JP5606610B2 - カラー電気泳動ディスプレイの画素構造とサブ画素構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動ディスプレイ（electrophoretic display）に関し、特にカラー電気泳動ディスプレイの画素構造（pixel structure）とサブ画素構造（sub-pixel structure）に関する。

平面型ディスプレイは、重さが軽く、体積が小さく、電気消耗が少ない利点があるので、今広く使用されている。このような平面型ディスプレイとして、液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（plasma display panel、ＰＤＰ）、有機発光ダイオード（organic light emitting diode display、ＯＬＥＤ display）、電気泳動ディスプレイ（electrophoretic display、ＥＰＤ）などを例示することができる。前記平面型ディスプレイにおいて、電気泳動ディスプレイが光源モジュールを有しないので、他のディスプレイより電気を節約することができる。

従来の電気泳動ディスプレイは、主に白黒からなる画像を表示するモノクロディスプレイである。電気泳動ディスプレイのカラー表示を行うためには、顔料や染料で着色したＲＧＢ等のカラーフィルター（color filter）を画素内に配置する方法が広く用いられている。しかしながら、前記カラーフィルターを配置することにより光の利用効率が低く、明るいカラー表示が難しく、コントラストと色飽和度が悪いという問題が発生する。

本発明の主な目的は、光の利用効率を向上させることができるカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造と画素構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明では、駆動ユニットと、表示ユニットと、透明電極と、を含むカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造を提供する。前記表示ユニットは、前記駆動ユニットの上に配置されて、複数の第一電荷粒子及び複数の第二電荷粒子を具備する。前記第一電荷粒子の色と前記第二電荷粒子の色が違い、前期第一電荷粒子の直径が前記第二電荷粒子の直径より大きく、且つ第一電荷粒子の電気性質と第二電荷粒子の電気性質が同じである。

前記カラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造で、前記第一電荷粒子の色が赤色、緑色、青色の中の一種或いは青緑色（cyan）、マゼンタ色（magenta）、黄色の中の一種であり、前記第二電荷粒子の色が白色である。

前記カラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造で、前記表示ユニットは複数の第三電荷粒子をさらに含む。前記三電荷粒子の直径は、前記第一電荷粒子の直径より小さい。前記三電荷粒子の電気性質は、前記第一電荷粒子の電気性質と同じである。前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷の色が違う。前記第三電荷粒子の直径と前記第一電荷粒子の直径が同じである。前記第一電荷粒子の色が赤色、緑色、青色の中の一種或いは青緑色、マゼンタ色、黄色の中の一種であり、前記第二電荷粒子の色が白色であり、前記第三電荷粒子の色が黒色である。或いは前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷粒子の色が別々に赤色、緑色、青色の中の一種或いは青緑色、マゼンタ色、黄色の中の一種であることができる。

上記課題を解決するために本発明では、複数の第一サブ画素構造を含むカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を提供する。各々のサブ画素構造は、第一駆動ユニットと、第一表示ユニットと、第一透明電極と、を含む。前記第一表示ユニットは、前記第一駆動ユニットの上に配置され、前記第一透明電極は、第一表示ユニットの上に配置されて、前記複数の第一電荷粒子が共用するようにする。前記第一表示ユニットは、複数の第一電荷粒子、複数の第二電荷粒子と複数の第三電荷粒子を具備する。前記第一電荷粒子の直径が前記第二電荷粒子と前記第三電荷粒子の直径より大きく、前記第一電荷粒子の電気性質と前記第二電荷粒子の電気性質が同じであり、前記第一電荷粒子の電気性質と前記第三電荷粒子の電気性質が違う。且つ前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷粒子の色が互いに違う。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、１つのサブ画素構造の複数の第一電荷粒子の色が同じである。前記複数の第一サブ画素構造には、赤色、緑色及び青色の第一電荷粒子或いは青緑色、マゼンタ色及び黄色の第一電荷粒子が別々に入っている。前記第二電荷粒子は、白色であり、前記第三電荷粒子は、黒色である。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、前記第二電荷粒子の直径と前記第三電荷粒子の直径が同じである。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造は、複数の第二サブ画素構造をさらに含む。前記第二サブ画素構造は、第二駆動ユニットと、第二表示ユニットと、第二透明電極と、を含む。前記第二表示ユニットは、前記第二駆動ユニットの上に配置され、前記第二透明電極は、前記表示ユニットの上に配置されている。前記第二表示ユニットは、色が前記第一電荷粒子の色、前記第二電荷粒子の色及び前記第三電荷粒子の色と違い、且つ直径が第一電荷粒子の直径より小さい第四電荷粒子を含む。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷粒子の色が別々に青緑色、マゼンタ色、黄色の中の一種であり、前記第四電荷粒子の色が白色である。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷粒子の色が別々に赤色、緑色、青色の中の一種であり、前記第四電荷粒子の色が黒色である。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、前記第二電荷粒子、前記第三電荷粒子及び前記第四電荷粒子の直径が同じである。

