JP2013171289A - エレクトロウエッティング表示装置及びこれを駆動する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 エレクトロウエッティング表示装置及びこれを駆動する方法の提供。
【解決手段】 第１の電極と、第１の電極から離れている第２の電極と、第１の電極と第２の電極の上に位置する疎水層を備え、疎水層と向かい合う第３の電極と、疎水層と第３の電極との間のスペースに配置され、互いに混ざらない第１の流体及び第２の流体と、を備え、疎水層は、第２の流体に対して疎水性である表示装置の駆動方法であって、第１の電極と第３の電極との間に第１の電位差を与えて、第１の流体が第２の電極に向かって移動するようにする第１の移動ステップと、第１の電位差を減らし、第２の電極と第３の電極との間に第２の電位差を与えて、第１の流体が第１の電極に向かって移動するようにする第２の移動ステップと、第２の電位差を除去して、第１の流体が第１の電極に向かって移動する速度を遅らせたり、第１の流体の移動を止めたりする減速ステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレクトロウエッティング表示装置及びこれを駆動する方法に関する。

エレクトロウエッティング表示装置（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）は、極性流体（ｐｏｌａｒ ｆｌｕｉｄ）及び極性流体と混ざらない非極性流体（ｎｏｎ−ｐｏｌａｒ ｆｌｕｉｄ）の組み合わせを用いてイメージを表現する表示装置である。エレクトロウエッティング表示装置は互いに離れている上部基板及び下部基板を備え、複数のセルが上部基板と下部基板との間において隔壁によって仕切られている。

各セルは、向かい合う基板の間に形成されたスペースに位置する極性流体と非極性流体とを含む。極性流体と非極性流体が上部基板と下部基板との間において互いに対して相対的にいかに配置されるかに影響を与える電場を選択的に印加するための１組の電極が各セルに備えられており、各セルの一方側の電極の上には疎水層（ｌｙｏｐｈｏｂｉｃｌａｙｅｒ）が形成されている。疎水層は極性流体を押し出す特性があり、押し出される極性流体と押し出す疎水層との間のスペースを非極性流体が占める。

電極の間に適正な電場が印加されると、電場によって極性流体が通常の位置から外れて疎水層の表面に移動し、非極性流体は極性流体に置き換えられて、極性流体が占めていたスペースに集まる。このように置き換えた電場が除かれると、極性流体は再び疎水層によって押し出されて疎水層の表面から離れていく。この場合、一所に集まっていた非極性流体は通常の位置に戻り、疎水層表面の上に広がっていく。エレクトロウエッティング装置は、このような現象と併せて、非極性流体の光学的染色を用いて、染料（ｄｙｅ）を含む非極性流体が疎水層表面を覆う面積を選択的に調節して、セルを通過する光の透過量を調節することによってイメージを表示することができる。

エレクトロウエッティング表示装置は、光学的効果を実現するための偏光板を用いないので、液晶表示装置に比べて光の透過効率に優れている。しかしながら、エレクトロウエッティング表示装置は映像信号を変えるのにかかる応答時間（ｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅ）が長くため、速い動画の実現が困難になることがある。特に、非極性流体を集めるのにかかる時間よりも、集まった非極性流体を再び疎水層表面の上に広がらせるのにかかる時間が長いことがある。

特開２０１０−１０７９０８号

応答時間を改善することができるエレクトロウエッティング表示装置およびその駆動方法を提供する。

本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動方法は、第１の電極と、第１の電極から離れている第２の電極と、第１の電極と第２の電極の上に位置する疎水層を備え、疎水層から離れて向かい合う第３の電極と、疎水層と前記第３の電極との間のスペースに配置され、互いに混ざらない第１の流体及び第２の流体と、を備え、疎水層は、第２の流体に対して疎水性である表示装置の駆動方法である。

この駆動方法は、第１の電極と前記第３の電極との間に第１の電位差を与えて、前記第１の流体が前記第２の電極に向かって移動するようにする第１の移動ステップと、第１の電位差を減らし、第２の電極と第３の電極との間に第２の電位差を与えて、第１の流体が前記第１の電極に向かって移動するようにする第２の移動ステップと、第２の電位差を除去して、第１の流体が前記第１の電極に向かって移動する速度を遅らせたり、第１の流体の移動を止めたりする減速ステップと、を含む。

第１の流体は、第２の電極面積の全体を覆うことが好ましい。

第２の移動ステップは、第３の電極に実質的に一定の電圧を印加するステップと、第２の電極に少なくとも一つのパルスを含むパルス波形の電圧を印加するステップと、を含むことが好ましい。

パルス波形の電圧は、２以上のパルスを含むことが好ましい。

第１の移動ステップにおいて、第２の電極と前記第３の電極との間には実質的に電位差がないことが好ましい。

第１の電極に印加される電圧は、第１の移動ステップにおいて第１の電圧値を有し、第２の移動ステップ及び減速ステップにおいて第１の電圧値とは異なる第２の電圧値を有し、第２の電極に印加される電圧は、第１の移動ステップにおいて第１の電圧値よりも第２の電圧値にさらに近い第３の電圧値を有し、第２の移動ステップにおいて第３の電圧値とは異なる第４の電圧値を有するか、あるいは、第３の電圧値と第４の電圧値との間をスイングし、減速ステップにおいて第３の電圧値を有し、第３の電極に印加される電圧は、第１の移動ステップ、第２の移動ステップ及び前記減速ステップにおいて第３の電圧値を有することが好ましい。

第４の電圧値は、第１の電圧値と実質的に等しいことが好ましい。第１、第２及び第４の電圧値は、第３の電圧値と同じ側に位置することが好ましい。

第２の移動ステップ及び減速ステップにおいて第１の流体は一体となることが好ましい。

このように本発明の一実施形態によれば、エレクトロウエッティング装置の応答時間を改善することができる。

本発明の一実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の断面図であって、それぞれ第１及び第２の階調状態を示す。 本発明の一実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の断面図であって、それぞれ第１及び第２の階調状態を示す。 本発明の実施形態によりエレクトロウエッティング表示装置を図２の状態から図１の状態に切り替えるときに電極に印加される駆動電圧を示すグラフである。 本発明の実施形態によりエレクトロウエッティング表示装置を図２の状態から図１の状態に切り替えるときに電極に印加される駆動電圧を示すグラフである。 エレクトロウエッティング表示装置の透過率の経時変化を示すグラフである。 実験例１及び実験例２に係る駆動方法により駆動したエレクトロウエッティング表示装置の応答時間を測定した結果を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の駆動電圧の波形図である。 実験例３、実験例４及び実験例５に係る駆動方法により駆動したエレクトロウエッティング表示装置の応答時間を測定した結果を示すグラフである。 エレクトロウエッティング表示装置の一例を示す断面図である。 模擬実験において時間の関数として示す第１の流体の断面図である。 様々な大きさの第２の電極を有するエレクトロウエッティング表示装置における開口率の経時変化を示すグラフである。 疎水層の上に位置する第１の流体を概略的に示す断面図である。 疎水層の一部が汚染されたときにおける開口率の経時変化を示すグラフである。 図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の第２の電極に印加される電圧の種々の波形図である。 図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の第２の電極に印加される電圧の種々の波形図である。 図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の第２の電極に印加される電圧の種々の波形図である。 図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の第２の電極に印加される電圧の種々の波形図である。 本発明の実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の第１のパネルの配置図である。

