JP4609468B2 - 表示装置及びその表示駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及びその表示駆動方法に関し、特に、電力を必要とすることなく表示状態を固定的に保持することができる、いわゆる電子ペーパーに適用が可能な表示装置及びその表示駆動方法に関する。

近年、新聞や書籍等の紙媒体に代わる情報伝達媒体として、電子ペーパーと呼ばれる表示デバイスの研究開発が盛んに行われている。電子ペーパーは、文字情報や画像情報の書き換えが可能で、視認性が高く、また、軽量薄型で、フレキシブル（柔軟）性に富み、文字情報や画像情報の書き込み時を除いて表示時には電力が不要であるという特徴を有している。

ここで、電子ペーパーに適用される表示デバイスとしては、例えば、溶媒中に表示媒体としての帯電粒子を含有し、表示データに応じて電界を印加することにより溶媒中の帯電粒子を移動させる電気泳動方式のものや、溶媒を用いず基板間に形成された空間（単位セル）に表示媒体としてのトナー（帯電粒子）を封入し、表示データに応じて電界を印加することによりトナーを移動させるトナー方式のもの等が知られている。

なお、電気泳動方式を適用した電子ペーパーについては、例えば特許文献１に詳しく記載されている。

特開２００３−１６１８２２号公報 （第４頁〜第５頁、図６）

しかしながら、従前の電子ペーパーにおいては、文字情報を含む画像情報（以下、「画像情報」と略記する）の書き込み時に必要な出力電圧が液晶表示デバイス等に比較して極めて高い（例えば５０Ｖ程度）ため、当該高電位差に耐えうる専用（すなわち、高耐圧）の表示ドライバや高電位差の出力電圧を表示電極に印加するための表示スイッチング素子を使用しなければならないという問題を有していた。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、電子ペーパーに適用可能であって、高電位差に耐えうる専用ドライバやスイッチング素子を使用することなく、所望の画像情報を確実かつ良好に書き込み、表示することができる表示装置及びその表示駆動方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に係る表示装置は、光導電性層に被覆されている第１の電極と前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とからなる一対の電極間に、異なる極性の帯電特性を有する異なる色の帯電性の粒子が封入されて挟持され、前記一対の電極間に生じる電界により表示状態が変化する複数の表示画素が配列された表示パネルを有する表示部と、前記複数の表示画素の各々に対応して複数の発光画素が配列された発光パネルを有する発光部と、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記正電位又は前記負電位のいずれかとなる第１の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、全ての前記表示画素を第１の表示状態に設定するリセット動作と、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記負電位又は前記正電位のいずれかとなる第２の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの任意の前記発光画素を発光させることにより、任意の前記表示画素を第２の表示状態に設定する表示書込動作と、を実行して前記表示パネルの前記表示画素の表示状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の表示装置において、前記表示パネルは、前記表示画素ごとに、前記帯電性の粒子が封入される空間を隔離する隔壁を有していることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の表示装置において、前記一対の電極の前記第１の電極及び前記第２の電極は、各々、前記複数の表示画素に対して共通する単一の電極層からなることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置において、前記表示部は、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して相対的に正電位又は負電位となる電圧を印加する印加電圧設定部を有することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置において、前記発光パネルは、前記表示画素相互の境界となる領域に、前記発光画素から放出される光を遮断する遮光体を有していることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の表示装置において、前記第１の電極は、前記表示画素ごとに分割された一対の電極層からなり、前記第２の電極は、前記複数の表示画素に対して共通する単一の電極層からなり、前記発光パネルは、前記電極層の各々に対応して前記発光画素が配列されていることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の表示装置において、前記表示部は、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極の一方の前記電極層に前記基準電圧に対して相対的に正電位となる電圧を印加するとともに、前記第１の電極の他方の前記電極層に前記基準電圧に対して相対的に負電位となる電圧を印加する印加電圧設定部を有することを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の表示装置において、前記発光パネルは、前記表示画素間の境界となる領域に、前記発光画素から放出される光を遮断する遮光体を有していることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の表示装置において、前記発光パネルは、トップエミッション型の発光構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を有する前記複数の発光画素が２次元配列されていることを特徴とする。

請求項１０記載の発明に係る表示装置の表示駆動方法は、光導電性層に被覆されている第１の電極及び前記第１の電極に対向して配置された第２の電極からなる一対の電極間に、異なる極性の帯電特性を有する異なる色の帯電性の粒子が封入されて挟持され、前記一対の電極間に生じる電界により表示状態が変化する複数の表示画素が配列された表示パネルを有する表示部と、前記複数の表示画素の各々に対応して複数の発光画素が配列された発光パネルを有する発光部と、を備え、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記正電位又は前記負電位のいずれかとなる第１の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、全ての前記表示画素を第１の表示状態に設定するリセット動作と、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記負電位又は前記正電位のいずれかとなる第２の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの任意の前記発光画素を発光させることにより、任意の前記表示画素を第２の表示状態に設定する表示書込動作と、を実行して前記表示画素の表示状態を制御し、所望の画像情報を表示することを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の表示装置の表示駆動方法において、前記リセット動作又は前記表示書込動作に先立って、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して周期的に前記正電位及び前記負電位となる交流電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、前記第１の電極及び前記第２の電極間に交流電界を生じさせ、前記表示パネルの前記第１の電極及び前記第２の電極間に封入された異なる色の帯電性の粒子を、異なる極性に帯電させる電荷分離動作を実行することを特徴とする。

本発明に係る表示装置及びその表示駆動方法は、電子ペーパーに適用可能であって、高電位差に耐えうる専用ドライバやスイッチング素子を使用することなく、所望の画像情報を確実かつ良好に書き込み、表示することができる。

以下、本発明に係る表示装置及びその表示駆動方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
（表示装置の全体構成）
まず、本発明に係る表示装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略構成図である。ここで、図１（ａ）は表示装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は表示装置の積層構造を説明するための概念図である。図２は、本発明に係る表示装置に適用される表示部及び発光部の概略構成を示すブロック図であり、図２（ａ）は表示装置に適用可能な電子ペーパー表示部の概略構成図であり、図２（ｂ）は表示装置に適用可能な発光素子アレイ部の概略構成図である。

本発明に係る表示装置は、大別して、図１（ａ）、図２に示すように、視野側となる上層側（図面上方側）の電子ペーパー表示部（表示部）１００と、背面側となる下層側（図面下方側）の発光素子アレイ部（発光部）２００と、システムコントローラ（制御部）３００と、を備え、図１（ｂ）に示すように、電子ペーパー表示部１００の表示領域Ｒpxと発光素子アレイ部２００の発光領域Ｒelが平面的に一致又は略一致して重なるように配置、形成されるとともに、電子ペーパー表示部１００の下面と発光素子アレイ部２００の上面を例えば密着するように貼り合わせた（接合した）パネル構造を有している。

電子ペーパー表示部１００は、図２（ａ）に示すように、概略、いわゆる電子ペーパー型のパネル構造を有し、上記表示領域Ｒpxが設定された表示パネル１１０（詳しくは後述する）と、少なくとも表示領域Ｒpxを含む領域に対向して形成された、電子ペーパーの一対の電極（上部電極、下部電極）に所定の電圧を印加する印加電圧設定部１２０と、を有し、例えば電子ペーパー表示部１００の外部に設けられたシステムコントローラ３００からの電圧制御信号に基づいて、印加電圧設定部１２０から表示パネル１１０の各電極に印加する電圧、及び、その印加タイミングを制御して、表示領域Ｒpxに表示データに応じた所望の画像情報（文字情報を含む）を表示する。

発光素子アレイ部２００は、図２（ｂ）に示すように、概略、図１（ｂ）に示す上記電子ペーパー表示部１００の表示領域Ｒpxに対応するように、複数の発光素子（又は発光画素）が行及び列方向に２次元配列された発光領域Ｒelが設定されたアレイ基板（発光パネル）２１０と、発光領域Ｒelの各発光素子を発光駆動制御するためのデータ電圧、選択電圧及び電源電圧を各々印加するデータ電圧設定部２２０、選択電圧設定部２３０及び電源電圧設定部２４０と、を有し、例えば発光素子アレイ部２００の外部に設けられたシステムコントローラ３００からのデータ制御信号、選択制御信号及び電源制御信号に基づいて、データ電圧設定部２２０、選択電圧設定部２３０及び電源電圧設定部２４０からアレイ基板２１０の各発光素子に印加する上記各電圧、及び、その印加タイミングを制御して、上記表示データ（又は画像情報）に応じて各発光素子を発光動作、又は、無発光動作させる。

システムコントローラ３００は、例えば表示装置（電子ペーパー表示部１００、発光素子アレイ部２００）の外部から入力される表示データに基づいて、所定のタイミングで表示パネル１１０の各電極に所定の電圧を印加する動作、又は、当該電圧の印加を遮断する動作を制御するための電圧制御信号を生成して印加電圧設定部１２０に出力する。なお、システムコントローラ３００は、図２（ａ）、（ｂ）に示した電子ペーパー表示部１００及び発光素子アレイ部２００に共通の構成として唯一設けられているものであってもよいし、電子ペーパー表示部１００及び発光素子アレイ部２００の各々に個別の構成として別個に設けられているものであってもよい。

＜第１の実施形態＞
（表示装置のデバイス構造）
次に、本発明に係る表示装置のデバイス構造について説明する。
図３は、本発明に係る表示装置のデバイス構造の第１の実施形態を示す要部断面図である。ここで、図３は、図２（ａ）、（ｂ）に示した表示パネル１１０及びアレイ基板２１０における同一位置における断面図である。なお、図示の都合上、断面を表すハッチングの一部を省略して示すとともに、白色粒子１１５Ｗを無地とし、白色粒子１１５Ｗと区別するため黒色粒子１１５Ｔにのみハッチングを施して示した。

