JP2011123205A

JP2011123205A - 表示装置

Info

Publication number: JP2011123205A
Application number: JP2009279731A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hiji; 直樹氷治; Yoshinori Machida; 義則町田; Masaaki Abe; 昌昭阿部; Ryota Mizutani; 良太水谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-23
Also published as: US20110134506A1; US8031392B2

Abstract

【課題】色間の分離の悪さを改善して混色を抑制することを目的とする。
【解決手段】基板間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び泳動速度がそれぞれ異なる複数種類の電気泳動粒子１２と、透光性を有する表示側電極２８と、表示側電極に対向して配置された背面側電極３２Ａ、３２Ｂと、背面側電極間に設けられた、基板間の距離より短い隔壁３４と、を備えて、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が背面側電極３２Ａに、表示すべき色以外の電気泳動粒子１２が背面側電極３２Ｂに、それぞれ順次移動し、続いて、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が表示側電極２８側へ移動するように、基板間に印加する電界を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、電気泳動粒子を封入した電気泳動表示素子により、白黒表示や、カラー表示を行う種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜５）。

特許文献１に記載の技術では、マイクロカプセル内に分散媒を封入すると共に、移動度及び帯電量が異なるイエロー、マゼンタ、シアンの電気泳動粒子を封入し、互いに間隔を置き相対向して配置された一対の透明基材及び基材の間に複数のマイクロカプセルを配置して、透明基材及び基材の対向面側に、各マイクロカプセルに対応する位置にそれぞれ透明電極及び電極を設けて、マイクロカプセル毎に電界を与えることが提案されている。

特許文献２に記載の技術では、表示部となる第１の基板と、第１の基板と対向して配置された第２の基板と、各基板間に設けられ、互いに色彩と電気泳動移動度とが異なる複数主の電気泳動粒子と、各電気泳動粒子を分散させる液相分散媒とを含む電気泳動分散液を封入してなる画素空間と、各電気泳動粒子に電界を作用させることにより、各電気泳動粒子間の電気泳動移動度の差を利用して、各電気泳動粒子を種類ごとに分離する一対の分離用電極と、分離された各電気泳動粒子のうちの特定の電気泳動粒子を選別し、電界を作用させることにより、この電気泳動粒子を画素空間の表示部側へ移動する一対の移送用電極とを備える表示装置が提案されている。

特許文献３に記載の技術では、画像ボリュームとリザーバボリュームとを有するピクセルを有し、異なる色と異なる電気泳動移動度とを有する異なる種類の粒子がピクセルに設けられ、リザーバボリュームから画像ボリュームの領域へ粒子を移動することによって表示を行うことが提案されている。

特許文献４に記載の技術では、２つのサブ電極を有する画素電極と、透明電極相の間に、電気的極性の異なる白と黒の電気泳動粒子を含む電気泳動層を備えて、電極間に電圧を印加することにより、電気泳動粒子をそれぞれどちらかの電極の側に移動させて画像を形成する電気泳動装置が提案されている。

特許文献５に記載の技術では、負に帯電する第１粒子及び第２粒子と、正に帯電する第３粒子とを含有した分散媒を有し、第１粒子を第２粒子より電気泳動移動度を大きく、かつ第２粒子より電荷密度を小さくし、２つの上部電極と、下部電極間に分散媒を封入して、上部電極が正、下部電極が負となる電圧を印加することにより、電気泳動移動度の差を利用して、第１粒子が第２粒子よりも上部電極側へ位置する第１状態と、上部電極間に交流電圧を印加することにより、第１粒子と第２粒子の位置関係を第１状態に対して逆転させる第２状態と、を取り得る電気泳動表示装置が提案されている。

