JP2011069935A - 表示素子および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素領域対向部の付着力と画素領域非対向部の付着力とが異ならない構成と比して、表示画像の端部における鮮明度の向上が図られた表示素子および表示装置を提供する。
【解決手段】 複数の画素電極が表示面に沿う方向に二次元的に配列するように設けられた第１の基板；第１の基板と対向してなり、透明な共通電極が表示面に沿う方向に設けられてなり、該第１の基板からみて画素電極が設けられた領域と対向した画素電極対向領域の付着力と、該第１の基板からみて該画素電極が設けられていない領域と対向した画素電極非対向領域の付着力とが異なる透明な第２の基板；および、第１の基板と第２の基板との間に挟まれてなり、着色された帯電粒子と分散媒とを有する表示層；を備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、表示素子および表示装置に関する。

従来より、絶縁性着色液体中に分散された着色粒子を電気泳動させて画像を表示する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２５９１０２号公報

本発明は、画素領域対向部の付着力と画素領域非対向部の付着力とが異ならない構成と比して、表示画像の端部における鮮明度の向上が図られた表示素子および表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る表示素子は、
複数の画素電極が表示面に沿う方向に二次元的に配列するように設けられた第１の基板；
上記第１の基板と対向してなり、透明な共通電極が表示面に沿う方向に設けられてなり、この第１の基板からみて上記画素電極が設けられた領域と対向した画素電極対向領域の付着力と、この第１の基板からみてこの画素電極が設けられていない領域と対向した画素電極非対向領域の付着力とが異なる透明な第２の基板；および
上記第１の基板と上記第２の基板との間に挟まれてなり、着色された帯電粒子と分散媒とを有する表示層；を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る表示素子は、
上記画素電極対向領域の付着力が、上記画素電極非対向領域の付着力よりも高いことを特徴とする。

請求項３に係る表示素子は、
上記画素電極対向領域の付着力が、上記画素電極非対向領域の付着力よりも低いことを特徴とする。

請求項４に係る表示素子は、
上記画素電極対向領域の、より画素電極非対向領域から遠い領域の付着力が、上記画素電極対向領域の、より画素電極非対向領域から近い領域の付着力よりも高いことを特徴とする。

請求項５に係る表示装置は、
複数の画素電極が表示面に沿う方向に二次元的に配列するように設けられた第１の基板；
上記第１の基板と対向してなり、透明な共通電極が表示面に沿う方向に設けられてなり、この第１の基板からみて上記画素電極が設けられた領域と対向した画素電極対向領域の付着力と、この第１の基板からみてこの画素電極が設けられていない領域と対向した画素電極非対向領域の付着力とが異なる透明な第２の基板；
上記第１の基板と上記第２の基板との間に挟まれてなり、着色された帯電粒子と分散媒とを有する表示層；および
上記複数の画素電極それぞれと上記共通電極との間に、上記帯電粒子を移動させる電界を発生させる電圧を印加する電圧印加部を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る表示素子によれば、画素領域対向部の付着力と画素領域非対向部の付着力とが異ならない構成と比して、表示画像の端部について鮮明度が向上する。

請求項２に係る表示素子によれば、画素電極対向領域の付着力が前記画素電極非対向領域の付着力よりも低い構成と比して、粒子による色を表示しない領域を増加させることができる。

請求項３に係る表示素子によれば、画素電極対向領域の付着力が前記画素電極非対向領域の付着力よりも高い構成と比して、粒子による色を表示する領域を増加させることができる。

請求項４に係る表示素子によれば、画素電極対向領域の付着力が均一な構成と比して、電圧印加されたときの画素電極対向領域の付着力を均一化させることができる。

請求項５に係る表示装置によれば、画素領域対向部の付着力と画素領域非対向部の付着力とが異ならない構成と比して、表示画像の端部について鮮明度が向上する。

電子ペーパーと画像書換装置の断面図である。 電子ペーパーの一部の分解図である。 電子ペーパーの配線構成図である。 第２保護板における黒色粒子の付着のしやすさを示す図である。 比較例の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。 第１実施形態の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。 第２実施形態の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。 第３実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。 第４実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。 第５実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、電子ペーパーと画像書換装置の断面図である。

