双方から加圧することにより、第３基板と第１基板とを貼り合わせる工程と、を含み、第３基板は、一面の所定位置に、配線膜によって生じる段差と略等しい厚さを有する複数の凸部(44)が予め設けられ、第２工程において、複数の凸部が第１基板の外縁部の少なくとも一部と重なる位置に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気泳動装置及びこれを備える電子機器に関する。

本願の出願人は、ガラス基板等の表面に半導体回路が形成されてなる回路基板と対向電極が形成された対向基板との間に電気泳動層（例えば、マイクロカプセル層）を挟み、更に回路基板の裏面側に、外部回路等と回路基板の半導体回路とを接続するための配線基板（例えば、ガラスエポキシ配線基板やポリイミド配線基板など）を貼り合わせた構造を有する電気泳動装置を開発している。このような電気泳動装置を製造する際には、例えば、回路基板の上に電気泳動層や対向基板を配置し、回路基板の裏面に配線基板を配置し、これらに加圧処理を行うによって各々を貼り合わせるという過程を経る。しかし、このような過程を経る製造方法においては、加圧処理を行う際、回路基板の端部（特に、四隅）に圧力がより多く加わることにより、回路基板に割れを生じる場合がある。このため、製造工程の改良が望まれている。なお、本願に関連する従来技術としては、例えば特開平５−１５８０６２号公報（特許文献１）が挙げられる。この文献には、ガラスエポキシ基板を裏面に備える液晶表示装置が開示されている。

特開平５−１５８０６２号公報

本発明に係る具体的態様は、配線基板を裏面に貼り合わせた構造を有する電気泳動装置を製造する際における基板の端部の割れを防止することを目的の一つとする。

本発明に係る電気泳動装置の製造方法は、矩形状の第１基板と、第２基板と、当該第１基板の一面と第２基板の一面との間に配置された電気泳動層と、少なくとも一面に配線膜を有し、上記第１基板の他面に貼り合わされた第３基板と、を備える電気泳動装置の製造方法であって、（ａ）上記第１基板の一面側に上記電気泳動層及び上記第２基板を配置する第１工程と、（ｂ）上記第１基板の他面側に接着層を介して上記第３基板を配置する第２工程と、（ｃ）上記第１基板、上記第２基板、上記電気泳動層及び上記第３基板に対して、上記第２基板側及び上記第３基板側の双方から加圧することにより、上記第３基板と上記第１基板とを貼り合わせる第３工程と、を含み、上記第３基板は、上記一面の所定位置に、上記配線膜によって生じる段差（配線膜に起因して生じる段差）と略等しい厚さを有する複数の凸部が予め設けられており、上記第２工程において、上記複数の凸部の各々が上記第１基板の外縁部の少なくとも一部と重なる位置に配置される。

上記の製造方法によれば、第１基板の外縁部の少なくとも一部と重なる位置に配置された複数の凸部の存在により、第１基板と、電気泳動層、第２基板及び第３基板を貼り合わせる際に加圧を行っても、第１基板の外縁部が各凸部によって支持され、第３基板との間でほとんど隙間を生じないようにできる。従って、第１基板の外縁部に圧力がより多く加わることによる第１基板の割れを防止することが可能となる。

上記の電気泳動装置において、好ましくは、上記第３基板は、上記一面上に設けられた複数のダミー配線膜を備え、当該複数のダミー配線膜が上記複数の凸部として用いられる。ここで、ダミー配線膜とは、本来的な用途とは別に設けられた配線膜をいい、例えば上記の配線膜とは電気的に分離した状態に形成される。

これにより、第３基板上に配線膜を形成する際に併せて各ダミー配線膜を形成することが可能となるため、複数の凸部の形成がより容易になる。

上記の電気泳動装置において、上記第３基板は、上記配線膜及び上記複数のダミー配線膜を覆う保護膜を備えてもよい。この場合における上記段差とは、上記保護膜のうち上記配線膜と重なる部分と上記配線膜と重ならない部分との間に生じる高低差である。そして、上記複数の凸部の各々は、上記複数のダミー配線膜のいずれかと上記保護膜とを含んで構成される。

