JP5477179B2

JP5477179B2 - 電気泳動表示装置および電子機器

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Publication number: JP5477179B2
Application number: JP2010131896A
Authority: JP
Inventors: 哲朗村山; 幸政石田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-06-09
Also published as: US20110304654A1; JP2011257596A; US8896520B2

Description

本発明は、電気泳動表示装置および電子機器に関するものである。

従来、カラー表示の電気泳動表示装置として、白、黒、その他の色の３種の粒子を内包した電気泳動表示素子が提案されている。この電気泳動表示素子では、各粒子が、正の電荷を持つ粒子、負の電荷を持つ粒子、無帯電の粒子に分けられている。表示素子を駆動するアクティブマトリクス基板側には、１画素ごとに、２つの画素電極が設けられている。また、対向基板には、全画素に共通する共通電極が設けられている。

アクティブマトリクス基板上の２つの画素電極の両方に正の電位を印加し、共通電極に負の電位を印加すると、アクティブマトリクス基板側に負の電荷を持つ粒子が引き付けられ、共通電極側に正の電荷を持つ粒子が引き付けられるため、利用者には正の電荷を持つ粒子による色調が見える。

また、アクティブマトリクス基板上の２つの画素電極のそれぞれに、正の電位、負の電位を印加し、共通電極にはその中間の電位（例えば、グランド電位）を印加すると、アクティブマトリクス基板上の２つの画素電極による電界により、正の電荷を持つ粒子と、負の電荷を持つ粒子の両方とが、アクティブマトリクス基板側に引き付けられるため、利用者には、無帯電の粒子による色調が見える（特許文献１、２）

特開２００９−９０９２号公報特開２００９−９８３８２号公報

ここで、無帯電の粒子による色調を得るには、正に帯電した粒子と、負に帯電した粒子を全てアクティブマトリクス基板側に引き付けて、１画素の領域全体にわたってムラなく電界を発生させる必要がある。これを実現するために、櫛歯形状を呈した画素電極を組み合わせて配置する構成が多用される。

ところが、隣接した画素電極間で異なる電位を印加した場合、電気泳動層を介した画素電極間においてリーク電流が発生してしまう。このリーク電流は２つの画素電極間に流れるため、これら２つの画素電極の境界長さが長くなるほどリーク電流が高くなる。したがって、櫛歯形状の画素電極の場合は高いリーク電流が発生する。リーク電流が発生することで、電気泳動表示パネルの消費電流が増大する。

また、このリーク電流により、電気泳動層と画素電極の間において電気化学的反応が生じる可能性がある。すなわち、画素電極の信頼性が損なわれる可能性がある。つまり、イオン性マイグレーションや腐食が発生する可能性が高い。画素電極材料に金、白金などの貴金属を用いれば信頼性は向上するが、これらの材料はコストの増大、製造工程の複雑化を招くため、信頼性を高めながら製造コストを抑制することが困難であった。そこで、このようなリーク電流を抑制するために、櫛歯状画素電極の枝部の幅を広くしたり、電極どうしの間隔を広くして、画素電極の境界の長さを低減させることが考えられる。

しかしながら、電極幅や電極どうしの間隔によっては電界が作用しない領域が発生して、共通電極側の粒子を引き寄せられないという問題が生じる。これは、画素領域の縁部において顕著となる。つまり、画素領域中央側に位置する枝部の直上に分布する粒子は、前記枝部の両側に配置された他の画素電極の枝部のどちらかの電界の作用によって引き寄せられることになるが、画素領域の周縁部に位置する枝部においては、片側で隣り合う他の画素電極の一つの枝部の電界しか作用しないため、画素領域周縁部に位置する粒子を引き寄せられないという問題が生じる。
意図しない粒子が共通電極側に残ってしまうと表示ムラが生じてしまう。

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、画素電極の境界長さを低減させることで画素電極間に発生するリーク電流を低減しつつ、画素領域の端部でも良好な表示を得ることができる電気泳動表示装置および電子機器を提供することを目的の一つとしている。

