JP2007530996A - 電気泳動式表示パネル - Google Patents

Abstract

画像を表示するための電気泳動式表示パネル（1）は、第1および第2の帯電粒子（6、7）を有する電気泳動媒体（5）であって、第1の帯電粒子（6）は、第1の光学特性を有し、第2の帯電粒子（7）は、第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する、電気泳動媒体と、前記粒子の位置に依存する光状態と、を有する画素（2）を有する。さらに、粒子移動手段（10、11、100）は、画像を表示するための第1および第2の粒子（6、7）のそれぞれの位置に、第1および第2の粒子の画像移動が可能となるように配置され、粒子移動分離手段は、第2の粒子（7）の画像移動から、第1の粒子（6）の画像移動を実質的に分離するため、第1および第2の粒子（6、7）に異なる移動特性を提供するように配置される。粒子（6、7）が実質的に等しい固有電気泳動易動度を有する場合であっても、表示パネル（1）が、第1および第2の粒子（6、7）の混合によって定まる光状態とは異なる、画像を表示するための光状態を得ることが可能となるように、粒子移動分離手段（24、25）は、第1および第2の粒子（6、7）に異なる移動特性を提供するため、第1および第2の粒子（6、7）とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するように配置される。

Description

本発明は、画像を表示するための電気泳動式表示パネルであって、
第1および第2の帯電粒子を有する電気泳動媒体であって、前記第1の帯電粒子は、第1の光学特性を有し、前記第2の帯電粒子は、前記第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する、電気泳動媒体と、
前記粒子の位置に依存する光状態と、
を有する画素、
前記画像を表示するための前記第1および前記第2の粒子のそれぞれの位置に、前記第1および前記第2の粒子の画像移動が可能となるように配置された粒子移動手段、ならびに
前記第2の粒子の前記画像移動から、前記第1の粒子の前記画像移動を実質的に分離するため、前記第1および前記第2の粒子に異なる移動特性を提供するように配置された、粒子移動分離手段、
を有する表示パネルに関する。

また本発明は、そのような電気泳動式表示パネルを有する表示装置に関する。

さらに本発明は、そのような電気泳動式表示パネルを駆動する方法に関する。

最初に示した種類の電気泳動式表示パネルの実施例は、米国特許第6,177,921号に示されている。

一般に電気泳動式表示パネルは、電極間での電場の影響の下での、帯電され、通常着色された粒子の動きに基づいている。これらの表示パネルでは、光または着色されたバックグラウンドに、暗いまたは着色された特性を画像化することができ、逆も同様である。従って、電気泳動式表示パネルは、例えば電子新聞または電子手帳のような、「ペーパーホワイト」用途とよばれる紙の機能を伝承する表示装置に有意に使用されるようになっている。

開示された電気泳動式表示パネルは、カラー表示パネルである。画素は、観者と対面する側に透明電極を有し、観者から遠い方の側に電極を有し、さらに電極間に、透明な分散流体中の複数の化学種の帯電粒子を有する。各化学種の粒子は、他の化学種とは異なる光学特性を有し、異なる固有電気泳動易動度を有する。例えば、赤の粒子および青の粒子において、赤の粒子の固有電気泳動易動度の平均値は、青の粒子の固有電気泳動易動度の平均値を超える。固有電気泳動易動度の差異のため、赤および青の粒子は、異なる移動特性を有し、赤の粒子の画像移動は、実質的に青の粒子の画像移動と分離される。画像を表示するため、画素に赤色が取り入れられる場合を考えてみる。赤色を有する画素は、青の粒子に比べて、観者と対面する側の電極により近い距離にある赤の粒子から得られる。この結果、以下のことが生じる。適切な方向の電場の印加によって、全ての粒子は、観者から遠い方の側の電極に引き寄せられる。電場は、より動きの遅い青の粒子についても引き寄せられるように、十分に長い時間、画素に印加する必要がある。その後、電場は、赤の粒子が観者と対面する側の電極の方に泳動するために必要な時間だけ反転される。反転電場においては、青の粒子も移動するが、青の粒子は、赤の粒子ほど速く移動することはできないため、赤の粒子によって、青の粒子は、不明瞭になる。印加電場を反転する時間は、粒子の相対固有電気泳動易動度および印加電場の強度に依存する。画像を表示するため、画素が青色を有するようにする場合、以下の結果が生じる。赤および青の粒子は、観者と対面する側の電極に引き寄せられる。次に電場が反転されると、赤の粒子は、青の粒子よりも動きが速いため、視点に露出された青の粒子が取り残される。この場合、画像を表示する画素が示す光状態は、赤および青となる。しかしながら、粒子が、実質的に同等の固有電気泳動易動度を有する場合、画像を表示するための画素に、一つの光状態、すなわち第1および第2の粒子の混合によって定まる光状態のみが得られる。
米国特許第6,177,921号明細書

本発明の課題は、最初の段落で示した表示パネルを提供することである。この表示パネルは、粒子が実質的に等しい固有電気泳動易動度を有する場合であっても、第1および第2の粒子の混合によって定まる光状態とは異なる、画像を表示するための光状態を得ることができる。

