JP3715907B2 - 電気泳動表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術の目覚しい進歩により、個人が扱うことのできる情報量は飛躍的に増大している。これにともない、情報の出力手段として、低消費電力かつ薄型の表示装置の開発が盛んに行われるようになった。中でも液晶表示装置は、こうしたニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。しかしながら、現在の液晶表示装置には、画面を見る角度や、反射光により画面上の文字が見ずらく、また光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚へ負担が重いという問題があり、この問題が未だ十分に解決されていない。このため、低消費電力、視覚への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。
【０００３】
その一つとして、Ｈａｒｏｌｄ Ｄ． Ｌｅｅｓ等により電気泳動表示装置が提案されている（米国特許ＵＳＰ３６１２７５８公報）。
【０００４】
図２１(a) は、その電気泳動表示装置の構造の一例を示す図であるが、この種の電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間に充填された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された多数の着色帯電泳動粒子３と、それぞれの基板１ａ，１ｂに沿うように各画素に配置された表示電極１５ａ，１５ｂと、を備えている。なお、符号７は、画素Ａと画素Ａとの間に設けられた隔壁であって、着色帯電泳動粒子３の他の画素への移動を防止し、均一表示を維持するために設けられたものである。この装置において、着色帯電泳動粒子３は、正極性又は負極性に帯電されているため、表示電極１５ａ，１５ｂに印加される電圧の極性に応じていずれかの表示電極１５ａ又は１５ｂに吸着されるが、絶縁性液体２及び着色帯電泳動粒子３はそれぞれ異なる色に着色されているため、着色帯電泳動粒子３が観察者側の表示電極１５ａに吸着されている場合には該粒子３の色が視認され（図２１(b) 参照）、着色帯電泳動粒子３が他側の表示電極１５ｂに吸着されている場合には絶縁性液体２の色が視認されることとなる（図２１(a) 参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することによって、様々な画像を表示することができる。以下、このタイプの装置を“上下移動型”とする。
【０００５】
しかしながら、このような上下移動型の電気泳動装置では、絶縁性液体２に染料やイオンなどの発色材を混合しなくてはならず、このような発色材の存在は、新たな電荷の授受をもたらすために電気泳動動作において不安定要因として作用しやすく、表示装置としての性能や寿命、安定性を低下させる場合があった。
【０００６】
かかる問題を解決するものとして、図２２に示すタイプの電気泳動表示装置（以下“水平移動型電気泳動表示装置”とする）が特開昭４９−５５９８号公報や特開昭４９−０２４６９５号公報や特開平１１−２０２８０４号公報に開示されている。かかる水平移動型電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間に充填された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された多数の着色帯電泳動粒子３と、各画素に配置された一対の表示電極２５ａ，２５ｂと、を備えているが、一対の表示電極２５ａ，２５ｂは、上述のタイプのように絶縁性液体２を挟み込むように配置されているのではなく、一方の基板１ｂに沿うように並べて配置されている。かかる水平移動型電気泳動表示装置の場合、絶縁性液体２は透明であれば良くて発色材を混入する必要が無いため、上述のような問題を回避できる。そして、該装置においては、一方の表示電極２５ａは帯電泳動粒子３と同じ色（例えば、黒色）の着色層で被覆されていて、他方の表示電極２５ｂは他の色（例えば、白色）の着色層で被覆されている。着色帯電泳動粒子３は、それらの表示電極２５ａ，２５ｂへ印加する電圧の極性に応じて水平に（基板に沿う方向に）移動し、表示電極２５ａ又は２５ｂに吸着されるが、着色帯電泳動粒子３が表示電極２５ａに吸着されている場合には表示電極２５ｂの色の方が視認され易くなり（図２２(a) 参照）、着色帯電泳動粒子３が表示電極２５ｂに吸着されている場合には画素全体が帯電泳動粒子３と同じ色に視認される（図２２(b) 参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することにより、種々の画像を表示することができる。
【０００７】
ところで、画素がマトリックス状に配置された表示装置を、電気的にアドレスする方式としては大別して、アクティブマトリックス方式と単純マトリックス方式の２つがある。
【０００８】
アクティブマトリックス方式では、各画素それぞれに対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を形成し、各画素に印加する電圧を画素ごとに独立に制御する。この方式を用いれば、水平移動型電気泳動表示装置を、高い表示コントラストで駆動することが可能である。しかしながら一方で、
・ アクティブマトリックス方式はプロセスコストが高い
・ 薄膜トランジスタのプロセス温度が高くポリマー基板上への形成が困難である
といった問題を抱える。この問題は、低コストでフレキシブルなディスプレイを目指すペーパーライクディスプレイにおいては特に重要である。これらの問題を解決するために、印刷プロセスが適用可能なポリマー材料による薄膜トランジスタの形成プロセスや、基板加熱を要しないＴＦＴ転写方式によるプロセスが提案されているが、実用化の可能性は未だ未知数である。
【０００９】
一方、単純マトリックス方式は、アドレスのために必要な構成要素がＸ−Ｙ電極ラインのみであるから低コストであり、ポリマー基板上への形成も容易である。選択画素に対して書き込み電圧を印加する場合は、選択画素を交点とするＸ電極ラインとＹ電極ラインに対して、書き込み電圧に相当する電圧を印加すればよい。ところが、電気泳動表示装置を単純マトリックス方式により駆動しようとすると、選択された画素の周辺画素まで一部書き込まれてしまうという現象（いわゆるクロストーク現象）が発生し、表示コントラストが著しく劣化してしまう。これは電気泳動表示装置が、書き込み電圧に対して明確な閾値特性を持たないために必然的に発生する問題である。
【００１０】
このような問題を解決するものとして、原理的に閾値を持たない電気泳動表示において、一対の表示電極に加えて制御電極を付加し、それら３電極構造によって単純マトリックス駆動を実現する提案がなされている。
【００１１】
このような３電極構造に関する提案はほとんどが上下移動型電気泳動表示装置に関してなされたものであり、例えば特公昭６１−０１６０７４号公報（ＵＳＰ４２０３１０６）がある。
【００１２】
水平移動型電気泳動表示装置における３電極構造の提案は唯一、特許公報第０２７４００４８号（ＵＳＰ５３４５２５１）においてなされている。但しその公報においては、絶縁性液体２は透明ではなく着色されていると考えられ、前述の特開昭４９−５５９８号公報及び特開平１１−２０２８０４号公報及び本発明が対象とする、絶縁性液体が透明であることを特徴とする水平移動型電気泳動表示装置とは異なるものである。
【００１３】
特許公報第０２７４００４８号では制御電極の配置に関して２つの構成（第１の構成及び第２の構成）が開示されている。第１の構成では、制御電極（グリッドライン）は、図２３(a) に符号２６ａで示すように、フェースプレート１ｂに対して２５−１１６μｍの間隔で対向配置された後方プレート１ａ上に形成される。なお、符号２５ａは陰極素子を示し、符号２５ｂは陽極素子を示し、符号２７は陽極素子上に形成されたクロム層、符号２８はクロム層上に形成されたフォトレジストを示す。なお、これらのクロム層２７及びフォトレジスト２８によって、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂの境界に約０．３μｍの段差が形成されている。
【００１４】
また、第２の構成では、制御電極（グリッドライン）は、図２３(b) に符号２６ｂで示すように、フェースプレート１ｂ上の陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間に配置されている。なお、第１構成、第２構成いずれのタイプにおいても、一画素内には、複数のライン電極が集合したフォーク状陰極素子２５ａと、この陰極素子２５ａの各ライン間に配置された複数のライン電極が集合したフォーク状陽極素子２５ｂがフェースプレート１ｂ上に配置される（図２４参照）。図２３においては説明の便宜上、陰極素子２５ａ、陽極素子２５ｂともに１ラインで構成される場合について示してある。
【００１５】
次に、図２３(a) に示す電気泳動表示装置（第１構成）の基本動作について、図２５に沿って説明する。帯電泳動粒子３には、黄色で負極性に帯電されたものを用いた。
【００１６】
いま、グリッドライン２６ａに０Ｖ、陽極素子２５ｂに０Ｖ、陰極素子２５ａに約＋１２Ｖの電圧を印加すると、帯電泳動粒子３は陰極素子２５ａの表面に移動し、画素は黄色表示状態となる（図２５(a) 参照）。
【００１７】
次に、グリッドライン２６ａに０Ｖ、陽極素子２５ｂに＋１５Ｖ、陰極素子２５ａに０Ｖの電圧を印加すると、帯電泳動粒子３は陽極素子２５ｂを覆うように移動する（図２５(b) 参照）。
【００１８】
さらに、同図(a) の状態の後、グリッドライン２６ａに書き込み禁止電圧として負電圧を印加すると、帯電泳動粒子３の陽極素子２５ｂへの移動は阻止される（同図(c) 参照）。
【００１９】
一方、第２の構成においては、グリッドライン２６ｂに書き込み禁止電圧を印加した画素では、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間における帯電泳動粒子３の移動（画素書き込み）が禁止され、そのような書き込み禁止電圧を印加しない画素では、陰極素子２５ａ及び陽極素子２５ｂに印加する電圧に従って帯電泳動粒子３が移動して画素書き込みがなされる。なお、この第２の構成においては、グリッドライン２６ｂを含めた駆動に関係する全ての構成要素２５ａ，２５ｂが同一プレート１ｂ上に配置されるため、両プレート１ａ，１ｂを貼り合わせる工程での位置合わせを簡素化できる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１及び第２の構成の水平移動型電気泳動装置は、主に次に述べるような問題点を抱えていた。
【００２１】
第１の構成においては、互いに隣接するグリッドライン（制御電極）２６ａ，２６ａに異なる電圧を印加すると、その隣接するグリッドライン２６ａ，２６ａを含む空間で電界的な相互作用が生じる問題がある。この問題を詳しく説明すると、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとに表示用の電圧を印加しておいて、隣接する２本のグリッドライン２６ａ，２６ａの一方には帯電泳動粒子３の移動を禁止する保持電圧を印加して、もう一方のグリッドライン２６ａでは保持電圧を解除しておくと、本来保持電圧が解除されている画素では帯電泳動粒子３の移動がスムーズに起きるはずなのだが、保持電圧を印加している方のグリッドライン２６ａの影響を受けてしまい、帯電泳動粒子３の移動が円滑になされなかった。このような問題を回避するためには制御電圧を低くする方法もあるが、保持電圧を印加している方の画素において保持効果（帯電泳動粒子３の移動を禁止する効果）が低下し、クロストーク現象が発生するという問題があった。
【００２２】
また、プレート１ａ，１ｂをフレキシブルな材料にて構成する場合、電気泳動表示装置は折り曲げることができる反面、後方プレート１ａとフェースプレート１ｂとの間隙を精度良く保つことが困難である。第１の構成では、グリッドライン（制御電極）２６ａと陰極素子２５ａ等とは互いに異なるプレート１ａ，１ｂに形成されていて間隙が変動し易く、帯電泳動粒子３の制御性が悪くなるという問題があった。
【００２３】
一方、第２の構成においては、グリッドライン（制御電極）２６ｂと陰極素子２５ａ等とは同じプレート１ｂに配置されていることから上述のような問題が発生せず、フレキシブルなプラスチック基板をプレートに用いることができるという特徴がある。しかし、帯電泳動粒子３は、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間の移動こそ禁止されるものの、図２６(a) (b) に示すようにグリッドライン２６ｂから遠ざかるように移動してしまって分布の偏りが発生し、陰極素子２５ａ又は陽極素子２５ｂの表面に均一に分散されるようには配置されず、表示コントラストが著しく低下してしまうという問題があった。また、図２６(a) (b) に示すように、後方プレート１ａの側にまで一旦移動してしまった帯電泳動粒子３は、グリッドライン２６ｂや陰極素子２５ａ等へ印加される電圧の極性を変えただけでは後方プレート１ａからは遊離せず、制御不能になってしまうという問題があった。
【００２４】