上述した電子ペーパー表示部１００に適用される表示パネル１１０は、図３に示すように、表示領域Ｒpxの略全域に対応して単一の透明電極（ベタ電極）により形成された下部電極１１１と、当該下部電極１１１上を被覆するように形成されたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）又はフタロシアニン等に代表される光導電性（Photo Conductor；ＰＣ）層１１２と、当該光導電性層１１２に対向し、所定の間隔だけ離間して配置され、表示領域Ｒpxの略全域に対応して単一の透明電極（ベタ電極）により形成された上部電極１１３と、を有し、上記光導電性層１１２と上部電極１１３との間隙に、帯電性の黒色粒子１１５Ｔ及び白色粒子１１５Ｗ（帯電性の粒子）を混在かつ分散させて挟み込んだ（封入して挟持した）デバイス構造を有している。下部電極１１１及び上部電極１１３は、例えば錫ドープ酸化インジウム（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）や亜鉛ドープ酸化インジウム（Indium
Zinc Oxide；ＩＺＯ）等の透明電極材料により形成されている。

上部電極１１３には上述した印加電圧設定部１２０から所定の電圧値を有する基準電圧Ｖ_０（例えば接地電位Ｖgnd）が印加され、また、下部電極１１１には印加電圧設定部１２０から上記基準電圧Ｖ_０に対して相対的に正電位となる電圧、又は、負電位となる電圧が所定のタイミングで印加される。具体的には、図２（ａ）に示した印加電圧設定部１２０は、上部電極１１３に対しては、システムコントローラ３００から出力される電圧制御信号に基づいて、一定の基準電圧Ｖ_０（例えば接地電位Ｖgnd）を印加する動作（基準電圧印加状態）と、当該基準電圧Ｖ_０の印加を遮断して上部電極１１３を電気的に切り離した状態（ハイインピーダンス状態）と、のいずれかを選択的に設定する。また、印加電圧設定部１２０は、下部電極１１１に対しては、システムコントローラ３００から出力される電圧制御信号に基づいて、上記基準電圧Ｖ_０に対して正電位となる電圧（正電圧）又は負電位となる電圧（負電圧）のいずれかを印加する動作（正負電圧印加状態）と、上記正負電圧を所定の周期で繰り返すように設定された交流電圧を印加する動作（交流電圧印加状態）と、当該正負電圧の印加を遮断して下部電極１１１を電気的に切り離した状態（ハイインピーダンス状態）と、のいずれかを選択的に設定する。なお、下部電極及び上部電極に印加される電圧の設定については、後述する表示駆動方法において詳しく説明する。

また、発光素子アレイ部２００に適用されるアレイ基板２１０のデバイス構造は、図３に示すように、表示パネル１１０の表示領域Ｒpxに対応して設定された発光領域Ｒelに有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）等の発光素子Ｅelを有する発光画素ＰＸｅが配列され、各発光画素ＰＸｅは、絶縁性の基板２１１上に設けられた薄膜トランジスタからなる駆動トランジスタＴＦＴと、該駆動トランジスタＴＦＴを被覆するように形成された絶縁膜２１２上に設けられ、上記駆動トランジスタＴＦＴに接続され、アルミニウム合金等の光反射特性を有する電極材料からなる画素電極２１３と、該画素電極２１３上に形成された有機ＥＬ層からなる発光機能層２１４と、各発光画素ＰＸｅに共通の単一の電極（ベタ電極）からなり、ＩＴＯ等の光透過特性を有する電極材料からなる対向電極２１５と、表示パネル１１０（表示領域Ｒpx）の全域を被覆する透明絶縁膜２１６と、を有している。

ここで、基板２１１上に設けられた駆動トランジスタＴＦＴは、後述するように、発光素子Ｅel（有機ＥＬ素子）の画素電極２１３に発光駆動電流を供給するための発光駆動回路の一部を形成するトランジスタであってもよい。また、駆動トランジスタＴＦＴを被覆する絶縁膜２１２上に順次積層された画素電極２１３、発光機能層２１４及び対向電極２１５は、発光素子Ｅelである有機ＥＬ素子を形成する。この発光素子Ｅel（有機ＥＬ素子）は、発光機能層２１４の下層の画素電極２１３が光反射特性を有し、かつ、該上層の対向電極２１５が光透過特性を有しているので、発光機能層２１４において発光した光が、駆動トランジスタＴＦＴが形成された基板２１１側ではなく、上述した表示パネル１１０側（すなわち視野側）に放出されるトップエミッション型の発光構造を有している。そして、発光素子Ｅelを含むアレイ基板２１０の最上層に形成された透明絶縁膜２１６上には、図３に示すように、上述した表示パネル１１０の下部電極１１１及び光導電性層１１２が密着するように接合されている。

（表示駆動方法の動作原理）
次いで、本発明に係る表示装置に適用される光導電性層の特徴と、表示装置の動作原理について、上述したデバイス構造を参照しながら説明する。
図４は、本発明に係る表示装置の動作原理を示す概略図である。ここで、図４（ａ）は黒書込み動作の動作原理を示す概略図であり、図４（ｂ）は白書込み動作の動作原理を示す概略図である。

表示パネル１１０に適用される光導電性層１１２は、所定の波長域を含む光が照射されるとキャリアが発生する特性を有し、特に上述したように光導電性層１１２に被覆された下部電極１１１に印加電圧設定部１２０から印加される電圧（正電圧又は負電圧）と、上部電極１１３に印加電圧設定部１２０から印加される基準電圧Ｖ_０（＝Ｖgnd）との相対関係に基づいて、任意の帯電状態を実現することができる。

具体的には、図４（ａ）に示すように、上部電極１１３に印加された基準電圧Ｖ_０（＝Ｖgnd）に対して正電圧となる電圧Ｖ_（＋）を下部電極１１１に印加した状態で、アレイ基板２１０に形成された発光素子Ｅelから所定の波長の励起光を光導電性層１１２に照射することにより、光導電性層１１２のうち当該光が照射された領域が厚さ方向に導電状態になり、光導電性層１１２における上部電極１１３側の表面近傍（図面上面側）に正電位となる正電荷（＋）が発生し、上部電極１１３における下部電極１１１側の表面近傍（図面下面側）に上記正電荷に対応する負電荷（−）が発生するので、上部電極１１３を負電極、下部電極１１１（光導電性層１１２）を正電極として上部電極１１３及び下部電極１１１間に所定の電界（便宜的に「第１の電界」と記す）を生じさせることができる。

これにより、光導電性層１１２と上部電極１１３間に封入された黒色粒子１１５Ｔ、白色粒子１１５Ｗのうち、相対的に正（＋）に帯電した（又は、正（＋）に帯電しやすい）黒色粒子１１５Ｔが相対的に負（−）に帯電した上部電極１１３方向に移動し、負（−）に帯電した（又は、負（−）に帯電しやすい）白色粒子１１５Ｗが正（＋）に帯電した光導電性層１１２（下部電極１１１）方向に移動し、黒色粒子１１５Ｔの下方（光導電性層１１２側）に追い遣られるので、視野側である上部電極１１３側（図面上方側）からは黒色粒子１１５Ｔのみが視認されて黒表示が実現される。

また、図４（ｂ）に示すように、上部電極１１３に印加された基準電圧Ｖ_０（＝Ｖgnd）に対して負電圧となる電圧Ｖ_（−）を下部電極１１１に印加した状態で、アレイ基板２１０に形成された発光素子Ｅelから所定の波長の励起光を光導電性層１１２に照射した場合には、光導電性層１１２のうち当該光が照射された領域が厚さ方向に導電状態になり、光導電性層１１２における上部電極１１３側の表面近傍（図面上面側）に負電位となる負電荷（−）が発生し、上部電極１１３における下部電極１１１側の表面近傍（図面下面側）に上記負電荷に対応する正電荷（＋）が発生するので、上部電極１１３を正電極、下部電極１１１（光導電性層１１２）を負電極として上部電極１１３及び下部電極１１１間に、上記第１の電界とは逆の所定の電界（便宜的に「第２の電界」と記す）を生じさせることができる。

これにより、相対的に正（＋）に帯電した（又は、正（＋）に帯電しやすい）黒色粒子１１５Ｔが相対的に負（−）に帯電した光導電性層１１２（下部電極１１１）方向に移動し、負（−）に帯電した（又は、負（−）に帯電しやすい）白色粒子１１５Ｗが正（＋）に帯電した上部電極１１３方向に移動し、黒色粒子１１５Ｔの上方（上部電極１１３側）に追い遣られるので、視野側である上部電極１１３側（図面上方側）からは白色粒子１１５Ｗのみが視認されて白表示が実現される。この白表示は、表示パネル１１０の外側から表示パネル１１０に向けて入射された光が、白色粒子１１５Ｗによって反射されてなされる。

したがって、電子ペーパー表示部１００の表示パネル１１０において、上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１に任意の電圧（基準電圧Ｖ_０に対して正電圧Ｖ_（＋）又は負電圧Ｖ_（−））を印加した状態で、表示領域Ｒpxに対応する発光領域Ｒelの各発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）を発光動作させることにより、当該各発光画素ＰＸｅに対応する領域を黒表示又は白表示に設定することができ、所望の画像情報（文字情報を含む）を表示することができる。すなわち、発光領域Ｒelの各発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）に対応する表示領域Ｒpx、つまり図３、図４において、各発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）の上方に位置し、下部電極１１１、上部電極１１３、これらの電極に挟み込まれた白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔからなるデバイス構造は、各々が表示画素ＰＸｉとしての機能を有している。また、上部電極１１３及び下部電極１１１をハイインピーダンス状態とすると、表示パネル１１０は、その直前に形成された第１の電界または第２の電界にしたがった表示を引き続き継続して行う。

ここで、本実施形態に係る発光素子アレイ部２００（アレイ基板２１０）の発光画素ＰＸｅにおいては、上述したように、トップエミッション型の発光構造を有していることにより、アレイ基板２１０の発光素子Ｅelから表示パネル１１０の光導電性層１１２までの光路長を短くすることができるので、特定の発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）から放出された光が隣接する領域（表示画素ＰＸｉ）やその周囲の領域の光導電性層１１２に照射されて導電状態にしてしまう現象を抑制することができ、隣接する表示画素とのクロストークを防ぐことができる。