前述の課題は、粒子移動分離手段が、第1および第2の粒子に異なる移動特性を提供するため、第1および第2の粒子とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するように配置されることにより達成される。

本願発明者らは、粒子の移動特性は、固有電気泳動易動度にのみに依存する訳ではないことを見出した。すなわち、第1および第2の粒子の各環境との相互作用が異なるため、所与の固有電気泳動易動度に対しても、第1および第2の粒子の移動特性を変えることができる。この方法では、第1の粒子の画像移動が、第2の粒子の画像移動から実質的に分離される。その結果、第1および第2の粒子が実質的に等しい固有電気泳動易動度を有する場合であっても、第1および第2の粒子を、画像を表示するための各位置に、独立に移動させることが可能となる。その後、第1および第2の粒子の混合によって定まる光状態とは異なる、画像を表示するための光状態が得られる。第1の粒子の画像移動は、第2の粒子の第2の画像移動の前後、またはこの動きと同時であっても良く、第1および第2の粒子の動きの一部、または動き全体の中に、異なる相互作用が存在しても良いことに留意する必要がある。粒子移動分離手段は、第1および第2の粒子の動きに、異なる自由度を提供することができる。この分離によって、一つの粒子の動きの自由度が制限または拡張される。例えば、粒子移動分離手段は、第1および第2の粒子の動きに、異なる程度の自由度を提供することができる。

ある実施例では、
前記粒子移動分離手段は、前記第2の粒子の前記画像移動の間、前記第1の粒子が移動することを実質的に防止するように配置された、第1の粒子移動防止手段を有し、
さらに、前記粒子移動手段は、
前記第1の粒子の前記画像移動が可能となり、その後、
前記第2の粒子の前記画像移動が可能となるように配置される。

第2の粒子移動防止手段は、存在しなくても良い。さらに、第1の粒子の画像移動の方向が、第2の粒子の画像移動の方向と実質的に平行である場合、パネルの形状は、比較的単純になる。

別の実施例では、
前記第1の粒子の前記画像移動の方向は、実質的に第1の軸に沿っており、
前記第2の粒子の前記画像移動の方向は、前記第1の軸とは異なる第2の軸に実質的に沿っており、
前記粒子移動分離手段は、
前記第2の軸に沿った前記第2の粒子の前記画像移動の間、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することを実質的に抑制するように配置された、第1の粒子移動防止手段と、
前記第1の軸に沿った前記第1の粒子の前記画像移動の間、前記第2の粒子が、実質的に前記第1の軸に沿って移動することを実質的に抑制するように配置された、第2の粒子移動防止手段と、
を有する。

第1の粒子の移動は、第2の粒子の移動の前後、または第2の粒子の移動に対して、部分的に同時であっても良いことに留意する必要がある。さらに、第1の軸が第2の軸に対して、実質的に垂直である場合、第1および第2の粒子の移動の分離は、比較的容易に行うことができる。

別の実施例では、
前記第1の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第2の軸に対して実質的に垂直に延伸する第1の物理的境界が設けられ、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することが実質的に抑制され、
前記第2の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第1の軸に対して実質的に垂直に延伸する第2の物理的境界が設けられ、前記第2の粒子が、実質的に前記第1の軸に沿って移動することが実質的に抑制される。

この場合、第1および第2の粒子移動防止手段、例えば障壁は、比較的簡単に使用することができる。

別の実施例では、前記第2の粒子移動防止手段は、前記画素の一部に設置され、前記粒子移動手段は、さらに、
前記第2の粒子が前記画素の前記一部を占めることができ、その後、
前記第1の粒子の前記画像移動が可能となり、その後、
前記第2の粒子の前記画像移動が可能となるように配置される。

この場合、第2の粒子移動防止手段は、視認部分の外側の画素の部分にのみ存在し、これにより、画素の光状態への影響が抑制される。これにより、高い輝度およびコントラストを得ることが可能になる。この実施例では、第1の粒子の画像移動は、第2の粒子の画像移動よりも前であることに留意する必要がある。さらに、前記第1の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第2の軸に対して実質的に直交して延伸する第1の物理的境界が設けられ、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することが実質的に抑制される場合、第1の粒子移動防止手段は、比較的簡単に使用することができる。

別の実施例では、
前記粒子移動手段は、さらに、
前記第1の粒子の前記画像移動の前に、前記第1の軸に沿った、前記第1の粒子の第1のリセット位置へのリセット移動が可能となり、
前記第2の粒子の前記画像移動の前に、前記第2の軸に沿った、前記第2の粒子の第2のリセット位置へのリセット移動が可能となるように配置される。これにより、画像の精度が向上する。

別の実施例では、前記粒子移動手段は、
前記第1の粒子の前記リセット移動および／または前記画像移動が可能となる電場を生じさせるための電位が印加される第1の電極と、
前記第2の粒子の前記リセット移動および／または前記画像移動が可能となる電場を生じさせるための電位が印加される第2の電極と、を有する。

