JP2013222023A - 電気泳動表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【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、且つ消費電力を低減することができる電気泳動表示装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】本発明に係る電気泳動表示装置１０は、面１ａに画素電極２を有する画素基板１と、面１ａに対向する面３ａを有する対向基板３と、画素基板１と対向基板３との間を複数のセル１２に区画する隔壁８と、セル１２に充填された、電気泳動粒子６を有する分散液５とを有し、面１ａと面３ａとの間に、画素電極２及び対向基板３から離れて設置されたグリッド電極４を備え、画素電極２は、面３ａ側に突出し、画素電極２とグリッド電極４との間に印加された電界を集中させる凸部９を備え、グリッド電極４は、電気泳動粒子６が通過可能な開口部４ａを備え、グリッド電極４の厚さ方向から見て、凸部９は開口部４ａと重なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置及び電子機器に関する。

電子ペーパーを構成する表示装置の一つに電気泳動表示装置（ＥＰＤ：ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）がある。この電気泳動表示装置の従来技術には、例えば特許文献１に開示されたものがある。
従来技術に係る電気泳動表示装置には、図１０に示すように、例えば画素基板１と、対向基板３と、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とを含んで構成されているものがある。

ところで、上述の電気泳動表示装置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種類を使用することがある。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）に帯電させることがある。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し、一方の粒子を画素電極２側に、他方の粒子を共通電極４側にそれぞれ泳動させて２種類の粒子を分離することでモノクロ表示をすることがある。このようにして白色を表示した様子を図１０に示す。
上述のように、従来の電気泳動表示装置は、原理的には電気泳動粒子６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）。

特開２００３−６６４９４号公報

ここで、電気泳動表示装置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とすると、溶媒７ａ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。ところが、こ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。
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６を用いている場合において、当該表示装置の応答性を高める目的で当該粒子６の帯電量を増加させると、当該粒子同士が凝集してしまうことがある。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。粒子同士が凝集した結果、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。

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」の２つの性能の間にいわゆるトレードオフの関係が生じ、両方の性能を共に向上させることは極めて困難であるといった課題がある。また、「高速応答」と「高コントラス」の２つの性能の間にもトレードオフの関係が生じ、両方の性能を共に向上させることは極めて困難であるといった課題もある。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、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及び電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、第１の面に第１の電極を有する第１の基板と、前記第１の基板から離れて設置されて、前記第１の面に対向する第２の面を有する第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、を有し、前記第１の面と前記第２の面との間に、前記第１の電極及び前記第２の基板から離れて設置された第２の電極を備え、前記第１の電極は、前記第２の面側に突出し、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備え、前記第２の電極は、前記電気泳動粒子が通過可能な開口部を備え、前記第２の電極の厚さ方向から見て、前記凸部は、前記開口部と重なっていることを特徴とする電気泳動表示装置である。

上記態様の電気泳動表示装置であれば、第１の電極は第２の面側に突出した凸部を備えているので、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、この凸部に電界が集中する。凸部に電界が集中すると、その凸部を基点に凸部から遠ざかる方向に向かって溶媒は一様に流動し（第２の面側に向かって溶媒の対流が発生し）、溶媒が循環する。この対流の流速は、電気泳動粒子の泳動速度よりも速いため、電気泳動粒子は電気泳動する方向とは無関係に対流方向に沿って輸送される。対流によって輸送された電気泳動粒子のうち、第１の電極または第２の電極に接近した粒子は接近した電極の電界の影響を受けて何れかの電極に選択的に保持される。こうして、電荷の種類毎に電気泳動粒子を分離することができる。

以上のように、上記態様の電気泳動表示装置は、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ものではない。よって、溶媒に含まれるイオンの濃度を高める必要がない。ゆえに、従来技術と比較して、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し、消費電力を低減することができる。
また、上記態様の電気泳動表示装置は、電気泳動による力（クーロン力）を用いて粒子を移動させるものではなく、粒子の泳動速度よりも速い溶媒の対流を用いて粒子を移動させるものである。このため、従来技術と比較して、電気泳動粒子の応答性を高めることができる。

