エレクトロウェッティングデバイスの製造方法
【課題】液滴の移動不良が発生しなく、表示不良が発生しないエレクトロウェッティングデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】基板１上に透明電極としてのＩＴＯ電極２を形成する工程と、フォトリソグラフィにより前記ＩＴＯ電極２上に画素を区切る隔壁リブ３を形成する工程と、前記隔壁リブ３を覆うように基板全面にブラシ固定化膜５を形成する工程と、前記隔壁リブ３の垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、前記隔壁リブ３の裾の部分を含め隔壁リブ３間の前記ＩＴＯ電極２上に撥水性のブラシ層６を形成する工程とを有する。
【解決手段】基板１上に透明電極としてのＩＴＯ電極２を形成する工程と、フォトリソグラフィにより前記ＩＴＯ電極２上に画素を区切る隔壁リブ３を形成する工程と、前記隔壁リブ３を覆うように基板全面にブラシ固定化膜５を形成する工程と、前記隔壁リブ３の垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、前記隔壁リブ３の裾の部分を含め隔壁リブ３間の前記ＩＴＯ電極２上に撥水性のブラシ層６を形成する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を用いたエレクトウェッティングデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングディスプレイは、透明電極上に撥水性（疎水性）の絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成する。隔壁で囲まれた部分には着色オイルで満たされており、その上方は水で満たされて透明電極が形成された対向基板と貼り合わされる。この電極間に電圧を印加すると、撥水性絶縁膜の水に対する接触角が低下して撥水性絶縁膜面が親水性に変化し、水がなじむようになる。その結果、水が着色オイルを押しのけ、画素内の着色オイルと水との面積比が変化し画素の明暗が作り出されて表示体として機能する。
【０００３】
従来、エレクトロウェッティングディスプレイにおけるオイル充填方式を説明する基本的なエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法を開示するものがある（例えば、非特許文献１参照）。また、従来のエレクトロウェッティングディスプレイとして、着色オイルと水の境界が制御電圧に反応して動く方法を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のようなエレクトロウェッティングディスプレイを製造する際、次のような問題点がある。
【０００５】
・厚膜レジストを用い、フォトリソグラフィにより隔壁リブを形成することで、当該隔壁リブが矩形にならずに下部の方で裾が広がった形状となる。この部分は、通常、Footと呼ばれ、散乱光を発生する下地にもよるが３〜６μｍ程発生する。
【０００６】
・このFoot部分が発生すると、印加電圧のオンオフ切替時に着色オイルの液滴が隔壁リブから離れにくくなり、液滴が移動しない。また、液滴が移動しても画素毎に移動状態が異なるという現象が発生する。
【０００７】
・印加電圧のオフからオンへの切替時には、電圧に対応した液滴の位置に移動せず、ある閾値に達すると突然動き始める。
【０００８】
・印加電圧のオンからオフへの切替時には、電圧をオフしても液滴は殆ど移動せず、移動しても画素全面を着色オイルで覆う迄には至らない場合がある。
【０００９】
・以上のように、表示体として適切な電圧に応じて明暗を切り替えることができなくなってしまう。
【００１０】
このような問題の発生原因としては、次の点が挙げられる。
【００１１】
・下地膜からの散乱光によってFoot部分が発生することにより、液滴と隔壁リブが接触する面積が拡大し、液滴が隔壁リブから離れにくくなるため、液滴が移動しにくくなっている。
・このFoot部分の発生を防止するためには、露光量を減らせばFoot部分も減少するが、密着性とトレードオフであり、完全に発生を防止することはできない。
・隔壁リブの直下にメタル膜を形成すれば、Foot部分の発生を防止できるが、成膜／フォトリソグラフィ／エッチング工程の増加となる。また、アクティブ駆動の場合、配線上にメタルがくると駆動不良の発生原因となる。
・Foot部分上に撥水層を従来の塗布型撥水性材料で形成しようとすると、隔壁リブの存在により画素内は膜厚の均一性を保てず、画素内で印加される電圧のバラツキが生じ表示不良となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５０３０１３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】K Zhou, J Heikenfeld, K A Dean, E Ｍ Howard and Ｍ R Johnson, "A full description of a siｍple and scalable fabrication process for electrowetting displays" Journal of Ｍicroｍechanics and Ｍicroengineering 19（2009） 065029（12pp）, 2009 IOP Publishing Ltd Printed in the UK