これにより、粒子移動手段は、比較的簡単に使用することができる。さらに、前記第1および前記第2の電極は、前記粒子に対向する実質的に平坦な表面を有し、前記第1の電極の前記実質的に平坦な表面は、前記第2の電極の前記実質的に平坦な表面に対して実質的に垂直である場合、粒子移動手段の使用がさらに容易になる。

別の実施例では、前記画素は、観者が眺めるビュー表面を有し、前記第1および前記第2の電極は、前記観者と対向する実質的に平坦な表面を有し、該表面は、前記ビュー表面と実質的に平行である。これにより、電極形状および電極表面を比較的簡単に製作することが可能となる。さらに、電極表面が実質的に平坦な面に存在する場合、電極の製造プロセスは、さらに単純化される。

別の実施例では、
さらに前記電気泳動媒体は、第3および第4の帯電粒子を有し、前記第3の帯電粒子は、第3の光学特性を有し、前記第4の帯電粒子は、第4の光学特性を有し、
前記第1、前記第2、前記第3および前記第4の光学特性は、相互に異なっており、前記第1および前記第2の粒子の電荷符号は、等しく、前記第3および前記第4の粒子の電荷符号とは反対であり、
さらに前記光状態は、前記第3および前記第4の粒子の位置に依存し、
さらに前記粒子移動手段は、前記画像を表示するための前記第3および第4の粒子のそれぞれの位置に、前記第3および第4の粒子の画像移動が可能となるように配置され、
粒子移動分離手段は、前記第4の粒子の前記画像移動から、前記第3の粒子の前記画像移動を実質的に分離するため、前記粒子に異なる移動特性を提供するように配置され、
前記粒子移動分離手段は、前記各粒子に前記異なる移動特性を提供するため、各粒子とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するように配置される。

別の実施例では、表示パネルは、アクティブマトリクス表示パネルである。

本発明の別の態様では、請求項15に記載の電気泳動式表示パネルを有する表示装置が提供される。

本発明のさらに別の態様では、請求項16に記載の電気泳動式表示パネルを駆動する方法が提供される。

本発明の表示パネルのこれらのおよび他の態様を、図面を参照してさらに説明する。

全ての図面において、対応する部分には、同じ参照符号が付されている。

図1、2および3には、表示パネル1の一例を示すが、この表示パネル1は、第1の基板8と、第2の透明対向基板9と、複数の画素2とを有する。画素2は、2次元構造内に実質的に直線に沿って配置されることが好ましい。あるいは、画素2は、他の配置とすることも可能であり、例えばハニカム構造配置としても良い。アクティブマトリクスの実施例では、さらに画素2は、切り替え電子素子を有し、例えば薄膜トランジスタ（TFT）、ダイオード、MIM装置等を有しても良い。

基板8、9の間には、透明流体中に第1の帯電粒子6および第2の帯電粒子7を有する電気泳動媒体5が存在する。第1の基板8の第2の基板9と対向する表面15は、反射性であり、あるいはいずれかの色を有する。パネル1が光透過モードで使用される場合、基板8は、透明であっても良い。電気泳動媒体5は、例えば米国特許第2002／0180688号に示されている。第1の帯電粒子6は、第1の光学特性を有する。第2の帯電粒子7は、第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する。第1の粒子6は、いかなる色を有しても良く、第2の粒子7は、第1の粒子6とは異なるいかなる色を有しても良い。第1および第2の粒子6、7は、減法混色の原色を有しても良く、例えば第1の粒子6は、シアンブルーで、第2の粒子7は、赤紫色である。第1の粒子6の色の他の例は、例えば赤、緑、青、黄色、シアンブルー、赤紫、白または黒である。粒子は十分に大きく、光を散乱し、または十分に小さく、実質的に光を散乱させない。以下、後者の場合を例に説明する。第1の粒子6は、画素2の第1のセル13の位置を占めることができ、第2の粒子は、画素2の第2のセル14の位置を占めることができる。第1および第2のセル13、14は、垂直に積層され、透明層または基板12によって分離されている。画素2は、観者から視認されるビュー表面91を有する。画素2の光状態は、画素2内の粒子6、7の位置に依存する。

透過モードでは、画素2の光状態は、第1の電極8の側92から画素2に入射される可視スペクトル部分によって定まり、このスペクトル部分は、蓄積効果に耐えて、第1の基板8、セル13、層12、セル14および第2の基板9を通って横断する。反射モードでは、画素2の光状態は、第2の基板9の側から画素2に入射される可視スペクトル部分よって定まり、このスペクトル部分は、蓄積効果に耐えて、第2の基板9、セル14、層12、セル13、を通って横断し、その後、反射性であるか、またはいずれかの色を有する第1の基板8の表面15での相互作用を経て、逆向きに、セル13、層12、セル14および第2の基板9を通って横断する。後者の場合を例に説明する。ここで、各セル13、14を透過する光の量および色は、セル13、14内の粒子6、7の位置および色によって制御される。セルに入射する光の経路に粒子が設置されている場合、粒子は、光の選択部分を吸収し、残りの光は、セルを通過する。セルに入射する光の経路から、粒子が実質的に除去されると、光は、視認できるほどの大きな変化を生じずに、セルを通過することが可能となる。従って、観者に見える光は、垂直スタックの各セル13、14内の粒子6、7の分布に依存する。

