ドットマトリクス表示装置の透明電極基板および表示装置
【課題】フレキシブルな表示装置に使用する透明電極基板において、十分な表面抵抗および光透過率を有するが、破断が生じにくい透明電極を実現する。
【解決手段】ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、透明基板21と、透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を備え、帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極22,23を備える。
【解決手段】ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、透明基板21と、透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を備え、帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極22,23を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドットマトリクス表示装置に使用する透明電極基板およびそれを有する表示装置に関し、特に曲げに強い電極構造を有する透明電極基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子のようなドットマトリクス型表示素子（パネル）が、テレビ受像機やコンピュータシステムのモニタとして広く使用されている。ドットマトリクス型表示素子には、パッシブ型とアクティブ型がある。パッシブ型のドットマトリクス型表示素子は、平行に配列された複数の第１の帯状電極（スキャンライン）と、スキャンラインと垂直に交差するように配置された複数の第２の帯状電極（セグメントライン）とを有し、複数のスキャンラインと複数のセグメントラインの交差部に画素が形成される。表示する画像の書込みは、スキャンラインに順次スキャンパルスを印加し、スキャンパルスの印加に同期して複数のセグメントラインに１ライン分のデータを出力することにより行われる。ドットマトリクス型表示素子には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬ、液晶表示素子など各種の方式があるが、特に液晶表示素子が広く使用されている。
【０００３】
近年、電源を切っても表示内容を保持できる書換え可能な表示デバイスとして、各企業および大学などにおいて、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電源を切ってもメモリ表示可能な超低消費電力と、目に優しく、見ていても疲れない反射型の表示と紙のような可撓性があるフレキシブルで薄型の表示体を目指して研究が進められている。電子ペーパーの応用先としては、電子ブック、電子新聞、電子ポスターなどが考えられている。
【０００４】
電子ペーパーの表示方式として、電気泳動方式、電子粉流体方式、ツイストボール方式、液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬ表示ディスプレイなど各種の表示方式が提案されている。電気泳動方式は、帯電粒子を液体で移動させる方式である。電子粉流体方式は、帯電トナーを気体中で移動させる方式である。ツイストボール方式は、二色に色分けされた帯電粒子を回転させる方式である。有機ＥＬ表示素子（有機エレクトロ・ルミネッセンス表示デバイス）は、有機材料からなる複数の薄膜を陰極と陽極で挟み込んだ構造の自発光型のディスプレイである。有機ＥＬ表示素子は、メモリ性が無いため、電子ペーパーの分類に入れない場合もある。液晶表示装置は、液晶層をそれぞれ画素電極と対向電極で挟み込んだ構造を有する非自発光型のディスプレイである。
【０００５】
液晶ディスプレイによる電子ペーパーは、液晶層の干渉反射を利用した双安定性のある選択反射型のコレステリック液晶を用いて研究・開発が進められている。コレステリック液晶は、カライラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。ここで、双安定性とは、液晶が２つの異なった配向状態で安定性を示す性質であり、コレステリック液晶は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態という２つの安定状態が電界除去後にも長時間保持される性質を有している。コレステリック液晶では、プレーナ状態で入射光が干渉反射され、フォーカルコニック状態では入射光が透過する。このため、液晶層にコレステリック液晶を用いた液晶パネルでは、液晶層での入射光の選択反射により光の明暗を表示できるため、偏光板が不要となる。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。
【０００６】
以上説明したように、各種電子ペーパーが開発され、電子ペーパーの定義も各種あるが、ここでは可撓性（フレキシブル）基板を用いた曲がるディスプレイで、ＴＦＴを用いないパッシブマトリクスディスプレイが対象である。以下の説明では、コレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブ型液晶表示装置を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００７】
特許文献１はコレステリック液晶表示装置の構成を記載している。本出願において、特許文献１の記載内容は参照され、コレステリック液晶表示装置の構成および動作についての説明は省略する。
【０００８】
図１は、従来のコレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブマトリクス型表示装置の一例の構成を示す図である。上基板（フィルム）１と下基板（フィルム）２を、その上に形成された電極層３と４が対向するように所定の間隔で貼り合わされる（サンドイッチされる）。上フィルム１と下フィルム２を所定間隔で貼り合わせるために、スペーサと呼ばれる所定の直径を有する粒体が貼り合わせ面に散布されるが、ここでは図示を省略している。上フィルム１と下フィルム２の間に液晶層６が形成される。電極層３と４は、平行に配置された複数の透明電極１１、１２を有し、透明電極１１、１２の交差部分に画素が形成される。透明電極１１、１２は、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)などの無機透明電極材料で形成されるのが一般的である。
【０００９】
複数の透明電極１１、１２は、フィルムの一方に引き出され、その上に設けられた電極端子１３、１４が、ドライバ回路を搭載したフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）と接続される。図１の（Ａ）では、下フィルム２の透明表示電極１２と接続されるＦＰＣ７が示されている。ＦＰＣ７は、ＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)などを使用した接続層８により、電極端子１４に接続される。貼り合わせ部分の周囲にはシール部材５が設けられ、液晶を封止する。
【００１０】
カラー液晶表示装置の場合には、反射波長の異なる３枚のパネルが積層され、裏面に光吸収層が形成される。透明表示電極１１、１２間に電圧が印加されると、液晶の配列が変化し、特定の波長帯が双安定的に反射あるいは透過する。透過した光は裏面の光吸収層で吸収されるので黒表示になる。
【００１１】
図２は透明電極における断線の発生を説明する図である。図２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フィルム１、２を折り曲げることにより、透明電極１１、１２に断線１５が発生する。断線は表示不良となるので、そのフィルム基板は不良品となり、歩留まりを低下させる。
【００１２】
上下フィルム１、２は、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＳ(ポリエーテルサルホン）、ＰＳＦ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレン）フィルムである。
【００１３】
