電気泳動装置、電子機器
【課題】文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置とその駆動技術を提供すること。
【解決手段】複数の第１電極(111)と、複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極(110)と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層(112)と、を含み、前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部(114)を有し、前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置である。
【解決手段】複数の第１電極(111)と、複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極(110)と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層(112)と、を含み、前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部(114)を有し、前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動装置およびそれを用いた電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙と略同様に扱える程度に薄い表示デバイス（いわゆる電子ペーパー）等を実現可能な技術の一つとして電気泳動装置が注目されている（例えば、特許文献１，２参照）。このような電気泳動装置の中には、タッチペン等を用いて画面上をなぞることにより、画像中に所望の文字、図形等を書き込むことが可能に構成されたものが提案されている。例えば、表示画面上にタッチパネル等の検出手段を設けておくことにより、このような書き込み可能な電気泳動装置が実現される。
【０００３】
しかし、従来の書き込み可能に構成された電気泳動装置においては、液晶装置等において同様に書き込み可能に構成された装置と比較して、書き込みされた文字等の書換速度が遅いことが指摘されていた。具体的には、タッチペンや指等で文字が書き込まれると、圧力や電磁波、超音波等の検出手段によって文字情報が検出され、画像データが生成されることにより表示画像が書き換えられるという処理手順を経る。これらの過程を経るために、文字等が入力されてから、それが表示画像に反映されるまでに処理時間がかかる。このため、ユーザーが書いた文字等がすぐさま画面上には現れずにタイムラグが生じることになり、ユーザーに違和感を生じさせてしまうのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５０２９５０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一態様の電気泳動装置は、複数の第１電極と、前記複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層と、を含み、前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部を有し、前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置である。
【０００７】
かかる構成によれば、第２電極側に電圧を与えることにより、開口部を介して直接的に電気泳動材料層に電圧を印加し、電気泳動粒子を泳動させることができる。すなわち、入力から表示画像への変換までの段階を経ることなく直接的に画像を書き込むことが可能となる。第２電極に電圧を与えて直接的に文字等を書き込むことが可能となることにより、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置が実現される。
【０００８】
好ましくは、前記複数の開口部は、例えば、前記複数の第１電極の各々に同数が設けられていてもよい。
【０００９】
これにより、開口部を介した直接的に書き込まれる文字等の情報をより均質に表示できる効果が期待される。
【００１０】
前記複数の開口部は、それぞれが前記複数の第１電極のいずれかと対向する位置に設けられていることが好ましい。
【００１１】
それにより、開口部を介して書き込んだ画像を消去するのに都合がよい。すなわち、第１電極と対向しない位置に開口部を設けた場合には、その開口部に対応する領域における電気泳動材料層の画像消去が困難となることが考えられるが、そのような不都合が回避される。
【００１２】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記複数の開口部の各々に重畳して配置された複数の第３電極、を更に備えることも好ましい。この場合における複数の第３電極の各々は、前記第２電極とは物理的に分離して設けられる。
【００１３】
このような第３電極を用いることにより、第２電極側に付与した電圧によって電気泳動材料層中の粒子をより効率的に泳動させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記第２電極を覆う絶縁性の保護膜、を更に備えることも好ましい。
【００１５】
それにより、電気泳動装置の信頼性がより向上する。
【００１６】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とに与える電圧を制御する制御手段、を更に備え、前記駆動手段は、所定タイミングにおいて前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とを同電位にすることが好ましい。
【００１７】
それにより、第２電極側に付与した電圧により電気泳動材料層中の粒子をより効率的に泳動させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る電気泳動装置は、一端側から電圧を発生する機能を有する棒状の入力手段、を更に備えることが好ましい。
【００１９】
このような入力手段によれば、各開口部または各第３電極を介した直接的な情報書き込みを容易に実現できる。
【００２０】
上記の入力手段が発生する電圧は、例えば直流電圧であってもよい。また、入力手段が発生する電圧は、例えばノコギリ波状電圧など周期的に電圧値が変動するものであってもよい。
【００２１】
これらによれば、各開口部または各第３電極を介した直接的な情報書き込みを行うために必要な電圧を効率的に電気泳動材料層へ印加できる。
【００２２】
また、本発明に係る電子機器は、上述した電気泳動装置を備える。ここで、「電子機器」は、電気泳動材料による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパー、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、「機器」という概念からはずれるもの、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る電気泳動装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る画素部の構成を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極の構造を模式的に示した平面図である。
【図５】第１の実施形態の電気泳動装置における通常の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。
【図６】第１の実施形態の電気泳動装置において、タッチペンによる直接書き込みを行った際の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極の構造を模式的に示した平面図である。