また、発光画素ＰＸｅがトップエミッション型の発光構造を有していることにより、基板２１１上に形成された発光駆動回路ＤＣの各回路素子（図５に示すトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２等）や各配線層を、絶縁膜２１２上に形成された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの画素電極２１３等と平面的に重なるように配置することができる。したがって、発光画素及び表示画素を微細化して表示解像度を高めることができるとともに、発光駆動回路ＤＣのレイアウト設計の自由度を高めることができる。

なお、上述した動作原理において、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３との間に生じる電界（第１の電界、第２の電界）は、厳密には、下部電極１１１側から上部電極１１３方向に向かって拡がるように形成されるため、光導電性層１１２の表面と上部電極１１３の表面に発生する電荷（＋）、（−）は対向する位置には生じないが、図４（ａ）、（ｂ）においては図示の都合上、電界が略平行に生じるものとして電荷（＋）、（−）を対向する位置に示した。図４以降の図面においても同様に示す。

次いで、本実施形態に係る表示パネルに適用可能な白色粒子及び黒色粒子について説明する。
本実施形態においては、第１の例として、負（−）に帯電する白色粒子１１５Ｗとして、例えば、イソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末を、重量比１００対０．１の割合で混合した体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状白粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイト）を良好に適用することができ、また、正（＋）に帯電する黒色粒子１１５Ｔとして、例えば、アミノプロピルトリメトキシシラン処理したアエロジルＡ１３０微粉末を、重量比１００対０．２の割合で混合した体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレー卜の球状黒粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラック）を良好に適用することができる。

上記の帯電粒子と同等の特性を有する他の例としては、白色粒子１１５Ｗとして、例えば、酸化チタン含有架橋ポリメタクリレートの粒状微粒子（ＭＢＸ−ホワイト（商品名）；積水化成品工業株式会社製）や、架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（ケミスノーＭＸ（商品名）；綜研化学株式会社製）、ポリテトラフルオロエチレンの微粒子（ルブロンＬ（商品名）；ダイキン工業株式会社製、ＳＳＴ−２（商品名）；Ｓｈａｍｒｏｋ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．製）、フッ化炭素の微粒子（トスパール（商品名）；東芝シリコーン株式会社製）、酸化チタン含有ポリエステルの微粒子（ビリューシアＰＬ１０００ホワイトＴ（商品名）；日本ペイント株式会社製）、酸化チタン含有ポリエステル・アクリルの微粒子（コナックＮｏ．１８００ホワイト（商品名）；日本油脂株式会社製）、シリカの球状微粒子（ハイプシリカ（商品名）；宇部日東化成株式会社製）等を適用することもできる。

また、黒色粒子１１５Ｔとしては、例えば、時ビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体からなる真球状粒子（ミクロパールＢＢ、ミクロパールＢＢＰ（商品名）；積水化成品工業株式会社製）、架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（ＭＢＸ−ブラック（商品名）；積水化成品工業株式会社製）、また、導電性の黒色粒子としては、フェノール樹脂粒子を焼成したアモルファスカーボンの微粒子（ユニベックスＧＣＰ（商品名）；ユニチカ株式会社製）、炭素及び黒鉛質の球状微粒子（ニカビーズＩＣＢ、ニカビーズＭＣ、ニカビーズＰＣ（商品名）；日本カーボン株式会社製）等を適用することもできる。

なお、このような帯電粒子に代表される白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔを、上述した本実施形態に係る電子ペーパー表示部（表示パネル）に適用する場合にあっては、白色粒子１１５Ｗと黒色粒子１１５Ｔとを例えば重量比２対１の割合で混合し、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３との間の間隙に、当該間隙の体積に対して例えば１０％程度以上の量になるように封入する。

また、本実施形態に適用可能な白色粒子及び黒色粒子の第２の例としては、例えば、黒色粒子にファックス通信機や複写機、レーザープリンタ等で用いられている、周知の導電性トナー（黒トナー）と同等の微粒子（すなわち、炭素や黒鉛系の粒状粒子）を適用することができ、白色粒子として弗化炭素等の滑りやすい微粒子を適用することができる。この場合にあっては、正（＋）に帯電しやすい黒色粒子（黒トナー）が、クーロン引力により負（−）に帯電した光導電性層１１２（下部電極１１１）又は上部電極１１３のいずれかの方向に移動する際に、帯電しにくい白色粒子中を潜り抜けて移動する。

次いで、本実施形態に係るアレイ基板に適用可能な発光素子の発光スペクトル特性と、表示パネルに適用可能な光導電性層の分光感度特性について検証する。
図５（ａ）は、本実施形態に係るアレイ基板に適用可能な発光素子の発光スペクトル特性を示す特性図であり、図５（ｂ）は、表示パネルに適用可能な光導電性層の分光感度特性を示す特性図である。

本実施形態に係る表示装置のアレイ基板２１０に適用可能な発光素子Ｅelの発光スペクトル特性と、表示パネル１１０に適用可能な光導電性層１１２の分光感度特性について検証すると、発光素子Ｅelとして赤色光を発光する有機ＥＬ素子を適用した場合の発光スペクトル特性は、例えば図５（ａ）に示すように、概ね６４５ｎｍ付近の波長で発光強度のピークを有する。このような赤色光を発光する有機ＥＬ素子（発光素子）の発光スペクトル特性に対応する光導電性層１１２に求められる分光感度特性としては、例えば図５（ｂ）に示すように、概ね６００ｎｍ以上の波長で高い光感度（分光感度特性）を有していることが望ましい。ここで、図５（ｂ）における特性線は、富士電機デバイステクノロジー（株）製、負帯電型ＯＰＣタイプ８、１０の分光感度特性を示しており、いずれの光導電性材料において、概ね６４５ｎｍ付近を含む波長域で高い分光感度（概ね４〜６ｃｍ^２／μＪ）を示すので、本実施形態に良好に適用することができる。なお、上記発光素子Ｅelは赤色光の照射したが、これに限らず、光導電性層１１２の分光感度特性に応じて緑色光、青色光または白色光を照射するものであってもよい。

（発光画素の具体例）
次いで、本発明に係る表示装置に適用される発光画素について具体的に説明する。
アレイ基板２１０に２次元配列される各発光画素ＰＸｅは、例えば有機ＥＬ素子等の自発光型の発光素子Ｅelを備えたものを適用することができる。ここで、発光素子Ｅelは、有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、後述する駆動制御方法に示すように、当該発光素子Ｅelからの照射光により光導電性層１１２を任意の帯電状態に設定することができる波長の光を放出するものであれば、他の発光素子、例えば無機ＥＬ素子や発光ダイオード（ＬＥＤ）、面発光レーザー等の自発光素子を適用するものであってもよい。

また、上述した表示装置の表示駆動方法の動作原理において、アレイ基板２１０に配列された発光素子Ｅelの発光駆動方法は、パッシブ駆動方式又はアクティブ駆動方式のいずれであってもよいが、瞬間輝度を低減することができるアクティブ駆動方式の方がより好ましい。

以下に、アクティブ駆動方式を適用した場合の発光画素の回路構成について説明する。
図６は、本実施形態に係る表示装置に適用される発光画素の回路構成例を示す概略図である。
アクティブ駆動方式を適用した場合の各発光画素ＰＸｅは、例えば図６に示すように、発光素子Ｅelである有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、複数のスイッチング素子（トランジスタ）を備えて、発光素子Ｅelに供給する発光駆動電流を制御する発光駆動回路ＤＣと、を備えた回路構成を適用することができる。

発光駆動回路ＤＣは、例えば図６に示すように、ゲート端子がアレイ基板２１０の行方向に配設された選択ラインＬｓに接続され、ドレイン端子がアレイ基板２１０の列方向に配設されたデータラインＬｄに接続され、ソース端子が接点Ｎ１１に接続されたトランジスタ（選択トランジスタ）Ｔｒ１１と、ゲート端子が接点Ｎ１１に接続され、ドレイン端子がアレイ基板２１０の行方向に配設された電源電圧ラインＬｖに接続され、ソース端子が接点Ｎ１２に接続されたトランジスタ（駆動トランジスタ）Ｔｒ１２と、トランジスタＴｒ１２のゲート端子及びソース端子間に接続されたキャパシタＣｓと、を備えている。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、アノード端子（アノード電極となる画素電極２１３）が上記発光駆動回路ＤＣの接点Ｎ１２に接続され、カソード端子（カソード電極）が対向電極２１５と一体的に形成され、所定の一定電圧Ｖcom（例えば接地電位Ｖgnd）に直接又は間接的に接続されている。ここで、対向電極２１５は、例えば、アレイ基板２１０上に２次元配列された複数の発光画素ＰＸｅの画素電極２１３に対して共通に対向するように、単一の電極（べた電極）により形成されている。

ここで、図６に示した発光画素ＰＸｅ（発光駆動回路ＤＣ及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）において、選択ラインＬｓは、図２に示した選択電圧設定部２３０に接続され、システムコントローラ３００からの選択制御信号に基づいて、所定のタイミングで例えばアレイ基板２１０の行方向に配列された複数の発光画素ＰＸｅを選択状態に設定するための選択電圧Ｖselが印加される。選択電圧Ｖselは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光するための信号であって、下部電極１１１及び上部電極１１３間の電位差（正電圧Ｖ_（＋）−基準電圧Ｖ_０、負電圧Ｖ_（−）−基準電圧Ｖ_０）よりより十分小さい電圧である。したがって、選択電圧設定部２３０は高電位差に耐性のあるドライバである必要がない。

また、データラインＬｄは、図２に示したデータ電圧設定部２２０に接続され、システムコントローラ３００からのデータ制御信号に基づいて、上記発光画素ＰＸｅの選択状態に同期するタイミングで表示データに基づくデータ電圧Ｖdataが印加される。データ電圧Ｖdataは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光するための信号であって、下部電極１１１及び上部電極１１３間の電位差（正電圧Ｖ_（＋）−基準電圧Ｖ_０、負電圧Ｖ_（−）−基準電圧Ｖ_０）よりより十分小さい電圧である。したがって、選択データ電圧設定部２２０は高電位差に耐性のあるドライバである必要がない。