電位を印加するための電極10、11を有する粒子移動手段は、第1の粒子6が、画像を表示するための一つの位置に画像移動することが可能となり、さらに第2の粒子7が、画像を表示するための一つの位置に画像移動することができるように配置される。この場合、電極10、11の各々は、粒子6、7と対向する実質的に平坦な表面110、111を有する。その結果、電極10、11の間には、実質的に均一な電場が形成される。

一例として、第1および第2の粒子6、7が負に帯電され、第1の粒子6が赤色で、第2の粒子が緑色である場合を考える。ここで、第1の基板8の表面15は、白色である。また、図3の画素配置において、画像を表示するための画素2の光状態を、赤色とする場合を考える。この光状態を得る場合、まず、赤色の粒子6は、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、セル13内にそれらが分散した状態となる。

次に、例えばペルティエ素子のような冷却手段16が、セル13内の流体を冷却すると、低温での流体の粘度は、比較的大きいため、これにより、第1の粒子6の移動特性が実質的にゼロにまで低下する。セル14内の流体は、実質的に冷却されない。次に、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、緑色の粒子7は、電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となるのに対して、第2の粒子7の第2の画像移動の間、第1の粒子6は、実質的に動かない。その結果、緑色の粒子7は、セルに入射する光の経路から実質的に排除され、視認できる程の大きな変化を生じずに、光がセルを通過できるようになる。また、赤色の粒子6は、セルに入射する経路に存在するため、画素2の光状態は、赤色となる。

画素2は、少なくとも4つの光状態、すなわち赤色、緑色、白色および黒色の状態を取り得ることに留意する必要がある。緑色の光状態を得る場合、まず、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、粒子6は、電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となる。次に、冷却手段16が、セル13内の流体を冷却すると、低温では流体の粘度が増大するため、これにより、第1の粒子の移動特性が実質的にゼロにまで低下する。セル14内の流体は、実質的に冷却されない。次に、電極10、11に印加される電位を適切に変化させることにより、緑色の粒子7は、セル14内にそれらが分散した状態となる。

白色の状態を得る場合、電極10、11に印加される電位を適切に変化させることにより、赤色および緑色の粒子6、7は、電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となる。

赤色と緑色の粒子6、7の双方が、セル13、14内でそれらの分散した状態となった場合、光状態は、黒色となる。

図3の画素配置に示すように、第2の粒子7の第2の画像移動の間、別の方法で、第1の粒子6の移動特性を実質的にゼロに低下させることができる。電極17、18および19は、それぞれ第1の基板8の表面、第2の基板9の表面、および基板12内に存在する。電極17、18、19のそれぞれに、適切な電位、例えば10Ｖ、0Ｖ、および0Ｖの電位を印加することにより、第1の粒子6の画像移動後に、第1の粒子6は、第1の基板8の表面15と接するように動かされる。またその後、第1の粒子6は、第2の粒子7の第2の画像移動の間、第1の基板8の表面15に固着し続けるのに対して、電極10、11への適切な電位の印加によって、第2の粒子は、この影響を受ける。

図3の画素配置に示すように、さらに別の方法により、第2の粒子7の第2の画像移動の間の、第1の粒子6の移動特性を実質的にゼロに低下させることができる。電極17、18および19は、それぞれ、第1の基板8の表面、第2の基板9の表面および基板12内に存在する。参照文献として取り入れられている欧州特許出願第02077017.8号（整理番号PHNL020441号）に示されているような、電極18、19への適切な振動電位の印加によって、第2の粒子7の移動特性が向上する。参照文献として取り入れられている欧州特許出願第04100804.6号（整理番号PHNL040195号）に示されているような、電極17、19への易動度抑制電位の適切な印加によって、第1の粒子6の移動特性が低下する。結果時に、その後の第2の粒子7の第2の画像移動の間、第1の粒子6は、実質的に移動せずに留まるのに対して、第2の粒子は、電極10、11に印加される適切な電位の影響を受ける。電極17、18、19は、全ての画素2用の共通電極であっても良い。その場合、ドライバの数が比較的少なくなる。ただし、電極17および19が、単位画素2に対して別々にアドレス処理される場合、画像の更新時間が比較的短くなる。