上記課題を解決するために本発明では、複数の第一サブ画素構造と１つの第二サブ画素構造を含むカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を提供する。前記各々の第一サブ画素構造は、第一駆動ユニットと、第一表示ユニットと、第一透明電極と、を具備する。前記第一表示ユニットは、前記第一駆動ユニットの上に配置され、前記第一透明電極は、前記第一表示ユニットの上に配置されて前記第一電荷粒子が共用するようにする。前記第一表示ユニットは、複数の第一電荷粒子及び複数の第二電荷粒子を具備する。前記第一電荷粒子の直径は、前記第二電荷粒子の直径より大きく、前記第一電荷粒子と前記第二電荷粒子の電気性質が同じであり、前記第一電荷粒子と前記第二電荷粒子の色が違う。前記各々の第二サブ画素構造は、第二駆動ユニットと、第二表示ユニットと、第二透明電極と、を具備する。前記第二表示ユニットは、前記第二駆動ユニットの上に配置され、前記第二透明電極は、前記第二表示ユニットの上に配置されている。前記第二表示ユニットは、直径が前記第一電荷粒子の直径より小さい第三電荷粒子と第四電荷粒子を具備する。前記第三電荷粒子と前記第四電荷粒子の電気性質が違い、且つ第三電荷粒子と第四電荷粒子の色が違う。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、同じな第一サブ画素構造の複数の第一電荷粒子の色が同じである。且つ複数の第一サブ画素構造には、赤色、緑色及び青色の第一電荷粒子或いは青緑色、マゼンタ色及び黄色の第一電荷粒子が別々に入っている。前記第二電荷粒子と第三電荷粒子の色が白色であり、前記第四電荷粒子の色が黒色である。

前記カラー電気泳動ディスプレイの画素構造で、前記第二電荷粒子、前記第三電荷粒子及び前記第四電荷粒子の直径が同じである。

上述したように、本発明のカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造は、電荷粒子の直径が違うと溶液での電荷粒子の移動速度が変わる原理により、不同な色を有する電荷粒子を駆動し、これによりいろいろな色を表示する。本発明のカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造は、カラーフィルターが必要しないので、光の利用効率を向上させることができる。本発明のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造は、上述するサブ画素構造を使ってカラー表示を実現することができる。上述したように、前記サブ画素構造がカラーフィルターを使わないので、光の利用効率を向上させることができる。且つ、明るいカラー表示、高コントラストと高色飽和度を実現することができる。

本発明の第一実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造を示す図である。 不同な状態になる本発明の第一実施形態のサブ画素構造を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造を示す図である。 不同な状態になる本発明の第二実施形態のサブ画素構造を示す図である。 本発明の第三実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。 本発明の第四実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。 本発明の第五実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。

液体での荷電粒子の移動速度は、公式ｍ＝ｑ／６πγηで示すことができる。前記公式で、ｍは液体での荷電粒子の移動速度であり、ｑは荷電粒子の帯電量であり、γは荷電粒子の直径であり、ηは液体の粘度である。前記公式から分かるように、液体での荷電粒子の移動速度は、荷電粒子の直径に反比例する。即ち、前記荷電粒子の直径が大きければ大きいほど、荷電粒子の移動速度が遅くなる。