そこで、本発明は、上述した問題を解決する電気泳動表示装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された第１及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された絶縁性液体と、該絶縁性液体に分散された複数の着色帯電泳動粒子と、を備えた電気泳動表示装置において、
前記基板の間隙に前記第２基板に沿って段部が配置されることに基づき、前記絶縁性液体の厚い部分に対向する下段面と、前記絶縁性液体の薄い部分に対向する上段面とが各画素に形成され、
該下段面に沿うように第１表示電極が配置され、前記上段面に沿うように第１制御電極と第２表示電極とが配置され、
前記第１制御電極は、印加電圧を変えることにより、前記第１表示電極と前記第２表示電極との間の前記帯電泳動粒子の移動を許可または禁止する電極であり、前記第２表示電極と比較して前記第１表示電極に近接する側に、かつ、前記基板にほぼ平行な方向に前記第２表示電極よりも突出するように配置され、
前記第１表示電極が占める領域と、前記第２表示電極が占める領域との境界部分に、前記第１制御電極が占める領域が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
本発明に係る電気泳動表示装置は、例えば図１(a) に符号Ｄ１で示すように、所定間隙を開けた状態に配置された第１及び第２基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間隙に配置された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された複数の着色帯電泳動粒子３と、を備えている。そして、これらの基板１ａ，１ｂの間隙に第２基板１ｂに沿って段部４が配置されることに基づき、絶縁性液体２の厚い部分に対向する下段面Ｆ１と、絶縁性液体２の薄い部分に対向する上段面Ｆ２とが各画素Ｐに形成されている。
【００２８】
また、下段面Ｆ１に沿うように第１表示電極５ａが配置され、上段面Ｆ２に沿うように第１制御電極６ａと第２表示電極５ｂとが配置されている。ここで、前記第１制御電極６ａは、前記第２表示電極５ｂと比較して前記第１表示電極５ａに近接する側に配置されている。また、この電気泳動表示装置Ｄ１をｚ方向から眺める場合においては、各画素は、ｘｙ平面にて、
・ 第１表示電極５ａが占める領域（図１(a) 及び図２の符号Ｐ１参照）と、
・ 第２表示電極５ｂが占める領域（図１(a) 及び図２の符号Ｐ２参照）と、
を有するが、該第１制御電極６ａの端部は、前記第２表示電極５ｂの端部よりも、（ｘｙ平面内にて）基板１ａ，１ｂにほぼ平行な方向に突出されていて、これらの領域Ｐ１、Ｐ２の境界部分に“第１制御電極６ａが占める領域Ｐ３”が形成されるようにしている。つまり、表示をつくる領域の中で、第２表示電極５ｂが第１制御電極６ａを完全には被覆しない関係が成り立つようにしている。
【００２９】
なお、図１(a) では、第１制御電極６ａは第２表示電極５ｂに重なるように配置されているが、重ならないように配置しても良い。すなわち、領域Ｐ１、Ｐ２の境界部分にだけ環状に第１制御電極６ａを配置しても良い。
【００３０】
また、図１に示す電気泳動表示装置Ｄ１では、下段面Ｆ１（すなわち、凹部Ｅ）は画素Ｐのほぼ中央部に１つだけ配置され、かつ円形に形成されているが、配置位置・個数や配置形状はこれらのものに限定されるものではない。例えば、
・ 画素の中央部から偏心した位置に形成しても、
・ 円以外の形状であっても、
・ 図３に示すように、各画素に２つ以上ずつ形成しても、
良い。また、図１や図３に示す電気泳動表示装置では、“第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１”の方が“第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２”によって囲まれるように構成されているが、その関係が逆であっても良い。すなわち、“第１表示電極が占める領域”を画素周縁部に形成し“第２表示電極が占める領域”を画素中央部に配置すると良い。具体的には、“第２表示電極が占める領域”を環状に配置しても良い。
【００３１】
ところで、画素サイズが１２５μｍ×１２５μｍの場合には、帯電泳動粒子３の粒径を０．５〜１０μｍとし、第１基板１ａと第２基板１ｂとの間隙を１０〜１００μｍとし、段部４の段差寸法は５〜７０μｍ程度にすれば良い。一般的には、段部４の段差寸法は、帯電泳動粒子３の粒径の数倍〜数百倍にすると良い。
【００３２】
ところで、図１５(a) に示すように、前記第１基板１ａの側に第２制御電極６ｂを配置しても良い。この電極６ｂは第１基板１ａのほぼ全面に形成しておくと良く、透明にすると良い。なお、このように配置した第２制御電極６ｂに適正な電圧を印加した場合には、段部４の高さ（段差）を泳動粒子径の数十倍程度に高くした場合であっても帯電泳動粒子３を第１表示電極５ａから第２表示電極５ｂに円滑に移動させることができ、帯電泳動粒子３の凹部への残留や、該残留に伴うコントラストの低下を防止できる。
【００３３】
また、これらの電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂにはそれぞれ引き回し配線（図示ｚ方向に互いにずれる状態で互いに絶縁された状態に配置配置されたもの）を接続し、それらの引き回し配線を介して各電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに電圧印加手段を接続して電圧を印加するようにすると良い。
【００３４】
またさらに、第２表示電極面が、各電極の引き回し配線を覆うように径背されても良い。こうすることで、各電極の引き回し配線が第２表示電極面により完全に遮蔽され、帯電泳動粒子の駆動に対する配線からの漏れ電界の影響を防止することができる。電圧によって表示を行う方式である電気泳動表示装置の場合、配線からの漏れ電界によって、表示劣化が発生するという大きな問題があった。本発明では、このような配線からの漏れ電界の遮蔽のため、新たにシールド電極等を設けることなく、表示電極に遮蔽効果を持たせることができるため、構成のコンパクト化、製造容易化をおこなうことができる。
【００３５】
図１５、１６は、本発明における電気泳動表示装置の平面図であるが、第2表示電極面が、複数の画素に及んで一体に形成されている。このことが、第２表示電極による遮蔽効果を生み、第１表示電極や第１制御電極の引き回し配線からの漏れ電界による、帯電泳動粒子の不必要な駆動（つまり、表示劣化）を防止することができる。このような遮蔽効果は、本発明の構成上の顕著な特徴である、階層的な電極配置に由来するものであり、特許公報第０２７４００４８号に開示されているような、２つの表示電極が嵌合して配置されてなる従来の構成では不可能であり、明らかにことなるものである（図２４参照）。
【００３６】
ところで、本発明に係る電気泳動表示装置は、第１表示電極５ａ又は第２表示電極５ｂを覆う位置に移動させた帯電泳動粒子３を、絶縁性液体２を介して視認するものであり、水平移動型である。このため、絶縁性液体２は、帯電泳動粒子３を視認できる程度に透明にすると良い。そして、いずれか一方の表示電極５ａ又は５ｂには着色帯電泳動粒子３と同じ色を付し、他方の表示電極５ｂ又は５ａには異なる色を付すと良い。例えば、着色帯電泳動粒子３を黒色、第１表示電極５ａを黒色、第２表示電極５ｂを白色としても良いが、もちろんこれに限られるものではなく、配色の組み合せは自由である。また、カラー表示をしたい場合には、着色帯電泳動粒子３を黒色、一方の表示電極５ａ又は５ｂを黒色、他方の表示電極５ｂ又は５ａを適宜赤・緑・青色とすると良い。なお、電極に色を付す方法としては、
・ 電極自体を着色する方法
・ 電極とは別に着色層を設ける方法
・ 電極を覆うように形成した絶縁層を利用する方法（例えば、絶縁層自体の色を利用したり、絶縁層に着色材料を混ぜ込む方法）、
を挙げることができる。
【００３７】
なお、一方の電極を黒色とし他方の電極を白色とする場合、それらの面積比は３：７程度にすると良い。例えば、第１表示電極５ａを黒色とし、第２表示電極５ｂを白色とする場合、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の１０〜３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の９０〜７０％程度にすると良い。
【００３８】
その他の構成について説明する。
【００３９】
画素と画素とは隔壁部材７にて仕切るようにしても良い。これにより、画素間における帯電泳動粒子３の移動を防止できる。
【００４０】
また、電極５ａ，５ｂ，…を覆うように絶縁層を形成すると良く、絶縁層を形成した場合には、各電極５ａ，５ｂ，…から帯電泳動粒子３への電荷注入を防止できる。この絶縁層に用いる材料としては、薄膜でもピンホールが形成されにくく、低誘電率の材料、具体的には、アモルファスフッ素樹脂、高透明ポリイミド、ＰＥＴ等が好ましい。
【００４１】
さらに、基板１ａ，１ｂには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等のポリマーフィルム或いはガラス、石英等の無機材料を使用することができる。
【００４２】
またさらに、帯電泳動粒子３としては、絶縁性液体中で正極性又は負極性の良好な帯電特性を示す材料を用いると良い。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂を用いると良く、黒色に着色する場合にはそれらの樹脂にカーボンなどを混ぜると良い。
【００４３】
また、絶縁性液体２には、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純度石油等の無色透明液体を使用すると良い。
【００４４】
なお、本実施の形態に係る電気泳動表示装置では、図４に示すように、図示ｘ方向には複数の走査電極線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…が配置されており、各走査電極線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…は、該方向ｘに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，…）の各第１制御電極６ａに電気的に接続されている。また、図示ｙ方向には複数の第１信号電極線ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３，…や第２信号電極線ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３，…が配置されており、第１信号電極線ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３，…は、該方向ｙに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…）の各第１表示電極５ａに電気的に接続され、第２信号電極線ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３，…は、該方向ｙに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…）の各第２表示電極５ｂに電気的に接続されている。なお、この図においては３×３個の画素のみが示されているが、もちろんこれに限られるものではない。
【００４５】
以下、本発明における単純マトリックス駆動法ついて説明する。
【００４６】
上述した第１制御電極６ａの電圧を低くした状態で、第１表示電極５ａ及び第２表示電極５ｂの間に電圧を印加する。その印加電圧の極性を画素毎に制御すると、帯電泳動粒子３はいずれかの電極５ａ又は５ｂに吸着されるが、その作用を利用して画像を表示することができる。第１表示電極５ａに印加される駆動電圧をＶｄ１とし、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧をＶｄ２とし、第１制御電極６ａに印加される制御電圧をＶｃとした場合に、それらの電圧の大小関係が、
Ｖｄ１≧Ｖｃ≧Ｖｄ２、 又は、 Ｖｄ２≧Ｖｃ≧Ｖｄ１
となるようにすることによって書き込みを達成できる。
【００４７】
そして、第１制御電極６ａの電圧を高くすると、各画素の表示状態は保持される。
【００４８】
書き込み方法については複数のバリエーションが考えられる。まず、各電極との配線方式に関しては、
・ 各画素の第１制御電極６ａが走査電極線に、表示電極５ａ，５ｂが信号電極線に配線される場合と、
・ 各画素の第１制御電極６ａが信号電極線に、表示電極５ａ，５ｂが走査電極線に配線される場合と
の２通りがある。また、書き込み方向については、
・ 最初に画面全体を一方の状態にリセットしたのち、各走査ラインに書き換えが必要な画素についてのみ一方向の書き込みをおこなう場合と、
・ 各走査ラインに白状態・黒状態の双方向に対して書き込みをおこなう場合、とがある。
【００４９】