図１に示される画像書換装置１００は、電子ペーパー１が差し込まれるペーパー差込部１００ａと、オペレータにより操作される操作部と、このペーパー差込部１００ａに突き出た端子１０１とを有している。操作部には、電子ペーパー１に表示されている画像を消去するために操作されるリセットボタンと、電子ペーパー１に画像を表示させる際に操作される画像書込ボタンとが設けられている。尚、リセットボタン、画像書込ボタンとは、ボタン状のものに限らない。

図１に示される電子ペーパー１は、この電子ペーパー１がペーパー差込部１００ａに差し込まれた際に、画像書換装置１００の端子１０１と接触する媒体側端子１ａを有している。この電子ペーパー１が、本発明の表示装置の第１実施形態である。

この画像書換装置１００では、ペーパー差込部１００ａに電子ペーパー１が差し込まれ、操作部の画像書込ボタンに対するオペレータによる操作を受けると、ペーパー差込部１００ａに差し込まれた電子ペーパー１に対し、この電子ペーパー１で表示される画像の元となる画像データの送信を行うと共に、電子ペーパー１における、この画像データが表す画像を表示するための電力を供給する。

図２は、電子ペーパーの一部の分解図である。

図２に一部が示される電子ペーパー１は、図２の上方に示された、透明な共通電極２１を挟み込んだ表示基板２、図２の下方に示された、表面に二次元的に画素電極３１が配列された背面基板３を備えている。また、電子ペーパー１は、二次元的に配列された画素電極３１それぞれと共通電極２１との間に、入力された画像データに応じた電界を発生させる電圧印加部４（図３参照）を有している。

図２の下方に示された背面基板３は、母材３０と、この母材３０の表面に縦横に作り込まれた画素電極３１と、この画素電極３１への電圧の印加を制御する薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、この薄膜トランジスタをＴＦＴと略記する。）スイッチ３２と、同じ行（カラム）に属するＴＦＴスイッチ３２のソースに共通に接続されたソースバスライン３３と、同じ列（ロウ）に属するＴＦＴスイッチ３２のゲートに共通に接続されたゲートバスライン３４とを有している。

図２の上方に示される表示基板２は、透明な共通電極２１と、この共通電極２１を挟み込む、電子ペーパー１の表示画面である透明な第１保護板２０と、背面基板３と対向する透明な第２保護板２２とを有している。画素電極３１が、本発明にいう画素電極の一例に相当し、共通電極２１が、本発明にいう共通電極の一例に相当する。また、表示基板２が、本発明にいう第２の基板の一例に相当し、背面基板３が、本発明にいう第１の基板の一例に相当する。

図３は、電子ペーパーの配線構成図である。

図３には、左右方向に延びる、上段から順に１番目、２番目、および３番目のソース（Ｓ）バスライン３３と、上下方向に延びる、左側から順に１番目、２番目、および３番目のゲート（Ｇ）バスライン３４と、画素電極３１と、ＴＦＴスイッチ３２と、共通電極２１との相互間の配線構成が示されている。

また、図３に示されるＴＦＴスイッチ３２は、ゲートバスライン３４に繋げられたゲート３２１と、ソースバスライン３３に繋げられたソース３２２と、画素電極３１に繋げられたドレイン３２３とを有している。尚、図３には、複数のＴＦＴスイッチ３２の各ドレイン３２３に繋げられている各画素電極３１に対向して、共通電極２１が１つずつ示されているが、これらは、説明の便宜のためであり、実際には１つの電子ペーパー１に板状の共通電極２１が１枚あるだけである。また、この共通電極２１は、電子ペーパー２が画像書換装置１００のペーパー差込部１００ａに差し込まれている間は図３に示されるようにアースされる。

