(57)【要約】【課題】隔壁を備えた電気泳動表示装置であって、応答性を高めることができ、かつ消費電力を低減することができる電気泳動表示装置と電子機器を提供する。【解決手段】第１の面に第１の電極を有する第１の基板と、第１の基板から離れて配置され、第１の面に対向する第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間であって、第１の電極から離れた位置に配置された第２の電極と、第１の基板と第２の基板との間に配置され、当該間を複数のセルに区画する隔壁と、複数のセルの各々に充填された、電気泳動粒子を有する分散液と、第１の電極と第２の電極との間に配置され、電気泳動粒子が通過可能な粒子通過部材と、を備える。粒子通過部材は電気泳動粒子とは異なる色に着色されている。また、第１の電極は、第２の基板側に突出し、第１の電極と第２の電極との間に電界が印加された場合にセル内の電界が集中する凸部を有する。【選択図】図１
2013222024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に第１の電極を有する第１の基板と、
前記第１の面に対向する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間であって、前記第１の電極から離して配置された第２の電極と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間を複数のセルに区画する隔壁と、
前記複数のセルの各々に充填された、電気泳動粒子を有する分散液と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置され、前記電気泳動粒子が通過可能なシート状の粒子通過部材と、を備え、
前記粒子通過部材は前記電気泳動粒子とは異なる色に着色されており、
前記第１の電極は、前記第２の基板側に突出し、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加された電界を集中させる凸部を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記電気泳動粒子は、正又は負の一方にのみ帯電していることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記第２の電極は、前記第２の基板から離して配置されており、前記電気泳動粒子が通過可能な開口部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記粒子通過部材の構造は、前記電気泳動粒子より径が大きい貫通孔を複数有するシートを、当該粒子通過部材の厚さ方向に複数枚積層した構造であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記複数のセルのうちの第１のセルと第２のセルは、前記粒子通過部材が異なる色に着色されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記凸部は錘体からなり、前記錐体の頂点は前記セルの内側に向けられていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記凸部は柱体からなることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電界が印加されることで、前記凸部を基点に前記セル内で前記分散液の対流が生じることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の電気泳動表示装置を備え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、電気泳動表示装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来例に係る電気泳動表示装置（ＥＰＤ：ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）９０の構成例を模式的に示す断面図である。
図１１に示すように、この電気泳動表示装置９０は、画素基板１と、対向基板３と、分散液５と、分散液５に電界を印加する一対の電極（画素電極２と共通電極４）と、複数のセル１２を形成する隔壁８とを備える。分散液５は、電気泳動粒子６及び分散媒７（溶媒７ａと分散剤との混合液）を少なくとも含む。
【０００３】
上述の電気泳動表示装置９０を用いてモノクロ表示をする場合には、電気泳動粒子６として、例えば、黒色粒子６ａと白色粒子６ｂの２種類を使用する。このとき、電気泳動粒子６の泳動を制御するために、２種類の粒子のうち、一方の粒子（例えば、黒色粒子６ａ）をマイナス（負）に帯電させ、他方の粒子（例えば、白色粒子６ｂ）をプラス（正）に帯電させる。そして、例えば画素電極２にプラスの電位を、共通電極４にマイナスの電位をそれぞれ印加する。これにより、一方の粒子は画素電極２側に、他方の粒子は共通電極４側にそれぞれ泳動して２種類の粒子が分離し、モノクロ表示が可能となる。図１１では、対向基板３の側に白色粒子６ｂが移動しており、対向基板３を透して白色を表示している。なお、このような従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６６４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電気泳動表示装置は、原理的には、電気泳動粒子の帯電量が大きいほど電気泳動表示装置の応答速度は速くなる（つまり、高速動作が可能となる）。また、電気泳動粒子の帯電量を増加させようとすると、溶媒に含まれるイオンの濃度（つまり、カウンターイオンの濃度）を高める必要がある。しかしながら、溶媒中のイオン濃度を高めると電気泳動表示装置の動作時に発生するリーク電流が増加し、消費電力が増加する場合がある。
【０００６】