本発明の電気泳動表示装置は、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、第１の色の粒子と、第２の色の粒子と、分散媒と、を有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成されかつ互いに独立に駆動される第１電極および第２電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極および前記第２電極の総面積よりも広い第３面積を有する共通電極と、を備え、前記第１電極および前記第２電極は、複数の枝部と前記複数の枝部を連結する幹部とにより平面視櫛歯形状を呈してなり、互いの前記枝部がかみ合うようにして配置され、前記第１電極および前記第２電極における一方向に配列された前記複数の枝部のうち、画素領域縁部に位置する第１の前記枝部がそれ以外の第２の前記枝部よりも細い幅とされ、前記幹部が前記第２の枝部よりも細い幅とされ、前記第１の枝部及び前記幹部の幅が、前記第２の枝部の幅の１／２以下であり、前記画素領域縁部に位置する前記枝部の幅方向中央部分の直上にまで隣り合う異なる電極の前記枝部からの電界が及ぶように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、１画素内における画素電極間の境界長さを低減させることで画素電極間に発生するリーク電流を低減しつつ、画素回路の端部でも良好な表示を得ることができる。

本発明によれば、全ての帯電粒子に対して電界が作用してそれらの移動を制御することができ、意図しない粒子が第２電極側に残ることが防止されて、表示ムラが生じるのを抑制することが可能になる。

前記第１の枝部の幅が、前記第２の枝部の幅の１／２以下であることとしてもよい。
本発明によれば、全ての帯電粒子に対して電界が作用してそれらの移動を制御することができ、意図しない粒子が第２電極側に残ることが防止されて、表示ムラが生じるのを抑制することが可能になる。

前記第１の枝部の幅が、前記第２の枝部の幅の１／３以上であることとしてもよい。
本発明によれば、各枝部どうしの間でリーク電流が発生しない長さであれば、第１の枝部の幅を第２の枝部の幅の１／３以上の長さに設定しても良く、これによって、全ての帯電粒子に対して電界が作用してそれらの移動を制御することができ、意図しない粒子が共通電極側に残ることが防止されて、表示ムラが生じるのを抑制することが可能になる。

また、複数の前記第２の枝部の配置間隔と、前記第１の枝部と当該第１の枝部に隣り合う前記第２の枝部との配置間隔とが等しい構成としてもよい。
本発明によれば、全ての帯電粒子に対して電界が作用してそれらの移動を制御することができ、意図しない粒子が第２電極側に残ることが防止されて、表示ムラが生じるのを抑制することが可能になる。

本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、低消費電力で駆動でき、かつ、表示ムラのない高品位な表示部を備えた電子機器が得られる。

本実施形態の電気泳動表示装置の全体構成を示す等価回路図である。本実施形態の１画素の構成を示す等価回路図である。本実施形態の電気泳動表示装置の１画素の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態の電気泳動表示装置の１画素の概略構成を示す平面図である。図４のＡ−Ａ線に沿う素子基板の部分断面図である。３粒子を用いた電気泳動表示装置の動作原理を示す。本実施形態の電気泳動表装置の電気力線を示す模式図である。電子機器の一例である。一般的な櫛歯形状の画素電極の例を示す平面図である。電極間のリーク電流を示す模式図である。一般的な櫛歯形状の画素電極の電気力線を示す模式図である。電極幅を広くした例を示す平面図である。電極幅を広くした例を示す平面図である。電極間隔を広くした例を示す断面図である。電極間隔を広くした例を示す断面図である。電極幅を広くしすぎた際の電気力線を示す模式図である。電極間隔を広くしすぎた際の電気力線を示す模式図である。表示不良の要因を示す図である。表示部の表示ムラを示す図である。

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。

図１は、本発明の一実施形態である電気泳動表示装置の全体構成を示す等価回路図である。
図１に示すように、電気泳動表示装置１００の表示部５には、複数の画素４０がマトリクス状に配列されている。表示部５の周辺には、走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２が配置されている。走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２は、それぞれコントローラー（不図示）と接続されている。コントローラーは、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２を総合的に制御する。