図１は、本発明の第一実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造を示す図である。図１に示すカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造１００は、駆動ユニット１１０と、表示ユニット１２０と、透明電極１３０と、を含む。前記表示ユニット１２０は、前記駆動ユニット１１０の上に配置され、前記透明電極１３０は、前記表示ユニット１２０の上に配置されている。前記駆動ユニット１１０は、主動式駆動ユニット或いは受動式駆動ユニットである。本実施形態では、主動式駆動ユニットを例にして説明する。前記駆動ユニット１１０は、駆動素子１１２と、前記駆動素子１１２に電気接続される電極１１４と、を含む。前記駆動素子１１２は、例えば薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）から構成され、前記電極１１４は、光吸収層にすることができる。前記透明電極１３０の材料として、酸化インジウムスズ（indium tin oxide、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（indium zinc oxide、ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Zinc oxide）或いは酸化インジウムガリウム亜鉛（Indium Gallium Zinc Oxide、ＩＧＺＯ）などを使うことができる。

前記表示ユニット１２０は、マイクロカプセル式（microencapsulated type）表示ユニット或いはマイクロカップ式（microcup type）表示ユニットから構成される。図１では、マイクロカップ式表示ユニットを例にして説明する。前記表示ユニット１２０は、溶液１２１と、複数の第一電荷粒子１２２と、複数の第二電荷粒子１２４と、を含む。前記第一電荷粒子１２２と前記第二電荷粒子１２４は、前記溶液１２１に入っている。前記第一電荷粒子１２２と前記第二電荷粒子１２４の材料は、二酸化チタンなどの無機材料或いは他の有機材料から構成される。前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４の直径は、０．０１〜０．０２マイクロメートルであり、且つ第一電荷粒子１２２の直径が第二電荷粒子１２４の直径より大きい。前記第一電荷粒子１２２の電気性質と前記第二電荷粒子１２４の電気性質が同じであり、前記第一電荷粒子１２２の色と前記第二電荷粒子１２４の色が違う。例えば、前記第一電荷粒子１２２と前記第二電荷粒子１２４がみんな正電荷或いは負電荷であり、前記第一電荷粒子１２２が赤色、緑色、青色の中の一種の色或いは青緑色、マゼンタ色（magenta）、黄色の中の一種の色に構成され、前記第二電荷粒子１２４が白色から構成されることができる。

図２は、不同な状態になる本発明の第一実施形態のサブ画素構造を示す図である。図２において、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４がみんな正電荷である場合、前記サブ画素構造１００が第二電荷粒子１２４の色を表示するように、前記電極１１４に陽電位（positive potential）を印加すると、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４が前記透明電極１３０に接近する方向へ移動する。前記第二電荷粒子１２４の直径が前記第一電荷粒子１２２の直径より小さいので、第二電荷粒子１２４の移動速度が前記第一電荷粒子１２２の移動速度より速い。従って、時間Ｔと時間Ｔ１が同じである場合、前記第二電荷粒子１２４が前記透明電極１３０に到着しても、前記第一電荷粒子１２２が前記透明電極１３０に到着することができない。この場合、前記電極１１４に対する陽電位の印加を停止させると、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４の移動が停止され、且つ前記サブ画素構造１００が第二電荷粒子１２４と同じな色を表示することができる（例えば、白色を表示する）。

前記サブ画素構造１００が第一電荷粒子１２２と同じである色を表示するようにするために、まず前記電極１１４に陽電位を印加する。時間Ｔと時間Ｔ２が同じである場合、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４がみんな前記透明電極１３０のそばまで移動する。次に、前記電極１１４に陰電位を印加して、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４が電極１１４に接近する方向へ移動するようにする。上述したように、前記第二電荷粒子１２４が移動する速度が速いので、時間Ｔと時間Ｔ１が同じである場合、前記第一電荷粒子１２２が前記透明電極１３０のそばに止まっているが、前記第二電荷粒子１２４は透明電極１３０から多く離れている。この場合、前記電極１１４に対する陰電位の印加を停止させると、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４の移動が停止され、且つ前記サブ画素構造１００が第一電荷粒子１２２と同じな色を表示することができる（例えば、赤色、緑色、青色、青緑色、マゼンタ色或いは黄色を表示する）。

