(57)【要約】【課題】本発明では、粒子の移動を制御することによって、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器を提供することを目的の一つとしている。【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごと島状に形成された第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、を備え、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御する構成となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板および第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、
前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごと島状に形成された第１電極と、
前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、を備え、
前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記画素ごとに複数の前記第１電極が設けられ、前記複数の第１電極は前記第１電極より前記第１基板側の層で相互に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、
前記第１電極および前記第３電極は互いに独立に駆動されることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記粒子はプラス又はマイナスに帯電した帯電粒子であり、
前記分散媒中に、前記帯電粒子とは異なる色の無帯電粒子が混在されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記無帯電粒子の面積と、前記帯電粒子の面積とに応じて、前記無帯電粒子の色と前記帯電粒子の色との混色を表示することを特徴とする請求項４に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記分散媒中にプラスに帯電した第１の前記粒子とマイナスに帯電した、前記第１の粒子とは異なる色の第２の前記粒子とが混在されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記第１の粒子の面積と、前記第２の粒子の面積とに応じて、前記第１の粒子の色と前記第２の粒子の色との混色を表示することを特徴とする請求項６に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記第１電極どうしが隣り合う方向、あるいは前記第１電極と前記第３電極とが隣り合う方向における前記第１電極および前記第３電極の幅が、前記第１電極と前記第２電極との間隔よりも短いことを特徴とする請求項３に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記第１電極および前記第３電極の幅が、前記第１電極と前記第２電極との間隔の半分以下の長さであることを特徴とする請求項８に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記分散媒が着色されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
前記電気泳動層の前記第１基板側又は前記第２基板側にカラーフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
前記粒子が透明部と着色部とを有してなり、
前記着色部は、波長により透過率が異なるよう構成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごと島状に形成された第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、を備え、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第１電極側に引き寄せるための電圧をそれぞれに印加する動作と、
前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第２電極側へ移動させるための電圧をそれぞれに印加する動作と、を含むことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
帯電した前記粒子の前記第２基板側における２次元あるいは３次元的な分布を前記第１電極、前記第２電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することを特徴とする請求項１３または１４記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、
前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を同時に印加することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、
前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を順次印加することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、
前記第１電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加することにより前記粒子を前記第１電極側及び前記第３電極側に引き寄せる、第１のプリセット動作と、
前記第１電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加することにより前記粒子を前記第１電極側及び前記第３電極側に引き寄せる、第２のプリセット動作と、を有することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことを特徴とする請求項１８に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパーなどの表示部として、電気泳動表示装置が用いられるようになっている。電気泳動表示装置は、液相分散媒（分散媒）に複数の電気泳動粒子が分散された電気泳動分散液を有する構成になっている。電気泳動表示装置は、電界を印加することで電気泳動粒子の分布状態が変化し、電気泳動分散液の光学特性が変化することを表示に利用した装置である。
このような電気泳動表示装置において、下記特許文献１，２に記載されているような３粒子を用いたカラー電気泳動表示装置の概念が提案されている。これらには、電荷が正に帯電した粒子、負に帯電した粒子、無帯電の粒子の３粒子が３つの電極を用いて駆動されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９０９２号公報
【特許文献２】特開２００９−９８３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献では、カラー電気泳動表示装置を実現するために１つのサブ画素で明度および彩度の制御性に課題があり、フルカラー表示を行うことが困難である。カラー電気泳動表示装置において、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つをアナログ的に制御する方法が提案されていない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、粒子の移動を制御することによって、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気泳動表示装置は、上記課題を解決するために、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごと島状に形成された第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、を備え、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１電極および第２電極に印加する電圧の極性によって、電気泳動層の分散媒内に混入された粒子の移動や分布範囲を制御することができる。これにより、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置を提供することができる。本発明では、第１電極および第２電極に任意の電圧を印加することで粒子を第２電極上に分布させることができるため、第２電極側から電気泳動層を見たときに視認される粒子の面積により階調を制御することによって所望とする表示が得られる。また、各画素に設けられた第１電極は１／４画素以下の面積を有することから第２電極上に小さなドット領域で粒子を分布させることができ、その結果、階調の幅が広がる。
【０００８】
また、前記画素ごとに複数の前記第１電極が設けられ、前記複数の第１電極は前記第１電極より前記第１基板側の層で相互に接続されていることが好ましい。
本発明によれば、複数の第１電極に対して同じ電圧を同時に印加することが可能である。
【０００９】
また、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、前記第１電極および第３電極は互いに独立に駆動されることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、第１電極および第３電極は互いに独立に駆動され、第１電極、第３電極にそれぞれ印加される電圧により、第２電極上における粒子の２次元あるいは３次元の分布を制御することができる。
【００１１】
また、前記粒子はプラス又はマイナスに帯電した帯電粒子であり、前記分散媒中に、前記帯電粒子とは異なる色の無帯電粒子が混在されていることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、前記分散媒中に、正負のいずれかの極性に帯電した少なくとも２種類の粒子が混在されていることから、第１電極および第３電極に印加される電圧の極性に応じて２種類の粒子の移動を制御することができる。
【００１３】
また、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記無帯電粒子の面積と、前記帯電粒子の面積とに応じて、前記無帯電粒子の色と前記帯電粒子の色との混色を表示することが好ましい。
本発明によれば、第２電極側から電気泳動層を見たときに視認される第１の色の粒子の面積と、第２の色の粒子の面積とに応じて、第１の色と第２の色との混色を表示することから、第１の色の粒子と第２の色の粒子の分布面積を制御することによって所望とする色表示が行える。
【００１４】
また、前記分散媒中にプラスに帯電した第１の前記粒子とマイナスに帯電した、前記第１の粒子とは異なる色の第２の前記粒子とが混在されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、粒子とは異なる色の無帯電粒子を混在させておくことにより、任意の色を付された粒子との組み合わせでより多くの色を表現することが可能となる。
【００１５】
また、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記第１の粒子の面積と、前記第２の前記粒子の面積とに応じて、前記第１の粒子の色と前記第２の粒子の色との混色を表示することが好ましい。
本発明によれば、正負に帯電した各粒子の移動および分布状態を制御することによって任意の色を表示することができる。つまり、第１電極および第３電極に印加する電圧の極性によって第２電極側への粒子の移動を制御することができる。これにより、任意の色の粒子を第２電極上に分布させることが可能である。
【００１６】
また、第１電極どうしが隣り合う方向、あるいは第１電極と第３電極とが隣り合う方向における第１電極および第３電極の幅が、前記第１電極と前記第２電極との間隔よりも短いことが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、第１電極どうしが隣り合う方向、あるいは第１電極と第３電極とが隣り合う方向における第１電極および第３電極の幅が、前記第１電極と前記第２電極との間隔よりも短い寸法に設定されていることから粒子の分布範囲を小さくすることができ、小さなドット表示を行うことが可能である。このドットの大きさで階調（色）を調整することが可能である。
【００１８】
また、前記第１電極および前記第３電極の幅が、前記第１電極と前記第２電極との間隔の半分以下の長さであることが好ましい。
本発明によれば、より小さなドット表示を行うことができ、表現色が増加する。
【００１９】
また、分散媒が着色されていることが好ましい。
本発明によれば、着色粒子と組み合わせることにより、表現できる色の数が増す。
【００２０】
また、前記電気泳動層の前記第１基板側又は前記第２基板側にカラーフィルターが設けられていることが好ましい。
本発明によれば、カラーフィルターが設けられているので、着色粒子と組み合わせることにより、表現できる色の数が増す。
【００２１】
また、粒子が透明部と着色部とを有してなり、前記着色部は、波長により透過率が異なるよう構成されていることが好ましい。
本発明によれば、淡い色を表現することが可能となる。
【００２２】
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごと島状に形成された第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、を備え、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第１電極側に引き寄せるための電圧をそれぞれに印加する動作と、前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第２電極側へ移動させるための電圧をそれぞれに印加する動作と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、第１電極および第３電極に対して、粒子を第１電極および第３電極側に引き寄せるための電圧をそれぞれに印加する動作と、第１電極および第３電極に対して、粒子を第２電極側へ移動させるための電圧をそれぞれに印加する動作と、を含むことから、一旦初期状態に戻した後に新たな表示の書き込みが可能となる。
これにより、粒子の移動がスムーズに行われ、所望とする表示を安定して得ることができる。
【００２４】
また、帯電した前記粒子の前記第２基板側における２次元あるいは３次元的な分布を前記第１電極、前記第２電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、粒子の第２基板側における２次元あるいは３次元的な分布を電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することによって、階調制御を行うことができ、任意の色の表示を実現することが可能となる。
【００２６】
また、前記印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することが好ましい。
本発明によれば、第１電極および第２電極に電圧を印加する印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することによって、階調を制御することが可能である。