さらに、図３には、ソースバスライン３３およびゲートバスライン３４が接続されている電圧印加部４が示されている。この電圧印加部４には、図１にも示される媒体側端子１ａが備えられており、画像書換装置１００の端子１００ａとこの媒体側端子１ａとが接触状態にあると、画像書換装置１００からの画像データの送信が可能となる。

また、この電圧印加部４には、公知の技術であるので図示は省略するが、送信されてきた画像データを、複数のゲートバスライン３４に対するライン単位のオンオフ信号に変換するロウデコーダと、複数のソースバスライン３３に対するライン単位のオンオフ信号に変換するカラムデコーダとが備えられている。カラムデコーダからオン信号が入力されたソースバスライン３３にソース３２２が繋がっているＴＦＴスイッチ３２のうち、ロウデコーダからオン信号が入力されたゲートバスライン３４にゲート３２１が繋がっているＴＦＴスイッチ３２のドレイン３２３に繋がれている画像電極３１には電圧が印加される。

また、この電子ペーパー１は、表示基板２と背面基板３との間に白色のシリコーンオイルと、プラスに帯電された黒色粒子（図５参照）とからなる表示層を有している。この電子ペーパー１の構成要素のうち、表示基板２と、背面基板３と、表示層５（図６参照）とを併せたものが、本発明の表示素子の第１実施形態である。また、この表示層５が本発明にいう表示層の一例であり、このシリコーンオイルが本発明にいう分散媒の一例に相当する。また、黒色粒子が、本発明にいう帯電粒子の一例に相当する。白色のシリコーンオイルとは、酸化チタンやビスメラミン等の白色顔料や、高屈折率樹脂（例えばビニルナフタレンなど）の微粒子をシリコーンオイルに分散したものである。尚、これら白色顔料や微粒子は、無帯電あるいは極低帯電であって、画像形成電界下でほとんど動かないものが望ましい。また、本発明にいう分散媒は、このようなシリコーンオイルなどであっても、あるいは空気であってもよい。

この様な構造の電子ペーパー１における画像の表示は、詳しくは後述するが、電圧印加部４が画像書換装置１００から送信された画像データに基づいて、その画像データに応じた画素電極３１にマイナス電圧を印加させる。そして、そのマイナス電圧が印加された画素電極３１と共通電極２１との間に共通電極側から画素電極側へ向いた電界を発生させることにより、プラスに帯電された黒色粒子を画素電極側に移動させて行われる。以下、電子ペーパー１における画像表示について詳細に説明する。

まず、既に表示されている画像を消去するために、オペレータが、画像書換装置１００の操作部のリセットボタンを操作すると、電子ペーパー１の全ての画素電極３１にプラス電圧を印加させるデータが送信される。これにより、画素電極３１と共通電極２１との間には画素電極側から共通電極側へ向かう電界が発生し、プラスに帯電されている黒色粒子を全て、表示基板２の第２保護板側に移動する。このリセット操作により、電子ペーパー１の画面表示は真っ黒となり、前回の表示画像は消去される。その後、オペレータが、画像書換装置１００の操作部の画像書込ボタンを操作すると、その画像データに応じた画素電極３１にマイナス電圧が印加され、その画素電極３１と共通電極２１との間に共通電極２１からマイナス電圧が印加されている画素電極３１に向かう電界が発生する。このため、プラスに帯電されている黒色粒子は画素電極側に向かうこととなる。その結果、黒色粒子が移動した箇所は白色となり、黒色粒子が残った箇所は黒色のままとなる。この電子ペーパー１では、送信されたきた画像データがロウデコーダおよびカラムデコーダそれぞれで変換されて生成されたオン信号の組み合わせにより白黒画像の表示が可能となっている。

次に、表示基板２と背面基板３との間に発生した電界による黒色粒子の移動について詳細に説明する。

ここで、前述したリセット操作による、画素電極側から共通電極側へ向かう電界により黒色粒子は第２保護板２２に押し付けられることとなる。この第２保護板２２では、理由については後述するが、この黒色粒子の付着のしやすさが領域によって異なっている。