本実施形態で、前記電荷粒子の直径が電荷粒子の移動速度に反比例する原理により、前記第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４を移動させ、且つ前記サブ画素構造１００が第一電荷粒子１２２と同じな色或いは第二電荷粒子１２４と同じな色を表示するようにする。即ち、本発明のサブ画素構造１００がカラーフィルタを使わないので、光の利用効率を向上させることができる。且つ、複数のサブ画素構造１００が１つの画素構造を構成し、複数の画素構造が１つのカラー電気泳動ディスプレイを構成するので、１つの画素構造の各サブ画素構造１００がいろいろな色を有する第一電荷粒子１２２を含むことができる。例えば、１つの画素構造が３つのサブ画素構造１００を含み、各々のサブ画素構造１００が別々に赤色、緑色、青色を有する複数の第一電荷粒子１２２を含むことができる。以下、添付する図面を参照しながら本発明の画素構造を詳しく説明する。

図３は、本発明の第二実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造を示す図である。図３の示すサブ画素構造１００’と図１に示すサブ画素構造１００が違うところは、図３の画素構造１００’の表示ユニット１２０’が第三電荷粒子１２６をさらに含むことである。前記第三電荷粒子１２６の直径が第一電荷粒子１２２の直径より小さく、第三電荷粒子１２６の直径と第二電荷粒子１２４の直径が同じである。第一電荷粒子１２２の電気性質と第二電荷粒子１２４の電気性質が同じであり、第三電荷粒子１２６の電気性質と第一電荷粒子１２２或いは第二電荷粒子１２４の電気性質が違う。例えば、前記第一電荷粒子１２２と前記第二電荷粒子１２４がみんな正電荷であり、第三電荷粒子１２６が負電荷であることができる。前記第一電荷粒子１２２の色と、前記第二電荷粒子１２４の色と、前記第三電荷粒子１２６の色が互いに違う。例えば、前記第一電荷粒子１２２の色が赤色、緑色、青色、青緑色、マゼンタ色或いは黄色であり、前記第二電荷粒子１２４の白色であり、第三電荷粒子１２６が黒色であることができる。

図４は、不同な状態になる本発明の第二実施形態のサブ画素構造を示す図である。図４において、前記第一電荷粒子１２２と前記第二電荷粒子１２４が正電荷であり、前記第三電荷粒子１２６が負電荷である場合に、前記サブ画素構造１００’が第一電荷粒子１２２或いは第二電荷粒子１２４と同じな色を表示するようにする方法と第一実施形態の方法が似ている。即ち、時間Ｔと時間Ｔ１が同じである場合、前記サブ画素構造１００’が第二電荷粒子１２４と同じな色を表示し、時間Ｔと時間Ｔ３が同じである場合、前記サブ画素構造１００’が第一電荷粒子１２２と同じな色を表示する。

且つ、前記サブ画素構造１００’が第三電荷粒子１２６と同じな色を表示するようにするために、電極１１４に陰電位を印加して、第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４が電極１１４に接近する方向へ移動し、第三電荷粒子１２６が透明電極１３０に接近する方向へ移動するようにする。従って、時間Ｔと時間Ｔ４が同じである場合、前記第三電荷粒子１２６が前記透明電極１３０のそばまで移動される。この場合、前記電極１１４に対する陰電位の印加を停止させると、第一電荷粒子１２２と第二電荷粒子１２４及び第三電荷粒子１２６がみんな停止し、サブ画素構造１００’が第三電荷粒子１２６と同じな色を表示することができる。

第一実施形態で記述したように、本実施形態のサブ画素構造１００’もカラーフィルタが必要しないので、光の利用効率を向上させることができる。

図５は、本発明の第三実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。図１と図５を参照なさい。本実施形態のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造２００は、いろいろな色を有する複数の第一サブ画素構造と１つの第二サブ画素構造２２０を含む。各々の第一サブ画素構造の色が違うことを簡単に説明するために、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃで不同な色を有する第一サブ画素構造を示す。各々第一サブ画素構造２１０ａ、２１０ｂ或いは２１０ｃは、第一駆動ユニットと、第一表示ユニットと、第一透明電極と、を含む。本実施形態の各々第一サブ画素構造２１０ａ、２１０ｂ或いは２１０ｃが上述した第一実施形態のサブ画素構造１００が同じであり、各々第一サブ画素構造２１０ａ、２１０ｂ或いは２１０ｃの内に色が互いに違う第一電荷粒子１２２が別々に入っている。前記第一駆動ユニット、前記第一表示ユニット及び前記第一透明電極に対する説明は、第一実施形態の駆動ユニット１１０、表示ユニット１２０及び透明電極１３０を参照することができるので、そこで再度説明しない。１つの第一サブ画素構造の内の第一電荷粒子の色が同じである。例えば、第一サブ画素構造２１０ａの内の第一電荷粒子１２２の色が赤色であり、第一サブ画素構造２１０ｂの内の第一電荷粒子１２２の色が緑色であり、第一サブ画素構造２１０ｃの内の第一電荷粒子１２２の色が青色である。

