JP5504866B2 - 電気泳動表示装置、電子機器および電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動表示装置、電子機器および電気光学装置の製造方法に関するものである。

電子インクシート（以下、ＥＰシート）を用いたアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置の製造に際しては、ＥＰシートをアクティブマトリクス基板に貼り合わせる工程や端子部の実装工程、シール封止工程、スクライブブレーク工程、ラミネート工程など、複数の工程があり、これら工程で発生する静電気から電気泳動装置の電気的機能を保護する必要があり、これまでに種々の保護回路、保護方法が知られている。

特許文献１では、液晶表示装置にて周知の手法ではあるが、走査線、信号線をトランジスタやダイオードを用いたショートリングを介して共通電極線に接続することで静電保護することが示されている。
また、特許文献２では、静電保護ダイオード回路の好適な配置について示されており、基板上における静電保護ダイオード回路の配置に要するスペースの拡大を防止している。

特開２００８−１５２２２５号公報 特開２００５−３０９００３号公報

ここで当然のことながら、静電保護回路を各製造工程で発生している静電気を逃がしうる程度の能力となる素子として設計しなければならないが、低いバイアス電圧でスイッチングしてしまう素子だと、電気泳動表示装置の実際の駆動時における消費電流を増加させる結果になり、好ましくない。
また、静電気のバイアスでスイッチングすることで破壊し、オープンにならずショートしてしまうような素子も好ましくない。
また、製造上の観点から、あるいは基板上におけるレイアウトの制約から、静電保護回路はなるべく簡便なものであることが望ましい。
上述した文献等のような公知の手法では、このような問題まで踏み込んだ解決方法とはなっていない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、簡素な構成で、過大電圧により破壊された場合にも回路構成に不具合を生じることがない保護回路を得るとともに、この保護回路によって、静電気等に起因するサージ電圧から内部回路を確実に保護することができ、信頼性に優れた電気光学装置用基板、電気光学装置、電気泳動表示装置、電子機器を得ることができる。また、簡便に製造可能で歩留まりの高い電気光学装置の製造方法を提供することを目的の一つとしている。

本発明の保護回路は、上記課題を解決するために、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差が発生したときに、前記イオン性材料を介して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電流が流れることを特徴とする。

本発明の保護回路によれば、静電気等に起因するサージ電圧が入力されると、第１の電極と第２の電極との間に所定の電位差が発生し、イオン性材料を介して第１の電極と第２の電極との間に電流が流れてオープン状態となる。これにより、簡素な構成で、良好にサージ電圧をバイパスすることのできる保護回路となる。

本発明の電気光学装置用基板は、上記課題を解決するために、基板と、前記基板上に配列形成された画素回路と、前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを備え、前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差が発生したときに、前記イオン性材料を介して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電流が流れることを特徴とする。

本発明の電気光学装置用基板によれば、静電気等に起因するサージ電圧が配線に入力されると、保護回路の第１の電極と第２の電極との間に所定の電位差が発生し、イオン性材料を介して第１の電極と第２の電極との間に電流が流れて放電させることができる。このように、過大電圧により破壊された場合にも回路構成に不具合を生じることがない保護回路を設けることによって、簡素な構成で、サージ電圧から画素回路を確実に保護することができる。

本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板上に形成された電気光学物質層を備えた電気光学装置であって、前記基板上に配列形成された画素回路と、前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを備え、前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方が前記配線と接続されており、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差が発生したときに、前記イオン性材料を介して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電流を流すことを特徴とする。

本発明の電気光学装置によれば、過大電圧により破壊された場合にも回路構成に不具合を生じることがない保護回路によって、簡素な構成で、静電気等に起因するサージ電圧から画素回路を確実に保護することができ、信頼性に優れたものとなる。

また、前記第１の電極又は前記第２の電極が、前記画素回路に含まれる画素電極と同一成分を含むことが好ましい。
本発明によれば、保護回路の第１の電極又は第２の電極が、画素回路に含まれる画素電極と同一成分を含む構成とされていることから、画素電極を形成する際に、同じ製造工程において画素電極と同じ材料を用いて形成することができるので、製造が容易でコストが増加するのを防止することができる。

本発明の電気泳動表示装置は、一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなる電気泳動表示装置であって、一方の前記基板に、複数の画素回路と、各々の前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを備え、前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差が発生したときに、前記イオン性材料を介して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電流を流すことを特徴とする。

本発明の電気泳動表示装置によれば、過大電圧により破壊された場合にも回路構成に不具合を生じることがない保護回路によって、簡素な構成で、静電気等に起因するサージ電圧から画素回路を確実に保護することができ、信頼性に優れたものとなる。

また、前記電気泳動素子が、電気泳動粒子を含む複数のマイクロカプセルと、前記マイクロカプセルを固着させるバインダーとを含んでおり、前記保護回路の前記イオン性材料が、前記バインダーと同一成分を含むことが好ましい。
本発明によれば、電気泳動素子のバインダーと同一成分を含む材料からなるため、イオン性材料として新たに別の材料を用意する必要がなく、コスト増加を防止できる。

また、前記電気泳動素子と前記基板とが接着剤層を介して接着されており、前記保護回路の前記イオン性材料が、前記接着剤層と同一成分を含むことが好ましい。
本発明によれば、保護回路のイオン性材料が、電気泳動素子と基板とを接着している接着剤層と同一成分を含む材料からなるため、イオン性材料として新たに別の材料を用意する必要がなく、コスト増加を防止できる。