また、電気泳動表示装置のコントラストを高めるために２種類以上の電気泳動粒子を用いる場合において、当該表示装置の応答性を高める目的で電気泳動粒子の帯電量を増加させると、粒子同士が凝集し易くなる。これは、異符号に帯電している粒子同士が互いに静電気的な相互作用によって引き付け合うからである。粒子同士が凝集すると、電気泳動表示装置のコントラストは高まらないことがある。
【０００７】
以上のように、従来の電気泳動表示装置で用いられてきた電気泳動方式では、「高速応答」と「低消費電力」はいわゆるトレードオフの関係にあり、これを両立することは極めて困難であった。また、「高速応答」と「高コントラスト」もトレードオフの関係にあり、これを両立することは極めて困難であった。
そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、隔壁を備えた電気泳動表示装置であって、応答性を高めることができ、かつ消費電力を低減することができるようにした電気泳動表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一態様に係る電気泳動表示装置は、第１の面に第１の電極を有する第１の基板と、前記第１の面に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間であって、前記第１の電極から離して配置された第２の電極と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を複数のセルに区画する隔壁と、前記複数のセルの各々に充填された、電気泳動粒子を有する分散液と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置され、前記電気泳動粒子が通過可能なシート状の粒子通過部材と、を備え、前記粒子通過部材は前記電気泳動粒子とは異なる色に着色されており、前記第１の電極は、前記第２の基板側に突出し、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加された電界を集中させる凸部を有することを特徴とする。ここで、シート状とは、膜状又は板状のことである。
【０００９】
このような構成であれば、第１の電極と第２の電極との間に電界を印加した場合に、凸部に電界が集中する。これにより、凸部を起点に溶媒の対流を発生させることができ、複数のセルの各々において、第１の電極側又は第２の電極側に向かって溶媒を循環させることができる。また、この対流の流速は、電気泳動粒子のクーロン力（電気的な引力又は反発力）による泳動速度よりも速くすることが可能である。
【００１０】
このように、複数のセルの各々において、電気泳動粒子は溶媒の対流によって輸送される。また、この対流によって輸送された電気泳動粒子のうち、第１の電極又は第２の電極に接近した粒子を、粒子と電極との間に働くクーロン力により、第１の電極又は第２の電極に引き寄せて吸着させることができる。このように、上記態様に係る電気泳動表示装置によれば、溶媒の対流を意図的に発生させることができる。そして、クーロン力だけでなく、溶媒の対流も積極的に利用して、電気泳動粒子を移動させることができる。このため、電気泳動粒子の「高速応答」が可能となる。
【００１１】
また、従来技術と比較して、電気泳動粒子の応答性を高めるために、電気泳動粒子の帯電量を増加させる必要はなく、溶媒に含まれるイオンの濃度を高める必要もない。このため、電気泳動表示装置の動作時に発生するリーク電流を低減することができ、「低消費電力」が可能となる。よって、「高速応答」と「低消費電力」のトレードオフの関係を解消することができ、これらを両立する（即ち、応答性を高め、かつ消費電力を低減する）ことができる。
【００１２】
また、上記態様に係る電気泳動表示装置によれば、第１の電極と第２の電極との間に粒子通過部材が配置されており、この粒子通過部材は電気泳動粒子とは異なる色に着色されている。このため、複数のセルの各々に電界を印加することにより、電気泳動粒子の色（第１の色）と、粒子通過部材の色（第２の色）とを選択的に表示することができる。
例えば、第２の基板が表示面側の基板である場合を想定する。このとき、電気泳動粒子を第２の電極側に引き寄せると、粒子通過部材と第２の基板との間に電気泳動粒子が多く集まる。このため、表示面は電気泳動粒子の色（第１の色）を表示する。一方、電気泳動粒子を第１の電極側に引き寄せると、粒子通過部材と第２の基板との間には電気泳動粒子がほとんど存在しなくなる。このため、表示面は粒子通過部材の色（第２の色）を表示する。
【００１３】
このように、上記態様に係る電気泳動表示装置によれば、電気泳動粒子と粒子通過部材とを用いて、第１の色と第２の色とを選択的に表示することができる。電気泳動粒子は一色でよく、異なる色の電気泳動粒子を同一のセル内に配置する必要はないため、「高コントラスト」が可能となる。よって、「高速応答」と「高コントラスト」のトレードオフの関係を解消することができ、これらを両立する（即ち、応答性を高め、かつ高コントラストを実現する）ことも可能となる。また、複数色の電気泳動粒子を用意する必要がないので、電気泳動表示装置の製造コストの低減にも寄与することができる。
【００１４】
なお、上述の「第１の基板」としては、例えば、後述する「画素基板１」が該当する。「第１の面」としては、例えば、後述する「面１ａ」が該当する。「第１の電極」としては、例えば、後述する「画素電極２」が該当する。また、「第２の基板」としては、例えば、後述する「対向基板３」が該当する。「第２の電極」としては、例えば、後述する「共通電極４」が該当する。「粒子通過部材」としては、例えば、後述する「着色板１５」が該当する。
【００１５】
また、上記の電気泳動表示装置において、前記電気泳動粒子は、正又は負の一方にのみ帯電していることを特徴としてもよい。このような構成であれば、同一のセル内に配置された複数個の電気泳動粒子は全て同一符号に帯電している。このため、クーロン力により粒子同士が引き合うことはなく、むしろ反発し合うので、粒子同士が凝集することを防ぐことができる。
【００１６】