以下、添付図面に基づき、本発明を製造し使用する方法について詳しく説明される。本発明の明細書において、同じ参照番号は同じ部品または構成要素を示すということに留意しなければならない。

図１及び図２に基づき、本発明の一実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置について詳述する。図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の断面図であって、それぞれ第１及び第２の階調状態を示す。図１及び図２は、エレクトロウエッティング表示装置のあるセルを示しているが、エレクトロウエッティング表示装置は、行及び列をもって繰り返し配列された多数のセルを含んでいてもよい。

図１及び図２を参照すると、本実施形態によるエレクトロウエッティング表示装置１は、向かい合う第１のパネル１００及び第２のパネル２００と、これらの間に位置する第１の流体３１０及び第２の流体３２０と、を備える。第１のパネル１００は、第１の基板１０１と、第１の電極１１０と、第２の電極１２０と、保護層１３０と、疎水層１４０及び隔壁１６０などを備え、第２のパネル２００は、第２の基板２０１及び第３の電極２１０などを備える。側面に配置される向かい合う図示の１以上の隔壁１６０は第１の流体３１０を制限する。

第１の基板１０１は、ガラスまたはプラスチックなどの透明な絶縁物質から成ることが好ましい。図示しないが、透光性第１の基板１０１の下にバックライトユニットが備えられていてもよい。バックライトユニットが供給する白色または他の色のバックライトは、エレクトロウエッティング表示装置内に備えられた選択的に移動可能な染料によって（部分的にまたは全体的に）遮断されて輝度が調節されてもよい。

第１の電極１１０と第２の電極１２０は第１の基板１０１の上に位置し、インジウム錫酸化物（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎ ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）などの透明導電体から構成されてもよい。第１の電極１１０と第２の電極１２０は互いに離れて電気的に分離されており、同じ絶縁層（例えば、１０１）の上に位置し、同じ透明導電物質を含んでいてもよい。第１及び第２の電極１１０、１２０を製造するときには、一つの層を積層した後にパターニングして、互いに離隔させると共に電気的に互いに絶縁させてもよい。

第１のパネル１００は、第１の電極１１０及び第２の電極１２０にそれぞれ電圧を印加する第１及び第２のスイッチング素子（図示せず）をさらに備えてもよい。第１及び第２のスイッチング素子は薄膜電界効果トランジスタ（ｔｈｉｎｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であってもよく、第１の基板１０１の上に集積（ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙ ｄｉｓｐｏｓｅｄ）されてもよく、第１の電極１１０と第２の電極１２０にそれぞれモノリシックに（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃａｌｌｙ）接続されるように形成されてもよい。

また、第１のパネル１００は、第１及び第２のスイッチング素子の上に位置する絶縁層（図示せず）をさらに備えてもよい。この絶縁層は、スイッチング素子の部分を適正な素子の動作に必要な程度に電気的に絶縁させることができる。

保護層１３０は電気的絶縁性を有し、第１の電極１１０及び第２の電極１２０の上に位置してもよく、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの絶縁物質を含んでいてもよい。保護層１３０は、第３の電極２１０と第１及び第２の電極１１０、１２０に電圧が印加されたときに、これらの間に意図しない電流が流れることにより第２の流体３２０が電気分解（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ）されることを低減または防止することができる。保護層１３０は省略可能であり、この場合、疎水層１４０は第１及び第２の電極１１０、１２０と直接的に接触してもよい。

疎水層（ｌｙｏｐｈｏｂｉｃ ｌａｙｅｒ）１４０は保護層１３０の上に位置し、図示の例においては、保護層１３０の側面を覆う。疎水層１４０は、第２の流体３２０に対して疎水性である表面物質を含む。疎水層１４０は、フッ素系高分子（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）を含んでいてもよい。疎水層１４０の表面は第１の流体３１０に対して親水性（ｌｙｏｐｈｉｌｉｃ）であってもよい。

隔壁１６０は疎水層１４０の上に位置し、チューブ状の限定領域を形成してエレクトロウエッティング表示装置１を複数の類似のセルに分離する。各セルは第１の流体１３０を閉じ込める限定領域を有する。隔壁１６０は硬化した感光性樹脂からなり、ブラックカーボン（ｂｌａｃｋｃａｒｂｏｎ）などの光遮断物質をさらに含んでいてもよい。隔壁１６０の内側面は第１の流体１３０と親しい（ｅａｓｉｌｙ ｗｅｔｔｅｄ）物質を含んでいてもよい。換言すると、隔壁１６０の内側面は第１の流体１３０に対して親水性であってもよい。

第２の基板２０１は第１の基板１０１と向かい合うように配置されており、ガラスまたはプラスチックなどの透明な絶縁物質からなることが好ましい。
第３の電極２１０は第２の基板２０１の上に位置し、電圧信号を受け取って第１及び第２の電極１１０、１２０と共に電場を生成する。第３の電極２１０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電体を含んでいてもよい。

第１及び第２の基板１０１、２０１は電極１１０、１２０、２１０または疎水層１４０を支持するためのものであり、これらのうち少なくとも一つは省略されてもよい。

第１の流体３１０は、一般に、第２の流体３２０と混ざらず（広がった状態では）第１のパネル１００と第２のパネル２００との間のスペース、すなわち、隔壁１６０により囲まれた領域内の下部に薄く広がった状態で位置する。第１の流体３１０は非極性流体、例えば、デカン（ｄｅｃａｎｅ）などのオイル（ｏｉｌ）を含んでいてもよく、黒色などを呈し、その中に溶解されている非極性染料（ｄｙｅ）をさらに含んでいてもよい。他の実施形態によれば、第１の流体３１０は、三原色、例えば、赤色、緑色、青色のうちの一つを選択的に透過したり遮断する通過帯域（ｂａｎｄｐａｓｓ）特性を有する染料を含んでいてもよい。

第２の流体３２０は第１の流体３１０と混ざらず、第１のパネル１００と、第２のパネル２００と、第１の流体３１０により囲まれたパネル間のスペースの残余スペースに満たされている。第２の流体３２０は、光学的にみたときに相対的に透明であるため可視光をほとんど吸収せず、ほとんど通過させる。
流体３１０、３２０に加えられる他の力が無ければ、非極性の第１の流体３１０は疎水層１４０表面と隔壁１６０の内側面を濡らそうとし、極性の第２の流体３２０は疎水層１４０によって押し出される。

図示しないが、この表示装置は第２の流体３２０の余剰を保持する貯溜場所（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）と、熱または他の理由による第２の流体３２０の膨張及び収縮に応じて伸縮可能な弾性部材と、を備えていてもよい。第２の流体３２０は疎水層１４０の表面物質によって押し出される性質を有しており、他の力がなければ、疎水層１４０から遠ざかろうとする。しかしながら、第２の流体３２０は適切な電場が印加されると、電場に反応して移動する極性流体を含む。例えば、第２の流体３２０はエチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）とグリセリン（ｇｌｙｃｅｒｉｎｅ）とが混ざった混合液を含んでいてもよい。