また、前記保護回路上に前記電気泳動素子が配置されていることが好ましい。
本発明によれば、前記保護回路上に前記電気泳動素子が配置されていることから、電気泳動素子と基板とを接着している接着剤層の一部を保護回路のイオン性材料として機能させることができる。これにより、電気泳動素子を配置するのと同時に、保護回路の一対の電極上にイオン性材料として接着剤層を配置することができるので、製造が容易となり作業時間が短縮される。

また、前記第１の電極又は前記第２の電極が、前記画素回路に含まれる画素電極と同一成分を含むことが好ましい。
本発明によれば、画素電極を形成する際に同じ製造工程において画素電極と同じ材料を用いて形成することができるので、製造が容易でコストが増加するのを防止することができる。

本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器によれば、静電気等に起因するサージ電圧から画素回路を良好に保護することができる電気光学装置を備えているので、信頼性に優れた電子機器となる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に形成された電気光学物質層を備えた電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、画素回路と、前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを形成する工程と、前記保護回路の絶縁性を上昇させる工程と、を有し、前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、前記保護回路の絶縁性を上昇させる工程は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差を発生させ、前記第１の電極又は前記第２の電極に電気腐食を生じさせる工程であることを特徴とする。

本発明の電気光学装置の製造方法によれば、画素回路を構成する第１の電極と第２の電極との間に所定の電位差を発生させ、第１の電極又は第２の電極に電気腐食を生じさせることによってこれら電極同士の間が広がるなどして電極間に電界がかかり難くなり、保護回路の絶縁性が上昇する。これにより、サージ電圧が生じた場合にのみ導通して確実に画素回路を保護しつつ、通常駆動時においては絶縁性を確保することができる。

また、前記第１の電極と前記第２の電極とが異なる種類の導電材料からなることが好ましい。
本発明によれば、第１の電極と第２の電極とが異なる種類の導電材料からなるため互いの電気化学ポテンシャルが異なり、電池作用が確実に得られる。これにより、保護回路のオープン破壊が容易になる。

また、前記第１の電極又は前記第２の電極が金属酸化物を主成分とする導電材料からなることが好ましい。
本発明によれば、第１の電極又は第２の電極が金属酸化物を主成分とする導電材料からなることとしたので、保護回路の絶縁性をより高めることができる。

実施形態に係るアクティブマトリクス基板の電気的構成を示す回路図。 図１の一部領域をより詳細に示す回路図。 １画素におけるアクティブマトリクス基板の平面図、断面図。 実施形態に係る保護回路の平面図、断面図。 電気光学装置の一例である液晶装置を示す断面図。 電気泳動表示装置の製造方法を示すフローチャート。 電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。 電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。 電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。 電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。 電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。 アクティブマトリクス基板の変形例。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。

以下、図面を用いて本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置並びに電子機器の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

（アクティブマトリクス基板）
図１は、本発明に係る電気光学装置用基板としてのアクティブマトリクス基板１０の電気的構成を示す回路図である。図２は、図１の一部領域をより詳細に示す回路図である。
アクティブマトリクス基板１０は、複数の画素１９を縦横に配列してなる画素形成領域１１０と、画素形成領域１１０を取り囲んで形成された略矩形枠状のシールド配線９０と、シールド配線９０の一辺に沿って設けられた第１の回路形成領域１１１と、第１の回路形成領域１１１が形成された辺と隣り合う辺に沿って設けられた第２の回路形成領域１１２と、を備えている。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

画素形成領域１１０には、複数の画素１９が平面視マトリクス状に配列されている。画素形成領域１１０内には、互いに交差する方向に延びる複数のデータ線１６と、複数の容量線１７及び複数の走査線１８とが形成されている。容量線１７は走査線１８に沿う方向に延びている。データ線１６と走査線１８との交差部近傍に画素１９が形成されており、各々の画素１９はデータ線１６、容量線１７、及び走査線１８と接続されている。

データ線１６は、画素形成領域１１０の外側に延出されており、その一方の端部にはデータ線駆動回路１０４が接続されている。データ線駆動回路１０４と反対側の辺縁側へ延出されたデータ線１６の他方の端部には、保護回路７２が接続されている。保護回路７２は共通配線８２に接続されているとともにデータ線１６にも接続されている。共通配線８２はその両端に接続された保護回路７１を介してシールド配線９０と接続されている。

また、データ線１６のデータ線駆動回路１０４側へ延びる部位に保護回路７３が接続され、保護回路７３にはさらに共通配線８３と接続されている。共通配線８３は、その両端に接続された保護回路７４を介してシールド配線９０と接続されている。

走査線１８は、画素形成領域１１０の外側に延出されており、その一方の端部には走査線駆動回路１０２が接続されている。走査線駆動回路１０２と反対側の辺縁側へ延出された走査線１８の他方の端部には、保護回路７６が接続されている。保護回路７６には共通配線８４が接続されており、共通配線８４はその両端に接続された保護回路７５を介してシールド配線９０と接続されている。

また、走査線１８の走査線駆動回路１０２側へ延びる部位に保護回路７７が接続され、保護回路７７はさらに共通配線８５と接続されている。共通配線８５は、その両側に接続された保護回路７８を介してシールド配線９０と接続されている。