図2および図3を参照したいくつかの例には、第2の粒子7の第2の画像移動の方向と実質的に平行な、第1の粒子6の画像移動が示されている。

図4乃至7には、別の実施例の画素2の配置が示されている。この実施例では、第1の粒子6の画像移動の方向は、実質的に第1の軸22に沿っており、第2の粒子7の第2の画像移動の方向は、第1の軸とは異なる第2の軸23に実質的に沿っている。この実施例では、第1の軸22は、第2の軸23に対して実質的に垂直である。電極10、11，20、21は、粒子6、7と対向する実質的に平坦な表面を有し、電極10、11の実質的に平坦な表面は、電極20、21の実質的に平坦な表面に対して、実質的に垂直である。電極10、11に印加される電位によって生じる電場は、第2の軸23の方向を向き、電極20、21に印加される電位によって生じる電場は、第1の軸22の方向を向く。また、第1の粒子移動防止手段には、媒体中に、第2の軸23に対して実質的に垂直に延伸する第1の物理的境界24が設けられ、第1の粒子6が、実質的に第2の軸23に沿って移動することが実質的に抑制され、第2の粒子移動防止手段には、媒体中に、第1の軸22に対して実質的に垂直に延伸する第2の物理的境界25が設けられ、第2の粒子7が、実質的に第1の軸22に沿って移動することが実質的に抑制される。電極10、11に印加される電位によって生じる電場は、第2の軸23の方向を向き、媒体中の物理的境界24は、第1の粒子6が、実質的に第2の軸23に沿って移動することを実質的に抑制するため、電極10、11に印加される電位は、第2の粒子7の位置にのみ影響を及ぼす。また、電極20、21に印加される電位によって生じる電場は、第1の軸22の方向を向き、媒体中の物理的境界25は、第2の粒子7が、実質的に第1の軸22に沿って移動することを実質的に抑制するため、電極20、21に印加される電位は、第1の粒子6にのみ影響を与える。簡単に言えば、第1の粒子6は、電極20、21に印加される電位にのみ影響され、第2の粒子7は、電極10、11に印加される電位にのみ影響される。物理的境界24、25の数が増加すると、移動抑制手段の効果が向上する。先ほどと同様、この実施例では、第1および第2の粒子6、7は、負に帯電され、それぞれ、赤色および緑色であり、表面15は、白色である。ここで、画像を表示する画素2の光状態を、赤色とする場合を考える。この光状態を得る場合、電極20、21に印加される電位の適切な変化により、赤の粒子6は、セル13内にそれらが分散した状態となる一方、緑色の粒子7は、電極10、11に印加される電位の適切な変化により、電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となる。電極10、11、20、21に印加される電位に対する赤色および緑色の粒子6、7の選択的な感度のため、時間的に、赤色の粒子6の動きは、緑色の粒子7の動きには影響されない。すなわち、赤色の粒子6の移動は、緑色の粒子7の移動の前後に生じ、あるいは緑色の粒子7の移動に対して、部分的にしか同時に生じない。画素2は、少なくとも4つの光状態、すなわち赤色、緑色、白色および黒色の状態を取り得ることに留意する必要がある。緑色の光状態を得る場合、緑色の粒子7は、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、セル14内にそれらが分散した状態となる一方、赤色の粒子6は、電極20、21に印加される電位の適切な変化によって、電極20または21の表面近傍にそれらが集合した状態となる。白色の光状態を得る場合、電極10、11、20、21に印加される電位の適切な変化によって、赤色および緑色の粒子6、7は、それぞれ、電極20または21、および電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となる。赤色と緑色の双方の粒子6、7が、セル13、14内でそれらが分散した状態となる場合、光状態は、黒色となる。物理的境界24、25は、テフロン（登録商標）のように、実質的に非接着性である好ましい。あるいは、物理的境界24、25は、例えば整列液晶材料のような、規則的な異方性を有する電気泳動媒体を用いて提供されても良い。この異方性により、選択方向への移動特性が向上する。

図8乃至11には、別の実施例の画素2の配置を示す。この実施例は、図4乃至7に示した前述の実施例と同様である。ただし、この実施例では、第2の粒子移動防止手段は、画素2の電極10の近傍部分26に設けられ、さらに、この粒子移動防止手段は、第2の粒子が画素2の部分26を占めることができ、その後、第1の粒子6の画像移動と、第2の粒子7の画像移動とが可能となるように配置されている。前述と同様、この実施例では、第1および第2の粒子6、7は、負に帯電され、それぞれ赤色および緑色であり、表面15は、白色である。ここで、画像を表示する画素2の光状態を、緑色とする場合を考える。この光状態を得る場合、緑色の粒子7は、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、画素2の部分26の方に動かされる。電極20、21は、等しい電位を有し、緑色の粒子7が画素2の部分26の方に移動することを妨害しない。次に、赤色の粒子6は、電極20、21に印加される電位の適切な変化によって、セル13内にそれらが集合した状態となる。電極10、11は、適切な電位を有し、緑色の粒子7が画素2の部分26から動くことが抑制される。また、電極20、21に印加される電位によって生じる電場は、第1の軸23に沿った方向を向き、媒体中の物理的境界25は、第2の粒子7が実質的に第1の軸22に沿って移動することを実質的に抑制するため、電極20、21に印加される電位は、赤色の粒子6の位置にのみ影響を及ぼす。その後、緑色の粒子7は、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、それらが分散した状態となる。

