(57)【要約】多安定電気泳動ディスプレイデバイスは、複数のピクセルを有し、第１の基板、及び第２の基板を含む。基板は互いに間隔を空けて配置され、その間に、細かく分割された顔料粒子が分散された電気泳動媒体の層を有する。デバイスは、ピクセル領域の輪郭を形成し、ピクセル領域にある電気泳動媒体の少なくとも一部に電界を印加するための電極をさらに含む。電極は、ディスプレイピクセルの全視野よりも実質的に狭い領域を占め、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突しない第１の光学的状態と、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突する第２の光学的状態との間の切換えの実施に使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルを有し、第１の基板、及び第２の基板を含む多安定電気泳動ディスプレイデバイスであって、前記基板が、互いに間隔を空けて配置され、その間に、細かく分割された顔料粒子が分散された電気泳動媒体の層が配置され、
ピクセルを形成し、前記ピクセル領域にある前記電気泳動媒体の少なくとも一部に電界を印加するための電極ラインをさらに含み、
前記電極ラインは、ディスプレイピクセルの全視野よりも実質的に狭い領域を占め、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突しない第１の光学的状態と、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突する第２の光学的状態との間の切換えの実施に使用される、多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記電極ラインは、前記第１の基板上に設けられた少なくとも２つの電極ラインを含む、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記電極ラインは、前記第１の基板上に設けられた第１及び第２の交互配置された電極ラインを含む、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記液晶材料は、その中に２つの異なるタイプの顔料粒子が分散され、一方のタイプの顔料粒子は、正の電荷を取得し、他方のタイプの顔料粒子は、負の電荷を取得する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記電極ラインは、金属から形成される、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記第２の基板から間隔を空けて配置された第３の基板、及び前記第２の基板と前記第３の基板の間に配置された第２の電気泳動媒体の層、並びに前記第２の電気泳動媒体の少なくとも一部に電界を印加するための電極、及び細かく分割された顔料粒子が分散された液晶材料を含む第２の電気泳動媒体をさらに含む、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記層の一つにおける前記顔料粒子は、他の層における顔料粒子とは異なる組成を有する、請求項６に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記層のそれぞれの中に、２つの異なるタイプの顔料粒子が分散され、その一方のタイプの顔料粒子が、正の電荷を取得し、他方のタイプの顔料粒子が、負の電荷を取得する、請求項６に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記電極ラインは、前記第１の基板上の細長い第１のワイヤ、及び前記第２の基板上の対向する第２のワイヤを含み、前記第２のワイヤは、前記第１のワイヤの対向する部分よりも実質的に広い領域をかたどる二次元形状の輪郭を規定する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１０】
前記第２のワイヤは、実質的に矩形形状の輪郭を規定する、請求項９に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１１】