表示部５には走査線駆動回路６１から延びる複数の走査線６６と、データ線駆動回路６２から延びる複数のデータ線６８とが形成されており、これらの交差位置に対応して画素４０が設けられている。画素４０には、２本の異なるデータ線６８Ａ（第１データ線）およびデータ線６８Ｂ（第２データ線）が接続されている。

走査線駆動回路６１は、複数の走査線６６を介して各々の画素４０に接続されており、コントローラーの制御のもと、各走査線６６を順次選択し、画素４０に設けられた選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２（図２参照）のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線６６を介して供給する。データ線駆動回路６２は、複数のデータ線６８を介して各々の画素４０に接続されており、コントローラーの制御のもと、画素４０の各々に対応する画素データを規定する画像信号を画素４０に供給する。

図２は、電気泳動表示装置における等価回路図である。
図２に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置１００では、１つの画素４０内に２つの選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２および２つの画素電極３５Ａ，３５Ｂが設けられている。各画素４０における画素回路は、電気光学材料としての電気泳動層３２と、この電気泳動層３２に電圧を供給するためのスイッチング動作を行う選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、これら選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２にそれぞれ接続される画素電極３５Ａ，３５Ｂと、共通電極３７とを含んでそれぞれ構成されている。２つの選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２で画素電極３５Ａ，３５Ｂへの印加電圧を独立に制御することでクロストークのない画像表示を行うことができる。

具体的には、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２の各ゲートに走査線６６が接続されており、各ソースにデータ線６８Ａ，６８Ｂが接続され、各ドレインに電気泳動層３２が接続されている。具体的には、データ線６８Ａ，６８Ｂの延在列方向で隣り合う画素４０Ａ，４０Ｂのうち画素４０Ａにおいては、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のそれぞれのゲートにｍ行の走査線６６が接続されている。走査線６６は、画素４０内においては２本の走査線６６Ａ，６６Ｂに分岐されているが表示領域外において１本にまとめられており、同一の電圧が印加される。

そして、選択トランジスタＴＲ１のソースにＮ（Ａ）行のデータ線６８Ａが接続され、ドレインに画素電極３５Ａ（電気泳動層３２）が接続されている。一方、選択トランジスタＴＲ２のソースにＮ（Ｂ）行のデータ線６８Ｂに接続され、ドレインに画素電極３５Ｂ（電気泳動層３２）が接続されている。

図３は、本実施形態の電気泳動表示装置における１画素の概略構成を示す断面図である。なお、ここでは１画素に着目し、電圧無印加状態を示している。
図３に示すように、電気泳動表示装置１００は、素子基板３００（第１基板）と対向基板３１０（第２基板）との間に、３粒子系の電気泳動層３２が設けられた構成を備えている。電気泳動層３２は、透明な分散媒２１（Ｔ）中にプラスに帯電した黒色の正帯電粒子２６（Ｂｋ）、マイナスに帯電した白色の負帯電粒子２７（Ｗ）と、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とが保持されてなる。帯電した粒子（正帯電粒子２６（Ｂｋ）、負帯電粒子２７（Ｗ））は、電気泳動層３２中において電気泳動粒子として振る舞う。観測者は第２基板３１側から表示を観察するものとする。

素子基板３００は、ガラスやプラスチック等からなる第１基板３０を有してなり、画像表示面とは反対側に配置されるため透明でなくてもよい。第１基板３０上には、走査線６６、データ線６８、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２などからなる回路素子層３４（図５）が形成されている。

そして、素子基板３００の電気泳動層３２側、すなわち回路素子層３４（図５）上には画素４０ごとに、平面視で櫛歯形状を呈する一対の画素電極３５Ａ（第１電極）、画素電極３５Ｂ（第２電極）が形成されている。これら画素電極３５Ａと画素電極３５Ｂとはそれぞれ互いに独立して駆動可能となっている。