フィルム基板は、一般にロール・ツー・ロール・プロセスにより電極パターンが形成される。このプロセスでは、フィルムが回転するローラ上をあるテンションで搬送され、フォトプロセスにより電極パターンが形成される。この工程中に、ロールから受けるテンション、熱、あるいは機械的接触により電極に断線が発生することがある。また、電極形成後、ロールを表示装置の寸法に切断し、液晶を電極間に注入し、さらにはＡＣＦなどにより電極端子にＦＰＣを接続するが、その圧着などの工程を通して機械的歪、熱的歪を受け断線が発生することもある。また、表示装置はフレキシブルであり、折り曲げられることが特徴であるが、表示装置を折り曲げると一定の曲率半径以下でも断線が発生することがある。断線は補修できないため、致命的な欠陥になる。特に、フレキシブル表示装置では、表示領域外の電極端子接続部でＦＰＣの配線が引き回され、その部分が曲げられるため、ストレスが発生して断線が発生しやすいという問題がある。さらに、フレキシブル表示装置の用途である携帯電話においては、表示装置は、角に丸みのある筐体を包み込むことが可能なフレキシブル性が要求されている。このような小さな曲率半径では、表示部の周辺で断線が発生しやすくなる。
【００１４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／１１０９４９Ａ１
【特許文献２】特開２００６−２１０１２５号公報
【特許文献３】特表２００７−５０７８５３号公報
【特許文献４】特開２００５−０１９０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
断線の原因を調査すると、主たる原因が２つあることが判明した。１つは、機械的ストレスによってフィルム基板が伸縮し、無機透明電極が破断伸びにまで至るものである。もう１つは、熱膨張によって、フィルムが伸び、無機透明電極に過大なストレスが発生して破断するものである。フィルムの熱収縮が大きい場合も同様に破断し易くなる。このような破断を回避するためには、透明電極の引っ張り強度を増加させ、熱膨張率をフィルムと同程度にすることが必要である。そのため、破断伸びの大きな透明導電性ポリマーやＣＮＴ（カーボンナノチューブ）などを使用することが試みられている。しかし、いずれの材料も、従来の無機透明電極に比べて表面抵抗が高く、いまだ実用的な水準には達していない。なお、透明導電性ポリマーやＣＮＴは、透明性を示す光透過率が高い場合は表面抵抗が高く、逆に表面抵抗が小さい場合は光透過率が低いという問題を持っており、光透過率と表面抵抗の両方で無機透明電極に優るものは得られていない。
【００１６】
また、ガラス基板の場合には、ガラスのヤング率が大きいことと、無機透明電極との熱膨張率差が小さいため、フィルム基板で生じるような透明電極の破断は生じない。しかし、ガラス基板はフレキシブルでないので使用できない。
【００１７】
さらに、電極端子の部分で接続を行うために、端子引き出し電極線幅を小さくする必要があるが、従来の無機透明電極は、表面抵抗が十分に小さくないため細くできなかった。そのため、パネルの周辺部である額縁部が大きくなるという問題があった。
【００１８】
以上説明したフレキシブルなパッシブ型表示装置における無機透明電極の問題点およびその原因をまとめると以下の通りである。
【００１９】
（１）フィルム基板上の無機透明電極は機械的、熱的に断線し易い。
【００２０】
（２）機械的、熱的ストレスは製造工程で不可避的に発生する。
【００２１】
（３）表示素子（パネル）完成後も、曲げによるストレスで断線が発生する問題がある。表示面が曲率を持つ場合、および表示面が平坦の場合でも、表示領域外の端子接続部で曲げなどによるストレス断線が発生し易い。
【００２２】
（４）無機透明電極の表面抵抗が大きいため、引き出し電極幅を細くできず、額縁部が広くなる。
【００２３】
（５）機械的ストレスの原因は、フィルム基板のヤング率が小さいことにある。
【００２４】
（６）熱的ストレスはフィルム基板と無機透明電極の熱膨張率の違いにある。
【００２５】
（７）上記の（５）および（６）の原因に対する対策として、有機導電ポリマーあるいはＣＮＴを使用することが考えられるが、これらは所定値以下の表面抵抗に対して光透過率が極めて不十分であり、実用的でない。
【００２６】
本発明は、上記のような問題点を解決して、フレキシブルなパッシブ型表示装置に使用する透明電極基板において、十分な表面抵抗および光透過率を有するが、破断が生じにくい透明電極を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を実現するため、第１の態様のドットマトリクス表示装置の透明電極基板によれば、透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極を、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極で構成する。
【００２８】
上記の構成により、機械的および熱的ストレス、および伸縮によるストレスが発生しても、複数種類の島状電極は短く、島状電極隣接部分でストレスが分散するため、電極破断の発生が緩和され、断線が防止される。
【００２９】
この場合の、帯状電極の表面抵抗は、複数種類の島状電極の表面抵抗を合成した、複数種類の島状電極の表面抵抗の中間の値になり、その値は各種類の島状電極の占める割合で決定される。また、帯状電極の光透過率も、画素内の複数種類の島状電極の光透過率を合成した、複数種類の島状電極の光透過率の中間の値になり、その値は画素内で各種類の島状電極の占める割合で決定される。
【００３０】
また、第２の態様の表示装置の透明電極基板によれば、透明基板上に、画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、透明基板上に、非画素部に対応して、一列の複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を備える。
【００３１】
金属の補助電極は、基板の端から端まで伸びるが、金属製であるため電極破断は発生しにくい。一方、各透明画素電極は、短いため上記と同様に、電極破断の発生が緩和される。したがって、断線が防止される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光透過率が比較的高く、表面抵抗も比較的小さく、機械的強度が高く、断線しにくい帯状電極が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図３は、第１実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図３に示すように、第１実施形態の透明電極基板は、フレキシブル透明基板２１上に形成された複数本の互いに平行な帯状電極を有する。各帯状電極は、第１透明電極材料による第１透明電極２２と、第２透明電極材料による第２透明電極２３と、第２透明電極材料による引き出し電極２４と、を有し、第１透明電極２２と第２透明電極２３が交互に連結して配置されている。第１透明電極２２は、無機透明電極材料で形成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）電極である。一方、第２透明電極２３および引き出し電極２４は、有機透明電極であり、例えばポリチオフェン系の材料で形成される。引き出し電極２４には、金属による端子電極２５が設けられる。
【００３４】
図４は、第１実施形態の透明電極基板の帯状電極の断面構造を示す図であり、透明基板２１上に離れて形成された第１透明電極２２に一部が重なるように第２透明電極２３が形成される。これにより、端から端まで導電性の帯状電極が形成される。
【００３５】
透明電極基板２１は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）フィルムを使用したが、ほかの可撓性基板、例えばＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、ＰＳＦ、ＣＯＰなどのフィルムを使用することも可能である。
【００３６】
第１透明電極２２のＩＴＯ電極を形成する無機透明電極材料は、光透過率が高く、表面抵抗も小さいため、従来から帯状電極の材料として使用されていたが、機械的強度が小さい。ＩＴＯは、光透過率９５％、表面抵抗３０Ω／□、破断伸び約２％である。そのため、帯状電極の端から端までＩＴＯ電極とすると断線が発生し易いという問題があった。第２透明電極２３および引出し電極２４の有機透明電極を形成するポリチオフェン系の有機ポリマー電極材料は、機械的強度が強く、光透過率も高いが、表面抵抗が比較的大きい。例えば、ポリチオフェン系の有機ポリマー電極材料である導電性ポリマーＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（日本アグファゲバルト社製）は、適当な厚みの場合に、光透過率９０％、表面抵抗２５０Ω／□、破断伸び６％である。そのため、帯状電極の端から端まで有機透明電極とすると表面抵抗が大きくなり、実用的でなかった。