【図９】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１３】電気泳動装置の駆動方法の好適な一例について説明する波形図である。
【図１４】電気泳動装置の駆動方法の好適な他の例について説明する波形図である。
【図１５】電気泳動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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下に説明するのは本発明を適用した実施形態の１つに過ぎず、本発明の適用範囲は以下の実施形態にのみ限定されるものではない。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の構成を模式的に示す回路図である。本実施形態における電気泳動装置は、マトリクス状に配置された複数の画素部（画素回路）１００を有する。各画素部１００に含まれる電気泳動素子１０５の状態を制御することにより、各画素部１００における外部光の反射率（換言すれば階調）を制御することができる。これにより、外部から視認できる画像が形成される。
【００２６】
図１に基づいて電気泳動装置の構成について更に説明する。本実施形態に係る電気泳動装置は、複数の走査線１０１と、これらの走査線１０１と交差して配置された複数のデータ線１０２と、これらの走査線１０１及びデータ線１０２の各交点に対応付けてそれぞれ配置された画素部１００と、各走査線１０１を介して各画素部１００と接続された走査線ドライバ（走査線駆動回路）１３０と、各データ線１０２を介して各画素部１００と接続されたデータドライバ（データ線駆動回路）１４０と、を備える。
【００２７】
図２は、第１の実施形態に係る画素部１００の構成を示す回路図である。各画素部１００は、それぞれ、スイッチング素子としてのトランジスタ１０３、容量素子１０４、電気泳動素子１０５、を含んで構成されている。トランジスタ１０３は、ゲートに接続された走査線１０１を通じて走査線ドライバ１３０から走査信号の供給を受け、ソースに接続されたデータ線１０２を通じてデータドライバからデータ信号の供給を受ける。このトランジスタ１０３は、例えば有機半導体膜を用いて構成されたもの（有機トランジスタ）である。また。本実施形態におけるトランジスタ１０３はＰチャネル型トランジスタである。容量素子１０４は、一方端子がトランジスタ１０３のドレインと接続され、他方端子が容量線１０６に接続されている。
【００２８】
電気泳動素子１０５は、共通電極１１０と、画素電極１１１と、共通電極１１０及び画素電極１１１の間に設けられた電気泳動層（電気泳動材料層）１１２と、を備える。一方端子としての画素電極（第１電極）１１１がトランジスタ１０３のドレインと接続され、他方端子としての共通電極（第２電極）１１０は図示しない電源回路と接続されている。なお、本実施形態では共通電極１１０と上述した容量線１０６には同電位が与えられる。共通電極１１０は、各画素部１００に対応する各電気泳動素子１０５に渡って形成されており、これらの間で共有される。電気泳動層１１２は、多数の黒色粒子（第１粒子）及び白色粒子（第２粒子）を含有する。本実施形態においては、黒色粒子がマイナス（負）に帯電し、白色粒子がプラス（正）に帯電している。なお、図示の例ではマイクロカプセル型の電気泳動層が示されているが、電気泳動層の実施態様はこれに限定されない。電気泳動層１１２は、例えば隔壁型などの構成態様であってもよい。
【００２９】
図３は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。図３に示すように、共通電極１１０は、画素電極１１１のそれぞれと対向して配置されている。少なくとも、共通電極１１０はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透明導電膜を用いて構成されている。各画素電極１１１は、トランジスタ１０３などの画素回路１００やその他配線等が形成された基板１２０上に設けられている。電気泳動層１１２は、共通電極１１０と各画素電極１１１との相互間に配置されている。本実施形態においては、共通電極１１０の側から視認し得るよう画像形成が行われるものとする。また、共通電極１１０は、離散して配置された複数の開口部１１４を有する。開口部１１４の詳細については更に後述する。
【００３０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る電気泳動装置においては、上述した制御手段としての画素回路１００（主としてトランジスタ１０３）、走査線ドライバ１３０及びデータドライバ１４０によって、共通電極１１０と各画素電極１１１のそれぞれに印加する電圧が制御される。例えば、共通電極１１０に対して画素電極１１１が相対的に低い電位となるように制御された場合には、この画素電極１１１に対応する領域（すなわち画素）を共通電極１１０側から視認した場合の表示が黒状態（暗状態）となる。また、共通電極１１０に対して画素電極１１１が相対的に高い電位となるように制御された場合には、この画素電極１１１に対応する領域（すなわち画素）を共通電極１１０側から視認した場合の表示が白状態（明状態）となる。印加される電圧を例示すると、各画素電極１１１には、高電位（ＨＩ；例えば＋３０Ｖ）または低電位（ＬＯ；例えば０Ｖ）のいずれかが印加され、共通電極１１０には例えば１／２（ＨＩ＋ＬＯ）Ｖの中間電位（例えば＋１５Ｖ）が印加される。
【００３１】
なお、電気泳動層１１２の分散媒や電気泳動粒子などについては、公知技術（例えば特開２００７−２１３０１４号公報参照）を採用して実現可能である。なお、各粒子の色調をどのようにするかは任意であり、本実施形態における黒色と白色の組み合わせは一例に過ぎない。また、少なくとも１種類の電気泳動粒子が含まれていればよい。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極１１０の構造を模式的に示した平面図である。この図４及び上記した図３に示すように、本実施形態の電気泳動装置における共通電極１１０には、複数の開口部（無電極部）１１４が設けられている。これらの開口部１１４を有する共通電極１１０は、フォトリソグラフィ法、印刷法、マスク蒸着法等の公知技術によって電気泳動層１１２上に形成することが可能である。なお、図４では図面が煩雑になるのを避けるため、いくつかの画素電極１１１および開口部１１４にのみ符号を付し、そのほかについては省略している。
【００３３】
図４に示すように、複数の開口部１１４は、それぞれ、画素電極１１１の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている。画素回路ごとの画像表示（例えば明状態であるか暗状態であるか）は、共通電極１１０と画素電極１１１との間の電圧で規定される。このように開口部１１４の面積を限定的に形成することにより、タッチペンによる電圧が印加されないときには、共通電極１１０と画素電極１１１との間に生じる電気力線を開口部１１４の領域にも及ばせることが可能になり、電気泳動粒子を効果的に移動させることが可能となる。また、タッチペンによる電圧が印加されるときには、画素電極１１１の一部の領域、すなわち開口部１１４に後述する電圧を印加して部分的に電気泳動粒子を移動させ、画像表示の一部を文字等で書き換えることが可能になる。また、各開口部１１４は、共通電極１１０の全体に亘って離散的に配置されており、それぞれが何れかの画素電極１１１と対向する位置に設けられている。このように構成することにより、いずれの画素回路に対しても電圧印加が可能となるため画像表示面全体に文字等の書き込みが可能となる。さらに、各開口部１１４は、各画素電極１１１に対して同数ずつ（本例では４つずつ）が対応付けられている。このように構成することにより、いずれの画素についても同様の濃度で文字等が書き込み可能となる。なお、ここで説明した開口部１１４の構成態様は一例であり、これらにのみ限定されるものではない。また、開口部１１４の形状は四角形に限定されない。
【００３４】