これによれば、保護膜を有する第３基板においても本発明に係る製造方法を適用することができる。

好ましくは、上記複数の凸部は、上記第１基板の四隅のそれぞれに配置される。また、上記複数の凸部は、上記第１基板の互いに略平行な第１辺及び第２辺のそれぞれに沿って配置されてもよい。

このような各凸部の配置態様によれば、第１基板の外縁部をより効果的に支持し、第１基板の割れを防ぐことができる。

また、電気泳動装置は、上記第２基板の他面に貼り合わされた第４基板を更に備えていてもよい。この場合において、上記の製造方法は、更に、（ｄ）上記第２基板の上記他面に接着層を介して上記第４基板を配置する第４工程と、（ｅ）上記第１基板、上記第２基板、上記電気泳動層、上記第３基板及び上記第４基板に対し、上記第４基板側及び上記第３基板側の双方から加圧することにより、上記第２基板と上記第４基板とを貼り合わせる第５工程と、を含むことが好ましい。

それにより、第４基板を貼り合わせる際においても、加圧による第１基板の割れを防ぐことが可能となる。

本発明に係る電子機器は、上述した製造方法によって製造される電気泳動装置を表示部として備える。ここで、「電子機器」は、電気泳動層による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパ、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、本発明における「機器」の概念には、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体や、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含むものとする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係る電気泳動装置の構造を示す模式断面図である。また、図２は、図１に示す電気泳動装置の一部を拡大して示した模式断面図である。各図に示した本実施形態の電気泳動装置１は、回路基板１０、電気泳動層１２、対向基板１４、配線基板１６、カバー基板１８、封止部材２０、を含んで構成されている。

回路基板１０は、ガラス基板等の表面に複数の個別電極（画素電極）、配線膜（走査線、信号線等）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを含む駆動回路部２２が設けられてなる基板である。

電気泳動層１２は、電気泳動粒子を含む層であり、回路基板１０の駆動回路部２２上に配置されている。この電気泳動層１２は、例えば、複数のマイクロカプセルを含んでいる。各マイクロカプセルには、例えば正に帯電した複数の黒色粒子と負に帯電した複数の白色粒子とが含まれる。なお、採用し得る電気泳動層１２の形態は上記のマイクロカプセル型に限定されない。更に、各粒子に施される色調は黒色および白色の組み合わせに限定されず、各粒子の帯電の状態についても上記に限定されない。

対向基板１４は、電気泳動層１２を挟んで回路基板１０と対向配置されている。この対向基板１４としては、例えばガラス基板、プラスチック基板（シート状のものを含む）などが用いられる。対向基板１４の表面には、上記した個別電極の各々と対向する共通電極が形成される。各個別電極と共通電極との間に印加される電圧を制御することにより、電気泳動層１２に含まれる各電気泳動粒子の分布状態を変化させることができる。それにより、画像表示が実現される。

配線基板１６は、図示しない外部回路等と回路基板１０の駆動回路部２２とを接続するためのものであり、コア材３０と、このコア材３０の表面又は裏面の少なくとも一方（図示の例では両方）に設けられた配線膜３２と、この配線膜３２を覆う保護膜３４、３６と、を含む。この配線基板１６としては、例えばガラスエポキシ配線基板又はポリイミド配線基板と称されるものを用いることができる。配線膜３２は、例えば銅などの導電体が所定パターンに整形されたものである。保護膜３４、３６は、例えばレジスト膜などの絶縁体膜である。この配線基板１６は、図２に示すように接着層２４を介して回路基板１０の裏面側に貼り合わされている。

カバー基板１８は、電気泳動層１２及び対向基板１４を挟んで回路基板１０と対向配置されている。このカバー基板１８としては、例えばガラス基板が用いられる。図２に示したように、カバー基板１８は、接着層２６を介して対向基板１４の他面と貼り合わされている。