図１は、第１の流体３１０がセルの全体を覆っている広がった状態または通常状態Ｒを示している。この状態がおこる一実施形態によれば、第１のパネル１００と第２のパネル２００との間のスペースに電場がないことがある。例えば、第１及び第２の電極１１０、１２０と第３の電極２１０に同じ電圧を印加して３電極１１０、１２０、１３０の間に電位差がない。この状態のもとでは、第２の流体３２０は疎水層１４０から遠ざかろうとするため、染料を含む第１の流体３１０が疎水層１４０と第２の流体３２０との間に流れ込む広がった状態になり、これにより、図１に示すように、各セルの第１の流体３１０が疎水層１４０の表面を全体的に覆う状態となる。

図２は、第１の流体３１０がセルの一部のみを覆っている、広がっていない状態若しくは固まった状態Ｓを示している。

一実施形態によれば、第１の電極１１０と第２及び第３の電極１２０、２１０との間に電位差があり、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間には電位差がない場合がある。この場合、第１の電極１１０と第２及び第３の電極１２０、２１０との間の電位差によって生成された電場は第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ１においては相対的に強く、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ２においては相対的に弱いか、あるいはない。このため、第１の電極１１０の表面と第３の電極２１０における第１の電極１１０に対応する位置の表面に電荷が多く集中する。

第２の流体３２０は極性物質を含んでいるため、電場に露出されると誘電分極現象が発生し、これにより、電極１１０、１２０、２１０の表面に集まった電荷との間に引力が生じる。第２の電極１２０とこれに対応する第３の電極２１０部分の表面に集まった電荷よりも、第１の電極１１０とこれに対応する第３の電極２１０部分の表面に集まった電荷の方が多いため、第２の流体３２０は帯電された表面近くに引き寄せられ、これにより、第２の電極１２０とこれに対応する第３の電極２１０部分よりも、第１の電極１１０とこれに対応する第３の電極２１０部分の方に集まる。

このため、第２の流体３２０は電荷が多く集まっている第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ１に移動しようとする。電場が十分に強くなって第２の流体３２０と疎水層１４０との間の反発する力よりも電場による引力の方が十分に強くなると、第２の流体３２０は第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ１に位置する第１の流体３１０を第２の電極１２０に向かって押し出し、その領域Ｒ１に移動する。これにより、非極性第１の流体３１０は第２の電極１２０上の領域Ｒ２に合わせられ、第２の流体３２０が第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ１に電気的に引き寄せられてその場を占めることになる。これにより、隔壁１６０により囲まれたセル内に適正な電場を形成することにより、染料を含む第１の流体３１０が覆わない領域が生じることがある。

例えば、第１の流体３１０が黒色染料を含み、第１の基板１０１の下部に外部光源（図示せず）が位置することを想定する。外部光源は、バックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔｕｎｉｔ）、室内照明または自然光などを含む。

図１を参照すると、広がった状態Ｒでは、光源から放出された光がセルの全体面積を覆っている第１の流体３１０の染料によって吸収されてエレクトロウエッティング表示装置１の当該部分を透過することができない。このため、エレクトロウエッティング表示装置１の当該部分は最低階調、例えば、黒いイメージを表示することができる。

図２を参照すると、固まった状態Ｓでは、固まった第１の流体３１０がセル面積の一部のみを覆っているため、外部光源から放出された光が一部吸収され（または、全く吸収されず）、残りの一部は通過することができる。

第１の流体３１０が占める面積が小さければ小さいほど、エレクトロウエッティング表示装置１の当該部分を透過する光量が多くなり、これにより、表示装置１の当該部分の輝度が増加することがある。光透過量が最大であるときに、最高階調、例えば、白色イメージまたは飽和色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）を表示することができる。

第１の流体３１０がセル内に占める面積は、第１のパネル１００と第２のパネル２００との間に印加される電場の強さによって決定されるため、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の電位差を調節することにより、最低階調と最高階調との間の様々な階調を選択的に表示することができる。一実施形態によれば、第３の電極２１０に印加する電圧は一定の値に固定し、第１の電極１１０に印加する電圧の大きさを調節することができる。

図１には、第１の流体３１０が第１の電極１１０の表面全体を覆っている状態を示しているが、例えば、第１の電極１１０に印加された電圧の大きさによって第１の流体３１０は第１の電極１１０の表面一部を覆うことができる。同様に、第１の流体３１０は、図２に示す場合よりも、セル内にさらに広い面積を占めることができる。

図３及び図４に基づいて、図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の駆動方法について詳述する。

図３は、本発明の一実施形態によりエレクトロウエッティング表示装置を図２の固まった状態から図１の広がった状態に切り替えるときに、電極に印加する駆動電圧を示すグラフである。

図３を参照すると、第１の区間Ｔ１（１）中にエレクトロウエッティング表示装置１の第２の電極１２０及び第３の電極２１０に印加される電圧Ｖ２（１）、Ｖ３（１）は実質的に同じ電圧値Ｖ＋を有し、第１の電極１１０に印加される電圧Ｖ１（１）はこれらよりも低い電圧値Ｖ−を有してもよく、これにより、第１の電極１１０と第２及び第３の電極１２０、２１０の間には電位差が生じ、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間には電位差が生じない。

このようにすると、エレクトロウエッティング表示装置１の第１の流体３１０は第２の電極１２０に向かって移動し、図２に示す状態に達した後に止まる。

第１の区間Ｔ１（１）が終わって第２の区間Ｔ２（１）が始まると、第１の電極１１０に印加される電圧Ｖ１（１）がＶ＋に上昇して、第１の電極１１０が第２及び第３の電極１２０、２１０の電圧Ｖ２（１）、Ｖ３（１）と実質的に同じ電圧値を有し、これにより、セル内の電場を除くことが可能になる。電場が消えると、第２の流体３２０と疎水層１４０との間に作用する反発する力が相対的に強くなり、その結果、疎水層１４０の性質によって第２の流体３２０が疎水層１４０の表面から遠ざかり、第１の流体３１０が疎水層１４０の上に広がりながら移動して、図１に示す広がった状態Ｒに戻る。

図４は、本発明の他の実施形態によりエレクトロウエッティング表示装置を図２の固まった状態から図１の広がった状態に切り替えるときに、電極に印加される駆動電圧を示すグラフである。

図４を参照すると、第１の区間Ｔ１（２）中には、図３と同様に、エレクトロウエッティング表示装置１の第２の電極１２０及び第３の電極２１０に印加される電圧Ｖ２（２）、Ｖ３（２）は実質的に同じ電圧値Ｖ＋を有し、第１の電極１１０に印加される電圧Ｖ１（２）はこれよりも低い電圧値Ｖ−を有してもよい。このようにすると、第１の電極１１０と第２及び第３の電極１２０、２１０の間には電位差が生じ、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間には電位差がない。これにより、エレクトロウエッティング装置１の第１の流体３１０が第２の電極１２０の近くに移動して、図２に示す固まった状態になる。