以下、このような駆動方法の一例（一方向書き込み）を具体的数値を用いて図５及び図６に沿って詳述する。ここで、図５は、１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図であり、同図(a) は、第１表示電極５ａに印加される駆動電圧Ｖｄ１の変化の様子を示す図であり、同図(b) は、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧Ｖｄ２の変化の様子を示す図であり、同図(c) は、第１制御電極６ａに印加される制御電圧Ｖｃの変化の様子を示す図であり、同図(d) は反射率の変化を示す図である。また、図６は、図５のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図であり、同図(a) は期間０〜Ｔａのときの様子を示す図であり、同図(b) は期間Ｔａ〜Ｔｂのときの様子を示す図であり、同図(c) は期間Ｔｂ以降のときの様子を示す図である。なお、ここでは、帯電泳動粒子３の帯電極性を正極性とし、第１表示電極５ａを黒色とし、第２表示電極５ｂを白色としている。
【００５０】
いま、図６(a) に示すように、帯電泳動粒子３を第１表示電極５ａの方に吸着させて凹部Ｅ内に配置している状態で、期間０〜Ｔａにおいて、
駆動電圧Ｖｄ１＝０Ｖ（図５(a) 参照）
駆動電圧Ｖｄ２＝０Ｖ（同図(b) 参照）
制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖ（同図(c) 参照）
とする。この制御電圧Ｖｃによって、相対向する第１制御電極６ａ及び６ａの間には電気的ゲートバリアが発生し、帯電泳動粒子３は、制御電圧Ｖｃによって表示電極側に押し付けられ凹部Ｅに封じ込められた状態となる。このため、外部からは、帯電泳動粒子３よりも第２表示電極５ｂの方が明瞭に視認することができ、画素としては白（反射率７０％程度の白表示状態）を表示することとなる。
【００５１】
次に、期間Ｔａ〜Ｔｂにおいて、
駆動電圧Ｖｄ１＝＋４０Ｖ（図５(a) 参照）
駆動電圧Ｖｄ２＝０Ｖ（同図(b) 参照）
制御電圧Ｖｃ＝＋１０Ｖ（同図(c) 参照）
とする。これによって、図６(b) に示すように、第１表示電極５ａ上にある泳動粒子３を引き上げる上向きの電界ベクトル（図中の矢印参照）が十分に形成され、全ての泳動粒子３は高い段差（段部４の段差）を乗り越えて第２表示電極５ｂへと移動する。そして、第２表示電極５ｂが、黒色の帯電泳動粒子３によって覆われるため、画素としては黒色（反射率５％程度の黒表示状態）を表示することとなる（図５(d) 参照）。またこの電界は、泳動粒子３の移動に効率よく利用されるように形成されるため、駆動電圧を低減することができている。このように本発明の特徴の一つである駆動方法によって、従来構造（特許公報第０２７４００４８号）において懸念された、段差が高くなることでおきる段差底部への泳動粒子２の残留はまったく観察されない。
【００５２】
その後、Ｔｂ以降の期間においては、期間０〜Ｔａと同じ電圧を印加するため、帯電泳動粒子３は、制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖによって第２表示電極側に押し付けられ第１表示電極５ａへの移動が禁止されて、黒表示が保持されることとなる。
【００５３】
では次に、単純マトリクス駆動の一例として、図７を用いて双方向書き込み動作について詳細な説明を行う。
【００５４】
いま、図７(a) に示すように、第１制御電極６ａに書き込み許可電圧として制御電圧Ｖｃ＝０Ｖを印加している状態で、第１表示電極５ａの電圧をＶｄ１＝＋２０Ｖとし、第２表示電極５ｂの電圧をＶｄ２＝−２０Ｖとすると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子３は、第２表示電極５ｂの側に移動する。
【００５５】
これに対して、同図(b) に示すように、第１制御電極６ａに書き込み許可電圧として制御電圧Ｖｃ＝０Ｖを印加している状態で、第１表示電極５ａの電圧をＶｄ１＝−２０Ｖとし、第２表示電極５ｂの電圧をＶｄ２＝＋２０Ｖとすると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子３は、第１表示電極５ａの側に移動する。
【００５６】
また、帯電泳動粒子３が第１表示電極５ａを覆っている状態で、第１制御電極６ａに書き込み禁止電圧（保持電圧）として制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖを印加する。これにより、第１制御電極間（６ａ，６ａ間）には電気的ゲートバリアが形成され、帯電泳動粒子３の第２表示電極５ｂへの移動が禁止される（同図(c) (d) 参照）。さらに、帯電泳動粒子３が第２表示電極５ｂを覆っている状態で、第１制御電極６ａに書き込み禁止電圧（保持電圧）として制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖを印加する。これにより、第１制御電極間（６ａ，６ａ間）には電気的ゲートバリアが形成され、帯電泳動粒子３の第１表示電極５ａへの移動が禁止される（同図(e) (f) 参照）。
【００５７】
以上説明したように、単純マトリクス駆動を実現させるには、表示素子内に配置された第１表示電極５ａ、第２表示電極５ｂ及び第１制御電極６ａに適切な電圧値を印加し、表示素子中に生じる電界を用いて、泳動粒子の移動をコントロールすることにより、「黒書き込み状態」、「白書き込み状態」、「黒表示保持状態」、「白表示保持状態」の４つの状態を形成することが要求される。本発明による表示装置では、これら４状態を形成することが出来ることを、シミュレーションにより以下で説明する（図８〜１２）。表示素子中に発生する電界は有限要素法により計算した。電界ベクトルを矢印で示し、等電位線を実線で示した。なお、このシミュレーションモデルは、周期性をもつ電気泳動表示装置の最小周期構造である。
【００５８】
まず図８には、シミュレーションモデルの概要を示した。図８は、図１(a) の半周期分に相当し、ここで記載しているように、第２表示電極の貫通孔の外周は、第１制御電極の貫通孔の外周よりも短く設定した（寸法は同図参照）。そして、図９は、黒書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１０は、白書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１１は、黒保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１２は、白保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図である。各電極に印加した電圧は下表の通りとした。
【００５９】
【表１】
【００６０】
以下で、この結果を簡単に説明する。ここでは泳動粒子が正に帯電している場合を考えるとする。すると、帯電粒子は高電位から低電位に向かって伸びるベクトルの矢印方向に向かって移動することになる。
【００６１】
まず、黒書き込み表示を目的に各電極に印加した電圧によって形成される電界を示した図９について見てみると、泳動粒子の動きを示す電界ベクトルの矢印の向きは、第１表示電極５ａから上方に向かって発生し、その終点は第２表示電極５ｂ上に至っていることがわかる。すなわち、泳動粒子は第２表示電極５ｂ上に移動することが可能であることを示している。これにより、黒書き込みに必要な電界が形成されていると言える。
【００６２】
次に、白書き込み表示を目的としている図１０では、第１表示電極５ａに向かってベクトルが発生していることから、泳動粒子が第１表示電極５ａ上に集められることが示されている。これにより、白書き込みに必要な電界が形成されていると言える。
【００６３】
また、白表示状態あるいは黒表示状態を保持した表示を目的とする図１１，１２では、どちらの場合も、段部４の中段に形成されている第１制御電極６ａの高さを境に、電気的なバリアとして働く上方に向かうベクトルと下方に向かうベクトルが発生していることがわかる。これにより、白保持及び黒保持に必要な電界が形成されていると言える。
【００６４】
以上、シミュレーション結果から、本発明による新規な構成が、単純マトリクス駆動を実現するために必要な、「黒書き込み」、「白書き込み」、「黒保持」、「白保持」が可能な電界を形成していることがわかる。
【００６５】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００６６】
本実施の形態によれば、第１制御電極６ａや各表示電極５ａ，５ｂはいずれも第２基板１ｂの側に配置されていることから、上述した第１構成の電気泳動表示装置（図２３(a) 参照）と違い、基板間隙が多少変動しても表示品質が悪くなることはない。したがって、基板１ａ，１ｂにフレキシブルな材料を用いることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、第１表示電極５ａが下段面Ｆ１に沿うように配置されると共に、第２表示電極５ｂが上段面Ｆ２に沿うように配置されており、それらの電極の間に、第１制御電極６ａが、前記第２表示電極５ｂの端部よりも突出するように配置されている。このため、上述した第１構成の電気泳動表示装置（図２３(a) 参照）と違い、ある画素の第１制御電極６ａに印加した電圧が、隣接する画素における帯電泳動粒子３に影響を与えてしまうことを回避でき（すなわち、帯電泳動粒子の移動を阻止する制御と、帯電泳動粒子の移動を許容する制御とを、互いに影響を与え合うことなく画素毎に独立して行うことができ）、クロストーク現象の発生を防止し、表示品質を良好にすることができる。また、図２６に示したような帯電泳動粒子３の偏りを防止できる。
【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、従来構成と比較して、帯電泳動粒子移動を禁止するための電圧を大幅に低減することができる。
【００６９】
本発明によれば、第2表示電極面が、段差構造の形成する凹部以外の表示部を覆うように形成されてなるため、第２表示電極による遮蔽効果により、引き回し配線からの漏れ電界による表示劣化を防止することができる。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００７１】
（実施例１）
本実施例では、図１及び図４に示す構成の電気泳動表示装置を作製し、双方向書き込みによる単純マトリックス駆動を行なった。なお、図３では３×３の画素のみを示すが、実際に作製した表示装置の画素数は２０×２０とした。また、一画素サイズは１２０μｍ×１２０μｍとし、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の７０％とした（面積比は３：７）。
【００７２】
次に、本実施例に係る電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【００７３】
第２基板としての厚さ２００μｍのＰＥＴフィルム１ｂに、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第１表示電極５ａを形成した。その電極の表面には暗黒色の着色層を形成した。
【００７４】
次に、２０μｍの厚さのエポキシ樹脂にて段部４を形成し、その上面には、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第１制御電極６ａを形成した。なお、貫通孔の直径は５０μｍとした。この第１制御電極６ａを覆うように４μｍの膜厚のエポキシ樹脂を塗布して段部を形成し、その表面には、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第２表示電極５ｂを形成した。なお貫通孔の直径は５６μｍとした。
【００７５】
最後に、第２表示電極５ｂをマスクとして、Ｏ２ガスによる反応性ドライエッチングにより段部材料であるエポキシ樹脂をエッチングし、段部４を形成した。この結果、高さ２４μｍの段部４に第２表示電極５ｂが配置され、さらにその４μｍ下の層に、第１制御電極６ａが配置され、そのさらに２０μｍ下の層に第１表示電極５ａが配置された構造体が形成された。次に、アルミナなどの白色顔料を分散させたアクリル樹脂からなる絶縁着色層を全面に形成した。
【００７６】
また、第１基板としての厚さ２００μｍのＰＥＴフィルム１ａには、光感光性エポキシ樹脂を塗布した後、露光及びウエット現像を行うことによって５０μｍ高さの隔壁７を各画素の境界部分に形成した。そして、形成された隔壁内に絶縁性液体２及び黒色帯電泳動粒子３を充填した。絶縁性液体２としては、シリコーンオイルを使用した。黒色帯電泳動粒子３としては、ポリスチレンとカーボンの混合物で、平均粒径２μｍのものを使用した。シリコーンオイル中での泳動粒子３の極性は正帯電を示した。次に、第１基板１ａと第２基板１ｂとの接着面に熱融着性の接着層パターンを形成し、第２基板１ｂの隔壁上に、位置合わせを行ないながら第１基板１ａを置き、熱をかけて張り合わせシート状の表示パネルを完成した。この表示パネルに不図示の電圧印加回路を接続して駆動特性を評価した。
【００７７】
以下、本実施例における駆動方法の説明を行なう。
【００７８】