このように、上記態様の電気泳動表示装置であれば、「高速応答」と「低消費電力」の２つの性能の間にトレードオフの関係が生じることがなく、両方の性能を共に向上させることができる。
さらに、上記態様の電気泳動表示装置では、第２の電極が第１の面と第２の面との間であって、第１の電極及び第２の基板から離れて設置されている。このため、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形成することを要しない。よって、例えばＩＴＯといった高価な透明部材を第２の電極に用いる必要もない。ゆえに、第２の電極が第２の基板に接して形成されている場合（従来技術）と比較して、製造コストを低くすることができる。

また、ＩＴＯ等の透明部材であっても光吸収はある。このため、第２の電極が第２の基板に接して形成されている場合には、第２の電極自身の光吸収が原因となって表示品質が低下する場合がある。ゆえに、上記態様の電気泳動表示装置であれば、透明部材からなる第２の電極を第２の基板に接して形成する必要がないので、第２の電極自身の光吸収が原因となる表示品質の低下を防止することができる。

なお、上述の「第１の基板」として、後述する実施形態では「画素基板１」が例示されている。また、「第１の面」として、後述する実施形態では「面１ａ」が例示されている。また、「第１の電極」として、後述する実施形態では「画素電極２」が例示されている。また、「第２の基板」として、後述する実施形態では「対向基板３」が例示されている。また、「第２の面」として、後述する実施形態では「面３ａ」が例示されている。また、「第２の電極」として、後述する実施形態では「グリッド電極４」が例示されている。また、「第２の電極の厚さ方向から見て」とは、後述する実施形態の「対向基板３側から画素基板１側を見た場合に」に相当する。

また、本発明の別の態様は、前記第２の電極の厚さ方向から見て、前記凸部が前記開口部を形成する縁から離れている中央部に位置していることとしてもよい。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、第２の電極の厚さ方向から見て、凸部が開口部を形成する縁から離れている中央部に位置しているので、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発生する溶媒の対流を効率よく循環させることができる。

なお、上述の「中央部」として、後述する実施形態では「中央部４ｃ」が例示されている。また、「中央部」とは、開口部の中心及びその周辺部を指すものであり、「中心」とは開口部の形状における重心に相当する部分をいう。
また、本発明の別の態様は、前記凸部は錘体からなり、前記錘体の頂点は前記セルの内側に向けられていることとしてもよい。

上記態様の電気泳動表示装置であれば、凸部は錘体であり、この錘体の頂点はセルの内側に向けられている。このため、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、この錘体の頂点に効率よく電界を集中させることができる。よって、効率よく溶媒の対流を発生させることができる。
また、本発明の別の態様は、前記凸部は柱体からなることとしてもよい。

上記態様の電気泳動表示装置であれば、凸部は柱体である。このため、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、この柱体を構成する面または辺に効率よく電界を集中させることができる。よって、効率よく溶媒の対流を発生させることができる。
また、本発明の別の態様は、前記凸部が導電材料で形成されていることとしてもよい。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、凸部が導電材料で形成されているので、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、効率よく凸部に電界を集中させることができる。このため、溶媒の対流を効率よく発生させることができる。

また、本発明の別の態様は、前記分散液が非水系溶媒を含むこととしてもよい。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、分散液が非水系溶媒を含んでいるので、分散液が水系溶媒を含んでいる場合と比較して、電気泳動表示装置の動作時における信頼性を高めることができる。また、消費電力を低減することもできる。
また、本発明の別の態様は、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としてもよい。

上記態様の電気泳動表示装置であれば、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。
また、本発明の別の態様は、上記態様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である。
上記態様の電子機器であれば、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。

本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置を模式的に示す断面図。 本発明の第１実施形態に係るグリッド電極の開口部の形状を模式的に示す平面図。 本発明の第１実施形態に係る凸部の形状を模式的に示す斜視図及び側面図。 本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の動作を模式的に示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置を模式的に示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る凸部の配置を模式的に示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る凸部の配置を模式的に示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る凸部の配置を模式的に示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る電子ペーパーの構成例を示す斜視図。 従来技術に係る電気泳動表示装置を模式的に示す断面図。

以下、本発明の実施形態に係る電気泳動表示装置とその表示装置の動作について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。また、本発明は以下の実施形態を自由に組み合わせたものを含むものとする。
（１）第１実施形態
<１>電気泳動表示装置１０の構成
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、グリッド電極４と、分散液５と、隔壁８とを含んで構成されている。以下、上記の各構成部について説明する。