【００３７】
第１実施形態では、島状の第１透明電極（ＩＴＯ電極）２２と第２透明電極（有機ポリマー電極）２３を交互に接続するため、光透過率が比較的高く、表面抵抗も比較的小さく、機械的強度が高い、実用的な帯状電極が形成できる。
【００３８】
一般に、２種類の島状の電極を直列に接続した場合の直列複合電極の複合抵抗は、次の式で与えられる。
【００３９】
複合表面抵抗＝（第１透明電極の表面抵抗×第１透明電極の占有長さ比率）
＋（第２透明電極の表面抵抗×第２透明電極の占有長さ比率）
例えば、ＩＴＯ電極の表面抵抗を３０Ω／□、占有長さ比率を８０％、有機ポリマー電極の表面抵抗を２５０Ω／□、占有長さ比率を２０％とすると、直列複合電極の複合表面抵抗は７４Ω／□となり、実用上問題のない表面抵抗値となる。
【００４０】
また、直列複合電極の実質光透過率は、第１透明電極（ＩＴＯ電極）２２と第２透明電極（有機ポリマー電極）２３の中間の光透過率となり、有機ポリマー電極単体の場合の透過率より高くなる。
【００４１】
また、有機ポリマー電極はもともと機械的強度が高いが、ＩＴＯ電極も島状に形成されているため、長さが短く、ストレスがほかの島状電極との接続部で吸収されて緩和されるので、機械的強度が高くなる。したがって、直列複合電極は、全体としてＩＴＯ電極より機械的強度が高くなる。
【００４２】
図５は、第１実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。図５の（Ａ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面にＩＴＯ層３１を蒸着する。図５の（Ｂ）に示すように、その上にレジスト層３２を塗布する。マスクによるフォトプロセスおよび現像プロセスを行い、図５の（Ｃ）に示すように、レジスト層３２’をＩＴＯ電極の島形状にする。ここでは、ＩＴＯ電極の長さは、画素ピッチの２倍とした。そして、エッチングプロセスとレジスト層３２’の剥離プロセスを行い、図５の（Ｄ）に示すように、島状のＩＴＯ電極３１’が形成される。次に、図５の（Ｅ）に示すように、グラビア印刷法により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ３３を島状に、島状ＩＴＯ電極の間隙に塗布して乾燥する。
【００４３】
以上のようにして、有機導電電極（導電性ポリマー）と無機透明電極（ＩＴＯ）の島状交互パターンの帯状電極が得られた。この帯状電極の光透過率は９２％、複合表面抵抗は１４０Ω／□であり、導電性ポリマー単体による電極に比べて性能が向上した。また、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ）単体に比べて３０％向上した。
【００４４】
なお、有機透明電極と無機透明電極のパターンは、必ずしも画素ピッチとする必要はなく、所望の光透過率、表面抵抗、機械的強度に応じて、図６の（Ａ）から（Ｄ）に示すように、ピッチおよび比率を変えることが可能である。したがって、第１実施形態において、第１透明電極２２を有機ポリマー電極と、第２透明電極２３をＩＴＯ電極とすることも可能である。ただし、製造プロセスは、図５のように、ＩＴＯ電極を先に形成する。さらに、表示部以外の引き出し電極２４は、光透過率は低いが機械的強度が強い導電性ポリマーで形成することが望ましい。
【００４５】
以上、第１実施形態を説明したが、ＩＴＯの代わりに、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などのほかの無機透明電極材料を使用することが可能である。また、グラビア印刷で導電性ポリマーを塗布したが、導電性ポリマーとしてＵＶ硬化型のポリマー（信越ポリマー（株）製）を用いて、フォトプロセスによりパターニングすることも可能である。
【００４６】
また、第２透明電極２３および引き出し電極２４として、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）を使用することも可能である。適当な溶媒に懸濁させたＣＮＴ溶液をグラビア印刷法によりＩＴＯ電極（またはＩＺＯ電極）の間隙に塗布した後乾燥する。ＣＮＴは、適当な厚みの場合に、透過率９０％、表面抵抗１００Ω／□、破断伸び１０％の特性のものが得られた。このような島状のＣＮＴとＩＴＯ電極（またはＩＺＯ電極）を組み合わせた帯状電極では、光透過率は９２％、複合表面抵抗は６５Ω／□であり、導電性ポリマー単体による電極に比べて性能が向上した。また、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて３０％向上した。
【００４７】
以上のように、第１透明電極、第２透明電極および引き出し電極を形成する材料は、各種組み合わせることが可能である。なお、３種以上の透明電極を順番に繰り返し、３種類以上の材料を組み合わせることも可能である。
【００４８】
図７は、第２実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図７に示すように、第２実施形態の透明電極基板は、第１実施形態の透明電極基板と類似の構成を有するが、第２透明電極２３および引き出し電極２４に対応する第２電極２７および引き出し電極２８が銅（Ｃｕ）で形成され、第２電極２７の幅が狭いことが、第１実施形態と異なる。第２電極２７は、Ｃｕは光に対して不透明なので、画素間の部分（パターンギャップ部）に対応して設けられる。第１透明電極２６は、第１実施形態と同様に、無機透明導電材料のＩＴＯ電極で形成される。Ｃｕによる第２電極は０．３μｍの厚さで、表面抵抗０．０６Ω／□、破断伸び１２％のものが得られる。引き出し電極２８にはボンディング圧に耐えられるようにさらに金属の端子電極２５が設けられる。
【００４９】
図８は、第２実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。図８の（Ａ）から（Ｄ）のＰＣフィルム２１の表面にＩＴＯ電極パターン３１’を形成するまでのプロセスは、第１実施形態のプロセスと同じである。図８の（Ｅ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面およびＩＴＯ電極パターン３１’上の全面にＣｕ層３３を蒸着する。そして、（Ｂ）および（Ｃ）と同様にレジストを塗布して、フォトプロセスにより画素間部分、すなわちＩＴＯ電極パターン３１’の間隙部分のみレジストを残し、その後エッチングおよびレジスト剥離を行い、図８の（Ｆ）のようなパターン化されたＣｕ層３３’が得られる。
【００５０】
このようにして得られた帯状電極は、光透過率９５％、複合表面抵抗３０Ω／□であり、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて約２０％向上した。また、引き出し電極２８をＣｕで形成することにより、パネル周辺部の曲げ耐性は少なくとも数倍に向上した。さらに、Ｃｕ層は光に対して不透明なので、画素間部を遮光してパネルのコントラストを向上する。
【００５１】
なお、第２透明電極２７および引き出し電極２８を、スパッタ法で形成することも、Ｃｕの選択メッキ法で形成することも可能である。なお、第２透明電極２７および引き出し電極２８を、Ｃｕ以外のＡｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどで形成することも可能であり、第１透明電極をＩＺＯ電極とすることも、さらにＣＮＴとすることも可能である。
【００５２】
図９は、第３実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図９に示すように、第３実施形態の透明電極基板は、画素部分に対応して設けられた島状の複数の第１透明電極４１と、１列の第１透明電極４１の上辺部に接触するように伸びる細い補助配線４２と、補助配線４２の一方の端に設けられた引き出し電極４３と、が設けられる。引き出し電極４３上には、金属による端子電極４４が設けられる。第１透明電極４１は、ＩＴＯなどの無機透明材料で形成される。補助配線４２および引き出し電極４３はＣｕなどの金属で形成される。第３実施形態の透明電極基板の製造プロセスは、図８に示した第２実施形態と同じである。
【００５３】