容量線１７は、画素形成領域１１０から走査線１８に沿う方向に延出され、その両端がシールド配線９０に接続されている。また、シールド配線９０には、外部接続端子１０３、１０５が接続されており、これらの外部接続端子１０３、１０５を介した電位入力が可能である。

本実施形態の場合、シールド配線９０は、一方の外部接続端子１０５（１０５ａ）から延びて画素形成領域１１０を回り込み、他方の外部接続端子１０５（１０５ｂ）に到る枠状に形成されている。各々の外部接続端子１０５の近傍において、シールド配線９０と共通配線８３とが保護回路７４を介して接続されており、シールド配線９０と２つの保護回路７４と共通配線８３とにより形成される回路が、画素形成領域１１０を取り囲んで配置されている。

図２に図１の一部領域をより詳細に示す回路図を示し、図３に１画素におけるアクティブマトリクス基板の（ａ）平面図、（ｂ）断面図を示す。
まず、画素回路について説明する。
図２に示すように、画素形成領域１１０内に形成された画素１９には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６０と、ＴＦＴ６０のドレインに接続された画素電極９と、ＴＦＴ６０と画素電極９との間に一方の電極（容量電極７０ａ）を接続された保持容量７０とからなる画素回路が設けられている。画像信号が供給されるデータ線１６は、ＴＦＴ６０のソースに接続されており、走査線１８はＴＦＴ６０のゲートに接続されている。保持容量７０の他方の電極（容量電極７０ｂ）は容量線１７に接続されている。

ここで図３（ａ）は、１つの画素１９における基板本体１０Ａの平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う位置における断面図である。
図３（ａ）に示すように、ＴＦＴ６０は、平面視略矩形状の半導体層４１ａと、データ線１６から延出されたソース電極４１ｃと、半導体層４１ａと画素電極９とを接続するドレイン電極４１ｄと、走査線１８から延出されたゲート電極４１ｅと、を有する。本実施形態のＴＦＴ６０は、半導体層４１ａと基板本体１０Ａとの間にゲート電極４１ｅが形成された逆スタガ構造とされている。

図３（ｂ）に示す断面構造を見ると、基板本体１０Ａ上に、ＡｌやＡｌ合金からなるゲート電極４１ｅ（走査線１８）が形成されており、ゲート電極４１ｅを覆ってシリコン酸化物やシリコン窒化物からなるゲート絶縁膜４１ｂが形成されている。ゲート絶縁膜４１ｂを介してゲート電極４１ｅと対向する領域にアモルファスシリコンやポリシリコンからなる半導体層４１ａが形成されている。半導体層４１ａに一部乗り上げるようにして、ＡｌやＡｌ合金からなるソース電極４１ｃとドレイン電極４１ｄとが形成されている。ソース電極４１ｃ（データ線１６）、ドレイン電極４１ｄ、半導体層４１ａ、ゲート絶縁膜４１ｂを覆ってシリコン酸化物やシリコン窒化物からなる層間絶縁膜３４ａが形成されている。層間絶縁膜３４ａ上に画素電極９が形成されている。層間絶縁膜３４ａを貫通しドレイン電極４１ｄに達するコンタクトホール３４ｂを介して画素電極９とドレイン電極４１ｄとが接続されている。

次に、保護回路７１〜７８について図２および図４を参照しつつ説明する。図４は、保護回路の構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図４においては、一例として保護回路７６（７７）を図示しているが他の保護回路においても同様の構成である。
図２及び図４に示すように、本実施形態の保護回路７１〜７８は、一対の電極７Ａ，７Ｂと、これら各電極７Ａ，７Ｂに当接するイオン性材料８と、から構成されている。これら保護回路７１〜７８は、一対の電極７Ａ，７Ｂ間に所定の電流以上の電流が印加された場合にこれら電極７Ａ，７Ｂ間をイオン性材料８を介して短絡させるもので、製造工程あるいは装置駆動時の過電流印加のときに画素回路に過電流が印加されることを阻止して画素回路が破損するのを防止する機能を果たす。

第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂは、画素電極９と同一成分を含む材料からなり、本実施形態においては、画素電極９を形成する際に同じ製造工程において画素電極９と同じ材料（ＩＴＯ：透明導電膜、酸化インジウムスズ）を用いて形成されたものである。第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂは、互いに櫛歯形状とされ、図４に示すように、複数の電極指５（本実施形態では３本）とこれら複数の電極指５の一端を接続する接続部６とを有してなる。

電極指５は、３本とも同方向に延在してストライプ状に配列されている。本実施形態では各電極指５の長さは互いに等しい。また、その配列方向に電極７Ａ，７Ｂの各電極指５が交互に存在している。このような複数の電極指５の線幅、間隔（ピッチ）等は適宜設定することが可能である。
接続部６は、３本の電極指５の一端側をそれぞれ接続するように設けられている。

第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂは、互いの電極指５，５同士を噛み合わせた状態となっており、噛み合った部分の寸法（配列方向において電極指５同士が交差している長さ）を交差幅とすると、この交差幅は、各電極７Ａ，７Ｂの電極指５Ａ，５Ｂ同士の間に効率よく電界が発生する長さに設定されている。

イオン性材料８は、各第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂのそれぞれに部分的に当接しており、本実施形態では、各電極７Ａ，７Ｂの全ての電極指５を覆う面積の大きさで形成されている。このイオン性材料８は、各電極指５間の隙間を埋めるようにして設けられている。