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、液滴の移動不良が発生しなく、表示不良が発生しない、エレクトウェッティングデバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法は、基板上に透明電極を形成する工程と、フォトリソグラフィにより前記透明電極上に画素を区切る隔壁リブを形成する工程と、前記隔壁リブを覆うように基板全面にブラシ固定化膜を形成する工程と、前記隔壁リブの垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、前記隔壁リブの裾の部分を含め隔壁リブ間の前記透明電極上に撥水性のブラシ層を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、隔壁リブの側面にまで撥水層が広がるため隔壁リブからのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しなく、表示不良が発生しない、エレクトロウェッティングディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法を説明する工程図である。
【図２】図１に続く工程図である。
【図３】図２に続く工程図である。
【図４】図３に続く工程図である。
【図５】図４に続く工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法について説明する。図１ないし図５は、本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法を説明する工程図である。
【００１９】
まず、図１に示すように、基板１上に透明電極としてのＩＴＯ電極２が形成される。そして、図２に示すように、フォトリソグラフィによって基板１上に形成されたＩＴＯ電極２上に画素を区切る隔壁リブ３を形成する。この隔壁リブ３の形成時に、下地膜からの散乱光によって隔壁リブ３の下部で裾が広がった形状を有するFoot部分４が少なからず発生する。
【００２０】
本発明の実施の形態１では、その後、図３に示すように、このようなFoot部分４を有する隔壁リブ３を覆うように基板全面にブラシ固定化膜５を形成する。このブラシ固定化膜５の材料としては、例えば(2-bromo-2-methyl) propionyloxyhexyltriethoxysilaneを用いる。
【００２１】
次に、隔壁リブ３の垂直部分をＵＶ露光して不活性化することで裾の部分に固定化膜を成膜できるようにする。さらに、図５に示すように、隔壁リブ３の裾の部分であるFoot部分４を含め隔壁リブ３間のＩＴＯ電極２上にフッ素系濃厚ブラシ層６を形成する。このフッ素系濃厚ブラシ層６の材料としては、2-2-2 trifluoro methacrylateを用いる。このフッ素系濃厚ブラシ層６の機能としては、ナノレベルの膜厚で撥水性を与えるだけである。
【００２２】
このようにして、フッ素系濃厚ブラシ層６を形成すると、図５に示すように、隔壁リブ３の側面（裾の部分であるFoot部分４）にまでブラシ層を形成して撥水性を得ることができ、隔壁リブ３の側面にまで撥水層が広がるため、隔壁リブ３からのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しないようになる。
【００２３】
従って、上記実施の形態によるエレクトウェッティングデバイスの製造方法によれば、隔壁リブ３の裾の部分を含め隔壁リブ３間のＩＴＯ電極２上に撥水性のブラシ層を形成することにより、隔壁リブ３の側面にまで撥水層が広がるため隔壁リブ３からのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しないようになり、この結果、表示不良の発生を防止できる。
【符号の説明】
【００２４】
１ 基板、２ ＩＴＯ電極、３ 隔壁リブ、４ 裾の部分であるFoot部分、５ ブラシ固定化膜、６ フッ素系濃厚ブラシ層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を用いたエレクトウェッティングデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングディスプレイは、透明電極上に撥水性（疎水性）の絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成する。隔壁で囲まれた部分には着色オイルで満たされており、その上方は水で満たされて透明電極が形成された対向基板と貼り合わされる。この電極間に電圧を印加すると、撥水性絶縁膜の水に対する接触角が低下して撥水性絶縁膜面が親水性に変化し、水がなじむようになる。その結果、水が着色オイルを押しのけ、画素内の着色オイルと水との面積比が変化し画素の明暗が作り出されて表示体として機能する。