第３実施形態では、第１透明電極４１が島状になっているので、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて約２０％向上した。また、細い補助配線４２であるが、金属製であるため、帯状電極の実質的な表面抵抗は２Ω／□程度であり、実用上の問題はない。
【００５４】
なお、第３実施形態において、第１透明電極４１を導電性ポリマーあるいはＣＮＴで形成することも可能である。
【００５５】
図１０は、第４実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図１０に示すように、第４実施形態の透明電極基板は、第３実施形態において、第１透明電極４１の間に補助配線４２から伸びる第２補助配線４５を設けた構成を有する。第２補助配線４５は隣接する第１透明電極４１の左右辺部に接触する。言い換えれば、第４実施形態の透明電極基板は、第２実施形態において、第１透明電極４１の上辺部に接触するように伸びる細い補助配線４２を設けた構成を有する。第４実施形態の透明電極基板の製造プロセスは、図８に示した第２実施例と同じである。
【００５６】
第４実施形態でも、第２および第３実施形態と同様に、光透過率、複合表面抵抗、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極を向上でき、さらに、Ｃｕ層で画素間部を遮光するのでパネルのコントラストを向上する。
【００５７】
図１１の（Ａ）は、第４実施形態の透明電極基板の断面図である。図８で説明した第２実施形態の構造と同じであるので説明は省略する。
【００５８】
図１１の（Ｂ）は、第４実施形態の変形例の透明電極基板を使用したパネルの断面構造を示す図である。図１１の（Ｂ）に示すように、第４実施形態の変形例の透明電極基板は、補助配線４２および第２補助配線４５の厚みが、液晶層６の厚さ（液晶ギャップ）と同じ厚さ、例えば５μｍである。このような厚い金属層４６は、メッキ法などで容易に形成できる。この厚い壁状の金属層４６は、液晶層６のスペーサとして機能し、液晶ギャップの厚さを一定に保持する。したがって、微小粒体であるスペーサを散布する必要はない。ただし、厚い壁状の金属層４６が対向基板５１の対向電極５２に接触するのを防止するため、厚い壁状の金属層４６の上部には絶縁性の膜４７を形成する必要がある。このような絶縁性の膜４７の形成は、絶縁膜あるいは配向膜の形成に広く一般に使用されているプロセスが使用できるので、プロセス上の負担とならない。また、上下の透明電極基板（フィルム基板）２１，５１を接合することが必要であり、その場合には厚い壁状の金属層４６の上部に絶縁性の粘着層を形成するようにしてもよい。
【００５９】
図１２は、第５実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図１２に示すように、第５実施形態の透明電極基板は、図１０に示した第４実施形態において、補助配線４２および第２補助配線４５の上に絶縁性の壁状スペーサ４７を形成した構造を有する。一般に金属層は接着性が低いため、接合機能のある壁状スペーサ４８を設けることが好ましい。この構成により、上下の透明電極基板の接合性が向上する。なお、表示範囲以外では壁構造４８は無くてもよい。
【００６０】
図１３は、第５実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。第１透明電極４１を形成するまでのプロセスは、図８の（Ａ）から（Ｄ）で説明した第１実施形態のプロセスと同じである。第１透明電極４１を形成した後、図１３の（Ａ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面およびＩＴＯ電極パターン３１’上の全面にＣｕ層４３，４５を蒸着する。そして、壁状スペーサ４７用レジストを塗布して、フォトプロセスおよび現像により壁状スペーサ４７の部分を生成する（図１３の（Ｂ））。その後、壁状スペーサ４７の部分をマスクとしてエッチングを行い、図１３の（Ｃ）のようなパターン化されたＣｕ層４３’、４５’が得られる。以上のように、壁状スペーサ４７の部分をマスクとしてエッチングを行うので、Ｃｕ層４３，４５のパターン化のためのマスク作成プロセスを省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、従来のコレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブマトリクス型表示装置の一例の構成を示す図である。
【図２】図２は、透明表示電極における断線の発生を説明する図である。
【図３】図３は、第１実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図４】図４は、第１実施形態の透明電極基板の帯状電極の断面構造を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態の透明電極基板の第１透明電極（有機導電電極）と第２透明電極（無機透明電極）のパターンの変形例を示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図８】図８は、第２実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【図９】図９は、第３実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１０】図１０は、第４実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態の変形例の透明電極基板の１本の帯状電極の断面構造を示す図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 上基板（フィルム）
２ 下基板（フィルム）
３ 上側電極層
４ 下側電極層
５ シール部材
６ 液晶層
７ ＦＰＣ
１１ 上側透明表示電極
１２ 下側透明表示電極
２１ 透明電極基板
２２ 第１透明電極（無機透明電極）
２３ 第２透明電極（有機透明電極）
２４ 引き出し電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドットマトリクス表示装置に使用する透明電極基板およびそれを有する表示装置に関し、特に曲げに強い電極構造を有する透明電極基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子のようなドットマトリクス型表示素子（パネル）が、テレビ受像機やコンピュータシステムのモニタとして広く使用されている。ドットマトリクス型表示素子には、パッシブ型とアクティブ型がある。パッシブ型のドットマトリクス型表示素子は、平行に配列された複数の第１の帯状電極（スキャンライン）と、スキャンラインと垂直に交差するように配置された複数の第２の帯状電極（セグメントライン）とを有し、複数のスキャンラインと複数のセグメントラインの交差部に画素が形成される。表示する画像の書込みは、スキャンラインに順次スキャンパルスを印加し、スキャンパルスの印加に同期して複数のセグメントラインに１ライン分のデータを出力することにより行われる。ドットマトリクス型表示素子には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬ、液晶表示素子など各種の方式があるが、特に液晶表示素子が広く使用されている。
【０００３】
近年、電源を切っても表示内容を保持できる書換え可能な表示デバイスとして、各企業および大学などにおいて、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電源を切ってもメモリ表示可能な超低消費電力と、目に優しく、見ていても疲れない反射型の表示と紙のような可撓性があるフレキシブルで薄型の表示体を目指して研究が進められている。電子ペーパーの応用先としては、電子ブック、電子新聞、電子ポスターなどが考えられている。
【０００４】
電子ペーパーの表示方式として、電気泳動方式、電子粉流体方式、ツイストボール方式、液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬ表示ディスプレイなど各種の表示方式が提案されている。電気泳動方式は、帯電粒子を液体で移動させる方式である。電子粉流体方式は、帯電トナーを気体中で移動させる方式である。ツイストボール方式は、二色に色分けされた帯電粒子を回転させる方式である。有機ＥＬ表示素子（有機エレクトロ・ルミネッセンス表示デバイス）は、有機材料からなる複数の薄膜を陰極と陽極で挟み込んだ構造の自発光型のディスプレイである。有機ＥＬ表示素子は、メモリ性が無いため、電子ペーパーの分類に入れない場合もある。液晶表示装置は、液晶層をそれぞれ画素電極と対向電極で挟み込んだ構造を有する非自発光型のディスプレイである。