画素2は、少なくとも4つの光状態、すなわち赤色、緑色、白色および黒色を取り得ることに留意する必要がある。赤色の光状態を得る場合、緑色の粒子7は、それらが集合した状態となり、赤色の粒子6は、それらが分散した状態となる。白色の光状態を得る場合、赤色および緑色の粒子6、7は、電極10、1120、21に印加される電位の適切な変化によって、それぞれ、電極20または21，および電極10または11の表面近傍にそれらが集合した状態となる。赤色と緑色の双方の粒子6、7が、セル13、14内でそれらが分散した状態となる場合、光状態は、黒色となる。ある特定の場合、画素2の部分26は、電極表面まで短くすることができる。この場合、緑色の粒子7は、電極への適切な電位よって、実質的に動かないように維持される。

別の実施例は、図4乃至7に示した実施例と同様の画素2の配置を有し、さらに、粒子移動手段は、第1の粒子6の画像移動の前に、第1の軸22に沿った、第1の粒子6の第1のリセット位置へのリセット移動が可能となり、第2の粒子7の画像移動の前に、第2の軸23に沿った、第2の粒子7の第2のリセット位置へのリセット移動が可能となるように配置される。ここで、画像を表示する画素2の光状態を、赤色とする場合を考える。この光状態を得る場合、電極20、21に印加される電位の適切な変化によって、赤色の粒子6は、電極20または21の表面近傍のそれらのリセット位置に動かされる。赤色の粒子6をリセットすることにより、それらの粒子の位置が正確に定められる。次に、電極20、21に印加される電位の適切な変化によって、赤色の粒子6は、セル13内にそれらが分散した状態となる。また、赤色の粒子6の動きとは無関係に、電極10、11に印加される電位の適切な変化によって、緑色の粒子7は、電極10または11の表面近傍のそれらのリセット位置に動かされる。緑色の粒子7をリセットすることにより、それらの粒子位置が正確に定められる。この場合、緑色の粒子7のそれらが集合した状態での位置は、緑色の粒子7のリセット位置と実質的に等しくなる。

図12および13には、図4乃至7に示す実施例と同様の、他の実施例の画素2の配置を示す。ここでも前述の場合と同様、第1および第2の粒子6、7は、負に帯電され、それぞれ赤色および緑色を有する。さらに、電気泳動媒体5は、青色の第3の帯電粒子60と、黒色の第4の帯電粒子70とを有する。青色と黒色の粒子60、70は、正に帯電される。また光状態は、第3および第4の粒子60、70の位置に依存する。表面15は、白色である。

第1および第3の粒子6、60の画像移動の方向は、実質的に第1の軸22に沿っており、第2および第4の粒子7、70の画像移動の方向は、第1の軸22とは異なる第2の軸23に、実質的に沿っている。この実施例では、第1の軸22は、第2の軸23に対して実質的に垂直である。電極10、11、20、21、31は、粒子6、7、60、70と対向する実質的に平坦な表面を有する。電極10、11の実質的に平坦な表面は、電極20、21の実質的に平坦な表面に対して、実質的に垂直である。また、電極31の表面は、ビュー表面と実質的に平行である。電極31の電位は、0Ｖに保持される。電極10、11に印加される電位によって生じる電場は、第2の軸23に沿った方向を向き、電極20、21に印加される電位によって生じる電場は、第1の軸22に沿った方向を向く。さらに、第1および第3の粒子移動防止手段には、媒体中に、第2の軸23に対して実質的に垂直に延伸する第1の物理的境界24が提供され、第1および第3の粒子6、60が、実質的に第2の軸23に沿って移動することが実質的に抑制されるとともに、第2および第4の粒子移動防止手段には、媒体中に、第1の軸22に対して実質的に垂直に延伸する第2の物理的境界25が提供され、第2および第4の粒子7、70が、実質的に第2の軸22に沿って移動することが実質的に抑制される。電極10、11に印加される電位によって生じる電場は、第2の軸23の方向を向き、媒体中の物理的境界24は、第1および第3の粒子6、60が、実質的に第2の軸23に沿って移動することを実質的に抑制するため、電極10、11に印加される電位は、第2および第4の粒子7、70の位置にのみ影響を与える。また、電極20、21に印加される電位によって生じる電場は、第1の軸23に沿った方向を向き、媒体中の物理的境界25は、第2および第4の粒子7、70が、実質的に第1の軸22に沿って移動することを実質的に抑制するため、電極20、21に印加される電位は、第1および第3の粒子6、60の位置にのみ影響を与える。簡単に言えば、第1および第3の粒子6、60は、電極20、21に印加される電位にのみ影響され、第2および第4の粒子7、70は、電極10、11に印加される電位にのみ影響を受ける。第1の粒子6の電荷符号は、第3の粒子60の電荷符号と反対であるため、第1および第3の粒子6、60は、反対の方向に移動する傾向にある。第2の粒子7の電荷符号は、第4の粒子70の電荷符号とは反対であるため、第2および第4の粒子7、70は、反対の方向に移動する傾向にある。