本実施例においては、図１３に示すように信号を印加し、図１４に示すような表示をした。ここで、図１３は、市松模様を表示している３×３の画素を順次反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図であり、符号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、各走査ライン（走査電極線）Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を介して第１制御電極６ａに印加される信号を示し、符号ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３は、各第１信号ライン（第１信号電極線）ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３を介して各第１表示電極５ａに印加される信号を示し、符号ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３は、各第２信号ライン（第２信号電極線）ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３を介して各第２表示電極５ｂに印加される信号を示す。本実施例では、１走査ライン選択期間（０〜Ｔ０、Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ１〜Ｔ２、 Ｔ２〜Ｔ３）を５０ｍｓｅｃに設定した。また、図１４は、図１３のように駆動される場合における表示状態を示す図であり、同図(a) は期間Ｔ０のもの、同図(b) は期間Ｔ１のもの、同図(c) は期間Ｔ２のもの、同図(d) は期間Ｔ３のものを示す図である。本実施例においては双方向への書き込みが可能であるので、実施例２と異なり、初期動作として全面リセットをする必要はない。初期表示パターンとして図１４(a) に示すパターンを与えたとする。
【００７９】
期間Ｔ０〜Ｔ１おいて、選択走査ラインであるＸ１に対しては書き込み許可信号ＶＣ＝０Ｖを印加し、非選択走査ラインであるＸ２、Ｘ３に対しては書き込み禁止信号ＶＣ＝７０Ｖを印加する。そして、画素Ｐ１１，Ｐ１３に相当する第１信号ラインＹＡ１、ＹＡ３および第２信号ラインＹＢ１、ＹＢ３にそれぞれに白表示書き込みパルスとしてＶｄ１＝−２０Ｖ、Ｖｄ２＝＋２０Ｖを印加し、画素Ｐ１２に相当する第１信号ラインＹＡ２および第２信号ラインＹＢ２にそれぞれに黒表示書き込みパルスとして、Ｖｄ１＝＋２０Ｖ、Ｖｄ２＝−２０Ｖを印加した。その結果、選択走査ラインＸ１の全ての画素が書き換えられ反転表示され、また非選択走査ラインＸ２、Ｘ３における各画素では初期表示状態が保持された（図１４(b) 参照）。
【００８０】
以下、期間Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ２〜Ｔ３において同様の駆動を行なった結果、目的の反転表示パターンが良好なコントラストで得られた。得られた表示には、クロストーク現象、及び泳動粒子の移動不良、保持不良によるコントラストの劣化は一切認められず、白表示と黒表示の平均的なコントラストは１０：１程度の高い値を示した。
【００８１】
（実施例２）
本実施例では、図１５及び図１６に示す構成の電気泳動表示装置を作製し、一方向書き込みによる単純マトリックス駆動を行なった。
【００８２】
なお、図１６では３×３の画素のみを示すが、実際に作製した表示装置の画素数は２０×２０とした。また、一画素サイズは１２０μｍ×１２０μｍとし、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の７０％とした（面積比は３：７）。
【００８３】
ところで、本実施例における第２表示電極５ｂは、実施例１のように各画素毎に別体で形成するのではなくて、基板１ａ，１ｂのほぼ全面に沿うように形成し、各画素共通とした（図１６参照）。また、図１５に示すように第１基板１ａの下面には、全ての画素に配置されるように第２制御電極６ｂを形成した。なお、この第２制御電極６ｂは、ＰＥＴ１ａ上にＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）をスパッタ法を用いて成膜し、レジスト法及びエッチング法を用いて形成した。その他の構成や製造方法は実施例１と同様とした。
【００８４】
以下、本実施例で実施した駆動方法を、図１７乃至図２０に沿って説明する。
【００８５】
ここで、図１７は、１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図であり、同図(a) は第１表示電極５ａに印加される駆動電圧Ｖｄ１の変化の様子を示す図であり、同図(b) は、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧Ｖｄ２の変化の様子を示す図であり、同図(c) は、第１制御電極６ａに印加される制御電圧Ｖｃ１の変化の様子を示す図であり、同図(d) は、第２制御電極６ｂに印加される制御電圧Ｖｃ２の変化の様子を示す図であり、同図(e) は反射率の変化を示す図である。また、図１８は、図１７のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図であり、同図(a) は期間０〜Ｔａのときの様子を示す図であり、同図(b) は期間Ｔａ〜Ｔｂのときの様子を示す図であり、同図(c) は期間Ｔｂ以降のときの様子を示す図である。さらに、図１９は、白保持状態にある３×３の画素を適宜黒反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図であり、符号ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３は、各走査ライン（走査電極線）ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３を介して第１制御電極６ａに印加される信号を示し、符号ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３は、各信号ラインＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３を介して各第１表示電極５ａに印加される信号を示し、符号ＹＢは第２表示電極５ｂに印加される信号を示し、符号ＸＢは、第２制御電極６ｂに印加される信号を示す。またさらに、図２０は、図１９のように駆動される場合における表示状態を示す図であり、同図(a) は期間Ｔ０のもの、同図(b) は期間Ｔ１のもの、同図(c) は期間Ｔ２のもの、同図(d) は期間Ｔ３のものを示す図である。本実施例においては、全期間において、第２表示電極５ｂは接地し（すなわち、図１７(b) においてＶｄ２＝０Ｖ、図１９においてＹＢ＝０）、第２制御電極６ｂにはＶｃ２＝＋１０Ｖを印加した（図１７(d) 及び図１９ＸＢ参照）。
【００８６】
本実施例では一方向書き込みを行うため、初期動作として全面リセットを行った。具体的には、図１９の期間０〜Ｔ０に示すように、第１制御電極６ａの電圧を小さくした状態で（ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３参照）、第１表示電極５ａには−４０Ｖの電圧を印加した。これにより、全画素は白リセットされて、その表示状態は図２０(a) に示すようになる。
【００８７】
次の期間Ｔ０〜Ｔ１では、１行目の真中の画素Ｐ１２だけを黒反転させた。具体的には、１本目の選択走査ラインＸＡ１にはＶｃ１＝＋１０Ｖの電圧を印加し、他の非選択走査ラインＸＡ２，ＸＡ３にはＶｃ１＝＋８０Ｖの電圧を印加した。そして、真中の信号ラインＹＡ２にはＶｄ１＝＋４０Ｖの電圧を印加し、他の信号ラインＹＡ１、ＹＡ３の電圧はＶｄ１＝０Ｖとした。これにより、１行目の真中の画素Ｐ１２だけが黒反転されて、その表示状態は図２０(b) に示すようになる。つまり、黒反転される画素では、第１表示電極５ａの電圧Ｖｄ１＝＋４０Ｖ、第１制御電極６ａの電圧Ｖｃ１＝＋１０Ｖとされ、第２表示電極５ｂの電圧Ｖｄ２＝０Ｖ、第２制御電極６ｂの電圧Ｖｃ２＝＋１０Ｖとされる（図１８(b) 参照）。つまり、Ｖｄ１≧Ｖｃ１≧Ｖｄ２と、Ｖｄ１≧Ｖｃ２≧Ｖｄ２の条件を満たす書き込み電圧を印加する。
【００８８】
次の期間Ｔ１〜Ｔ２では２行目の両端の画素Ｐ２１，Ｐ２３を黒反転させ、期間Ｔ２〜Ｔ３では３行目の真中の画素Ｐ３２を黒反転させた。
【００８９】
なお、表示状態を保持するには、図１７（Ｔｂ〜以降）のように、第１制御電極６ａの電圧をＶｃ１＝＋８０Ｖ（第２制御電極６ｂの電圧はＶｃ２＝＋１０Ｖ）にすれば良い。
【００９０】
本実施例によれば、目的の反転表示パターンが良好なコントラストで得られた。得られた表示には、クロストーク現象、及び泳動粒子の移動不良、保持不良によるコントラストの劣化は一切認められず、白表示と黒表示の平均的なコントラストは１０：１程度の高い値を示した。
【００９１】
また、本実施例によれば第２制御電極６ｂは第１基板１ａのほぼ全面に形成したものであるため、各画素にドット状に形成するような場合と違って、基板貼り合わせの際の位置合わせを短時間で行うことができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、第１制御電極や各表示電極はいずれも第２基板の側に配置されていることから、基板間隙が多少変動しても表示品質が悪くなることはない。したがって、基板にフレキシブルな材料を用いることができる。
【００９３】
また、本発明によれば、第１表示電極が下段面に沿うように配置されると共に、第２表示電極が上段面に沿うように配置されており、それらの電極の間に、第１制御電極が、前記第２表示電極の端部よりも突出するように配置されている。このため、ある画素の第１制御電極に印加した電圧が、隣接する画素における帯電泳動粒子に影響を与えてしまうことを回避でき（すなわち、帯電泳動粒子の移動を阻止する制御と、帯電泳動粒子の移動を許容する制御とを、互いに影響を与え合うことなく画素毎に独立して行うことができ）、クロストーク現象の発生を防止し、表示品質を良好にすることができる。また、帯電泳動粒子の偏りを防止できる。
【００９４】
さらに、本発明によれば、従来構成と比較して、帯電泳動粒子移動を禁止するための電圧を大幅に低減することができる。
【００９５】
本発明によれば、引き回し配線からの漏れ電界による表示劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す図。
【図２】各電極の配置形状を説明するための図。
【図３】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す図。
【図４】本発明に係る電気泳動表示装置の配線の一例を示す回路図。
【図５】１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図。
【図６】図５のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図７】双方向書き込み時における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図８】電気泳動表示装置の詳細断面図。
【図９】黒書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１０】白書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１１】黒保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１２】白保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１３】市松模様を表示している３×３の画素を順次反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図。
【図１４】図１３のように駆動される場合における表示状態を示す図。
【図１５】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す図。
【図１６】本発明に係る電気泳動表示装置の配線の他の例を示す回路図。
【図１７】１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図。
【図１８】図１７のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図１９】白保持状態にある３×３の画素を適宜黒反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図。
【図２０】図１９のように駆動される場合における表示状態を示す図。
【図２１】電気泳動表示装置の従来構造の一例を示す図。
【図２２】電気泳動表示装置の従来構造の他の例を示す図。
【図２３】電気泳動表示装置の従来構造の他の例を示す図。
【図２４】陰極素子や陽極素子の配置形状を示す図。
【図２５】従来の電気泳動表示装置の作用を説明するための図。
【図２６】従来の電気泳動表示装置における問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 第１及び第２基板
２ 絶縁性液体
３ 着色帯電泳動粒子
４ 段部
５ａ 第１表示電極
５ｂ 第２表示電極
６ａ 第１制御電極
６ｂ 第２制御電極
Ｄ１ 電気泳動表示装置
Ｄ２ 電気泳動表示装置
Ｄ３ 電気泳動表示装置
Ｆ１ 下段面
Ｆ２ 上段面
Ｐ11，Ｐ12，… 画素