前記電極ラインは、約１０μｍ以下の幅を有する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記電極ラインは、約１μｍ〜約６μｍの範囲の幅を有する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記電極ラインは、約３μｍ〜約５μｍの範囲の幅を有する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスが、前記第１の光学的状態にあるとき、前記第１の基板を通過する大半の光は、前記第２の基板に衝突する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記顔料粒子は、光を反射又は散乱し、前記電気泳動媒体は、溶解された染料をさらに含み、前記デバイスは、ピクセルに入射する大半の光が前記染料によって吸収される第１の状態にある、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記顔料粒子は、特定波長帯の光を選択的に吸収し、前記特定波長帯の外の光を実質的に透過する、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記電極ラインは、前記顔料粒子が、前記デバイスが前記第１の光学的状態にあるときよりも多くのピクセル領域を占めるが、前記デバイスが前記第２の光学的状態にあるときよりも少ないピクセル領域しか占めず、各ピクセルにグレイスケール機能を与えるような、少なくとも１つの中間的な光学的状態への切換えの実施に使用される、請求項１に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１８】
第１の基板、及び第２の基板を含む多安定電気泳動ディスプレイデバイスであって、前記基板が、互いに間隔を空けて配置され、その間に、細かく分割された顔料粒子が分散された電気泳動媒体の層が配置され、
前記電気泳動媒体の少なくとも一部に電界を印加するための、前記第１の基板の内側表面上の面内金属電極をさらに含み、
前記電極は、ディスプレイの全視野よりも実質的に狭い領域を占め、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突しない第１の光学的状態と、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突する第２の光学的状態との間の切換えの実施に使用される、多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記電極は、前記第１の基板上に設けられた第１及び第２の交互配置された金属電極を含む、請求項１８に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記電極は、ディスプレイの視野の３０％未満の領域を占め、前記電極によって占められない視野の残りの部分を実質的に、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切替えることができる、請求項１８に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２１】
前記電極は、ディスプレイの視野の１〜２０％の領域を占める、請求項１８に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２２】
第１の基板、及び第２の基板を含む多安定電気泳動ディスプレイデバイスであって、前記基板が、互いに間隔を空けて配置され、その間に、細かく分割された顔料粒子が分散された電気泳動媒体の層が配置され、
前記電気泳動媒体の少なくとも一部に電界を印加するための電極をさらに含み、前記電極は、前記第１の基板の内側表面上の細長い第１の細い金属ワイヤと、前記第２の基板の内側表面上の対向する第２の細い金属ワイヤとを含み、前記第２のワイヤは、前記少なくとも１つの第１のワイヤの対向する部分よりも実質的に広い領域を占める二次元形状の輪郭を規定し、
前記電極は、ディスプレイの全視野よりも実質的に狭い領域を占め、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突しない第１の光学的状態と、ピクセルへの大半の入射光が顔料粒子に衝突する第２の光学的状態との間の切換えの実施に使用される、多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２３】
前記第２のワイヤは、実質的に矩形形状の輪郭を規定する、請求項２２に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２４】