電源電圧ラインＬｖは、図２に示した電源電圧設定部２４０に接続され、システムコントローラ３００からの電源制御信号に基づいて、所定のタイミングで電源電圧Ｖddが印加される。ここで、上記の選択電圧Ｖsel、データ電圧Ｖdataは、いずれも所定の電圧値を有するハイレベル又はローレベルの２値電圧に設定される。なお、電源電圧Ｖddは、定電圧であって、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの画素電極２１３に発光動作のための所定の駆動電流を流すために、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極２１５に印加される一定電圧Ｖcomよりも高電位の電圧に印加される。電源電圧設定部２４０は、電源電圧Ｖddを出力するか、トランジスタＴｒ１２のドレインとの接続を断線してハイインピーダンスにするだけでよいので、出力する信号に電位差があるわけではないため高電位差に耐性のあるドライバである必要がない。

すなわち、図６に示した発光画素ＰＸｅにおいては、直列に接続されたトランジスタＴｒ１２と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの組の両端（トランジスタＴｒ１２のドレイン端子と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのカソード端子）にそれぞれハイレベルの電源電圧Ｖddと一定電圧Ｖcom（＝Ｖgnd）を印加して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに順バイアスを付与し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光可能な状態とし、さらに、データ電圧設定部２２０から印加されるデータ電圧Ｖdata（（発光レベル（ハイレベル）又は無発光レベル（ローレベル））に応じて有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに発光駆動電流を流すか否か（供給するか、遮断するか）を制御する。これにより、発光素子の発光状態（発光動作又は無発光動作）が制御される。具体的な発光駆動方法については、後述する表示装置の表示駆動方法において説明する。

なお、本実施形態においては、発光画素ＰＸｅに設けられる発光駆動回路ＤＣ（図６参照）として、表示データに応じて各発光画素ＰＸｅ（具体的には、発光駆動回路ＤＣのトランジスタＴｒ１２のゲート端子；接点Ｎ１１）に書き込むデータ電圧Ｖdataの電圧値（ハイレベル又はローレベル）を指定することにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流す発光駆動電流の供給、遮断を制御して、発光、無発光動作を設定する電圧指定型の発光駆動方式に対応した回路構成を示したが、表示データに応じて各発光画素ＰＸｅに供給する（書き込む）電流の電流値（供給又は遮断）を指定することにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流す発光駆動電流の供給、遮断を制御して、発光、無発光動作を設定する電流指定型の発光駆動方式の回路構成を有するものであってもよい。

また、図６に示した発光駆動回路ＤＣにおいては、２個のｎチャネル型のトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２を適用した回路構成を示したが、本発明に係る表示パネルはこれに限定されるものではなく、３個以上のトランジスタを適用した他の回路構成を有するものであってもよいし、回路構成としてｐチャネル型のトランジスタのみを適用したもの、あるいは、ｎチャネル型及びｐチャネル型の双方のチャネル極性を有するトランジスタが混在するものであってもよい。また、トランジスタは、アモルファスシリコン薄膜トランジスタであってもよいし、ポリシリコン薄膜トランジスタであってもよい。

（表示装置の表示駆動方法）
次に、本実施形態に係る表示装置における表示駆動方法について説明する。
図７は、本実施形態に係る表示装置のノーマリーホワイトの表示駆動動作（表示駆動方法）の一例を示すタイミングチャートである。また、図８は、本実施形態に係る表示駆動動作における電荷分離動作を示す概略状態図であり、図９は、本実施形態に係る表示駆動動作における白リセット動作を示す概略状態図であり、図１０は、本実施形態に係る表示駆動動作における黒表示書込動作を示す概略状態図であり、図１１は、本実施形態に係る表示駆動動作における表示保持動作を示す概略状態図である。ここで、上述したデバイス構造と同等の断面構成については同一の符号を付して説明する。

本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法は、図７に示すように、所定の表示動作期間内に、光導電性層１１２（下部電極１１１）及び上部電極１１３間に交流電界を印加して、白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔに各々に異なる電荷を与える電荷分離動作と、表示領域Ｒpx全体を背景となる白表示動作させる白リセット動作と、表示データに基づいて、白表示の背景中に文字等の画像を示すための黒表示となる領域（表示画素）に書き込みを行う黒表示書込動作と、を順次実行し、その後、表示領域Ｒpxに書き込まれた画像情報（すなわち、白表示状態及び黒表示状態）を保持する書込保持動作を実行する。すなわち、本実施形態においては、表示パネル１１０の表示領域Ｒpx全体に対して一度白リセット動作を実行して白表示状態に設定した後、表示データに基づいて、表示する画像情報に対応する領域（表示画素）のみを黒表示状態に設定する動作を、表示領域Ｒpxに行及び列方向に２次元配列された各表示画素（つまりアレイ基板２１０に２次元配列された各発光画素ＰＸｅに対応する領域）ごと、あるいは、各行ごとに順次実行するように制御される。なお、このような一連の駆動制御動作は、図２（ａ）、（ｂ）に示したシステムコントローラ３００により各種の制御信号が生成、出力されて実行制御される。

以下に、各動作について詳しく説明する。
（電荷分離動作）
まず、電荷分離動作においては、図８に示すように、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１に上記基準電圧Ｖ_０に対して交互に正電位及び負電位となる交流電圧を印加した状態で、アレイ基板２１０に配列された全ての発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）を発光動作させることにより、光導電性層１１２を導電状態として、その表面に正電荷（＋）及び負電荷（−）を交互に発生させて、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３との間に交流電界を形成する。これにより、光導電性層１１２と上部電極１１３との間に挟み込まれた白色粒子１１５Ｗと黒色粒子１１５Ｔは、電界の向きに応じて撹拌され、互いに擦れ合うことによって、白色粒子１１５Ｗが負電荷に帯電するとともに、黒色粒子１１５Ｔが正電荷に帯電する電荷分離が生じる。

具体的には、図７、図８に示すように、電子ペーパー表示部１００において、システムコントローラ３００からの電圧制御信号に基づいて、図２（ａ）に示した印加電圧設定部１２０から表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０（＝Ｖgnd）を印加するとともに、下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して交互に正電位及び負電位となる交流電圧を印加する。この状態で、発光素子アレイ部２００において、システムコントローラ３００からの各種制御信号に基づいて、図２（ｂ）に示したデータ電圧設定部２２０及び電源電圧設定部２４０、選択電圧設定部２３０からデータラインＬｄ及び電源電圧ラインＬｖ、選択ラインＬｓを介して、アレイ基板２１０の全ての発光画素ＰＸｅに、各々ハイレベルのデータ電圧Ｖdata及び電源電圧Ｖddを印加するとともに、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各行の発光画素ＰＸｅごとにオンレベル（ハイレベル）の選択電圧Ｖselを順次印加する（選択状態）。これにより、各発光画素ＰＸｅの発光駆動回路ＤＣに設けられたトランジスタＴｒ１１がオン動作して、トランジスタＴｒ１２のゲート−ソース間に接続されたキャパシタＣｓへの電荷の蓄積に伴って、トランジスタＴｒ１２のゲート電圧（接点Ｎ１１の電位）が上昇することによりトランジスタＴｒ１２がオン動作して、所定の発光駆動電流が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給され、アレイ基板２１０の発光画素ＰＸｅ（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）が各行ごとに発光（点灯）する動作が発光領域Ｒelの全行に対して繰り返し実行される。

ここで、各行の発光画素ＰＸｅを選択状態として有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光動作させた後、各行の発光画素ＰＸｅにオフレベル（ローレベル）の選択電圧Ｖselを印加して非選択状態（電源電圧Ｖddはハイレベルを維持した状態）に設定した場合においても、上記キャパシタＣｓによりトランジスタＴｒ１２のゲート電圧（接点Ｎ１１の電位）が保持されるので、発光画素ＰＸｅ（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）の発光状態は保持されて、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の全発光画素ＰＸｅが発光した状態が実現される。

このとき、光導電性層１１２の表面に生じる電荷及びそれに対応して上部電極１１３に生じる電荷は、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、下部電極１１１に印加される電圧（正電圧又は負電圧）に応じて変化するので、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３間には電界が経時的に切り換わる交流電界が発生する。したがって、この交流電界（すなわち電界の向き）に応じて白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔが攪拌されて入り交じり、互いに擦れ合うことによって、表示領域Ｒpxの全域にわたり白色粒子１１５Ｗが負電荷（−）に帯電するとともに、黒色粒子１１５Ｔが正電荷（＋）に帯電して電荷が分離された状態となる。

なお、この電荷分離動作においては、図７のタイミングチャートに示したように、上部電極１１３と光導電性層１１２（下部電極１１１）との間に交流電界を発生させるために、下部電極１１１に印加する交流電圧として、正弦波形を有する電圧を印加する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、矩形波や三角波等の波形を有する電圧を印加するものであってもよい。

（白リセット動作）
次いで、白リセット動作においては、図９に示すように、表示パネル１１０の上部電極１１３への基準電圧Ｖ_０の印加を遮断し、下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加した状態で、アレイ基板２１０に配列された全ての発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）を発光動作させることにより、光導電性層１１２を導電状態として、その表面に負電荷（−）を発生させるとともに、上部電極１１３表面に正電荷（＋）を発生させて、黒色粒子１１５Ｔを光導電性層１１２側に移動させ、表示領域Ｒpxの全域を白表示させる。

具体的には、図７、図９に示すように、上述した電荷分離動作におけるアレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の全発光画素ＰＸｅを発光させた状態を維持し、電子ペーパー表示部１００において、システムコントローラ３００からの電圧制御信号に基づいて、印加電圧設定部１２０から表示パネル１１０の上部電極１１３への基準電圧Ｖ_０の印加を遮断してハイインピーダンス状態に設定するとともに、下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加する。