画像を表示する画素2の光状態を、白色とする場合を考える。この光状態を得る場合、電極20、10、21、11に印加される電位を、例えば、それぞれ10Ｖ、10V、-10Vおよび-10Vのように適切に変化することにより、赤色、緑色、青色および黒色の粒子6、7，60、70は、それぞれ電極20、10、21、11の表面近傍に、それらが集合した状態になる。

赤色の光状態を得る場合、画素2の光状態は、前述のように白色に変化される。次に、電極20に印加される電位は、0Ｖとなり、他の電極10、21、11では、それらの電位が10Ｖ、-10Ｖおよび-10Ｖに維持される。その結果、電極31の0Vの電位、および電極10、21、11の電位により生じる電位障壁のため、赤色の粒子6は、第1の軸22に沿って画素2を拡散し、他の粒子7、60、70は、電極10、21、11の表面近傍に、それらが集合した状態に維持される。その結果、画像の光状態は、赤色となる。電極20に、例えば5Vの電位が印加されることにより、赤色の粒子6の電位障壁が、除去はされないものの抑制された場合、赤色のアナロググレースケールを得ることが可能となる。

同様の方法で各色の粒子が画素2内を拡散することにより、緑色、青色または黒色の光状態、あるいは緑色、青色または黒色のアナロググレースケールが得られる。この場合、他の粒子は、それらが集合した状態のまま維持される。粒子6、7、60、70の各々は、他の粒子とは独立に、画素2内を移動することができる。従って、制御された方法で、粒子6、7、60、70のうちの2つまたは3つを、画素2内で移動させることができる。

また、各電極に反対符号の電位を（一時的に）印加することにより、粒子6、7、60、70の一つの拡散を高速化させることが可能である。その後、粒子は、拡散の他、泳動によっても移動する。

図12および13に示す実施例と同様の画素2の配置を有する別の実施例では、第1、第2、第3および第4の粒子6、7、60、70は、それぞれ黄色、シアンブルー、赤紫色および黒色を有する。この場合、画素2は、少なくとも以下の好ましい光状態を取り得る：すなわち、3つの減法混色の原色（黄色、シアンブルー、赤紫色）のいずれか、三原色のいずれか（シアンブルーおよび黄色の粒子のみが分散された状態にある場合、画素の光状態は緑色；赤紫色およびシアンブルーの粒子のみが分散された状態にある場合、画素の光状態は青色；赤紫色および黄色の粒子のみが分散された状態にある場合、画素の光状態は赤色）、黒色および白色である。

図14乃至16には、別の実施例の画素2の配置を示す。ここで、電極10、11、20、21、31の表面は、実質的に平坦な平面内にある。この画素2は、比較的簡単に製造することができる。

図17には、図16の電極配置とは別の電極配置を示す。この場合、各電極10、11、20、21は、2つの画素2に共有されている。電極およびトランジスタの量が少なくなるため、これらの画素2は、比較的簡単に製作することができる。

電極10、11、20、21、31には、駆動手段100からそれぞれの電位が印加される。

表示パネルの実施例の正面図を概略的に示す図である。 図1のII-II線に沿った断面を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の図1のII-II線に沿った断面図を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の図1のII-II線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図4のV-V線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図4のVI-VI線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図4のVII-VII線に沿った断面図を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の図1のII-II線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図8のIX-IX線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図8のX-X線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図8のXI-XI線に沿った断面図を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の図1のII-II線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図12のXIII-XIII線に沿った断面図を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の図1のII-II線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図14のXV-XV線に沿った断面図を概略的に示す図である。 図14のXVI-XVI線に沿った断面図を概略的に示す図である。 表示パネルの別の実施例の電極配置を示す図である。

Claims (16)