特開２００６−３４３４５８号公報特開２００８−１１６５１２号公報特開２００６−５２２３６１号公報特開２００７−２５６４９５号公報特開２００９−１９２６３７号公報

本発明は、異なる色と異なる電気泳動移動度とを有する複数種の粒子を用いた電気泳動表示装置において、色間の分離性を高めることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び、泳動速度または移動する電界の閾値がそれぞれ異なる複数種類の粒子と、前記基板の透光性を有する一方の基板側に設けられた、透光性を有する表示側電極と、前記表示側電極に対向して他方の前記基板側に設けられた第１背面側電極と、前記表示側電極に対向して他方の前記基板側に設けられた第２背面側電極と、を備えた電気泳動表示素子と、前記複数種類の粒子の中で前記泳動速度が速い種類の粒子または前記複数種類の粒子の中で前記閾値が低い種類の粒子から順に、前記種類が異なる粒子ごとに、前記第１背面側電極または前記第２背面側電極に移動させ、続いて、前記第１背面側電極に移動した粒子を前記表示側電極に移動させるように、前記表示側電極、前記第１背面側電極、および前記第２背面側電極へ印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１背面側電極と前記第２背面側電極間に設けられた、前記基板間の距離よりも短い隔壁を更に備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、異なる色と異なる電気泳動移動度とを有する複数種の粒子を用いた電気泳動表示装置において、色間の分離性を高めることができる、という効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、隔壁を設けない場合に比して、背面側電極間の粒子の移動を防止することができる、という効果がある。

本発明の実施の形態に係わる表示装置の概略を示す図である。本発明の実施の形態に係わる表示装置において、赤色を表示する際の表示方法を説明するための図である。背面側電極に電圧を印加した場合の電気力線の一例を示す図である。背面側電極に電圧を印加した場合の電気力線の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係わる表示装置の概略を示す図である。

本発明の実施の形態に係わる表示装置１０は、複数種類の電気泳動粒子１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ）の移動によって画像を表示する電気泳動表示素子１４と、電気泳動表示素子１４に画像を表示させるための電圧を印加する電圧印加装置１６と、パーソナルコンピュータ等の外部の画像信号出力装置１８からの画像表示指示を受けて電圧印加装置１６の駆動を制御する駆動制御装置２０と、を含んで構成されている。

電気泳動表示素子１４は、画像表示面とされる透光性を有する表示基板２２と、表示基板２２に予め定めた間隔を持って対向配置された背面基板２４と、を含んで構成されている。

表示基板２２と背面基板２４の間には、着色された複数種類の電気泳動粒子１２が封入された分散液２５が封入されている。複数種類の電気泳動粒子は、本実施の形態では、マゼンタ色に着色された電気泳動粒子１２Ｍ、シアン色に着色された電気泳動粒子１２Ｃ、及び黄色に着色された電気泳動粒子１２Ｙの３種類の電気泳動粒子１２とされている。各電気泳動粒子１２は、基板間に形成された電界強度に応じて移動する。電気泳動粒子１２が表示基板２２側へ泳動したときにその色を表示し、背面基板２４側へ泳動したときに隠蔽されるように、分散液２５に染料や顔料や着色粒子などの色材を加える。顔料や着色粒子としては、電気泳動粒子１２を移動させるために印加する電圧と時間では、実質的に移動度を無視できるような移動度の低いものが好ましい。前記色材の色は電気泳動粒子１２の色を引き立てるものであれば制約はないが、例えば、黒色や白色とすることができる。

本実施の形態の各電気泳動粒子１２は、同極性に帯電しており、本実施の形態では、正に帯電している。また、泳動速度がそれぞれ異なる速度とされている。本実施の形態では、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが最も泳動速度が速く、続いて、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃ、黄色の電気泳動粒子１２Ｙの順の泳動速度とされている。なお、泳動速度は、粒子サイズや帯電量等を制御することによって設定することが可能である。

表示基板２２は、支持基板２６上に表示側電極２８が設けられており、背面基板２４は、表示側電極２８に対向して支持基板３０上に複数（本実施の形態では、２つ）の背面側電極３２が設けられている。本実施の形態では、一方の背面側電極３２Ａは、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留し、他方の背面側電極３２Ｂは、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する。背面側電極３２Ａの端から背面側電極３２Ｂの反対の端までの長さは、表示基板２２と支持基板３０の距離の１／２〜５倍が好ましい。この範囲より小さすぎると、後述する表示すべき色に寄与する電気泳動粒子１２を表示基板２２側へ移動した際に、図２（Ｅ）のように、表示基板２２上で均一に広がらず着色が不充分となる。一方、上記の範囲より大きすぎると、背面側電極３２Ａと背面側電極３２Ｂとの間の電界強度が、背面側電極３２Ｂと表示側電極２８との間の電界強度より著しく強くなるため、表示すべき色に寄与する電気泳動粒子１２を表示基板２２側へ移動することが困難になる。