（画素基板１及び画素電極２）
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り、例えば平板状の部材からなる。画素基板１は、面１ａと、面１ａの反対側の面１ｂとを含んでいる。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る。なお、画素基板１の材質及び形状は特に限定されるものではない。

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と後述する凸部９とを含んで構成されている。この画素電極２は、例えば画素基板１の面１ａに複数形成されている。そして、各画素電極２は、例えば面１ａに等間隔に形成されている。また、各画素電極２は例えば各画素に対応するものであり、電気泳動表示装置１０の動作時には各画素電極２には独立して電圧を印加されるものである。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。

（対向基板３及びグリッド電極４）
本実施形態に係る電気泳動表示装置１０は、対向基板３を表示面とするものである。対向基板３は、画素基板１の面１ａに対向して設置された基板であり、例えば平板状の透明部材からなる。また、対向基板３は、画素基板１の面１ａに対向する面３ａを含んだ基板である。なお、対向基板３は透明部材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。

グリッド電極４は電気泳動表示装置１０において共通の電極であり、共通の電圧が印加されるものである。また、このグリッド電極４は接地していてもよい。グリッド電極４は、対向基板３の面３ａと画素基板１の面１ａとの間に設置された電極であり、且つ画素電極２及び対向基板３から離れて設置された電極である。なお、図１では、このグリッド電極４として、後述するメッシュ状の電極４Ａが例示されている。

グリッド電極４は、後述する電気泳動粒子６が通過可能な開口部を備えた電極である。以下、グリッド電極４の形状について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は、グリッド電極４の形状の一例を示す平面図である。本実施形態では、グリッド電極４として、例えば開口部４ａを備えるメッシュ状の電極４Ａを用いることができる（図２（ａ）を参照）。そして、開口部４ａの形状は、図２（ａ）に示すように、例えば平面視で四角形である。また、グリッド電極４の別の形態としては、例えば開口部４ｂを備える平板状の電極４Ｂを用いることができる（図２（ｂ）を参照）。なお、図２（ｂ）には、開口部４ｂの形状が平面視で円形状である場合が例示されているが、これに限定されるものではない。例えば、開口部４ｂの形状は、平面視で四角形、三角形または多角形であってもよい。さらには、グリッド電極４は、例えばリング形状の電極であってもよい（図示せず）。

なお、グリッド電極４は導電性部材で形成されていればよく、グリッド電極４の材質及び形状は特に限定されるものではない。例えば、グリッド電極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、グリッド電極４の表面積（グリッド電極４が後述する分散液５と接する部分の面積）は、上述の画素電極２の表面積（画素電極２が後述する分散液５と接する部分の面積）よりも小さくなっていてもよい。
また、図２（ａ）、（ｂ）で示された「４ｃ」とは、開口部４ａ、４ｂを形成する縁から離れている部分（以下、単に「中央部」ともいう。）を指すものとする。ここで、「中央部」とは、開口部４ａ、４ｂの中心及びその周辺部を指すものであり、「中心」とは開口部４ａ、４ｂにおける重心に相当する部分をいう。

（分散液５）
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とで形成されたセル１２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及びグリッド電極４と接している。
電気泳動粒子６は、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加した場合に分散媒７中を泳動可能な粒子であり、例えば帯電した粒子である。図１には、電気泳動粒子６として、黒色粒子６ａと白色粒子６ｂとが例示されている。本実施形態では、仮に、黒色粒子６ａがマイナス（負）に帯電しており、白色粒子６ｂがプラス（正）に帯電しているものとする。なお、電気泳動粒子６は帯電した粒子であればよく、材質及び形状は特に限定されるものではない。また、帯電量についても特に制限されるものではない。

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、電気泳動表示装置１０の動作時における信頼性を高めることができる。また、消費電力を低減することもできる。なお、溶媒７ａは電気泳動粒子６が泳動可能な溶媒であればよく、材質は特に限定されるものではない。
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。分散剤は電気泳動粒子６を一様に分散できる分散剤であればよく、物質は特に限定されるものではない。