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術の目覚しい進歩により、個人が扱うことのできる情報量は飛躍的に増大している。これにともない、情報の出力手段として、低消費電力かつ薄型の表示装置の開発が盛んに行われるようになった。中でも液晶表示装置は、こうしたニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。しかしながら、現在の液晶表示装置には、画面を見る角度や、反射光により画面上の文字が見ずらく、また光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚へ負担が重いという問題があり、この問題が未だ十分に解決されていない。このため、低消費電力、視覚への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。
【０００３】
その一つとして、Ｈａｒｏｌｄ Ｄ． Ｌｅｅｓ等により電気泳動表示装置が提案されている（米国特許ＵＳＰ３６１２７５８公報）。
【０００４】
図２１(a) は、その電気泳動表示装置の構造の一例を示す図であるが、この種の電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間に充填された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された多数の着色帯電泳動粒子３と、それぞれの基板１ａ，１ｂに沿うように各画素に配置された表示電極１５ａ，１５ｂと、を備えている。なお、符号７は、画素Ａと画素Ａとの間に設けられた隔壁であって、着色帯電泳動粒子３の他の画素への移動を防止し、均一表示を維持するために設けられたものである。この装置において、着色帯電泳動粒子３は、正極性又は負極性に帯電されているため、表示電極１５ａ，１５ｂに印加される電圧の極性に応じていずれかの表示電極１５ａ又は１５ｂに吸着されるが、絶縁性液体２及び着色帯電泳動粒子３はそれぞれ異なる色に着色されているため、着色帯電泳動粒子３が観察者側の表示電極１５ａに吸着されている場合には該粒子３の色が視認され（図２１(b) 参照）、着色帯電泳動粒子３が他側の表示電極１５ｂに吸着されている場合には絶縁性液体２の色が視認されることとなる（図２１(a) 参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することによって、様々な画像を表示することができる。以下、このタイプの装置を“上下移動型”とする。
【０００５】
しかしながら、このような上下移動型の電気泳動装置では、絶縁性液体２に染料やイオンなどの発色材を混合しなくてはならず、このような発色材の存在は、新たな電荷の授受をもたらすために電気泳動動作において不安定要因として作用しやすく、表示装置としての性能や寿命、安定性を低下させる場合があった。
【０００６】
かかる問題を解決するものとして、図２２に示すタイプの電気泳動表示装置（以下“水平移動型電気泳動表示装置”とする）が特開昭４９−５５９８号公報や特開昭４９−０２４６９５号公報や特開平１１−２０２８０４号公報に開示されている。かかる水平移動型電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間に充填された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された多数の着色帯電泳動粒子３と、各画素に配置された一対の表示電極２５ａ，２５ｂと、を備えているが、一対の表示電極２５ａ，２５ｂは、上述のタイプのように絶縁性液体２を挟み込むように配置されているのではなく、一方の基板１ｂに沿うように並べて配置されている。かかる水平移動型電気泳動表示装置の場合、絶縁性液体２は透明であれば良くて発色材を混入する必要が無いため、上述のような問題を回避できる。そして、該装置においては、一方の表示電極２５ａは帯電泳動粒子３と同じ色（例えば、黒色）の着色層で被覆されていて、他方の表示電極２５ｂは他の色（例えば、白色）の着色層で被覆されている。着色帯電泳動粒子３は、それらの表示電極２５ａ，２５ｂへ印加する電圧の極性に応じて水平に（基板に沿う方向に）移動し、表示電極２５ａ又は２５ｂに吸着されるが、着色帯電泳動粒子３が表示電極２５ａに吸着されている場合には表示電極２５ｂの色の方が視認され易くなり（図２２(a) 参照）、着色帯電泳動粒子３が表示電極２５ｂに吸着されている場合には画素全体が帯電泳動粒子３と同じ色に視認される（図２２(b) 参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することにより、種々の画像を表示することができる。
【０００７】
ところで、画素がマトリックス状に配置された表示装置を、電気的にアドレスする方式としては大別して、アクティブマトリックス方式と単純マトリックス方式の２つがある。
【０００８】
アクティブマトリックス方式では、各画素それぞれに対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を形成し、各画素に印加する電圧を画素ごとに独立に制御する。この方式を用いれば、水平移動型電気泳動表示装置を、高い表示コントラストで駆動することが可能である。しかしながら一方で、
・ アクティブマトリックス方式はプロセスコストが高い
・ 薄膜トランジスタのプロセス温度が高くポリマー基板上への形成が困難である
といった問題を抱える。この問題は、低コストでフレキシブルなディスプレイを目指すペーパーライクディスプレイにおいては特に重要である。これらの問題を解決するために、印刷プロセスが適用可能なポリマー材料による薄膜トランジスタの形成プロセスや、基板加熱を要しないＴＦＴ転写方式によるプロセスが提案されているが、実用化の可能性は未だ未知数である。
【０００９】
一方、単純マトリックス方式は、アドレスのために必要な構成要素がＸ−Ｙ電極ラインのみであるから低コストであり、ポリマー基板上への形成も容易である。選択画素に対して書き込み電圧を印加する場合は、選択画素を交点とするＸ電極ラインとＹ電極ラインに対して、書き込み電圧に相当する電圧を印加すればよい。ところが、電気泳動表示装置を単純マトリックス方式により駆動しようとすると、選択された画素の周辺画素まで一部書き込まれてしまうという現象（いわゆるクロストーク現象）が発生し、表示コントラストが著しく劣化してしまう。これは電気泳動表示装置が、書き込み電圧に対して明確な閾値特性を持たないために必然的に発生する問題である。
【００１０】
このような問題を解決するものとして、原理的に閾値を持たない電気泳動表示において、一対の表示電極に加えて制御電極を付加し、それら３電極構造によって単純マトリックス駆動を実現する提案がなされている。
【００１１】
このような３電極構造に関する提案はほとんどが上下移動型電気泳動表示装置に関してなされたものであり、例えば特公昭６１−０１６０７４号公報（ＵＳＰ４２０３１０６）がある。
【００１２】
水平移動型電気泳動表示装置における３電極構造の提案は唯一、特許公報第０２７４００４８号（ＵＳＰ５３４５２５１）においてなされている。但しその公報においては、絶縁性液体２は透明ではなく着色されていると考えられ、前述の特開昭４９−５５９８号公報及び特開平１１−２０２８０４号公報及び本発明が対象とする、絶縁性液体が透明であることを特徴とする水平移動型電気泳動表示装置とは異なるものである。
【００１３】
特許公報第０２７４００４８号では制御電極の配置に関して２つの構成（第１の構成及び第２の構成）が開示されている。第１の構成では、制御電極（グリッドライン）は、図２３(a) に符号２６ａで示すように、フェースプレート１ｂに対して２５−１１６μｍの間隔で対向配置された後方プレート１ａ上に形成される。なお、符号２５ａは陰極素子を示し、符号２５ｂは陽極素子を示し、符号２７は陽極素子上に形成されたクロム層、符号２８はクロム層上に形成されたフォトレジストを示す。なお、これらのクロム層２７及びフォトレジスト２８によって、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂの境界に約０．３μｍの段差が形成されている。
【００１４】
また、第２の構成では、制御電極（グリッドライン）は、図２３(b) に符号２６ｂで示すように、フェースプレート１ｂ上の陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間に配置されている。なお、第１構成、第２構成いずれのタイプにおいても、一画素内には、複数のライン電極が集合したフォーク状陰極素子２５ａと、この陰極素子２５ａの各ライン間に配置された複数のライン電極が集合したフォーク状陽極素子２５ｂがフェースプレート１ｂ上に配置される（図２４参照）。図２３においては説明の便宜上、陰極素子２５ａ、陽極素子２５ｂともに１ラインで構成される場合について示してある。
【００１５】
次に、図２３(a) に示す電気泳動表示装置（第１構成）の基本動作について、図２５に沿って説明する。帯電泳動粒子３には、黄色で負極性に帯電されたものを用いた。
【００１６】
いま、グリッドライン２６ａに０Ｖ、陽極素子２５ｂに０Ｖ、陰極素子２５ａに約＋１２Ｖの電圧を印加すると、帯電泳動粒子３は陰極素子２５ａの表面に移動し、画素は黄色表示状態となる（図２５(a) 参照）。
【００１７】
次に、グリッドライン２６ａに０Ｖ、陽極素子２５ｂに＋１５Ｖ、陰極素子２５ａに０Ｖの電圧を印加すると、帯電泳動粒子３は陽極素子２５ｂを覆うように移動する（図２５(b) 参照）。
【００１８】
さらに、同図(a) の状態の後、グリッドライン２６ａに書き込み禁止電圧として負電圧を印加すると、帯電泳動粒子３の陽極素子２５ｂへの移動は阻止される（同図(c) 参照）。
【００１９】
一方、第２の構成においては、グリッドライン２６ｂに書き込み禁止電圧を印加した画素では、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間における帯電泳動粒子３の移動（画素書き込み）が禁止され、そのような書き込み禁止電圧を印加しない画素では、陰極素子２５ａ及び陽極素子２５ｂに印加する電圧に従って帯電泳動粒子３が移動して画素書き込みがなされる。なお、この第２の構成においては、グリッドライン２６ｂを含めた駆動に関係する全ての構成要素２５ａ，２５ｂが同一プレート１ｂ上に配置されるため、両プレート１ａ，１ｂを貼り合わせる工程での位置合わせを簡素化できる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１及び第２の構成の水平移動型電気泳動装置は、主に次に述べるような問題点を抱えていた。
【００２１】
第１の構成においては、互いに隣接するグリッドライン（制御電極）２６ａ，２６ａに異なる電圧を印加すると、その隣接するグリッドライン２６ａ，２６ａを含む空間で電界的な相互作用が生じる問題がある。この問題を詳しく説明すると、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとに表示用の電圧を印加しておいて、隣接する２本のグリッドライン２６ａ，２６ａの一方には帯電泳動粒子３の移動を禁止する保持電圧を印加して、もう一方のグリッドライン２６ａでは保持電圧を解除しておくと、本来保持電圧が解除されている画素では帯電泳動粒子３の移動がスムーズに起きるはずなのだが、保持電圧を印加している方のグリッドライン２６ａの影響を受けてしまい、帯電泳動粒子３の移動が円滑になされなかった。このような問題を回避するためには制御電圧を低くする方法もあるが、保持電圧を印加している方の画素において保持効果（帯電泳動粒子３の移動を禁止する効果）が低下し、クロストーク現象が発生するという問題があった。
【００２２】
また、プレート１ａ，１ｂをフレキシブルな材料にて構成する場合、電気泳動表示装置は折り曲げることができる反面、後方プレート１ａとフェースプレート１ｂとの間隙を精度良く保つことが困難である。第１の構成では、グリッドライン（制御電極）２６ａと陰極素子２５ａ等とは互いに異なるプレート１ａ，１ｂに形成されていて間隙が変動し易く、帯電泳動粒子３の制御性が悪くなるという問題があった。
【００２３】
一方、第２の構成においては、グリッドライン（制御電極）２６ｂと陰極素子２５ａ等とは同じプレート１ｂに配置されていることから上述のような問題が発生せず、フレキシブルなプラスチック基板をプレートに用いることができるという特徴がある。しかし、帯電泳動粒子３は、陰極素子２５ａと陽極素子２５ｂとの間の移動こそ禁止されるものの、図２６(a) (b) に示すようにグリッドライン２６ｂから遠ざかるように移動してしまって分布の偏りが発生し、陰極素子２５ａ又は陽極素子２５ｂの表面に均一に分散されるようには配置されず、表示コントラストが著しく低下してしまうという問題があった。また、図２６(a) (b) に示すように、後方プレート１ａの側にまで一旦移動してしまった帯電泳動粒子３は、グリッドライン２６ｂや陰極素子２５ａ等へ印加される電圧の極性を変えただけでは後方プレート１ａからは遊離せず、制御不能になってしまうという問題があった。
【００２４】
そこで、本発明は、上述した問題を解決する電気泳動表示装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された第１及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された絶縁性液体と、該絶縁性液体に分散された複数の着色帯電泳動粒子と、を備えた電気泳動表示装置において、
前記基板の間隙に前記第２基板に沿って段部が配置されることに基づき、前記絶縁性液体の厚い部分に対向する下段面と、前記絶縁性液体の薄い部分に対向する上段面とが各画素に形成され、