一方、対向基板３１０はガラスやプラスチック等からなる第２基板３１を有している。この第２基板３１は、画像表示側に配置されるため透明基板とされる。第２基板３１の電気泳動層３２側には複数の画素電極３５Ａ，３５Ｂと対向する平面形状の共通電極３７が形成されており、共通電極３７上に電気泳動層３２が設けられている。共通電極３７は、ＭｇＡｇ、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などから形成された透明電極であって、素子基板３００側の画素電極３５Ａ，３５Ｂの総面積よりも大きい面積を有する。
このような対向基板３１０は、各画素領域を区画する隔壁１３を介して素子基板３００上に対向配置されている。

図４は、素子基板上における１画素の概略構成を示す平面図である。
図４に示すように、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂは、走査線６６Ａ，６６Ｂに沿って延在する幹部３６と、当該幹部３６によって連結された複数の枝部３８とを有してなり、互いの枝部３８が噛み合うようにして配置されている。つまり、画素電極３５Ａの枝部３８の両側に、画素電極３５Ｂの枝部３８が存在する状態となっている。画素電極３５Ａ，３５Ｂの形状を櫛歯形状にすることで、画素電極３５Ａ，３５Ｂ間で粒子が移動しやすいようになっている。

また、本実施形態における画素電極３５Ａ，３５Ｂは、これらにおける一方向に互いに等間隔に配列された複数の枝部３８のうち、画素領域周縁部（画素４０の最外周側）に位置する第１の枝部３８１（第１の枝部）の幅Ｗ１がそれ以外の第２の枝部３８２（第２の枝部）の幅Ｗ２よりも細くなっている。

具体的には、第１の枝部３８１の幅Ｗ１を第２の枝部３８２の幅Ｗ２の２／３の長さ長さとする。

また、画素電極３５Ａ，３５Ｂは同一画素エリア内で重ならないように互いに所定の距離を設けて配置され、各画素電極３５Ａ、３５Ｂの複数の枝部３８，３８同士のピッチ（配置間隔）は互いに等しい。

そして、各画素領域を区画するようにして平面視格子状の隔壁１３が配置され、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂを囲むように枠状を呈している。隔壁１３は、液晶装置の隔壁と同様の材料が用いられ、ここでは感光性のアクリル系の材料が用いられている。あるいは、無機材料、有機材料を用いてもよく、熱硬化型のエポキシ系樹脂を用いても良い。

図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う素子基板の部分断面図である。
素子基板３００の具体的な構成については、図５に示すように、厚さ０．６ｍｍのガラス基板からなる第１基板３０の表面上に厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるゲート電極４１ｅを覆うようにして第１基板３０の表面全体に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜４１ｂが形成され、ゲート電極４１ｅの直上に厚さ５０ｎｍのａ−ＩＧＺＯ（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの酸化物）からなる半導体層４１ａが形成されている。

このゲート絶縁膜４１ｂ上には、厚さ３００ｎｍのＡｌからなるソース電極４１ｃ（データ線６８）およびドレイン電極４１ｄがゲート電極４１ｅおよび半導体層４１ａと一部重なるようにそれぞれ設けられている。ソース電極４１ｃとドレイン電極４１ｄは半導体層４１ａに一部乗り上げるようにして形成されている。

ここで、選択トランジスタＴＲ１（ＴＲ２）としては、一般的なａ−ＳｉＴＦＴ、ポリＳｉＴＦＴ、有機ＴＦＴ、酸化物ＴＦＴ等が使用可能である。構造もトップゲート、ボトムゲート構造共に可能である。

ゲート絶縁膜４１ｂ上には、選択トランジスタＴＲ１（ＴＲ２：不図示）を覆うようにして、厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜４２と、厚さ１μｍの感光性アクリルからなる層間絶縁膜４３とが形成されている。この層間絶縁膜４３は平坦化膜として機能する。なお、層間絶縁膜４２に平坦化膜としての機能を付与することができれば層間絶縁膜４３は必ずしも必要ではなく、省略することができる。層間絶縁膜４３上には、厚さ５０ｎｍのＩＴＯからなる画素電極３５Ａ、画素電極３５Ｂが設けられており、層間絶縁膜４２，４３をそれぞれ貫通して形成されたコンタクトホールＨ１（Ｈ２：不図示）を介してトランジスタＴＲ１（ＴＲ２：不図示）のドレインと接続されている。そして、第１基板３０から画素電極３５Ａ、３５Ｂまでの要素により、素子基板３００が構成される。