第１の区間Ｔ１（２）が終わって第２の区間Ｔ２（２）が始まると、図３と同様に、第１の電極１１０に印加される電圧Ｖ１（２）がＶ＋に上昇して、第１の電極１１０が第３の電極２１０の電圧Ｖ３（２）と実質的に同じ電圧値を有し、これにより、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の電位差が消える。一方、第２の電極１２０に印加される電圧Ｖ２（２）は下降して、これらよりも低い電圧値Ｖ−を有することになり、これにより、第２の電極１２０と第１及び第３の電極１１０、２１０の間には電位差が生じる。

このようにすると、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ２の電場よりも、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の領域Ｒ１の電場の方が強くなるため、第２の流体３２０が第２の電極１２０に向かって移動しようとし、これにより、第１の流体３１０の一部が第２の電極１２０上の領域Ｒ２から第１の電極１１０上の領域Ｒ１に向かって押し出される。第１及び第２の流体３１０、３２０の移動が止まった後、図１に示す状態となる。このとき、本実施形態の場合には、第２の流体３２０が疎水層１４０との間に存在する反発する力に加えて、電場によって図１に示す広がった状態Ｒに戻ろうとする側方向の力をさらに多く受けるため、図３の場合に比べて、第１の流体３１０が第１の電極１１０に向かって広がるのにかかる時間が短くなる。

図３及び図４の実施形態は、電場を形成するために第１の電極１１０または第２の電極１２０に第３の電極３１０に印加された電圧よりも低い電圧を印加することを示しているが、他の実施形態によれば、第３の電極３１０に印加された電圧よりも高い電圧を第１の電極１１０または第２の電極１２０に印加してもよい。

図３及び図４に基づき、前述した方法により図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置１を駆動し、応答時間を測定した。これについて、図５及び図６に基づいて詳述する。

図５は、エレクトロウエッティング表示装置の透過率（Transmittance％）の経時変化を示すグラフであり、図６は、実験例１（Exp.1）及び実験例２（Exp.2）に係る駆動方法により駆動したエレクトロウエッティング表示装置の応答時間を測定して示すグラフである。

ここで、「応答時間」Ｔｒとは、基準値の約９０％から約１０％まで、あるいは、約１０％から約９０％まで透過率が変わるのにかかる時間を意味する。ここで、基準値は、第１の階調Ｇ１からこれとは異なる第２の階調Ｇ２へと変わるときに、両階調Ｇ１、Ｇ２間の透過率差であると定義することができる。図５に示す応答時間Ｔｒは、エレクトロウエッティング表示装置の最大の光透過率を１００％とし、最小光透過率を０％としたとき、最大透過率の約９０％に相当する透過率から最大透過率の約１０％に相当する透過率に至るまでの時間Ｔｒである。

図６を参照すると、エレクトロウエッティング装置１に図３に示す実施形態のように駆動電圧を印加したとき（「実験例１」）と、図４の実施形態のように駆動電圧を印加したとき（「実験例２」）にそれぞれ９回ずつ応答時間（Response time （ms））を測定（measurement）した。ここで、Ｖ＋は約１５Ｖ、Ｖ−は約−１５Ｖとし、セルの大きさは略１６０μｍ×１６０μｍであった。実験例１の場合に測定された平均応答時間は約４６ｍｓであり、実験例２の場合には測定された平均応答時間が約３８ｍｓであった。実験例２の場合の方が、実験例２の場合に比べて、応答時間が約１７％減少することを確認した。

次に、図７に基づいて、本発明の他の実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の駆動方法について詳述する。

図７は、本発明の他の実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置に印加する駆動電圧の波形図である。

図７を参照すると、本実施形態においては、第１の区間Ｔ１（３）中に上述の実施形態と同様に、第１の電極１１０に印加される電圧Ｖ１（３）の電圧値Ｖ−を第２及び第３の電極１２０、２１０に印加される電圧Ｖ２（３）、Ｖ３（３）の電圧値Ｖ＋よりも低くして、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間には電位差を与え、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間には電位差を与えない。このようにすると、エレクトロウエッティング表示装置１の第１の流体３１０は第２の電極１２０に向かって移動して、図２に示すように固まった状態に達して止まってしまう。

第２の区間Ｔ２が始まると、第１の電極１１０に印加する電圧Ｖ１（３）をＶ−からＶ＋に上げ、第２の電極１２０に印加する電圧Ｖ２（３）をＶ＋からＶ−に下げて所定時間Ｔｐ（以下、「電圧値変更区間Ｔｐ」と称する）維持した後、第２の電極１２０に印加する電圧Ｖ２（３）を再びＶ−からＶ＋に上げて広がった状態Ｒにする。第１の区間Ｔ１と第２の区間Ｔ２の間に第３の電極２１０に印加される電圧Ｖ３（３）は固定される。このため、第２の区間Ｔ２から電圧値変更区間Ｔｐまでの間には第２の電極１２０上の領域の電場が強いので、第１の流体３１０が第１の電極１１０に向かって押し出される速度を速めることができる。残りの時間中には全ての領域の電場を除去して第２の流体３２０と疎水層１４０の反発する力により第１の流体３１０が第１の電極１１０に向かって移動して、図１に示すようにセル全体を覆うことができる。

図７は、第１及び第２の電極１１０、１２０に印加された電圧Ｖ１（３）、Ｖ２（３）が第３の電極Ｖ３（３）に印加された電圧以下である場合を示しているが、第１及び第２の電極１１０、１２０の電圧Ｖ１（３）、Ｖ２（３）が第３の電極Ｖ３（３）の電圧以上であってもよい。例えば、第１及び第２の電極１１０、１２０の電圧Ｖ１（３）、Ｖ２（３）が、図７に示す電圧Ｖ１（３）、Ｖ２（３）を第３の電極Ｖ３（３）の電圧に対して対称移動したものであってもよい。

図３、図４及び図７に基づいて、前述した方法により図１及び図２に示すエレクトロウエッティング装置１を駆動し、応答時間を測定した。これについて図８に基づいて詳述する。

図８は、実験例３、実験例４及び実験例５に係る駆動方法により駆動したエレクトロウエッティング表示装置の応答時間（Response time(ms)）を測定して示すグラフである。セルの大きさは略１６０μｍ×１６０μｍであった。

グラフの実験例３（Exp.3）は図３でのように駆動電圧を印加したことを示し、実験例４（Exp.4）及び実験例５（Exp.5）は図７に示す駆動電圧を印加した場合を示す。実験例４において、電圧値変更区間Ｔｐ（図７参照）は約２０ｍｓにし、実験例５においては、電圧値変更区間Ｔｐを約１０ｍｓにした。測定された平均応答時間は、実験例３の場合に約３９ｍｓであるのに対し、実験例４の場合に約２４ｍｓ、実験例５の場合には約１９ｍｓであった。実験例３と比較するとき、実験例４において応答時間が約３８％減少し、実験例５においては応答時間が約５１％減少することを確認した。実験例４及び実験例５において測定された実験結果を参照すると、電圧値変更区間Ｔｐは応答時間Ｔｃよりも小さい。なお、実験例４及び実験例５における電圧値変更区間Ｔｐは、実験例１乃至実験例３において測定された応答時間Ｔｃよりも小さい。