【０００５】
液晶ディスプレイによる電子ペーパーは、液晶層の干渉反射を利用した双安定性のある選択反射型のコレステリック液晶を用いて研究・開発が進められている。コレステリック液晶は、カライラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。ここで、双安定性とは、液晶が２つの異なった配向状態で安定性を示す性質であり、コレステリック液晶は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態という２つの安定状態が電界除去後にも長時間保持される性質を有している。コレステリック液晶では、プレーナ状態で入射光が干渉反射され、フォーカルコニック状態では入射光が透過する。このため、液晶層にコレステリック液晶を用いた液晶パネルでは、液晶層での入射光の選択反射により光の明暗を表示できるため、偏光板が不要となる。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。
【０００６】
以上説明したように、各種電子ペーパーが開発され、電子ペーパーの定義も各種あるが、ここでは可撓性（フレキシブル）基板を用いた曲がるディスプレイで、ＴＦＴを用いないパッシブマトリクスディスプレイが対象である。以下の説明では、コレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブ型液晶表示装置を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００７】
特許文献１はコレステリック液晶表示装置の構成を記載している。本出願において、特許文献１の記載内容は参照され、コレステリック液晶表示装置の構成および動作についての説明は省略する。
【０００８】
図１は、従来のコレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブマトリクス型表示装置の一例の構成を示す図である。上基板（フィルム）１と下基板（フィルム）２を、その上に形成された電極層３と４が対向するように所定の間隔で貼り合わされる（サンドイッチされる）。上フィルム１と下フィルム２を所定間隔で貼り合わせるために、スペーサと呼ばれる所定の直径を有する粒体が貼り合わせ面に散布されるが、ここでは図示を省略している。上フィルム１と下フィルム２の間に液晶層６が形成される。電極層３と４は、平行に配置された複数の透明電極１１、１２を有し、透明電極１１、１２の交差部分に画素が形成される。透明電極１１、１２は、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)などの無機透明電極材料で形成されるのが一般的である。
【０００９】
複数の透明電極１１、１２は、フィルムの一方に引き出され、その上に設けられた電極端子１３、１４が、ドライバ回路を搭載したフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）と接続される。図１の（Ａ）では、下フィルム２の透明表示電極１２と接続されるＦＰＣ７が示されている。ＦＰＣ７は、ＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)などを使用した接続層８により、電極端子１４に接続される。貼り合わせ部分の周囲にはシール部材５が設けられ、液晶を封止する。
【００１０】
カラー液晶表示装置の場合には、反射波長の異なる３枚のパネルが積層され、裏面に光吸収層が形成される。透明表示電極１１、１２間に電圧が印加されると、液晶の配列が変化し、特定の波長帯が双安定的に反射あるいは透過する。透過した光は裏面の光吸収層で吸収されるので黒表示になる。
【００１１】
図２は透明電極における断線の発生を説明する図である。図２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フィルム１、２を折り曲げることにより、透明電極１１、１２に断線１５が発生する。断線は表示不良となるので、そのフィルム基板は不良品となり、歩留まりを低下させる。
【００１２】
上下フィルム１、２は、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＳ(ポリエーテルサルホン）、ＰＳＦ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレン）フィルムである。
【００１３】
フィルム基板は、一般にロール・ツー・ロール・プロセスにより電極パターンが形成される。このプロセスでは、フィルムが回転するローラ上をあるテンションで搬送され、フォトプロセスにより電極パターンが形成される。この工程中に、ロールから受けるテンション、熱、あるいは機械的接触により電極に断線が発生することがある。また、電極形成後、ロールを表示装置の寸法に切断し、液晶を電極間に注入し、さらにはＡＣＦなどにより電極端子にＦＰＣを接続するが、その圧着などの工程を通して機械的歪、熱的歪を受け断線が発生することもある。また、表示装置はフレキシブルであり、折り曲げられることが特徴であるが、表示装置を折り曲げると一定の曲率半径以下でも断線が発生することがある。断線は補修できないため、致命的な欠陥になる。特に、フレキシブル表示装置では、表示領域外の電極端子接続部でＦＰＣの配線が引き回され、その部分が曲げられるため、ストレスが発生して断線が発生しやすいという問題がある。さらに、フレキシブル表示装置の用途である携帯電話においては、表示装置は、角に丸みのある筐体を包み込むことが可能なフレキシブル性が要求されている。このような小さな曲率半径では、表示部の周辺で断線が発生しやすくなる。
【００１４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／１１０９４９Ａ１
【特許文献２】特開２００６−２１０１２５号公報
【特許文献３】特表２００７−５０７８５３号公報
【特許文献４】特開２００５−０１９０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
断線の原因を調査すると、主たる原因が２つあることが判明した。１つは、機械的ストレスによってフィルム基板が伸縮し、無機透明電極が破断伸びにまで至るものである。もう１つは、熱膨張によって、フィルムが伸び、無機透明電極に過大なストレスが発生して破断するものである。フィルムの熱収縮が大きい場合も同様に破断し易くなる。このような破断を回避するためには、透明電極の引っ張り強度を増加させ、熱膨張率をフィルムと同程度にすることが必要である。そのため、破断伸びの大きな透明導電性ポリマーやＣＮＴ（カーボンナノチューブ）などを使用することが試みられている。しかし、いずれの材料も、従来の無機透明電極に比べて表面抵抗が高く、いまだ実用的な水準には達していない。なお、透明導電性ポリマーやＣＮＴは、透明性を示す光透過率が高い場合は表面抵抗が高く、逆に表面抵抗が小さい場合は光透過率が低いという問題を持っており、光透過率と表面抵抗の両方で無機透明電極に優るものは得られていない。
【００１６】
また、ガラス基板の場合には、ガラスのヤング率が大きいことと、無機透明電極との熱膨張率差が小さいため、フィルム基板で生じるような透明電極の破断は生じない。しかし、ガラス基板はフレキシブルでないので使用できない。
【００１７】
さらに、電極端子の部分で接続を行うために、端子引き出し電極線幅を小さくする必要があるが、従来の無機透明電極は、表面抵抗が十分に小さくないため細くできなかった。そのため、パネルの周辺部である額縁部が大きくなるという問題があった。
【００１８】
以上説明したフレキシブルなパッシブ型表示装置における無機透明電極の問題点およびその原因をまとめると以下の通りである。
【００１９】
（１）フィルム基板上の無機透明電極は機械的、熱的に断線し易い。
【００２０】
（２）機械的、熱的ストレスは製造工程で不可避的に発生する。
【００２１】
（３）表示素子（パネル）完成後も、曲げによるストレスで断線が発生する問題がある。表示面が曲率を持つ場合、および表示面が平坦の場合でも、表示領域外の端子接続部で曲げなどによるストレス断線が発生し易い。
【００２２】