（隔壁８）
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り、且つグリッド電極４を保持するための壁である。図１には、隔壁８として、それぞれ対向して設置された一対の隔壁８ａ、８ｂが例示されている。隔壁８ａは、画素基板１側から対向基板３側に向かって延びる隔壁であり、隔壁８ｂは、対向基板３側から画素基板１側に向かって延びる隔壁である。隔壁８ａは、例えば各画素電極２間に形成されている。上述のグリッド電極４は、この隔壁８ａと隔壁８ｂとで挟まれることで保持されている。

隔壁８はセル１２を形成することができ、且つグリッド電極４を保持することができる壁であればよく、材質及び形状は特に限定されるものではない。例えば、隔壁８の部材として、エポキシ系の樹脂を用いることができる。
なお、図１に示した断面においては、隔壁８ａと隔壁８ｂとで挟まれたグリッド電極４は存在していない。よって、隔壁８ａと隔壁８ｂとの間にはグリッド電極４が図示されていない。

（凸部９）
凸部９は、画素電極２に備わる突起部であり、例えば導電材料で形成されている。凸部９が導電材料で形成されている場合には、後述するように、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加した場合に、効率よく凸部９に電界を集中させることができる。これにより、後述する溶媒７ａの対流を効率よく発生させることができる。
凸部９は、電極４Ａの厚さ方向から見て（対向基板３側から画素基板１側を見た場合に）、上述の開口部４ａと重なっている。図１には、開口部４ａを形成する縁から離れた中央部４ｃ（図２を参照）に位置する凸部９が例示されている。中央部４ｃに凸部９が位置する場合には、後述する溶媒７ａの対流を効率よく発生させることができる。

図１に示すように、凸部９の断面は、例えば三角形をしている。そして、この三角形の頂点の一つ（頂点９ａ）はグリッド電極４側に突出している。この頂点９ａは、画素電極２とグリッド電極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。なお、本実施形態では、凸部９に電界が集中すればよく、凸部９の材質及び形状は特に限定されるものではない。また、基部２ａ上において凸部９が形成される位置も特に限定されるものではない。

以下、本実施形態に係る凸部９の形状の一例について説明する。図３は、凸９部の形状の一例を模式的に示す斜視図及び側面図である。本実施形態では、凸部９として、例えば円錐形状の凸部Ａを用いることができる（図３（ａ）を参照）。凸部Ａは、円錐の底面が基部２ａと接し、円錐の頂点Ａ１がグリッド電極４側を向くように設置されている。この形状であれば、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加すると、円錐の頂点Ａ１に特に電界が集中する。ここで、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｘ−ｚ平面を示す図である。なお、凸部Ａの形状は円錐形状に限定されず、例えば角錐形状であってもよい。

また、本実施形態では、凸部９として、例えば円柱形状の凸部Ｂを用いることができる（図３（ｃ）を参照）。凸部Ｂは、円柱の一方の平面が基部２ａと接し、円柱の他方の平面Ｂ１がグリッド電極４側を向くように設置されている。この形状であれば、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加すると、円柱の平面Ｂ１に特に電界が集中する。ここで、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のｘ−ｚ平面を示す図である。なお、凸部Ｂの形状は円柱形状に限定されず、例えば角柱形状であってもよい。

また、本実施形態では、凸部９として、例えばライン形状の凸部Ｃ、Ｄを用いることができる（図３（ｅ）及び（ｇ）を参照）。図３（ｅ）に示すように、凸部Ｃが三角柱からなる場合には、三角柱の一つの平面が基部２ａと接し、三角柱を構成する辺の一つ（辺Ｃ１）がグリッド電極４側を向くように凸部Ｃを設置する。この形状であれば、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加すると、三角柱の辺Ｃ１に特に電界が集中する。また、図３（ｇ）に示すように、凸部Ｄが四角柱からなる場合には、四角柱の一つの平面が基部２ａと接し、四角柱を構成する平面の一つ（平面Ｄ１）がグリッド電極４側を向くように凸部Ｄを設置する。この形状であれば、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加すると、四角柱の平面Ｄ１に特に電界が集中する。