図６に、３粒子を用いた電気泳動表示装置の動作原理を示す。
また、各画素電極３５Ａ,３５Ｂに印加される正の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＨ（以下、正の最大値とも称する）、負の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＬ（以下、負の最大値とも称する）とする。
なお、「電極に電圧を印加する」とは、「電極に対して、グランド電位との間で当該電圧を生じさせるような電位を供給する」ことと同義である。

図６（ａ）は黒表示のときの粒子の分布状態を示す。
黒表示にする場合は、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂにそれぞれプラス電圧ＶＨを印加し、共通電極３７にマイナス電圧ＶＬを印加する。すると、この電圧ＶＨに対応する電位と共通電極３７のグランド電位との電位差（電圧）に起因する電界によって、プラスに帯電した正帯電粒子２６（Ｂｋ）が全て共通電極３７側へと移動して、マイナスに帯電した複数の負帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂ上に吸着した状態となる。外部から入射した光は共通電極３７上に分布する正帯電粒子２６（Ｂｋ）にて散乱され、黒色となって共通電極３７側から出光する。

図６（ｂ）は白表示のときの粒子の分布状態を示す。
黒表示から白表示に切り替える場合、図６（ａ）に示した状態から電圧を印加することになる。白表示に切り替えるために、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂにそれぞれマイナス電圧ＶＬを印加し、共通電極３７にプラス電圧ＶＨを印加する。すると、画素電極３５Ｂ上の全ての負帯電粒子２７（Ｗ）が共通電極３７側へと移動して、今度は、正帯電粒子２６（Ｂｋ）が画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂ上に吸着した状態となる。外部から入射した光は共通電極３７上に分布する負帯電粒子２７（Ｗ）にて散乱され、白色となって共通電極３７側から出光する。

図６（ｃ）は赤表示のときの粒子の分布状態を示す。
白表示から赤表示に切り替える場合、図６（ｂ）に示した状態から電圧を印加することになる。赤表示に切り替えるために、画素電極３５Ａにプラス電圧ＶＨを印加し、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬを印加し、共通電極３７には画素電極３５Ａに印加したプラス電圧ＶＨと画素電極３５Ｂに印加したマイナス電圧ＶＬとの中間の電圧ＶＭ（ＶＬ＜ＶＭ＜ＶＨ）を印加する。すると、画素電極３５Ａ上に負帯電粒子２７（Ｗ）が吸着し、画素電極３５Ｂ上に正帯電粒子２６（Ｂｋ）が吸着する。外部から入射した光は分散媒２１（Ｔ）中を浮遊する赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）にて散乱され、赤色となって共通電極３７側から出光する。

なお、共通電極３７側への正帯電粒子２６（Ｂｋ）、負帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲の制御は、画素電極３５Ａ，３５Ａ間の距離や画素電極３５Ａ，３５Ａの大きさ等の設計要因や印加電圧によって可能である。また、上記では各画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加する電圧の大きさで正帯電粒子２６（Ｂｋ）、負帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御したが、電圧の印加時間の長短でも制御することが可能である。

明度の制御は、共通電極３７の外側から電気泳動層３２を見たときに視認される粒子の面積により行なわれる。
ここで、粒子２７（Ｗ）による白表示には、入射光が粒子により複数回散乱されることが必要なため、電気泳動層３２内の３次元的な深さ方向の分布も必要になる。上記した視認される面積とは、粒子の２次元、３次元的分布を含めて実際に視認される実効的な面積をさす。
以上説明したように、正帯電粒子２６（Ｂｋ）、負帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御することによって、各画素における明度の制御が可能である。