また、上記の電気泳動表示装置において、前記第２の電極は、前記第２の基板から離して配置されており、前記電気泳動粒子が通過可能な開口部を有することを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の基板が表示面側の基板であったとしても、第２の電極を透明部材で構成することを必要としない。このため、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）のような高価な透明部材を第２の電極に用いる必要はない。このため、電気泳動表示装置の製造コストを低くすることが可能となる。また、第２の電極は第２の基板から離れているので、第２の電極の光吸収が原因で表示品質が低下することを抑制することができる。さらに、第１の電極と第２の電極との間の距離を短くすることができるので、第１の電極と第２の電極との間の電界を高めることが容易となる。
【００１７】
また、上記の電気泳動表示装置において、前記粒子通過部材の構造は、前記電気泳動粒子より径が大きい貫通孔を複数有するシートを、当該粒子通過部材の厚さ方向に複数枚積層した構造であることを特徴としてもよい。このような構成であれば、粒子通過部材の製作が容易である。
また、上記の電気泳動表示装置において、前記複数のセルのうちの第１のセルと第２のセルは、前記粒子通過部材が異なる色に着色されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、粒子通過部材の色が異なる複数のセルを組み合わせることにより、カラー画像を表示することが可能となる。例えば、複数のセルのうちの第１のセルの粒子通過部材が赤（Ｒ）に着色され、第１のセルに隣接する第２のセルの粒子通過部材が緑（Ｇ）に着色され、第１のセル又は第２のセルに隣接する第３のセルの粒子通過部材が青（Ｂ）に着色されている場合は、これら第１〜第３のセルの組み合わせを、カラー表示の１画素とすることができる。
【００１８】
また、上記の電気泳動表示装置において、前記凸部は錘体からなり、前記錐体の頂点は前記セルの内側に向けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、第１の電極と第２の電極との間に電界を印加した場合に、この錘体の頂点に電界を効率よく集中させることができる。よって、溶媒の対流を効率よく発生させることができる。
また、上記の電気泳動表示装置において、前記凸部は柱体からなることを特徴としてもよい。このような構成であれば、第１の電極と第２の電極との間に電界を印加した場合に、この柱体を構成している面又は辺のうちの、第２の電極に最も近い部分に電界を効率よく集中させることができる。よって、溶媒の対流を効率よく発生させることができる。
【００１９】
また、上記の電気泳動表示装置において、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電界が印加されることで、前記凸部を基点に前記セル内で前記分散液の対流が生じることを特徴としてもよい。このような構成であれば、セル内で分散液の対流が生じるので、分散液の対流が生じない場合と比較して効率よく電気泳動粒子を流動させることができる。このため、この対流によって輸送された電気泳動粒子のうち、第１の電極又は第２の電極に接近した粒子を、粒子と電極との間に働くクーロン力により、第１の電極又は第２の電極に引き寄せて吸着させることができる。
本発明の別の態様に係る電気泳動表示装置は、上記の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする。このような構成であれば、上記の電気泳動表示装置を備えているので、表示機能に関して、高速応答と低消費電力を両立した電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０の構成例を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る共通電極４の一例を示す図。
【図３】凸部９と共通電極４との位置関係の一例を示す図
【図４】着色板１５の構成例を示す断面
【図５】電気泳動表示装置１０が動作する仕組みを模式的に示す図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る共通電極４の変形例を示す図。
【図７】凸部９の変形例を模式的に示す図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０の第１の構成例を示す図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０の第２の構成例を示す図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る電子ペーパー１００の構成例を示す図。
【図１１】従来例に係る電気泳動表示装置９０の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する書く図において、同一の構成と機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（１）第１実施形態
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０の構成例を模式的に示す断面図である。図１に示すように、電気泳動表示装置１０は、画素基板１と、画素電極２と、対向基板３と、共通電極４と、分散液５と、隔壁８と、着色板１５とを備えている。まず始めに、電気泳動表示装置１０の構成について説明する。
【００２２】
画素基板１は、画素電極２と、画素電極２に印加する電圧を制御するための駆動回路（図示せず）とを備えた基板である。画素基板１の材質は、例えばガラス、又は、可撓性を有するプラスチック等である。また、画素基板１の形状は、例えば平板状である。画素基板１は、面１ａと、面１ａの反対側の面１ｂとを有する。画素基板１の面１ａには、画素電極２が形成されている。また、画素基板１の面１ｂ側には、図示しない駆動回路が形成されていてもよい。駆動回路は例えば複数の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ：ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有する。ＴＦＴは、複数の画素電極の各々に独立して電圧を印加するためのスイッチング素子として機能する。