前記電極は、ディスプレイの視野の３０％未満の領域を占め、前記電極によって占められない視野の残りの部分を実質的に、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切替えることができる、請求項２２に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【請求項２５】
前記電極は、ディスプレイの視野の１〜２０％の領域を占める、請求項２４に記載の多安定電気泳動ディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動ディスプレイデバイスに関する。
【０００２】
電気泳動ディスプレイデバイスは一般に、一対の対向する基板を備え、その内側表面に透明な電極パターンを有する。基板間は、非導電性液体で満たされ、その中に、強い散乱特性又は吸収特性を有する微粒子が分散される。適当な電界を電極構造間に印加することによって、微粒子を帯電させ、ディスプレイの上側表面又は下側表面に可逆的に付着させることができる。微粒子の色を染料が添加された液体の色と対比することにより、又は透明な液体の中に懸濁された逆の極性に帯電された２つの微粒子の色を対比することにより、光学的コントラストが達成される。このようなディスプレイの問題は、ディスプレイが閾値を有しないこと、すなわち、粒子が低い電圧から動き始め、高い電圧を印加するほど高速に粒子が移動することである。そのため、当該技術は、クロストークを低減するために比較的明確な閾値を必要とするパッシブマトリックスアドレッシングには適していない。
【０００３】
従来の電気泳動ディスプレイも、一般に切換えが遅く、そのため、ビデオディスプレイのような高速切換えを必要とする用途には適していない。
【０００４】
本願の譲受人が所有し、参照によりその内容の全部が本明細書に援用されるＵＳ２００５／００９４０８７は、閾値による切換え、及びビデオレートが可能な双安定電気泳動液晶ディスプレイについて記載している。このディスプレイは、個々の基板上に設けられた互いに重なり合う透明な行列電極を使用し、マトリックスアドレッシングを行うことができる。
【０００５】
従来の電気泳動ディスプレイは、垂直に配置された対向する２枚の電極を備え、ディスプレイデバイスのディスプレイ表面に対し、一方の電極は、上側電極とされ、もう一方の電極は、下側電極とされる。このようなディスプレイでは、電極間において粒子の垂直な動きがあり、ピクセルは、透明電極の領域によって定義され、電界は、透明電極を介してピクセルに印加される。
【０００６】
透明電極は、透過光を減衰させ、その結果、ディスプレイの最大輝度を制限する。また、透明電極は、高い抵抗値を有し、それによって、単純なパッシブアドレッシングディスプレイのサイズは制限されることがある。電気泳動ディスプレイの輝度は、例えば、同一基板上の２本のストライプ電極により提供される面内電極の使用によって向上することがあり、電極間においては、電界の印加を受けて、顔料が水平に移動する。そのような構成では、液状媒質は、懸濁された顔料との間の良好な安定した混合状態を可能にするために、透明で、染料を含まないものとされる。ＵＳ２００５／０２７５９３３は、面内電極を有する基板と、それに対向する電極を有しない基板とを備えたそのような電気泳動デバイスを記載している。
【０００７】
ＵＳ４，６４８，９５６に記載の電気泳動ディスプレイでは、一方の基板が、単一ピクセル透過ディスプレイ電極を有し、それに対向する基板が、ストライプ収集電極を有する。電圧の印加を受けると、顔料は、透明単一ディスプレイ電極を有するピクセル領域全体を覆い、デバイスは、オフ状態になる。適当な別の電圧を印加すると、反対側のストライプ収集電極上に、ストライプ電極間の隙間が透明になるような形で、顔料の堆積が生じる。光は、ピクセルを通過し、従って、デバイスのオン状態が決定される。
【０００８】
ディスプレイピクセルの透明な導体層は、ディスプレイの透過率を減少させ、抵抗値は、大面積ディスプレイのパッシブマトリクスアドレッシングを制限する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様は、独立請求項に規定される。好ましい特徴は、従属請求項に規定される。
【００１０】
本発明は、多安定で、かつ閾値電圧を有する電気泳動ディスプレイデバイスを提供する。双安定デバイスは、多安定デバイスの最も単純な例である。本明細書に記載する原理は、双安定デバイスにも多安定デバイスにも適用することができる。
【００１１】