これにより、図４（ｂ）に示したように、下部電極１１１に印加される電圧（負電圧）に応じて光導電性層１１２表面に負電荷が生じ、それに対応して上部電極１１３表面に正電荷が生じて、光導電性層１１２と上部電極１１３間に電界（第２の電界）が発生する。したがって、この電界に応じて、上述した電荷分離動作により正電荷（＋）に帯電した黒色粒子１１５Ｔは光導電性層１１２表面に引き寄せられるように移動し、一方、負電荷（−）に帯電した白色粒子１１５Ｗは視野側である上部電極１１３表面及びその近傍に引き寄せられるよう移動するので、表示領域Ｒpx全域が白表示状態に設定（白リセット）される。

そして、この白リセット動作の終了後には、トランジスタＴｒ１２のドレインの電位を、各発光画素ＰＸｅに印加されていた電源電圧Ｖddからハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）に切り換えて、発光駆動回路ＤＣから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの発光駆動電流の供給を遮断して、発光状態に維持されていたアレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の全発光画素ＰＸｅ（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）を消灯して一旦無発光状態に設定する。

なお、この白リセット動作においては、図７のタイミングチャートに示したように、表示パネル１１０の下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加するとともに、上部電極１１３への基準電圧Ｖ_０の印加を遮断してハイインピーダンス状態に設定して、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３との間の所定の電界（第２の電界）を発生させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上部電極１１３に印加される電圧として、上述した電荷分離動作と同等の基準電圧Ｖ_０を印加するものであってもよいし、下部電極１１１に印加される電圧Ｖ_（−）に対して相対的に高い任意の電圧を印加するものであってもよい。

（黒表示書込動作）
次いで、黒表示書込動作においては、図１０に示すように、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して正電位となる電圧を印加した状態で、表示データに基づいて画像情報を書き込む表示パネル１１０（表示領域Ｒpx）の領域、すなわち、画像情報に応じて黒表示状態に設定する領域（表示画素）に対応するアレイ基板２１０の発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）を発光動作させることにより、該当領域の光導電性層１１２を導電状態として、その表面に正電荷（＋）を発生させるとともに、上部電極１１３表面に負電荷（−）を発生させて、黒色粒子１１５Ｔを上部電極１１３側に移動させ、表示領域Ｒpxの特定の領域（表示画素）のみを黒表示させる。

具体的には、図７、図１０に示すように、電子ペーパー表示部１００において、表示データに基づいてシステムコントローラ３００から出力される電圧制御信号に基づいて、印加電圧設定部１２０から表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０（＝Ｖgnd）を印加するとともに、下部電極１１１に基準電圧Ｖ_０に対して正電位となる電圧Ｖ_（＋）を印加する。この状態で、発光素子アレイ部２００において、表示データに基づいてシステムコントローラ３００から出力される各種制御信号に基づいて、選択電圧設定部２３０及び電源電圧設定部２４０、データ電圧設定部２２０から選択ラインＬｓ及び電源電圧ラインＬｖを介して、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各行の発光画素ＰＸｅごとにオンレベルの選択電圧Ｖselを順次印加する（選択状態）とともに、データラインＬｄを介して、黒表示書込を行う表示パネル１１０（表示領域Ｒpx）の領域（表示画素）に対応する各発光画素ＰＸｅに対してのみ発光レベルのデータ電圧Ｖdataを印加する。このとき電源電圧ＶddがトランジスタＴｒ１２のドレインに印加されている。これにより、各発光画素ＰＸｅの発光駆動回路ＤＣに設けられたトランジスタＴｒ１１がオン動作して、トランジスタＴｒ１２のゲート−ソース間に接続されたキャパシタＣｓに電荷が蓄積され、トランジスタＴｒ１２のゲート電圧（接点Ｎ１１の電位）が上昇することによりトランジスタＴｒ１２がオン動作して、所定の発光駆動電流が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給され、黒表示書込みを行う表示画素に対応する発光画素ＰＸｅ（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）のみが各行ごとに発光（点灯）する動作が発光領域Ｒelの全行に対して繰り返し実行される。一方、黒表示書込みを行わない表示画素に対応する発光画素ＰＸｅにおいては、データラインＬｄを介して、無発光レベルのデータ電圧Ｖdataが印加されることにより、トランジスタＴｒ１２をオフ状態として有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを無発光（消灯）動作させる。

このとき、図４（ａ）に示したように、黒表示書込みを行う領域の下部電極１１１に印加された電圧（正電圧）に応じて光導電性層１１２表面に正電荷が生じ、それに対応して上部電極１１３表面に負電荷が生じて、光導電性層１１２と上部電極１１３間に電界（第１の電界）が発生する。したがって、この電界に応じて、上述した白リセット動作により光導電性層１１２（下部電極１１１）側に移動していた黒色粒子１１５Ｔが視野側の負電荷に帯電した上部電極１１３表面に引き寄せられるように移動し、一方、白色粒子１１５Ｗは正電荷に帯電した光導電性層１１２表面及びその近傍に引き寄せられるよう移動するので、表示領域Ｒpxのうち、表示データに基づく特定の領域（表示画素）が黒表示状態に設定（黒表示書込み）され、所望の画像情報が表示される。

（表示保持動作）
次いで、表示保持動作においては、図１１に示すように、上述した黒表示書込動作の終了後、発光状態に維持されていたアレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各発光画素ＰＸｅ（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）を消灯して無発光状態に設定するとともに、表示パネル１１０の下部電極１１１及び上部電極１１３への電圧の印加を遮断して、書き込まれた画像情報を保持させる。

具体的には、図７、図１１に示すように、電子ペーパー表示部１００において、システムコントローラ３００から出力される電圧制御信号に基づいて、印加電圧設定部１２０から表示パネル１１０の下部電極１１１及び上部電極１１３への電圧の印加を遮断してハイインピーダンス状態に設定する。また、発光素子アレイ部２００において、システムコントローラ３００から出力される各種制御信号に基づいて、選択電圧設定部２３０及び電源電圧設定部２４０、データ電圧設定部２２０から選択ラインＬｓ及び電源電圧ラインＬｖを介して、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各行の発光画素ＰＸｅにオフレベル（ローレベル）の選択電圧Ｖselを印加する（非選択状態）とともに、データラインＬｄを介して、各発光画素ＰＸｅに対して無発光レベルのデータ電圧Ｖdataを印加する。このときトランジスタＴｒ１２のドレインは電源電圧Ｖddからハイインピーダンスに切り替わっている。これにより、各発光画素ＰＸｅの発光駆動回路ＤＣに設けられたトランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２をオフ状態として有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを無発光（消灯）動作させる。

このとき、黒色粒子１１５Ｔは、残留電荷と拡散係数が非常に小さいので、上部電極１１３及び光導電性層１１２（下部電極１１１）間に電界を印加しない状態であっても、帯電状態が保持されて、表示パネル１１０（表示領域Ｒpx）に画像情報が表示された状態が保たれる。

なお、この表示保持動作においては、図７のタイミングチャートに示したように、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各発光画素ＰＸｅを無発光状態に保持するために、データ電圧Ｖdataに無発光レベル、選択電圧Ｖselにオフレベルを印加し、トランジスタＴｒ１２のドレインの電位をハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、データ電圧設定部２２０、選択電圧設定部２３０及び電源電圧設定部２４０の動作を停止させて、各データラインＬｄ、選択ラインＬｓ及び電源電圧ラインＬｖへのデータ電圧Ｖdata、選択電圧Ｖsel及び電源電圧Ｖddの印加を遮断してハイインピーダンス状態に設定するものであってもよい。これによれば、表示装置の消費電力を大幅に削減することができる。

このように、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法によれば、電子ペーパー構造を有する表示パネル（電子ペーパー表示部）の表示領域と、発光素子アレイ構造を有するアレイ基板（発光素子アレイ部）の発光領域と、を平面的に重なるように積層して配置し、表示データに応じて表示パネルの上部電極及び下部電極間に所定の電圧を印加するとともに、アレイ基板の発光画素（発光素子）を発光させることにより、上部電極と下部電極（光導電性層）との間に所定の電界を発生させて、黒色粒子及び白色粒子を視野側の上部電極又は下部電極のいずれか一方の電極側に移動させて所望の画像情報を表示することができる。

したがって、画像情報の書き込み（黒表示書込み）の際に、表示パネル（電子ペーパー表示部）の上部電極及び下部電極に対して、印加電圧設定部から所定の電圧値を有する電圧を印加し、アレイ基板（発光素子アレイ部）から所定の波長の光を照射するだけで、所望の画像情報を確実かつ良好に書き込む（表示させる）ことができるので、従前の技術に係る電子ペーパーのように、画素ごとに分割した電極に表示データ（画像情報）となる高電圧信号を印加することがなく、高耐圧の専用表示ドライバや高電位差の電圧信号を表示電極に印加するための表示スイッチング素子（トランジスタ等）を使用する必要がなく、表示装置の開発コストの低減や開発期間の短縮を図ることができる。

また、本実施形態に示した表示駆動方法においては、表示パネル１１０（白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔ）に対して電荷分離動作を行った後に白リセット動作を実行して、表示領域Ｒpxの全域を一旦白表示状態に書き換え、その後、画像情報に対応する領域（表示画素）を黒表示状態に書き換える黒表示書込動作を実行するようにしているので、電子ペーパー構造の表示装置の特徴である白地（背景）の表示品位を確保することができる。すなわち、画像情報が書き込まれない領域（表示画素）が電荷分離状態や以前の画像表示状態のままで、白地の表示品位が損なわれてしまうという問題を改善することができる。

なお、本実施形態においては、画像情報の下地（背景）として白を表示し、画像情報を黒で表示するために、白リセット動作により表示領域の全域を白表示状態に設定した後、黒表示書込動作により画像情報に対応する領域のみを黒表示状態に書き換える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示領域の全域を黒表示状態に設定（黒リセット動作）した後、画像情報に対応する領域のみを白表示状態に書き換えるものであってもよい。この場合、黒地（黒背景）に白で画像情報が表示されることになる。