図３および図４に示したような複数の開口部１１４を共通電極１１０に設けておくことにより、ユーザーがタッチペン（棒状の入力手段）２００を適宜用いて直接的に文字等を電気泳動層１１２に書き込むことが可能となる。具体的には、タッチペン２００の一端側２０１から比較的に高い電圧（本例ではプラス電圧）を発生させ、このタッチペン２００の一端側２０１を共通電極１１０に近づけ、任意に移動させる。このとき、各開口部１１４を介して電気泳動層１１２に直接的に電圧（プラス電圧）が印加されることになり、マイナスに帯電した黒色粒子を共通電極１１０側へ泳動させることができる。これにより、タッチペン２００が近づいた領域において電気泳動層１１２に直接的に画像書き込みがなされ、当該領域が黒表示となる。すなわち、ユーザーがタッチペン２００によってなぞった文字等に対応する画像が表示される。タッチペン２００の一端側２０１から発生させる電圧については、直流電圧でもよいし周期的に変動するパルス状電圧でもよい。駆動波形の詳細については更に後述する。
【００３５】
より好ましい態様としては、タッチペン２００による書き込みを行う際には、上述した制御手段としての画素回路１００（主としてトランジスタ１０３）、走査線ドライバ１３０及びデータドライバ１４０によって、共通電極１１０と各画素電極１１１のそれぞれの電圧を同じにする（同電位にする）ことが考えられる。それにより、タッチペン２００によって書き込まれる画像がより鮮明になる。なお、厳密に同電位とはならなくてもよい。
【００３６】
図５は、第１の実施形態の電気泳動装置における通常の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。図５に示すように、通常の画像表示においては、各画素電極１１１ごとに表示状態が制御される。例えば図示の例では、２行目の５つの画素電極１１１と、３、４、５行目の各３列目の画素電極１１１と、に対応する領域が黒表示に制御されており、結果としてＴ字状の画像が形成されている。このとき、各開口部１１４においては共通電極１１０との間に電位差を与えられないため、厳密に言えば表示制御が困難とも言える。しかし、上述したように、各開口部１１４の周囲の画素電極１１１と共通電極１１０との間に生じる電気力線は、一般に画素電極１１１の直上の領域よりも膨らんで形成されるため、開口部１１４においても表示制御を実現できる。このため、開口部１１４を設けても実用上差し支えない程度の画像表示が可能である。この意味から、各開口部１１４のサイズについては、例えば一辺が１００μｍ以内（開口部１１４の形状が四角形の場合）とすることが好ましい。
【００３７】
図６は、第１の実施形態の電気泳動装置において、タッチペンによる直接書き込みを行った際の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。図示のように、タッチペン２００による直接書き込みがなされた場合、タッチペン２００の一端側２０１が接近した箇所の開口部１１４において、上記のようにマイナス帯電した黒色粒子が引き寄せられることにより、黒表示に制御される。図示の例では、左上から右下へかけてタッチペン２００によってなぞられ、それに対応した箇所の開口部１１４において黒表示に制御されている。
【００３８】
以上のような第１の実施形態の電気泳動装置によれば、タッチペンのような入力手段を用いて直接的に文字等を書き込むことが可能となる。従って、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置が実現される。本実施形態並びに後述する他の実施形態においては、タッチパネル等の検出手段を別途に設ける必要がないため、従来に比べて構成を非常に簡素化できる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。なお、上記第１の実施形態の電気泳動装置と共通する要素については同符号を用いており、それらについては詳細な説明を省略する。第２の実施形態の電気泳動装置においては、共通電極１１０に設けられた各開口部１１４において、開口部１１４に重畳して配置された独立電極（第３電極）１１５が設けられている点が第１の実施形態と大きく異なっている。
【００４０】
各独立電極１１５は、共通電極１１０とは物理的に分離して形成されており、電気的にも共通電極１１０やその他構成から独立している。各独立電極１１５は、共通電極１１０と同一層に配置されている。各独立電極１１５はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透明導電膜を用いて構成されている。これらの開口部１１４及び独立電極１１５を有する共通電極１１０は、フォトリソグラフィ法、印刷法、マスク蒸着法等の公知技術によって電気泳動層１１２上に形成することが可能である。
【００４１】
図８は、第２の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極１１０の構造を模式的に示した平面図である。なお、図８では図面が煩雑になるのを避けるため、いくつかの画素電極１１１、開口部１１４および独立電極１１５にのみ符号を付し、そのほかについては省略している。図８に示すように、複数の開口部１１４のそれぞれに対応して各独立電極１１５が形成されている。これにより、各独立電極１１５は、共通電極１１０の全体に渡って離散的に配置されている。また、これらの独立電極１１５は、それぞれが何れかの画素電極１１１と対向する位置に設けられている。更に、各独立電極１１５は、各画素電極１１１に対して同数ずつ（本例では４つずつ）が対応付けられている。なお、ここで説明した独立電極１１５の構成態様は一例であり、これらにのみ限定されるものではない。
【００４２】
以上のような、第２の実施形態の電気泳動装置によっても、ユーザーがタッチペン（棒状の入力手段）２００を用いて直接的に文字等を電気泳動層１１２に書き込むことが可能となる。特に、第２の実施形態においては、各独立電極１１５を介在させることにより、タッチペン２００によって発生させた電圧をより効率的に電気泳動層１１２へ与えることが可能となる。それにより、タッチペン２００により書き込まれる画像をより鮮鋭にすることが可能となる。あるいは、タッチペン２００によって発生させる電圧をより低くすることが可能となる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図９乃至図１２は、第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。なお、上記した第１又は第２の実施形態の電気泳動装置と共通する要素については同符号を用いており、それらについては詳細な説明を省略する。第３の実施形態の電気泳動装置においては、共通電極１１０の上側に保護膜が設けられている点が第１又は第２の実施形態と大きく異なっている。以下、詳細に説明する。
【００４４】
図９に示す電気泳動装置は、上記した第１の実施形態に係る電気泳動装置に対して、更に共通電極１１０および各開口部１１４を覆う保護膜１１６が設けられている。図示のように、本例では各開口部１１４にも保護膜１１６が入り込んでいるが、必ずしも保護膜１１６が開口部１１４にまで入り込んでいなくてもよい。また、図１０に示す電気泳動装置は、上記した第２の実施形態に係る電気泳動装置に対して、更に共通電極１１０、各開口部１１４および各独立電極１１５を覆う保護膜１１６が設けられている。このような保護膜１１６を設けることにより電気泳動装置の信頼性が向上する。
【００４５】