【００２３】
電気泳動表示装置１０において、画素基板１は、例えば表示面（即ち、画像を表示する側の面）の反対側に配置される。このため、画素基板１は、透明（即ち、無色透明又は有色透明であり、可視光を透過可能）に限定されず、非透明であってもよい。また、ＴＦＴは有機ＴＦＴであってもよい。有機ＴＦＴの場合は、その製造過程で高温の熱処理を要しない。このため、安価で軽量、かつ柔軟性に優れたプラスチック基板を画素基板１に用いることができる。なお、画素基板１の材質及び形状は上記に限定されるものではない。
【００２４】
画素電極２は、隔壁によって区画された複数のセルの各々に駆動電圧を印加するため電極である。画素電極２は、平板状の電極部材（以下、単に「基部」ともいう。）２ａと、基部２ａ上に配置された凸部９とを有する。複数の画素電極２の各々は、例えば、モノクロ表示の１画素に対応しており、ＴＦＴがオン、オフされることにより、個々に独立して電圧が印加されるようになっている。画素電極２は、例えば、Ｃｕ（銅）箔上にニッケルメッキと金メッキとをこの順番で積層したもの、もしくはＡｌ（アルミニウム）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの導電体で形成されている。
【００２５】
画素電極２は、画素基板１の面１ａにおいて、縦方向及び横方向（即ち、水平方向）にそれぞれ複数ずつ、等間隔に列を成すように配置されている（即ち、ドットマトリクス状に配置されている。）。或いは、画素電極２は、画素基板の面１ａにおいて、セグメント状に配置されていてもよい。なお、画素電極２は、導電体で形成されたものであればよく、材質及び形状は特に限定されるものではない。また、各画素電極２間の距離も特に限定されるものではない。
【００２６】
対向基板３は、画素基板１の面１ａに対向して配置される基板である。電気泳動表示装置１０において、対向基板３は例えば表示面の側に配置される。このため、対向基板３は透明である必要がある。対向基板３の材質は、例えばガラス、又は、可撓性を有するプラスチック等である。また、対向基板３の形状は、例えば平板状である。対向基板３は透明であればよく、材質及び形状は上記に限定されるものではない。
【００２７】
共通電極４は、隔壁によって区画された複数のセル１２の各々に共通の電圧を印加するための電極であり、例えば接地電位、又は、固定電位に接続される。共通電極４は、画素基板１及び対向基板３との間であって、画素基板１及び対向基板３からそれぞれ離れた位置に配置されている。また、共通電極４は、例えばグリッド電極であり、電気泳動粒子６が通過可能な開口部４ａを有する。
【００２８】
図２は、第１実施形態に係る共通電極４の一例を示す平面図である。図２（ａ）に示すように、共通電極４はグリッド電極であり、例えば開口部４ａを備えるメッシュ状の電極である。開口部４ａの形状は、例えば、平面視で四角形又は、平面視で角丸四角形である。また、図２（ｂ）に示すように、共通電極４は、例えば開口部４ａを備える平板状の電極でもよい。なお、図２（ｂ）には、開口部４ａの形状が平面視で円形状である場合を例示しているが、開口部４ａの形状はこれに限定されるものではなく、平面視で四角形、三角形又は多角形であってもよい。さらに、共通電極４は、例えばリング形状の電極であってもよい（図示せず）。
【００２９】
なお、共通電極４がグリッド電極の場合、共通電極４は導電性部材で形成されていればよく、その材質及び形状は特に限定されるものではない。つまり、透明、非透明を問わない。例えば、共通電極４の部材として、アルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。また、共通電極４がグリッド電極の場合、共通電極４は例えば隔壁８に固定されている。
図１に戻って、分散液５は、電気泳動粒子６と分散媒７とを含んで構成されている。そして、この分散液５は、画素基板１と対向基板３と後述する隔壁８とで囲まれる複数のセル１２の各々に充填されている。また、この分散液５は、例えば画素電極２及び共通電極４と接している。
【００３０】
電気泳動粒子６は、画素電極２と共通電極４との間に電界が印加された場合に分散媒７中を泳動することが可能な粒子であり、プラス（正）又はマイナス（負）の一方に帯電した粒子である。図１には、電気泳動粒子６として、例えば、プラスに帯電している白色粒子を例示している。
分散媒７は、溶媒７ａと分散剤（図示せず）とを含んで構成されている。溶媒７ａは、例えば非水系溶媒であり、いわゆるカウンターイオンを含んだ溶媒である。さらには、絶縁性の溶媒である。溶媒７ａが非水系溶媒である場合には、溶媒７ａが水系溶媒の場合と比較して、セル内への水の進入を抑制することができ、水分を吸収してセルが膨張すること（膨潤）や、水分により電極等が腐食することを防止することができる。このため、電気泳動表示装置１０の信頼性を高めることができる。また、分散剤は、電気泳動粒子６を溶媒７ａに一様に分散させるための物質である。
【００３１】
隔壁８は、画素基板１と対向基板３との間を複数のセル１２に区画するための壁である。この隔壁８によって、電気泳動粒子６の横方向への沈降（即ち、隣接するセル１２への移動）を防止することができる。図１には、隔壁８として、平滑な面を有する隔壁が例示されている。隔壁８は、平面視で複数の画素電極２の各々を一つずつ囲むように、各画素電極２間に配置されている。後述の図２で例示するように、隔壁８の画素電極２を囲む部分の平面視による形状（以下、平面形状）は、例えば正方形である。隔壁８の画素電極２を囲む部分は、凸部９を囲む部分でもあり、個々のセル１２の外郭を成す部分でもある。隔壁８の材質として、エポキシ系の樹脂を用いることができる。なお、隔壁８の形状及び材質は、上記に限定されるものではない。
【００３２】