上記支持基板２６、３０としては、ガラスやプラスチックを適用することができ、プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙げられる。

表示側電極２８及び背面側電極３２には、インジウム、スズ、カドミウム、アンチモン等の酸化物、ＩＴＯ等の複合酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属、ポリピロールやポリチオフェン等の有機材料等を使用することができる。これらは単層膜、複合膜あるいは複合膜と蒸着法、スパッタリング法、塗布法等で形成することができる。

なお、表示側電極２８は、支持基板２６に埋め込んでもよいし、同様に、背面側電極３２は支持基板３０に埋め込んでもよい。この場合、支持基板２８、３０の材料が各電気泳動粒子１２の電気的特性や流動性に影響を及ぼすことがあるので、各電気泳動粒子１２の組成等に応じて選択する必要がある。

また、表示側電極２８及び背面側電極３２の各々を、表示基板２２及び背面基板２４と分離させて、電気泳動表示素子１４の外部に配置するようにしてもよい。本実施の形態では、表示基板２２と背面基板２４の双方に電極（表示側電極２８及び背面側電極３２）を備える場合を説明するが、何れか一方だけ設けるようにしてもよい。

各電気泳動粒子１２が分散される分散液２５としては、高抵抗液体であることが好ましい。ここで、「高抵抗」とは、体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以上、好ましくは、１０^１０Ω・ｃｍ以上、より好ましくは１０^１２Ω・ｃｍ以上であることを示している。

高抵抗液体として具体的には、ヘキサン、シクロヘキサン、デカン、ヘキサデカン、ケロセン、パラフィン、イソパラフィン、ベンジン、高純度石油などの飽和炭化水素化合物や、トルエン、キシレン、ジイソプロピルナフタレンなどの芳香族炭化水素化合物、ジククロロエチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロエタン、ジブロモテトラフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素化合物、シリコーンオイル、オリーブ油などや、それらの混合物が好適に使用できる。

なお、高抵抗液体には、必要に応じて、酸、アルカリ、塩、分散安定剤、酸化防止や紫外線吸収などを目的として安定剤、抗菌剤、防腐剤などを添加することができるが、上記で示した特定の体積抵抗値の範囲となるように添加することが好ましい。

また、高抵抗液体には、帯電制御剤として、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、金属石鹸、アルキルリン酸エステル類、コハク酸イミド類等を添加して使用できる。

イオン性および非イオン性の界面活性剤としては、より具体的には以下があげられる。ノニオン活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド等が挙げられる。アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸等がある。カチオン界面活性剤としては、第一級ないし第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これら帯電制御材は、粒子固形分に対して０．０１重量％以上、２０重量％以下が好ましい、特に、０．０５〜１０重量％の範囲が好ましい。０．０１重量％を下回ると、希望とする帯電制御効果が不充分であり、また２０重量％を越えると、分散液の過度な電導度の上昇を引き起こす。

分散液２５中に分散させられる各電気泳動粒子１２としては、ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に着色剤を含有する粒子、及びプラズモン発色機能を有する金属コロイド粒子等が挙げられる。

粒子の製造に使用される熱可塑性樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体を例示することができる。

また、粒子の製造に使用される熱硬化性樹脂としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体や架橋ポリメチルメタクリレート等の架橋樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。

着色剤としては、有機若しくは無機の顔料や、油溶性染料等を使用することができ、マグネタイト、フェライト等の磁性紛、カーボンブラック、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、フタロシアニン銅系シアン色材、アゾ系イエロー色材、アゾ系マゼンタ色材、キナクリドン系マゼンタ色材、レッド色材、グリーン色材、ブルー色材等の公知の着色剤を挙げることができる。具体的には、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、等を代表的なものとして例示することができる。