デバイスは、単純パッシブマトリックス方式で駆動される。金属電極は、細いワイヤの形を有し、それによって、大面積ディスプレイに対して十分な導電性を提供するとともに、小さな面積しか占有せず、高い光透過性を実現する。懸濁顔料を含む液晶  によれば、閾値を用いた多安定切換えが可能となり、その結果、パッシブマトリックスアドレッシングが可能となる。
【００１２】
一実施形態において、ディスプレイは、透明カラー顔料を用いた透過モードでの動作に適している。それによって、適当な透明カラー顔料を含む２つ、又は３つのディスプレイ層を積層することによるフルカラーディスプレイの作成が可能となる。
【００１３】
次に、図面を参照し、本発明を単なる例として詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるデバイスの平面図、及び略断面図である。
【図２】図１のデバイスの第１の基板の一部を示す平面図である。
【図３】種々の光学状態における図１の実施形態によるデバイスの略断面図である。
【図４】図１の実施形態によるテストデバイスを示す写真である。
【図５】図１の実施形態によるデバイスの種々の光学状態についての透過率を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態によるデバイスの略断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるデバイスの略断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるデバイスの略断面図、及び平面図である。
【図９】暗い状態及び明るい状態における図８のデバイスを示す略断面図である。
【図１０】図９のデバイスの略平面図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態によるデバイスを示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態によるデバイスを示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態によるデバイスを示す図である。
【図１４】図１３のデバイスの暗い状態及び明るい状態を示す顕微鏡写真である。
【図１５】図１３のデバイスについて印加電圧に対するコントラスト比（ＣＲ）の関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の第７の実施形態によるデバイスを示す図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態によるデバイスの略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[詳細な説明]
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「多安定」又は「多安定性」という用語は、多数の光学的状態のいずれにおいても安定しているべき電気泳動ディスプレイのセルの性質を意味する。多安定性を有する場合、電極間にさらなる泳動を引き起こす電界が存在しないとき、帯電粒子は、どこにあってもその場に留まり、２つの電極の間のどこかにあるときでさえ、その場に留まる。
【００１６】
従って、粒子の全てが視野内にあるとき、又は粒子が何も視野内にないとき、ピクセルは、帯電粒子の一部が視野にあり、一部が視野にない状態を維持し、ピクセルは、その間のどこかにある色を有する場合がある。
【００１７】
このように、多安定性によれば、多数の中間的陰影、又は色のいずれかを電気泳動ディスプレイのセル又はピクセルに与えることができ、その結果、画像をグレイスケールで表示することが可能となる。本明細書に記載する原理は、双安定ディスプレイデバイスにも、多安定ディスプレイデバイスにも適用することができる。
【００１８】
以下では、本システム及び方法を完全に理解してもらうために、説明の目的で、多数の具体的詳細について説明する。しかしながら、当業者には明らかなように、本システム及び方法は、そうした特定の詳細なしでも実施することが可能である。明細書における「実施形態」、又は「例」といった用語は、その実施形態又は例に関して説明した特定の機能、構造又は性質が、少なくともその一つの実施形態には含まれるが、必ずしも他の実施形態に含まれるとは限らないことを意味する。明細書の種々の場所に登場する「一実施形態」、又はそれに類する語句は、必ずしも全て同じ実施形態を意味するとは限らない。