【００２７】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を同時に印加することが好ましい。
本発明によれば、第１電極および第３電極に対して互いに異なる電圧を同時に印加することにより、表示の切り替えを迅速に行える。
【００２８】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、第１電極および第３電極に対して互いに異なる電圧を順次印加することが好ましい。
本発明によれば、第１電極および第３電極に対して互いに異なる電圧を順次印加することにより、第２基板側での粒子の２次元あるいは３次元的な分布を制御することができる。
【００２９】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに島状に形成された第３電極を有し、前記第１電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加することにより前記粒子を前記第１電極側及び前記第３電極側に引き寄せる、第１のプリセット動作と、前記第１電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加することにより前記粒子を前記第１電極側及び前記第３電極側に引き寄せる、第２のプリセット動作と、を有することが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、第１のプリセット動作と第２のプリセット動作とで、第１電極と第３電極に印加する電圧の極性を切り替えて表示を行なうことにより、第１電極、第２電極および第３電極間のＤＣ成分が無くなり、それぞれが交流駆動されることになる。これにより、電気泳動材料の劣化や、電極の腐食等を防止することができる。
【００３１】
また、前記第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことが好ましい。
本発明によれば、第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことで、プリセット動作で一旦初期状態に戻してから表示を行える。これにより、連続して表示動作を実行するときよりも粒子の移動がスムーズになり、表示の切り替えを安定して行うことができる。
【００３２】
本発明の電子機器は、本発明の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、サブ画素を用いることなくカラー表示が可能な表示部を備えていることから、表示画像（表示色）の明度、彩度、色相の少なくともいずれかを適宜制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示す図。
【図２】第１実施形態の電気泳動表示装置における駆動方法の説明図。
【図３】１画素内における画素電極のレイアウトを示す一例である。
【図４】図３に示した１画素における粒子の分布状態を示す。
【図５】図４に示した１画素における構成を示す平面図。
【図６】１画素における構成をより詳細に示す平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図７】第１実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図。
【図８】第１実施形態の電気泳動表示装置における１画素の等価回路図。
【図９】（ａ）１画素のレイアウトを示す平面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図１０】画素電極の他の構成例について示す平面図。
【図１１】図１０に示す画素電極を備えた素子基板上における平面図。
【図１２】電気泳動表示装置の他の例について示す断面図。
【図１３】（ａ）第２実施形態の電気泳動表示装置の断面図、（ｂ）無帯電粒子におけるＲＧＢ光の透過率を示すグラフ。
【図１４】３粒子を用いた構成における動作原理を示す。
【図１５】３粒子を用いた構成における動作原理を示す。
【図１６】３粒子を用いた構成における動作原理を示す。
【図１７】３粒子を用いた構成における動作原理を示す。
【図１８】１画素内における画素電極の配置例を示す平面図。
【図１９】暗い赤を表現する際の粒子の分布を示す。
【図２０】明度および彩度を同時に制御する際の黒粒子および白粒子の分布を示す。
【図２１】第３実施形態の電気泳動表示装置の１画素における接続電極および画素電極の構成を模式的に示す平面図。
【図２２】１画素における素子基板上の構成を詳細に説明するための平面図。
【図２３】図２２のＣ−Ｃ断面図。
【図２４】第３実施形態の電気泳動表示装置の部分断面図。
【図２５】第３実施形態の電気泳動表示装置を駆動する際の駆動波形を示す。
【図２６】電気泳動表示装置における等価回路図。
【図２７】第３実施形態の１画素における具体的な構成例を示す平面図。
【図２８】第４実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図。
【図２９】図２８に示した１画素の構成を具体的に示す平面図。
【図３０】第５実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図。
【図３１】第６実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図。
【図３２】他の実施例の概略構成を示す断面図。
【図３３】他の実施例の概略構成を示す断面図。
【図３４】電子機器の一例を示す図。
【図３５】電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図。
【図３６】電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図。
【図３７】１画素の等価回路の変形例を示す図。
【図３８】第１実施形態の電気泳動表示装置の変形例を示す断面図。
【図３９】図９（ａ）に示した１画素のレイアウトの変形例を示す平面図。
【図４０】図３９のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図４１】図１１の変形例
【図４２】他の実施例における帯電粒子の分布状態を示す図。
【図４３】他の実施例における帯電粒子の分布状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
本明細書では、赤、緑、青の各色をそれぞれＲ、Ｇ、Ｂとも表記し、シアン、マゼンタ、イエローの各色をそれぞれＣ、Ｍ、Ｙとも表記する。
【００３５】
［第１実施形態］
まず、本発明の基本となる概念を示す。図１は第１実施形態における電気泳動表示装置の部分断面図である。当該表示装置は電気泳動材料を用いており、図１では原理を説明するために構成を簡略化してある。
【００３６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、電気泳動表示装置１００は、第１基板３０と第２基板３１との間には電気泳動層３２が挟持されている。第１基板３０の電気泳動層３２側の面には島状の画素電極３５（第１電極）が形成され、第２基板３１の電気泳動層３２側の面には対向電極３７（第２電極）が形成されている。対向電極３７は平面視で画素電極３５を覆い、画素電極３５より広く形成されており、ここでは第２基板３１の少なくとも表示に寄与する部分を覆う領域に形成されている。
【００３７】
複数の画素電極３５と対向電極３７との間に形成された電気泳動層３２は黒色の分散媒２１（Ｂ）中にプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）（第１の電気泳動粒子）が多数混在されてなる。正帯電粒子２７（Ｗ）等の帯電した粒子は、電気泳動層３２中において電気泳動粒子として振る舞う。これら画素電極３５にマイナスの電圧を印加すると、プラスに帯電した粒子２７（Ｗ）が画素電極３５上に集められる。このとき、それぞれ異なるプラス電圧を画素電極３５に印加した場合に白粒子がどのように対向電極３７に配置されるかを考える。ここで対向電極３７には共通電位としてグランド電位が印加される。
また、画素電極３５に印加される正の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＨ（以下、正の最大値とも称する）、負の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＬ（以下、負の最大値とも称する）とする。
なお、「電極に電圧を印加する」とは、「電極に対して、グランド電位との間で当該電圧を生じさせるような電位を供給する」ことと同義である。
【００３８】
図１（ａ）に示すように、画素電極３５に中程度の大きさのプラス電圧Ｖｈ（Ｖｈ＜ＶＨ）を印加すると、この電圧Ｖｈに対応する電位と対向電極３７のグランド電位との電位差（電圧）に起因する電界によってプラスに帯電した粒子２７（Ｗ）は対向電極３７側に移動するが、電圧があまり大きくないため対向電極３７側であまり広がらずに分布する。
これは、以下の理由による。すなわち、粒子２７（Ｗ）は斜め電界（画素電極３５から、第１基板３０の法線に対して傾いた方向に出る電気力線を有する電界）でも移動するが、もともとの電界が大きくないため斜め電界も大きくはならない。よって、粒子２７（Ｗ）の第２基板３１に平行な方向についての移動量が少なくなり、粒子が狭い範囲に集中してスポット的な分布を実現できる。また、移動する粒子数も少なくなる。よって、ここでは小さい面積の白表示が表現できる。
【００３９】
これに対して、図１（ｂ）に示すように、画素電極３５に大きなプラス電圧ＶＨ（正の最大値）を印加すると、画素電極３５と対向電極３７との間の電位差（電圧）は図１（ａ）の場合より大きくなるため、画素電極３５と対向電極３７との間により大きな電界が生じる。このため、図１（ａ）より多くの粒子２７（Ｗ）が第２基板３１側に移動し、典型的にはほぼ全ての粒子２７（Ｗ）が移動する。また、電界が大きくなったことにともなって、画素電極３５からの斜め電界も大きくなるため、粒子２７（Ｗ）は当該斜め電界によって第２基板３１に平行な方向についてもより広い範囲に分散し、平面視での分布範囲が広がることになる。よって、図１（ｂ）では図１（ａ）より広い面積の白表示を表現することができる。
なお、対向電極３７に粒子２７（Ｗ）を移動させない場合、つまり各画素電極３５にマイナスの電圧を印加してすべての粒子２７（Ｗ）を画素電極３５上に集めた場合には黒色の分散媒２１（Ｂ）の色が第２基板３１側から視認されるため、画素全体が黒表示になる。
【００４０】
このように対向電極３７に到達する粒子２７（Ｗ）の数と分布状態（分布領域）を制御することで黒表示または白表示、あるいは黒から白までの中間階調の表示を制御できる。
また、この画素電極３５を１つの画素内で島状に複数設けることにより、より制御性良く表示をコントロールできる。
【００４１】
以下、詳細な制御について説明する。
図２は、電気泳動表示装置における駆動方法の説明図である。
図２に示す電気泳動表示装置では、黒色の分散媒２１（Ｂ）中にはプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が存在しており、図中に示す２つの画素電極３５，３５には同一電位が与えられる構成となっている。これら正帯電粒子２７（Ｗ）は無色透明な粒子である。
【００４２】
図２（ａ）では、各画素電極３５，３５にマイナス電圧ＶＬ（負の最大値）が印加されている。この場合には、正帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５，３５上に集められ、対向電極３７側から見たときに視認されるのは黒色の分散媒２１（Ｂ）のみの色である。よってここでは黒表示となる。図２（ａ）中の矢印は、入射光が吸収される様子を示している。
図２（ａ）では、入射光は黒色の分散媒２１（Ｂ）において吸収される。
【００４３】
図２（ｂ）では、各画素電極３５，３５にプラス電圧ＶＨ（正の最大値）が印加されている。この場合には、正帯電粒子２７（Ｗ）が対向電極３７側へと移動して対向電極３７上に集められる。正帯電粒子２７（Ｗ）は対向電極３７側において２次元あるいは３次元的な分布となり、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに多くの正帯電粒子２７（Ｗ）の色が視認される。よってここでは白表示となっている。図２（ｂ）中の矢印で示すように、入射光は、正帯電粒子２７（Ｗ）により１回又は複数回散乱されて観察側に戻るため、上記のように白色を呈する。このように、正帯電粒子２７（Ｗ）自体が透光性を有する粒子であっても、正帯電粒子２７（Ｗ）によって入射光が観察側に散乱されることにより白表示が行われる。
【００４４】
図２（ｃ）では、図２（ｂ）よりも小さいプラス電圧Ｖｈ（Ｖｈ＜ＶＨ）が画素電極３５，３５に印加されている。この場合には、少量の正帯電粒子２７（Ｗ）がスポット的に、すなわち図２（ｂ）と比較して平面視での分布範囲が小さい状態で対向電極３７側へと移動する。対向電極３７側では正帯電粒子２７（Ｗ）による白色の領域と、黒色の分散媒２１（Ｂ）による黒色の領域とが混在するので、全体としてはグレー表示となる。図２（ｃ）中の矢印で示すように、入射光は、正帯電粒子２７（Ｗ）において観察側に散乱される成分と、黒色の分散媒２１（Ｂ）において吸収される成分とを含んでおり、これら成分を足し合わせると全体としてはグレー表示となる。
【００４５】
図２（ｄ）はグレー表示を行う他の方法を示す。図２（ｄ）に示すように、図２（ｂ）のときよりも小さいプラス電圧Ｖｈ（Ｖｈ＜ＶＨ）を各画素電極３５，３５に印加し、対向電極３７側へ一部の正帯電粒子２７（Ｗ）を移動させる。しかし、図２（ｃ）の場合とは異なり正帯電粒子２７（Ｗ）は平面視で広い範囲に分布している。この状態の場合、全白表示にするためには粒子数が少ないため分散媒２１（Ｂ）の黒も表示に寄与することになり、結果としてグレー表示になる。図２（ｄ）中の矢印で示すように、入射光は、正帯電粒子２７（Ｗ）において観察側に散乱される成分と、黒色の分散媒２１（Ｂ）において吸収される成分とを含んでおり、これら成分を足し合わせると全体としてはグレー表示となる。
【００４６】
なお、図２（ｃ）および図２（ｄ）における正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲の制御は、画素電極３５，３５間の距離や画素電極３５，３５の大きさ等の設計要因や印加電圧によって可能である。
また、図２の説明では各画素電極３５，３５に印加する電圧の大きさで正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御したが、電圧の印加時間の長短でも制御することが可能である。
明度の制御は粒子２７（Ｗ）を対向電極３７の外側から電気泳動層３２を見たときに視認される粒子２７（Ｗ）の面積により行なわれる。粒子２７（Ｗ）による白表示には、入射光が粒子により複数回散乱されることが必要なため、電気泳動層３２内の３次元的な深さ方向の分布も必要になる。上記した視認される面積とは、粒子の２次元、３次元的分布を含めて実際に視認される実効的な面積をさす。
以上説明したように、正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御することによって、各画素における明度の制御が可能である。
【００４７】
図２の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）間の移動は図２（ａ）の制御を介して行なう。すなわち、ある表示を行った後、表示を切り替えるときは画素電極３５，３５に大きなマイナス電圧（第１電圧）を印加して全ての正帯電粒子２７（Ｗ）を各画素電極３５，３５上に集める（プリセット状態）。