ここで、保護膜１１６としては、低誘電率材料を用いることがより好ましい。具体的には、例えば、ポリビニルフェノール又は、フェノール樹脂（別名ノボラック樹脂）、ポリビニルフェノール、ポリスチレン、ポレオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素系樹脂、ポリパラキシリレン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン６６、ポリウレタン等のウレタン系樹脂、エポキシド、ＡＢＳ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸オクチル等のメタクリル酸エステル樹脂、塩化ビニル樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合物、ＳＩＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉｘＮｙＯｚなどが挙げられる。これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
なお、図１１および図１２に示すような態様もとりうる。すなわち、図１１に示す態様の電気泳動装置では、共通電極１１０を覆う保護膜１１６が設けられ、さらにこの保護膜１１６上であって各開口部１１４のいずれかと重畳する位置に各独立電極１１５が設けられている。また、図１２に示す態様の電気泳動装置では、保護膜１１６が電気泳動層１１２上に設けられ、さらにこの保護膜１１６上に共通電極１１０、各開口部１１４および各独立電極１１５が設けられている。
以上のような実施形態の電気泳動装置によれば絶縁層を介せず、独立電極が露出しているので直接タッチペンの先端から電位を与えることが可能なのでより低電圧で単純な直流駆動でも書込が可能となる。
【００４７】
（第４の実施形態）
次に、上記した各実施形態の電気泳動装置に適用して好適な駆動方法の一例について詳細に説明する。
【００４８】
図１３は、電気泳動装置の駆動方法の好適な一例について説明する波形図である。まず、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）に示すように、所定のタイミングにおいて、各トランジスタ１０３のゲート電位（ＧＡＴＥ１，２，・・・ｎ−１、ｎ）をすべて低電圧とすることにより、ｐチャネル型トランジスタである各トランジスタ１０３をすべてオン状態とする。具体的には、例えば図示しない操作ボタンが押下されたことに対応して各トランジスタ１０３のゲート電位を低電位としてもよい。あるいは、図示しない検出手段を設けておき、タッチペン２００の一端側２０１が電気泳動装置に触れたことを検出し、これに対応して各トランジスタ１０３のゲート電位を低電位としてもよい。
【００４９】
各トランジスタ１０３がオン状態となったのに合わせて、図１３（Ｅ）に示すように各トランジスタ１０３を介して各画素電極１１１に与えられる電圧（ＤＡＴＡ[０−ｎ]）をすべて低電位に制御し、かつ図１３（Ｆ）に示すように共通電極１１０の電圧（ＣＯＭ）も低電位に制御する。すなわち、共通電極１１０と各画素電極１１１とを同電位にする。そして、図１３（Ｇ）に示すように一端側２０１から発生する電圧（ＰＥＮ）が高電位となっているタッチペン２００を電気泳動装置の共通電極１１０側に近づける。それにより、タッチペン２００による直接書き込みが実現される。この図１３に示す態様の駆動方法は、上記何れの態様の電気泳動装置においても適用可能であるが、独立電極１１５を設ける態様の電気泳動装置（図７、図１０、図１１、図１２参照）に適用すると特に効果的である。
【００５０】
図１４は、電気泳動装置の駆動方法の好適な他の例について説明する波形図である。上記と同様に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示すように、所定のタイミングにおいて、各トランジスタ１０３のゲート電位（ＧＡＴＥ１，２，・・・ｎ−１、ｎ）をすべて低電圧とすることにより各トランジスタ１０３をすべてオン状態とする。また、これに合わせて図１４（Ｅ）に示すように各画素電極１１１に与えられる電圧（ＤＡＴＡ[０−ｎ]）をすべて低電位に制御し、かつ図１４（Ｆ）に示すように共通電極１１０の電圧（ＣＯＭ）も低電位に制御する。すなわち、共通電極１１０と各画素電極１１１とを同電位にする。そして、図１４（Ｇ）に示すように一端側２０１から発生する電圧（ＰＥＮ）が高電位となっているタッチペン２００を電気泳動装置の共通電極１１０側に近づける。本例では、タッチペン２００の一端側２０１の電圧（ＰＥＮ）がノコギリ波状電圧となっている。このような方式によっても、タッチペン２００による直接書き込みが実現される。この図１４に示す態様の駆動方法は、上記何れの態様の電気泳動装置においても適用可能であるが、開口部１１４に独立電極１１５が設けられない態様の電気泳動装置（図３、図９参照）に適用すると特に効果的である。
【００５１】
（第５の実施形態）
図１５は、電気泳動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１５（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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図１５（Ｂ）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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、電気泳動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。例えば、上記のような装置の他、電気泳動フィルムが貼り合わせられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも該当する。本実施形態によれば、文字等の情報を直接的に書き込む動作を高速に実行可能な電子機器を実現することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００…画素部（画素回路）、１０１…走査線、１０２…データ線、１０３…トランジスタ、１０４…容量素子、１０５…電気泳動素子、１０６…容量線、１１０…共通電極（第２電極）、１１１…画素電極（第１電極）、１１２…電気泳動層（電気泳動材料層）、１１４…開口部（無電極部）、１１５…独立電極（第３電極）、１１６…保護層、１３０…走査ドライバ（走査線駆動回路）、１４０…データドライバ（データ線駆動回路）、２００…タッチペン（棒状の入力手段）、２０１…タッチペンの一端側
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動装置およびそれを用いた電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙と略同様に扱える程度に薄い表示デバイス（いわゆる電子ペーパー）等を実現可能な技術の一つとして電気泳動装置が注目されている（例えば、特許文献１，２参照）。このような電気泳動装置の中には、タッチペン等を用いて画面上をなぞることにより、画像中に所望の文字、図形等を書き込むことが可能に構成されたものが提案されている。例えば、表示画面上にタッチパネル等の検出手段を設けておくことにより、このような書き込み可能な電気泳動装置が実現される。
【０００３】
しかし、従来の書き込み可能に構成された電気泳動装置においては、液晶装置等において同様に書き込み可能に構成された装置と比較して、書き込みされた文字等の書換速度が遅いことが指摘されていた。具体的には、タッチペンや指等で文字が書き込まれると、圧力や電磁波、超音波等の検出手段によって文字情報が検出され、画像データが生成されることにより表示画像が書き換えられるという処理手順を経る。これらの過程を経るために、文字等が入力されてから、それが表示画像に反映されるまでに処理時間がかかる。このため、ユーザーが書いた文字等がすぐさま画面上には現れずにタイムラグが生じることになり、ユーザーに違和感を生じさせてしまうのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５０２９５０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一態様の電気泳動装置は、複数の第１電極と、前記複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層と、を含み、前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部を有し、前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置である。