各保護回路７１〜７８における第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂは、層間絶縁膜３４ａやゲート絶縁膜４１ｂに形成されたコンタクトホール３，４を介して下層の配線にそれぞれ接続されている。具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、例えば、保護回路７６（７７）においては、第１の電極７Ａがコンタクトホール３を介して走査線１８に接続され、第２の電極７Ｂがコンタクトホール４を介して共通配線８４（８５）に接続されている。

上記構成を備えた保護回路７１〜７８は、電流・電圧特性において双方向に非線形性を有している。つまり、各保護回路７１〜７８において、高電圧印加時あるいは低電圧印加時にオープン状態となって静電気等に起因するサージ電圧を共通配線８２〜８５やシールド配線９０へと流す。これにより、画素形成領域１１０のＴＦＴ６０を静電気から保護する静電気保護回路として機能する。

本実施形態の保護回路７１〜７８は、第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとの間で所定の電位差が発生した時に、第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂ間に電流が流れるように構成されている。例えば、静電気の発生によって走査線１８に高位側電位（Ｖｄｄ）を超える正のバイアスが発生すると、第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂ間に生じた電位差によってイオン性材料８を介して第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとの間に電流が流れて、共通配線８２〜８５およびシールド配線９０に静電気を放電させることができる。
このように、保護回路７１〜７８に過電流が流れてショート状態となることで、過電流による画素回路（ＴＦＴ６０）の焼損等の不具合の発生を防止でき、画素回路（ＴＦＴ６０）を保護することが可能となる。

したがって、本実施形態によれば、静電気等に起因するサージ電圧から内部回路を良好に保護することができる保護回路となり、過大電圧により破壊された場合にも回路構成に不具合を生じることがない、信頼性に優れたものとなる。

また、本実施形態における保護回路７１〜７８は、第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂにイオン性材料８が当接している。よって、製造過程において電極７Ａ，７Ｂ間に故意に電流を流すことで、電池作用が働き、第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂのうちのいずれか一方に電気腐食が生じる。すると、陰極側の電極が溶融して細く（短く）なるなどして第１の電極７Ａ（電極指５Ａ）及び第２の電極７Ｂ（電極指５Ｂ）同士の間隔が広がっていき、これら電極７Ａ，７Ｂ（電極指５Ａ，５Ｂ）間に電界がかかりにくくなる。これにより、保護回路７１〜７８が破壊された後は絶縁性が非常に高くなる。したがって、通常の駆動時には絶縁性が確保され、消費電流を低下させることができる。

なお、電極７Ａ，７Ｂの材料としては、画素電極９と同一成分を含む材料であれば互いに異なる導電材料を用いてもよい。上記実施形態においては、保護回路７１〜７８における第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂが両方とも画素電極９と同じＩＴＯからなることとしたが、同一材料ではなく、互いに異なる材料を用いて形成することにより、電極７Ａ，７Ｂ同士の電気化学ポテンシャルを異ならせ、電池作用が確実に得られる構成としてもよい。これにより、保護回路７１〜７８のオープン破壊が容易になる。また、金属酸化物を主成分とする導電材料であれば好適に用いることができる。

（電気光学装置）
次に、本発明に係る電気光学装置の複数の構成について、図７を参照しつつ説明する。

＜電気泳動表示装置＞
図５（ａ）は、本発明の電気光学装置の一例である電気泳動表示装置を示す断面図である。
電気泳動表示装置２００は、上記実施形態のアクティブマトリクス基板１０と、対向基板２０との間に、電気泳動素子２５（電気光学物質層）を挟持してなる構成を備えている。
対向基板２０は、ガラスやプラスチックからなる透明基板２１と、透明基板２１上に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極２２とを備えている。電気泳動素子２５は、共通電極２２上に平面的に配列された複数のマイクロカプセル８０と、マイクロカプセル８０を共通電極２２上に固着させるバインダー３０とを有する。マイクロカプセル８０は、球状の壁膜の内部に、例えば白色粒子と黒色粒子と分散媒とを封入した構成である。そして、電気泳動素子２５と、アクティブマトリクス基板１０とは、接着剤層３１を介して接着されている。

なお、電気泳動素子２５は、あらかじめ対向基板２０側に形成され、接着剤層３１までを含めた電気泳動シートとして取り扱われるのが一般的である。製造工程において、電気泳動シートは接着剤層３１の表面に保護用の剥離シートが貼り付けられた状態で取り扱われる。そして、別途製造されたアクティブマトリクス基板１０に対して、剥離シートを剥がした当該電気泳動シートを貼り付けることによって、表示部を形成する。このため、接着剤層３１は画素電極９側のみに存在することになる。

上記構成を備えた電気泳動表示装置２００では、その素子基板に先の実施形態のアクティブマトリクス基板１０が用いられているので、保護回路７１〜７８によって画素回路に過電流が印加されることを阻止して画素回路が破損するのを防止することができる。本実施形態における保護回路７１〜７８では、第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂに当接するイオン性材料８（図４参照）として、電気泳動素子２５のマイクロカプセル８０を共通電極２２上に固着させているバインダー３０や、電気泳動素子２５をアクティブマトリクス基板１０上に接着させている接着剤層３１と同一成分を含む材料が使用されている。バインダー３０や接着剤層３１は水分やイオンを含んで導電特性を有しているため、第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとを導通させるイオン性材料８として好適に用いることができる。これにより、従来の製造工程で使用していた材料を用いることができ、材料に係るコスト増加を防止できる。