続いて、画素電極３５，３５に所定の書き込み電圧を印加して、白表示（図２（ｂ））、グレー表示（図２（ｃ）あるいは図２（ｄ））に移動する。黒表示（図２（ａ））を行いたい場合は画素電極３５，３５にグランド電位又はマイナス電圧を印加しプリセット状態を維持する。
【００４８】
対向電極３７と画素電極３５，３５と間に直流電圧が印加されると電極腐食や材料劣化を生じる。これを防ぐためにＡＣ化のための電圧を両電極３５，３７間に印加する場合も、上述したようなプリセット状態を一連の動作のどこかに入れて行うと良い。
【００４９】
図３は、１画素内における画素電極のレイアウトを示す一例であって、図４は、図３に示した１画素における粒子の分布状態を示している。
図３に示すように１画素４０内には複数の画素電極３５が互いに所定の間隔をおいて配置されている。各画素電極３５に中程度のプラス電圧が印加されると、図４に示すように画素電極３５上の対向電極３７側に白色の正帯電粒子２７（Ｗ）がスポット的に分布する。正帯電粒子２７（Ｗ）は画素電極３５の面積よりも広い範囲（破線で示す円形の分布領域Ｒ）に分布するが、隣り合う画素電極３５，３５上に分布する正帯電粒子２７（Ｗ）とは重ならない。このため、正帯電粒子２７（Ｗ）の分布領域Ｒ以外では分散媒２１（Ｂ）の色が見えることとなり、全体としてグレー表示となる。
【００５０】
ここで、分布領域Ｒの境界（破線の部分）では正帯電粒子２７（Ｗ）の量が少なく完全な白状態とならず、灰色状態となる。しかしこのような領域においても白粒子による白状態への寄与分は存在する。この寄与分を含めて視認される実効的な白面積、すなわち実効的な正帯電粒子２７（Ｗ）の面積によりグレー表示が行われる。言い換えると対向電極３７側から見た実効的な帯電粒子の面積により階調表示が行われる。
【００５１】
図５は、図４に示した１画素における構成を示す平面図である。
図５に示すように、画素領域内に多数配列形成された画素電極３５同士は、これら画素電極３５の下層側、すなわち画素電極３５より第１基板３０側の層に形成された接続電極４４によって相互に接続されている。そして、黒色の分散媒２１（Ｂ）および正帯電粒子２７（Ｗ）を含んでなる電気泳動層３２はシール材１３によって封止されている。
【００５２】
図６（ａ）は、１画素における構成をより詳細に示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１基板３０上には画素４０ごとに選択トランジスタＴＲｓ、接続電極４４、絶縁膜４２、複数の画素電極３５およびシール材１３が設けられている。
【００５３】
選択トランジスタＴＲｓのゲートに走査線６６が接続され、ソースにデータ線６８が接続され、ドレインに接続電極４４が接続されている。
【００５４】
接続電極４４は、選択トランジスタＴＲｓのソース電極およびドレイン電極と同層に形成されており、幹部４４１と当該幹部４４１によって連結された複数の枝部４４２とを有してなり、全体として櫛歯形状を呈している。なお、図６（ａ），（ｂ）中には６本の枝部４４２を図示しているがこれに限られたものではない。
【００５５】
絶縁膜４２は、酸化膜や窒化膜などからなり、選択トランジスタＴＲｓおよび接続電極４４を覆うようにして基板面全体に形成されている。
【００５６】
画素電極３５は、平面視円形状に形成されており、絶縁膜４２を貫通して形成されたコンタクトホールＨ１を介して接続電極４４と接続されている。これに対して対向電極３７（図７参照）は画素電極３５の総面積よりも広い面積で形成されている。そして、各画素電極３５の直径はセルギャップ（画素電極３５と対向電極３７との距離）よりも小さい長さに設定され、本実施形態ではセルギャップの１／２以下の長さに設定されている。これにより、第２基板３１側から見たときの最小ドットの大きさを小さくすることができ、薄い白や黒表示が可能となる。ここで、画素電極３５は平面視円形状に形成されているが多角形でも構わない。また、１画素内に配置される複数の画素電極３５の総面積は１画素の面積の１／４以下である。
【００５７】
上下導通部９は、対向電極３７に電位を与えるための端子である。第１基板３０上に形成された上下導通部９と、対向電極３７との間に銀ペースト等の導電性部材を配置することにより、第１基板３０と対向電極３７とが導通される。
第１基板３０から画素電極３５までの構成要素を含む基板を素子基板３００と呼ぶ。本実施形態の素子基板３００は、第１基板３０、接続電極４４、絶縁膜４２、画素電極３５、上下導通部９を含む。
【００５８】
図７は、電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図である。
電気泳動表示装置１００は、第１基板３０と第２基板３１との間に電気泳動層３２が挟持されてなるものである。より詳しくは、第１基板３０から画素電極３５までを含む素子基板３００と、第２基板３１及び対向電極３７を含む対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されている。第１基板３０上に形成された接続電極４４の一部が外部回路との接続部４４ａとなっている。
画素電極３５は、５０ｎｍのＩＴＯ、絶縁膜４２は３００ｎｍのシリコン窒化膜、接続電極４４は２００ｎｍのＡｌからなる。
対向電極３７は１００ｎｍのＩＴＯからなり、第１基板３０及び第２基板３１は厚さ０．５ｎｍのガラス又はＰＥＴ基材からなる。ここで、１画素において対向電極３７は画素電極３５の総面積よりも広い面積を占める形状とされている。
シール材１３は、液晶装置と同様の材料が用いられ、ＵＶ硬化型のアクリル系材料が用いられる。あるいは熱硬化型のエポキシ系樹脂を用いても構わない。素子基板３００、対向基板３１０、及びシール材１３によって囲まれた領域に、電気泳動層３２が封入されている。
【００５９】
図８は、電気泳動表示装置における１画素の等価回路図である。
１画素（画素４０）における画素回路は、電気光学材料としての電気泳動層３２と、スイッチング動作を行って電気泳動層３２に電圧を印加させるための選択トランジスタＴＲｓと、を含んでそれぞれ構成されている。
【００６０】
選択トランジスタＴＲｓは、ゲートに走査線６６が接続され、ソースにデータ線６８が接続され、ドレインに電気泳動層３２（画素電極３５）が接続されている。
なお、図８では保持容量を記載していないが保持容量を付加した等価回路であってもよい。
【００６１】
図９（ａ）は、１画素のレイアウト例を示す平面図であって、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図９（ａ），（ｂ）に示すように、第１基板３０は厚さ０．６ｍｍのガラス基板からなり、その表面上に厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるゲート電極４１ｅ（走査線６６）が形成されている。そして、このゲート電極４１ｅを覆うようにして第１基板３０の表面全体に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜４１ｂが形成され、ゲート電極４１ｅの直上に厚さ５０ｎｍのａ−ＩＧＺＯ（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの酸化物）からなる半導体層４１ａが形成されている。
【００６２】
このゲート絶縁膜４１ｂ上には、厚さ３００ｎｍのＡｌからなるソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄがゲート電極４１ｅおよび半導体層４１ａと一部重なるようにそれぞれ設けられている。ソース電極４１ｃとドレイン電極４１ｄは半導体層４１ａに一部乗り上げるようにして形成されている。また、同じく厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる接続電極４４がゲート絶縁膜４１ｂ上に形成されている。この接続電極４４は、ソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄと同時にパターン形成されるものでドレイン電極４１ｄと接続されている。
【００６３】
ここで、選択トランジスタＴＲｓとしては、一般的なａ−ＳｉＴＦＴ、ポリＳｉＴＦＴ、有機ＴＦＴ、酸化物ＴＦＴ等が使用可能である。構造もトップゲート、ボトムゲート構造共に可能である。
【００６４】
選択トランジスタＴＲｓおよび接続電極４４上にはこれらを覆うようにして、厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜４２Ａと、厚さ１μｍの感光性アクリルからなる第２層間絶縁膜４２Ｂとが形成されている。そして、これら第１層間絶縁膜４２Ａおよび第２層間絶縁膜４２Ｂに形成されたコンタクトホールＨ１を介して５０ｎｍのＩＴＯからなる画素電極３５が複数設けられている。
【００６５】
図１０は、画素電極の他の構成例について示す平面図である。
図１０に示すように、１画素（画素４０）内にストライプ状に配列された複数の画素電極３５Ａ（第１電極）としてもよい。各画素電極３５Ａは互いの延在方向を揃えてあり、短辺方向に所定の間隔をおいて配置されている。これら各画素電極３５Ａの短辺の長さＬはセルギャップよりも小さい寸法に設定されている。例えば、セルギャップの１／２以下の長さであることが最も好ましい。ここでの画素電極３５Ａは、先の実施形態において述べた円形状の画素電極３５よりも面積が広いため粒子を効率よく吸着させることができる。
【００６６】
図１１は、図１０に示す画素電極を備えた素子基板上における平面図である。
図１１に示すように、各画素電極３５Ａは第１層間絶縁膜４２Ａ（図９（ｂ））および第２層間絶縁膜４２Ｂ（図９（ｂ））に形成されたコンタクトホールＨ２を介して下層側の接続電極４４Ａと接続されている。接続電極４４Ａは各画素電極３５Ａの端部側に位置しており、画素内の全ての画素電極３５Ａの端部に重なるような長さで形成されている。
【００６７】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、電気泳動表示装置の他の例について示す断面図である。
図１２（ａ）には対向基板側にカラーフィルターを備えた例が示されている。
カラーフィルターＣＦは、対向基板３１０（図７）側であって対向基板３１０に含まれる対向電極３７よりも電気泳動層３２側に配置されている。電気泳動層３２は黒色の分散媒２１（Ｂ）中にプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が混在してなり、カラーフィルターＣＦとしては赤色のカラーフィルターＣＦ（Ｒ）が用いられている。なお、赤色のカラーフィルターＣＦ（Ｒ）だけでなく他の色のカラーフィルターＣＦを用いてもよい。また、ＲＧＢの３色のカラーフィルターを用いればＲＧＢのカラー表示も可能となる。このように、カラーフィルターと着色粒子の色の組み合わせによって表現できる色の数が増すことになる。ここで、カラーフィルターＣＦは、対向電極３７に対して電気泳動層３２側とは反対側に配置されていてもよく、第２基板３１（図７）と対向電極３７との間に配置されていてもよい。
【００６８】
図１２（ａ）に示す状態では、各画素電極３５にマイナスの電圧が印加されて各画素電極３５上にすべての白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が集合している。これにより、対向電極３７側から見たときにはカラーフィルターＣＦと黒色の分散媒２１（Ｂ）の色によって暗い赤表示または黒表示となっている。
【００６９】
図１２（ｂ）は、赤色の分散媒２１（Ｒ）中にプラスに帯電した黒色の正帯電粒子２７が混在してなる電気泳動層３２を備えた例が示されている。この構成の場合は、赤の明度を制御することになり、分散媒の色を変えれば色相を変えられる。
なお、本実施例では、ＲＧＢの３色を組み合わせてカラー表示を行える。また、ＲＧＢの代わりにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を用いてもよい。
【００７０】
図１２（ｃ）は、透明な分散媒２１（Ｔ）中に、プラスに帯電した黒色の正帯電粒子２７（Ｂ）と赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とが混在してなる電気泳動層３２を備えた例が示されている。
各画素電極３５にマイナスの電圧が印加されると各画素電極３５上に黒色の正帯電粒子２７（Ｂ）が集合し、分散媒２１（Ｔ）中に赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）が浮遊した状態となる。これにより淡い（薄い）赤表示となる。また、白分散媒中に黒粒子を存在させても良い。このように、分散媒と粒子の色の組み合わせ、カラーフィルターなど、多くの組み合わせを行なうことができる。
【００７１】
なお、粒子の帯電極性は必ずしもプラスでなくてもよく、マイナスでもよい。
また、図示していないが、画素電極と対向電極との間にカプセルを配置し、カプセル内に分散媒及び帯電粒子を封入したカプセル型の電気泳動層を用いることも可能である。このようなカプセル型の電気泳動層においても、他の実施例同様の動作を行なうことができる。プラスとマイナスに帯電した色の異なる粒子をカプセル型、非カプセル型いずれにおいても用いることができる。
【００７２】
本実施形態の電気泳動表示装置１００は、第１基板３０および第２基板３１との間に配置され、少なくとも黒色の分散媒２１（Ｂ）と当該分散媒２１（Ｂ）内に混入された白色の正帯電粒子２７（Ｗ）とを有する電気泳動層３２と、第１基板３０の電気泳動層３２側に島状に形成された複数の画素電極３５と、第２基板３１の電気泳動層３２側に形成され画素電極３５よりも広い面積の対向電極３７と、を備え、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに視認される正帯電粒子２７（Ｗ）の面積（分布領域）により階調を制御する。
【００７３】
これにより、各画素電極３５に印加する電圧の極性を変化させることによって正負のいずれかに帯電した電気泳動粒子（本実施形態では正に帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ））を画素電極３５側あるいは対向電極３７側へと移動させることができる。本実施形態においては、画素電極３５にプラスの電圧を印加することによって、正に帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を対向電極３７側へと移動させその表面上に分布させることができる。これにより白表示を実現することができる。また、印加する電圧の大きさや印加時間の長短によって対向電極３７側へと移動する粒子数や分布範囲を制御することができ、その結果、グレー表示など任意の中間階調の表示を容易に行うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の１画素における複数の画素電極３５の総面積は画素面積の１／４以下となっている。これにより対向電極３７上において正帯電粒子２７（Ｗ）を小さな面積で分布させることができて階調をより細かく調整することができる。また、各画素電極３５の直径はセルギャップよりも小さい寸法に設定されていることから、平面視した場合の各画素電極３５上での粒子の分布範囲をより小さくすることができ、小さなドット表示を形成することが可能である。このドットの大きさで階調（色）を調整することが可能である。これにより、任意の色の表示画像を表現することが可能となり、高品位な電気泳動表示装置１００を提供することができる。