封止部材（遮断層）２０は、エポキシ系、アクリル系などの樹脂材料からなり、回路基板１０と配線基板１６との間に、電気泳動層１２及び対向基板１４を囲んで配置されている。この封止部材２０は、防湿性を有するものであり、電気泳動層１２への水分等の異物の侵入を抑制する。

本実施形態に係る電気泳動装置１はこのような構成を有しており、次にその製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、複数の電気泳動装置１を一括して製造する方法について説明する。

図３は、電気泳動装置の製造方法を説明するための模式斜視図である。以下、この図３に沿って本実施形態に係る電気泳動装置の製造方法の大まかな流れを説明する。また、後述する図４〜図７を適宜参照しながら製造方法の詳細について説明する。

図３（Ａ）に示すように、複数の回路基板１０の各々の母材となる第１基板１１０の表面（第１面）、より具体的には各駆動回路部２２が設けられた側の面（能動面）に、各駆動回路部２２に対応して、電気泳動層１２及び対向基板（第２基板）１４を一体化してなる電気泳動シート２８をそれぞれ貼り合わせる。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、複数の駆動回路部２２の各々に対して１つずつの電気泳動シート２８が貼り付けられる。

また、図３（Ｃ）に示すように、上記の電気泳動シート２８の貼り付けと並行し、あるいは前後して、第１基板１１０の裏面（第２面）に、複数の配線基板１６の各々の母材となる第３基板１１６を貼り合わせる。図４は、本工程をより詳細に示した模式斜視図である。図４に示すように、第３基板１１６の表面には、第１基板１１０の外縁部と重なる位置に複数の凸部４４が設けられている。図５は、各凸部の構成態様を説明する模式平面図である。例えば、図５（Ａ）には、第３基板１１６の少なくとも一面（表面）であって、第１基板１１０の外縁部の一部である四隅と重なる位置にそれぞれ設けられた４つの凸部４４が示されている。なお、図５（Ａ）では、各凸部４４が三角形の形状を有しているが、形状は特にこれだけに限定されない。矩形（四角形）などの多角形でもよく、円形や楕円形などでもよい。また、図５（Ｂ）には、凸部の変形態様として、第３基板１１６の表面であって、第１基板１１０の外縁部の一部である２つの辺（互いに略並行な第１辺及び第２辺）に沿って設けられた直線状の２つの凸部４４ａが示されている。また、図５（Ｃ）には、凸部の変形態様として、第３基板１１６の表面であって、第１基板１１０の外縁部の一部である２つの辺（互いに略並行な第１辺及び第２辺）に沿って間欠的に設けられた複数の凸部４４ｂが示されている。このように、凸部の構成態様は、第１基板１１０の外縁部の少なくとも一部（より好ましくは四隅を含む一部）に設けられる限りにおいて、多様な構成態様を採用し得る。各凸部は、第１基板１１０の外縁部と重なる位置であっても、第３基板１１６の電極端子４２と接続される配線部とは重ならない位置であることが好ましい。図５に示す各構成態様のいずれにおいてもその条件が実現されている。