該下段面に沿うように第１表示電極が配置され、前記上段面に沿うように第１制御電極と第２表示電極とが配置され、
前記第１制御電極は、印加電圧を変えることにより、前記第１表示電極と前記第２表示電極との間の前記帯電泳動粒子の移動を許可または禁止する電極であり、前記第２表示電極と比較して前記第１表示電極に近接する側に、かつ、前記基板にほぼ平行な方向に前記第２表示電極よりも突出するように配置され、
前記第１表示電極が占める領域と、前記第２表示電極が占める領域との境界部分に、前記第１制御電極が占める領域が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
本発明に係る電気泳動表示装置は、例えば図１(a) に符号Ｄ１で示すように、所定間隙を開けた状態に配置された第１及び第２基板１ａ，１ｂと、これらの基板１ａ，１ｂの間隙に配置された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された複数の着色帯電泳動粒子３と、を備えている。そして、これらの基板１ａ，１ｂの間隙に第２基板１ｂに沿って段部４が配置されることに基づき、絶縁性液体２の厚い部分に対向する下段面Ｆ１と、絶縁性液体２の薄い部分に対向する上段面Ｆ２とが各画素Ｐに形成されている。
【００２８】
また、下段面Ｆ１に沿うように第１表示電極５ａが配置され、上段面Ｆ２に沿うように第１制御電極６ａと第２表示電極５ｂとが配置されている。ここで、前記第１制御電極６ａは、前記第２表示電極５ｂと比較して前記第１表示電極５ａに近接する側に配置されている。また、この電気泳動表示装置Ｄ１をｚ方向から眺める場合においては、各画素は、ｘｙ平面にて、
・ 第１表示電極５ａが占める領域（図１(a) 及び図２の符号Ｐ１参照）と、
・ 第２表示電極５ｂが占める領域（図１(a) 及び図２の符号Ｐ２参照）と、
を有するが、該第１制御電極６ａの端部は、前記第２表示電極５ｂの端部よりも、（ｘｙ平面内にて）基板１ａ，１ｂにほぼ平行な方向に突出されていて、これらの領域Ｐ１、Ｐ２の境界部分に“第１制御電極６ａが占める領域Ｐ３”が形成されるようにしている。つまり、表示をつくる領域の中で、第２表示電極５ｂが第１制御電極６ａを完全には被覆しない関係が成り立つようにしている。
【００２９】
なお、図１(a) では、第１制御電極６ａは第２表示電極５ｂに重なるように配置されているが、重ならないように配置しても良い。すなわち、領域Ｐ１、Ｐ２の境界部分にだけ環状に第１制御電極６ａを配置しても良い。
【００３０】
また、図１に示す電気泳動表示装置Ｄ１では、下段面Ｆ１（すなわち、凹部Ｅ）は画素Ｐのほぼ中央部に１つだけ配置され、かつ円形に形成されているが、配置位置・個数や配置形状はこれらのものに限定されるものではない。例えば、
・ 画素の中央部から偏心した位置に形成しても、
・ 円以外の形状であっても、
・ 図３に示すように、各画素に２つ以上ずつ形成しても、
良い。また、図１や図３に示す電気泳動表示装置では、“第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１”の方が“第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２”によって囲まれるように構成されているが、その関係が逆であっても良い。すなわち、“第１表示電極が占める領域”を画素周縁部に形成し“第２表示電極が占める領域”を画素中央部に配置すると良い。具体的には、“第２表示電極が占める領域”を環状に配置しても良い。
【００３１】
ところで、画素サイズが１２５μｍ×１２５μｍの場合には、帯電泳動粒子３の粒径を０．５〜１０μｍとし、第１基板１ａと第２基板１ｂとの間隙を１０〜１００μｍとし、段部４の段差寸法は５〜７０μｍ程度にすれば良い。一般的には、段部４の段差寸法は、帯電泳動粒子３の粒径の数倍〜数百倍にすると良い。
【００３２】
ところで、図１５(a) に示すように、前記第１基板１ａの側に第２制御電極６ｂを配置しても良い。この電極６ｂは第１基板１ａのほぼ全面に形成しておくと良く、透明にすると良い。なお、このように配置した第２制御電極６ｂに適正な電圧を印加した場合には、段部４の高さ（段差）を泳動粒子径の数十倍程度に高くした場合であっても帯電泳動粒子３を第１表示電極５ａから第２表示電極５ｂに円滑に移動させることができ、帯電泳動粒子３の凹部への残留や、該残留に伴うコントラストの低下を防止できる。
【００３３】
また、これらの電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂにはそれぞれ引き回し配線（図示ｚ方向に互いにずれる状態で互いに絶縁された状態に配置配置されたもの）を接続し、それらの引き回し配線を介して各電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに電圧印加手段を接続して電圧を印加するようにすると良い。
【００３４】
またさらに、第２表示電極面が、各電極の引き回し配線を覆うように径背されても良い。こうすることで、各電極の引き回し配線が第２表示電極面により完全に遮蔽され、帯電泳動粒子の駆動に対する配線からの漏れ電界の影響を防止することができる。電圧によって表示を行う方式である電気泳動表示装置の場合、配線からの漏れ電界によって、表示劣化が発生するという大きな問題があった。本発明では、このような配線からの漏れ電界の遮蔽のため、新たにシールド電極等を設けることなく、表示電極に遮蔽効果を持たせることができるため、構成のコンパクト化、製造容易化をおこなうことができる。
【００３５】
図１５、１６は、本発明における電気泳動表示装置の平面図であるが、第2表示電極面が、複数の画素に及んで一体に形成されている。このことが、第２表示電極による遮蔽効果を生み、第１表示電極や第１制御電極の引き回し配線からの漏れ電界による、帯電泳動粒子の不必要な駆動（つまり、表示劣化）を防止することができる。このような遮蔽効果は、本発明の構成上の顕著な特徴である、階層的な電極配置に由来するものであり、特許公報第０２７４００４８号に開示されているような、２つの表示電極が嵌合して配置されてなる従来の構成では不可能であり、明らかにことなるものである（図２４参照）。
【００３６】
ところで、本発明に係る電気泳動表示装置は、第１表示電極５ａ又は第２表示電極５ｂを覆う位置に移動させた帯電泳動粒子３を、絶縁性液体２を介して視認するものであり、水平移動型である。このため、絶縁性液体２は、帯電泳動粒子３を視認できる程度に透明にすると良い。そして、いずれか一方の表示電極５ａ又は５ｂには着色帯電泳動粒子３と同じ色を付し、他方の表示電極５ｂ又は５ａには異なる色を付すと良い。例えば、着色帯電泳動粒子３を黒色、第１表示電極５ａを黒色、第２表示電極５ｂを白色としても良いが、もちろんこれに限られるものではなく、配色の組み合せは自由である。また、カラー表示をしたい場合には、着色帯電泳動粒子３を黒色、一方の表示電極５ａ又は５ｂを黒色、他方の表示電極５ｂ又は５ａを適宜赤・緑・青色とすると良い。なお、電極に色を付す方法としては、
・ 電極自体を着色する方法
・ 電極とは別に着色層を設ける方法
・ 電極を覆うように形成した絶縁層を利用する方法（例えば、絶縁層自体の色を利用したり、絶縁層に着色材料を混ぜ込む方法）、
を挙げることができる。
【００３７】
なお、一方の電極を黒色とし他方の電極を白色とする場合、それらの面積比は３：７程度にすると良い。例えば、第１表示電極５ａを黒色とし、第２表示電極５ｂを白色とする場合、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の１０〜３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の９０〜７０％程度にすると良い。
【００３８】
その他の構成について説明する。
【００３９】
画素と画素とは隔壁部材７にて仕切るようにしても良い。これにより、画素間における帯電泳動粒子３の移動を防止できる。
【００４０】
また、電極５ａ，５ｂ，…を覆うように絶縁層を形成すると良く、絶縁層を形成した場合には、各電極５ａ，５ｂ，…から帯電泳動粒子３への電荷注入を防止できる。この絶縁層に用いる材料としては、薄膜でもピンホールが形成されにくく、低誘電率の材料、具体的には、アモルファスフッ素樹脂、高透明ポリイミド、ＰＥＴ等が好ましい。
【００４１】
さらに、基板１ａ，１ｂには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等のポリマーフィルム或いはガラス、石英等の無機材料を使用することができる。
【００４２】
またさらに、帯電泳動粒子３としては、絶縁性液体中で正極性又は負極性の良好な帯電特性を示す材料を用いると良い。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂を用いると良く、黒色に着色する場合にはそれらの樹脂にカーボンなどを混ぜると良い。
【００４３】
また、絶縁性液体２には、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純度石油等の無色透明液体を使用すると良い。
【００４４】
なお、本実施の形態に係る電気泳動表示装置では、図４に示すように、図示ｘ方向には複数の走査電極線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…が配置されており、各走査電極線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…は、該方向ｘに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，…）の各第１制御電極６ａに電気的に接続されている。また、図示ｙ方向には複数の第１信号電極線ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３，…や第２信号電極線ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３，…が配置されており、第１信号電極線ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３，…は、該方向ｙに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…）の各第１表示電極５ａに電気的に接続され、第２信号電極線ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３，…は、該方向ｙに沿って配置される画素（例えば、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…）の各第２表示電極５ｂに電気的に接続されている。なお、この図においては３×３個の画素のみが示されているが、もちろんこれに限られるものではない。
【００４５】
以下、本発明における単純マトリックス駆動法ついて説明する。
【００４６】
上述した第１制御電極６ａの電圧を低くした状態で、第１表示電極５ａ及び第２表示電極５ｂの間に電圧を印加する。その印加電圧の極性を画素毎に制御すると、帯電泳動粒子３はいずれかの電極５ａ又は５ｂに吸着されるが、その作用を利用して画像を表示することができる。第１表示電極５ａに印加される駆動電圧をＶｄ１とし、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧をＶｄ２とし、第１制御電極６ａに印加される制御電圧をＶｃとした場合に、それらの電圧の大小関係が、
Ｖｄ１≧Ｖｃ≧Ｖｄ２、 又は、 Ｖｄ２≧Ｖｃ≧Ｖｄ１
となるようにすることによって書き込みを達成できる。
【００４７】
そして、第１制御電極６ａの電圧を高くすると、各画素の表示状態は保持される。
【００４８】
書き込み方法については複数のバリエーションが考えられる。まず、各電極との配線方式に関しては、
・ 各画素の第１制御電極６ａが走査電極線に、表示電極５ａ，５ｂが信号電極線に配線される場合と、
・ 各画素の第１制御電極６ａが信号電極線に、表示電極５ａ，５ｂが走査電極線に配線される場合と
の２通りがある。また、書き込み方向については、
・ 最初に画面全体を一方の状態にリセットしたのち、各走査ラインに書き換えが必要な画素についてのみ一方向の書き込みをおこなう場合と、
・ 各走査ラインに白状態・黒状態の双方向に対して書き込みをおこなう場合、とがある。
【００４９】
以下、このような駆動方法の一例（一方向書き込み）を具体的数値を用いて図５及び図６に沿って詳述する。ここで、図５は、１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図であり、同図(a) は、第１表示電極５ａに印加される駆動電圧Ｖｄ１の変化の様子を示す図であり、同図(b) は、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧Ｖｄ２の変化の様子を示す図であり、同図(c) は、第１制御電極６ａに印加される制御電圧Ｖｃの変化の様子を示す図であり、同図(d) は反射率の変化を示す図である。また、図６は、図５のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図であり、同図(a) は期間０〜Ｔａのときの様子を示す図であり、同図(b) は期間Ｔａ〜Ｔｂのときの様子を示す図であり、同図(c) は期間Ｔｂ以降のときの様子を示す図である。なお、ここでは、帯電泳動粒子３の帯電極性を正極性とし、第１表示電極５ａを黒色とし、第２表示電極５ｂを白色としている。