1. 画像を表示するための電気泳動式表示パネルであって、
   第1および第2の帯電粒子を有する電気泳動媒体であって、前記第1の帯電粒子は、第1の光学特性を有し、前記第2の帯電粒子は、前記第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する、電気泳動媒体と、
   前記粒子の位置に依存する光状態と、
   を有する画素、
   前記画像を表示するための前記第1および前記第2の粒子のそれぞれの位置に、前記第1および前記第2の粒子の画像移動が可能となるように配置された粒子移動手段、ならびに
   前記第2の粒子の前記画像移動から、前記第1の粒子の前記画像移動を実質的に分離するため、前記第1および前記第2の粒子に異なる移動特性を提供するように配置された、粒子移動分離手段、
   を有し、
   前記粒子移動分離手段は、前記第1および前記第2の粒子に前記異なる移動特性を提供するため、前記第1および前記第2の粒子とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するように配置されることを特徴とする表示パネル。
2. 前記粒子移動分離手段は、前記第2の粒子の前記画像移動の間、前記第1の粒子が移動することを実質的に防止するように配置された、第1の粒子移動防止手段を有し、
   さらに、前記粒子移動手段は、
   前記第1の粒子の前記画像移動が可能となり、その後、
   前記第2の粒子の前記画像移動が可能となるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
3. 前記第1の粒子の前記画像移動の方向は、前記第2の粒子の前記画像移動の方向と実質的に平行であることを特徴とする請求項2に記載の表示パネル。
4. 前記第1の粒子の前記画像移動の方向は、実質的に第1の軸に沿っており、
   前記第2の粒子の前記画像移動の方向は、前記第1の軸とは異なる第2の軸に実質的に沿っており、
   前記粒子移動分離手段は、
   前記第2の軸に沿った前記第2の粒子の前記画像移動の間、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することを実質的に抑制するように配置された、第1の粒子移動防止手段と、
   前記第1の軸に沿った前記第1の粒子の前記画像移動の間、前記第2の粒子が、実質的に前記第1の軸に沿って移動することを実質的に抑制するように配置された、第2の粒子移動防止手段と、
   を有することを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
5. 前記第1の軸は、前記第2の軸に対して、実質的に直交していることを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
6. 前記第1の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第2の軸に対して実質的に垂直に延伸する第1の物理的境界が設けられ、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することが実質的に抑制され、
   前記第2の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第1の軸に対して実質的に垂直に延伸する第2の物理的境界が設けられ、前記第2の粒子が、実質的に前記第1の軸に沿って移動することが実質的に抑制されることを特徴とする請求項5に記載の表示パネル。
7. 前記第2の粒子移動防止手段は、前記画素の一部に設置され、前記粒子移動手段は、さらに、
   前記第2の粒子が前記画素の前記一部を占めることができ、その後、
   前記第1の粒子の前記画像移動が可能となり、その後、
   前記第2の粒子の前記画像移動が可能となるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
8. 前記第1の粒子移動防止手段には、前記媒体中に、前記第2の軸に対して実質的に直交して延伸する第1の物理的境界が設けられ、前記第1の粒子が、実質的に前記第2の軸に沿って移動することが実質的に抑制されることを特徴とする請求項7に記載の表示パネル。
9. 前記粒子移動手段は、さらに、
   前記第1の粒子の前記画像移動の前に、前記第1の軸に沿った、前記第1の粒子の第1のリセット位置へのリセット移動が可能となり、
   前記第2の粒子の前記画像移動の前に、前記第2の軸に沿った、前記第2の粒子の第2のリセット位置へのリセット移動が可能となるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
10. 前記粒子移動手段は、
    前記第1の粒子の前記リセット移動および／または前記画像移動が可能となる電場を生じさせるための電位が印加される第1の電極と、
    前記第2の粒子の前記リセット移動および／または前記画像移動が可能となる電場を生じさせるための電位が印加される第2の電極と、
    を有することを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
11. 前記第1および前記第2の電極は、前記粒子に対向する実質的に平坦な表面を有し、前記第1の電極の前記実質的に平坦な表面は、前記第2の電極の前記実質的に平坦な表面に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項10に記載の表示パネル。
12. 前記画素は、観者が眺めるビュー表面を有し、前記第1および前記第2の電極は、前記観者と対向する実質的に平坦な表面を有し、該表面は、前記ビュー表面と実質的に平行であることを特徴とする請求項10に記載の表示パネル。
13. 前記電極の前記表面は、実質的に平坦な面に存在することを特徴とする請求項12に記載の表示パネル。
14. さらに前記電気泳動媒体は、第3および第4の帯電粒子を有し、前記第3の帯電粒子は、第3の光学特性を有し、前記第4の帯電粒子は、第4の光学特性を有し、
    前記第1、前記第2、前記第3および前記第4の光学特性は、相互に異なっており、前記第1および前記第2の粒子の電荷符号は、等しく、前記第3および前記第4の粒子の電荷符号とは反対であり、
    さらに前記光状態は、前記第3および前記第4の粒子の位置に依存し、
    さらに前記粒子移動手段は、前記画像を表示するための前記第3および第4の粒子のそれぞれの位置に、前記第3および第4の粒子の画像移動が可能となるように配置され、
    粒子移動分離手段は、前記第4の粒子の前記画像移動から、前記第3の粒子の前記画像移動を実質的に分離するため、前記粒子に異なる移動特性を提供するように配置され、
    前記粒子移動分離手段は、前記各粒子に前記異なる移動特性を提供するため、各粒子とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するように配置されることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
15. 請求項1に記載の表示パネルを有する表示装置。
16. 画像を表示するための電気泳動式表示パネルを駆動する方法であって、
    前記電気泳動式表示パネルは、
    第1および第2の帯電粒子を有する電気泳動媒体であって、前記第1の帯電粒子は、第1の光学特性を有し、前記第2の帯電粒子は、前記第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する、電気泳動媒体と、
    前記粒子の位置に依存する光状態と、
    を有する画素、
    粒子移動手段、ならびに
    粒子移動分離手段、
    を有し、
    当該方法は、
    前記画像を表示するための前記第1および前記第2の粒子のそれぞれの位置に、前記第1および前記第2の粒子の画像移動を行うステップと、
    前記第1および前記第2の粒子に前記異なる移動特性を提供し、前記第2の粒子の前記画像移動から、前記第1の粒子の前記画像移動を実質的に分離するため、前記第1および前記第2の粒子とそれぞれの環境との間に、異なる相互作用を提供するステップと、
    を有する方法。

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