さらには、様々な形状の凸部９を組み合わせてもよい。図３（ｉ）に示すように、例えば三角柱と四角柱とを組み合わせて用いてもよい。この形状であれば、画素電極２とグリッド電極４との間に電界を印加すると、三角柱の辺Ｃ１と四角柱の平面Ｄ１とに特に電界が集中する。ここで、図３（ｆ）、（ｈ）、（ｊ）は、図３（ｅ）、（ｇ）、（ｉ）のｘ−ｚ平面をそれぞれ示す図である。なお、図３においては、基部２ａ及び電気泳動粒子６の記載は省略している。また、図３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｉ）においては、対向基板３及びグリッド電極４の記載は省略している。

次に、本発明の実施形態に係る電気泳動表示装置の動作について説明する。
<２>電気泳動表示装置１０の動作
図４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図である。
図４（ａ）は、画素電極２とグリッド電極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４（ａ）に示すように、画素電極２とグリッド電極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中に分散している。

図４（ｂ）は、画素電極２とグリッド電極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４（ｂ）では、画素電極２にマイナスの電位を、グリッド電極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。外部から電界を印加すると、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を基点として頂点９ａから遠ざかる方向（グリッド電極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、溶媒７ａは循環する。

ここで、画素電極２とグリッド電極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は電気泳動による力（クーロン力）によって、画素電極２またはグリッド電極４に向かって移動しようとする。ところが、この電気泳動による力よりも溶媒７ａの対流による力の方が大きいために、電気泳動粒子６は電気泳動する方向とは無関係に溶媒７ａの対流方向（図中の矢印で示す方向）に沿って一様に輸送される。つまり、溶媒７ａの対流が発生した当初は、図４（ｂ）に示すように、電気泳動粒子６である黒色粒子６ａと白色粒子６ｂとは分離されることなく、分散状態が維持されたまま輸送される。

図４（ｃ）は、黒色粒子６ａと白色粒子６ｂとが分離された状態を模式的に示す図である。対流発生時、グリッド電極４表面の電場は、それ以外の場所の電場よりも強くなっている。このため、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、グリッド電極４表面の電場との相互作用によって選択的にグリッド電極４表面に吸着する。本実施形態では、上述したように、黒色粒子６ａはマイナスに帯電しているものとしている。このため、この黒色粒子６ａはグリッド電極４表面に吸着する。同様の原理で、プラスに帯電している白色粒子６ｂは画素電極２表面に吸着する。この対流を繰り返すことで（分散液５が循環することで）、表示面側、すなわち対向基板３側には一方に帯電した粒子（本実施形態では、黒色粒子６ａ）が集まり、画素電極２側には他方に帯電した粒子（本実施形態では、白色粒子６ｂ）が集まる。このように、帯電した粒子を極性毎に分離することができる。よって、実施形態に係る電気泳動表示装置１０は表示性能を発揮することができる。

なお、本実施形態では、図４（ｃ）に例示するように、グリッド電極４表面に一方に帯電した粒子（本実施形態では、黒色粒子６ａ）の全てを吸着させなくてもよく、表示面側に一方の粒子のみを集めさえすればよい。このような場合であっても、表示性能を発揮することができるからである。
図４（ｄ）は、黒色粒子６ａと白色粒子６ｂとが分離された状態を模式的に示す図である。図４（ｄ）は、図４（ｃ）の場合と異なり、外部から電界が印加されていない。このように、外部から電界が印加されていない状態であっても、電界印加後は電気鏡像力によって、黒色粒子６ａはグリッド電極４に、白色粒子６ｂは画素電極２にそれぞれ保持される（吸着している）。このため、外部から電界が印加されていない状態であっても、電気泳動表示装置１０は表示性能を発揮することができる。

以上のように、本実施形態に係る電気泳動表示装置１０であれば、従来技術のように、電気泳動表示装置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がない。よって、溶媒７ａに含まれるイオンの濃度を高める必要がない。ゆえに、従来技術と比較して、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し、消費電力を低減することができる。

また、本実施形態に係る電気泳動表示装置１０であれば、電気泳動による力（クーロン力）ではなく、電気泳動粒子６の泳動速度よりも速い溶媒７ａの対流を用いて電気泳動粒子６の移動を行っている。このため、従来技術と比較して、電気泳動粒子６の応答性を高めることができる。
また、本実施形態に係る電気泳動表示装置１０であれば、電気泳動粒子６の帯電量を増加させることがないので、粒子同士が凝集してしまうことがない。よって、従来技術と比較して、電気泳動表示装置１０のコントラストを高めることができる。