【００５０】
いま、図６(a) に示すように、帯電泳動粒子３を第１表示電極５ａの方に吸着させて凹部Ｅ内に配置している状態で、期間０〜Ｔａにおいて、
駆動電圧Ｖｄ１＝０Ｖ（図５(a) 参照）
駆動電圧Ｖｄ２＝０Ｖ（同図(b) 参照）
制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖ（同図(c) 参照）
とする。この制御電圧Ｖｃによって、相対向する第１制御電極６ａ及び６ａの間には電気的ゲートバリアが発生し、帯電泳動粒子３は、制御電圧Ｖｃによって表示電極側に押し付けられ凹部Ｅに封じ込められた状態となる。このため、外部からは、帯電泳動粒子３よりも第２表示電極５ｂの方が明瞭に視認することができ、画素としては白（反射率７０％程度の白表示状態）を表示することとなる。
【００５１】
次に、期間Ｔａ〜Ｔｂにおいて、
駆動電圧Ｖｄ１＝＋４０Ｖ（図５(a) 参照）
駆動電圧Ｖｄ２＝０Ｖ（同図(b) 参照）
制御電圧Ｖｃ＝＋１０Ｖ（同図(c) 参照）
とする。これによって、図６(b) に示すように、第１表示電極５ａ上にある泳動粒子３を引き上げる上向きの電界ベクトル（図中の矢印参照）が十分に形成され、全ての泳動粒子３は高い段差（段部４の段差）を乗り越えて第２表示電極５ｂへと移動する。そして、第２表示電極５ｂが、黒色の帯電泳動粒子３によって覆われるため、画素としては黒色（反射率５％程度の黒表示状態）を表示することとなる（図５(d) 参照）。またこの電界は、泳動粒子３の移動に効率よく利用されるように形成されるため、駆動電圧を低減することができている。このように本発明の特徴の一つである駆動方法によって、従来構造（特許公報第０２７４００４８号）において懸念された、段差が高くなることでおきる段差底部への泳動粒子２の残留はまったく観察されない。
【００５２】
その後、Ｔｂ以降の期間においては、期間０〜Ｔａと同じ電圧を印加するため、帯電泳動粒子３は、制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖによって第２表示電極側に押し付けられ第１表示電極５ａへの移動が禁止されて、黒表示が保持されることとなる。
【００５３】
では次に、単純マトリクス駆動の一例として、図７を用いて双方向書き込み動作について詳細な説明を行う。
【００５４】
いま、図７(a) に示すように、第１制御電極６ａに書き込み許可電圧として制御電圧Ｖｃ＝０Ｖを印加している状態で、第１表示電極５ａの電圧をＶｄ１＝＋２０Ｖとし、第２表示電極５ｂの電圧をＶｄ２＝−２０Ｖとすると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子３は、第２表示電極５ｂの側に移動する。
【００５５】
これに対して、同図(b) に示すように、第１制御電極６ａに書き込み許可電圧として制御電圧Ｖｃ＝０Ｖを印加している状態で、第１表示電極５ａの電圧をＶｄ１＝−２０Ｖとし、第２表示電極５ｂの電圧をＶｄ２＝＋２０Ｖとすると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子３は、第１表示電極５ａの側に移動する。
【００５６】
また、帯電泳動粒子３が第１表示電極５ａを覆っている状態で、第１制御電極６ａに書き込み禁止電圧（保持電圧）として制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖを印加する。これにより、第１制御電極間（６ａ，６ａ間）には電気的ゲートバリアが形成され、帯電泳動粒子３の第２表示電極５ｂへの移動が禁止される（同図(c) (d) 参照）。さらに、帯電泳動粒子３が第２表示電極５ｂを覆っている状態で、第１制御電極６ａに書き込み禁止電圧（保持電圧）として制御電圧Ｖｃ＝＋７０Ｖを印加する。これにより、第１制御電極間（６ａ，６ａ間）には電気的ゲートバリアが形成され、帯電泳動粒子３の第１表示電極５ａへの移動が禁止される（同図(e) (f) 参照）。
【００５７】
以上説明したように、単純マトリクス駆動を実現させるには、表示素子内に配置された第１表示電極５ａ、第２表示電極５ｂ及び第１制御電極６ａに適切な電圧値を印加し、表示素子中に生じる電界を用いて、泳動粒子の移動をコントロールすることにより、「黒書き込み状態」、「白書き込み状態」、「黒表示保持状態」、「白表示保持状態」の４つの状態を形成することが要求される。本発明による表示装置では、これら４状態を形成することが出来ることを、シミュレーションにより以下で説明する（図８〜１２）。表示素子中に発生する電界は有限要素法により計算した。電界ベクトルを矢印で示し、等電位線を実線で示した。なお、このシミュレーションモデルは、周期性をもつ電気泳動表示装置の最小周期構造である。
【００５８】
まず図８には、シミュレーションモデルの概要を示した。図８は、図１(a) の半周期分に相当し、ここで記載しているように、第２表示電極の貫通孔の外周は、第１制御電極の貫通孔の外周よりも短く設定した（寸法は同図参照）。そして、図９は、黒書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１０は、白書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１１は、黒保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図であり、図１２は、白保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図である。各電極に印加した電圧は下表の通りとした。
【００５９】
【表１】
以下で、この結果を簡単に説明する。ここでは泳動粒子が正に帯電している場合を考えるとする。すると、帯電粒子は高電位から低電位に向かって伸びるベクトルの矢印方向に向かって移動することになる。
【００６１】
まず、黒書き込み表示を目的に各電極に印加した電圧によって形成される電界を示した図９について見てみると、泳動粒子の動きを示す電界ベクトルの矢印の向きは、第１表示電極５ａから上方に向かって発生し、その終点は第２表示電極５ｂ上に至っていることがわかる。すなわち、泳動粒子は第２表示電極５ｂ上に移動することが可能であることを示している。これにより、黒書き込みに必要な電界が形成されていると言える。
【００６２】
次に、白書き込み表示を目的としている図１０では、第１表示電極５ａに向かってベクトルが発生していることから、泳動粒子が第１表示電極５ａ上に集められることが示されている。これにより、白書き込みに必要な電界が形成されていると言える。
【００６３】
また、白表示状態あるいは黒表示状態を保持した表示を目的とする図１１，１２では、どちらの場合も、段部４の中段に形成されている第１制御電極６ａの高さを境に、電気的なバリアとして働く上方に向かうベクトルと下方に向かうベクトルが発生していることがわかる。これにより、白保持及び黒保持に必要な電界が形成されていると言える。
【００６４】
以上、シミュレーション結果から、本発明による新規な構成が、単純マトリクス駆動を実現するために必要な、「黒書き込み」、「白書き込み」、「黒保持」、「白保持」が可能な電界を形成していることがわかる。
【００６５】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００６６】
本実施の形態によれば、第１制御電極６ａや各表示電極５ａ，５ｂはいずれも第２基板１ｂの側に配置されていることから、上述した第１構成の電気泳動表示装置（図２３(a) 参照）と違い、基板間隙が多少変動しても表示品質が悪くなることはない。したがって、基板１ａ，１ｂにフレキシブルな材料を用いることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、第１表示電極５ａが下段面Ｆ１に沿うように配置されると共に、第２表示電極５ｂが上段面Ｆ２に沿うように配置されており、それらの電極の間に、第１制御電極６ａが、前記第２表示電極５ｂの端部よりも突出するように配置されている。このため、上述した第１構成の電気泳動表示装置（図２３(a) 参照）と違い、ある画素の第１制御電極６ａに印加した電圧が、隣接する画素における帯電泳動粒子３に影響を与えてしまうことを回避でき（すなわち、帯電泳動粒子の移動を阻止する制御と、帯電泳動粒子の移動を許容する制御とを、互いに影響を与え合うことなく画素毎に独立して行うことができ）、クロストーク現象の発生を防止し、表示品質を良好にすることができる。また、図２６に示したような帯電泳動粒子３の偏りを防止できる。
【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、従来構成と比較して、帯電泳動粒子移動を禁止するための電圧を大幅に低減することができる。
【００６９】
本発明によれば、第2表示電極面が、段差構造の形成する凹部以外の表示部を覆うように形成されてなるため、第２表示電極による遮蔽効果により、引き回し配線からの漏れ電界による表示劣化を防止することができる。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００７１】
（実施例１）
本実施例では、図１及び図４に示す構成の電気泳動表示装置を作製し、双方向書き込みによる単純マトリックス駆動を行なった。なお、図３では３×３の画素のみを示すが、実際に作製した表示装置の画素数は２０×２０とした。また、一画素サイズは１２０μｍ×１２０μｍとし、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の７０％とした（面積比は３：７）。
【００７２】
次に、本実施例に係る電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【００７３】
第２基板としての厚さ２００μｍのＰＥＴフィルム１ｂに、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第１表示電極５ａを形成した。その電極の表面には暗黒色の着色層を形成した。
【００７４】
次に、２０μｍの厚さのエポキシ樹脂にて段部４を形成し、その上面には、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第１制御電極６ａを形成した。なお、貫通孔の直径は５０μｍとした。この第１制御電極６ａを覆うように４μｍの膜厚のエポキシ樹脂を塗布して段部を形成し、その表面には、Ａｌを成膜しフォトリソグラフィーおよびウエットエッチングによりパターニングして第２表示電極５ｂを形成した。なお貫通孔の直径は５６μｍとした。
【００７５】
最後に、第２表示電極５ｂをマスクとして、Ｏ２ガスによる反応性ドライエッチングにより段部材料であるエポキシ樹脂をエッチングし、段部４を形成した。この結果、高さ２４μｍの段部４に第２表示電極５ｂが配置され、さらにその４μｍ下の層に、第１制御電極６ａが配置され、そのさらに２０μｍ下の層に第１表示電極５ａが配置された構造体が形成された。次に、アルミナなどの白色顔料を分散させたアクリル樹脂からなる絶縁着色層を全面に形成した。
【００７６】
また、第１基板としての厚さ２００μｍのＰＥＴフィルム１ａには、光感光性エポキシ樹脂を塗布した後、露光及びウエット現像を行うことによって５０μｍ高さの隔壁７を各画素の境界部分に形成した。そして、形成された隔壁内に絶縁性液体２及び黒色帯電泳動粒子３を充填した。絶縁性液体２としては、シリコーンオイルを使用した。黒色帯電泳動粒子３としては、ポリスチレンとカーボンの混合物で、平均粒径２μｍのものを使用した。シリコーンオイル中での泳動粒子３の極性は正帯電を示した。次に、第１基板１ａと第２基板１ｂとの接着面に熱融着性の接着層パターンを形成し、第２基板１ｂの隔壁上に、位置合わせを行ないながら第１基板１ａを置き、熱をかけて張り合わせシート状の表示パネルを完成した。この表示パネルに不図示の電圧印加回路を接続して駆動特性を評価した。
【００７７】
以下、本実施例における駆動方法の説明を行なう。
【００７８】
本実施例においては、図１３に示すように信号を印加し、図１４に示すような表示をした。ここで、図１３は、市松模様を表示している３×３の画素を順次反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図であり、符号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、各走査ライン（走査電極線）Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を介して第１制御電極６ａに印加される信号を示し、符号ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３は、各第１信号ライン（第１信号電極線）ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３を介して各第１表示電極５ａに印加される信号を示し、符号ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３は、各第２信号ライン（第２信号電極線）ＹＢ１，ＹＢ２，ＹＢ３を介して各第２表示電極５ｂに印加される信号を示す。本実施例では、１走査ライン選択期間（０〜Ｔ０、Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ１〜Ｔ２、 Ｔ２〜Ｔ３）を５０ｍｓｅｃに設定した。また、図１４は、図１３のように駆動される場合における表示状態を示す図であり、同図(a) は期間Ｔ０のもの、同図(b) は期間Ｔ１のもの、同図(c) は期間Ｔ２のもの、同図(d) は期間Ｔ３のものを示す図である。本実施例においては双方向への書き込みが可能であるので、実施例２と異なり、初期動作として全面リセットをする必要はない。初期表示パターンとして図１４(a) に示すパターンを与えたとする。