粒子の樹脂には、必要に応じて、帯電制御剤を混合してもよい。帯電制御剤としては、電子写真用トナー材料に使用される公知のものが使用でき、例えば、セチルピリジルクロライド、ＢＯＮＴＲＯＮＰ−５１、ＢＯＮＴＲＯＮＰ−５３、ＢＯＮＴＲＯＮＥ−８４、ＢＯＮＴＲＯＮＥ−８１（以上、オリエント化学工業社製）等の第４級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、酸化金属粒子、各種カップリング剤により表面処理された酸化金属粒子を挙げることができる。

粒子の表面には、必要に応じて、外添剤を付着させてもよい。外添剤の色は、粒子の色に影響を与えないように、透明であることが好ましい。外添剤としては、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、アルミナ等の金属酸化物等の無機粒子が用いられる。粒子の帯電性、流動性、及び環境依存性等を調整するために、これらをカップリング剤やシリコーンオイルで表面処理することができる。カップリング剤には、アミノシラン系カップリング剤、アミノチタン系カップリング剤、ニトリル系カップリング剤等の正帯電性のものと、窒素原子を含まない（窒素以外の原子で構成される）シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、エポキシシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等の負帯電性のものがある。また、シリコーンオイルには、アミノ変性シリコーンオイル等の正帯電性のものと、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等の負帯電性のものが挙げられる。

各電気泳動粒子１２を作製する方法としては、従来公知のどの方法を用いてもよい。例えば、特開平７−３２５４３４公報記載のように、樹脂、顔料および帯電制御剤を予め定めた混合比になるように計量し、樹脂を加熱溶融させた後に顔料を添加して混合、分散させ、冷却した後、ジェットミル、ハンマーミル、ターボミル等の粉砕機を用いて粒子を調製し、得られた粒子をその後分散媒に分散する方法が使用できる。また、懸濁重合、乳化重合、分散重合等の重合法やコアセルベーション、メルトディスパージョン、エマルジョン凝集法で帯電制御剤を粒子中に含有させた粒子を調製し、その後分散媒に分散して粒子分散媒を作成してもよい。さらには、樹脂が可塑化可能で、分散媒が沸騰せず、かつ、樹脂、帯電制御剤および／または着色剤の分解点より低温で、前記の樹脂、着色剤、帯電制御剤および分散媒の原材料を分散および混錬することができる適当な装置を用いる方法がある。具体的には、流星型ミキサー、ニーダー等で顔料と樹脂、帯電制御剤を分散媒中で加熱溶融し、樹脂の溶媒溶解度の温度依存性を利用して、溶融混合物を撹拌しながら冷却し、凝固／析出させて粒子を作成することができる。

本実施の形態では、上述したように、複数の背面側電極３２が背面基板２４側に設けられ、一方の背面側電極３２Ａは表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留し、他方の背面側電極３２Ｂは表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留するが、それぞれの電気泳動粒子１２を各背面側電極３２へ移動する際に、背面側電極３２間で電気泳動粒子１２が移動してしまうことが考えられる。

そこで、本実施の形態では、基板間距離より低い隔壁３４が背面側電極３２間に設けられており、該隔壁３４によって背面側電極３２間の電気泳動粒子１２の移動が防止される。

一方、電圧印加装置１６は、表示側電極２８及び背面側電極３２のそれぞれに接続されており、電圧印加装置１６によって表示側電極２８及び背面側電極３２に電圧を印加することにより、基板間に電界が形成される。

電圧印加装置１６は、駆動制御装置２０に接続されており、駆動制御装置２０には画像信号出力装置１８が接続されている。駆動制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやハードディスク等に記憶されているプログラムに従って表示装置１０への画像表示を行う。画像信号出力装置１８は、ハードディスク等を適用し、電気泳動表示素子１４に画像を表示するための表示用画像を記憶して出力するようにしてもよい。すなわち、画像信号出力装置１８に記憶された表示用画像に応じて駆動制御装置２０が電圧印加装置１６を制御して基板間に電圧を印加することにより、電圧に応じて各電気泳動粒子１２が移動して画像が表示される。なお、画像信号出力装置１８に記憶される表示用画像は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の各種記録媒体やネットワークを介して画像信号出力装置１８に取り込んでもよい。