前記第二サブ画素構造２２０は、第二駆動ユニットと、第二表示ユニットと、第二透明電極と、を含む。前記第二駆動ユニットと前記第二透明電極に対する説明は、第一実施形態の駆動ユニット１１０と透明電極１３０を参照することができるので、そこで再度説明しない。前記第二サブ画素構造２２０の第二表示ユニットは、複数の第三電荷粒子２２２と複数の第四電荷粒子２２４を含む。前記第三電荷粒子２２２と第四電荷粒子２２４の直径は、第一電荷粒子１２２の直径より小さく、第二電荷粒子１２４と第三電荷粒子２２２と第四電荷粒子２２４の直径がみんな同じである。前記第三電荷粒子２２２の電気性質と前記第四電荷粒子２２４の電気性質が違い、且つ第三電荷粒子２２２の色と前記第四電荷粒子２２４の色も違う。例えば、前記第二電荷粒子１２４と第三電荷粒子２２２が白色であり、第四電荷粒子２２４が黒色である。

本実施形態で、前記第一サブ画素構造２１０ａが赤色或いは白色を表示し、前記第一サブ画素構造２１０ｂが緑色或いは白色を表示し、前記第一サブ画素構造２１０ｃが青色或いは白色を表示し、前記第二サブ画素構造２２０が黒色或いは白色を表示することができる。前記第一サブ画素構造２１０ａ、２１０ｂ或いは２１０ｃが不同な色を表示するようにする方法は、第一実施形態の記述を参照することができるので、そこで再度説明しない。且つ、前記第二サブ画素構造２２０が黒色或いは白色を表示するようにする方法は、周知の技術であるので、そこで再度説明しない。

本実施形態の画素構造２００は、第一サブ画素構造２１０ａ、２１０ｂ及び２１０ｃと第二サブ画素構造２２０を介して不同な色を表示することができる。本実施形態の画素構造２００がカラーフィルターが必要しないので、その画素構造２００を使うカラー電気泳動ディスプレイが光の利用効率を向上させ、明るいカラー表示を実現し、コントラストと色飽和度を向上させることができる。他の実施形態で、前記第一サブ画素構造２１０ａの第一電荷粒子１２２を青緑色にし、前記第一サブ画素構造２１０ｂの第一電荷粒子１２２をマゼンタ色にし、前記第一サブ画素構造２１０ｃの第一電荷粒子１２２を黄色にすることができる。

図６は、本発明の第四実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。図３と図６を参照なさい。本実施形態のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造３００は、いろいろな色を有する複数の第一サブ画素構造を含む。各々の第一サブ画素構造の色が違うことを簡単に説明するために、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃで不同な色を有する第一サブ画素構造を示す。各々第一サブ画素構造３１０ａ、３１０ｂ或いは３１０ｃは、第一駆動ユニットと、第一表示ユニットと、第一透明電極と、を含む。本実施形態の各々第一サブ画素構造３１０ａ、３１０ｂ或いは３１０ｃと第二実施形態のサブ画素構造１００’が同じであるが、各々第一サブ画素構造３１０ａ、３１０ｂ或いは３１０ｃの内に色が互いに違う第一電荷粒子１２２が別々に入っている。前記第一駆動ユニット、前記第一表示ユニット及び前記第一透明電極に対する説明は、上述した駆動ユニット１１０、表示ユニット１２０及び透明電極１３０を参照することができるので、そこで再度説明しない。

上述したように、１つの第一サブ画素構造の内の第一電荷粒子の色は同じである。例えば、第一サブ画素構造３１０ａの内の第一電荷粒子１２２の色が赤色であり、第一サブ画素構造３１０ｂの内の第一電荷粒子１２２の色が緑色であり、第一サブ画素構造３１０ｃの内の第一電荷粒子１２２の色が青色であり、第二電荷粒子１２４の色が白色であり、第三電荷粒子１２６の色が黒色である。