（４）無機透明電極の表面抵抗が大きいため、引き出し電極幅を細くできず、額縁部が広くなる。
【００２３】
（５）機械的ストレスの原因は、フィルム基板のヤング率が小さいことにある。
【００２４】
（６）熱的ストレスはフィルム基板と無機透明電極の熱膨張率の違いにある。
【００２５】
（７）上記の（５）および（６）の原因に対する対策として、有機導電ポリマーあるいはＣＮＴを使用することが考えられるが、これらは所定値以下の表面抵抗に対して光透過率が極めて不十分であり、実用的でない。
【００２６】
本発明は、上記のような問題点を解決して、フレキシブルなパッシブ型表示装置に使用する透明電極基板において、十分な表面抵抗および光透過率を有するが、破断が生じにくい透明電極を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を実現するため、第１の態様のドットマトリクス表示装置の透明電極基板によれば、透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極を、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極で構成する。
【００２８】
上記の構成により、機械的および熱的ストレス、および伸縮によるストレスが発生しても、複数種類の島状電極は短く、島状電極隣接部分でストレスが分散するため、電極破断の発生が緩和され、断線が防止される。
【００２９】
この場合の、帯状電極の表面抵抗は、複数種類の島状電極の表面抵抗を合成した、複数種類の島状電極の表面抵抗の中間の値になり、その値は各種類の島状電極の占める割合で決定される。また、帯状電極の光透過率も、画素内の複数種類の島状電極の光透過率を合成した、複数種類の島状電極の光透過率の中間の値になり、その値は画素内で各種類の島状電極の占める割合で決定される。
【００３０】
また、第２の態様の表示装置の透明電極基板によれば、透明基板上に、画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、透明基板上に、非画素部に対応して、一列の複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を備える。
【００３１】
金属の補助電極は、基板の端から端まで伸びるが、金属製であるため電極破断は発生しにくい。一方、各透明画素電極は、短いため上記と同様に、電極破断の発生が緩和される。したがって、断線が防止される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光透過率が比較的高く、表面抵抗も比較的小さく、機械的強度が高く、断線しにくい帯状電極が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図３は、第１実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図３に示すように、第１実施形態の透明電極基板は、フレキシブル透明基板２１上に形成された複数本の互いに平行な帯状電極を有する。各帯状電極は、第１透明電極材料による第１透明電極２２と、第２透明電極材料による第２透明電極２３と、第２透明電極材料による引き出し電極２４と、を有し、第１透明電極２２と第２透明電極２３が交互に連結して配置されている。第１透明電極２２は、無機透明電極材料で形成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）電極である。一方、第２透明電極２３および引き出し電極２４は、有機透明電極であり、例えばポリチオフェン系の材料で形成される。引き出し電極２４には、金属による端子電極２５が設けられる。
【００３４】
図４は、第１実施形態の透明電極基板の帯状電極の断面構造を示す図であり、透明基板２１上に離れて形成された第１透明電極２２に一部が重なるように第２透明電極２３が形成される。これにより、端から端まで導電性の帯状電極が形成される。
【００３５】
透明電極基板２１は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）フィルムを使用したが、ほかの可撓性基板、例えばＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、ＰＳＦ、ＣＯＰなどのフィルムを使用することも可能である。
【００３６】
第１透明電極２２のＩＴＯ電極を形成する無機透明電極材料は、光透過率が高く、表面抵抗も小さいため、従来から帯状電極の材料として使用されていたが、機械的強度が小さい。ＩＴＯは、光透過率９５％、表面抵抗３０Ω／□、破断伸び約２％である。そのため、帯状電極の端から端までＩＴＯ電極とすると断線が発生し易いという問題があった。第２透明電極２３および引出し電極２４の有機透明電極を形成するポリチオフェン系の有機ポリマー電極材料は、機械的強度が強く、光透過率も高いが、表面抵抗が比較的大きい。例えば、ポリチオフェン系の有機ポリマー電極材料である導電性ポリマーＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（日本アグファゲバルト社製）は、適当な厚みの場合に、光透過率９０％、表面抵抗２５０Ω／□、破断伸び６％である。そのため、帯状電極の端から端まで有機透明電極とすると表面抵抗が大きくなり、実用的でなかった。
【００３７】
第１実施形態では、島状の第１透明電極（ＩＴＯ電極）２２と第２透明電極（有機ポリマー電極）２３を交互に接続するため、光透過率が比較的高く、表面抵抗も比較的小さく、機械的強度が高い、実用的な帯状電極が形成できる。
【００３８】
一般に、２種類の島状の電極を直列に接続した場合の直列複合電極の複合抵抗は、次の式で与えられる。
【００３９】
複合表面抵抗＝（第１透明電極の表面抵抗×第１透明電極の占有長さ比率）
＋（第２透明電極の表面抵抗×第２透明電極の占有長さ比率）
例えば、ＩＴＯ電極の表面抵抗を３０Ω／□、占有長さ比率を８０％、有機ポリマー電極の表面抵抗を２５０Ω／□、占有長さ比率を２０％とすると、直列複合電極の複合表面抵抗は７４Ω／□となり、実用上問題のない表面抵抗値となる。
【００４０】
また、直列複合電極の実質光透過率は、第１透明電極（ＩＴＯ電極）２２と第２透明電極（有機ポリマー電極）２３の中間の光透過率となり、有機ポリマー電極単体の場合の透過率より高くなる。
【００４１】
また、有機ポリマー電極はもともと機械的強度が高いが、ＩＴＯ電極も島状に形成されているため、長さが短く、ストレスがほかの島状電極との接続部で吸収されて緩和されるので、機械的強度が高くなる。したがって、直列複合電極は、全体としてＩＴＯ電極より機械的強度が高くなる。
【００４２】
図５は、第１実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。図５の（Ａ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面にＩＴＯ層３１を蒸着する。図５の（Ｂ）に示すように、その上にレジスト層３２を塗布する。マスクによるフォトプロセスおよび現像プロセスを行い、図５の（Ｃ）に示すように、レジスト層３２’をＩＴＯ電極の島形状にする。ここでは、ＩＴＯ電極の長さは、画素ピッチの２倍とした。そして、エッチングプロセスとレジスト層３２’の剥離プロセスを行い、図５の（Ｄ）に示すように、島状のＩＴＯ電極３１’が形成される。次に、図５の（Ｅ）に示すように、グラビア印刷法により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ３３を島状に、島状ＩＴＯ電極の間隙に塗布して乾燥する。
【００４３】
以上のようにして、有機導電電極（導電性ポリマー）と無機透明電極（ＩＴＯ）の島状交互パターンの帯状電極が得られた。この帯状電極の光透過率は９２％、複合表面抵抗は１４０Ω／□であり、導電性ポリマー単体による電極に比べて性能が向上した。また、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ）単体に比べて３０％向上した。
【００４４】
なお、有機透明電極と無機透明電極のパターンは、必ずしも画素ピッチとする必要はなく、所望の光透過率、表面抵抗、機械的強度に応じて、図６の（Ａ）から（Ｄ）に示すように、ピッチおよび比率を変えることが可能である。したがって、第１実施形態において、第１透明電極２２を有機ポリマー電極と、第２透明電極２３をＩＴＯ電極とすることも可能である。ただし、製造プロセスは、図５のように、ＩＴＯ電極を先に形成する。さらに、表示部以外の引き出し電極２４は、光透過率は低いが機械的強度が強い導電性ポリマーで形成することが望ましい。