また、あるいは保護回路７１〜７８上に電気泳動素子２５が配置された構成としてもよい。この場合、電気泳動シートをアクティブマトリクス基板１０上に貼り合わせることで、保護回路を構成する第１の電極と第２の電極に電気泳動シートの接着剤層３１が当接することになり、この接着剤層３１の一部が第１の電極と第２の電極とを導通させるイオン性材料として機能する。この場合の別の効果として、保護回路で放電が発生した形跡を保護回路上の電気泳動素子２５の「白黒表示」として容易に観察することができる。例えば、保護回路の第１の電極から第２の電極に放電が生じていた場合、第１の電極側が「黒表示」、第２の電極側が「白表示」になっているといったことを観察すればよい。これにより、設計試作の早い段階で静電気発生工程の特定や静電気対策設計へのフィードバックが容易になり、高品位な電気泳動表示装置２００が得られる。

電気泳動表示装置２００では、各画素１９の表示状態が黒表示か白表示かによって、静電気によって放電した箇所が分かる。過電流の印加によって画素回路が破壊されると画素電極９と共通電極２２とに電位差がなくなって白表示となる。これにより、弱い部分を特定することができ、不良箇所の特定が可能となる。したがって、不良解析が容易になり、高品位な電気泳動表示装置２００が得られる。

＜有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置＞
図５（ｂ）は、本発明の電気光学装置の一例である有機ＥＬ装置を示す断面図である。
有機ＥＬ装置３００は、上記実施形態のアクティブマトリクス基板１０上に、画素電極９毎に領域を区画する隔壁４６と、隔壁４６に囲まれた画素電極９上の領域に形成された有機機能層４７（電気光学物質層）と、有機機能層４７及び隔壁４６を覆って形成された共通電極４８と、接着剤層４９と、封止基板５０と、を備えている。

隔壁４６は無機絶縁膜又は有機絶縁膜、あるいはこれらを積層した絶縁膜からなり、画素電極９上に形成される有機機能層４７同士を区画する機能を奏する。有機絶縁膜としては、例えば光硬化性のアクリル樹脂やポリイミド樹脂等を用いることができ、無機絶縁膜としてはシリコン酸化物、シリコン窒化物等を用いることができる。

有機機能層４７は、少なくとも有機発光層を含んでおり、典型的には、画素電極９側から順に、正孔注入層と、有機発光層とを積層した構成である。正孔注入層には、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳなどの導電性高分子材料を用いることができる。有機発光層は、その形成材料の違いにより、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出可能に構成され、赤、緑、青の３色の光によりフルカラー表示の１画素が構成される。
正孔注入層と有機発光層との間にさらに正孔輸送層を形成してもよい。

共通電極４８は、複数の有機機能層４７上にわたって形成されており、例えば陰極層と共振層とを積層した構成である。
陰極層は仕事関数の低い（例えば５ｅＶ以下）材料を用いて形成され、例えばカルシウムやマグネシウム、ナトリウム、ストロンチウム、バリウム、リチウム、あるいはこれらの化合物であるフッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体等を用いることができる。
共振層は金属材料からなる層であり、例えばマグネシウム銀の共蒸着膜を用いることができる。マグネシウムと銀との共蒸着比率は例えば体積比で１０：１である。共振層は、有機機能層４７から発せられた光の一部を反射し一部を透過する半透過膜である。

接着剤層４９は、例えばエポキシ樹脂等の透明樹脂からなり、ガラスやプラスチックからなる透明基板である封止基板５０をアクティブマトリクス基板１０に固着させるとともに、有機機能層４７への水分等の侵入を防止する機能を奏する。なお、共通電極４８と接着剤層４９との間に、シリコン酸化物やシリコン窒化物、シリコン酸化窒化物からなる無機絶縁膜を形成してもよい。

上記構成を備えた有機ＥＬ装置３００によれば、その素子基板に先の実施形態のアクティブマトリクス基板１０が用いられているので、消費電力が小さく、表示品質の高い有機ＥＬ装置となる。
また、封止基板５０をアクティブマトリクス基板１０に固着させている接着剤層４９がイオンを含む材料を用いて形成されたものであれば、保護回路７１〜７８のイオン性材料として、接着剤層４９と同一成分の材料を好適に用いることができる。これにより、別途材料を用意する必要がなく、コスト増加を防止することができる。

＜液晶装置＞
図５（ｃ）は、本発明の電気光学装置の一例である液晶装置を示す断面図である。
液晶装置４００は、上記実施形態のアクティブマトリクス基板１０と、対向基板４０との間に、液晶層５５（電気光学物質層）を挟持した構成を備えている。
対向基板４０は、ガラスやプラスチック等からなる透明基板５１と、透明基板５１の液晶層５５側に順に形成された共通電極５２及び配向膜５３とを有する。また、アクティブマトリクス基板１０の画素電極９上にも配向膜５４が形成されている。

配向膜５３、５４は、ポリイミド等からなる膜にラビング処理を施したものであり、対向配置された配向膜５３，５４によって液晶層５５における液晶分子の配向状態を制御するよう機能する。