【００１９】
次に、本明細書に開示する原理について、例示的システム及び方法を参照して説明する。
【００２０】
図１の多安定電気泳動ディスプレイデバイス１は、第１の基板２、及び第２の基板３を含む。基板２、３は互いに間隔を空けて配置され、その間に液晶材料１３を含む電気泳動媒体４の層を備え、その中に細かく分割された顔料粒子５が分散されている。
【００２１】
第１の基板２の内側表面には、電気泳動媒体４の少なくとも一部に電界を印加するために、第１の電極６ａ及び第２の電極６ｂが設けられる。第２の基板３は、その光透過性が高くなるように、電極を持たない。図２に最もよく示されているように、第１の基板２上において、第１の電極６ａは第２の電極６ｂと交互に配置される。第１及び第２の電極を例として示したが、当然ながら、本発明が、１ピクセルあたり２つの電極に限られることはない。場合によっては、３以上の電極が使用されることもある。
【００２２】
この例におけるディスプレイ１は、複数のセグメント９から構成され、各セグメント９は、一個のピクセルを規定する一組の交互配置された電極６ａ、６ｂを備える。この例における電極６（３０μｍ間隔）は、プラスチック材料から作成された第１の基板２上に、１０μｍ幅の金属ラインとして形成された。第２の基板３は、第１の基板２からスペーサ１０より間隔を空けて配置されたベアプラスチックシートであった。この例では、スペーサ１０は、１０μｍスペーサ球であった。ただし、当該技術分野において既知の他のタイプのスペーサを使用することもでき、例えば、スレッド、又はワイヤ、あるいはピラー又はポストのような成形、エンボス加工、又は鋳造された手段を使用してもよい。電気泳動媒体４は、８７ｎｍサイズの透明な青色顔料Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２Ｇ−Ｄ（クラリアント社）、及び１０μｍサイズの懸濁スペーサ球を含むネマティック液晶混合物ＭＬＣ−６６８１（メルク社）であった。顔料粒子は、液晶中で負の電荷を得る。
【００２３】
基板には、配向層が設けられた。この例では、基板は、クロム錯体溶液によって処理された。ただし、他のタイプの表面処理を使用して、基板表面に対する液晶分子、及び顔料粒子の適当な相互作用を生じさせることも可能である。当該技術分野で既知の配向層、又は配向構造を使用することができ、例えば、格子、微細構造、蒸着一酸化ケイ素、又はレシチンのような界面活性剤を使用することができる。明るい状態（図４ｂ）への書込みは、６０Ｖパルス（１００ｍｓ）を使用して行われ、暗い状態（図４ａ）への書込みは、−６０Ｖパルス（６０〜８０ｍｓ）を使用して行われた。
【００２４】
電極６は、ディスプレイの視野全体よりも実質的に狭い範囲を占めるため、第１の光学的状態（図３ａ）と第２の光学的状態（図３ｂ）の間の切換えに使用することが可能である。第１の（暗い）光学的状態では、第１の基板２を通過する大半の入射光は、顔料粒子５によって吸収される。第２の（明るい）光学的状態では、第１の基板２を通過する大半の入射光は、第２の基板３に衝突し、顔料粒子５には衝突しない。
【００２５】
フリンジ電界は、２つの面内電極６ａ、６ｂ間の隙間にも広がる。その結果、顔料粒子を帯電させる分子の双極子も、フリンジ電界線に沿って配向される。切換えは、粒子を主視野内に出し入れするように移動させる面内電界により成される。従って、顔料粒子は、配向された液晶分子との間の相互作用により、この方向への移動を強制される。適当な電圧パルスは、ライン電極６ａへ向かう顔料粒子の移動（図３ｂ）を発生させ、そこに顔料粒子が収集され、又はライン電極６ａ，６ｂ間の隙間における顔料粒子の移動（図３ａ）を発生させる。電界がゼロの場所では、顔料は、液晶との相互作用によって電極間の領域に固定され、液晶／顔料粒子の安定したネットワークを生成する。従って、このデバイスによれば、平坦な広い電極上への顔料粒子の堆積を生じることなく、双安定切換えが可能となる。
【００２６】
電極６ａ，６ｂ間に顔料５を分散させるために、電極パルスは、電極間における顔料の完全な移動を生成するほどの長さ、及び／又は振幅を有するものであってはならない。そのような切換えは、パルスの長さ又は電圧を変化させることによってコントロールすることができ、パルスの長さや電圧は、次式：ｔ＝ｄ２／μＵによって決まる電子移動距離に関連する。ただし、ｔは電極間におけるドリフト時間であり、Ｕは印加電圧であり、ｄは電極間の間隔であり、μは電気泳動移動度である。
【００２７】