図６及び図８に示す結果をまとめると、対実験例１比の実験例２の応答時間の減少程度よりも、対実験例３比の実験例４及び実験例５の応答時間の減少程度の方がさらに大きいことを確認した。

図６及び図８を参照すると、同じ駆動条件下で測定された応答時間にある程度ばらつきが発生するが、その理由は明らかに判明されていないが、測定不可能な表面粗さなどのセル内の不均一性、あるいは、第１の流体３１０及び第２の流体３２０の動きにおける微差などに起因するものと推定される。

図８の測定された応答時間の標準偏差を計算したところ、実験例３は約９．４１、実験例４は約５．４４、実験例５は約１．８であった。本発明の実施形態に係る駆動方法を適用したときに、応答時間のばらつきも改善されることを確認した。

上述した実験例においては、本発明の実施形態に係る駆動方法を用いて、エレクトロウエッティング表示装置１が最高階調から最低階調へと切り替わるときの応答時間Ｔｒを測定した。しかしながら、本発明の実施形態に係る駆動方法は、エレクトロウエッティング表示装置１の相対的に高い中間階調から相対的に低い中間階調へと切り替わるときにも適用可能である。

図９は、エレクトロウエッティング表示装置の一例を示す断面図であり、図１０は、模擬実験において時間の関数として示す第１の流体の断面図である。

図９を参照すると、模擬実験に用いられたエレクトロウエッティング表示装置は、第１の電極１１０と、第２の電極１２０と、疎水層１４０と、隔壁１６０及び第３の電極２１０を有するセルを備える。セルの一辺の大きさは約９０μｍであり、隔壁１６０の幅の半分は約６．０μｍであり、隔壁１６０の高さは約４．５μｍである。疎水層１４０から第３の電極２１０までの高さは約４４μｍである。エレクトロウエッティング表示装置に含まれている第２の流体３２０の密度は約１１６５ｋｇ／ｍ^３であり、粘度は約５０ｃｐであり、誘電定数は約４２である。セルに含まれている第１の流体３１０の密度は約７３０ｋｇ／ｍ３であり、粘度は約０．９３ｃｐであり、誘電定数は約２である。第１の流体３１０及び第２の流体３２０の表面張力は約０．０２０Ｎ／ｍである。

セルの大きさを除いては、図６及び図８の測定に用いられたエレクトロウエッティング装置１のセルと同じ条件である。模擬実験は、３次元ではない２次元スペースにおいて行われ、セルの長さは約１６０μｍであった。

図１０を参照すると、第１の流体３１０が第２の電極１２０上の疎水層１４０の上にあるとき、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差を与えて電場を生成した。電場は等電位線により示したが、図中、等電位線は第２の電極１２０の近くに密集している。

電場が生成された後、時間（time（ms））が経過するに伴い、第１の流体３１０は等電位線が密集している領域から遠ざかる方向に広がってセルの全領域を覆う。電場が、第１の流体３１０が広がる方向から遠い第１の流体３１０の部分に力を加えて、第１の流体３１０が広がることを補助するものと理解される。

電場が生成されてから約５ｍｓが経過すると、等電位線が密集しているＥ領域近くにおいて第１の流体３１０が分流しようとする現象が発生する。電場が存在し続ける場合に、第１の流体３１０のうち弱い部分が電気力によって割れて模擬実験の約６ｍｓに示すように分流現象が発生することがある。

図６に示す実験例２の方が、図８に示す実験例４及び５よりも応答時間の減少幅が少ないのは、前述した分流現象が発生したためであると考えられる。すなわち、図４に示す駆動方法により第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の電位差による電場が第２の区間Ｔ２中に維持され続けるため、第１の流体３１０が広がっていく間に２つの部分に分流する。第２の区間Ｔ２（２）において表示しようとする第２のイメージを安定的に表示するためには、分流された二つの部分が一つに再び合流される。このため、第１の流体３１０が分流してから再び合流されるための時間がかかるので、図１０に示す場合の応答時間の方が、第１の流体３１０が分流せずに広がっていく場合よりも長い。例えば、図７に示す駆動方法においては、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差を与える電圧値変更区間Ｔｐが短くて第１の流体３１０の分流現象が発生しない。

図１１は、第２の電極１２０の大きさを変化させていきながら、開口率の経時変化を測定した模擬実験結果を示すグラフである。図１１の開口率は、図９及び図１０と実質的に同じ模擬実験条件を用いて計算された結果である。

縦軸は開口率（ｏｐｅｎｉｎｇ ｒａｔｉｏ）（％）を示し、横軸は時間（time（ｍｓ））を示す。開口率は、隔壁１６０が取り囲んでいる全体セル面積のうち第１の流体３１０によって覆われていない領域の比率を意味する。開口率が最大である場合に最高階調を表示する。光学的に測定された開口率の減少は、第１の流体３１０がセル内に広がっていくことを意味する。

本模擬実験においては、第２の電極１２０の大きさが約１１μｍ、約２０μｍ、約３１μｍであるときにそれぞれ図７の駆動方法を適用して、約２ｍｓ中に第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に約３０Ｖの電圧差を与えるときの開口率の経時変化を測定した。なお、第２の電極１２０の大きさが約２０μｍであるときに第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電圧差を印加せずに開口率の変化を測定し、図１１には「電圧なし」（None）と表示した。

図１１の模擬実験において最大開口率は約５３％である。図１１を参照すると、最大開口率から一定の開口率まで達するのにかかる時間は、第２の電極１２０が大きいほど小さい。例えば、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電圧差があるときに、最大開口率から最大開口率の約１０％になるまでにかかる時間は、第２の電極１２０が約３１μｍである場合に約１．５８ｍｓ、約２０μｍである場合に約１．７８ｍｓ、約１１μｍである場合に約２．２８ｍｓである。第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電圧差がない場合には、最大開口率から最大開口率の約１０％になるまで約２．７２ｍｓがかかり、この値は電圧差を与えるときよりも大きい。

第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電圧差を与えたとき、第２の電極１２０が大きいほど第１の流体３１０が広がる速度は速い。しかしながら、第２の電極１２０が大きいほど最大開口率が小さくなるが、これは、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間に電圧差があるときに、第２の電極１２０の大きさとは無関係に第１の流体３１０が第２の電極１２０を完全に覆うためである。このため、第２の電極１２０の大きさは、第１の流体３１０が疎水層１４０の上に占める最小面積よりも小さくする。

疎水層１４０の表面が汚れると、第１の流体３１０が広がる速度が変わる。疎水層１４０の表面の汚染と第１の流体３１０が広がる速度との間の関係について、図１２及び図１３に基づいて詳述する。