なお、各電気泳動粒子１２は、基板間への電圧の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力等の付着力によって、電圧が印加された時の状態が維持される。

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる表示装置１０の色の表示について説明する。

本実施の形態では、上述したように、表示側電極２８に対して２つの背面側電極３２Ａ、３２Ｂを備えており、各電気泳動粒子１２が同極性に帯電し、それぞれ移動速度が異なる。

そこで、表示する色に応じて、電気泳動粒子１２を泳動速度の速い順に背面側電極３２Ａ、または背面側電極３２Ｂに順次移動するように、背面側電極３２へ印加する電圧を制御する。この時、一方の背面側電極３２Ａに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動し、他方の背面側電極３２Ｂに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動するように、各背面側電極３２へ印加する電圧を制御することによって、一方の背面側電極３２Ａに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動し、他方の背面側電極３２Ｂに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する。

詳細には、まず、表示側電極２８を接地し、各背面側電極３２に正の電圧を印加することにより、表示基板２２側に各電気泳動粒子１２を移動させて初期状態とする。すなわち、各電気泳動粒子１２が正に帯電しているので、背面側電極３２に正の電圧を印加することにより、表示側電極２８側へ移動する。

続いて、最も泳動速度が速い電気泳動粒子１２から順に、表示する色に応じて、背面側電極３２Ａ、３２Ｂへ印加する電圧を制御する。例えば、移動対象の電気泳動粒子１２が、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２であった場合には、背面側電極３２Ａに負の電圧を印加し、背面側電極３２Ｂを接地し、移動対象の電気泳動粒子１２が、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２であった場合には、背面側電極３２Ａを接地し、背面側電極３２Ｂに負の電圧を印加する。

これによって、一方の背面側電極３２Ａに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留され、他方の背面側電極３２Ｂに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留される。すなわち、泳動速度の速い電気泳動粒子１２から順に移動を行うことによって、表示する色に応じて、背面側電極３２Ａまたは背面側電極３２Ｂに各電気泳動粒子１２が移動される。

そして、全ての電気泳動粒子１２が背面側電極３２Ａまたは背面側電極３２Ｂへ移動したところで、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する背面側電極３２Ａに正の電圧を印加し、他方の背面側電極３２Ａを接地することにより、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が背面側電極３２から表示基板２２側へ移動して、所望の色が表示される。

ここで、一例として、本実施の形態においてマゼンタ色と黄色の減法混色である赤色を表示する場合を例に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係わる表示装置１０において、赤色を表示する際の表示方法を説明するための図である。

本実施の形態に係わる表示装置１０では、まず、表示側電極２８を接地し、各背面側電極３２に＋Ｖ電圧を印加することによって、リセット状態とする。これによって、各電気泳動粒子１２は、表示基板２２側へ移動して、図２（Ａ）に示す状態となる。

続いて、最も泳動速度が速いマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍは、表示すべき色に寄与する色であるため、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ａに、−Ｖの電圧を印加し、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ｂは接地する。これによって、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが背面側電極３２Ａへ移動して図２（Ｂ）に示す状態となる。

また、次に泳動速度が速いシアン色の電気泳動粒子１２Ｃは、表示すべき色に寄与しない色であるため、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが背面側電極３２Ａに移動したところで、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ｂに−Ｖの電圧を印加し、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動するッ背面側電極３２Ａを接地する。これによってシアン色の電気泳動粒子１２Ｃが背面側電極３２Ｂへ移動して図２（Ｃ）に示す状態となる。

また、次に泳動速度が速い黄色の電気泳動粒子１２Ｙは、表示すべき色に寄与する色であるため、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃが背面側電極３２Ｂに移動したところで、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ａに、−Ｖの電圧を印加し、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ｂを接地する。これによって黄色の電気泳動粒子１２Ｙが背面側電極３２Ａへ移動して図２（Ｄ）に示す状態となる。

そして、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ａに＋Ｖの電圧を印加し、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する背面側電極３２Ｂを接地することにより、表示すべき色に寄与するマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍ及び黄色の電気泳動粒子１２Ｙが表示基板２２側へ移動する。これによって、マゼンタ色と黄色の減法混色である赤色が表示される。