さらに、本実施形態に係る電気泳動表示装置１０では、グリッド電極４が対向基板３から離れて設置されている。このため、対向基板３が表示面側の基板であっても、グリッド電極４を透明部材で形成することを要しない。よって、例えばＩＴＯといった高価な透明部材をグリッド電極４に用いる必要もない。ゆえに、グリッド電極４が対向基板３に接して形成されている場合（従来技術）と比較して、製造コストを低くすることができる。

また、ＩＴＯ等の透明部材であっても光吸収はある。このため、グリッド電極４が対向基板３に接して形成されている場合には、グリッド電極４自身の光吸収が原因となって表示品質が低下する場合がある。ゆえに、本実施形態に係る電気泳動表示装置１０であれば、透明部材からなるグリッド電極４を対向基板３に形成する必要がないので、グリッド電極４自身の光吸収が原因となる表示品質の低下を防止することができる。

なお、上述の電気泳動表示装置１０では、グリッド電極４として、開口部４ａを備えるメッシュ状の電極４Ａを備えている場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。上述のように、図２（ａ）に示したメッシュ状の電極４Ａに代えて、例えば、図２（ｂ）に示した開口部４ｂを有する平板状の電極４Ｂをグリッド電極４として用いてもよい。図５（ａ）は、電極４Ａに代えて電極４Ｂを備えた電気泳動表示装置２０を示す図である。このタイプの電気泳動表示装置であっても、上述の電気泳動表示装置１０の場合と同じ作用効果を得ることができる。なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。また、図５（ｂ）は、対向基板３側から見た電気泳動表示装置２０を示す図である。

また、上述の電気泳動表示装置１０では、隔壁８で区画されたセル内に単数の画素電極２が設置されている場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。つまり、図６（ａ）、（ｂ）に例示されるように、隔壁８で区画されたセル内に複数の画素電極２が設置されていてもよい。図６（ａ）は、グリッド電極４として電極４Ａを備えた電気泳動表示装置３０を示す図であり、図６（ｂ）は、グリッド電極４として電極４Ｂを備えた電気泳動表示装置４０を示す図である。この電気泳動表示装置３０、４０であっても、上述の電気泳動表示装置１０の場合と同じ作用効果を得ることができる。

また、上述の電気泳動表示装置１０では、基部２ａ上に凸部９が形成されている場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。図７に示すように、凸部９は、例えば基部２ａ以外の場所に形成されていてもよい。基部２ａ以外の場所に形成された凸部９を備える電気泳動表示装置５０であっても、上述の電気泳動表示装置１０の場合と同じ作用効果を得ることができる。ただし、基部２ａが形成されていない領域５１に形成された凸部９は、凸部９の頂点に電界が集中することはないので、溶媒７ａの対流は発生し得ない。よって、電気泳動表示装置５０において、領域５１に形成された凸部９は表示には寄与しない。

また、上述の電気泳動表示装置１０では、各基部２ａに単数の凸部９が形成されている場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、各基部２ａに複数の凸部９（図８では３つの凸部９）が形成されていてもよい。各基部２ａに複数の凸部９が形成されていても、上述の電気泳動表示装置１０の場合と同じ作用効果を得ることができる。

また、上述の電気泳動表示装置１０では、黒色粒子６ａと白色粒子６ｂとがそれぞれ異符号に帯電した粒子である場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。２種類の粒子を用いる場合には、少なくともどちらか一方が帯電していればよい。例えば、黒色粒子６ａのみが帯電していてもよいし、白色粒子６ｂのみが帯電していてもよい。どちらか一方のみ帯電していれば、溶媒７ａを対流させることで、帯電した粒子を電極に吸着させることができる。よって、２種類の粒子を分離することができる。

また、上述の電気泳動表示装置１０では、セル１２を形成するために隔壁８を用いた場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。隔壁８に代えて、例えば多孔質材料やビーズを用いてもよい。隔壁８に代えて、多孔質材料やビーズを用いても、上述の電気泳動表示装置１０の場合と同じ作用効果を得ることができる。