また、本実施形態においては、下部電極（光導電性層）と上部電極との間に、黒色粒子と白色粒子を混在させて挟み込んだデバイス構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、下部電極と上部電極に印加する電圧により形成される電界に応じて、黒表示又は白表示動作するものであればよく、例えば、いわゆるマイクロカプセルと絶縁性の液体を挟持させたもの（上述した特許文献１等参照）でもよく、シリコーン樹脂をバインダーとしてツイストボールを挟持させたものでもよく、メモリー性を持つスメクティックＡ液晶に２色性染料を混合したホストゲスト液晶を挟持させたものでもよい。

さらに、本実施形態においては、下部電極（光導電性層）と上部電極との間に封入する帯電性の粒子として、黒色粒子と白色粒子を混在かつ分散させた場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、後述するように、それぞれ任意の色を有する帯電性の粒子の組み合わせを封入したものであってもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る表示装置及びその表示駆動方法について説明する。
（表示装置のデバイス構造）
まず、第２の実施形態に係る表示装置のデバイス構造について説明する。
図１２は、第２の実施形態に係る表示装置のデバイス構造を示す要部断面図である。ここで、上述した第１の実施形態（図３参照）と同等の構成については同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。なお、図１２においても、図示の都合上、断面を表すハッチングの一部を省略して示す。

第２の実施形態に係る表示装置は、図１、図２に示したように、電子ペーパー表示部１００の表示領域Ｒpxと発光素子アレイ部２００の発光領域Ｒelが平面的に重なるように密着して接合したデバイス構造において、図１２に示すように、電子ペーパー表示部１００の表示パネル１１０に設けられる下部電極が、単一のべた電極ではなく、表示画素ＰＸｉとなる単位領域ごとに、分割された一対の電極層（下部電極１１１Ａ、１１１Ｂ）により形成されている。また、表示パネル１１０の下方に設けられる発光素子アレイ部２００のアレイ基板２１０には、上記一対の下部電極１１１Ａ、１１１Ｂの各々に対応するように、個別の発光画素ＰＸＡｅ、ＰＸＢｅが設けられている。

そして、一方の下部電極１１１Ａには、図２（ａ）に示した印加電圧設定部１２０から負電圧が印加され、また、他方の下部電極１１１Ｂには、同印加電圧設定部１２０から正電圧が印加される。このような表示画素ＰＸｉが表示領域Ｒpxの全域に２次元配列されることにより、負電圧が印加された下部電極１１１Ａ（すなわち負電極）と、正電圧が印加された下部電極１１１Ｂ（すなわち正電極）とが、表示パネル１１０に交互に配列されたパネル構造を有している。

このようなデバイス構造を有する表示装置の動作原理は、上述した第１の実施形態（図４（ａ）、（ｂ）参照）と同等であり、上部電極１１３及び下部電極１１１Ａ、１１１Ｂに所定の電圧を印加した状態で発光画素ＰＸＡｅ、ＰＸＢｅ（発光素子ＥＡel、ＥＢel）を発光動作させることにより、上部電極１１３と光導電性層１１２（下部電極１１１Ａ、１１１Ｂ）との間に所定の電界（上述した第１の電界、第２の電界）が生じ、それに応じて黒色粒子１１５Ｔ及び白色粒子１１５Ｗがいずれかの電極に引き寄せられるように移動することにより表示領域Ｒpxに黒表示及び白表示された領域（表示画素ＰＸｉ）が形成されて所望の画像情報が表示される。

なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に係る表示装置は、概略、各表示画素ＰＸｉに共通の下部電極１１１、又は、各表示画素ＰＸｉごとに分割された下部電極１１１Ａ及び１１１Ｂ上に光導電性層１１２を被覆形成した後、透明基板１１４上に各表示画素ＰＸｉに共通して形成された上部電極１１３との間に帯電性の黒色粒子と白色粒子を混在かつ分散させて挟み込み、次いで下部電極１１１、又は、１１１Ａ、１１１Ｂの下面に発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel）がマトリックス状に配置形成されたアレイ基板２１０を密着させて貼り合わせることにより製造することできる。

（表示装置の表示駆動方法）
次に、本実施形態に係る表示装置における表示駆動方法について説明する。ここでは、本実施形態に特有の表示駆動動作について詳しく説明し、その他の動作については、上述した第１の実施形態を適宜参照するものとする。

図１３は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動動作（表示駆動方法）の一例を示すタイミングチャートである。また、図１４は、本実施形態に係る表示駆動動作における電荷分離動作を示す概略状態図であり、図１５は、本実施形態に係る表示駆動動作における黒表示書込動作を示す概略状態図であり、図１６は、本実施形態に係る表示駆動動作における白表示書込動作を示す概略状態図であり、図１７は、本実施形態に係る表示駆動動作における表示保持動作を示す概略状態図である。図１８は、本実施形態に係る表示駆動動作における白リセット動作を示す概略状態図である。

本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法は、図１３に示すように、所定の表示動作期間内に、下部電極１１１Ａ、１１１Ｂ（光導電性層１１２）及び上部電極１１３間に交流電界を印加して、白色粒子１１５Ｗ及び黒色粒子１１５Ｔに各々に異なる電荷を与える電荷分離動作と、表示データに基づいて、黒表示となる領域（表示画素）に書き込みを行う黒表示書込動作と、白表示となる領域（表示画素）に書き込みを行う白表示書込動作と、を順次実行し、その後、表示領域Ｒpxに書き込まれた画像情報（すなわち、白表示状態及び黒表示状態）を保持する書込保持動作を実行する。すなわち、本実施形態においては、表示パネル１１０の表示領域Ｒpxに対して、表示データに基づいて、表示する画像情報に対応する領域（表示画素）のみを黒表示状態に設定し、それ以外の領域（表示画素）を白表示状態に設定する動作を、表示領域Ｒpxに行及び列方向に２次元配列された各表示画素（つまりアレイ基板２１０に２次元配列された各発光画素ＰＸｅに対応する領域）ごと、あるいは、各行ごとに順次実行するように制御される。

（電荷分離動作）
まず、電荷分離動作においては、上述した第１の実施形態（図８参照）と同様に、図１４に示すように、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１Ａ及び１１１Ｂに上記基準電圧Ｖ_０に対して交互に正電位及び負電位となる交流電圧を印加した状態で、アレイ基板２１０に配列された全ての発光画素ＰＸＡｅ（白表示のデータ電圧ＶdataがデータラインＬＡｄを介して供給される発光素子ＥＡelを含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）、ＰＸＢｅ（黒表示のデータ電圧ＶdataがデータラインＬＢｄを介して供給される発光素子ＥＢelを含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）を発光動作させることにより、光導電性層１１２の表面に正電荷（＋）及び負電荷（−）を交互に発生させて、光導電性層１１２と上部電極１１３との間に交流電界を形成する。これにより、白色粒子１１５Ｗと黒色粒子１１５Ｔは、電界の向きに応じて撹拌されて互いに擦れ合うことにより、白色粒子１１５Ｗが負電荷に帯電するとともに、黒色粒子１１５Ｔが正電荷に帯電する（電荷分離）。

（黒表示書込動作）
次いで、黒表示書込動作においては、図１５に示すように、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１Ａに基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加し、下部電極１１１Ｂに基準電圧Ｖ_０に対して正電位となる電圧Ｖ_（＋）を印加した状態で、表示画素ＰＸｉのうちの黒表示専用の発光素子ＥＢelには、表示データに基づいて画像情報（黒表示情報）を書き込まれ、正電圧Ｖ_（＋）が印加されている下部電極１１１Ｂに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素ＰＸＢｅ（発光素子ＥＢel、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）のみを発光動作させることにより、下部電極１１１Ｂに対応する領域の光導電性層１１２の表面に正電荷（＋）を発生させるとともに、上部電極１１３表面に負電荷（−）を発生させて上述した第１の電界（図４参照）を形成し、黒色粒子１１５Ｔを上部電極１１３側に移動させて黒表示状態に設定する。このとき、表示画素ＰＸｉの、負電圧Ｖ_（−）が印加されている下部電極１１１Ａに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素ＰＸＡｅ（発光素子ＥＡel、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）は無発光状態に設定することにより、下部電極１１１Ａに対応する領域の光導電性層１１２と上部電極１１３間には電界が生じず、上述した電荷分離状態が保持される。

（白表示書込動作）
次いで、白表示書込動作においては、図１６に示すように、上述した黒表示書込動作と同様に、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１Ａに基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加し、下部電極１１１Ｂに基準電圧Ｖ_０に対して正電位となる電圧Ｖ_（＋）を印加した状態で、表示画素ＰＸｉのうちの白表示専用の発光素子ＥＡelには、表示データに基づいて画像情報（白表示情報）を書き込まれ、負電圧Ｖ_（−）が印加されている下部電極１１１Ａに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素ＰＸＡｅ（発光素子ＥＡel、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）を発光動作させることにより、下部電極１１１Ａに対応する領域の光導電性層１１２の表面に負電荷（−）を発生させるとともに、上部電極１１３表面に正電荷（＋）を発生させて上述した第２の電界（図４参照）を形成し、黒色粒子１１５Ｔを光導電性層１１２（下部電極１１１Ａ）側に移動させて白表示状態に設定する。このとき、表示画素ＰＸｉの、正電圧Ｖ_（＋）が印加されている下部電極１１１Ｂに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素ＰＸＢｅ（発光素子ＥＢel、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）は無発光状態に設定することにより、下部電極１１１Ｂに対応する領域の光導電性層１１２と上部電極１１３間には電界が生じず、上述した電荷分離状態が保持される。

なお、この白表示動作においては、上述した黒表示動作において表示データに基づいて画像情報が書き込まれた（黒表示状態に設定された）表示画素ＰＸｉについても、負電圧Ｖ_（−）が印加されている下部電極１１１Ａに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素ＰＸＡｅ（発光素子ＥＡel、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）を発光動作させることにより、下部電極１１１Ａに対応する領域の光導電性層１１２と上部電極１１３との間に第２の電界（図４参照）を形成して、当該領域の黒色粒子１１５Ｔを光導電性層１１２（下部電極１１１Ａ）側に移動させて白表示状態に設定するものであってもよい。また、白表示専用の発光素子ＥＡel及び黒表示専用の発光素子ＥＢelと分けることなく、全て白表示及び黒表示の両方を選択できるような発光素子としてもよく、この場合、白表示動作期間に発光すれば白表示となり、黒表示動作期間に発光すれば黒表示となる。