凸部９は、画素電極２に備わる突起部であり、基部２ａと同様、例えば導電材料で形成されている。この凸部９は、対向基板３の面３ａの側に突出している。この凸部９は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加された際に、電界を集中させる（即ち、セル内で局所的に電界の強弱を作る）ためのものである。凸部９の周辺に電界を集中させることにより、溶媒７ａの対流を効率よく発生させることができる。この凸部９は、例えば四角錐からなり、その底面が基部２ａと接し、その頂点９ａはセル１２の内側（即ち、共通電極４の側）を向くように配置されている。凸部９の頂点９ａは、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加した場合に、特に電界が集中する部分である。
【００３３】
図３は、凸部９と共通電極４との位置関係の一例を示す図である。図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は対向基板の側から見た平面図である。なお、図３（ｂ）では、位置関係を把握し易いように、凸部９と、共通電極４と、隔壁８のみを示している。
この第１実施形態では、図３（ａ）に示すように断面視で、凸部９の頂点９ａを通って凸部９の底面と直交する仮想線（中心線）が、開口部４ａの中心を通るように、凸部９と共通電極４との位置関係が調整されていることが好ましい。即ち、図３（ｂ）に示すように平面視では、凸部９の頂点９ａと開口部４ａの中心とが重なるように、凸部９と共通電極４との位置関係が調整されていることが好ましい。これにより、後述する溶媒７ａの対流を、凸部９を中心に断面視で左右対称に近づけることができ、対流の対称性を確保することが容易となる。
【００３４】
図１に戻って、着色板１５は、画素電極１と共通電極４との間に配置され、電気泳動粒子６よりも径の大きな孔（又は、隙間）を複数有する。これにより、着色板１５は、その一方の面から孔等を通って他方の面へ電気泳動粒子６が通過できるようになっている。この着色板１５は、絶縁性の部材からなる。また、着色板１５は、電気泳動粒子６とは異なる色に着色されている。例えば、電気泳動粒子６が白色の場合、着色板１５は白以外の色（一例として、黒）に着色されている。また、電気泳動粒子６が黒色の場合、着色板１５は黒以外の色（一例として、白）に着色されている。着色板１５は例えば隔壁８に固定されている。
【００３５】
図４は、着色板１５の構成例を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、着色板１５は、シート状で、繊維状の絶縁材料を編んだ構造となっている。又は、図４（ｂ）に示すように、着色板１５は、シート状で、発泡性ウレタンなどの多孔質構造であってもよい。さらに、図４（ｃ）に示すように、着色板１５は、孔１６のあいた複数枚のシート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…が、各孔１６の位置が互い違いになるように（即ち、着色板１５の厚さ方向において、孔１６の一部が重なって連通するように）積層した構造でもよい。特に、図４（ｃ）に示すシートの積層構造は、各シート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…の孔１６の大きさ及び形状を調整することが容易であり、各シート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を積層することで、着色板１５の厚さや電気泳動粒子６の通過のし易さを調整することができる、という利点がある。次に、電気泳動表示装置１０の動作例について説明する。
【００３６】
（動作）
図５は、図１で説明した電気泳動表示装置１０が動作する仕組みを模式的に示す断面図である。図５（ａ）は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加していない状態（つまり、無電界の状態）の電気泳動表示装置１０を模式的に示す図である。図５（ａ）に示すように、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加していない状態では、電気泳動粒子６は分散媒７中で分散している。
【００３７】
図５（ｂ）及び（ｄ）は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加した当初の状態の電気泳動表示装置１０を模式的に示す図である。ここで、図５（ｂ）は、画素電極２にマイナスの電位を、共通電極４にはプラスの電位をそれぞれ印加した状態を示している。画素電極２と共通電極４との間には電界が印加されているので、電気泳動粒子６は電界の影響を受けて、画素電極２に向かって泳動しようとする。
【００３８】
また同時に、凸部９の頂点９ａに電界が集中し、頂点９ａにおける電界強度が強くなる。この局所的な強電界と溶媒７ａに含まれるイオン（主として、カウンターイオン）とが相互作用し、頂点９ａを起点として頂点９ａから遠ざかる方向（共通電極４側）に向かって溶媒７ａが一様に流動する（溶媒７ａの対流が発生する）。この溶媒７ａの対流は外部から電界が印加されている間、連続して発生する。よって、複数のセル１２の各々において、溶媒７ａはそれぞれ循環する。この対流の流速は、電気泳動粒子６の電気的作用による泳動速度よりも速くすることが可能である。
【００３９】
複数のセル１２の各々において、溶媒７ａには循環する方向の対流が発生し、この対流によって電気泳動粒子６は各セル１２内で輸送される。このとき、電気泳動粒子６は、着色板１５の孔１６（例えば、図４（ｃ）参照）等を通って輸送される。溶媒７ａの対流方向に沿って輸送された電気泳動粒子６は、クーロン力によって選択的に、画素電極２の表面又は共通電極４の表面に引き寄せられる。上述したように、この例では、電気泳動粒子６はプラスに帯電しているため、画素電極２の表面に引き寄せられる。この対流による移動を繰り返すことで（即ち、分散液５が循環することで）、電気泳動粒子６は画素電極２に多く吸着する。その結果、図５（ｃ）に示すように、共通電極４と、表示面である対向基板との間には電気泳動粒子６がほとんど存在しなくなる。これにより、電気泳動表示装置１０は、その表示面に着色板１５の色を表示する。