図６は、図３（Ｃ）に示す工程をより詳細に説明するための模式断面図である。上述した図２と共通する構成については同じ符号が付されており、それらの詳細な説明は省略する。図６に示すように、本実施形態においては、凸部４４（或いは凸部４４ａ、４４ｂ）は、第３基板１１６において他の配線膜３２とは電気的に接続されずに分離した配線膜（ダミー配線膜）３８と、このダミー配線膜３８を覆う保護膜（皮膜）３４と、を含んで構成されている。また、図６に示す態様では、第３基板１１６の裏面側にも、ダミー配線膜３８と保護膜（皮膜）３６とを含んで構成された凸部４５が設けられている。凸部４４は、配線膜３２と保護膜３４によって第３基板１１６の表面に形成される段差と同じ厚さに形成されている。詳細には、ここでいう「段差」とは、保護膜３４のうち、配線膜３２と重なる部分と重ならない部分との間に生じる高低差であり、「厚さ」とは、保護膜３４のうち、ダミー配線膜３８と重なる部分と重ならない部分との間に生じる高低差である。同様に、凸部４５は、配線膜３２と保護膜３６によって第３基板１１６の裏面に形成される段差と同じ厚さに形成されている。詳細には、ここでいう「段差」とは、保護膜３６のうち、配線膜３２と重なる部分と重ならない部分との間に生じる高低差であり、「厚さ」とは、保護膜３６のうち、ダミー配線膜３８と重なる部分と重ならない部分との間に生じる高低差である。これらの凸部４４、凸部４５の存在により、第１基板１１０と、電気泳動層１２、対向基板１４及び第３基板１１６を貼り合わせる際に加圧を行っても、第１基板１１０の外縁部１１０ａが凸部４４、凸部４５によって支持される。従って、当該外縁部１１０ａに圧力がより多く集まることによる第１基板１１０の割れを防止することが可能となる。更に、接着層２４をある程度厚くすることによって段差を緩和してもよい。それにより、凸部４４又は凸部４５だけでは緩和しきれない段差が生じた場合にも第１基板１１０の割れをより確実に防ぐことが可能となる。接着層２４としては、例えば両面テープまたは流動性のある両面テープを用いることができる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、第１基板１１０の各駆動回路部２２の電極端子（電極パッド）４０と第３回路１１６の各電極端子（電極パッド）４２との間をワイヤーボンディングによって電気的に接続する。

次に、図３（Ｅ）に示すように、第１基板１１０上、より詳細には電気泳動シート２８上に、複数のカバー基板１８の各々の母材となる第４基板１１８を貼り合わせる。本実施形態では、２枚の第４基板１１８を貼り合わせる。本工程においては、第１基板１１０と第４基板１１８とは、ロールラミネータまたは真空ラミネータで加圧することによって貼り合わされる。真空ラミネートする際の条件は、例えば、0.1〜0.9Mpaの圧力、温度50℃〜150℃とすることができる。

図７は、図３（Ｅ）に示す工程をより詳細に説明するための模式断面図である。上記した第３基板１１６等の貼り合わせの場合（図６参照）と同様に、凸部４４又は凸部４５によって第１基板１１０と第３基板１１６との段差が緩和されるので、第４基板１１８を貼り合わせる際においても第１基板１１０の外縁部１１０ａの割れを防止することができる。

次に、図３（Ｆ）に示すように、第１基板１１０と第４基板１１８との間隙およびその周囲に、上記した封止部材２０の各々の母材となる封止部材１２０を形成する。例えば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂をディスペンサまたはシリンジで塗布し、その後に熱処理又は紫外線照射処理を行うことにより、封止部材１２０を形成することができる。

その後、例えば本実施形態の電気泳動装置１は腕時計の表示板として用いることを想定しているため、図３（Ｇ）に示すように、各第１基板１１０等にそれらを貫通する針穴５０を形成する。さらに、図３（Ｈ）に示すように、各第１基板１１０等の相互間を切断する。それにより、複数の電気泳動装置１（図示の例では８つの電気泳動装置１）が得られる。

次に、上述した実施形態に係る電気泳動装置を表示部として備える電子機器の一例について説明する。図８は、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。図８（Ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図８（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１１０１を備えている。なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。

なお、本発明の適用範囲は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において更に種々の変形を加えて実施することが可能である。例えば、上記した実施形態においては複数個の電気泳動装置１を一括して製造する場合について説明したが、１つの電気泳動装置を製造する場合についても本発明を適用することができる。その場合には、上記した実施形態において、第１基板上に１つの駆動回路を設け、電気泳動層、第２基板も１つずつ設け、更に１つの第４基板を設けるようにし、かつ図３（Ｇ）、図３（Ｈ）などの工程を省略すればよいことは当業者にとって明らかである。また、上記した実施形態においては、ダミー配線膜を用いて各凸部を形成していたが、配線膜を用いないで各凸部を形成してもよい。