表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が完全に背面側電極３２Ａに収容されきる前に、背面側電極３２Ｂに電圧を−Ｖの印加することで中間調を表示するようにしてもよい。あるいは、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が完全に背面側電極３２Ｂに収容されきる前に、背面側電極３２Ａに電圧を−Ｖの印加することで中間調を表示するようにしてもよい。

ところで、このように背面側電極３２Ａ、３２Ｂへ印加する電圧を制御すると、背面側電極３２Ａ、３２Ｂ間で電気泳動粒子１２が移動する恐れがある。すなわち、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する背面側電極３２Ａに、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動したり、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する背面側電極３２Ｂに、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動してしまい、結果として混色が発生してしまう。

図３に、隣接した背面側電極３２Ｂ’、３２Ａ、３２Ｂに、それぞれ０Ｖ、−１０Ｖ、０Ｖを印加した場合の電気力線の電界シミュレーション結果を示す。なお、図３では点線矢印で電気力線を示す。背面側電極３２Ｂ’、３２Ａ、３２Ｂの幅は１６μｍ、間隔は５μｍ、表示側電極２８と背面側電極３２Ｂ’、３２Ａ、３２Ｂとの距離は５０μｍ、分散液２５は誘電率２の誘電体と仮定した。電気泳動粒子１２は表示側電極２８から背面側電極３２Ａへ電気力線に沿って移動するが、このとき隣接する背面側電極３２Ｂ’、３２Ｂからも、先に移動した電気泳動粒子１２が背面側電極３２Ａへ移動してしまう。

そこで、本実施の形態では、上述したように、背面側電極３２Ａ、３２Ｂ間に隔壁３４、３４’が設けており、これによって、背面側電極３２Ａ、３２Ｂ間の電気泳動粒子１２の移動が抑制され、混色が抑制される。

本実施の形態では、図４に示すように、２０μｍの高さの隔壁３４が設けられており、これによって図４の点線で示す電気力線のように、隔壁３４によって隣の背面側電極３２への電位影響が抑制され、隣の背面側電極３２への電気泳動粒子１２の移動が抑制される。

なお、隔壁の高さは、基板間の距離の１／３〜２／３が好ましい。これより低いと背面側電極３２Ａ、３２Ｂ間の電気泳動粒子１２の移動が抑制できない。また、これより高いと表示側電極２８上に粒子が広がらずコントラストが低下してしまう。

また、上記の実施の形態では、複数種類の電気泳動粒子１２の泳動速度がそれぞれ異なる場合を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、それぞれ移動するための電界の閾値が異なる複数種類の電気泳動粒子１２を適用するようにしてもよい。すなわち、電界の閾値に従って閾値が小さい順に電気泳動粒子１２を背面側電極３２Ａまたは背面側電極３２Ｂに順次移動するように基板間に印加する電圧を制御することによって、上記の実施の形態と同様に、所望の色の表示が行われる。

１０表示装置
１２電気泳動粒子
１４電気泳動表示素子
１６電圧印加装置
１８駆動制御装置
２８表示側電極
３２、３２Ａ、３２Ｂ背面側電極
３４隔壁

Claims

少なくとも一方が透光性を有する一対の基板間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び、泳動速度または移動する電界の閾値がそれぞれ異なる複数種類の粒子と、
前記基板の透光性を有する一方の基板側に設けられた、透光性を有する表示側電極と、
前記表示側電極に対向して他方の前記基板側に設けられた第１背面側電極と、
前記表示側電極に対向して他方の前記基板側に設けられた第２背面側電極と、
を備えた電気泳動表示素子と、
前記複数種類の粒子の中で前記泳動速度が速い種類の粒子または前記複数種類の粒子の中で前記閾値が低い種類の粒子から順に、前記種類が異なる粒子ごとに、前記第１背面側電極または前記第２背面側電極に移動させ、続いて、前記第１背面側電極に移動した粒子を前記表示側電極に移動させるように、前記表示側電極、前記第１背面側電極、および前記第２背面側電極へ印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を備えた表示装置。
前記第１背面側電極と前記第２背面側電極間に設けられた、前記基板間の距離よりも短い隔壁を更に備えた請求項１に記載の表示装置。