ところで、従来より、１画素内において縦方向の電界が均一に生じるよう、平面視櫛歯形状の一対の画素電極３５Ａ，３５Ｂを組み合わせていた。一般的に、平面視櫛歯形状を呈する画素電極３５Ａ，３５Ｂの構成においては、図９に示すように、複数の枝部３８の太さが互いに均一な形状とされている。このような場合、隣接した画素電極３５Ａ，３５Ｂ間で異なる電位を印加した際に電気泳動層３２を介して画素電極３５Ａ，３５Ｂ（各画素電極３５Ａ，３５Ｂの各枝部３８）どうしの間にリーク電流が発生してしまう（図１０）。このリーク電流は、画素電極３５Ａ，３５Ｂ間に流れるため、画素電極３５Ａ，３５Ｂ間の境界の長さが長くなればなるほどリーク電流値が高くなることから、櫛歯形状の画素電極３５Ａ，３５Ｂの場合は高いリーク電流が発生してしまう。

リーク電流が発生することでパネルの消費電流が増大する。また、このリーク電流により、電気泳動層３２と画素電極３５Ａ，３５Ｂとの間において電気化学的反応が生じてイオン性マイグレーションや腐食が発生して、画素電極３５Ａ，３５Ｂの信頼性が損なわれる可能性がある。画素電極３５Ａ，３５Ｂの材料に金、白金などの貴金属を用いれば信頼性は向上するが、これらの材料はコストの増大、製造工程の複雑化を招くため、信頼性を高めながら製造コストを抑制することが困難であった。

図９に示したように一対の櫛歯状の画素電極３５Ａ，３５Ｂを組み合わせた場合には、図１１に示すように、これら画素電極３５Ａ，３５Ｂの枝部３８，３８から発生する縦方向の電界が重なり合っている領域が存在する（相対する電位を印加した枝部３８，３８の上方）。電気泳動層３２内に保持されて共通電極３７側に分布している電気泳動粒子２６（Ｂｋ），２７（Ｗ）を画素電極３５Ａ，３５Ｂ側に移動させるためには、画素電極３５Ａ，３５Ｂのどちらかの電界が作用すればよい。
例えば、画素電極３５Ａの枝部３８上における共通電極３７側に分布している粒子に対しては、当該枝部３８の両側に配置されている画素電極３５Ｂの枝部３８,３８のうちのいずれかの電界が作用することとなる。

このように、電気泳動層３２に保持されている電気泳動粒子２６（Ｂｋ），２７（Ｗ）を画素電極３５Ａ，３５Ｂ側に移動させるためには、どちらかの画素電極３５Ａ，３５Ｂの電界が作用すればいいので、図１２および図１３に示すように画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける各枝部３８の幅を広くしたり、図１４および図１５に示すように櫛歯形状を呈する画素電極３５Ａ，３５Ｂの各枝部３８の数を減らして画素電極３５Ａ，３５Ｂ（枝部３８，３８）どうしの間隔を広くしたりして、画素電極３５Ａ，３５Ｂ間の境界長さを短くする対策をとることで、上述したようなリーク電流の発生を抑制して消費電流を少なくすることができる。

ところが、各画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける全ての枝部３８の幅を広くしすぎると、図１６に示すように枝部３８，３８の中央部において縦方向の電界が作用せず、意図しない粒子が共通電極３７側に残る可能性がある。また、各枝部３８，３８の間隔を広くしすぎた場合も同様である（図１７）。このように、電極幅や画素電極３５Ａ，３５Ｂどうしの間隔によっては電界が作用しない領域が発生して、共通電極３７側の粒子を画素電極３５Ａ，３５Ｂ側へ引き寄せられないという問題が生じる。これは、画素領域の周縁部において顕著となる。つまり、図１８に示すように、画素領域の周縁部に位置する枝部３８においては、片側で隣り合う他の画素電極の一つの枝部３８の電界しか作用しないため、画素領域周縁部に位置する粒子を引き寄せられない確立が高くなる。このような制御できない粒子の存在によって表示ムラが生じてしまう（例えば、図１９）。

そこで、各粒子２６，２７に対して電界が良好に作用する画素電極３５Ａ，３５Ｂの形状および配置にする必要がある。これらを決定する因子としては、電気泳動表示装置１００のセル厚や分散媒２１の導電性が挙げられ、これらによって電界の広がりを調整することができる。具体的には、隣り合う異なる画素電極３５Ａ，３５Ｂどうしにおける、画素領域流縁部に位置する各枝部３８，３８の中央部分の直上にまで電界が及ぶような形状および配置とする。