液晶媒体（この例ではネマティック液晶）の中に顔料粒子５を分散させることによって、ディスプレイは、双安定になり、閾値電圧を有するものとなる。切換えは、粒子を主視野内に出し入れするように移動させる面内電界によって達成される。閾値電圧特性、及び切換え速度を改善するために、液晶材料の誘電異方性は、約＋２より大きく、又は約ー２よりも小さいことが望ましい。
【００２８】
実験に使用された混合物は、透明なカラー顔料粒子５（クラリアント社）、及び１０μｍスペーサ球１０を使用して、電気泳動媒体４として使用されるために作成された。調剤は下記のとおりであった。
１．ＭＬＣ６６８１ネマティック液晶（メルク社）＋３％ホストパーム顔料青色Ｂ２Ｇ−Ｄ（負帯電）
２．ＭＣＬ６６８１＋３％ホストパーム顔料ピンクＥ０２（正帯電）
３．ＭＬＣ６６８１＋３％ノバパーム顔料黄色４Ｇ（負帯電）
フルカラー透過型ディスプレイは、透明顔料を有するそのようなＣＭＹセルを積層することにより実現することができる。
【００２９】
図５は、２つの面内セルにおけるピクセル切換え後の状態の透過率スペクトル測定を示している。一方のデバイスには、透明顔料ホストパーム青色Ｂ２Ｇ−Ｄを含有する液晶ＭＬＣ６６８１が充填され（図５ａ）、他方のデバイスには、ホストパーム・ピンクＥ０２を含有するＭＬＣ６８８１が充填された（図５ｂ）。
【００３０】
異なる色を有する反対極性に帯電された顔料５ａ，５ｂの使用により、図６、及び図７の実施形態に示すような、ディスプレイセルにおける２色の切替えが可能となる。
【００３１】
次に、図８〜図１０に移ると、本発明の他の実施形態が概略的に示されている。第１の電極６ａは、第１の基板２の内側表面において、細長いワイヤ、又は細い金属ラインの形をしている。第２の電極６ｂは、第２の基板３の対向する内側表面において、細長いワイヤ、又は細い金属ラインの形をしている。第２の電極６ｂは、二次元形状の、この例では矩形の輪郭を規定している。このデバイスによれば、平坦な広い電極上への顔料粒子５の堆積を生じることなく、双安定切換えが可能となる。２つの電極６ａ，６ｂ間のフリンジ電界は、第２の電極６ｂの矩形領域内の空間に広がる。その結果、顔料粒子を帯電させる双極子もまた、フリンジ電界線に沿って配向される。従って、顔料粒子は、配向された液晶分子との相互作用により、この方向への移動を強制される。適当な電圧パルスは、上側ライン電極６ａへ向けた顔料粒子５の移動を生成し（図９ｂ、図１０ｂ）、そこに顔料粒子は収集される。その結果、第２の電極６ｂにより規定される領域境界は、透明になる。この例では、第２の電極６ｂにより規定される領域の形は、矩形である。ただし、当然ながら、この領域の形は、任意の所望の形であってよい。図９ｂ、及び図１０ｂに示す明るい状態において、第１の基板２を通過する光の大半は、電極に遭遇しない。そのため、光透過率は、透明電極がその表面に粒子を引き付けるものでなければならない従来技術のディスプレイに比べて向上する。本発明のこの態様は、割れ目の無い第２の電極６ｂにより規定される領域を例として示されているが、当然ながら、これは本発明の動作にとって重要ではない。第２の電極６ｂにおける割れ目（１２）（例えば図１０ｃに示されているようなもの）は、ディスプレイを暗い状態に作動させたときに、結果として生成されるフリンジ電界が、規定される領域の実質的に全てに粒子を与えることが出来るものであれば、許許容範囲である。
【００３２】
反対極性の電圧パルスの印加は、第２の電極６ｂにより規定される矩形領域へ向けた移動を生じさせ、そこに顔料粒子は拡散される（図９ａ、図１０ａ）。電圧パルスの長さ、及び振幅を調節することにより、フリンジ電界線に沿って上側基板と下側基板の間の領域に、顔料を停止させることができる。液晶分子との間の強い相互作用により、電界がゼロの場所において、この状態は安定する。
【００３３】
図１１〜図１３に示すデバイスにおいて、切換え手段は、図８〜図１０のデバイスにおけるものと実質的に同じである。相違点は、このデバイスは、単一の第２の電極６ｂに対向する複数の平行な第１の電極６ａを有することであり、第２の電極６ｂは、第１の電極のそれぞれに対向する矩形の境界を規定する。この例では、各電極６の幅は、約５μｍである。暗い状態（図１２ａ、及び図１３ａ）において、顔料粒子５は、第２の電極６ｂにより規定される領域全体に拡散される。
【００３４】
図１４ａは、暗い状態（図１２ａ及び図１３ａ）の顕微鏡写真であり、図１４ｂは、明るい状態（図１２ｂ及び図１３ｂ）の顕微鏡写真である。顔料粒子５の移動は、第１の（上側）基板２と第２の（下側）基板３との間の約１０μｍのセルギャップにおいて生じる。セルギャップを狭くするほど、必要とされる振幅及びパルス長は減少する。