本実施形態に係る電気泳動装置の構造を示す模式断面図である。 図１に示す電気泳動装置の一部を拡大して示した模式断面図である。 電気泳動装置の製造方法を説明するための模式斜視図である。 図３（Ｃ）の工程をより詳細に示した模式斜視図である。 各凸部の構成態様を説明する模式平面図である。 図３（Ｃ）に示す工程をより詳細に説明するための模式断面図である。 図３（Ｅ）に示す工程をより詳細に説明するための模式断面図である。 電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。

符号の説明

１０…回路基板、１２…電気泳動層、１４…対向基板（第２基板）、１６…配線基板、１８…カバー基板、２０…封止部材、２２…駆動回路部、２４…接着層、２６…接着層、２８…電気泳動シート、３０…コア材、３２…配線膜、３４…保護膜、３６…保護膜、３８…ダミー配線膜、４２…電極端子、４４、４４ａ、４４ｂ…凸部、５０…針穴、１１０ａ…外縁部、１１０…第１基板、１１６…第３基板、１１８…第４基板、１２０…封止部材

Claims (7)

1. 矩形状の第１基板と、第２基板と、当該第１基板の一面と第２基板の一面との間に配置された電気泳動層と、少なくとも一面に配線膜を有し、前記第１基板の他面に貼り合わされた第３基板と、を備える電気泳動装置の製造方法であって、
   前記第１基板の一面側に前記電気泳動層及び前記第２基板を配置する第１工程と、
   前記第１基板の他面側に接着層を介して前記第３基板を配置する第２工程と、
   前記第１基板、前記第２基板、前記電気泳動層及び前記第３基板に対して、前記第２基板側及び前記第３基板側の双方から加圧することにより、前記第３基板と前記第１基板とを貼り合わせる第３工程と、
   を含み、
   前記第３基板は、前記一面の所定位置に、前記配線膜によって生じる段差と略等しい厚さを有する複数の凸部が予め設けられており、前記第２工程において、前記複数の凸部の各々が前記第１基板の外縁部の少なくとも一部と重なる位置に配置される、
   電気泳動装置の製造方法。
2. 前記第３基板は、前記一面に設けられた複数のダミー配線膜を備え、当該複数のダミー配線膜が前記複数の凸部として用いられる、
   請求項１に記載の電気泳動装置の製造方法。
3. 前記第３基板は、前記配線膜及び前記複数のダミー配線膜を覆う保護膜を備え、
   前記段差は、前記保護膜のうち前記配線膜と重なる部分と前記配線膜と重ならない部分との間に生じる高低差であり、
   前記複数の凸部の各々は、前記複数のダミー配線膜のいずれかと前記保護膜とを含む、
   請求項１に記載の電気泳動装置の製造方法。
4. 前記複数の凸部は、前記第１基板の四隅にそれぞれ配置される、
   請求項１に記載の電気泳動装置の製造方法。
5. 前記複数の凸部は、前記第１基板の互いに略平行な第１辺及び第２辺のそれぞれに沿って配置される、
   請求項１に記載の電気泳動装置の製造方法。
6. 前記電気泳動装置は、前記第２基板の他面に貼り合わされた第４基板を更に備えており、
   前記第２基板の前記他面に接着層を介して前記第４基板を配置する第４工程と、
   前記第１基板、前記第２基板、前記電気泳動層、前記第３基板及び前記第４基板に対し、前記第４基板側及び前記第３基板側の双方から加圧することにより、前記第２基板と前記第４基板とを貼り合わせる第５工程と、
   を更に含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電気泳動装置の製造方法。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の製造方法によって製造された電気泳動装置を備える電子機器。

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