図４は、第２保護板における黒色粒子の付着のしやすさを示す図である。

図４に示された第２保護板２２のうち‘白抜き’で表されたセンター部２２３に対する黒色粒子の付着力よりも、‘砂状’で表された内側帯状部２２２に対する黒色粒子の付着力は弱い。また、このセンター部２２３に対する黒色粒子の付着力よりも、‘斜線’で表された外側帯状部２２１に対する黒色粒子の付着力の方が強い。これらセンター部２２３と内側帯状部２２２とを併せた大きさと、１つの画素電極３１の大きさとは一致している。これらセンター部２２３と内側帯状部２２２とを併せた領域が、本発明にいう画素電極対向領域の一例に相当し、外側帯状部２２１が、本発明にいう画素電極非対向領域の一例に相当する。

この第２保護板２２において黒色粒子の付着のしやすさが領域によって異なっている理由を説明する前に、比較例として一般的な表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動についてまず説明する。

図５は、比較例の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。

比較例として挙げられているこの電子ペーパーは、透明な共通電極２０２を挟み込んだ表示基板２００と、表面に二次元的に画素電極３０２が配列された背面基板３００と、黒色粒子を含む表示層５００とを備えた、第２保護板２０３の表面への黒色粒子の付着力について領域間で差がない点を除いて本実施形態の電子ペーパー１と同じ構成の電子ペーパーである。

図５（ａ）には、比較例の電子ペーパーにおいてリセット操作が行われた後の状態が示されている。

図５（ｂ）には、地絡されている共通電極２０２と、複数の画素電極３０２のうちマイナス電圧が印加されたことが斜線で表されている画素電極３０２との間に、共通電極２０２から画素電極３０２へ向かう電界が発生している様子が示されている。

ところで、共通電極２０２の、マイナス電圧が印加された画素電極３０２と対向する領域のうち、図４に示されるセンター部２２３に対向する領域とその画素電極３０２との間に発生する電界は強いものの、図４に示されるれる内側帯状部２２２に対向する領域とその画素電極３０２との間に発生する電界は、センター部２２３に対向する領域との間に発生する電界よりもやや弱くなる。また、その画素電極３０２と対向する領域から外れるほどその外れた領域とその画素電極３０２との間に発生する電界はさらに弱くなる。図５（ｂ）には、その様な電界の様子が、強電界領域ほど電気力線の経路長が短く直線的に描かれ、また、弱電界領域ほど電気力線の経路長が長い湾曲線で描かれている。

図５（ｃ）には、図４に示されるセンター部２２３に対向する領域に付着していた黒色粒子は全て画素電極側に移動しているものの、図４に示される内側帯状部２２２に対向する領域に付着していた黒色粒子は、画素電極側に移動するものと共通電極側に残るものとが混在している様子が示されている。また、この傾向は、図４に示される外側帯状部２２１に対向する領域や、さらにその外側の領域においても見られる。したがって、図５（ｄ）に示されるように、この電子ペーパーでは、黒色と白色の境目が曖昧な画像が表示されることとなる。

そこで、本実施形態の電子ペーパー１の表示基板２の第２保護板２２には、図４に示されるように、センター部２２３を取り囲む、表面粗さ（凸凹の平均間隔Ｓｍ）がセンター部２２３の表面粗さよりも大きい内側帯状部２２２と、この内側帯状部２２２を取り囲む、表面粗さがセンター部２２３の表面粗さよりも小さい外側帯状部２２１とが設けられている。これにより、センター部２２３、内側帯状部２２２、および外側帯状部２２１それぞれに対する黒色粒子の付着力は、外側帯状部２２１に対する付着力が最も強く、内側帯状部２２２に対する付着力が最も小さい。また、センター部２２３への黒色粒子の付着力は、これら外側帯状部２２１と内側帯状部２２２とのそれぞれに対する強さの間の強さとなっている。この様な構成により、本実施形態の電子ペーパー１では、以下に説明するメカニズムによって画像上の黒色と白色の境目が際だつこととなる。