【０００７】
かかる構成によれば、第２電極側に電圧を与えることにより、開口部を介して直接的に電気泳動材料層に電圧を印加し、電気泳動粒子を泳動させることができる。すなわち、入力から表示画像への変換までの段階を経ることなく直接的に画像を書き込むことが可能となる。第２電極に電圧を与えて直接的に文字等を書き込むことが可能となることにより、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置が実現される。
【０００８】
好ましくは、前記複数の開口部は、例えば、前記複数の第１電極の各々に同数が設けられていてもよい。
【０００９】
これにより、開口部を介した直接的に書き込まれる文字等の情報をより均質に表示できる効果が期待される。
【００１０】
前記複数の開口部は、それぞれが前記複数の第１電極のいずれかと対向する位置に設けられていることが好ましい。
【００１１】
それにより、開口部を介して書き込んだ画像を消去するのに都合がよい。すなわち、第１電極と対向しない位置に開口部を設けた場合には、その開口部に対応する領域における電気泳動材料層の画像消去が困難となることが考えられるが、そのような不都合が回避される。
【００１２】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記複数の開口部の各々に重畳して配置された複数の第３電極、を更に備えることも好ましい。この場合における複数の第３電極の各々は、前記第２電極とは物理的に分離して設けられる。
【００１３】
このような第３電極を用いることにより、第２電極側に付与した電圧によって電気泳動材料層中の粒子をより効率的に泳動させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記第２電極を覆う絶縁性の保護膜、を更に備えることも好ましい。
【００１５】
それにより、電気泳動装置の信頼性がより向上する。
【００１６】
また、本発明に係る電気泳動装置は、前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とに与える電圧を制御する制御手段、を更に備え、前記駆動手段は、所定タイミングにおいて前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とを同電位にすることが好ましい。
【００１７】
それにより、第２電極側に付与した電圧により電気泳動材料層中の粒子をより効率的に泳動させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る電気泳動装置は、一端側から電圧を発生する機能を有する棒状の入力手段、を更に備えることが好ましい。
【００１９】
このような入力手段によれば、各開口部または各第３電極を介した直接的な情報書き込みを容易に実現できる。
【００２０】
上記の入力手段が発生する電圧は、例えば直流電圧であってもよい。また、入力手段が発生する電圧は、例えばノコギリ波状電圧など周期的に電圧値が変動するものであってもよい。
【００２１】
これらによれば、各開口部または各第３電極を介した直接的な情報書き込みを行うために必要な電圧を効率的に電気泳動材料層へ印加できる。
【００２２】
また、本発明に係る電子機器は、上述した電気泳動装置を備える。ここで、「電子機器」は、電気泳動材料による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパー、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、「機器」という概念からはずれるもの、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る電気泳動装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る画素部の構成を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極の構造を模式的に示した平面図である。
【図５】第１の実施形態の電気泳動装置における通常の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。
【図６】第１の実施形態の電気泳動装置において、タッチペンによる直接書き込みを行った際の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極の構造を模式的に示した平面図である。
【図９】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。
【図１３】電気泳動装置の駆動方法の好適な一例について説明する波形図である。
【図１４】電気泳動装置の駆動方法の好適な他の例について説明する波形図である。
【図１５】電気泳動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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下に説明するのは本発明を適用した実施形態の１つに過ぎず、本発明の適用範囲は以下の実施形態にのみ限定されるものではない。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の構成を模式的に示す回路図である。本実施形態における電気泳動装置は、マトリクス状に配置された複数の画素部（画素回路）１００を有する。各画素部１００に含まれる電気泳動素子１０５の状態を制御することにより、各画素部１００における外部光の反射率（換言すれば階調）を制御することができる。これにより、外部から視認できる画像が形成される。
【００２６】
図１に基づいて電気泳動装置の構成について更に説明する。本実施形態に係る電気泳動装置は、複数の走査線１０１と、これらの走査線１０１と交差して配置された複数のデータ線１０２と、これらの走査線１０１及びデータ線１０２の各交点に対応付けてそれぞれ配置された画素部１００と、各走査線１０１を介して各画素部１００と接続された走査線ドライバ（走査線駆動回路）１３０と、各データ線１０２を介して各画素部１００と接続されたデータドライバ（データ線駆動回路）１４０と、を備える。
【００２７】
図２は、第１の実施形態に係る画素部１００の構成を示す回路図である。各画素部１００は、それぞれ、スイッチング素子としてのトランジスタ１０３、容量素子１０４、電気泳動素子１０５、を含んで構成されている。トランジスタ１０３は、ゲートに接続された走査線１０１を通じて走査線ドライバ１３０から走査信号の供給を受け、ソースに接続されたデータ線１０２を通じてデータドライバからデータ信号の供給を受ける。このトランジスタ１０３は、例えば有機半導体膜を用いて構成されたもの（有機トランジスタ）である。また。本実施形態におけるトランジスタ１０３はＰチャネル型トランジスタである。容量素子１０４は、一方端子がトランジスタ１０３のドレインと接続され、他方端子が容量線１０６に接続されている。
【００２８】
電気泳動素子１０５は、共通電極１１０と、画素電極１１１と、共通電極１１０及び画素電極１１１の間に設けられた電気泳動層（電気泳動材料層）１１２と、を備える。一方端子としての画素電極（第１電極）１１１がトランジスタ１０３のドレインと接続され、他方端子としての共通電極（第２電極）１１０は図示しない電源回路と接続されている。なお、本実施形態では共通電極１１０と上述した容量線１０６には同電位が与えられる。共通電極１１０は、各画素部１００に対応する各電気泳動素子１０５に渡って形成されており、これらの間で共有される。電気泳動層１１２は、多数の黒色粒子（第１粒子）及び白色粒子（第２粒子）を含有する。本実施形態においては、黒色粒子がマイナス（負）に帯電し、白色粒子がプラス（正）に帯電している。なお、図示の例ではマイクロカプセル型の電気泳動層が示されているが、電気泳動層の実施態様はこれに限定されない。電気泳動層１１２は、例えば隔壁型などの構成態様であってもよい。