【００３５】
粒子移動度（μ）は、下記に従って計算した。
μ＝ｄ２／ｔＵ
ｄ＝２０μｍ＝２×１０−３ｃｍ
ｔ＝３０〜５０ｍｓ
Ｕ＝８０Ｖ
μ〜１−１．６  １０−６ｃｍ２／ｓＶ。
【００３６】
実験に使用されたディスプレイは、最適なものではないが、４に近いコントラスト比を達成した。
【００３７】
図１５は、１０μｍ幅の電極、及び２０μｍの隙間を有する図１１〜図１３のデバイスについて、印加電圧に対するコントラスト比の関係を示している。電気泳動媒体は、ＭＬＣ−６６８１ＬＣ、及びＲ７００（ＴｉＯ２）顔料粒子から構成された。ディスプレイは、単極性パルス３０＆５０ｍｓ／８０Ｖ：３０ｍｓオフ状態、５０ｍｓオン状態により駆動された。曲線は、非常に良好な閾値特性を示しており、閾値特性は、パッシブマトリックスアドレッシングが可能であることを示している。
【００３８】
図１６に示す実施形態では、第１の（Ｙ）電極６ａのような細い金属ライン、及び第２の電極（６ｂ）のような正方形電極を規定する細い金属ラインの組み合わせを使用する。ディスプレイは、マトリクス状にアドレス指定することができ、各ピクセル８は、Ｘ電極の正方形部分により囲まれる領域、及びその上に重なるライン状のＹ電極によって規定される。Ｘ電極とＹ電極の間に適当な閾値電極が印加されると、ピクセル８は、オン状態又はオフ状態に双安定的に切替えられ、反対極性の適当なパルスにより他方の状態に駆動されるまでその状態に留まる。電極６は、ディスプレイの視野の３０％未満の領域を占め、実質的に視野の残りの部分をオン状態とオフ状態の間で切替えることができる。金属電極６は、非常に細い場合があり、好ましくは、ディスプレイの視野の２０％未満を占め、とりわけ１〜２０％を占める場合がある。
【００３９】
図１７のデバイスは、図３のデバイスと同様の面内電極を使用しているが、第３の基板７を含み、第２の基板３のもう一つの表面にさらに別の電極６ｃ、６ｄを有する。これらの電極は、第２の基板に限られることはなく、第１の基板や第３の基板上に配置してもよい。電気泳動媒体の２つの層４ａ，４ｂを設けることにより、所与のピクセルについて、４つの異なる色、すなわち光学的状態のうちのいずれかを選択することができる。第１の電気泳動媒体４ａの中には、反対の電荷を持つ顔料粒子５ａ，５ｂが分散され、第２の電気泳動媒体４ｂの中には、互いに反対の電荷を持つ別の顔料粒子５ｃ，５ｄが分散される。
【００４０】
第１のディスプレイ層におけるマゼンタ及びシアンの透明顔料粒子の使用、及び第２の積層における黄色及び黒色の顔料の使用により、フルカラーディスプレイの実現が可能である。また、フルカラーディスプレイは、単一のＣＭＹ透明カラー顔料粒子を含む層の積層により作成することも可能である。ここで例示のために具体的に記載したＣＭ／ＹＫの組み合わせの他に、ＣＭＹＫの他の組み合わせを２つの層に使用することも可能であるものと考えられる。他の例としては、第１の層における黒色／マゼンタ（ＫＭ）、及び第２の層におけるシアン／黄色（ＣＹ）の組み合わせが挙げられる。
【００４１】
実験では、（メリック社の）ＭＬＣ６６８１、ＭＬＣ６４３６−０００、ＭＬＣ６６５０、ＭＬＣ６２０４−０００、ＭＬＣ６６３９、Ｅ７、ＺＬＩ４７８８−０００、ＭＤＡ−０３−４５１８、及びＺＬＩ４７９２を含む非常に様々な液晶を使用した。不透明顔料としては、白色ＴｉＯ２顔料Ｒ７００、Ｒ９００（デュポン社）、ＷＰ１０Ｓ、赤色ＲＰ１０Ｓ、黄色ＹＰ１０Ｓ、及び黒色ＢＰ１０Ｓを使用した。透明顔料としては、（クラリアントの）青色ホストパーム顔料青色Ｂ２Ｇ−Ｄ、マゼンタホストパーム顔料ピンクＥ０２、及び黄色ノバパーム顔料黄色４Ｇを使用した。セルは、指定された金属電極を有するプラスチック基板及びガラス基板を使用して構成された。
【００４２】
本発明によるデバイスにおいて、フルカラーパッシブマットリックスアドレッシングディスプレイや「電子ペーパー」への応用の可能性を示す双安定性、及び電圧閾値が観察された。
【００４３】
本明細書において、「ａ」及び「ａｎ」といった冠詞は、文脈上特に必要がない限り、「少なくとも一つ」を意味する。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ−２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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