(57)【要約】【課題】  駆動電圧が低く、しかも応答時間の短縮化を図ることができる、気相中で微細な粒子を移動させることにより画像表示を行う薄型の表示装置の提供。【解決手段】  表示装置が備える表示部は、対向して配置され、その厚さが０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の上側基板１および下側基板２と、これらの上側基板１と下側基板２との間隙の空気層７に充填された粒径が１μｍ乃至１０μｍ程度の着色粒子６と、上側基板１の下面に形成された第１電極３および第２電極４とを有している。ここで着色粒子６は正または負の何れかに帯電させてあり、第１電極３および第２電極４に印加される電圧にしたがって、第１電極３と第２電極４との間を移動する。【選択図】  図４Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電する極性が同一である複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および前記第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極と前記第２電極との間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項２】
前記第１電極および前記第２電極は一方の前記基板に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１電極および前記第２電極は透明である一方の前記基板に形成され、前記第１電極または前記第２電極の何れか一方は透明電極である、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１電極および前記第２電極は互いに異なる前記基板に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、前記基板に対して垂直な方向に窪むような凹状または前記垂直な方向に突起するような凸状に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１電極または前記第２電極は、前記基板の何れか一方に前記基板に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されており、凸状の前記第１電極または前記第２電極によって前記基板間のギャップが保持されるように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１電極または前記第２電極は、前記基板の何れか一方に前記基板に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されており、凸状の前記第１電極または前記第２電極によって１または複数の画素と他の画素との間が仕切られるように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は透明導電体から構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動し、しかも前記電圧印加部によって画像信号に応じた電圧が印加される第３電極を更に備え、
前記第１電極および前記第２電極は、透明導電体から構成された複数の櫛歯部を有する櫛形電極であり、前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部とが噛み合うように配置されており、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極との間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
隣り合う前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部との間の距離は３μｍ以上５μｍ以下である、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記電圧印加部は、前記第１電極および前記第２電極に対して交互に極性の異なる電圧を印加するように構成されている、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記粒子の粒径は１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
画素ごとにアクティブ素子が設けられており、各アクティブ素子をオン／オフ制御することにより画素ごとに前記第１電極または第２電極に対して電圧を印加するように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記アクティブ素子は有機半導体層を用いて構成されている、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
パッシブマトリクス駆動である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記基板はその厚さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の樹脂性のフィルムからなる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１７】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に形成された気相中に内在される複数の帯電粒子と、
マトリクス状に配置された画素毎に設けられた第１及び第２の電極と、
前記第１又は第２の電極近傍に配置された前記粒子と異なる色を呈した着色面と、
前記基板の何れか一方に形成され、前記基板の外部から気相へ透過する光が、前記着色面に照射されるように、前記光を集光又は散乱するレンズと、
画像信号に応じた電圧を前記第１及び第２の電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記電圧にしたがって前記第１の電極と第２の電極との間を前記粒子が移動することによって前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項１８】
前記表示装置の各画素の表示は、少なくとも第１及び第２の表示状態を含み、
前記第１の表示状態では、前記第１及び第２の電極間に印加された電圧によって移動した前記粒子が前記着色面を覆い、
前記第２の表示状態では、前記第１及び第２の電極間に印加された電圧によって移動した前記粒子が前記着色面を露出させる、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記レンズは透明である第１の基板に形成され、
前記第１及び第２の電極は、前記第１の基板と対向する第２の基板に設けられている、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２０】
アクティブマトリクス駆動型である、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２１】
パッシブマトリクス駆動型である、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記気相側の前記第２の基板表面は凹凸形状を有し、前記第２の基板表面の凹部に前記第２の電極が配置されるとともに前記第２の基板表面の凸部に前記第１の電極及び前記着色面が配置されている、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記凸部がマトリクス状に形成されるとともに前記凸部の周囲に前記凹部が格子状に形成され、前記凹部に、櫛状の前記第２の電極が配置されている、請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記第２の基板表面の凸部の頂部が前記第１の基板に達するとともに、前記頂部以外の前記凸部表面に前記第１の電極及び前記着色面が配置されている、請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記第１の基板の前記レンズは凹状曲面を有する、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記凸部表面に前記着色面が配置され、前記着色面に、透明導電体から構成される前記第１の電極が配置されている、請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２７】
前記凸部表面に、透明または不透明な導電体から構成される前記第１の電極が配置され、前記第１の電極の表面に前記着色面が配置されている、請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２８】
前記着色粒子の粒子径が１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記第１及び第２の基板は、厚さが０．５ｍｍ以下の樹脂基板である、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項３０】
前記アクティブマトリクス駆動を行うためのアクティブ素子に前記第１又は第２の電極に接続され、前記アクティブ素子が、有機半導体層を含む、請求項２０に記載の表示装置。