本実施形態で、前記第一サブ画素構造３１０ａが赤色、白色或いは黒色を表示し、前記第一サブ画素構造３１０ｂが緑色、白色或いは黒色を表示し、前記第一サブ画素構造３１０ｃが青色、白色或いは黒色を表示することができる。本実施形態の画素構造３００は、前記第一サブ画素構造３１０ａ、３１０ｂ及び３１０ｃを介して不同な色を表示することができる。本実施形態の画素構造３００はカラーフィルターが必要しないので、その画素構造３００を使うカラー電気泳動ディスプレイが光の利用効率を向上させ、明るいカラー表示、高コントラストと高色飽和度を実現することができる。

本実施形態の第一サブ画素構造３１０ａ、３１０ｂ及び３１０ｃが不同な色を表示する方法と第二実施形態での方法が同じであるので、そこで再度説明しない。他の実施形態で、前記第一サブ画素構造３１０ａの内の第一電荷粒子１２２を青緑色にし、前記第一サブ画素構造３１０ｂの内の第一電荷粒子１２２をマゼンタ色にし、前記第一サブ画素構造３１０ｃの第一電荷粒子１２２を黄色にすることができる。

図７は、本発明の第五実施形態に係るカラー電気泳動ディスプレイの画素構造を示す図である。図３と図７を参照なさい。本実施形態のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造４００は、いろいろな色を有する複数の第一サブ画素構造４１０と１つの第二サブ画素構造４２０を含む。各々の第一サブ画素構造４１０は、第一駆動ユニットと、第一表示ユニットと、第一透明電極と、を含む。本実施形態の各々第一サブ画素構造４１０が第二実施形態のサブ画素構造１００’であるが、各々第一サブ画素構造４１０の内の第一電荷粒子１２２、第二電荷粒子１２４及び第三電荷粒子１２６の色と第二実施形態の色が違う。例えば、前記第一サブ画素構造４１０の内の第一電荷粒子１２２、第二電荷粒子１２４、第三電荷粒子１２６が青緑色、マゼンタ色、黄色の中の一種の色であることである。前記第一駆動ユニット、前記第一表示ユニット及び前記第一透明電極に対する説明は、上述した駆動ユニット１１０、表示ユニット１２０及び透明電極１３０を参照することができるので、そこで再度説明しない。

前記第二サブ画素構造４２０は、第二駆動ユニットと、第二表示ユニットと、第二透明電極と、を含む。前記第二駆動ユニットと前記第二透明電極に対する説明は、第一実施形態の駆動ユニット１１０と透明電極１３０を参照することができるので、そこで再度説明しない。前記第二サブ画素構造４２０の第二表示ユニットは、複数の第四電荷粒子４２２をさらに含む。前記第四電荷粒子４２２と前記第一電荷粒子１２２、第二電荷粒子１２４或いは第三電荷粒子１２６の色が違う。例えば、前記第四電荷粒子４２２の色が白色である。前記第四電荷粒子４２２の直径は、前記第一電荷粒子１２２の直径より小さく、第二電荷粒子１２４と第三電荷粒子１２６と前記第四電荷粒子４２２の直径がみんな同じであることができる。

本実施形態で、前記第一サブ画素構造４１０が青緑色、マゼンタ色或いは黄色を表示し、前記第二サブ画素構造４２０が白色を表示することができる。本実施形態の画素構造４００は、前記第一サブ画素構造４１０と前記第二サブ画素構造４２０を介して不同な色を表示することができる。本実施形態の画素構造４００は、カラーフィルターが必要しないので、その画素構造４００を使うカラー電気泳動ディスプレイの光の利用効率を向上させ、明るいカラー表示、高コントラストと高色飽和度を実現することができる。

本実施形態の第一サブ画素構造４１０が不同な色を表示する方法と第二実施形態での方法が同じであるので、そこで再度説明しない。且つ、前記第二サブ画素構造４２０が白色を表示するようにすることは、周知の技術であるので、そこで再度説明しない。他の実施形態で、前記第一サブ画素構造４１０の内の第一電荷粒子１２２、第二電荷粒子１２４、第三電荷粒子１２６の色を別々に赤色、緑色、青色にし、前記第四電荷粒子４２２の色を黒色にすることができる。