図６は、第１実施形態の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。

図６（ａ）には、表示基板２の第２保護板２２に対する黒色粒子の付着のしやすさが第２保護板２２の表面付近の線密度で表されており、密度の高い所ほど黒色粒子の付着力が強く、低い所ほど黒色粒子の付着力が弱い。

ここで、上述の付着力の測定については、測定したい、第２保護板２２となる表面層材料を共通電極上にコートし、間隙（約５０μｍ）をもって背面基板３と対向させ、その間隙に実際に使用する白色の泳動液と黒色粒子を注入したテストピースを使用して行われる。尚、これら基板間の間隙は、厚みが５０μｍのシートを周囲に挟んで確保されてもよい。

そして、背面基板３のセル電極に０．０１Ｈｚ、±３０Ｖの三角波電圧を印加し、第２保護板２２に付着した粒子が剥離移動を開始する電圧Ｖｔｈを測定することで付着力が評価される。Ｖｔｈが高ければ付着力が強く、Ｖｔｈが低ければ付着力が弱いということになる。このＶｔｈは、黒色粒子が帯電しているため、黒色粒子が移動する際に流れる電流を測定することで、または、光学拡大観察によって確認することができる。

また、図６（ａ）には、本実施形態の電子ペーパー１において表示画面のリセット操作が行われた後の状態が示されている。

その後、地絡されている共通電極２１と、マイナス電圧が印加されたことが斜線で示されている画素電極３１との間には、共通電極２１からその画素電極３１へ向かう電界が発生する。

図６（ｂ）には、これら共通電極２１と、マイナス電圧が印加された画素電極３１との間に発生した電界強さの分布に応じたクーロン力が曲線で示され、センター部２２３、内側帯状部２２２、および外側帯状部２２１それぞれに対する黒色粒子の付着力が棒グラフで示されている。図６（ｂ）に示される曲線は、センター部２２３とマイナス電圧が印加されている画素電極３１との間におけるクーロン力が一番大きく、センター部２２３から周囲に離れるに従いクーロン力が弱くなる様子を表している。また、図６（ｂ）に示される棒グラフは、センター部２２３に対する黒色粒子の付着力よりも内側帯状部２２２に対する黒色粒子の付着力は弱く、センター部２２３に対する黒色粒子の付着力よりも外側帯状部２２１に対する黒色粒子の付着力が強いことを表している。また、図６（ｂ）には、マイナス電圧が印加されている画素電極３１と対向する、内側帯状部２２２およびセンター部２２３では、第２保護板２２への黒色粒子の付着力よりも黒色粒子を画素電極側に引きつけるクーロン力の方が勝り、外側帯状部２２１およびマイナス電圧が印加されている画素電極３１の隣の画素電極と対向する内側帯状部２２２では、第２保護板２２への黒色粒子の付着力よりも黒色粒子を画素電極側に引きつけるクーロン力の方が劣っている様子が示されている。

この様な力関係により、図６（ｃ）には、黒色粒子の移動が、マイナス電圧が印加されている画素電極３１と対向する内側帯状部２２２と外側帯状部２２１との境目で食い止められている様子が示され、図６（ｄ）には、黒色と白色の境目が際だっている様子が示されている。

本実施形態の電子ペーパー１では、共通電極２１と画素電極３１との間に発生させる電界強さの分布と、第２保護板２２の表面の表面粗さが異なる３つの領域とを組み合わせることにより、表示画像の端部の鮮明度の向上が図られている。尚、表面粗さを異ならせる方法としては、ナノインプリント法、エンボス法、化学エッチング法、プラズマ処理法などが挙げられるが、粗さの制御のしやすさからナノインプリント法が最も好ましい。

次に、本発明の表示素子の第２実施形態を含む、本発明の表示装置の第２実施形態について説明する。

第２実施形態の電子ペーパー６と第１実施形態の電子ペーパー１との間の相違点は、第１実施形態の電子ペーパー１では内側帯状部２２２の方が外側帯状部２２１よりも表面粗さ（Ｓｍ）が大きいのに対し、第２実施形態の電子ペーパー５ではこれが逆になっている点にある。以下、この相違点について説明する。