【００４０】
一方、図５（ｄ）は、画素電極２にプラスの電位を、共通電極４にはマイナスの電位をそれぞれ印加した状態を示している。画素電極２と共通電極４との間には電界が印加されているので、電気泳動粒子６は電界の影響を受けて、共通電極４に向かって泳動しようとする。また同時に、凸部９に電界が集中し、画素電極２における電界強度が強くなる。
【００４１】
このため、図５（ｂ）の場合とは逆方向に溶媒７ａの対流が発生し、この対流によって電気泳動粒子６は各セル１２内で輸送される。このときも、電気泳動粒子６は、着色板１５の孔１６等を通って輸送される。そして、電気泳動粒子６は、対流による移動を繰り返すことで、共通電極４に多く吸着する。その結果、図５（ｅ）に示すように、共通電極４と、表示面である対向基板との間には電気泳動粒子６が多く集まる。これにより、電気泳動表示装置１０は、その表示面に電気泳動粒子６の色を表示する。
なお、電界印加後は、外部から電界が印加されていない状態であっても、電気鏡像力によって、図５（ｃ）又は図５（ｅ）に示した表示状態を保持することができる。
【００４２】
（第１実施形態の効果）
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０によれば、画素電極２は共通電極４の側に突出した凸部９を備えているので、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加した場合に、この凸部９に電界が集中する。これにより、凸部９を起点に溶媒７ａの対流を発生させることができ、複数のセル１２の各々において、画素電極２の側又は共通電極４の側に向かって溶媒７ａを循環させることができる。この対流の流速は、電気泳動粒子６のクーロン力による泳動速度よりも速くすることが可能である。
【００４３】
このように、複数のセル１２の各々において、電気泳動粒子６は溶媒７ａの対流によって輸送される。また、対流によって輸送された電気泳動粒子６のうち、画素電極２又は共通電極４に接近した粒子は、粒子と電極との間に働くクーロン力により、何れかの電極に選択的に引き寄せられて吸着する。
このように、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０によれば、溶媒７ａの対流を意図的に発生させて、これを電気泳動粒子６の移動に利用することができる。クーロン力だけでなく、溶媒７ａの対流も積極的に利用して電気泳動粒子６を移動させることができる。このため、電気泳動粒子６の応答性を高めることができ、「高速応答」が可能となる。
【００４４】
また、従来技術と比較して、電気泳動粒子６の応答性を高めるために、電気泳動粒子６の帯電量を増加させる必要はなく、溶媒７ａに含まれるイオンの濃度を高める必要もない。このため、電気泳動表示装置１０の動作時に発生するリーク電流を低減することができ、「低消費電力」が可能となる。よって、「高速応答」と「低消費電力」のトレードオフの関係を解消することができ、これらを両立することが可能となる。
【００４５】
また、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０によれば、画素電極２と共通電極４との間に着色板１５が配置されており、この着色板１５は電気泳動粒子６とは異なる色に着色されている。このため、複数のセル１２の各々に電界を印加することにより、電気泳動粒子６の色（第１の色）と、着色板１５の色（第２の色）とを選択的に表示することができる。電気泳動粒子６は一色でよく、異なる色の電気泳動粒子６を同一のセル１２内に配置する必要はないため、「高コントラスト」が可能となる。よって、「高速応答」と「高コントラスト」のトレードオフの関係を解消することができ、これらを両立することも可能となる。
また、複数色の電気泳動粒子を用意する必要がないので、電気泳動表示装置の製造コストの低減にも寄与することができる。
【００４６】
（第１の変形例）
上記の第１実施形態では、共通電極４は、着色板１５及び対向基板３の間であって、着色板１５及び対向基板３からそれぞれ離れた位置に配置されている場合について説明した。また、共通電極４は、開口部４ａを有するグリッド電極である場合について説明した。しかしながら、本発明の第１実施形態において、共通電極４の配置と形態はこれに限定されるものではない。以下、この点について例を挙げて説明する。
【００４７】
図６は、共通電極４の変形例を模式的に示す断面図である。図６（ａ）に示すように、共通電極４がグリッド電極の場合、共通電極４は着色板１５と接していてもよい。即ち、共通電極４は、着色板１５及び対向基板３の間であって、着色板１５と接し、且つ対向基板３から離れた位置に配置されていてもよい。また、共通電極４は着色板１５に単に接しているだけでなく、着色板１５の表面に固定されていてもよい。このような場合でもあっても、共通電極４は電極として機能する。また、着色板１５も電気泳動粒子６を通過させることができる。
【００４８】
さらに、共通電極４と着色板１５とが接している場合（固定されている場合を含む）は、これらを一括して隔壁８に固定することができる。例えば、図６（ａ）に示すように、隔壁８が画素基板１の面１ａに固定された隔壁下部８ａと、対向基板３の面３ａに固定された隔壁上部８ｂとを有する場合を想定する。この場合は、共通電極４及び着色板１５を隔壁下部８ａと隔壁上部８ｂとで挟み込むことにより、共通電極４及び着色板１５を隔壁８に一括して固定することができる。このため、共通電極４及び着色板１５を隔壁８に固定することが容易となる。
また、別の変形例として、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、共通電極４は、対向基板３の面３ａに全体的、又は部分的に形成されていてもよい。この場合、共通電極４には、例えばＩＴＯのように透明な導電膜を用いる。このような場合であっても、共通電極４は電極として機能する。
【００４９】
（第２の変形例）