【００２９】
図３は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。図３に示すように、共通電極１１０は、画素電極１１１のそれぞれと対向して配置されている。少なくとも、共通電極１１０はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透明導電膜を用いて構成されている。各画素電極１１１は、トランジスタ１０３などの画素回路１００やその他配線等が形成された基板１２０上に設けられている。電気泳動層１１２は、共通電極１１０と各画素電極１１１との相互間に配置されている。本実施形態においては、共通電極１１０の側から視認し得るよう画像形成が行われるものとする。また、共通電極１１０は、離散して配置された複数の開口部１１４を有する。開口部１１４の詳細については更に後述する。
【００３０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る電気泳動装置においては、上述した制御手段としての画素回路１００（主としてトランジスタ１０３）、走査線ドライバ１３０及びデータドライバ１４０によって、共通電極１１０と各画素電極１１１のそれぞれに印加する電圧が制御される。例えば、共通電極１１０に対して画素電極１１１が相対的に低い電位となるように制御された場合には、この画素電極１１１に対応する領域（すなわち画素）を共通電極１１０側から視認した場合の表示が黒状態（暗状態）となる。また、共通電極１１０に対して画素電極１１１が相対的に高い電位となるように制御された場合には、この画素電極１１１に対応する領域（すなわち画素）を共通電極１１０側から視認した場合の表示が白状態（明状態）となる。印加される電圧を例示すると、各画素電極１１１には、高電位（ＨＩ；例えば＋３０Ｖ）または低電位（ＬＯ；例えば０Ｖ）のいずれかが印加され、共通電極１１０には例えば１／２（ＨＩ＋ＬＯ）Ｖの中間電位（例えば＋１５Ｖ）が印加される。
【００３１】
なお、電気泳動層１１２の分散媒や電気泳動粒子などについては、公知技術（例えば特開２００７−２１３０１４号公報参照）を採用して実現可能である。なお、各粒子の色調をどのようにするかは任意であり、本実施形態における黒色と白色の組み合わせは一例に過ぎない。また、少なくとも１種類の電気泳動粒子が含まれていればよい。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極１１０の構造を模式的に示した平面図である。この図４及び上記した図３に示すように、本実施形態の電気泳動装置における共通電極１１０には、複数の開口部（無電極部）１１４が設けられている。これらの開口部１１４を有する共通電極１１０は、フォトリソグラフィ法、印刷法、マスク蒸着法等の公知技術によって電気泳動層１１２上に形成することが可能である。なお、図４では図面が煩雑になるのを避けるため、いくつかの画素電極１１１および開口部１１４にのみ符号を付し、そのほかについては省略している。
【００３３】
図４に示すように、複数の開口部１１４は、それぞれ、画素電極１１１の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている。画素回路ごとの画像表示（例えば明状態であるか暗状態であるか）は、共通電極１１０と画素電極１１１との間の電圧で規定される。このように開口部１１４の面積を限定的に形成することにより、タッチペンによる電圧が印加されないときには、共通電極１１０と画素電極１１１との間に生じる電気力線を開口部１１４の領域にも及ばせることが可能になり、電気泳動粒子を効果的に移動させることが可能となる。また、タッチペンによる電圧が印加されるときには、画素電極１１１の一部の領域、すなわち開口部１１４に後述する電圧を印加して部分的に電気泳動粒子を移動させ、画像表示の一部を文字等で書き換えることが可能になる。また、各開口部１１４は、共通電極１１０の全体に亘って離散的に配置されており、それぞれが何れかの画素電極１１１と対向する位置に設けられている。このように構成することにより、いずれの画素回路に対しても電圧印加が可能となるため画像表示面全体に文字等の書き込みが可能となる。さらに、各開口部１１４は、各画素電極１１１に対して同数ずつ（本例では４つずつ）が対応付けられている。このように構成することにより、いずれの画素についても同様の濃度で文字等が書き込み可能となる。なお、ここで説明した開口部１１４の構成態様は一例であり、これらにのみ限定されるものではない。また、開口部１１４の形状は四角形に限定されない。
【００３４】
図３および図４に示したような複数の開口部１１４を共通電極１１０に設けておくことにより、ユーザーがタッチペン（棒状の入力手段）２００を適宜用いて直接的に文字等を電気泳動層１１２に書き込むことが可能となる。具体的には、タッチペン２００の一端側２０１から比較的に高い電圧（本例ではプラス電圧）を発生させ、このタッチペン２００の一端側２０１を共通電極１１０に近づけ、任意に移動させる。このとき、各開口部１１４を介して電気泳動層１１２に直接的に電圧（プラス電圧）が印加されることになり、マイナスに帯電した黒色粒子を共通電極１１０側へ泳動させることができる。これにより、タッチペン２００が近づいた領域において電気泳動層１１２に直接的に画像書き込みがなされ、当該領域が黒表示となる。すなわち、ユーザーがタッチペン２００によってなぞった文字等に対応する画像が表示される。タッチペン２００の一端側２０１から発生させる電圧については、直流電圧でもよいし周期的に変動するパルス状電圧でもよい。駆動波形の詳細については更に後述する。
【００３５】
より好ましい態様としては、タッチペン２００による書き込みを行う際には、上述した制御手段としての画素回路１００（主としてトランジスタ１０３）、走査線ドライバ１３０及びデータドライバ１４０によって、共通電極１１０と各画素電極１１１のそれぞれの電圧を同じにする（同電位にする）ことが考えられる。それにより、タッチペン２００によって書き込まれる画像がより鮮明になる。なお、厳密に同電位とはならなくてもよい。
【００３６】
図５は、第１の実施形態の電気泳動装置における通常の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。図５に示すように、通常の画像表示においては、各画素電極１１１ごとに表示状態が制御される。例えば図示の例では、２行目の５つの画素電極１１１と、３、４、５行目の各３列目の画素電極１１１と、に対応する領域が黒表示に制御されており、結果としてＴ字状の画像が形成されている。このとき、各開口部１１４においては共通電極１１０との間に電位差を与えられないため、厳密に言えば表示制御が困難とも言える。しかし、上述したように、各開口部１１４の周囲の画素電極１１１と共通電極１１０との間に生じる電気力線は、一般に画素電極１１１の直上の領域よりも膨らんで形成されるため、開口部１１４においても表示制御を実現できる。このため、開口部１１４を設けても実用上差し支えない程度の画像表示が可能である。この意味から、各開口部１１４のサイズについては、例えば一辺が１００μｍ以内（開口部１１４の形状が四角形の場合）とすることが好ましい。
【００３７】
図６は、第１の実施形態の電気泳動装置において、タッチペンによる直接書き込みを行った際の画像表示状態の一例を模式的に示した平面図である。図示のように、タッチペン２００による直接書き込みがなされた場合、タッチペン２００の一端側２０１が接近した箇所の開口部１１４において、上記のようにマイナス帯電した黒色粒子が引き寄せられることにより、黒表示に制御される。図示の例では、左上から右下へかけてタッチペン２００によってなぞられ、それに対応した箇所の開口部１１４において黒表示に制御されている。