そこで本実施形態では、図４に示したように、画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける複数の枝部３８，３８のうち、画素領域の中央部に位置する枝部３８２（３８）の太さ（幅）よりも、画素領域の周縁部に位置する最も外側の枝部３８１（３８）の太さ（幅）を細く形成した。具体的には、画素領域の周縁部に配置する枝部３８１（３８）の幅が他の枝部３８２（３８）の幅の２／３の長さとする。

これにより、画素領域の周縁部に位置する枝部３８１の直上にまで、隣り合う異なる画素電極３５Ａ，３５Ｂの枝部３８２からの電界が及ぶことになり、１画素の領域内全てに縦方向の電界を均一に発生させることができる（図７）。図７は、本実施形態の電気泳動表示装置における１画素内での電気力線を示す概念図である。図７に示すように、本実施形態では、各画素電極３５Ａ，３５Ｂの各枝部３８，３８と共通電極３７との間において、電気力線が縦方向（上下方向）および横方向（左右方向）にムラなく発生する。このように、画素電極３５Ａ，３５Ｂの枝部３８，３８の幅（ライン幅）および配置間隔（スペース）を調整するようにする。

これによって、全ての帯電粒子２６，２７に対して電界が作用してそれらの移動を制御することができ、意図しない粒子が共通電極３７側に残ることが防止されて、表示ムラが生じるのを抑制することが可能になる。
したがって、本実施形態の構成によれば、１画素内における画素電極３５Ａ，３５Ｂ間の境界長さを低減させることで画素電極３５Ａ，３５Ｂ間に発生するリーク電流を低減しつつ、画素回路の端部でも良好な表示を得ることができる。

また、本実施形態の構成では、各画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける第１の枝部３８１の幅方向内側の端部が、他の複数の枝部３８２のピッチと一致している。これにより、例えば画素電極３５Ａの第１の枝部３８１の片側で隣り合う画素電極３５Ｂの第２の枝部３８２の電界が前記第１の枝部３８１の直上にまで良好に及ぶことになる。

なお、本実施形態においては、画素領域の周縁部に位置する画素電極３５Ａ，３５Ｂの各枝部３８１の幅Ｗ１を、他の枝部３８２（画素領域の中央に位置する枝部）の幅Ｗ２の２／３の長さとしたが、これ以下でも良く、例えば、第１の枝部３８１の幅Ｗ１を第２の枝部３８２の幅Ｗ２の１／２以下の長さに設定してもよい。

また、画素電極３５Ａ，３５Ｂの各枝部３８，３８どうしの間でリーク電流が発生しない長さであれば、画素電極３５Ａ，３５Ｂの第１の枝部３８１の幅Ｗ１を第２の枝部３８２の幅Ｗ２の１／３以上の長さに設定しても良い。

また、画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける複数の枝部３８を連結する幹部３６の幅についても第２の枝部３８２の幅よりも細い長さに設定してもよい。例えば、各画素電極３５Ａ，３５Ｂにおける幹部３６の幅を第１の枝部３８１の幅と同じ幅に設定することで、画素領域全体にわたってより均一に電界が作用するようなる。

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。

例えば、先の実施形態で述べた隔壁１３は、画素４０を分離する機能と、素子基板３００と対向基板３１０との距離を保つ機能とを有する。この目的を実現する方法は隔壁１３に限らない。例えば白黒表示のようにサブ画素に分ける必要がない場合や、１画素でマルチカラーを行う構造の場合は、柱状のスペーサーを用いて基板間のスペースを確保しても良い。
また、カプセル型の電気泳動材料を用いても良い。

また、選択トランジスタを構成する半導体としては、上記以外の酸化物半導体や、アモルファスＳｉやポリＳｉ、あるいは有機半導体を用いても良い。選択トランジスタはボトムゲートでなくトップゲート構造でも良い。