上記の第１実施形態では、複数のセル１２の各々に凸部９が一つずつ配置され、この凸部９はその頂点９ａをセル１２の内側に向けた四角錐からなる場合について説明した。しかしながら、本発明の実施形態において、凸部の配置と形状はこれに限定されるものではない。本発明の実施形態では、１つのセル１２内に複数の凸部９が配置されていてもよい。また、凸部９は、円錐、三角錐、六角錐など四角錐以外の錐体で構成されていてもよい。或いは、凸部９は、三角柱、四角柱、六角柱、円柱などの柱体で構成されていてもよい。以下、この点について説明する。
【００５０】
図７は、凸部９の変形例を模式的に示す斜視図と断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸部９は円錐で構成されていてもよい。円錐の底面が基部２ａと接し、円錐の頂点９ａが共通電極４の側を向くように凸部９が配置されていれば、円錐の頂点９ａに電界を集中させることができる。
また、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、凸部９は円柱で構成されていてもよい。円柱の一方の端面が基部２ａと接し、円柱の他方の端面９ｂが共通電極４の側を向くように配置されていれば、この端面９ｂに電界を集中させることができる。
【００５１】
また、凸部９はライン状でもよい。具体的には、図７（ｅ）及び（ｆ）に示すように、ライン形状の凸部９は三角柱からなり、この三角柱を基部２ａ上で倒すように配置したもの（即ち、三角柱の３つの側面のうちの一つが基部２ａと接するように配置されたもの）であってもよい。この場合は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加すると、三角柱の各辺のうちの共通電極４に最も近い辺９ｃに電界を集中させることができる。
【００５２】
また、図７（ｇ）及び（ｈ）に示すように、ライン状の凸部は四角柱からなり、この四角柱を基部２ａ上で倒すように配置したもの（即ち、四角柱の４つの側面のうちの一つが基部２ａと接するように配置されたもの）であってもよい。この場合は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加すると、四角柱の各側面のうちの共通電極４に最も近い側面９ｄに電界を集中させることができる。
【００５３】
また、本発明の実施形態では、凸部９として、例えば、上記の各例を組み合わせてもよい。例えば、図７（ｉ）及び（ｊ）に示すように、凸部９として、三角柱のライン状のものと、四角柱のライン状のものとを離して配置してもよい。この場合は、画素電極２と共通電極４との間に電界を印加すると、三角柱の辺９ｃと四角柱の側面９ｄとにそれぞれ電界を集中させることができる。
また、図示しないが、一つのセルに複数の凸部９を配置する場合は、そのうちの一部を基部２ａ上ではなく、画素基板１の面１ａ（例えば、図１参照。）上に直接配置するようにしてもよい。なお、図７（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｉ）においては、対向基板３及び共通電極４の記載は省略している。
【００５４】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、一例として、電気泳動粒子６が白色で、着色板１５は白以外の色（一例として、黒）に着色されている場合について説明した。或いは、電気泳動粒子６が黒色で、着色板１５は黒以外の色（一例として、白）に着色されている場合について説明した。しかしながら、本発明の実施形態において、電気泳動粒子６及び着色板１５の色は上記に限定されるものではなく、任意の色を選択することができる。また、本発明の実施形態では、複数のセル１２のうちの第１のセル１２と第２のセル１２との間で、着色板１５の色が異なっていてもよい。例えば、隣接する複数のセル１２間で着色板１５が異なる色に着色されていれば、３色以上のカラー表示が可能となる。第２実施形態では、カラー表示を可能とする電気泳動表示装置について説明する。
【００５５】
（第１の構成）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０の第１の構成例を示す概念図である。第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０において、第１実施形態で説明した電気泳動表示装置１０と異なる点は、複数のセル１２間で着色板１５の色が異なる点である。他の構成は第１実施形態で説明した電気泳動表示装置１０と同じである。
【００５６】
図８（ａ）は、電気泳動粒子６が黒色で、且つ、隣接する４つのセル１２の着色板１５がそれぞれ異なる色に着色されている場合を示している。例えば、複数のセル１２のうち、第１のセル１２の着色板１５は赤（Ｒ）に着色され、第２のセル１２の着色板１５は緑（Ｇ）に着色され、第３のセル１２の着色板１５は青（Ｂ）に着色され、第４のセル１２の着色板１５は白色（Ｗ）に着色されている。
【００５７】
第１のセル１２は、着色板１５の赤（Ｒ）と電気泳動粒子６の黒を選択的に表示することができる。第２のセル１２は、着色板１５の緑（Ｇ）と電気泳動粒子６の黒を選択的に表示することができる。同様に、第３のセル１２は青（Ｂ）と黒を選択に表示することができ、第４のセルは白（Ｗ）と黒を選択的に表示することができる。このため、図８（ａ）では、例えば、第１〜第４のセル１２でカラー表示の１画素を構成することができる。そして、この１画素を構成する各セル１２で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色、白（Ｗ）又は、粒子の黒色を選択的に表示することにより、色を混合することができ、複数の画素を用いて幅広い色のカラー画像を表示することが可能となる。
【００５８】
或いは、図８（ｂ）に示すように、着色板の色は４色ではなく、３色であってもよい。例えば、複数のセル１２のうち、第１のセル１２の着色板１５は赤（Ｒ）に着色され、第２のセル１２の着色板１５は緑（Ｇ）に着色され、第３のセル１２の着色板１５は青（Ｂ）に着色されており、第１〜第３のセル１２でカラー表示の１画素を構成していてもよい。このような場合も、１画素を構成する各セル１２でＲＧＢの３原色、又は、粒子の黒色を選択的に表示することにより、色を混合することができ、複数の画素を用いてカラー画像を表示することが可能である。