液晶装置の構成としては、公知のアクティブマトリクス型液晶装置の任意の構成が適用できる。例えば、液晶の配向形態としてはＴＮ型、ＶＡＮ型、ＳＴＮ型、強誘電型、反強誘電型等の種々の公知の形態が採用できる。また、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板４０のいずれかにカラーフィルタを配置してカラー表示を行なわせてもよい。さらに、アクティブマトリクス基板１０上に反射膜を形成して反射型の液晶装置を構成してもよく、この反射膜に開口部やスリット等の透光部を形成して、半透過反射型の液晶装置を構成してもよい。

上記構成を備えた液晶装置４００によれば、その素子基板に先の実施形態のアクティブマトリクス基板１０が用いられているので、消費電力が小さく、表示品質の高い液晶装置となる。

＜撮像装置＞
図５（ｄ）は、本発明の電気光学装置の一例である撮像装置を示す断面図である。
撮像装置５００はＦＰＤ（Flat Panel Detector）と呼ばれるＸ線撮像装置の一つで、間接変換型ＦＰＤと呼ばれる。撮像装置５００は、上記実施形態のアクティブマトリクス基板１０の画素電極９上に光電変換素子５０１とバイアス配線５０２を少なくとも備えており、その上に接着剤層５０３、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ５０４、ガラスやプラスチックなどからなる封止基板５０５を備えている。必要に応じて、マイクロレンズなどの光学素子や、グリッドを備えていてもよい。

シンチレータ５０４の材料は、目的や製造コストに応じて、例えばＧＯＳ(ガドリニウム酸硫化物)やＣｓＩ(ヨウ化セシウム)などから選択される。接着剤層５０３は、例えばエポキシ樹脂等の透明樹脂からなり、ガラスやプラスチックからなる透明基板である封止基板５０５をアクティブマトリクス基板１０に固着させるとともに、光電変換素子５０１への水分等の侵入を防止する機能を奏する。なお、バイアス配線５０２と接着剤層５０３との間に、シリコン酸化物やシリコン窒化物、シリコン酸化窒化物からなる無機絶縁膜を形成してもよい。

上記構成を備えた撮像装置５００によれば、その素子基板に先の実施形態のアクティブマトリクス基板１０が用いられているので、消費電力が小さく、サーマルノイズが少なく、Ｓ／Ｎ比が高く、したがって撮像品質の高い撮像装置となる。

また、封止基板５０５をアクティブマトリクス基板１０に固着させている接着剤層４９がイオンを含む材料を用いて形成されたものであれば、保護回路７１〜７８のイオン性材料として、接着剤層５０３と同一成分の材料を好適に用いることができる。これにより、別途材料を用意する必要がなく、コスト増加を防止することができる。

［電気泳動表示装置の製造方法］
次に、電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
図６は、本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法におけるフローチャートである。
図７〜１１は、本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法における工程図であって、１つの電気泳動表示装置を拡大して図示している。実際には、複数の装置形成領域部を有したウェハー基板を用いて、複数の装置形成領域部に一括して成膜やエッチング等の処理を行っている。そして、電気泳動表示装置の各構成要素を形成した後に、ウェハーを装置形成領域ごとに個片化して、複数の装置形成領域を電気泳動表示装置とし、複数の電気泳動表示装置を一括して製造している。なお、図７〜図１１において、（ａ）保護回路側断面図、（ｂ）ＴＦＴ側断面図を示す。

本実施形態の電気泳動表示装置２００の製造方法は、基板本体１０Ａ上に、画素回路と、画素回路と接続された配線と、配線と接続された保護回路とを形成する配線層形成工程Ｓ１と、保護回路の絶縁性を上昇させる絶縁性上昇工程Ｓ２と、を有している。また、配線層形成工程Ｓ１は、第１配線形成工程Ｓ１１と、ゲート絶縁膜形成工程Ｓ１２と、第２配線形成工程Ｓ１３と、電極形成工程Ｓ１４と、保護回路形成工程Ｓ１５とを有する。

まず、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ガラス基板や石英基板等からなる基板本体１０Ａ上に、走査線１８、ゲート電極４１ｅ及び共通配線８２，８３を形成する（Ｓ１１）。具体的には、ＡｌやＴｉ、Ｃｒなどの金属膜あるいはこれらの金属の積層膜を、スパッタ法やＣＶＤ法などの成膜法を用いて形成した後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によりパターニングし、ゲート電極４１ｅ、走査線１８及び共通配線８２，８３を得る。あるいは、液滴吐出法などの印刷法を用いて金属粒子やカーボンを含むインクを所定パターンに塗布し、これを乾燥固化させて上記の配線を形成してもよい。

次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ゲート電極４１ｅ、走査線１８及び共通配線８２，８３を覆うようにして基板本体１０Ａ上にゲート絶縁膜４１ｂを形成する（Ｓ１２）。本実施形態の場合、ゲート絶縁膜４１ｂは基板本体１０Ａの表面全体に形成されるため、スピンコート法や蒸着法を用いて形成することが成膜効率の上で好ましい。

その後、ゲート絶縁膜４１ｂの表面上におけるゲート電極４１ｅと対向する位置に半導体層４１ａを形成する（図８（ｂ））。半導体層４１ａの成膜方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、イオンプレーティング法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、ラングミュアブロジェット法、スプレー法、インクジェット法、ロールコート法、バーコート法、ディスペンス法、シルクスクリーン法、デイップコート法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの方法の中でも、インクジェット法やディスペンス法を用いて液体材料から半導体層を塗布形成する方法が、最も簡便に膜厚をコントロールすることが可能であるという点から好ましい。なお、半導体材料を含む液体材料を基板本体１０Ａ上に塗布した後は、加熱処理により固体の半導体層４１ａとする。このようにして各画素に対応して半導体層４１ａを形成する。