【００４５】
以上、第１実施形態を説明したが、ＩＴＯの代わりに、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などのほかの無機透明電極材料を使用することが可能である。また、グラビア印刷で導電性ポリマーを塗布したが、導電性ポリマーとしてＵＶ硬化型のポリマー（信越ポリマー（株）製）を用いて、フォトプロセスによりパターニングすることも可能である。
【００４６】
また、第２透明電極２３および引き出し電極２４として、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）を使用することも可能である。適当な溶媒に懸濁させたＣＮＴ溶液をグラビア印刷法によりＩＴＯ電極（またはＩＺＯ電極）の間隙に塗布した後乾燥する。ＣＮＴは、適当な厚みの場合に、透過率９０％、表面抵抗１００Ω／□、破断伸び１０％の特性のものが得られた。このような島状のＣＮＴとＩＴＯ電極（またはＩＺＯ電極）を組み合わせた帯状電極では、光透過率は９２％、複合表面抵抗は６５Ω／□であり、導電性ポリマー単体による電極に比べて性能が向上した。また、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて３０％向上した。
【００４７】
以上のように、第１透明電極、第２透明電極および引き出し電極を形成する材料は、各種組み合わせることが可能である。なお、３種以上の透明電極を順番に繰り返し、３種類以上の材料を組み合わせることも可能である。
【００４８】
図７は、第２実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図７に示すように、第２実施形態の透明電極基板は、第１実施形態の透明電極基板と類似の構成を有するが、第２透明電極２３および引き出し電極２４に対応する第２電極２７および引き出し電極２８が銅（Ｃｕ）で形成され、第２電極２７の幅が狭いことが、第１実施形態と異なる。第２電極２７は、Ｃｕは光に対して不透明なので、画素間の部分（パターンギャップ部）に対応して設けられる。第１透明電極２６は、第１実施形態と同様に、無機透明導電材料のＩＴＯ電極で形成される。Ｃｕによる第２電極は０．３μｍの厚さで、表面抵抗０．０６Ω／□、破断伸び１２％のものが得られる。引き出し電極２８にはボンディング圧に耐えられるようにさらに金属の端子電極２５が設けられる。
【００４９】
図８は、第２実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。図８の（Ａ）から（Ｄ）のＰＣフィルム２１の表面にＩＴＯ電極パターン３１’を形成するまでのプロセスは、第１実施形態のプロセスと同じである。図８の（Ｅ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面およびＩＴＯ電極パターン３１’上の全面にＣｕ層３３を蒸着する。そして、（Ｂ）および（Ｃ）と同様にレジストを塗布して、フォトプロセスにより画素間部分、すなわちＩＴＯ電極パターン３１’の間隙部分のみレジストを残し、その後エッチングおよびレジスト剥離を行い、図８の（Ｆ）のようなパターン化されたＣｕ層３３’が得られる。
【００５０】
このようにして得られた帯状電極は、光透過率９５％、複合表面抵抗３０Ω／□であり、島状にしたことにより、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて約２０％向上した。また、引き出し電極２８をＣｕで形成することにより、パネル周辺部の曲げ耐性は少なくとも数倍に向上した。さらに、Ｃｕ層は光に対して不透明なので、画素間部を遮光してパネルのコントラストを向上する。
【００５１】
なお、第２透明電極２７および引き出し電極２８を、スパッタ法で形成することも、Ｃｕの選択メッキ法で形成することも可能である。なお、第２透明電極２７および引き出し電極２８を、Ｃｕ以外のＡｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどで形成することも可能であり、第１透明電極をＩＺＯ電極とすることも、さらにＣＮＴとすることも可能である。
【００５２】
図９は、第３実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図９に示すように、第３実施形態の透明電極基板は、画素部分に対応して設けられた島状の複数の第１透明電極４１と、１列の第１透明電極４１の上辺部に接触するように伸びる細い補助配線４２と、補助配線４２の一方の端に設けられた引き出し電極４３と、が設けられる。引き出し電極４３上には、金属による端子電極４４が設けられる。第１透明電極４１は、ＩＴＯなどの無機透明材料で形成される。補助配線４２および引き出し電極４３はＣｕなどの金属で形成される。第３実施形態の透明電極基板の製造プロセスは、図８に示した第２実施形態と同じである。
【００５３】
第３実施形態では、第１透明電極４１が島状になっているので、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）単体に比べて約２０％向上した。また、細い補助配線４２であるが、金属製であるため、帯状電極の実質的な表面抵抗は２Ω／□程度であり、実用上の問題はない。
【００５４】
なお、第３実施形態において、第１透明電極４１を導電性ポリマーあるいはＣＮＴで形成することも可能である。
【００５５】
図１０は、第４実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図１０に示すように、第４実施形態の透明電極基板は、第３実施形態において、第１透明電極４１の間に補助配線４２から伸びる第２補助配線４５を設けた構成を有する。第２補助配線４５は隣接する第１透明電極４１の左右辺部に接触する。言い換えれば、第４実施形態の透明電極基板は、第２実施形態において、第１透明電極４１の上辺部に接触するように伸びる細い補助配線４２を設けた構成を有する。第４実施形態の透明電極基板の製造プロセスは、図８に示した第２実施例と同じである。
【００５６】
第４実施形態でも、第２および第３実施形態と同様に、光透過率、複合表面抵抗、引張り強度および曲げ強度は無機透明電極を向上でき、さらに、Ｃｕ層で画素間部を遮光するのでパネルのコントラストを向上する。
【００５７】
図１１の（Ａ）は、第４実施形態の透明電極基板の断面図である。図８で説明した第２実施形態の構造と同じであるので説明は省略する。
【００５８】
図１１の（Ｂ）は、第４実施形態の変形例の透明電極基板を使用したパネルの断面構造を示す図である。図１１の（Ｂ）に示すように、第４実施形態の変形例の透明電極基板は、補助配線４２および第２補助配線４５の厚みが、液晶層６の厚さ（液晶ギャップ）と同じ厚さ、例えば５μｍである。このような厚い金属層４６は、メッキ法などで容易に形成できる。この厚い壁状の金属層４６は、液晶層６のスペーサとして機能し、液晶ギャップの厚さを一定に保持する。したがって、微小粒体であるスペーサを散布する必要はない。ただし、厚い壁状の金属層４６が対向基板５１の対向電極５２に接触するのを防止するため、厚い壁状の金属層４６の上部には絶縁性の膜４７を形成する必要がある。このような絶縁性の膜４７の形成は、絶縁膜あるいは配向膜の形成に広く一般に使用されているプロセスが使用できるので、プロセス上の負担とならない。また、上下の透明電極基板（フィルム基板）２１，５１を接合することが必要であり、その場合には厚い壁状の金属層４６の上部に絶縁性の粘着層を形成するようにしてもよい。
【００５９】
図１２は、第５実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。図１２に示すように、第５実施形態の透明電極基板は、図１０に示した第４実施形態において、補助配線４２および第２補助配線４５の上に絶縁性の壁状スペーサ４７を形成した構造を有する。一般に金属層は接着性が低いため、接合機能のある壁状スペーサ４８を設けることが好ましい。この構成により、上下の透明電極基板の接合性が向上する。なお、表示範囲以外では壁構造４８は無くてもよい。
【００６０】