（表示保持動作）
次いで、表示保持動作においては、上述した第１の実施形態（図１１参照）と同様に、図１７に示すように、上述した黒表示書込動作及び白表示動作の終了後、表示パネル１１０の下部電極１１１Ａ、１１１Ｂ及び上部電極１１３への電圧の印加を遮断してハイインピーダンス状態に設定するとともに、アレイ基板２１０（発光領域Ｒel）の各発光画素ＰＸＡｅ、ＰＸＢｅを無発光状態に設定して、書き込まれた画像情報を保持させる。

このように、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法によっても、表示データに応じて表示パネルの上部電極及び下部電極間に所定の電圧を印加するとともに、アレイ基板の所定の発光画素（発光素子）を発光させることにより、高耐圧の専用表示ドライバや表示スイッチング素子（トランジスタ等）を使用することなく、上部電極と表示画素の各下部電極（光導電性層）との間に所定の電界を発生させることができ、黒色粒子及び白色粒子を視野側の上部電極又は下部電極のいずれか一方の電極側に移動させて所望の画像情報を表示することができる。

なお、本実施形態においては、表示パネル１１０の各表示画素ＰＸｉに設けられた下部電極１１１Ａ、１１１Ｂのうち、下部電極１１１Ａ側で白表示状態を実現し、下部電極１１１Ｂ側で黒表示状態を実現するパネル構造を有しているため、電荷分離状態が保持された領域や、例えば黒表示状態から白表示状態に書き換えた場合（又はその逆の場合）等に、表示画素ＰＸｉの一部の領域が書き換わらず、電子ペーパー構造の表示装置の特徴である白地（背景）の表示品位が損なわれる可能性がある。

そこで、このような場合には、画像情報の書き換え時には、図１８に示すように、事前に白リセット動作を実行して表示領域Ｒpxの全域を白表示状態に設定した後に、上述した黒表示書込動作を実行して画像情報（黒表示情報）を書き込むようにしてもよい。ここで、図１８に示した白リセット動作は、上述した第１の実施形態と同様に、表示パネル１１０の上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し（又は、上部電極１１３への基準電圧Ｖ_０の印加を遮断し）、下部電極１１１Ａ及び１１１Ｂに基準電圧Ｖ_０に対して負電位となる電圧Ｖ_（−）を印加した状態で、アレイ基板２１０に配列された全ての発光画素ＰＸＡｅ（発光素子ＥＡel）、ＰＸＢｅ（発光素子ＥＢel）を発光動作させることにより、光導電性層１１２の表面に負電荷（−）を発生させて、光導電性層１１２と上部電極１１３との間に上述した第２の電界（図４参照）を形成し、黒色粒子１１５Ｔを光導電性層１１２側に移動させて表示領域Ｒpxの全域を白表示状態に設定する。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る表示装置及びその表示駆動方法について説明する。
図１９は、第３の実施形態に係る表示装置のデバイス構造を示す要部断面図であり、図２０は、隣接する表示画素間で生じるクロストークによる表示不良を説明するための概念図である。ここでは、上述した第１の実施形態（図３参照）に示したデバイス構造に、本実施形態の技術思想を適用した場合について説明する。そのため、第１の実施形態と同等の構成については同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。なお、図１９においても、図示の都合上、断面を表すハッチングの一部を省略して示す。

第３の実施形態に係る表示装置は、図１９に示すように、第１の実施形態に示したデバイス構造（図３参照）において、電子ペーパー表示部１００の表示パネル１１０に設定される表示画素ＰＸｉに対応して、発光素子アレイ部２００の発光領域Ｒelに２次元配列される各発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel；有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）から放出された光が拡散し、隣接する表示画素ＰＸｉの光導電性層１１２に照射されないように、各表示画素ＰＸｉ間、もしくは、各発光画素ＰＸｅ間に遮光性の膜や部材が設けられている。

具体的には、アレイ基板２１０に配列された各発光画素ＰＸｅに共通して形成された対向電極２１５を被覆する透明絶縁膜２１６上であって、各発光画素ＰＸｅ間の境界となる領域に、クロム等の不透明な膜材料からなる遮光体ＳＬＤが形成されている。ここで、遮光体ＳＬＤは、透過率が低い材質を有するものであればクロムに限定されるものではなく、透過率が低い樹脂材料からなるものでもよい。また、遮光体ＳＬＤが形成された透明絶縁膜２１６上には、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、透明樹脂材料等からなる透明絶縁膜２１７を介して、電子ペーパー表示部１００の表示パネル１１０が密着して接合されている。

これによれば、図１９に示すように、例えば表示データに基づいて黒表示書込動作が実行される特定の表示画素ＰＸｉに対応する発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel；有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）から放出されて拡散した光が遮光体ＳＬＤに遮られて、当該表示画素ＰＸｉに隣接し、黒表示書込動作が行われない（すなわち白表示されるべき）表示画素ＰＸｉの光導電性層１１２に照射されることを防止することができる。したがって、図２０（ａ）に示すように、発光画素ＰＸｅ（発光素子Ｅel；有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）から放出された光が、隣接する表示画素ＰＸｉの光導電性層１１２に照射されて（つまりクロストークにより）、当該表示画素ＰＸｉの光導電性層１１２と上部電極１１３との間に電界が生じて黒表示状態に設定されてしまい、誤表示やにじみが生じるという現象を防止することができるので、高品位な黒表示及び白表示を実現することができる。

なお、図１９においては、第１の実施形態に示したデバイス構造（図３参照）に遮光体を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２の実施形態に適用するものであってもよい。この場合にあっては、図２０（ｂ）に示すように、表示データに基づく黒表示書込動作及び白表示書込動作の期間中は、相互に隣接する下部電極１１１Ａ、１１１Ｂに互いに逆相となる負電圧Ｖ_（−）及び正電圧Ｖ_（＋）が常時印加されているため、特定の表示画素ＰＸｉに対応する発光画素ＰＸｅから放出されて拡散された光が、隣接する領域の光導電性層１１２に照射されて、当該領域に電界が生じて隣接領域の表示状態が反転してしまうという現象を防止することができる。

また、図１９に示したデバイス構造においては、アレイ基板２１０の最上層に形成される透明絶縁膜２１６上にクロム等からなる遮光体ＳＬＤを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばアレイ基板２１０に配列された各発光画素ＰＸｅに共通して形成された対向電極２１５上に、直接遮光体ＳＬＤを形成するものであってもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る表示装置及びその表示駆動方法について説明する。
図２１は、第４の実施形態に係る表示装置を示す要部構成図である。ここで、図２１（ａ）は、第４の実施形態に係る表示装置を示す要部平面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示した要部平面図におけるXXIＡ−XXIＡ線（本明細書においては図２１（ａ）中に示したローマ数字の「２１」に対応する記号として便宜的に「XXI」を用いる）に沿った断面を示す要部断面図である。図２２は、本実施形態に係る表示駆動動作におけるカラー表示書込動作の一例を示す概略状態図である。ここでは、上述した第１の実施形態（図３参照）及び第３の実施形態（図１９参照）に示したデバイス構造に、本実施形態の技術思想を適用した場合について説明する。そのため、第１及び第３の実施形態と同等の構成については同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。なお、図２１においても、図示の都合上、断面を表すハッチングの一部を省略して示す。

上述した各実施形態においては、光導電性層１１２（下部電極１１１）と上部電極１１３との間の間隙に、帯電性の黒色粒子１１５Ｔ及び白色粒子１１５Ｗを混在かつ分散させて挟み込んだ（封入した）デバイス構造を有し、白表示状態と黒表示状態により画像情報をモノクロ表示する場合について説明したが、本実施形態においては一の表示画素が、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のサブ画素からなり、各色の表示状態を制御することにより画像情報をカラー表示することができるデバイス構造を有している。

本実施形態に係る表示装置は、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、電子ペーパー表示部１００の表示パネル１１０に２次元配列される各表示画素ＰＸｉが、行及び列方向に２×２のマトリクス状に配列された、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色の各サブ画素ＰＸｙ、ＰＸｍ、ＰＸｃ、ＰＸｋから形成されている。サブ画素ＰＸｙは、イエローの着色粒子（トナー）と白色粒子、また、サブ画素ＰＸｍは、マゼンダの着色粒子と白色粒子、また、サブ画素ＰＸｃは、シアンの着色粒子と白色粒子、また、サブ画素ＰＸｋは、ブラックの着色粒子と白色粒子が、各々、下部電極１１１（光導電性層１１２）と上部電極１１３との間であって、格子状に形成された隔壁１１６に囲まれた領域に混在かつ分散させて封入されている。ここで、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各着色粒子は、例えば上述した黒色粒子１１５Ｔと同様に、正（＋）に帯電しやすい特性を有し、一方、これらの着色粒子とともに封入される白色粒子は、負（−）に帯電しやすい特性を有している。

また、隔壁１１６は、下部電極１１１（光導電性層１１２）と上部電極１１３との間隔を規定するためのスペーサとしての機能も有する。発光素子アレイ部２００のアレイ基板２１０の最上層に形成される透明絶縁膜２１６上であって、上記隔壁１１６が形成された領域に対応する領域（つまりサブ画素の境界領域）には、各サブ画素ＰＸｙ、ＰＸｍ、ＰＸｃ、ＰＸｋに対応して配列された発光画素（発光素子）から放出された光が隣接する領域（サブ画素）の光導電性層１１２に照射されないようにするための遮光体ＳＬＤが設けられている。

なお、本実施形態に係る表示装置は、例えばトップエミッション型の発光構造を有する発光画素（発光素子）がマトリックス状に配置形成されたアレイ基板２１０の最上層の透明絶縁膜２１７上に、各表示画素ＰＸｉに共通の下部電極１１１を形成した後、スピンコート法やドライフィルムを貼り付けることによって有機絶縁膜を成膜し、露光現像処理を施してウェット又はドライプロセスで所望の平面パターンを有するスペーサを兼用する隔壁１１６を形成する。これにより、各サブ画素の形成領域が画定されて隔離されるとともに、当該領域（隔壁１１６に囲まれた領域の内部）に下部電極１１１が露出する。