【００７５】
ここで、画素面積は、画素に含まれる電気泳動層３２がシール材１３により区画されている場合には、シール材１３により区画された領域の面積とすることができる。また、画素に含まれる電気泳動層３２がシール材１３により区画されていない場合には、走査線６６の配置ピッチとデータ線６８の配置ピッチとの積で定められる面積を画素面積と定義することができる。
【００７６】
また、画素４０内に多数配列形成された画素電極３５同士は、これら画素電極３５の下層側に形成された接続電極４４によって相互に接続されている。このような構成により、接続電極４４を介して各画素電極３５に対して同じ電圧を同時に印加することができるため制御が容易である。
本実施形態ではプラスに帯電した透明粒子を用いたが、帯電の極性と色は限定するものでなく、他の組み合わせを用いることも可能である。
【００７７】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態の電気泳動表示装置の構成について述べる。
図１３（ａ）は第２実施形態の電気泳動表示装置の断面図であって、図１３（ｂ）は無帯電粒子におけるＲＧＢ光の透過率を示すグラフである。
【００７８】
ここでは、１画素に２つの選択トランジスタを用いてプラスとマイナスに帯電した２種類の負帯電粒子２６および正帯電粒子２７の対向電極上での分布を制御する方法について述べる。このとき、分散媒を着色したり、分散媒中に着色した無帯電粒子を保持（分散）させることで、３色の原色を用いて色彩を表現することができる。
【００７９】
本実施形態の基本構成は第１実施形態と略同様であるが、１画素内に２つの選択トランジスタを備えている点において第１実施形態と異なっている。２つの選択トランジスタはそれぞれ複数の島状の画素電極に接続される。複数の画素電極に対向する対向電極は、島状の画素電極の面積の総和より広い面積を有し、少なくとも画素内の表示に寄与する領域において一繋がりの電極（ベタ電極）となっている。対向電極には、必要に応じて、電極の無い切り欠き部を設けても良い。
【００８０】
本実施形態における電気泳動表示装置２００は、透明な分散媒２１（Ｔ）中にマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）（第２の粒子）と、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）（第１の粒子）と、赤色の無帯電粒子２８とが保持された電気泳動層３２を備えている。第１基板３０上には、１画素内に複数の第１画素電極３５Ｂ（第１電極）と第２画素電極３５Ｃ（第３電極）とが形成されている。１画素内における複数の第１画素電極３５Ｂおよび複数の第２画素電極３５Ｃの総面積は１／４画素以下とされている。これら第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃは互いに独立に駆動され、第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃにそれぞれ印加される電圧により、対向電極３７上にマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）とプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の２次元あるいは３次元の分布が制御される。
【００８１】
黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）を対向電極３７（第２電極）側に移動させると明度が下がる方向で制御される。一方、白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を対向電極３７側に移動させると彩度が下がる方向で制御される。また、黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）と白色の正帯電粒子２７（Ｗ）とを同時に対向電極３７に移動させると、明度および彩度の同時制御が可能となる。
【００８２】
ここで、各画素では、透明な分散媒２１（Ｔ）中にプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）とマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）と赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とを設けて、対向電極３７よりも小さい面積の２つの画素電極３５Ｂ，３５Ｃをマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６およびプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）のそれぞれに対してこれら帯電粒子２６，２７の移動制御のために用いる。そして、各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに印加する電圧極性によって帯電粒子の対向電極３７上での分布を制御する。
ここで、対向電極３７側での帯電粒子２６，２７の分布は、各画素電極３５Ｂ，３５Ｃへの印加電圧の大きさだけでなく印加時間の長短でも制御することが可能である。
【００８３】
図１３（ｂ）は、赤色の無帯電粒子の光の透過率を示している。
赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）は、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色だけ透過率を下げた透明な（透光性を有する）粒子からなるもので、赤色は散乱される。これは、例えば無帯電粒子２８（Ｒ）が透明部と着色部とを有し、このうち着色部が波長により透過率が異なるように構成することで実現される。このため、明るい赤の発色が得られる。電気泳動表示装置で白色が発色されるのは透明粒子が多数存在し、それと分散媒の間で散乱が生じ、結果として乱反射が形成され、それが人間の目に白く見えるからである。赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）をこの透明粒子をベースとし、特定色（Ｇ，Ｂ）のみの透過率を下げたので、Ｒは従来どおり、すなわち白色を呈する透明粒子と同様に散乱される。このため、明るい赤の発色が得られる。
【００８４】
このとき、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の透過率をどの程度下げるかは、電気泳動表示装置２００に求められる明るさと色合いに応じて決定することができる。ここでは、１％〜９９％とした。また、透過率を下げる波長の範囲も明るさやコントラストを加味して変更することができる。透過率を下げる手段としては粒子内での特定色の波長の吸収や減衰を用いるとよい。
【００８５】
また、無帯電粒子として、粒子表面である程度の反射を持たせた半透明な粒子を用いてもよい。詳しくは後述するが、反射を持たせることにより混色を効率よく行うことができる。例えば、無帯電粒子は、透明部と着色部とを有し、このうち着色部が波長により反射率又は透過率が異なるように構成される。
【００８６】
透過率は１〜９９％の範囲内であればよく、また反射率は１〜９９％の範囲内とした。白色の正帯電粒子２７（Ｗ）は無色透明であって赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）と同様に作られている。分散媒においても無色透明で３粒子の発色に影響を与えないものが望ましい。
【００８７】
このように、本実施形態では、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）は透明または半透明粒子であり、分散媒２１（Ｔ）は無色透明となっている。なお、無帯電粒子としては、ＲＧＢを構成するためＲＧＢの波長のうちいずれか２色の透過率の低い粒子を用いてもよい。また、このときの粒子は、粒子全体が着色してあってもよいし、透明部と着色部とを有していてもよい。例えば、粒子の核（着色部）の部分だけ着色してもよい。逆に表面（着色部）のみが着色されていてもよい。また、表面から核の部分まで濃度が低下するように色の濃さが変化していてもよい。あるいは核や表面に関わらず部分的に着色されていてもよい。また、粒子は球形に限らない。材料は酸化チタンなどの透明無機材料や透明有機材料を主材とし、そこに染料や顔料を保持させたものとする。このような構成の粒子により、淡い色を表現することが可能となる。
【００８８】
また、図１４〜図１７に、３粒子を用いた構成における動作原理を示す。
透明な分散媒中にマイナスに帯電した黒粒子、プラスに帯電した白粒子、無帯電の赤粒子が保持されている。対向電極は、表示エリアの略全面に形成されており、２つの画素電極はそれよりも小さい面積で形成されている。
【００８９】
図１４（ａ）に示すように、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加して第２画素電極３５Ｃにマイナス電圧ＶＬの電圧を印加すると、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）が第１画素電極３５Ｂ側に吸着し、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が第２画素電極３５Ｃ側に吸着する。赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）は無色透明な分散媒２１（Ｔ）中を浮遊した状態となっている。そして、外部から入射した光は赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）で散乱されて赤色となって表面から出光される。
【００９０】
図１４（ｂ）に示すように、図１４（ａ）に示した赤表示状態を基準として、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬをそれぞれに印加すると、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）は第２画素電極３５Ｃ側に吸着するが、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）は対向電極３７側へと移動する。対向電極３７の表面は黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）で略埋めつくされた状態となり、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）は黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）よりも画素電極３５Ｂ，３５Ｃ側の分散媒２１（Ｔ）中に存在する。この状態の場合、対向基板側から見たときに黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）が見えるので黒表示となる。
【００９１】
図１４（ｃ）に示すように、図１４（ａ）に示した赤表示状態を基準として、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加し、第２画素電極３５Ｃにプラスの電圧ＶＨを印加すると、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）は第１画素電極３５Ｂ側に吸着するが、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）は対向電極３７側へと移動する。
対向電極３７の表面は白色の正帯電粒子２７（Ｗ）で埋めつくされた状態となり、赤色の無帯電粒子２８は白色の正帯電粒子２７（Ｗ）よりも画素電極３５Ｂ，３５Ｃ側の分散媒２１（Ｔ）中に存在する。この状態の場合、対向基板側から見たときに白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が見えるので白表示となる。
【００９２】
図１４（ｄ）に示すように、図１４（ａ）に示した赤表示状態を基準として、第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬを印加し、第１画素電極３５Ｂに黒表示の際（図１４（ｂ））に印加したマイナス電圧よりも絶対値の小さいマイナス電圧Ｖｌ（Ｖｌ＜ＶＬ）を印加する。この状態においては、第１画素電極３５Ｂ上に吸着していた黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の一部が対向電極３７側に移動する。対向電極３７側に移動した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）によって対向電極３７上が部分的に覆われることになるので暗い赤表示となる。
このように、印加する電圧の大きさによって対向電極３７側への黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の移動量を制御することによって明度の制御を行う。
【００９３】
図１５（ａ）に示すように、図１４（ａ）に示した赤表示状態を基準として、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加し、第２画素電極３５Ｃに白表示の際（図１４（ｃ））に印加したプラス電圧よりも絶対値の小さいプラス電圧Ｖｈ（Ｖｈ＜ＶＬ）を印加する。この状態においては、第２画素電極３５Ｃ上に吸着していた白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の一部が対向電極３７側に移動する。対向電極３７側に移動した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）によって対向電極３７上が部分的に覆われることになるので淡い赤表示となる。
このように、印加する電圧の大きさによって対向電極３７側への白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量を制御することによって彩度の制御を行う。
【００９４】
図１５（ｂ）に示すように、図１４（ａ）に示した赤表示状態を基準として、第１画素電極３５Ｂにマイナス電圧Ｖｌを印加し、第２画素電極３５Ｃにプラスの電圧Ｖｈを同時に印加すると、黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を対向電極３７側にランダムな状態で３次元的な分布となる。この状態だと、外部から入射した光は白色の正帯電粒子２７（Ｗ）および黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）との両方で散乱されて外部に放出される。これによりグレー表示となる。
【００９５】
ここでは、第１画素電極３５Ｂに対して黒表示の際に印加したプラス電圧よりも絶対値の小さいプラス電圧Ｖｈを印加し、第２画素電極３５Ｃに対して白表示の際に印加したマイナス電圧よりも絶対値の小さいマイナス電圧Ｖｌを印加する。このとき、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに電圧を印加するのは同時ではなく、順次印加してもよい。これにより、対向電極３７側での粒子の２次元あるいは３次元的な分布を制御することができる。また、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに対して異なる電圧を同時に印加することで表示の切り替えを迅速に行える。