上述したように、本発明のカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造は、電荷粒子の直径が変わると電荷粒子の移動速度が変わる原理により、不同な色を有する電荷粒子を駆動し、且つこれによりカラーを表示する。本発明のカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造がカラーフィルターが必要しないので、光の利用効率を向上させることができる。上述するサブ画素構造を使う本発明のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造は、前記サブ画素構造によりカラー表示を実現することができる。且つ、本発明の画素構造がカラーフィルターが必要しないので、光の利用効率を向上させることができる。且つ、明るいカラー表示、高コントラストと高色飽和度を実現することができる。

１００、１００’ サブ画素構造
１１０ 駆動ユニット
１１２ 駆動素子
１１４ 電極
１２０、１２０’ 表示ユニット
１２１ 溶液
１２２ 第一電荷粒子
１２４ 第二電荷粒子
１２６、２２２ 第三電荷粒子
１３０ 透明電極
２００ 画素構造
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、４１０ 第一サブ画素構造
２２０、４２０ 第二サブ画素構造
２２４、４２２ 第四サブ画素構造
Ｔ 時間

Claims (6)

1. カラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造において、
   電極を有する駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットの上に配置され、複数の第一電荷粒子、複数の第二電荷粒子と複数の第三電荷粒子とを具備し、第一電荷粒子の色、第二電荷粒子の色および第三電荷粒子の色が互いに違い、第一電荷粒子の直径が第二電荷粒子の直径および第三電荷粒子の直径より大きく、第二電荷粒子の移動速度および第三電荷粒子の移動速度が第一電荷粒子の移動速度より大きく、且つ第一電荷粒子の帯電極性と第二電荷粒子の帯電極性が同じであり、前記第一電荷粒子の帯電極性と前記第三電荷粒子の帯電極性が違う表示ユニットと、
   前記表示ユニットの上に配置される透明電極と、を含み、
   前記第二電荷粒子の色を表示するために前記サブ画素構造が使用される時、第一電位が前記電極に印加され、第一電界方向を有する第一電界が発生すると、第一時間において、前記第二電荷粒子が前記透明電極に接近する方向に移動し、その後、第一時間において前記電極に対する前記第一電位の印加が停止することにより、前記第二電荷粒子の色が表示され、
   前記サブ画素構造が、前記第一電荷粒子の色を表示するために使用される時、前記第一時間より遅い第二時間において、第一電位が継続的に前記電極に印加され、前記第一電荷粒子および前記第二電荷粒子が前記透明電極に接近する方向に移動し、それから、第二電位が前記電極に印加され、前記第一電界方向とは反対の第二電界方向を有する第二電界が発生すると、前記第二時間より遅い第三時間において、前記第二電荷粒子が前記透明電極から離れる方向に移動し、前記第一電荷粒子が前記透明電極に近接する位置に留まることにより、第一電荷粒子の色が表示され、
   前記第三電荷粒子の色を表示するために前記サブ画素構造が使用される時、第二電位が継続的に前記電極に印加され、前記第三時間より遅い第四時間において、前記第一電荷粒子および前記第二電荷粒子が前記透明電極から離れる方向に移動し、前記第三電荷粒子が前記透明電極に近接する位置に移動することにより、第三電荷粒子の色が表示されることを特徴とするカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造。
2. 前記第二電荷粒子の直径と前記第三電荷粒子の直径が同じであり、前記第一電荷粒子の色が赤色、緑色、青色の中の一種或いは青緑色、マゼンタ色（magenta）、黄色の中の一種であり、前記第二電荷粒子の色が白色であり、かつ、前記第三電荷粒子の色が黒色であり、または、前記第一電荷粒子、前記第二電荷粒子及び前記第三電荷粒子の色は、赤色、緑色及び青色或いは青緑色、マゼンタ色（magenta）及び黄色を具備することを特徴とする請求項１に記載のカラー電気泳動ディスプレイのサブ画素構造。