図１２は、疎水層の上にある第１の流体３１０の概略断面図であり、図１３は、疎水層の一部が汚れた場合の開口率の経時変化を示すグラフである。

図１２を参照すると、表面、例えば、疎水層１４０の表面の上に液滴、例えば、第１の流体３１０が位置しているときに、第１の流体３１０は疎水層１４０の表面に対して接触角（ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅ）θを形成する。疎水層１４０の表面が汚染される場合に、第１の流体３１０の接触角θが大きくなって、表面濡れ（ｓｕｒｆａｃｅｗｅｔｔｉｎｇ）により第１の流体３１０が疎水層１４０の表面の上に広がっていく速度が遅くなるか、あるいは、広がらない。

模擬実験例１（Simulation1）においては、疎水層１４０の全表面に対して接触角を約１０°に設定した。模擬実験例２（Simulation2）及び３（Simulation3）においては、開口率が約１８％から約１１．５％であるときに（図１３における「Ｆ」）第１の流体３１０が達する疎水層１４０の部分における接触角θを１５°に設定して当該部分が汚染されたと仮定した。疎水層１４０が汚染されていない領域における接触角θは１０°にした。

模擬実験例１及び２においては、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差を与えなかった。模擬実験例３は図７の駆動方法を適用し、約４．５ｍｓ中に第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に約３０Ｖの電圧差を与えた。

その他の模擬実験条件は、図９に基づいて述べた模擬実験の条件と実質的に同じである。

図１３を参照すると、疎水層１４０の表面が汚染されておらず、且つ、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差がない模擬実験例１においては、経時的に第１の流体３１０が広がって開口率が減少していることが分かる。

疎水層１４０の表面が汚染されており、且つ、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差がない模擬実験例２においては開口率が約１２．５％まで減少した後に、時間が経過してもそれ以上変化しないことを示す。すなわち、第１の流体３１０が疎水層１４０の汚染された部分の上にまで広がり、それ以上広がらない。これは、汚染によって第１の流体３１０の広がりが止まることを意味する。

疎水層１４０の表面が汚染されており、且つ、図７の駆動方法を適用した模擬実験例３においては、模擬実験例２とは異なり、汚染された部分の上においても第１の流体３１０が広がり続けて汚染された部分を過ぎてさらに遠い部分まで進み、約１１．５％以下まで開口率が経時的に減少する。

このため、本発明の実施形態に係る駆動方法を適用する場合に、疎水層１４０が汚れたにも拘わらず、第１の流体３１０が広がることができる。

図７に基づいて上述した駆動方法は種々の態様に変形可能であるが、これについて、図１４乃至図１６に基づいて詳述する。

図１４乃至図１６は、図１及び図２に示すエレクトロウエッティング表示装置の第２の電極に印加される電圧の様々な態様を示すグラフである。

図１４乃至図１６を参照すると、図１及び図２に示すエレクトロウエッティング装置１の第２の電極１２０に印加される電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）は、電圧値変更区間Ｔｐ中に複数のパルスを含む。図１４、図１５、図１６に示す電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）が電圧値変更区間Ｔｐ中に含むパルスの数はそれぞれ５個、３個、２個である。第１の電極１１０及び第３の電極２１０にはそれぞれ図７に示す電圧Ｖ１（３）、Ｖ３（３）が印加される。

電圧値変更区間Ｔｐを除く残りの区間において、電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）は、第３の電極３１０に印加される電圧値Ｖ＋を有していてもよい。電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）は、隣り合うパルス間の区間においてＶ＋の電圧値を有していてもよいが、これに限定されるものではない。電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）は、隣り合うパルス間の区間のうち少なくとも１区間においてＶ＋ではない電圧値を有しもよい。

パルスのピーク値は、第３の電極３１０に印加される電圧値Ｖ＋よりも低くてもよいが、例えば、第１の区間Ｔ１中に第１の電極１１０に印加される電圧値Ｖ−と等しくてもよい。しかしながら、パルスのピーク値がＶ＋よりも高くてもよい。全てのパルスのピーク値が実質的に等しくてもよいが、少なくとも一つのパルスのピーク値が他のパルスのピーク値と異なっていてもよい。全てのパルスのパルス幅が実質的に等しくてもよいが、少なくとも一つのパルスのパルス幅が他のパルスのパルス幅と異なっていてもよい。隣り合うパルス間の間隔はいずれも実質的に等しくてもよいが、隣り合う一対のパルス間の間隔が隣り合う他の一対のパルス間の間隔と異なっていてもよい。

図１４乃至図１６に示す電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）を第２の電極１２０に印加し、図７に示す電圧Ｖ１（３）、Ｖ３（３）をそれぞれ第１及び第３の電極１１０、２１０に印加しながら応答時間を測定する模擬実験を行った。それぞれの電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）に対して応答時間は十回測定した。各電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）において、全てのパルスには同じピーク電圧Ｖ−と同じパルス幅ｔｐを持たせた。各電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）において、隣り合うパルス間の間隔はいずれも等しく設定した。各電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）、Ｖ２（６）は、パルス以外の区間において電圧値Ｖ＋を有するようにした。

電圧値Ｖ＋、Ｖ−はそれぞれ約１５Ｖ、約−１５Ｖにした。電圧値変更区間Ｔｐは、図１４及び図１５に示す電圧Ｖ２（４）、Ｖ２（５）の場合には約１０ｍｓであり、図１６に示す電圧Ｖ２（６）の場合には約９．９９ｍｓであった。各パルスのパルス幅は、図１４に示す電圧Ｖ２（４）の場合には約１．０ｍｓであり、図１５に示す電圧Ｖ２（５）の場合には約２．０ｍｓであり、図１６に示す電圧Ｖ２（６）の場合には約３．３３ｍｓであった。

測定した応答時間Ｔｒの平均値は、図１４に示す電圧Ｖ２（４）の場合には約１８．８８ｍｓであり、図１５に示す電圧Ｖ２（５）の場合には約１７．２９ｍｓであり、図１６に示す電圧Ｖ２（６）の場合には約１５．３９ｍｓであり、これは、図８に示す実験例３の平均応答時間の約３９ｍｓよりも短い。

上述したエレクトロウエッティング表示装置の駆動方法は、最高階調から最低階調へと切り替わる場合に対するものであったが、任意の高諧調から任意の低階調へと切り替わる場合にも同じ方法を適用することができ、これについて、図１７に基づいて詳述する。

図１７は、本発明の実施形態に係るエレクトロウエッティング装置に印加する駆動電圧の波形図である。

図１７を参照すると、第１の区間Ｔ１中に第１の電極１１０に印加する電圧V１（７）の値はＶ１Ｌであってもよく、第２及び第３の電極１２０、２１０に印加する電圧V２（７）、V３（７）の値はＶ＋であってもよい。電圧値Ｖ１ＬがＶ−と実質的に等しければ、エレクトロウエッティング装置１は最高階調を表示する。しかしながら、Ｖ−よりも電圧値Ｖ１ＬがＶ＋にさらに近ければ、エレクトロウエッティング装置１は最高階調よりも低い第１の階調または初期階調を表示する。