図７は、第２実施形態の電子ペーパーの表示基板と背面基板との間に発生した電界による黒色粒子の移動の様子を示す図である。尚、図７では、図６に示される部材と同じ種類の部材については、図６に付されている符号と同じ符号が付されている。

図７（ａ）の下方に示される背面基板３は、母材３０と、この母材３０の表面に縦横にに作り込まれた画素電極３１とからなり、上方に示される表示基板６０は、透明な共通電極２１と、この共通電極２１を挟み込む、透明な最上面の第１保護板２０と、背面基板３と対向する透明な第２保護板６２とからなる。

図７に示される電子ペーパー６では、第１実施形態の表示基板２の第２保護板２２の内側帯状部２２２に相当する、表示基板６０の第２保護板６２の内側帯状部６２２の表面粗さ（Ｓｍ）がセンター部６２３の表面粗さよりも小さく、第１実施形態の表示基板２の第２保護板２２の外側帯状部２２１に相当する、表示基板６０の第２保護板６２の外側帯状部６２１の表面粗さ（Ｓｍ）がセンター部６２３の表面粗さよりも大きくされている。また、図７（ａ）には、電子ペーパー６において表示画面のリセットがされた状態が示されている。その後、地絡されている共通電極２１と、マイナス電圧が印加されたことが斜線で示されている画素電極３１との間には、共通電極２１からその画素電極３１へ向かう電界が発生する。

図７（ｂ）には、これら共通電極２１と、マイナス電圧が印加された画素電極３１との間に発生した電界強さの分布に応じたクーロン力が曲線で示され、センター部６２３、内側帯状部６２２、および外側帯状部６２１それぞれに対する黒色粒子の付着力が棒グラフで示されている。図７（ｂ）に示される曲線は、センター部６２３とマイナス電圧が印加されている画素電極３１との間におけるクーロン力が一番大きく、センター部６２３から周囲に離れるに従いクーロン力が弱くなるクーロン力の分布を表している。また、図７（ｂ）に示される棒グラフは、センター部６２３に対する黒色粒子の付着力よりも内側帯状部６２２に対する黒色粒子の付着力は強く、センター部２２３に対する黒色粒子の付着力よりも外側帯状部６２１に対する黒色粒子の付着力が弱いことを表している。また、図７（ｂ）には、センター部６２３、マイナス電圧が印加されている画素電極３１と対向する内側帯状部６２２、および、外側帯状部６２１では、第２保護板６２への黒色粒子の付着力よりも黒色粒子を画素電極側に引きつけるクーロン力の方が勝り、マイナス電圧が印加されている画素電極３１の隣の画素電極と対向する内側帯状部６２２では、第２保護板６２への黒色粒子の付着力よりも黒色粒子を画素電極側に引きつけるクーロン力の方が劣っている様子が示されている。

この様な力関係により、図７（ｃ）には、黒色粒子の移動が、外側帯状部６２１と、マイナス電圧が印加されている画素電極３１の隣の画素電極と対向する内側帯状部６２２との境目で食い止められている様子が示され、図７（ｄ）には、黒色と白色の境目が際だっている様子が示されている。

本実施形態の電子ペーパー６でも、共通電極２１と画素電極３１との間に発生させる電界強さの分布と、第２保護板６２の表面の表面粗さが異なる３つの領域とを組み合わせることにより、表示画像の端部の鮮明度の向上が図られている。

次に、本発明の表示素子の第３実施形態を含む、本発明の表示装置の第３実施形態について説明する。

第３実施形態の電子ペーパーと第１実施形態の電子ペーパー１との間の相違点は、第１実施形態の電子ペーパー１では、黒色粒子の第２保護板２２への付着力の差が第２保護板２２の表面粗さの違いによるものであるところ、第３実施形態の電子ペーパーでは、黒色粒子の第２保護板への付着力の差が第２保護板表面の水の接触角の違いにある点である。