（２）第２実施形態
次に、上述の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０を、電子機器に適用した場合について説明する。
<１>電子機器の構成例
図９（ａ）は、本発明の第２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、上述の第１実施形態で説明した電気泳動表示装置１０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。

図９（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。

本発明の第２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を備える。このため、第１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を好適に用いることができる。

（３）その他の適用例
上述の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０を適用したその他の例を以下に示す。
電気泳動表示装置１０は、画素基板１の面１ｂまたは対向基板３の面３ａの反対側に設置されたＴＦＴアレイと組み合わせることで、電子ペーパーを構成することができる。
上記態様の電子ペーパーであれば、上述の電気泳動表示装置１０を備えているので、消費電力を低減するとともに応答性を高めることができる。
また、電気泳動表示装置１０の共通電極４と画素電極２を導電性フィルムで挟みこむことで、リライタブルペーパーを構成することができる。
上記態様のリライタブルペーパーであれば、上述の電気泳動表示装置を備えているので、消費電力を低減するとともに応答性を高めることができる。

（４）その他の効果
上述の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１０の作用効果のうち、上述した作用効果以外の作用効果を以下に示す。
電気泳動表示装置１０であれば、電気泳動粒子６の帯電量を増加させることがないので、電気泳動粒子６の製造プロセスを簡素化することができる。
また、電気泳動表示装置１０であれば、分散液５の導電率に起因した電流しか流さないので、マイクロカプセル型の電気泳動表示装置と比較して低消費電力化できる。
また、電気泳動表示装置１０であれば、分散液５として非水系分散液を用いているため、水系の分散液と比較して外部からの水分の影響を受けにくい。よって、マイクロカプセル型の電気泳動表示装置よりも高信頼性化が期待できる。

また、電気泳動表示装置１０であれば、外部からの応力によって破壊される箇所がない。よって、マイクロカプセル型の電気泳動表示装置と比較して物理的強度が強い。
また、電気泳動表示装置１０であれば、外部からの応力に対して隔壁が柱（または壁）の役割を果たすので、物理的強度が高い。
また、電気泳動表示装置１０であれば、対向基板３にグリッド電極４を形成しないので、表示ロスを削除できるので、既存の電気ペーパーと比較して高コントラスト化できる。

１ 画素基板、１ａ 面、１ｂ 面、２ 画素電極、２ａ 基部、３ 対向基板、３ａ 面、４ グリッド電極、４ａ 開口部、４ｂ 開口部、４ｃ 中央部、４Ａ メッシュ状電極、４Ｂ 平板状電極、５ 分散液、６ 電気泳動粒子、６ａ 黒色粒子、６ｂ 白色粒子、７ 分散媒、７ａ 溶媒、８ 隔壁、８ａ 隔壁、８ｂ 隔壁、９ 凸部、９ａ 頂点、１０ 電気泳動表示装置、１２ セル、２０ 電気泳動表示装置、３０ 電気泳動表示装置、４０ 電気泳動表示装置、５０ 電気泳動表示装置、６０ 電気泳動表示装置、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、Ａ 凸部、Ａ１ 頂点、Ｂ 凸部、Ｂ１ 平面、Ｃ 凸部、Ｃ１ 辺、Ｄ 凸部、Ｄ１ 平面

Claims (8)

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の基板から離れて設置されて、前記第１の面に対向する第２の面を有する第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、を有し、
   前記第１の面と前記第２の面との間に、前記第１の電極及び前記第２の基板から離れて設置された第２の電極を備え、
   前記第１の電極は、前記第２の面側に突出し、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備え、
   前記第２の電極は、前記電気泳動粒子が通過可能な開口部を備え、
   前記第２の電極の厚さ方向から見て、前記凸部は、前記開口部と重なっていることを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記第２の電極の厚さ方向から見て、前記凸部は、前記開口部を形成する縁から離れている中央部に位置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。
3. 前記凸部は錘体からなり、前記錘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または請求項２に記載の電気泳動表示装置。
4. 前記凸部は柱体からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気泳動表示装置。
5. 前記凸部は、導電材料で形成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。
6. 前記分散液は、非水系溶媒を含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
7. 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６の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
8. 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を備えることを特徴とする電子機器。

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