【００９６】
また、白色の正帯電粒子２７（Ｗ）および黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）を対向電極３７上にランダムでなく、白と黒の領域をそれぞれ形成するように配置してもグレー表示は可能である。これは、例えば図１４（ｄ）の黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）と図１５（ａ）の白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の分布を合わせた分布とした場合に相当する。
【００９７】
以上述べたように、表示色の明度の調整は対向電極３７側への黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の移動量、つまり対向電極３７上での黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の２次元および３次元の分布を制御することによって調整することが可能である。また、表示色の彩度の調整は対向電極３７側への白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量、つまり対向電極３７上での白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の２次元および３次元の分布を制御することによって調整することが可能である。
【００９８】
一方、グレー表示に関しては、対向電極３７側への黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量、つまり対向電極３７上での黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）、白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の２次元および３次元の分布を制御することによって任意のグレー表示が可能となる。
このように、明度、彩度、又はグレー表示は、結果として対向電極３７の外部から電気泳動層３２を見たときに視認される粒子の分布の実効的な面積により制御されることになる。
【００９９】
黒表示（図１４（ｂ））、白表示（図１４（ｃ））、暗い赤表示（図１４（ｄ））、淡い赤表示（図１５（ａ））、グレー表示（図１５（ｂ））において、白色の正帯電粒子２７（Ｗ）および黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）は画素エリア内でその色が発色できるようにセル厚方向にも３次元的に分布している。
【０１００】
また、図１４（ｂ）の黒表示において対向電極３７上の黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の数を少なくすると、入射光は赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）と黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）との２粒子によって散乱されて対向基板側から放出される。この方法でも明度制御は可能である。
【０１０１】
同様に、図１４（ｃ）の白表示において対向電極３７上の白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の数を少なくすると、入射光は赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）と白色の正帯電粒子２７（Ｗ）との２粒子によって散乱されて対向基板側から放出される。この方法でも彩度制御は可能である。
これらの場合においても、実効的な粒子の面積を変えて明度、彩度を制御している。
【０１０２】
ここで、図１４および図１５のように複数の粒子が混色を表現する際、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）は１００％の透明性ではなく、ある程度の反射性を有していると混色が効率的に行われる。例えば、透過率が１００％に近いと入射した光が表に出るまで多くの屈折等の反射が必要になり、光を表に出すための厚い粒子層が必要になる。薄いと光が表に出ずにセルの底（画素電極３５Ｂ，３５Ｃ側）に到達して本来不要な粒子の色を反射してしまい、不必要な混色が生じてしまう。
それよりも、粒子にある程度の反射性を持たせて薄い粒子層で光を表に導く方が必要な任意の混色を行いやすい。
【０１０３】
また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、１画素内に２つの画素電極３５Ｂ，３５Ｃを有する第１基板３０の表面上に透明粒子２９を固定してもよい。これにより、第２基板３１側から電気泳動層３２を透過してきた光が透明粒子２９によって散乱し、入射光を効率よく表に放出することができる。
透明粒子２９としては、酸化チタンなどの透明無機材料や透明有機材料を用いることができる。図１６（ａ）では画素電極３５Ｂ，３５Ｃ上にも透明粒子２９が存在し、図１６（ｂ）では画素電極３５Ｂ，３５Ｃ間のみに透明粒子２９が存在する。この透明粒子２９は無帯電粒子である。
【０１０４】
さらに、図１６（ｃ）に示すように、無帯電の無色透明な粒子２９を分散媒２１（Ｔ）中に保持してもよい。これにより、粒子２９全体の光の全波長に対する散乱能力が向上して明るい白色が出しやすくなる。また、無帯電の黒粒子を分散媒２１（Ｔ）中に少量保持させることで黒表示が行いやすくなる。あるいは分散媒２１（Ｔ）中に無帯電の黒粒子および白粒子の両方を保持させてもよい。
ここで、無帯電の透明粒子２９の透過率、反射率、材料等は色粒子に準ずる。
【０１０５】
図１７（ａ），（ｂ）に示すように、第１画素電極３５Ｂと第２画素電極３５Ｃに印加する電圧の極性を変えてそれぞれの役割を交代させてもよい。この切り替えは、１画面の書き込みが終了し、次の画面を書くためのプリセット状態のときに行なう。これにより、第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃ、及び対向電極３７の間でそれぞれが交流駆動されることになる。これで電気泳動材料の劣化や電極の腐食等を防止することができる。
ここで、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃの役割を切り替えるのは１画面ごとでなくでも、複数画面表示ごとでも構わない。
【０１０６】
図１８は１画素内における画素電極の配置例を示す平面図である。
図１８に示すように、１画素（画素４０）内における第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃは２方向（Ｘ方向およびＹ方向）に交互に配置されている。上述したように第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃには互いに異なる極性の電圧が印加され、各々に印加される電圧の極性によって、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）あるいはプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）の移動が制御されることになる。
【０１０７】
図１９は、暗い赤を表現する際の粒子の分布を示す。
第１画素電極３５Ｂにマイナスの電圧ＶＬを印加すると第１画素電極３５Ｂ上の対向電極３７（不図示）側に黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）が集合し、印加電圧の大きさ等に応じて所定の範囲に分布する。黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の分布領域２６Ｒ以外では透明な分散媒２１（Ｔ）と無帯電粒子２８（Ｒ）が見えることとなる。ここでは、負帯電粒子２６（Ｂ）による黒表示が画素領域全体のおよそ１／３の面積を占め、無帯電粒子２８（Ｒ）による赤表示が画素領域全体のおよそ２／３の面積を占めている。このような黒表示（黒粒子）の分布によって暗い赤を表現することができる。
【０１０８】
図２０は、明度および彩度を同時に制御する際の黒粒子および白粒子の分布を示す。
図２０に示すように、第１画素電極３５Ｂにマイナスの電圧Ｖｌを印加し、第２画素電極３５Ｃにプラスの電圧ＶＨを印加する。この第１画素電極３５Ｂに印加する電圧Ｖｌは、全ての負帯電粒子２６が対向電極３７側へ移動するときの電圧（ＶＬ）よりも小さい電圧である。極性および大きさの異なる電圧を各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに印加すると、第１画素電極３５Ｂ上の対向電極３７側に黒色の負帯電粒子２６が集合して印加電圧の大きさ等に応じて所定の範囲に分布する。また、第２画素電極３５Ｃ上の対向電極３７側に正帯電粒子２７（Ｗ）が集合して印加電圧の大きさ等に応じて所定の範囲に分布する。これにより、負帯電粒子２６（Ｂ）の分布領域２６Ｒの周辺に、当該分布領域２６Ｒよりも小さい正帯電粒子２７（Ｗ）の分布領域２７Ｒが存在することになり、大きな黒表示スポットとこれよりも相対的に小さい白表示スポットとが表示され、全体的に明度と彩度を低下させた赤を表現することができる。
【０１０９】
本実施形態の電気泳動表示装置２００は、第１基板３０上に１画素内に複数の第１画素電極３５Ｂと第２画素電極３５Ｃとが設けられており、これら第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃは互いに独立に駆動され、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに視認される黒白の帯電粒子２６，２７の各分布面積により階調を制御する構成とされている。
【０１１０】
本実施形態の構成によれば、着色粒子や着色分散媒などの組み合わせによってカラー表示を行うことが可能である。また、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃにそれぞれに印加される電圧の大きさや印加時間によって対向電極３７上にマイナスに帯電した負帯電粒子２６（Ｂ）とプラスに帯電した正帯電粒子２７（Ｗ）の２次元あるいは３次元的な分布を制御することができる。これによって、対向基板３１０側から見た表示色の階調を制御することが可能となっている。対向電極３７上での各粒子２６，２７の分布範囲（ドットの大きさ）によって表示画像の階調を制御することで任意の色の表示を実現できる。
【０１１１】
このとき、第１実施形態の図４の場合と同様に、分布領域２６Ｒ、２７Ｒの境界では完全な黒、白表示とはならないが、分布領域２６Ｒ、２７Ｒを視認したときの実効的な面積で階調を制御し、明度と彩度の制御を行なっている。
【０１１２】
また、各第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに印加する電圧の印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することも可能である。
【０１１３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電気泳動表示装置について述べる。本実施形態は、第２実施形態の電気泳動表示装置及びその駆動方法をより具体的に構成したものに相当する。
図２１は１画素における接続電極および画素電極の構成を模式的に示す平面図である。
図２２は１画素における素子基板上の構成を詳細に説明するための平面図であって、図２３は図２２のＣ−Ｃ断面図である。図２４は本実施形態の電気泳動表示装置の部分断面図である。
【０１１４】
図２１に示すように、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃは２方向（例えば、走査線あるいはデータ線の延在方向）に沿って交互にパターン配列されている。本実施形態では、１画素（画素４０）内に２つの接続電極４４Ａ，４４Ｂが設けられている。
各接続電極４４Ａ，４４Ｂは、上記２方向（例えば、走査線あるいはデータ線の延在方向）に沿って延在する直角に屈曲した、く字状の幹部４４１と当該幹部４４１によって連結された複数の枝部４４２とを有してなる。複数の枝部４４２は、幹部４４１の延在方向とは異なる方向（ここでは、枝部４４２に対して約４５°の方向）に互いに平行に延在しており、すべての枝部４４２の延在長さが異ならせてある。幹部４４１の角部（屈曲部分）付近から延出する枝部４４２が最も長く、該幹部４４１から遠ざかる幹部４４１ほど短い長さとなっている。各接続電極４４Ａ，４４Ｂは櫛歯状を呈しており、互いにかみ合うようにして画素４０内に配置されている。つまり、第１接続電極４４Ａの枝部４４２の両側に第２接続電極４４Ｂの枝部４４２が存在する状態となっている。第１接続電極４４Ａの枝部４４２は第１画素電極３５Ｂに対応し、第２接続電極４４Ｂの枝部４４２は第２画素電極３５Ｃに対応している。
【０１１５】
図２２および図２３に示すように、第１画素電極３５ＢはコンタクトホールＨ３を介して第１接続電極４４Ａに接続され、第２画素電極３５ＣはコンタクトホールＨ４を介して第２接続電極４４Ｂに接続されている。第１画素電極３５Ｂは第１接続電極４４Ａと、第２画素電極３５Ｃは第２接続電極４４Ｂとそれぞれ平面視で対向しており、各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに対する各接続電極４４Ａ，４４Ｂの枝部４４２，４４２の短辺方向の長さＬ２は適宜設定される。
【０１１６】
そして、１画素を区画するようにしてシール材１３が配置され、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃを囲むように枠状を呈している。シール材１３は、上述したように液晶装置と同様の材料が用いられ、ここではＵＶ硬化型のアクリル系の材料を用いた。
あるいは熱硬化型のエポキシ系樹脂を用いてもよい。
【０１１７】
ここでは、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃが平面視で円形状に形成されている。第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃの直径はセルギャップよりも小さい形状とされており、セルギャップの１／２以下がより好ましい。
また、第１画素電極３５Ｂと第２画素電極３５Ｃは同一画素エリア内で重ならないように、互いに距離を設けて混在するようにして形成されている。
【０１１８】
図２４に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置４００は、上述したような構成の第１基板３０と第２基板３１との間に電気泳動層３２が挟持されてなり、該電気泳動層３２には透明な分散媒２１（Ｔ）中にマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）とプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）と赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とが保持されている。より詳しくは、第１基板３０から画素電極３５Ｂ、３５Ｃまでを含む素子基板３００と、第２基板３１及び対向電極３７を含む対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されている。ここで、第１基板３０上に形成された第１接続電極４４Ａおよび第２接続電極４４Ｂのいずれか一方は外部回路と接続するための接続部を有している。例えば、本実施形態においては第２接続電極４４Ｂの一部が外部回路との接続部４４ａとなっている。