第３実施形態の電子ペーパーでは、第１実施形態の電子ペーパー１において表面粗さの小さい領域、すなわち、黒色粒子の付着力の大きい領域については水の接触角が小さくされ、第１実施形態の電子ペーパー１において表面粗さの大きい領域、すなわち、黒色粒子の付着力の小さい領域の水の接触角が大きくされている。

図８は、第３実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。尚、図８では、図６に示される部材と同じ種類の部材には、図６で付されている符号と同じ符号が付されている。

図８に示される電子ペーパー７は、上方に示された、透明な共通電極２１を挟み込んだ表示基板７０、下方に示された、表面に二次元的に画素電極３１が配列された背面基板３を備えている。

図８の上方に示される表示基板７０は、透明な共通電極２１と、この共通電極２１を挟み込む、透明な第１保護板２０と、背面基板３と対向する第２保護板７２とを有している。

図８に示される第２保護板７２では、水の接触角が大きい、すなわち黒色粒子の付着力が最も弱い内側帯状部７２２は‘点線’で示されており、水の接触角が小さい、すなわち黒色粒子の付着力が最も強い外側帯状部７２１は‘黒塗り’で示されている。また、水の接触角がこれら内側帯状部７２２と外側帯状部７２１との間であるセンター部７２３は‘白抜き’で示されている。本実施形態の電子ペーパー７の第２保護板７２は、水の接触角が異なる材料が貼り合わされて形成されている。

最後に、本発明の表示素子の第４実施形態を含む、本発明の表示装置の第４実施形態について説明する。

第４実施形態の電子ペーパーでは、シリコーンオイル内で黒色粒子が凝集せずに泳動できるように、シリコンオイルと相溶なシリコーングラフト鎖（反応性シリコーン）が表面に形成された黒色粒子が封入されている。この様にすると、粒子間に浸透圧斥力を発生するため、粒子同士がシリコングラフト鎖層厚以下にまで近づくことができず、黒色粒子の凝集は妨げられることとなる。粒子間の浸透圧斥力は、シリコーングラフト鎖厚、密度、およびシリコーングラフト鎖に付与される官能基により制御が可能である。シリコーングラフト鎖が長い（鎖厚が厚い）、あるいは密度が高い方が浸透圧斥力が大きくなり、付着力が弱くなる。官能基は種類や量によって吸着力か斥力を選択および制御できる。

第４実施形態の電子ペーパーと第１実施形態の電子ペーパー１との間の相違点は、第１実施形態の電子ペーパー１では、黒色粒子の第２保護板２２への付着力の差が第２保護板２２の表面粗さの違いによるものであるところ、第４実施形態の電子ペーパーでは、第２保護板と黒色粒子との間に発生する上述の浸透圧斥力の差による点にある。

第４実施形態の電子ペーパー９では、第１実施形態の電子ペーパー１において表面粗さの小さい領域、すなわち、黒色粒子の付着力の大きい領域についてはシリコーングラフト鎖の密度を低くすることで黒色粒子との間の浸透圧斥力が小さくされ、第１実施形態の電子ペーパー１において表面粗さの大きい領域、すなわち、黒色粒子の付着力の小さい領域についてはシリコーングラフト鎖の密度を高くすることで黒色粒子との間の浸透圧斥力が大きくされている。

図９は、第４実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。尚、図９では、図６に示される部材と同じ種類の部材には、図６で付されている符号と同じ符号が付されている。

図９に示される電子ペーパー８は、上方に示された、透明な共通電極２１を挟み込んだ表示基板８０、下方に示された、表面に二次元的に画素電極３１が配列された背面基板３を備えている。

図９の上方に示される表示基板８０は、透明な共通電極２１と、この共通電極２１を挟み込む、電子ペーパー１の表示画面である透明な第１保護板２０と、背面基板３と対向する第２保護板８２とを有している。