次いで、スパッタ法やＣＶＤ法等の蒸着法、又は、スピンコート法やインクジェットプリント法、印刷法等のウェット法を用いて、各サブ画素の形成領域に露出する下部電極１１１上に光導電性層１１２を被覆形成する。続いてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各着色粒子と白色粒子を揮発性溶媒に混合したインクを調整してインクジェット法又は印刷法等で所定のサブ画素に塗布し、当該インクの揮発性溶媒が乾燥した後、透明電極からなる上部電極１１３が形成された透明基板１１４を貼り合わせて挟持することにより製造することできる。

このようなデバイス構造を有する表示装置の動作原理は、上述した第１の実施形態（図４（ａ）、（ｂ）参照）と同等であり、上部電極１１３及び下部電極１１１に所定の電圧を印加した状態で、表示データに基づいて各サブ画素ＰＸｙ、ＰＸｍ、ＰＸｃ、ＰＸｋに対応してアレイ基板２１０に設けられた発光画素を発光動作させることにより、上部電極１１３と光導電性層１１２（下部電極１１１）との間に所定の電界（第１の電界、第２の電界）が生じ、それに応じて各色の着色粒子及び白色粒子１１５Ｗがいずれかの電極に引き寄せられるように移動することにより表示領域Ｒpxに色表示及び白表示された領域（表示画素ＰＸｉ）が形成されて所望の画像情報がカラー表示される。

例えば図２２に示すように、上部電極１１３に基準電圧Ｖ_０を印加し、下部電極１１１に正電圧Ｖ_（＋）を印加した状態で、シアンのサブ画素ＰＸｃに対応して設けられた発光画素ＰＸＣｅ（発光素子Ｅel）を発光動作させることにより、上部電極１１３と光導電性層１１２（下部電極１１１）との間に第１の電界が生じ、シアンの着色粒子１１５Ｃが上部電極１１３側に移動することにより、視野側からシアンの着色粒子１１５Ｃが視認されて色表示が実現される。このとき、発光画素ＰＸＣｅ（発光素子Ｅel）から放射された光は、隣接するサブ画素との境界領域に設けられた遮光体ＳＬＤにより、隣接するサブ画素の光導電性層１１２に照射されることが防止されるので、図２０に示したようなクロストークによる表示品位への影響を防止することができる。一方、ブラックのサブ画素ＰＸｋでは、対応する発光画素ＰＸＫｅ（発光素子Ｅel）を無発光状態に設定することにより、上部電極１１３と光導電性層１１２（下部電極１１１）との間に電界が生じず、例えば上述した電荷分離状態や白リセット状態を保持するので、視野側からは白色粒子１１５Ｗが視認されて白表示が実現される。

このように、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法によれば、表示データに応じて表示パネルの上部電極及び下部電極間に所定の電圧を印加するとともに、アレイ基板の所定の発光画素（発光素子）を発光させることにより、高耐圧の専用表示ドライバや表示スイッチング素子（トランジスタ等）を使用することなく、上部電極と下部電極（光導電性層）との間に所定の電界を発生させることができ、各色のサブ画素において着色粒子及び白色粒子を視野側の上部電極又は下部電極のいずれか一方の電極側に移動させて所望の画像情報をカラー表示することができる。

なお、本実施形態においては、表示画素ＰＸｉを等面積のサブ画素ＰＸｙ、ＰＸｍ、ＰＸｃ、ＰＸｋに４分割（４等分）したが、これに限定されるものではなく、例えば各サブ画素ＰＸｙ、ＰＸｍ、ＰＸｃ、ＰＸｋの面積が異なる面積に設定されているものであってもよく、また、サブ画素に封入する着色粒子の種類数に応じて、４分割以外の任意の数に分割するものであってもよい。

本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略構成図である。 本発明に係る表示装置に適用される表示部及び発光部の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る表示装置のデバイス構造の第１の実施形態を示す要部断面図である。 本発明に係る表示装置の動作原理を示す概略図である。 図５は、第１の実施形態に係るアレイ基板に適用可能な発光素子の発光スペクトル特性、及び、表示パネルに適用可能な光導電性層の分光感度特性を示す特性図である。 第１の実施形態に係る表示装置に適用される発光画素の回路構成例を示す概略図である。 第１の実施形態に係る表示装置のノーマリーホワイトの表示駆動動作（表示駆動方法）の一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る表示駆動動作における電荷分離動作を示す概略状態図である。 第１の実施形態に係る表示駆動動作における白リセット動作を示す概略状態図である。 第１の実施形態に係る表示駆動動作における黒表示書込動作を示す概略状態図である。 第１の実施形態に係る表示駆動動作における表示保持動作を示す概略状態図である。 第２の実施形態に係る表示装置のデバイス構造を示す要部断面図である。 第２の実施形態に係る表示装置の表示駆動動作（表示駆動方法）の一例を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る表示駆動動作における電荷分離動作を示す概略状態図である。 第２の実施形態に係る表示駆動動作における黒表示書込動作を示す概略状態図である。 第２の実施形態に係る表示駆動動作における白表示書込動作を示す概略状態図である。 第２の実施形態に係る表示駆動動作における表示保持動作を示す概略状態図である。 第２の実施形態に係る表示駆動動作における白リセット動作を示す概略状態図である。 第３の実施形態に係る表示装置のデバイス構造を示す要部断面図である。 隣接する表示画素間で生じるクロストークによる表示不良を説明するための概念図である。 第４の実施形態に係る表示装置を示す要部構成図である。 第４の実施形態に係る表示駆動動作におけるカラー表示書込動作の一例を示す概略状態図である。

符号の説明

１００ 電子ペーパー表示部
１１０ 表示パネル
１１１ 下部電極
１１２ 光導電性層
１１３ 上部電極
１１５Ｔ 黒色粒子
１１５Ｗ 白色粒子
１２０ 印加電圧設定部
２００ 発光素子アレイ部
２１０ アレイ基板
２１３ 画素電極
２１４ 発光機能層
２１５ 対向電極
２２０ データ電圧設定部
２３０ 選択電圧設定部
２４０ 電源電圧設定部
３００ システムコントローラ
ＰＸｉ 表示画素
ＰＸｅ 発光画素
Ｅel 発光素子
ＴＦＴ 駆動トランジスタ

Claims (11)

1. 光導電性層に被覆されている第１の電極と前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とからなる一対の電極間に、異なる極性の帯電特性を有する異なる色の帯電性の粒子が封入されて挟持され、前記一対の電極間に生じる電界により表示状態が変化する複数の表示画素が配列された表示パネルを有する表示部と、
   前記複数の表示画素の各々に対応して複数の発光画素が配列された発光パネルを有する発光部と、
   前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記正電位又は前記負電位のいずれかとなる第１の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、全ての前記表示画素を第１の表示状態に設定するリセット動作と、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記負電位又は前記正電位のいずれかとなる第２の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの任意の前記発光画素を発光させることにより、任意の前記表示画素を第２の表示状態に設定する表示書込動作と、を実行して前記表示パネルの前記表示画素の表示状態を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示パネルは、前記表示画素ごとに、前記帯電性の粒子が封入される空間を隔離する隔壁を有していることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記一対の電極の前記第１の電極及び前記第２の電極は、各々、前記複数の表示画素に対して共通する単一の電極層からなることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
4. 前記表示部は、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して相対的に正電位又は負電位となる電圧を印加する印加電圧設定部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記発光パネルは、前記表示画素相互の境界となる領域に、前記発光画素から放出される光を遮断する遮光体を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記第１の電極は、前記表示画素ごとに分割された一対の電極層からなり、前記第２の電極は、前記複数の表示画素に対して共通する単一の電極層からなり、前記発光パネルは、前記電極層の各々に対応して前記発光画素が配列されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
7. 前記表示部は、前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極の一方の前記電極層に前記基準電圧に対して相対的に正電位となる電圧を印加するとともに、前記第１の電極の他方の前記電極層に前記基準電圧に対して相対的に負電位となる電圧を印加する印加電圧設定部を有することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
8. 前記発光パネルは、前記表示画素間の境界となる領域に、前記発光画素から放出される光を遮断する遮光体を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の表示装置。
9. 前記発光パネルは、トップエミッション型の発光構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を有する前記複数の発光画素が２次元配列されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の表示装置。
10. 光導電性層に被覆されている第１の電極及び前記第１の電極に対向して配置された第２の電極からなる一対の電極間に、異なる極性の帯電特性を有する異なる色の帯電性の粒子が封入されて挟持され、前記一対の電極間に生じる電界により表示状態が変化する複数の表示画素が配列された表示パネルを有する表示部と、前記複数の表示画素の各々に対応して複数の発光画素が配列された発光パネルを有する発光部と、を備え、
    前記第２の電極に所定の基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記正電位又は前記負電位のいずれかとなる第１の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、全ての前記表示画素を第１の表示状態に設定するリセット動作と、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して前記負電位又は前記正電位のいずれかとなる第２の電圧を印加した状態で、前記発光パネルの任意の前記発光画素を発光させることにより、任意の前記表示画素を第２の表示状態に設定する表示書込動作と、を実行して前記表示画素の表示状態を制御し、所望の画像情報を表示することを特徴とする表示装置の表示駆動方法。
11. 前記リセット動作又は前記表示書込動作に先立って、前記第２の電極に前記基準電圧を印加し、前記第１の電極に前記基準電圧に対して周期的に前記正電位及び前記負電位となる交流電圧を印加した状態で、前記発光パネルの全ての前記発光画素を発光させることにより、前記第１の電極及び前記第２の電極間に交流電界を生じさせ、前記表示パネルの前記第１の電極及び前記第２の電極間に封入された異なる色の帯電性の粒子を、異なる極性に帯電させる電荷分離動作を実行することを特徴とする請求項１０記載の表示装置の表示駆動方法。
    

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