3. 複数の第一サブ画素構造を含むカラー電気泳動ディスプレイの画素構造において、
   各々の第一サブ画素構造は、
   電極を有する第一駆動ユニットと、
   前記第一駆動ユニットの上に配置され、複数の第一電荷粒子、複数の第二電荷粒子と複数の第三電荷粒子を具備し、前記第一電荷粒子の直径が前記第二電荷粒子の直径および前記第三電荷粒子の直径より大きく、第二電荷粒子の移動速度および第三電荷粒子の移動速度が第一電荷粒子の移動速度より大きく、前記第一電荷粒子の帯電極性と前記第二電荷粒子の帯電極性が同じであり、前記第一電荷粒子の帯電極性と前記第三電荷粒子の帯電極性が違い、前記第一電荷粒子の色、前記第二電荷粒子の色および前記第三電荷粒子の色が互いに違う第一表示ユニットと、
   前記第一表示ユニットの上に配置されて前記第一サブ画素構造が共用する第一透明電極と、を具備し、
   前記第二電荷粒子の色を表示するために前記第一サブ画素構造が使用される時、第一電位が前記電極に印加され、第一電界方向を有する第一電界が発生すると、第一時間において、前記第二電荷粒子が前記第一透明電極に接近する方向に移動し、その後、第一時間において、前記電極に対する第一電界の印加が停止することにより、前記第二電荷粒子の色が表示され、
   前記第一電荷粒子の色を表示するために前記第一サブ画素構造が使用される時、前記第一時間より遅い第二時間において、第一電位が継続的に前記電極に印加され、前記第一電荷粒子および前記第二電荷粒子が前記第一透明電極に接近する方向に移動し、それから、第二電位が前記電極に印加され、前記第一電界方向とは反対の第二電界方向を有する第二電界が発生すると、前記第二時間より遅い第三時間において、前記第二電荷粒子が前記第一透明電極から離れる方向に移動し、前記第一電荷粒子が前記第一透明電極に近接する位置に留まることにより、第一電荷粒子の色が表示され、
   前記第三電荷粒子の色を表示するために前記第一サブ画素構造が使用される時、第二電位が継続的に前記電極に印加され、第四時間において、前記第一電荷粒子および前記第二電荷粒子が前記第一透明電極から離れる方向に移動し、前記第三電荷粒子が前記第一透明電極に近接する位置に移動することにより、第三電荷粒子の色が表示されることを特徴とするカラー電気泳動ディスプレイの画素構造。
4. １つの第一サブ画素構造の複数の第一電荷粒子の色が同じであり、前記複数の第一サブ画素構造に赤色、緑色及び青色の第一電荷粒子或いは青緑色、マゼンタ色及び黄色の第一電荷粒子が別々に入り、前記第三電荷粒子の色が黒色であり、且つ前記第二電荷粒子の直径と前記第三電荷粒子の直径が同じであることを特徴とする請求項３に記載のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造。
5. １つの第二サブ画素構造をさらに含み、
   前記第二サブ画素構造は、
   第二駆動ユニットと、
   前記第二駆動ユニットの上に配置され、色が前記第一電荷粒子の色、前記第二電荷粒子の色及び前記第三電荷粒子の色と違い、直径が第一電荷粒子の直径より小さい複数の第四電荷粒子を具備する第二表示ユニットと、
   前記第二表示ユニットの上に配置される第二透明電極と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造。
6. 前記第二電荷粒子の直径、前記第三電荷粒子の直径及び前記第四電荷粒子の直径が同じであり、
   前記第一電荷粒子の色が互いに同じであり、前記第二電荷粒子の色が互いに同じであり、前記第三電荷粒子の色が互いに同じであり、かつ、前記第一電荷粒子の色、前記第二電荷粒子の色及び前記第三電荷粒子の色が、青緑色、マゼンタ色（magenta）及び黄色を具備し、かつ、前記第四電荷粒子の色が白であるか、或いは、前記第一電荷粒子の色が互いに同じであり、前記第二電荷粒子の色が互いに同じであり、前記第三電荷粒子の色が互いに同じであり、かつ、前記第一電荷粒子の色、記第二電荷粒子の色及び前記第三電荷粒子の色が、赤、緑及び青を含み、かつ、前記第四電荷粒子の色が白であることを特徴とする請求項５に記載のカラー電気泳動ディスプレイの画素構造。

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