続けて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、半導体層４１ａごとにソース電極４１ｃ及びドレイン電極４１ｄを形成するとともに、共通配線８４，８５を同時にパターン形成し、これによって各画素にＴＦＴ６０を形成する（Ｓ１３）。

そして、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ＴＦＴ６０、共通配線８４，８５が形成されたゲート絶縁膜４１ｂ上に層間絶縁膜３４ａを形成する。本実施形態においては、スピンコート法や蒸着法を用いて基板本体１０Ａ上に層間絶縁膜３４ａを形成する。

次に、基板本体１０Ａの所定の位置に層間絶縁膜３４ａを貫通するコンタクトホール３４ｂ、４を形成し、コンタクトホール３４ｂを介してドレイン電極４１ｄの一部を露出させるとともに、コンタクトホール４を介して共通配線８４（８５）の一部をそれぞれ露出させる。また、層間絶縁膜３４ａ及びゲート絶縁膜４１ｂを貫通するコンタクトホール３を形成して走査線１８の一部を露出させる。

次に、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、コンタクトホール３，４が形成された層間絶縁膜３４ａ上の所定の位置に、櫛歯形状の第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂをそれぞれ形成し、コンタクトホール３４ｂが形成された層間絶縁膜３４ａ上の所定の位置に、矩形状の画素電極９を形成する（Ｓ１４）。本実施形態においては、第１の電極７Ａ、第２の電極７Ｂ、および画素電極９をＩＴＯにより形成し、これらを同一工程において形成する。なお、第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂに関しては互いに異なる導電材料を用いて形成してもよい。電極７Ａ，７Ｂとして金属酸化物を主成分とする導電材料であれば好適に用いることができる。
また、本工程において、画素電極９とドレイン電極４１ｄとが電気的に接続されて画素回路が形成される。同時に、一対の第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂのうちのいずれか一方と走査線１８とが電気的に接続され、一対の第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂのうちのいずれか一方と共通配線８４（８５）とがそれぞれ電気的に接続される。
なお、画素電極９、第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂは、先に記載のゲート電極４１ｅの形成工程と同様の工程により形成することができる。

次に、図１１（ａ）に示すように、隣り合う第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとに跨るようにイオン性材料８を形成する。イオン性材料８の形成方法としては、電気泳動シートの接着剤層３１と同一の材料を塗布乾燥することによって、第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂに当接するイオン性材料８を形成できる。このようにして、画素形成領域の周囲に複数の保護回路７１〜７８を形成する（Ｓ１５）。

次に、保護回路７１〜７８における第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとの間に直流電流を供給し、第１の電極７Ａ及び第２の電極７Ｂのうちいずれか一方の電極を腐食させて保護回路７１〜７８の絶縁性を上昇させる。このようにして、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０を得る。

次に、アクティブマトリクス基板１０上に共通電極２２を有した対向基板２０を対向配置させ、電気泳動素子２５を挟み込むことによって本実施形態の電気泳動表示装置２００を得る（図５（ａ）参照）。

なお、本実施形態の製造方法においては、電気泳動シートを貼り付ける前にイオン性材料８を形成することとしたが、電気泳動シートを画素形成領域よりも大きい形状に予め形成しておき、この大判の電気泳動シートを画素形成領域の周囲に形成された第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとを覆うようにしてこれらの上に貼り付けることによって、保護回路７１〜７８を形成してもよい。この場合、第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂに電気泳動シートの接着剤層３１が当接することとなり、接着剤層３１の一部が保護回路７１〜７８として機能することになる。

第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとの間に電流が流れると、第１の電極７Ａと第２の電極７Ｂとの間に電位差が生じ、この電位差により起こるリーク電流経路が形成されて電極７Ａ，７Ｂ（電極指５Ａ，５Ｂ）間に電界が発生する。この電界により、第１の電極７Ａ、第２の電極７Ｂのいずれか（陽極側）に電界腐食が誘起される。このようにして誘発された電界腐食（金属腐食）は、少なくともイオン性材料８が当接している部分（電極指５）において局部的に生じる。すなわち、保護回路７１〜７８における第１の電極７Ａおよび第２の電極７Ｂ間に外部から強制的に直流電流を供給することによって電池反応が生じ、いずれか一方の電極を部分的に溶解せしめることができる。これにより、電極指５Ａ，５Ｂ同士の間隔が広がっていき、これら電極指５Ａ、５Ｂ間に電界がかかりにくくなる。このようにして保護回路７１〜７８が破壊されて絶縁性が非常に高くなる。

本実施形態においては、各電極７Ａ，７Ｂが櫛歯形状とされているため各電極７Ａ，７Ｂの各電極指５Ａ，５Ｂが一方向に交互に存在する。このため、電圧の印加によって各電極７Ａ，７Ｂの電極指５Ａ，５Ｂ間に電界が生じ、最も外側に配置された電極指５を除いては、各電極指５Ａ，５Ｂの両側からそれぞれ電界が作用することとなり電気腐食が生じやすい。このように、各電極７Ａ，７Ｂを櫛歯形状とすることで、短時間で確実に保護回路７１〜７８をオープン状態にすることが可能である。これにより、良好にサージ電圧を放電させることができ、画素回路を保護することができる。
また、保護回路７１〜７８が破壊された後においても、共通配線８２〜８５及びシールド配線９０に接続された電極７Ａ（７Ｂ）の絶縁性は確保されたものとなっていることから、通常の駆動時に保護回路７１〜７８から電流が漏れ出すことが防止されて消費電流を低減させることができる。