図９には、表示基板８０の第２保護板８２に対する黒色粒子の付着のしやすさが、第２保護板８２の表面に付着している‘ひげ’の密度で表されており、‘ひげ’の密度の最も低い外側帯状部８２１で黒色粒子の付着力が最も強く、‘ひげ’の密度の最も高い内側帯状部８２２で黒色粒子の付着力が最も弱い。ここでは、シリコーングラフト鎖の密度を調整して浸透圧斥力を異ならせているが、シリコーングラフト鎖の厚みや、シリコーングラフト鎖に付与する官能基を調整することでも浸透圧斥力の調整は可能である。

次に、本発明の表示素子の第５実施形態を含む、本発明の表示装置の第５実施形態について説明する。

第５実施形態の電子ペーパーと第１実施形態の電子ペーパー１との間の相違点は、第１実施形態の電子ペーパー１では、黒色粒子の付着力が３段階に分かれている第２保護板２２が使用されているところ、第５実施形態の電子ペーパーでは、黒色粒子の付着力が２段階に分かれている第２保護板が使用されている点である。

図１０は、第５実施形態の電子ペーパーの基板構成を示す図である。

図１０には、表示基板９０の第２保護板９２に対する黒色粒子の付着のしやすさが第２保護板９２の表面付近の線密度で表されており、密度の高い画素電極非対向領域９２１では黒色粒子の付着力が強く、密度の低い画素電極対向領域９２３では黒色粒子の付着力が弱い。この様にしても、黒色粒子の移動が、マイナス電圧が印加されている画素電極３１と対向する画素電極対向領域９２３と、画素電極非対向領域９２１との境目で食い止められ、黒色と白色の境目が際だつこととなる。

尚、以上の実施形態では、電気泳動型電子ペーパにを例に挙げて説明したが、本発明は、トナーディスプレイ型電子ペーパにも適用してもよい。

１、７、８、９ 電子ペーパー
２、７０、８０、９０ 表示基板
２０ 第１保護板
２１ 共通電極
２２、７２、８２、９２ 第２保護板
２２１、７２１、８２１ 外側帯状部
２２２、７２２、８２２ 内側帯状部
２２３、７２３、８２３ センター部
３ 背面基板
３０ 母材
３１ 画素電極
３２ ＴＦＴスイッチ
３３ ソースバスライン
３４ ゲートバスライン
９２１ 画素電極非対向領域
９２３ 画素電極対向領域

Claims (5)

1. 複数の画素電極が表示面に沿う方向に二次元的に配列するように設けられた第１の基板；
   前記第１の基板と対向してなり、透明な共通電極が表示面に沿う方向に設けられてなり、該第１の基板からみて前記画素電極が設けられた領域と対向した画素電極対向領域の付着力と、該第１の基板からみて該画素電極が設けられていない領域と対向した画素電極非対向領域の付着力とが異なる透明な第２の基板；および
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれてなり、着色された帯電粒子と分散媒とを有する表示層；を備えたことを特徴とする表示素子。
2. 前記画素電極対向領域の付着力が、前記画素電極非対向領域の付着力よりも高いことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
3. 前記画素電極対向領域の付着力が、前記画素電極非対向領域の付着力よりも低いことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
4. 前記画素電極対向領域の、より画素電極非対向領域から遠い領域の付着力が、前記画素電極対向領域の、より画素電極非対向領域から近い領域の付着力よりも高いことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の表示素子。
5. 複数の画素電極が表示面に沿う方向に二次元的に配列するように設けられた第１の基板；
   前記第１の基板と対向してなり、透明な共通電極が表示面に沿う方向に設けられてなり、該第１の基板からみて前記画素電極が設けられた領域と対向した画素電極対向領域の付着力と、該第１の基板からみて該画素電極が設けられていない領域と対向した画素電極非対向領域の付着力とが異なる透明な第２の基板；
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれてなり、着色された帯電粒子と分散媒とを有する表示層；および
   前記複数の画素電極それぞれと前記共通電極との間に、前記帯電粒子を移動させる電界を発生させる電圧を印加する電圧印加部を備えたことを特徴とする表示装置。

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