【００３８】
以上のような第１の実施形態の電気泳動装置によれば、タッチペンのような入力手段を用いて直接的に文字等を書き込むことが可能となる。従って、文字等の入力をより高速に表示画像へ反映させることが可能な電気泳動装置が実現される。本実施形態並びに後述する他の実施形態においては、タッチパネル等の検出手段を別途に設ける必要がないため、従来に比べて構成を非常に簡素化できる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。なお、上記第１の実施形態の電気泳動装置と共通する要素については同符号を用いており、それらについては詳細な説明を省略する。第２の実施形態の電気泳動装置においては、共通電極１１０に設けられた各開口部１１４において、開口部１１４に重畳して配置された独立電極（第３電極）１１５が設けられている点が第１の実施形態と大きく異なっている。
【００４０】
各独立電極１１５は、共通電極１１０とは物理的に分離して形成されており、電気的にも共通電極１１０やその他構成から独立している。各独立電極１１５は、共通電極１１０と同一層に配置されている。各独立電極１１５はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透明導電膜を用いて構成されている。これらの開口部１１４及び独立電極１１５を有する共通電極１１０は、フォトリソグラフィ法、印刷法、マスク蒸着法等の公知技術によって電気泳動層１１２上に形成することが可能である。
【００４１】
図８は、第２の実施形態に係る電気泳動装置の共通電極１１０の構造を模式的に示した平面図である。なお、図８では図面が煩雑になるのを避けるため、いくつかの画素電極１１１、開口部１１４および独立電極１１５にのみ符号を付し、そのほかについては省略している。図８に示すように、複数の開口部１１４のそれぞれに対応して各独立電極１１５が形成されている。これにより、各独立電極１１５は、共通電極１１０の全体に渡って離散的に配置されている。また、これらの独立電極１１５は、それぞれが何れかの画素電極１１１と対向する位置に設けられている。更に、各独立電極１１５は、各画素電極１１１に対して同数ずつ（本例では４つずつ）が対応付けられている。なお、ここで説明した独立電極１１５の構成態様は一例であり、これらにのみ限定されるものではない。
【００４２】
以上のような、第２の実施形態の電気泳動装置によっても、ユーザーがタッチペン（棒状の入力手段）２００を用いて直接的に文字等を電気泳動層１１２に書き込むことが可能となる。特に、第２の実施形態においては、各独立電極１１５を介在させることにより、タッチペン２００によって発生させた電圧をより効率的に電気泳動層１１２へ与えることが可能となる。それにより、タッチペン２００により書き込まれる画像をより鮮鋭にすることが可能となる。あるいは、タッチペン２００によって発生させる電圧をより低くすることが可能となる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図９乃至図１２は、第３の実施形態に係る電気泳動装置の断面を模式的に示した断面図である。なお、上記した第１又は第２の実施形態の電気泳動装置と共通する要素については同符号を用いており、それらについては詳細な説明を省略する。第３の実施形態の電気泳動装置においては、共通電極１１０の上側に保護膜が設けられている点が第１又は第２の実施形態と大きく異なっている。以下、詳細に説明する。
【００４４】
図９に示す電気泳動装置は、上記した第１の実施形態に係る電気泳動装置に対して、更に共通電極１１０および各開口部１１４を覆う保護膜１１６が設けられている。図示のように、本例では各開口部１１４にも保護膜１１６が入り込んでいるが、必ずしも保護膜１１６が開口部１１４にまで入り込んでいなくてもよい。また、図１０に示す電気泳動装置は、上記した第２の実施形態に係る電気泳動装置に対して、更に共通電極１１０、各開口部１１４および各独立電極１１５を覆う保護膜１１６が設けられている。このような保護膜１１６を設けることにより電気泳動装置の信頼性が向上する。
【００４５】
ここで、保護膜１１６としては、低誘電率材料を用いることがより好ましい。具体的には、例えば、ポリビニルフェノール又は、フェノール樹脂（別名ノボラック樹脂）、ポリビニルフェノール、ポリスチレン、ポレオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素系樹脂、ポリパラキシリレン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン６６、ポリウレタン等のウレタン系樹脂、エポキシド、ＡＢＳ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸オクチル等のメタクリル酸エステル樹脂、塩化ビニル樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合物、ＳＩＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉｘＮｙＯｚなどが挙げられる。これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
なお、図１１および図１２に示すような態様もとりうる。すなわち、図１１に示す態様の電気泳動装置では、共通電極１１０を覆う保護膜１１６が設けられ、さらにこの保護膜１１６上であって各開口部１１４のいずれかと重畳する位置に各独立電極１１５が設けられている。また、図１２に示す態様の電気泳動装置では、保護膜１１６が電気泳動層１１２上に設けられ、さらにこの保護膜１１６上に共通電極１１０、各開口部１１４および各独立電極１１５が設けられている。
以上のような実施形態の電気泳動装置によれば絶縁層を介せず、独立電極が露出しているので直接タッチペンの先端から電位を与えることが可能なのでより低電圧で単純な直流駆動でも書込が可能となる。
【００４７】
（第４の実施形態）
次に、上記した各実施形態の電気泳動装置に適用して好適な駆動方法の一例について詳細に説明する。
【００４８】
図１３は、電気泳動装置の駆動方法の好適な一例について説明する波形図である。まず、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）に示すように、所定のタイミングにおいて、各トランジスタ１０３のゲート電位（ＧＡＴＥ１，２，・・・ｎ−１、ｎ）をすべて低電圧とすることにより、ｐチャネル型トランジスタである各トランジスタ１０３をすべてオン状態とする。具体的には、例えば図示しない操作ボタンが押下されたことに対応して各トランジスタ１０３のゲート電位を低電位としてもよい。あるいは、図示しない検出手段を設けておき、タッチペン２００の一端側２０１が電気泳動装置に触れたことを検出し、これに対応して各トランジスタ１０３のゲート電位を低電位としてもよい。
【００４９】
各トランジスタ１０３がオン状態となったのに合わせて、図１３（Ｅ）に示すように各トランジスタ１０３を介して各画素電極１１１に与えられる電圧（ＤＡＴＡ[０−ｎ]）をすべて低電位に制御し、かつ図１３（Ｆ）に示すように共通電極１１０の電圧（ＣＯＭ）も低電位に制御する。すなわち、共通電極１１０と各画素電極１１１とを同電位にする。そして、図１３（Ｇ）に示すように一端側２０１から発生する電圧（ＰＥＮ）が高電位となっているタッチペン２００を電気泳動装置の共通電極１１０側に近づける。それにより、タッチペン２００による直接書き込みが実現される。この図１３に示す態様の駆動方法は、上記何れの態様の電気泳動装置においても適用可能であるが、独立電極１１５を設ける態様の電気泳動装置（図７、図１０、図１１、図１２参照）に適用すると特に効果的である。
【００５０】