【０００３】
従来、エレクトロウェッティングディスプレイにおけるオイル充填方式を説明する基本的なエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法を開示するものがある（例えば、非特許文献１参照）。また、従来のエレクトロウェッティングディスプレイとして、着色オイルと水の境界が制御電圧に反応して動く方法を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のようなエレクトロウェッティングディスプレイを製造する際、次のような問題点がある。
【０００５】
・厚膜レジストを用い、フォトリソグラフィにより隔壁リブを形成することで、当該隔壁リブが矩形にならずに下部の方で裾が広がった形状となる。この部分は、通常、Footと呼ばれ、散乱光を発生する下地にもよるが３〜６μｍ程発生する。
【０００６】
・このFoot部分が発生すると、印加電圧のオンオフ切替時に着色オイルの液滴が隔壁リブから離れにくくなり、液滴が移動しない。また、液滴が移動しても画素毎に移動状態が異なるという現象が発生する。
【０００７】
・印加電圧のオフからオンへの切替時には、電圧に対応した液滴の位置に移動せず、ある閾値に達すると突然動き始める。
【０００８】
・印加電圧のオンからオフへの切替時には、電圧をオフしても液滴は殆ど移動せず、移動しても画素全面を着色オイルで覆う迄には至らない場合がある。
【０００９】
・以上のように、表示体として適切な電圧に応じて明暗を切り替えることができなくなってしまう。
【００１０】
このような問題の発生原因としては、次の点が挙げられる。
【００１１】
・下地膜からの散乱光によってFoot部分が発生することにより、液滴と隔壁リブが接触する面積が拡大し、液滴が隔壁リブから離れにくくなるため、液滴が移動しにくくなっている。
・このFoot部分の発生を防止するためには、露光量を減らせばFoot部分も減少するが、密着性とトレードオフであり、完全に発生を防止することはできない。
・隔壁リブの直下にメタル膜を形成すれば、Foot部分の発生を防止できるが、成膜／フォトリソグラフィ／エッチング工程の増加となる。また、アクティブ駆動の場合、配線上にメタルがくると駆動不良の発生原因となる。
・Foot部分上に撥水層を従来の塗布型撥水性材料で形成しようとすると、隔壁リブの存在により画素内は膜厚の均一性を保てず、画素内で印加される電圧のバラツキが生じ表示不良となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５０３０１３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】K Zhou, J Heikenfeld, K A Dean, E Ｍ Howard and Ｍ R Johnson, "A full description of a siｍple and scalable fabrication process for electrowetting displays" Journal of Ｍicroｍechanics and Ｍicroengineering 19（2009） 065029（12pp）, 2009 IOP Publishing Ltd Printed in the UK
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、液滴の移動不良が発生しなく、表示不良が発生しない、エレクトウェッティングデバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法は、基板上に透明電極を形成する工程と、フォトリソグラフィにより前記透明電極上に画素を区切る隔壁リブを形成する工程と、前記隔壁リブを覆うように基板全面にブラシ固定化膜を形成する工程と、前記隔壁リブの垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、前記隔壁リブの裾の部分を含め隔壁リブ間の前記透明電極上に撥水性のブラシ層を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、隔壁リブの側面にまで撥水層が広がるため隔壁リブからのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しなく、表示不良が発生しない、エレクトロウェッティングディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法を説明する工程図である。
【図２】図１に続く工程図である。
【図３】図２に続く工程図である。
【図４】図３に続く工程図である。
【図５】図４に続く工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法について説明する。図１ないし図５は、本発明の実施の形態１に係るエレクトウェッティングデバイスの製造方法を説明する工程図である。
【００１９】