図１３は、第５実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。第１透明電極４１を形成するまでのプロセスは、図８の（Ａ）から（Ｄ）で説明した第１実施形態のプロセスと同じである。第１透明電極４１を形成した後、図１３の（Ａ）に示すように、ＰＣフィルム２１の表面およびＩＴＯ電極パターン３１’上の全面にＣｕ層４３，４５を蒸着する。そして、壁状スペーサ４７用レジストを塗布して、フォトプロセスおよび現像により壁状スペーサ４７の部分を生成する（図１３の（Ｂ））。その後、壁状スペーサ４７の部分をマスクとしてエッチングを行い、図１３の（Ｃ）のようなパターン化されたＣｕ層４３’、４５’が得られる。以上のように、壁状スペーサ４７の部分をマスクとしてエッチングを行うので、Ｃｕ層４３，４５のパターン化のためのマスク作成プロセスを省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、従来のコレステリック液晶を用いたフレキシブルなパッシブマトリクス型表示装置の一例の構成を示す図である。
【図２】図２は、透明表示電極における断線の発生を説明する図である。
【図３】図３は、第１実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図４】図４は、第１実施形態の透明電極基板の帯状電極の断面構造を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態の透明電極基板の第１透明電極（有機導電電極）と第２透明電極（無機透明電極）のパターンの変形例を示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図８】図８は、第２実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【図９】図９は、第３実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１０】図１０は、第４実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態の変形例の透明電極基板の１本の帯状電極の断面構造を示す図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態のパッシブ型ドットマトリクス表示装置の透明電極基板の上面図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態の透明電極基板の製造プロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 上基板（フィルム）
２ 下基板（フィルム）
３ 上側電極層
４ 下側電極層
５ シール部材
６ 液晶層
７ ＦＰＣ
１１ 上側透明表示電極
１２ 下側透明表示電極
２１ 透明電極基板
２２ 第１透明電極（無機透明電極）
２３ 第２透明電極（有機透明電極）
２４ 引き出し電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を備え、
前記帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極を備えることを特徴とする透明電極基板。
【請求項２】
前記異なる材料の複数種類の島状電極は、無機透明電極と、有機透明電極と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板。
【請求項３】
前記有機透明電極は、ポリチオフェン系材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の透明電極基板。
【請求項４】
前記異なる材料の複数種類の島状電極は、金属電極と透明電極が交互に配列され、前記金属電極は画素領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板。
【請求項５】
ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に、画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、
前記透明基板上に、前記非画素部に対応して、一列の前記複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を備えることを特徴とする透明電極基板。
【請求項６】
前記透明画素電極の３方向が、前記金属の補助電極で取り囲まれることを特徴とする請求項４に記載の透明電極基板。
【請求項７】
透明基板と、前記透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を有する透明電極基板を備えた表示装置であって、
前記複数の帯状電極の延在方向と交差する方向に伸びる複数の電極が配置された基板と、
前記基板と前記透明電極基板間に充填された液晶と、を有し
前記帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極からなることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
透明基板と、前記透明基板上に画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、前記透明基板上に前記非画素部に対応して一列の前記複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を有する透明電極基板を備えた表示装置であって、
前記金属の補助電極の延在方向と交差する方向に伸びる複数の電極が配置された基板と、
前記基板と前記透明電極基板間に充填された液晶と、を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を備え、
前記帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極を備えることを特徴とする透明電極基板。
【請求項２】
前記異なる材料の複数種類の島状電極は、無機透明電極と、有機透明電極と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板。
【請求項３】
前記有機透明電極は、ポリチオフェン系材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の透明電極基板。
【請求項４】
前記異なる材料の複数種類の島状電極は、金属電極と透明電極が交互に配列され、前記金属電極は画素領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板。
【請求項５】
ドットマトリクス表示装置の透明電極基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に、画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、
前記透明基板上に、前記非画素部に対応して、一列の前記複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を備えることを特徴とする透明電極基板。
【請求項６】
前記透明画素電極の３方向が、前記金属の補助電極で取り囲まれることを特徴とする請求項４に記載の透明電極基板。
【請求項７】
透明基板と、前記透明基板上に平行に配置された複数の帯状電極と、を有する透明電極基板を備えた表示装置であって、
前記複数の帯状電極の延在方向と交差する方向に伸びる複数の電極が配置された基板と、
前記基板と前記透明電極基板間に充填された液晶と、を有し
前記帯状電極は、交互に連結された異なる材料の複数種類の島状電極からなることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
透明基板と、前記透明基板上に画素部に対応して互いに離れて配置された複数の透明画素電極と、前記透明基板上に前記非画素部に対応して一列の前記複数の透明画素電極を接続する金属の補助電極と、を有する透明電極基板を備えた表示装置であって、
前記金属の補助電極の延在方向と交差する方向に伸びる複数の電極が配置された基板と、
前記基板と前記透明電極基板間に充填された液晶と、を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２１１０１６（Ｐ２００９−２１１０１６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６８９８（Ｐ２００８−５６８９８）
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]