【００５９】
（第２の構成）
また、本発明の第２実施形態では、カラー画像の表示をＲＧＢの３原色ではなく、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３原色を用いて行っても良い。
図９は、本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０の第２の構成例を示す概念図である。図９（ａ）は、電気泳動粒子６が白色で、且つ、隣接する４つのセル１２の着色板１５がそれぞれ異なる色に着色されている場合を示している。例えば、複数のセル１２のうち、第１のセル１２の着色板１５はシアン（Ｃ）に着色され、第２のセル１２の着色板１５はマゼンタ（Ｍ）に着色され、第３のセル１２の着色板１５はイエロー（Ｙ）に着色され、第４のセル１２の着色板１５は黒（Ｂｋ）に着色されている。
【００６０】
第１のセル１２は、着色板１５のシアン（Ｃ）と電気泳動粒子６の白色を選択的に表示することができる。第２のセル１２は、着色板１５のマゼンタ（Ｍ）と電気泳動粒子６の白色を選択的に表示することができる。同様に、第３のセル１２はイエロー（Ｙ）と白色を選択に表示することができ、第４のセルは黒色（Ｂｋ）と白色を選択的に表示することができる。このため、図９（ａ）では、第１〜第４のセル１２でカラーの１画素を構成することができる。そして、各セル１２でシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３原色、黒（Ｂｋ）、又は粒子の白色を選択的に表示することにより、色を混合することができ、複数の画素を用いて幅広い色のカラー画像を表示することが可能となる。
【００６１】
或いは、図９（ｂ）に示すように、着色板の色は４色ではなく、３色であってもよい。即ち、複数のセル１２のうち、第１のセル１２の着色板１５はシアン（Ｃ）に着色され、第２のセル１２の着色板１５はマゼンタ（Ｍ）に着色され、第３のセル１２の着色板１５はイエロー（Ｂ）に着色されており、第１〜第３のセル１２でカラーの１画素を構成していてもよい。このような場合も、各セル１２でＣＭＹの３原色、又は、白色を選択的に表示することにより、色を混合することができ、複数の画素を用いてカラー画像を表示することが可能である。
【００６２】
（第２実施形態の効果）
本発明の第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果を奏する。また、カラー画像を表示することが可能である。
（３）第３実施形態
次に、上記の第１、第２実施形態に係る電気泳動表示装置１０、２０を、電子機器に適用した場合について説明する。
（構成）
図１０（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る電子ペーパー１００の構成例を示す斜視図である。電子ペーパー１００は、上記の第１、第２実施形態で説明した電気泳動表示装置１０、２０の何れか一方を、表示領域１０１に備えている。画素基板１、対向基板３がそれぞれ可撓性を有する材料で構成されることにより、電子ペーパー１００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１０２を備える。
【００６３】
図１０（ｂ）は、電子ノート２００の構成例を示す斜視図である。電子ノート２００は、上記の電子ペーパー１００が複数枚束ねられ、カバー２０１に挟まれているものである。カバー２０１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表示データ入力手段（図示せず）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。
【００６４】
（第３実施形態の効果）
本発明の第３実施形態に係る電子ペーパー１００、電子ノート２００によれば、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０、又は、第２実施形態に係る電気泳動表示装置２０を備える。このため、第１、第２実施形態と同様の効果を奏し、画像保持特性に優れ、表示品位に優れた表示部を備えた電子機器となる。なお、上記の電子ペーパー１００、電子ノート２００は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の適用の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、電気泳動表示装置１０、２０を好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  画素基板、１ａ、１ｂ、３ａ  面、２  画素電極、２ａ  基部、３  対向基板、４  共通電極、４ａ  開口部、５  分散液、６  電気泳動粒子、７  分散媒、７ａ  溶媒
８  隔壁、８ａ  隔壁下部、８ｂ  隔壁上部、９  凸部、９ａ  頂点、９ｂ  端面、９ｃ  辺、９ｄ  側面、１０、２０  電気泳動表示装置、１２  セル、１５  着色板、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  シート、１６  孔、１００  電子ペーパー、１０１  表示領域、１０２  本体、２００  電子ノート、２０１  カバー
【図１】
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【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】
2013222024.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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