図１４は、電気泳動装置の駆動方法の好適な他の例について説明する波形図である。上記と同様に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示すように、所定のタイミングにおいて、各トランジスタ１０３のゲート電位（ＧＡＴＥ１，２，・・・ｎ−１、ｎ）をすべて低電圧とすることにより各トランジスタ１０３をすべてオン状態とする。また、これに合わせて図１４（Ｅ）に示すように各画素電極１１１に与えられる電圧（ＤＡＴＡ[０−ｎ]）をすべて低電位に制御し、かつ図１４（Ｆ）に示すように共通電極１１０の電圧（ＣＯＭ）も低電位に制御する。すなわち、共通電極１１０と各画素電極１１１とを同電位にする。そして、図１４（Ｇ）に示すように一端側２０１から発生する電圧（ＰＥＮ）が高電位となっているタッチペン２００を電気泳動装置の共通電極１１０側に近づける。本例では、タッチペン２００の一端側２０１の電圧（ＰＥＮ）がノコギリ波状電圧となっている。このような方式によっても、タッチペン２００による直接書き込みが実現される。この図１４に示す態様の駆動方法は、上記何れの態様の電気泳動装置においても適用可能であるが、開口部１１４に独立電極１１５が設けられない態様の電気泳動装置（図３、図９参照）に適用すると特に効果的である。
【００５１】
（第５の実施形態）
図１５は、電気泳動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１５（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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図１５（Ｂ）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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、電気泳動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。例えば、上記のような装置の他、電気泳動フィルムが貼り合わせられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも該当する。本実施形態によれば、文字等の情報を直接的に書き込む動作を高速に実行可能な電子機器を実現することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００…画素部（画素回路）、１０１…走査線、１０２…データ線、１０３…トランジスタ、１０４…容量素子、１０５…電気泳動素子、１０６…容量線、１１０…共通電極（第２電極）、１１１…画素電極（第１電極）、１１２…電気泳動層（電気泳動材料層）、１１４…開口部（無電極部）、１１５…独立電極（第３電極）、１１６…保護層、１３０…走査ドライバ（走査線駆動回路）、１４０…データドライバ（データ線駆動回路）、２００…タッチペン（棒状の入力手段）、２０１…タッチペンの一端側
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１電極と、
前記複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極と、
前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層と、
を含み、
前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部を有し、
前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置。
【請求項２】
前記複数の開口部は、前記複数の第１電極の各々に同数が設けられている、請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
前記複数の開口部は、それぞれが前記複数の第１電極のいずれかと対向する位置に設けられている、請求項１又は２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
前記複数の開口部の各々に重畳して配置された複数の第３電極、を更に備え、
前記複数の第３電極の各々は前記第２電極とは物理的に分離して設けられている、請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
前記第２電極を覆う絶縁性の保護膜、を更に備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とに与える電圧を制御する制御手段、を更に備え、
前記駆動手段は、所定タイミングにおいて前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とを同電位にする、請求項５に記載の電気泳動装置。
【請求項７】
一端側から電圧を発生する機能を有する棒状の入力手段、を更に備える、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項８】
前記入力手段が発生する前記電圧が直流電圧である、請求項７に記載の電気泳動装置。
【請求項９】
前記入力手段が発生する前記電圧がノコギリ波状電圧である、請求項７に記載の電気泳動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電気泳動装置を備える電子機器。
【請求項１】
複数の第１電極と、
前記複数の第１電極の各々と対向して配置された第２電極と、
前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気泳動材料層と、
を含み、
前記第２電極は、離散して配置された複数の開口部を有し、
前記複数の開口部の各々は、前記複数の第１電極の各々よりも平面視における面積が小さく設けられている、電気泳動装置。
【請求項２】
前記複数の開口部は、前記複数の第１電極の各々に同数が設けられている、請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
前記複数の開口部は、それぞれが前記複数の第１電極のいずれかと対向する位置に設けられている、請求項１又は２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
前記複数の開口部の各々に重畳して配置された複数の第３電極、を更に備え、
前記複数の第３電極の各々は前記第２電極とは物理的に分離して設けられている、請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
前記第２電極を覆う絶縁性の保護膜、を更に備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とに与える電圧を制御する制御手段、を更に備え、
前記駆動手段は、所定タイミングにおいて前記複数の第１電極の各々と前記第２電極とを同電位にする、請求項５に記載の電気泳動装置。
【請求項７】
一端側から電圧を発生する機能を有する棒状の入力手段、を更に備える、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項８】
前記入力手段が発生する前記電圧が直流電圧である、請求項７に記載の電気泳動装置。
【請求項９】
前記入力手段が発生する前記電圧がノコギリ波状電圧である、請求項７に記載の電気泳動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電気泳動装置を備える電子機器。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２１１０３７（Ｐ２０１０−２１１０３７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８１３４（Ｐ２００９−５８１３４）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]