【００７９】
期間Ｔ０〜Ｔ１おいて、選択走査ラインであるＸ１に対しては書き込み許可信号ＶＣ＝０Ｖを印加し、非選択走査ラインであるＸ２、Ｘ３に対しては書き込み禁止信号ＶＣ＝７０Ｖを印加する。そして、画素Ｐ１１，Ｐ１３に相当する第１信号ラインＹＡ１、ＹＡ３および第２信号ラインＹＢ１、ＹＢ３にそれぞれに白表示書き込みパルスとしてＶｄ１＝−２０Ｖ、Ｖｄ２＝＋２０Ｖを印加し、画素Ｐ１２に相当する第１信号ラインＹＡ２および第２信号ラインＹＢ２にそれぞれに黒表示書き込みパルスとして、Ｖｄ１＝＋２０Ｖ、Ｖｄ２＝−２０Ｖを印加した。その結果、選択走査ラインＸ１の全ての画素が書き換えられ反転表示され、また非選択走査ラインＸ２、Ｘ３における各画素では初期表示状態が保持された（図１４(b) 参照）。
【００８０】
以下、期間Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ２〜Ｔ３において同様の駆動を行なった結果、目的の反転表示パターンが良好なコントラストで得られた。得られた表示には、クロストーク現象、及び泳動粒子の移動不良、保持不良によるコントラストの劣化は一切認められず、白表示と黒表示の平均的なコントラストは１０：１程度の高い値を示した。
【００８１】
（実施例２）
本実施例では、図１５及び図１６に示す構成の電気泳動表示装置を作製し、一方向書き込みによる単純マトリックス駆動を行なった。
【００８２】
なお、図１６では３×３の画素のみを示すが、実際に作製した表示装置の画素数は２０×２０とした。また、一画素サイズは１２０μｍ×１２０μｍとし、第１表示電極５ａが占める領域Ｐ１は画素面積の３０％とし、第２表示電極５ｂが占める領域Ｐ２は画素面積の７０％とした（面積比は３：７）。
【００８３】
ところで、本実施例における第２表示電極５ｂは、実施例１のように各画素毎に別体で形成するのではなくて、基板１ａ，１ｂのほぼ全面に沿うように形成し、各画素共通とした（図１６参照）。また、図１５に示すように第１基板１ａの下面には、全ての画素に配置されるように第２制御電極６ｂを形成した。なお、この第２制御電極６ｂは、ＰＥＴ１ａ上にＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）をスパッタ法を用いて成膜し、レジスト法及びエッチング法を用いて形成した。その他の構成や製造方法は実施例１と同様とした。
【００８４】
以下、本実施例で実施した駆動方法を、図１７乃至図２０に沿って説明する。
【００８５】
ここで、図１７は、１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図であり、同図(a) は第１表示電極５ａに印加される駆動電圧Ｖｄ１の変化の様子を示す図であり、同図(b) は、第２表示電極５ｂに印加される駆動電圧Ｖｄ２の変化の様子を示す図であり、同図(c) は、第１制御電極６ａに印加される制御電圧Ｖｃ１の変化の様子を示す図であり、同図(d) は、第２制御電極６ｂに印加される制御電圧Ｖｃ２の変化の様子を示す図であり、同図(e) は反射率の変化を示す図である。また、図１８は、図１７のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図であり、同図(a) は期間０〜Ｔａのときの様子を示す図であり、同図(b) は期間Ｔａ〜Ｔｂのときの様子を示す図であり、同図(c) は期間Ｔｂ以降のときの様子を示す図である。さらに、図１９は、白保持状態にある３×３の画素を適宜黒反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図であり、符号ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３は、各走査ライン（走査電極線）ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３を介して第１制御電極６ａに印加される信号を示し、符号ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３は、各信号ラインＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３を介して各第１表示電極５ａに印加される信号を示し、符号ＹＢは第２表示電極５ｂに印加される信号を示し、符号ＸＢは、第２制御電極６ｂに印加される信号を示す。またさらに、図２０は、図１９のように駆動される場合における表示状態を示す図であり、同図(a) は期間Ｔ０のもの、同図(b) は期間Ｔ１のもの、同図(c) は期間Ｔ２のもの、同図(d) は期間Ｔ３のものを示す図である。本実施例においては、全期間において、第２表示電極５ｂは接地し（すなわち、図１７(b) においてＶｄ２＝０Ｖ、図１９においてＹＢ＝０）、第２制御電極６ｂにはＶｃ２＝＋１０Ｖを印加した（図１７(d) 及び図１９ＸＢ参照）。
【００８６】
本実施例では一方向書き込みを行うため、初期動作として全面リセットを行った。具体的には、図１９の期間０〜Ｔ０に示すように、第１制御電極６ａの電圧を小さくした状態で（ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３参照）、第１表示電極５ａには−４０Ｖの電圧を印加した。これにより、全画素は白リセットされて、その表示状態は図２０(a) に示すようになる。
【００８７】
次の期間Ｔ０〜Ｔ１では、１行目の真中の画素Ｐ１２だけを黒反転させた。具体的には、１本目の選択走査ラインＸＡ１にはＶｃ１＝＋１０Ｖの電圧を印加し、他の非選択走査ラインＸＡ２，ＸＡ３にはＶｃ１＝＋８０Ｖの電圧を印加した。そして、真中の信号ラインＹＡ２にはＶｄ１＝＋４０Ｖの電圧を印加し、他の信号ラインＹＡ１、ＹＡ３の電圧はＶｄ１＝０Ｖとした。これにより、１行目の真中の画素Ｐ１２だけが黒反転されて、その表示状態は図２０(b) に示すようになる。つまり、黒反転される画素では、第１表示電極５ａの電圧Ｖｄ１＝＋４０Ｖ、第１制御電極６ａの電圧Ｖｃ１＝＋１０Ｖとされ、第２表示電極５ｂの電圧Ｖｄ２＝０Ｖ、第２制御電極６ｂの電圧Ｖｃ２＝＋１０Ｖとされる（図１８(b) 参照）。つまり、Ｖｄ１≧Ｖｃ１≧Ｖｄ２と、Ｖｄ１≧Ｖｃ２≧Ｖｄ２の条件を満たす書き込み電圧を印加する。
【００８８】
次の期間Ｔ１〜Ｔ２では２行目の両端の画素Ｐ２１，Ｐ２３を黒反転させ、期間Ｔ２〜Ｔ３では３行目の真中の画素Ｐ３２を黒反転させた。
【００８９】
なお、表示状態を保持するには、図１７（Ｔｂ〜以降）のように、第１制御電極６ａの電圧をＶｃ１＝＋８０Ｖ（第２制御電極６ｂの電圧はＶｃ２＝＋１０Ｖ）にすれば良い。
【００９０】
本実施例によれば、目的の反転表示パターンが良好なコントラストで得られた。得られた表示には、クロストーク現象、及び泳動粒子の移動不良、保持不良によるコントラストの劣化は一切認められず、白表示と黒表示の平均的なコントラストは１０：１程度の高い値を示した。
【００９１】
また、本実施例によれば第２制御電極６ｂは第１基板１ａのほぼ全面に形成したものであるため、各画素にドット状に形成するような場合と違って、基板貼り合わせの際の位置合わせを短時間で行うことができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、第１制御電極や各表示電極はいずれも第２基板の側に配置されていることから、基板間隙が多少変動しても表示品質が悪くなることはない。したがって、基板にフレキシブルな材料を用いることができる。
【００９３】
また、本発明によれば、第１表示電極が下段面に沿うように配置されると共に、第２表示電極が上段面に沿うように配置されており、それらの電極の間に、第１制御電極が、前記第２表示電極の端部よりも突出するように配置されている。このため、ある画素の第１制御電極に印加した電圧が、隣接する画素における帯電泳動粒子に影響を与えてしまうことを回避でき（すなわち、帯電泳動粒子の移動を阻止する制御と、帯電泳動粒子の移動を許容する制御とを、互いに影響を与え合うことなく画素毎に独立して行うことができ）、クロストーク現象の発生を防止し、表示品質を良好にすることができる。また、帯電泳動粒子の偏りを防止できる。
【００９４】
さらに、本発明によれば、従来構成と比較して、帯電泳動粒子移動を禁止するための電圧を大幅に低減することができる。
【００９５】
本発明によれば、引き回し配線からの漏れ電界による表示劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す図。
【図２】各電極の配置形状を説明するための図。
【図３】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す図。
【図４】本発明に係る電気泳動表示装置の配線の一例を示す回路図。
【図５】１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図。
【図６】図５のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図７】双方向書き込み時における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図８】電気泳動表示装置の詳細断面図。
【図９】黒書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１０】白書き込み状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１１】黒保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１２】白保持状態としたときのシミュレーション結果を示す図。
【図１３】市松模様を表示している３×３の画素を順次反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図。
【図１４】図１３のように駆動される場合における表示状態を示す図。
【図１５】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す図。
【図１６】本発明に係る電気泳動表示装置の配線の他の例を示す回路図。
【図１７】１つの画素を例にとって白状態保持の後に黒反転する場合の印加電圧や反射率の変化の様子を示すタイミングチャート図。
【図１８】図１７のように駆動される場合における帯電泳動粒子３の移動や電界ベクトルの様子を模式的に示す図。
【図１９】白保持状態にある３×３の画素を適宜黒反転させていく場合の印加電圧を示すタイミングチャート図。
【図２０】図１９のように駆動される場合における表示状態を示す図。
【図２１】電気泳動表示装置の従来構造の一例を示す図。
【図２２】電気泳動表示装置の従来構造の他の例を示す図。
【図２３】電気泳動表示装置の従来構造の他の例を示す図。
【図２４】陰極素子や陽極素子の配置形状を示す図。
【図２５】従来の電気泳動表示装置の作用を説明するための図。
【図２６】従来の電気泳動表示装置における問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 第１及び第２基板
２ 絶縁性液体
３ 着色帯電泳動粒子
４ 段部
５ａ 第１表示電極
５ｂ 第２表示電極
６ａ 第１制御電極
６ｂ 第２制御電極
Ｄ１ 電気泳動表示装置
Ｄ２ 電気泳動表示装置
Ｄ３ 電気泳動表示装置
Ｆ１ 下段面
Ｆ２ 上段面
Ｐ11，Ｐ12，… 画素
Claims (1)
- 所定間隙を開けた状態に配置された第１及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された絶縁性液体と、該絶縁性液体に分散された複数の着色帯電泳動粒子と、を備えた電気泳動表示装置において、
前記基板の間隙に前記第２基板に沿って段部が配置されることに基づき、前記絶縁性液体の厚い部分に対向する下段面と、前記絶縁性液体の薄い部分に対向する上段面とが各画素に形成され、
該下段面に沿うように第１表示電極が配置され、前記上段面に沿うように第１制御電極と第２表示電極とが配置され、
前記第１制御電極は、印加電圧を変えることにより、前記第１表示電極と前記第２表示電極との間の前記帯電泳動粒子の移動を許可または禁止する電極であり、前記第２表示電極と比較して前記第１表示電極に近接する側に、かつ、前記基板にほぼ平行な方向に前記第２表示電極よりも突出するように配置され、
前記第１表示電極が占める領域と、前記第２表示電極が占める領域との境界部分に、前記第１制御電極が占める領域が形成されてなる、
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
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