【０１１９】
図２５は第３実施形態の電気泳動表示装置を駆動する際の駆動波形を示す。
ここでは、最初に白表示を行い、それを一旦保持した後、暗い赤に書き換える動作を図１４〜図１７に基づいて説明する。対向電極３７にはグランド電位（Ｖｃｏｍ）を印加し、この状態で第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに所定の電圧を印加する。
【０１２０】
［プリセット期間Ｔ１１］
まず、図１４（ａ）となるようにプリセット動作（第１のプリセット動作）を行う。第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨ（正の最大値）を印加してマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）を第１画素電極３５Ｂ側に吸着させ、同時に第２画素電極３５Ｃに大きなマイナスの電圧ＶＬ（負の最大値）を印加してプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を第２画素電極３５Ｃ側に吸着させる。このようにして画素４０内を赤表示とし初期状態にする。
【０１２１】
［書き込み期間Ｔ１２］
続いて、書き込み動作を実行する。白表示を行うためにプラスの電圧ＶＨを第２画素電極３５Ｃに印加する。第１画素電極３５ＢにはＶｃｏｍまたは図２５に示すような黒粒子２６が第１画素電極３５Ｂ上から離れない程度（白粒子２７が第１画素電極３５Ｂ上に吸着しない程度）のマイナス電圧Ｖｌ１を印加する。このようにして、第１画素電極３５Ｂ上に黒粒子２６（Ｂ）を吸着させておく。そして、白粒子２７（Ｗ）のみが対向電極３７側へと移動して、対向電極３７の表面全体を覆うように分布する。これにより対向基板側から見ると白粒子２７（Ｗ）のみが視認されて白表示になる（図１４（ｃ））。
なお、第１画素電極３５Ｂには上記したプリセット期間から続けてプラスの電圧ＶＨを印加したままでも良いが、ここでは、小さなマイナス電圧Ｖｌ１を印加することで黒粒子２６の剥離と白粒子が第１画素電極３５Ｂに飛来することを防止している。
【０１２２】
［画像保持期間Ｔ１３］
次に、表示を保持するための動作を実行する。ここでは、画像を書き換えずに保持するために第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５ＣにはＶｃｏｍが印加されることになる。第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃおよび対向電極３７の３電極すべてをハイインピーダンス状態にしてもよい。
【０１２３】
［プリセット期間Ｔ２１］
次に、暗い赤表示に書き換える場合は、上述したようなプリセット動作（第２のプリセット動作）を実行する。ただし、今回は第１画素電極３５Ｂに大きなマイナスの電圧ＶＬを印加し、第２画素電極３５Ｃに大きなプラスの電圧ＶＨを印加する。これにより、先のプリセット動作（第１のプリセット動作）のときとは逆の色の粒子を各画素電極３５Ｂ，３５Ｃ側に集合させる。第１画素電極３５Ｂ側にプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を吸着させ、第２画素電極３５Ｃ側にマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）を吸着させる（図１７（ｂ））。
こうすると、対向電極３７を含めた３つの電極間に交流電圧が印加されて、直流電圧がかからないので電気泳動材料の劣化や電極の腐食を防止することができる。
【０１２４】
［書き込み期間Ｔ２２］
続いて、書き込み動作を実行する。第２画素電極３５Ｃに、絶対値が電圧Ｖｌ１より小さく電圧Ｖｃｏｍより大きいマイナスの電圧Ｖｌ２（｜Ｖｃｏｍ｜＜｜Ｖｌ２｜＜｜Ｖｌ１｜）を印加して、黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の一部を対向電極３７側へと移動させる。このとき、第１画素電極３５ＢにはＶｃｏｍまたは図２５に示すような白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が第１画素電極３５Ｂから離れない程度（黒粒子２６が第１画素電極３５Ｂ上に吸着しない程度）の小さなプラス電圧Ｖｈを印加する。このようにして、第１画素電極３５Ｂ上に正帯電粒子２７（Ｗ）を吸着させておく。これにより、対向電極３７側では多くの赤色の無帯電粒子２８（Ｍ）と少量の黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）が分布した状態となり、暗い赤色が表示される。ここで先と同様に電圧Ｖｈの代わりに電圧ＶＬを用いても良い。
【０１２５】
［画像保持期間Ｔ２３］
書き込みを終えると、第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃおよび対向電極３７の３つの電極にＶｃｏｍを印加する。これにより、上記３つの電極がハイインピーダンス状態となり、表示が保持される。電力は消費されない。
【０１２６】
このように、プリセット動作および書き込み動作は続けて行うのではなく各動作の間に保持動作を実行してもよい。保持状態は実質的に各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに画像を書き換える電圧が外部から印加されない状態をさす。また、Ｖｌ、Ｖｈは、例えば一方の画素電極上の黒粒子、白粒子が動かずに、他方の画素電極上の粒子が対向電極３７に所定の量、位置に移動するための電圧である。それが達成できれば極性、大きさは問わない。
【０１２７】
上記電圧の大小関係は一例である。なぜなら、これらの値の大小関係は画素電極３５Ｂと画素電極３５Ｃとの距離や、画素電極３５Ｂ、３５Ｃと対向電極３７との距離、画素電極３５Ｂ、３５Ｃの大小や電気泳動材料によっても変わるからである。
さらにプリセット期間に２つの画素電極３５Ｂ、３５Ｃに印加する電圧の極性の切り替えは１画面毎でなく、複数の画面毎でも良い。
また、Ｖｃｏｍはグランド電圧に限らない。
【０１２８】
上記駆動方法において対向電極３７に印加する電圧をＶｃｏｍとし一定としたが、交流電圧を印加しても良い。例えば、Ｖｃｏｍをグランド電位と電圧ＶＨとの間で振ってもよい。Ｖｃｏｍがグランド電位の際に、画素電極３５Ｂ（３５Ｃ）に電圧ＶＨ等のプラスの電圧を印加すれば、上記実施形態において画素電極３５Ｂ（３５Ｃ）にプラスの電圧を印加した場合と同様の動作を行うことができる。また、Ｖｃｏｍが電圧ＶＨである際に、画素電極３５Ｂ（３５Ｃ）にグランド電位、又はグランド電位と電圧ＶＨとの中間電位を印加することで、画素電極３５Ｂ（３５Ｃ）は相対的に対向電極３７の電位より小さくなり、上記実施形態において画素電極３５Ｂ（３５Ｃ）にマイナスの電圧を印加した場合と同様の動作を行うことができる。
上記実施形態では、画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃには振幅│ＶＨ−ＶＬ│の電圧が印加されるが、交流電圧を印加するようにすれば振幅を｜ＶＨ｜に低減させる事ができる。
【０１２９】
以下、本実施形態の動作を実現するための具体的な構成について述べる。
図２６は、電気泳動表示装置における等価回路図である。
本実施形態の電気泳動表示装置では１画素内に２つの選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が設けられている。図２６に示すように、１画素における画素回路は、電気光学材料としての電気泳動層３２と、この電気泳動層３２を電気分極状態を保持するための保持容量Ｃ１，Ｃ２と、スイッチング動作を行って保持容量Ｃ１，Ｃ２に電荷を蓄積させるための選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、を含んでそれぞれが構成されている。
【０１３０】
選択トランジスタＴＲ１は、ゲートに走査線６６（第１走査線）が接続され、ソースにデータ線６８（第１データ線）が接続され、ドレインに電気泳動層３２が接続されている。選択トランジスタＴＲ２は、ゲートに走査線６６（第２走査線）が接続され、ソースにデータ線６８（第２データ線）が接続され、ドレインに電気泳動層３２が接続されている。
【０１３１】
具体的には、列方向で隣り合う画素４０Ａ，４０Ｂのうち画素４０Ａにおいては、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のそれぞれのゲートにｍ行の走査線６６が接続されている。
そして、選択トランジスタＴＲ１のソースにＮ（Ａ）行のデータ線６８が接続され、ドレインに電気泳動層３２および保持容量Ｃ１の一方の電極が接続されている。一方、選択トランジスタＴＲ２のソースにＮ（Ｂ）行のデータ線６８に接続され、ドレインに電気泳動層３２および保持容量Ｃ２の一方の電極が接続されている。
ここで保持容量Ｃ１、Ｃ２は無い構成も可能である。また電気泳動層３２に電圧を印加するための、保持容量以外の手段を具備しても良い。
【０１３２】
図２７は、第３実施形態の１画素における具体的な構成例を示す平面図である。
図２７に示すように、本実施形態の第１接続電極４４Ａおよび第２接続電極４４Ｂは平面視櫛歯状を呈しており、これらを覆うようにして第１基板３０上に形成された層間絶縁膜（不図示）に形成されたコンタクトホールＨ３，Ｈ４を介してその上に形成された第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃと接続されている。画素電極３５と容量線６９とが重なる領域に保持容量Ｃ１，Ｃ２（図２６）が形成されている。
【０１３３】
第１接続電極４４ＡにはコンタクトホールＨ３を介して第１画素電極３５Ｂが接続され、第２接続電極４４ＢにはコンタクトホールＨ４を介して第２画素電極３５Ｃが接続されている。素子基板３００と対向基板３１０との間隔を保持するためのスペーサーＳＰは、感光性アクリルを用いて柱状を呈する厚さ（高さ）４０μｍを有してなり、複数の画素４０に１つの割合で用いた。
【０１３４】
本実施形態では、赤表示としたが、同様に緑表示および青表示を用いてフルカラー表示や色相の制御を行うことも可能である。この場合は、赤、青、緑のサブ画素間を隔壁等の分離手段で分離し、着色された粒子又は分散媒が混ざらないようにする。赤、青、緑の３つのサブ画素を並置して１画素を構成する。これにより、色相の制御も行うことができ、フルカラー表示が可能となる。
【０１３５】
本実施形態では走査線６６を順次選択することによって第１選択トランジスタＴＲ１および第２選択トランジスタＴＲ２を介して各接続電極４４Ａ，４４Ｂおよび各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに電圧を供給する。
【０１３６】
黒粒子、白粒子および分散媒の極性や無帯電の選択基準は特になく、どの組み合わせで行ってもよい。
【０１３７】
なお、図２５で示したプリセット状態の後の電圧は図１４〜図１７に対応した電圧の絶対値の大きさで制御したが、これに限らない。電圧印加時間の長短を含めて制御してもよい。このときは、図１４〜図１７で述べた表示と電圧との関係が一部逆転することもあり得るためこれに限らない。
【０１３８】
対向電極３７、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに用いる透明電極の構成材料としては、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、またはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンオキシド等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＫＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＮＯ３、ＬｉＳＣＮ等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープした錫酸化物（ＦＴＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ２）、インジウム酸化物（ＩＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１３９】
なお、画素電極３５Ｂ，３５Ｃに用いる電極の材料としては、視認側とは反対側に位置するため透明である必要はなく、金属、シリサイド、銀などのペースト等を用いてもよい。
【０１４０】
分散媒２１の材料としては、実質的に無色透明であることが好ましい。このような分散媒としては、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒としては、例えば各種類（蒸留水、純水、イオン交換水等）、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類、シクロへキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン、トルエンのような長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、流動パラフィンなどの鉱物油類、リノール酸、リノレン酸、オレイン酸等の植物油類、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系液体またはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
また、気体や真空の空間を分散媒２１として用いることもできる。
【０１４１】
また、分散媒２１中には、必要に応じて、例えば、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等カップリング剤の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。
【０１４２】
分散媒２１中に含まれる、帯電粒子、無帯電粒子および透明粒子は、それぞれいかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、染料粒子、顔料粒子、樹脂粒子、セラミックス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも１種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
【０１４３】
顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、三酸化アンチモン、硫化亜鉛、亜鉛華等の白色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー等の黄色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料、フェロシアン化第二鉄等のシアン色顔料、あるいは無機酸化鉄等のマゼンタ色顔料等が挙げられる。無機顔料、有機顔料を用いることも出来る。
これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４４】
上記顔料の代わりに染料を用いて染料粒子を構成できる。この場合は白色顔料に染料を混入させても良いし、着色の顔料と混ぜて用いても良い。例えばカルボニウム系のマゼンタ等の染料を用いることもできる。
【０１４５】