第１の電極１１０と第３の電極２１０との間には電位差があり、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間には実質的に電位差がない。このため、第１のパネル１００と第２のパネル２００との間のスペースに生成された電場は、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の第２の領域よりも、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の第１の領域においてさらに強い。したがって、第１の流体３１０は第２の領域に移動して止まり、第２の電極１２０を備えるセルの第１の面積を覆うことにより第１の階調を表示することができる。

第２の区間Ｔ２が始まると、第１の電極１１０に印加する電圧V１（７）をＶ１ＬからＶ１Ｈに上げるが、Ｖ１ＬよりもＶ２の方がＶ＋に近い。電圧値Ｖ１ＨがＶ＋と実質的に等しければ、エレクトロウエッティング表示装置１は、電圧値変化区間Ｔｐが過ぎた後に最低階調を表示する。しかしながら、電圧値Ｖ１ＨがＶ＋よりも低ければ、エレクトロウエッティング表示装置１は、電圧値変化区間Ｔｐが過ぎた後に最低階調よりも高くて初期階調よりも低い第２の階調または目標階調を表示する。

また、第２の電極１２０の電圧V２（７）はＶ＋から他の値Ｖ２Ｌに下降することができ、電圧値変化区間Ｔｐ中にその電圧値Ｖ２Ｌを維持することができる。第３の電極２１０の電圧V３（７）はＶ＋に固定されている。

第１の電極１１０と第３の電極２１０との間、及び第２の電極１２０と第３の電極２１０との間に電位差があり、第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の電位差の方が、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の電位差よりも大きい。このため、第１のパネル１００と第２のパネル２００との間のスペースに生成された電場は、第１の領域よりも第２の領域においてさらに強い。したがって、第１の流体３１０は第１の領域に移動することができる。

電圧値変化区間Ｔｐが過ぎた後に、第２の電極１２０の電圧V２（７）をＶ３からＶ＋へと再び上げ、第１の電極１１０及び第３の電極２１０の電圧V（１）７、V(３)７の値は変化しない。第２の電極１２０と第３の電極２１０との間の電位差は除去され、第１の電極１１０と第３の電極２１０との間の電位差は依然として維持される。

このため、第１のパネル１００と第２のパネル２００との間のスペースに生成された電場は第２の領域よりも第１の領域においてさらに強く、これにより、第１の流体３１０は電場によって第２の領域に移動することができる。しかしながら、疎水層１４０が第２の流体３２０に加える反発する力によって第１の流体３１０が第１の領域に移動することがある。

結果的に、第１の流体３１０は自分に作用する二つの力に基づいて第１の領域または第２の領域に移動し、二つの力がバランスを取る個所において移動を止め、エレクトロウエッティング装置１は目標階調を表示する。

初期階調から目標階調へと切り替わる時間を短縮するためには、第１の領域に向かう第１の流体３１０が上述したバランス位置に達する前に電圧値変化区間Ｔｐが終わる必要がある。以下、電圧値変化区間Ｔｐが過ぎた後に第１の領域に向かう第１の流体３１０の移動が遅くなり、バランス位置に達して止まる。電圧V(２)７の波形は、図１４乃至図１６に示すものに置き換えられてもよい。

図１７は、第１及び第２の電極１１０、１２０に印加される電圧V１（７）、V２（７）が第３の電極V３（７）に印加される電圧V３（７）以下であったが、第１及び第２の電極１１０、１２０に印加される電圧V１（７）、V２（７）は、第３の電極V３（７）に印加される電圧V３（７）以上であってもよい。一実施形態によれば、図１７に示す電圧V１（７）、V２（７）は、電圧V(３)７を中心にひっくり返されてもよい。

一実施形態に係るエレクトロウエッティング装置について、図１８に基づいて詳述する。図１８は、本発明の実施形態に係るエレクトロウエッティング表示装置の第１のパネルの配置図である。

本実施形態によるエレクトロウエッティング表示装置は、図１及び図２に示すものと同じ断面を有していてもよい。図１８は、隔壁１６０によって取り囲まれた１セルのみを示しているが、本実施形態によるエレクトロウエッティング表示装置の第１のパネル１００は、行及び列をもって繰り返し配置された多数のセルを備えてもよい。

図１及び図１８を参照すると、第１の基板１０１の上に、第１のゲート線１７１と、第２のゲート線１７５及び維持電極線１７７が横または水平方向に伸びている。維持電極線１７７は、第１のゲート線１７１と第２のゲート線１７５との間に位置する。第１のゲート線１７１はそこから延出した第１のゲート電極１７３を備え、第２のゲート線１７５はそこから延出した第２のゲート電極１７６を備える。維持電極線１７７はそこから延出した維持電極１７９を備える。第１のゲート線１７１及び第２のゲート線１７５は、薄膜トランジスタをターンオンさせるためのゲートオン電圧（ｇａｔｅｏｎ−ｖｏｌｔａｇｅ）を伝える。第１のゲート線１７１、第２のゲート線１７５及び維持電極線１７７は、第１の導電層及び第２の導電層からなる二重膜構造を有していてもよい。一実施形態によれば、第１の導電層はチタンまたはチタン合金を含み、第２の導電層は銅または銅合金を含んでいてもよい。他の実施形態によれば、Ｍｏ／Ａｌ、ＣｕＭｎ／ＣｕまたはＭｏ／Ｃｕの二重膜構造であってもよい。

図示はしないが、第１のゲート線１７１、第２のゲート線１７５及び維持電極線１７７の上にはゲート絶縁膜が形成されてもよい。

第１のゲート電極１７３及び第２のゲート電極１７６に対応するゲート絶縁膜の上には、第１の半導体層１５３及び第２の半導体層１５５がそれぞれ形成されている。第１の半導体層１５３及び第２の半導体層１５５は、アオルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｉｌｉｃｏｎ）、ＩＩＩ−ＩＶ化合物半導体または酸化物半導体を備えていてもよい。

ゲート絶縁膜の上には、第１のデータ線１８１及び第２のデータ線１８６が第１のゲート線１７１、第２のゲート線１７５及び維持電極線１７７を横切りながら縦または垂直方向に伸びている。第１のデータ線１８１は第１の半導体層１５３の上に位置する第１のソース電極１８３を備え、第２のデータ線１８６は第２の半導体層１５５の上に位置する第２のソース電極１８７を備える。

第１のソース電極１８３と向かい合うように第１のドレイン電極１８４が形成されており、第２のソース電極１８７と向かい合うように第２のドレイン電極１８８が形成されている。第１のドレイン電極１８４は、第１の半導体層１５３と重なり合う部分と、維持電極１７９と重なり合う拡張部と、を備える。第１のドレイン電極１８４の拡張部及び維持電極１７９は、ストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅｃａｐａｃｉｔｏｒ）を形成する。第２のドレイン電極１８８の一部は、第２の半導体層１５５と重なり合う。