まず、図１に示すように、基板１上に透明電極としてのＩＴＯ電極２が形成される。そして、図２に示すように、フォトリソグラフィによって基板１上に形成されたＩＴＯ電極２上に画素を区切る隔壁リブ３を形成する。この隔壁リブ３の形成時に、下地膜からの散乱光によって隔壁リブ３の下部で裾が広がった形状を有するFoot部分４が少なからず発生する。
【００２０】
本発明の実施の形態１では、その後、図３に示すように、このようなFoot部分４を有する隔壁リブ３を覆うように基板全面にブラシ固定化膜５を形成する。このブラシ固定化膜５の材料としては、例えば(2-bromo-2-methyl) propionyloxyhexyltriethoxysilaneを用いる。
【００２１】
次に、隔壁リブ３の垂直部分をＵＶ露光して不活性化することで裾の部分に固定化膜を成膜できるようにする。さらに、図５に示すように、隔壁リブ３の裾の部分であるFoot部分４を含め隔壁リブ３間のＩＴＯ電極２上にフッ素系濃厚ブラシ層６を形成する。このフッ素系濃厚ブラシ層６の材料としては、2-2-2 trifluoro methacrylateを用いる。このフッ素系濃厚ブラシ層６の機能としては、ナノレベルの膜厚で撥水性を与えるだけである。
【００２２】
このようにして、フッ素系濃厚ブラシ層６を形成すると、図５に示すように、隔壁リブ３の側面（裾の部分であるFoot部分４）にまでブラシ層を形成して撥水性を得ることができ、隔壁リブ３の側面にまで撥水層が広がるため、隔壁リブ３からのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しないようになる。
【００２３】
従って、上記実施の形態によるエレクトウェッティングデバイスの製造方法によれば、隔壁リブ３の裾の部分を含め隔壁リブ３間のＩＴＯ電極２上に撥水性のブラシ層を形成することにより、隔壁リブ３の側面にまで撥水層が広がるため隔壁リブ３からのオイル滴の離れ易さを向上することで、液滴の移動不良が発生しないようになり、この結果、表示不良の発生を防止できる。
【符号の説明】
【００２４】
１ 基板、２ ＩＴＯ電極、３ 隔壁リブ、４ 裾の部分であるFoot部分、５ ブラシ固定化膜、６ フッ素系濃厚ブラシ層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトウェッティングデバイスの製造方法であって、
基板上に透明電極を形成する工程と、
フォトリソグラフィにより前記透明電極上に画素を区切る隔壁リブを形成する工程と、
前記隔壁リブを覆うように基板全面にブラシ固定化膜を形成する工程と、
前記隔壁リブの垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、
前記隔壁リブの裾の部分を含め隔壁リブ間の前記透明電極上に撥水性のブラシ層を形成する工程と
を有するエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトウェッティングデバイスの製造方法において、
前記ブラシ層として、2-2-2 trifluoro methacrylateを用いた
ことを特徴とするエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレクトウェッティングデバイスの製造方法において、
前記ブラシ固定化膜として、(2-bromo-2-methyl) propionyloxyhexyltriethoxysilaneを用いた
ことを特徴とするエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【請求項１】
エレクトウェッティングデバイスの製造方法であって、
基板上に透明電極を形成する工程と、
フォトリソグラフィにより前記透明電極上に画素を区切る隔壁リブを形成する工程と、
前記隔壁リブを覆うように基板全面にブラシ固定化膜を形成する工程と、
前記隔壁リブの垂直部分をＵＶ露光して不活性化する工程と、
前記隔壁リブの裾の部分を含め隔壁リブ間の前記透明電極上に撥水性のブラシ層を形成する工程と
を有するエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトウェッティングデバイスの製造方法において、
前記ブラシ層として、2-2-2 trifluoro methacrylateを用いた
ことを特徴とするエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレクトウェッティングデバイスの製造方法において、
前記ブラシ固定化膜として、(2-bromo-2-methyl) propionyloxyhexyltriethoxysilaneを用いた
ことを特徴とするエレクトウェッティングデバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９２７０３（Ｐ２０１３−９２７０３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５５６８（Ｐ２０１１−２３５５６８）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
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