また、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ロジン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、スチレンとアクリロニトリルを共重合したＡＳ樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４６】
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。また、分散媒２１中に含まれる各種粒子としては、粒子の中心を空洞にした構造のものを用いても良い。このような構成によれば、粒子の表面で光を散乱させることに加えて、粒子内部の、空洞を構成する壁面においても光を散乱させることができ、光の散乱効率を向上させることが可能となる。よって、白、及びその他の色の発色性を向上させることができる。
【０１４７】
また、このような電気泳動粒子の分散媒中における分散性を向上させることを目的に、各粒子の表面に、分散媒と相溶性の高い高分子を物理的に吸着させたり、化学的に結合させたりすることができる。これらの中でも、電気泳動粒子の表面からの離脱着の問題から、高分子が化学的に結合しているものが特に好ましい。かかる構成とすれば、電気泳動粒子の見かけの比重が小さくなる方向に作用して、電気泳動粒子の分散媒での親和性、すなわち分散性を向上させることができる。
【０１４８】
このような高分子としては、例えば、電気泳動粒子と反応性を有する基と帯電性官能基を有する高分子、電気泳動粒子と反応性を有する基と長鎖アルキル鎖、長鎖エチレンオキシド鎖、長鎖フッ化アルキル鎖、長鎖ジメチルシリコーン鎖等を有する高分子、および、電気泳動粒子と反応性を有する基と帯電性官能基と長鎖アルキル鎖、長鎖エチレンオキシド鎖、長鎖フッ化アルキル鎖、長鎖ジメチルシリコーン鎖等を有する高分子等が挙げられる。
【０１４９】
上述したような高分子において、電気泳動粒子と反応性を有する基としては、例えば、エポキシ基、チオエポキシ基、アルコキシシラン基、シラノール基、アルキルアミド基、アジリジン基、オキサゾン基、およびイソシアネート基等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を選択して用いることができるが、用いる電気泳動粒子の種類等に応じて、選択するようにすればよい。
【０１５０】
電気泳動粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．０１〜１０μｍ程度であるのが好ましく、０．０２〜５μｍ程度であるのがより好ましい。
【０１５１】
また、画素電極３５Ｂ，３５Ｃと接続電極４４Ａ，４４Ｂとの絶縁性を確保するための絶縁膜の材料としてアクリルを用いている。これ以外の材料を用いることも可能であり、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜、有機絶縁膜も可能である。
【０１５２】
素子基板３００に含まれる第１基板３０および対向基板３１０に含まれる第２基板３１としては、ＰＥＴ基板以外の有機絶縁基板、薄ガラス等の無機ガラス基板や無機材料および有機材料からなる複合基板を用いてもよい。
【０１５３】
なお、上述した本実施形態の駆動方法は、先に記載した第１実施形態および第２実施形態の電気泳動表示装置にも適用することができる。各実施形態の電気泳動表示装置においても、表示の書き換え動作の前に各画素電極および対向電極に対して電気泳動粒子を対向電極側へ移動させる電圧をそれぞれに印加することによって、一旦初期状態に戻るので、新たな表示の書き込みが可能となる。一度初期状態に戻すことによって電気泳動粒子の移動がスムーズに行われ、印加電圧に応じた階調の表示が確実に実現される。
【０１５４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の電気泳動表示装置について述べる。本実施形態は、第２実施形態の電気泳動表示装置及びその駆動方法をより具体的に構成したものに相当する。
図２８は、第４実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図である。
本実施形態では、平面視円形状ではなく矩形状の第１画素電極３５Ｄおよび第２画素電極３５Ｅ（第３電極）が複数示されており、それぞれが平行した状態で互いに所定の間隔をおいてストライプ状に配列されている。第１画素電極３５Ｄおよび第２画素電極３５Ｅは一方向に交互に配列されており、それぞれ短辺の長さＬ３がセルギャップよりも短い長さに設定され、１／２以下の長さであることがより好ましい。
【０１５５】
図２９は、図２８に示した１画素の構成を具体的に示す平面図である。
図２９に示すように、第１基板３０上には画素電極３５Ｄ，３５Ｅの配列方向に沿って延在する２つの接続電極４４Ｃ，４４Ｄが形成されている。第１接続電極４４ＣにはコンタクトホールＨ５を介して第１画素電極３５Ｄが接続されており、第２接続電極４４ＤにはコンタクトホールＨ６を介して第２画素電極３５Ｅが接続されている。
【０１５６】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の電気泳動表示装置について述べる。本実施形態は、第２実施形態の電気泳動表示装置及びその駆動方法をより具体的に構成したものに相当する。
図３０は、第５実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図である。
ここでは、第１画素電極３５Ｄと第２画素電極３５Ｅとの間に電極未形成領域Ｓが設けられている。この電極未形成領域Ｓには実際に電極は形成されておらず、スペースが設けられている。第１画素電極３５Ｄ、第２画素電極３５Ｅおよび電極未形成領域Ｓの配置順としては、一方向に第１画素電極３５Ｄ、電極未形成領域Ｓ、第２画素電極３５Ｅの順に繰り返しパターン配列されている。
このように、各画素電極３５Ｄ，３５Ｅどうしの間に電極未形成領域Ｓを適宜設けた構成としてもよい。
【０１５７】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態の電気泳動表示装置について述べる。本実施形態は、第２実施形態の電気泳動表示装置及びその駆動方法をより具体的に構成したものに相当する。
図３１は、第６実施形態の電気泳動表示装置における画素電極の配置例について示す平面図である。
本実施形態では、平面視円形状の第１画素電極３５Ｂと第２画素電極３５Ｃとの間に電極未形成領域Ｓが設けられている。第１画素電極３５Ｂは黒粒子に対応し、第２画素電極３５Ｃは白粒子に対応していることから、電極未形成領域Ｓ上には黒粒子も白粒子も集合せず、無帯電の赤粒子のみが存在することになる。
本実施形態においても対向電極上に分布する黒粒子および白粒子のスポット大きさを調整することによって各画素において彩度および明度の制御を行うことができる。
【０１５８】
次に、他の実施例について述べる。
図３２および図３３は他の実施例の概略構成を示す断面図である。
図３２（ａ）では赤粒子の変わりにマゼンタ粒子を用いた。無色透明な分散媒２１（Ｔ）中には、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）とプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）とマゼンタ色の無帯電粒子２８（Ｍ）が保持されている。この場合、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬを印加することで薄いマゼンタ表示が可能となる。
なお、帯電粒子としてさらにシアン、イエローを用い、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかの帯電粒子を含むサブ画素を設けることにより色相の制御を行うことができ、カラー表示が可能となる。
【０１５９】
図３２（ｂ）では赤色の分散媒２１（Ｒ）中に黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が保持されている。この場合、図１４から図１７を用いて説明したものと同様に、第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃに電圧を印加することで赤の明度、彩度の制御が可能である。
【０１６０】
図３２（ｃ）ではマゼンタ色の分散媒２１（Ｍ）中に黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が保持されている。この場合も、図３２（ｂ）と同様にマゼンタの明度、彩度の制御が可能である。
なお、図３２（ｃ）では、図３２（ａ）で表示可能なマゼンタ色よりも濃い色の表示が可能である。
また、帯電粒子、無帯電粒子および分散媒の色としてはＣＭＹ、ＲＧＢなどを用いてもよい。
図３２（ｂ）、（ｃ）においてもサブ画素を用いることによりカラー表示が可能である。
【０１６１】
図３３（ａ）では、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に、マイナスに帯電したシアン色の負帯電粒子２６（Ｃ）とプラスに帯電したイエロー色の正帯電粒子２７（Ｙ）と、マゼンタの無帯電粒子２８（Ｍ）が保持されている。この場合、図１４から図１７に示した方法を用いて第１画素電極３５Ｂ、第２画素電極３５Ｃに電圧を印加することによって薄いカラー表示が可能となる。この場合は、帯電粒子の分布を用いて明度、彩度だけでなく色相の制御も行なう。明度、彩度、色相の制御には帯電粒子の分布する面積も用いるが、粒子を混在させることによる混色も用いる。例えば、シアン粒子の近くにイエロー粒子が存在する領域では、両粒子で反射した光は両者の共通の透過光である緑色となり、緑色の光のみが観察側に反射する。このように、異なる色粒子で反射、散乱させることによって混色を得る。このような帯電粒子の混在は、図１５（ｂ）の白色の正帯電粒子２７（Ｗ）、黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の各々をシアン、マゼンタ、イエローのいずれかの粒子に置き換えたような状態である。また、無帯電粒子と帯電粒子間でも混在すれば混色が可能である。
この方法ではサブ画素を用いないので、隔壁のようなサブ画素の分離手段も用いない。
【０１６２】
図３３（ｂ）では、図３３（ａ）の無色透明の分散媒２１（Ｔ）に代えてマゼンタ色の分散媒２１（Ｍ）を用いた。また、マゼンタ色の無帯電粒子は用いていない。この場合、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬを印加することによって濃いマゼンタ表示が可能である。
【０１６３】
図３３（ｃ）では、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に、マイナスに帯電したシアンの負帯電粒子２６（Ｃ）と、プラスに帯電した赤色の正帯電粒子２７（Ｒ）と、無帯電粒子である透明粒子２９が保持されている。この場合、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬを印加することによって白表示が可能となる。対向電極３７側から入射した光は分散媒２１（Ｔ）中に浮遊している透明粒子２９によって乱反射されて表示面（対向電極３７）側から放出される。これにより明るい白表示が得られる。
このように、透明粒子２９を混在させておくことにより、分散媒２１中において光を効果的に散乱させることができ、表示輝度を向上させることができる。その結果、高いコントラスト表示が可能となる。
【０１６４】
ここでは赤とその補色であるシアンとの組み合わせの例を示しており、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃに印加する電圧の大きさを制御して、シアンの負帯電粒子２６（Ｃ）および赤色の正帯電粒子２７（Ｒ）の一部をそれぞれ対向電極３７側へと移動させて各々を３次元的に混在（分布）させることで黒表示が可能である。
なお、他の補色の組み合わせである青とイエロー、緑とマゼンタも可能である。これらのサブ画素を並置させ、１画素としてカラー表示を行うことも可能である。
本発明のように、着色分散媒と着色粒子とを任意に組み合わせることによりフルカラー表示が可能となる。
【０１６５】
図３３（ｄ）では、第１画素電極３５Ｂおよび第２画素電極３５Ｃの下層に赤色のカラーフィルターＣＦ（Ｒ）が設けられている。そして、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に黒の負帯電粒子２６（Ｂ）と白の正帯電粒子２７（Ｗ）とが保持されている。この場合、第１画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに第２画素電極３５Ｃにマイナスの電圧ＶＬを印加することによって赤表示が可能となる。この例では第１画素電極３５Ｂと第２画素電極３５Ｃに帯電粒子を集めた時も対向電極３７側から粒子が見える。この状態を基準として対向電極３７側に粒子を移動させて表示を行う。この例のように表示の制御は対向電極３７近傍にある粒子だけでなく、画素電極側も含めた対向電極３７側から見える粒子の分布、面積を用いて行なうことができる。
上述した実施形態と同様に、緑、青のサブ画素と組み合わせることでフルカラー表示が可能となる。
また図示していないが、カプセル型の電気泳動層を用いることもできる。
【０１６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６７】
上述した各実施形態において、表示の書き換え動作の前に各電極に対して帯電粒子を画素電極側へ移動させる電圧をそれぞれに印加するプリセット動作を実施することで、表示の書き換えをスムーズに行えるようにする。
【０１６８】
また、先の実施形態においては、１画素内に総面積が１／４画素以下の複数の画素電極３５が設けられている構成や、総面積が１／４画素以下の複数の第１画素電極３５Ｂおよび複数の第２画素電極３５Ｃが設けられている構成について述べたが、１画素内に１／４画素以下の面積を有する画素電極３５を各画素に１つずつ設けるようにしてもよい。
また、各実施形態では液体の分散媒を用いているが、分散媒は気体でも良い。
【０１６９】
［電子機器］
次に、上記各実施形態の電気泳動表示装置を電子機器に適用した場合について説明する。
図３４は、本発明の電気泳動表示装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。
図３４（ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。
【０１７０】
図３４（ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１１０１を備えている。
【０１７１】
図３４（ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１２０２を備えている。
【０１７２】
例えば電子ブックや電子ペーパーなどは、白地の背景上に文字を繰り返し書き込む用途が想定されるため、消去時残像や経時的残像の解消が必要とされる。
なお、本発明の電気泳動表示装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。
【０１７３】
以上の電子ブック１０００、腕時計１１００及び電子ペーパー１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、カラー表示手段を備えた電子機器となる。
【０１７４】
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