第１のデータ線１８１と、第１のドレイン電極１８４と、第２のデータ線１８６及び第２のドレイン電極１８８は、Ｍｏ／ＡｌまたはＴｉ／Ｃｕの二重膜構造を備えていてもよい。他の例によれば、第１のデータ線１８１と、第１のドレイン電極１８４と、第２のデータ線１８６及び第２のドレイン電極１８８は、ＧａＺｎＯ／Ｃｕ／ＣｕＭｎまたはＣｕＭｎ／Ｃｕ／ＣｕＭｎの三重膜構造を備えていてもよい。

第１のゲート電極１７３と、第１の半導体層１５３と、第１のソース電極１８３及び第１のドレイン電極１８４は、第１の薄膜トランジスタを構成する。第２のゲート電極１７６と、第２の半導体層１５５と、第２のソース電極１８７及び第２のドレイン電極１８８は、第２の薄膜トランジスタを構成する。

第１のデータ線１８１と、第１のドレイン電極１８４と、第２のデータ線１８６及び第２のドレイン電極１８８の上には、図示はしないが、絶縁膜が形成されていてもよい。絶縁膜は、第１のドレイン電極１８４及び第２のドレイン電極１８８の一部をそれぞれ露出させる第１のコンタクトホール１９１及び第２のコンタクトホール１９３を備える。

絶縁膜の上には互いに離れている第１の電極１１０及び第２の電極１２０が形成されている。第１の電極１１０及び第２の電極１２０は、インジウム酸化錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはインジウム酸化亜鉛（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明導電体（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。第２の電極１２０の大きさは、前述したように、第１の流体３１０が占める疎水層１４０の最小面積よりも狭くてもよい。

第１の電極１１０は、第１のコンタクトホール１９１を介して第１の薄膜トランジスタの第１のドレイン電極１８４と電気的に接続される。第２の電極１２０は、第２のコンタクトホール１９３を介して第２の薄膜トランジスタの第２のドレイン電極１８８と電気的に接続される。第１のデータ線１８１に伝えられた電圧信号は、第１のゲート線１７１にゲートオン電圧が印加される間に、第１の薄膜トランジスタを介して第１の電極１１０に印加される。第２のデータ線１８６に伝えられた電圧は、第２のゲート線１７５にゲートオン電圧が印加される間に第２の薄膜トランジスタを介して第２の電極１２０に印加される。第１のデータ線１８１と第２のデータ線１８６に伝えられる電圧は、本発明の実施形態に係る図４または図７に示す駆動電圧であってもよい。

前述したストレージキャパシタは、第１のゲート線１７１にゲートオフ電圧（ｏｆｆ−ｖｏｌｔａｇｅ）が印加されて第１の薄膜トランジスタがターンオフされた後にも、第１の電極１１０の電圧を維持する。

第１の電極１１０及び第２の電極１２０の上には、保護層１３０及び疎水層１４０が形成されている。保護層１３０は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）及び／又は窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含んでいてもよく、疎水層１４０は、フッ素系高分子を含んでいてもよい。

疎水層１４０の上には、隔壁（ｗａｌｌ）１６０が形成される。隔壁１６０は長方形の形状を有し、ゲート線１７１、１７５と平行な横部１６２（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｐｏｒｔｉｏｎｓ）と、データ線１８１、１８６と平行な縦部１６４（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）と、を備える。隔壁１６０によって取り囲まれたスペースを第１のゲート線１７１と、第２のゲート線１７５と、第１のデータ線１８１及び第２のデータ線１８６が通過する。隔壁１６０の横部１６２及び縦部１６４のうちの少なくとも一つは、第１及び第２の電極１１０、１２０と重なり合うことなく離れていてもよい。例えば、図１８に示すように、隔壁１６０の下側の横部１６２は第１及び第２の電極１１０、１２０と重なり合わず、これにより、第２の電極１２０の反対側に位置する第１の電極１１０の下側辺は隔壁１６０の下側の横部１６２から離れている。

以上、本発明の好適な実施形態について詳述したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

１０１…第１の基板
１１０…第１の電極
１２０…第２の電極
１４０…疎水層
１６０…隔壁
２０１…第２の基板
２１０…第３の電極
３１０…第１の流体
３２０…第２の流体

Claims (9)

1. 第１の領域に位置する第１の表面を有する第１の電極と、第２の領域に位置する第２の表面を有し、前記第１の電極から離れている第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の第１及び第２の表面の上に離れて位置する疎水層を備え、前記疎水層と向かい合う第３の電極と、前記疎水層と前記第３の電極との間のスペースに配置され、互いに混ざらない第１の流体及び第２の流体と、を備え、前記疎水層は、前記第２の流体に対して疎水性である表示装置の駆動方法であって、
   前記第１の電極と前記第３の電極との間に第１の電位差を与えて、前記第１の流体が前記第２の領域に向かって移動するようにする第１の移動ステップと、
   前記第１の電位差を減らし、前記第２の電極と前記第３の電極との間に第２の電位差を与えて前記第１の流体の少なくとも一部が前記第１の領域に向かって拡散移動を始めるようにする第２の移動ステップと、
   前記第２の電位差を除去して、前記第１の流体の少なくとも一部が前記第１の領域に向かって拡散移動する速度を遅らせたり、前記第１の流体の拡散移動を止めたりする減速ステップと、
   を含む表示装置の駆動方法。
2. 前記第１の流体は、前記第２の領域の全体を覆うことを含む請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
3. 前記第２の移動ステップは、
   前記第３の電極に実質的に一定の電圧を印加するステップと、
   前記第２の電極に少なくとも一つのパルスを含むパルス波形の電圧信号を印加するステップと、
   を含む請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
4. 前記パルス波形の電圧信号は、２以上のパルスを含む請求項３に記載の表示装置の駆動方法。
5. 前記第１の移動ステップにおいて、前記第２の電極と前記第３の電極との間には実質的に電位差がないことを特徴する請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
6. 前記第１の電極に印加される第１の電圧信号は、前記第１の移動ステップにおいて第１の電圧値を有し、前記第２の移動ステップ及び前記減速ステップにおいて前記第１の電圧値とは異なる第２の電圧値を有し、
   前記第２の電極に印加される第２の電圧信号は、前記第１の移動ステップにおいて前記第１の電圧値よりも前記第２の電圧値にさらに近い第３の電圧値を有し、前記第２の移動ステップにおいて前記第３の電圧値とは異なる第４の電圧値を有するか、あるいは、前記第３の電圧値と前記第４の電圧値との間をスイングし、前記減速ステップにおいて前記第３の電圧値を有し、
   前記第３の電極に印加される第３の電圧信号は、前記第１の移動ステップ、前記第２の移動ステップ及び前記減速ステップにおいて前記第３の電圧値を有することを特徴する請求項５に記載の表示装置の駆動方法。
7. 前記第４の電圧値は、前記第１の電圧値と実質的に等しいことを特徴する請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
8. 前記第１、第２及び第４の電圧値は前記第３の電圧値から離れており、前記第３の電圧値を基準として同じ極性側に位置することを含む請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
9. 前記第２の移動ステップ及び前記減速ステップにおいて前記第１の流体は一体となることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動方法。