JP6127378B2 - 電気泳動表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
従来技術に係る電気泳動表示装置には、図9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。
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)。
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。
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。
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。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、第2の電極は第1の面側に突出した第2の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、第1の凸と第2の凸部とに電界を集中させることができる。このため、第1の凸部のみを備えた場合と比較して、効率よく溶媒の対流を発生させることができる。
なお、上述の「第2の凸部」として、後述する実施形態では「凸部11」が例示されている。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、第1の凸部と第2の凸部の少なくとも一方は錘体であり、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。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、第1の凸部と第2の凸部の少なくとも一方は柱体である。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。
上記態様の電気泳動表示装置であれば、第1の凸部と第2の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、効率よく第1の凸部と第2の凸部とに電界を集中させることができる。このため、効率よく溶媒の対流を発生させることができる。
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、前記第1の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。
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、前記第2の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。
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。
(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、共通電極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。
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。
なお、共通電極4は透明電極であればよく、材質及び形状は特に限定されるものではない。例えば、共通電極4の部材として、透明部材であるITOを用いることができる。
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及び共通電極4と接している。
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。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。この隔壁8は、例えば各画素電極2間に形成されている。なお、隔壁8はセル12を形成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。
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と共通電極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。
<2>電気泳動表示装置10の動作
図3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3(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3(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。
なお、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。凸部は、画素電極2または共通電極4の少なくとも一方に備わっていればよい。このため、図4(a)に示すように、例えば基部2a上に凸部9を形成してそれを画素電極2とすると共に、基部4a上に凸部11を形成しそれを共通電極4とした電気泳動表示装置20であってもよい。
図4(a)、(b)に示すように、凸部11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11a)は画素電極2側に突出している。この頂点11a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。なお、本実施形態では、凸部11に電界が集中すればよく、凸部11の材質及び形状は特に限定されるものではない。この凸部11は、例えば凸部9と同じ導電材料で形成されていてもよい。また、凸部11の形状は、凸部9と同様に、例えば図2に示した形状であってもよい。また、基部4a上において凸部11が形成される位置も特に限定されるものではない。ここで、図1の「共通電極4」は、図4(a)の「基部4a」に相当するものである。画素電極2に凸部9を、共通電極4に凸部11をそれぞれ備えていても、上述した電気泳動表示装置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4a上に形成された凸部11は、透明部材で形成されていることが望ましい。透明部材で形成されていないと、凸部11が視認される場合があるからである。
また、頂点11aと頂点9aとの位置は、必ずしも対向している必要はない。図4(a)に示すように、頂点11aと頂点9aとの位置は、対向していなくてもよい。
図5(a)は、共通電極4と画素電極X、Y、Zとの間に電界を印加した当初の様子を示す図である。図5(b)は、共通電極4と画素電極X、Y、Xとの間に電界を印加し、表示の切り替えが終了した様子を示す図である。共通電極4と画素電極X、Y、Xとの間に電界を印加すると、上述したように、電界が印加された領域において上述の溶媒7aの対流が発生し、その結果表示の切り替えが可能となる。
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6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61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。
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8(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。
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。
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、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。
Claims (7)
- 第1の面に第1の電極を有する第1の基板と、
前記第1の基板から視認側に離れて設置されて、前記第1の面に対向する第2の面を有し、前記第2の面に第2の電極を有する第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、を備え、
前記第1の電極は、画素電極であって、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第1の凸部を有し、
前記第2の電極は、前記第1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第2の凸部を有し、
前記第1の凸部と前記第2の凸部の両方は錐体からなり、前記錐体の頂点は前記セルの内側にそれぞれ向けられており、
前記第1の凸部の前記頂点と、前記第2の凸部の前記頂点とは、前記第1の基板側から前記第2の基板側に向かって見て重ならないことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 第1の面に第1の電極を有する第1の基板と、
前記第1の基板から視認側に離れて設置されて、前記第1の面に対向する第2の面を有し、前記第2の面に第2の電極を有する第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、を備え、
前記第1の電極は、画素電極であって、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第1の凸部を有し、
前記第2の電極は、前記第1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第2の凸部を有し、
前記第1の凸部と前記第2の凸部の両方は柱体からなり、前記柱体の底面は前記セルの内側にそれぞれ向けられており、
前記第1の凸部の前記底面と、前記第2の凸部の前記底面とは、前記第1の基板側から前記第2の基板側に向かって見て重ならないことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記第1の凸部と前記第2の凸部は、導電材料で形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気泳動表示装置。
- 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3の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 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、前記第1の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4の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 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、前記第2の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5の何れか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 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を備えることを特徴とする電子機器。
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