【０１７５】
図３５は、電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図である。
上記した図１（ａ）では、画素電極３５から対向電極３７に向かって正帯電粒子２７（Ｗ）の一部が移動して、移動した大多数の帯電粒子が対向電極３７に到達してその近傍に位置している。しかし実際には、図３５に示すように画素電極３５を離れた帯電粒子の全てが対向電極３７に到達するのではなく、画素電極３５と対向電極３７との間の分散媒２１中に位置する帯電粒子２７（Ｗ）もいくつか存在する。この場合においても、黒色の分散媒２１（Ｂ）中に位置する白色の帯電粒子２７（Ｗ）を含めた、対向電極３７側から見た実効的な粒子の分布面積により階調や混色を表現する。
【０１７６】
図３６（ａ），（ｂ）は、電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図であって、（ａ）は、マイナス電圧印加時、（ｂ）は、プラス電圧印加時の様子を示している。
上記した図２（ａ）では、略全ての帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５の近傍に位置し、図２（ｂ）では、略全ての帯電粒子２７（Ｗ）が対向電極３７の近傍に位置しているが、このような分布状態にするには、それぞれ所定の電圧をある程度長い時間又は大きな電圧を印加する必要がある。
【０１７７】
図３６（ａ）に示すように、画素電極３５へのマイナス電圧ＶＬの印加時間が短い場合には、全ての帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５側へと移動しきらず、一部の帯電粒子２７（Ｗ）が分散媒２１（Ｂ）中に位置することになる。また、図３６（ｂ）に示すように、画素電極３５へのプラス電圧ＶＨの印加時間が短い場合には、全ての帯電粒子２７（Ｗ）が対向電極３７側へと移動しきらず、一部の帯電粒子２７（Ｗ）が分散媒２１（Ｂ）中に位置することになる。この場合においても、分散媒２１（Ｂ）中の帯電粒子２７（Ｗ）を含めた、対向電極３７側から見た実効的な粒子の分布面積により階調や混色を表現する。
【０１７８】
以上のように、一部の帯電粒子が分散媒２１（Ｂ）中に位置していても、電気泳動表示装置の動作は可能である。これは、１画素中に互いに独立して駆動される２種の画素電極を用いた場合も同様である。
【０１７９】
図３７は、１画素の等価回路の変形例を示す図である。
図３７に示すように、２トランジスタ２キャパシタ構成を用いてもよい。この場合、スイッチングトランジスタＴＲ１を介してデータ線６８から保持容量Ｃｓに画像データを書き込む。保持容量Ｃｓに保持される電圧は、制御トランジスタＴＲ２のゲート電極４１ｅに印加されて、制御トランジスタＴＲ２はゲート電圧に応じた導通状態となる。制御トランジスタＴＲ２のソース電極４１ｃには信号線７０が接続され、信号電位が印加されている。また、ドレイン電極４１ｄには、電気泳動材料からなる電気光学材料が画素電極３５を介して接続されている。制御トランジスタＴＲ２の導通状態に応じて信号電位が変調されて電気光学材料に印加される。すなわち、データ線６８から書き込まれた画像データに従って、信号電位が変調されて電気光学材料に印加される。このようにして表示を行う。
ここで、保持容量Ｃｓは特別に形成してもいいし、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２の寄生容量を用いてもよい。また、これに以外にも本発明に用いることのできる等価回路としては、特に制限はない。
【０１８０】
図３８，３９，４０は図７、図９（ａ）、（ｂ）の変形例である。また、図３９は、図３８の略図を具体的な１画素のレイアウトの平面図に書き直したもの、図４０は、図３９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図３８に示すように、ここでは、素子基板３００の最上層に島状の画素電極３５が形成されていない。
本実施例では、第１基板３０から絶縁膜４２までを含む素子基板３００と、第２基板３１および対向電極３７を含む対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されてなり、第１基板３０上に形成された接続電極４４の一部が外部回路との接続部４４ａとなっている。
【０１８１】
絶縁膜４２には、接続電極４４を部分的に露出させるための貫通孔５１が多数形成されている。具体的には、図３９および図４０に示すように、接続電極４４と重なるように接続電極４４の形状に倣って多数の貫通孔５１が所定の間隔をおいて形成されており、各貫通孔５１を介して接続電極４４が部分的に露出している。これら多数の貫通孔５１内において露出する接続電極４４の一部は、先の実施形態で示した島状の画素電極３５と同様の機能を果たすものであり、電気泳動層３２と接している。このような構成であっても、電気泳動表示装置としての動作は、先の実施形態と同様である。
【０１８２】
例えば、接続電極４４にマイナス電圧ＶＬを印加すると、正帯電粒子２７（Ｗ）が貫通孔５１内で露出する接続電極４４側に引き寄せられるようにして、貫通孔５１内へ入り込むことになる。このため、接続電極４４への電圧の印加をやめた場合でも、多数の正帯電粒子２７（Ｗ）が貫通孔５１内に保持されるので、非電圧印加状態へ移行した際の粒子同士の広がりを防止することができる。
【０１８３】
ここで、接続電極４４は、必ずしも絶縁膜から露出させなくても良い。例えば、図４０では、層間絶縁膜４２Ａ，４２Ｂを共に貫通させて接続電極４４を露出させる構成としたが、層間絶縁膜４２Ｂのみを貫通させて、層間絶縁膜４２Ａを残しておく構成としてもよい。この構成であっても、層間絶縁膜４２Ｂが除去された部分はこれが存在する他の領域よりも層間絶縁膜４２Ｂでの電圧降下が少なく、より効率的に電気光学材料に電圧を印加することができる。このため、層間絶縁膜４２Ｂのみに形成された貫通孔の直下に存在する接続電極４４Ａの一部が、実効的に画素電極３５Ａとして機能することになる。
【０１８４】
図４１は、図１１の変形例であって、１画素の構成例を示す。
上記した図１１では、ストライブ状に配列された複数の画素電極３５Ａどうしが、これら複数の画素電極３５Ａの下層側に設けられ、かつ、複数の画素電極３５Ａの配列方向に沿って延在する平面視矩形状の接続電極４４Ａを介して相互に接続された構成となっているが、図４１に示すように、接続電極４４Ａを、画素電極３５Ａも含むような櫛歯形状で形成してもよい。この場合には、接続電極４４Ａ上に積層された絶縁膜４２にストライプ状の長孔５２を複数形成して接続電極４４Ａを部分的に露出させる構成とし、この長孔５２内において露出する接続電極４４Ａの一部を島状の画素電極３５Ａとして機能させても良い。
また、図３８，３０，４０，４１に示したように画素電極３５を別層で設けない場合は、少なくとも貫通孔５１内の接続電極４４の表面の材料を対向電極３７と同一材料とする事が信頼性の点から好ましい。
【０１８５】
また、上記した実施形態や変形例において、接続電極は細い配線で形成されており、画素エリアを覆うベタ状の電極ではない。ベタ状電極の場合、画素エリア以外の領域でも、層間絶縁膜を介して電気光学材料に多少なりとも電圧が印加される。これは、本発明の電気泳動表示装置の動作を阻害する方向に働いてしまう。例えば、図２（ａ）のように、帯電粒子を画素電極上に集める際に、一部の帯電粒子が接続電極上に残されるなどして集めにくくなってしまう。このような現象を少なくするために、接続電極の電位が電気光学材料に印加されない構成とすることが好ましい。そのためには、接続電極を細い配線で形成したり、接続電極上の層間絶縁膜の膜厚を厚くしたり、高抵抗とすることが望ましい。
【０１８６】
図４２および図４３は、電気泳動表示装置の他の構成例における帯電粒子の分布状態を示す図である。
図４２（ａ）〜（ｄ）および図４３（ａ），（ｂ）に示す電気泳動表示装置は、１画素内に互いに独立して駆動される２種類の画素電極３５Ａ，３５Ｂの下層側に、基板面上に形成された反射電極４５が設けられている。
上記した図２に示す電気泳動表示装置の構成では、分散媒２１（Ｂ）中での帯電粒子２７（Ｗ）の散乱により色表示を行っていた。本例では、反射電極４５の反射も利用して表示を行う構成となっている。
【０１８７】
図４２および図４３に示す電気泳動表示装置は、透明な分散媒２１（Ｔ）中に、透明粒子からなる２色の負帯電粒子２６（Ｒ），正帯電粒子２７（Ｂ）が、透明な分散媒２１（Ｔ）中に保持されてなる電気泳動層３２を備えた構成となっている。負帯電粒子２６（Ｒ）は赤色の透明粒子からなり、正帯電粒子２７（Ｂ）は青色の透明粒子からなる。
【０１８８】
図４２（ａ）では、画素電極３５Ｂにプラス電圧ＶＨ、画素電極３５Ｃにマイナス電圧ＶＬが印加され、画素電極３５Ｂ上に負帯電粒子２６（Ｒ）が集合し、画素電極３５Ｃ上に正帯電粒子２７（Ｂ）が集合した状態を示している。このとき、対向電極３７側から入射した外光は反射電極４５で反射されて外部へ出射する。このため、白表示が得られる。この白表示を行う動作をプリセット動作として、画像の書き換え時に行うようにしてもよい。
【０１８９】
図４２（ｂ）では、図４２（ａ）に示した白表示を基準として表示を行っており、上記したプリセット動作後、画素電極３５Ｂおよび画素電極３５Ｃにマイナス電圧ＶＬが印加されると、負帯電粒子２６（Ｒ）が画素電極３５Ｂ上から対向電極３７側へと移動して、対向電極３７上に分布した状態を示している。負帯電粒子２６（Ｒ）は透明性を有するため、外部からの入射光は赤粒子を透過した後、反射電極４５で反射されて、再度、赤粒子を透過して外部に出て行くことになる。赤粒子は図１３（ｂ）に示した透過率特性を有し、赤以外の光を吸収する。このため、赤表示となる。
【０１９０】
図４２（ｃ）では、図４２（ａ）に示したプリセット動作後、画素電極３５Ｂ，３５Ｃにプラス電圧ＶＨが印加され、青色の正帯電粒子２７（Ｂ）が画素電極３５Ｃ上から対向電極３７側へと移動して、対向電極３７上に分布した状態を示している。青粒子は、青色以外の光は吸収するので青表示となる。
【０１９１】
図４２（ｄ）では、図４２（ａ）に示したプリセット動作後、まず、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬを印加して赤色の負帯電粒子２６（Ｒ）を対向電極３７側へと移動させた後、画素電極３５Ｃにプラス電圧ＶＨを印加して青色の正帯電粒子２７（Ｂ）を対向電極３７側へと移動させて赤粒子の下に配置させる。このようにして、赤粒子と青粒子とを対向電極３７の近傍に積層させる。これら赤粒子および青粒子を共に透過できる可視光はないため、黒表示となる。
【０１９２】
なお、本例においては、赤色の負帯電粒子２６（Ｒ）を対向電極３７に接触させるような配置となっているが、青色の正帯電粒子２７（Ｂ）を対向電極３７に接触させるように配置しても良い。
【０１９３】
図４３（ａ）は、図４２（ａ）に示したプリセット動作後、画素電極３５Ｂに対してマイナス電圧Ｖｌ（Ｖｌ＜ＶＬ）を印加し、赤色の負帯電粒子２６（Ｒ）の一部を対向電極３７側に移動させている。ここでも、対向電極３７側から見た実効的な面積により赤色の彩度を制御している。このように、対向基板側から見た実効的に視認される粒子の面積により階調を制御している。
【０１９４】
また、黒表示として、図４３（ｂ）に示すように、赤粒子および青粒子を対向電極３７側および分散媒２１（Ｔ）中にランダムに配置させるような電圧を、各画素電極３５Ｂ，３５Ｃに対して印加することでも黒表示は可能である。
ここで、反射電極４５は、第１基板３０の外側（電気泳動層３２側）であって、例えば図９（ａ）、（ｂ）における画素電極３５と同じ層に形成されていてもよいし、それより第１基板３０であってもよい。例えば、トランジスタのソース・ドレイン電極と同じ層に形成されていてもよい。
【０１９５】
また、反射電極４５の電位はフローティングでも良いし、所定の電位が印加されていてもよい。例えば、反射電極４５上へ移動してきた粒子を弾くような電圧を印加することによって、画素電極３５側あるいは対向電極３７側へと粒子をスムーズに移動させることができる。これにより、画像の書き換え時間が短縮されるという効果が得られる。
【０１９６】
図４２（ｄ）および図４３（ｂ）において、黒表示が得られるのは、赤色粒子と青色粒子との波長が重ならないからである。このため、例えば、２粒子の色が互いに補色の関係にあり、波長が重ならない２色を用いることによって、同様の黒表示を行うことができる。
【０１９７】
また、上記実施形態および変形例において、図２，図１４，図１５等では画素電極や対向電極の近傍に帯電粒子を配置させることを記載したが、この際、電気泳動層にメモリー性を持たせることによって、電圧の印加をやめた後でも表示を保持しておくことが可能である。例えば、電気的に帯電粒子を対向電極３７や画素電極３５に吸着させてもよい。
【０１９８】
図４２および図４３において、色粒子は透明粒子としたが、半透明粒子や反射性を有する透明粒子であってもよい。ここで、粒子の反射性に関しては、等方的な散乱光が得られることが望ましい。
【０１９９】
また、画素電極の平面視形状は必ずしも円形状である必要はなく、他の形状であっても良い。
また、第１基板３０上における画素電極どうし距離（間隔）が、画素電極と対向電極との距離（間隔）よりも小さく設定されていてもよい。
また、以上の説明は電気泳動を用いた表示装置について説明したが、現実にはその中に誘電泳動が含まれることもある。両者が混在する場合は厳密にそれらを分離することは困難である。その場合も本願の説明と同様の現象が発生する場合は本願の１事例と考える事が出来る。
また、粒子２６，２７等の移動により生じる分散媒２１の移動により粒子の移動が補助され、移動しやすくなる事もあるが、この場合も上記と同様である。
【符号の説明】
【０２００】
１００，２００，３００  電気泳動表示装置、２１，２１（Ｂ），２１（Ｔ）  分散媒、２６，２６（Ｃ），２６（Ｒ）  負帯電粒子、２６Ｒ  分布領域、２７，２７（Ｙ），２７（Ｂ）  正帯電粒子、２７Ｒ  分布領域、２８  無帯電粒子、２９  透明粒子、３０  第１基板、３００  素子基板、３１  第２基板、３１０  対向基板  ３２  電気泳動層、３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｄ  画素電極（第１電極）、３５Ｃ，３５Ｅ  画素電極（第３電極）、３７  対向電極（第２電極）、４０，４０Ａ，４０Ｂ  画素、４１ａ  半導体層、４１ｂ  ゲート絶縁膜、４１ｃ  ソース電極、４１ｄ  ドレイン電極、４１ｅ  ゲート電極、４２  絶縁膜、４２Ａ  第１層間絶縁膜、４２Ｂ  第２層間絶縁膜、４４  接続電極、４４Ａ  第１接続電極、４４Ｂ  第２接続電極、４４Ｃ  第１接続電極、４４Ｄ  第２接続電極、４４ａ  接続部、６６  走査線、６８  データ線、６９  容量線、Ｃ１，Ｃ２  保持容量、ＣＦ  カラーフィルター、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６  コンタクトホール、Ｒ  分布領域、Ｓ  電極未形成領域、４４１  幹部、４４２  枝部、Ｔ１１  プリセット期間、Ｔ１２  書き込み期間、Ｔ１３  画像保持期間、ＴＲ１  第１選択トランジスタ、ＴＲ２  第２選択トランジスタ、ＴＲｓ  選択トランジスタ、１０００  電子ブック（電子機器）、１１００  腕時計（電子機器）、１２００  電子ペーパー（電子機器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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