また、絶縁材料（基板、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜、隔壁）や配線材料は上記に限らない。例えば、絶縁材料として他の無機物やポリイミドのような有機材料を用いても良い。また、画素電極、配線材料として他の金属や有機材料、透明導電体材料シリサイド、導電性ペースト等を用いても良い。

また、層間絶縁膜は塗布法で形成されるので平坦化膜としての機能も兼ねる。

また、画素電極３５Ａ，３５Ｂは金属とＩＴＯの２層構造にしてもよい。

また、先の実施形態では電気泳動材料として白黒赤の３粒子を示したが、その他のサブ画素において白黒青の３粒子、白黒緑の３粒子を用いても良い。これら３粒子のいずれをプラス、マイナス、非帯電の粒子とするかの選択は上記の例に限らない。また、３粒子の色の組み合わせは上記以外でも可能である。例えば白赤シアン、白緑マゼンタ、白青イエローを用いても良い。

またカラーでなく、白黒赤の３粒子系のみで電気光学装置を構成しても良い。この時は白黒表示に加えて赤表示が可能になる。

さらに本発明においてはプラスとマイナスに帯電した粒子を２つの選択トランジスタで制御するのが根幹である。そのため３粒子系でなく、プラスとマイナスに帯電した２粒子とそれを保持する分散媒の組み合わせとして電気泳動材料でも適用可能である。分散媒は着色しても良いし、無色透明でも良く、目的と構成で適宜使い分けられる。

また、各実施形態では液体の分散媒を用いているが、分散媒は気体でもよい。

[電子機器]
次に、上記各実施形態の電気泳動表示装置を電子機器に適用した場合について説明する。
図８は、本発明の電気泳動表示装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。
図８（ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。

図８（ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１１０１を備えている。

図８（ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１２０２を備えている。

例えば電子ブックや電子ペーパーなどは、白地の背景上に文字を繰り返し書き込む用途が想定されるため、消去時残像や経時的残像の解消が必要とされる。
なお、本発明の電気泳動表示装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。

以上の電子ブック１０００、腕時計１１００及び電子ペーパー１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、カラー表示手段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、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。

１３隔壁、２１分散媒、２６正帯電粒子、２７負帯電粒子、２８無帯電粒子、３０第１基板、３１第２基板、３２電気泳動層、３５Ａ画素電極（第１電極）、３５Ｂ画素電極（第１電極）、３６幹部、３７共通電極（第２電極）、３８枝部、４０（４０Ａ、４０Ｂ）画素、Ｗ１第１の枝部の幅、Ｗ２第２の枝部の幅、１００電気泳動表示装置、３００素子基板（第１基板）、３１０対向基板（第２基板）、１０００電子ブック（電子機器）、１１００腕時計（電子機器）、１２００電子ペーパー（電子機器）

Claims

第１基板および第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、第１の色の粒子と、第２の色の粒子と、分散媒と、を有する電気泳動層と、
前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成されかつ互いに独立に駆動される第１電極および第２電極と、
前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極および前記第２電極の総面積よりも広い第３面積を有する共通電極と、を備え、
前記第１電極および前記第２電極は、複数の枝部と前記複数の枝部を連結する幹部とにより平面視櫛歯形状を呈してなり、互いの前記枝部がかみ合うようにして配置され、
前記第１電極および前記第２電極における一方向に配列された前記複数の枝部のうち、画素領域縁部に位置する第１の前記枝部がそれ以外の第２の前記枝部よりも細い幅とされ、
前記幹部が前記第２の枝部よりも細い幅とされ、
前記第１の枝部及び前記幹部の幅が、前記第２の枝部の幅の１／２以下であり、
前記画素領域縁部に位置する前記枝部の幅方向中央部分の直上にまで隣り合う異なる電極の前記枝部からの電界が及ぶように構成されていることを特徴とする電気泳動表示装置。
前記第１の枝部の幅が、前記第２の枝部の幅の１／３以上であ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。
複数の前記第２の枝部の配置間隔と、前記第１の枝部と当該第１の枝部に隣り合う前記第２の枝部との配置間隔とが等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動表示装置。
請求項１から３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。