これにより、良好に静電気等に起因するサージ電圧をバイパスする静電保護回路を形成できるとともに、保護回路を破壊するほどのサージ電圧が入力された後にも動作可能な電気泳動表示装置２００を提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

保護回路７１〜７８に何度もサージ電圧が印加されると、電極腐食が進行して保護回路として機能しなくなってしまうおそれがある。このため、保護回路７１〜７８を流れる電流量を制御するために抵抗を設けた構成としてもよい。抵抗は、ＴＦＴを用いたＭＯＳダイオードや、ＰＩＮダイオード、ＭＩＭダイオードなどの非線形素子であってもよい。
例えば、図１２に示すように、保護回路７１〜７８の各電極７Ａ，７Ｂ同士の間に所定の高さのバンク１５０を形成して、保護回路７１〜７８の抵抗調整を行う構成としてもよい。このバンク１５０は、電極７Ａ，７Ｂ同士が対向する端部の周縁に乗り上げるようにして形成され、その表面全体がイオン性材料８によって覆われている。このとき、イオン性材料８は各電極７Ａ，７Ｂにそれぞれ当接している。

このように、保護回路７１〜７８の各電極７Ａ，７Ｂ間にバンク１５０を配置し、その上を跨ぐようにしてイオン性材料８を配置することによって、保護回路７１〜７８の抵抗値を調整（電流量を制御）することができる。また、バンク１５０の高さを調整することによって抵抗値の大きさを調整することが可能となる。
これにより、内部回路に影響を与えることなく、保護回路７１〜７８としての機能を長期的に確保することができる。

（電子機器）
次に、上記実施形態の電気光学装置（電気泳動表示装置２００、有機ＥＬ装置３００、液晶装置４００）を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１３は、腕時計１０００の正面図である。腕時計１０００は、時計ケース１００２と、時計ケース１００２に連結された一対のバンド１００３とを備えている。
時計ケース１００２の正面には、上記各実施形態の電気光学装置からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられている。時計ケース１００２の側面には、操作子としての竜頭１０１０と操作ボタン１０１１とが設けられている。竜頭１０１０は、ケース内部に設けられる巻真（図示は省略）に連結されており、巻真と一体となって多段階（例えば２段階）で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部１００５では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。

図１４は電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００は、上記実施形態の電気光学装置を表示領域１１０１に備えている。電子ペーパー１１００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１１０２を備えて構成されている。

図１５は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。

以上の腕時計１０００、電子ペーパー１１００、及び電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気光学装置が採用されているので、動作信頼性に優れ、表示品質の高い表示部を備えた電子機器となる。
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気光学装置は好適に用いることができる。

７Ａ 第１の電極、７Ｂ 第２の電極、８ イオン性材料、１０ アクティブマトリクス基板（電気光学装置用基板）、２５ 電気泳動素子（電気光学物質層）、３０ バインダー（イオン性材料）、３１ 接着剤層（イオン性材料）、４７ 有機機能層（電気光学物質層）、４９ 接着剤層、５５ 液晶層（電気光学物質層）、７１〜７８ 保護回路、８０ マイクロカプセル、２００ 電気泳動表示装置（電気光学装置）、３００ 有機ＥＬ装置（電気光学装置）、４００ 液晶装置（電気光学装置）、５００ 撮像装置（電気光学装置）、１０００ 腕時計（電子機器）、１１００ 電子ペーパー（電子機器）、１２００ 電子ノート（電子機器）

Claims (9)

1. 一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなる電気泳動表示装置であって、
   一方の前記基板に、複数の画素回路と、各々の前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを備え、
   前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差が発生したときに、前記イオン性材料を介して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電流を流すことを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記電気泳動素子が、電気泳動粒子を含む複数のマイクロカプセルと、前記マイクロカプセルを固着させるバインダーとを含んでおり、
   前記保護回路の前記イオン性材料が、前記バインダーと同一成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
3. 前記電気泳動素子と前記基板とが接着剤層を介して接着されており、
   前記保護回路の前記イオン性材料が、前記接着剤層と同一成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
4. 前記保護回路上に前記電気泳動素子が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
5. 前記第１の電極又は前記第２の電極が、前記画素回路に含まれる画素電極と同一成分を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
6. 基板上に形成された電気光学物質層を備えた電気光学装置の製造方法であって、
   前記基板上に、画素回路と、前記画素回路と接続された配線と、前記配線と接続された保護回路とを形成する工程と、前記保護回路の絶縁性を上昇させる工程と、を有し、
   前記保護回路は、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極に当接するイオン性材料とを有しており、
   前記保護回路の絶縁性を上昇させる工程は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電位差を発生させ、前記第１の電極又は前記第２の電極に電気腐食を生じさせる工程であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
7. 前記第１の電極と前記第２の電極とが異なる種類の導電材料からなることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
8. 前記第１の電極又は前記第２の電極が金属酸化物を主成分とする導電材料からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気光学装置の製造方法。
9. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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