【請求項３１】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極、第２電極、および第３電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極、前記第２電極、および第３電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記第１電極および前記第２電極は一方の前記基板に、前記第３電極は他方の前記基板にそれぞれ設けられており、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項３２】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記第１電極および前記第２電極間の間隔は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極、および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項３３】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記第１電極および前記第２電極の幅は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項３４】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記複数の粒子の平均粒径は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項３５】
前記複数の粒子の平均粒径は１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項３４に記載の表示装置。
【請求項３６】
前記複数の粒子は、赤、緑、青の３色の何れかに着色されており、各色の粒子は、隔壁によって画素毎に仕切られた空間に封入されている、請求項３１に記載の表示装置。
【請求項３７】
前記複数の粒子は、シアン、マジェンタ、イエローの３色の何れかに着色されており、各色の粒子は、隔壁によって画素毎に仕切られた空間に封入されている、請求項３１に記載の表示装置。
【請求項３８】
アクティブマトリクス駆動型である、請求項３１に記載の表示装置。
【請求項３９】
前記アクティブマトリクス駆動を行うためのアクティブ素子に前記第２電極が接続され、前記アクティブ素子が、有機半導体層を含む、請求項３８に記載の表示装置。
【請求項４０】
パッシブマトリクス駆動型である、請求項３１に記載の表示装置。
【請求項４１】
前記基板は、厚さが０．５ｍｍ以下の樹脂基板である、請求項３１に記載の表示装置。
【請求項４２】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有し、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項４３】
前記複数の粒子は帯電する極性が異なる２種類の粒子から構成され、
前記２種類の粒子の少なくとも何れか一方は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有している、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項４４】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の全面を被覆するように形成される、前記母粒子に比して軟化点の高い材料で構成される第１被覆層と、前記第１被覆層の表面の全面を被覆するように形成され、前記母粒子と同一または前記母粒子に比して軟化点の低い材料で構成される第２被覆層と、前記第２被覆層の表面の略全面を被覆するように前記第２被覆層に固着される複数の子粒子とを有し、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項４５】
前記母粒子は、前記子粒子よりも比重が小さくかつ軟化点が低い、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項４６】
前記母粒子は多孔質である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項４７】
前記母粒子は中空構造である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項４８】
前記母粒子及び前記子粒子の一方または両方が真球状である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項４９】
前記子粒子は表面に帯電処理が施されたシリカ微粒子である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５０】
前記子粒子は着色粒子である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５１】
前記粒子の表面には撥水膜または疎水膜が形成されている、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５２】
前記子粒子には、表面処理剤と解砕媒体用ビーズとが充填された媒体攪拌ミルにより湿式解砕処理が施されている、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５３】
前記子粒子は、平均粒径が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の酸化チタン粒子である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５４】
前記２種類の粒子のうちの一方は黒色粒子であり、前記黒色粒子にのみ負に帯電した子粒子が付着されている、請求項４３に記載の表示装置。
【請求項５５】
前記子粒子は、平均粒径が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下のシリカ粒子である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５６】
前記母粒子の表面の略全面に前記子粒子を被覆するための配合比は、母粒子：子粒子の重量比で１００：３乃至１００：５である、請求項４２に記載の表示装置。
【請求項５７】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、
前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、
マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、
画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、
前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の全面を被覆するように形成される、光を透過しない不透明材料で構成される第１被覆層と、前記第１被覆層の表面の全面を被覆するように形成され、絶縁材料で構成される第２被覆層とを有し、
前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている表示装置。
【請求項５８】
少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられた第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備える表示装置における画像表示に利用され、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間の気相中を移動する、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有する粒子の製造方法であって、
防潤剤を含有しない水系媒体中に分散された重合体粒子に、単量体及び油溶性染料を吸収させるステップと、
前記重合体粒子に吸収させた単量体を重合することにより前記母粒子となる単分散粒子を得るステップと
を有することを特徴とする、画像表示に利用される粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する表示装置に関し、特に気相中の微細な粒子が電極間を移動することにより画像表示を行う薄型でフレキシブルな表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対向する一対の基板間に充填された液相中において電気泳動粒子が電極間を移動することによって画像表示を行う電気泳動表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このような電気泳動表示装置は、微細な粒子を用いて表示を行うため、薄型で、しかもフレキシブルな構造にすることが可能である。
【０００３】
しかしながら、前述したような電気泳動表示装置の場合、電気泳動粒子が液相中を移動するときの液体の抵抗が大きいために応答が遅いという問題があった。そこで、応答速度の向上を図るべく、対向する一対の基板間に設けられた気相中で粒子を移動させることにより画像表示を行う表示装置が提案されている。このような表示装置の場合、粒子は気相中を移動することになるため、電気泳動表示装置の場合と比べて応答を速くすることができる。現状では電気泳動表示装置における粒子の応答速度が１００ｍｓｅｃ程度であるのに対して、気相中を粒子が移動する表示装置における粒子の応答速度が１ｍｓｅｃ以下である。
【０００４】
前述したように気相中で粒子を移動させて画像表示を行う表示装置としては、例えば特許文献２及び特許文献３に開示されているものがある。図１Ａは、特許文献２に開示された従来の表示装置の構成および黒表示のときの表示動作を示す模式図である。また図１Ｂは、同じく従来の表示装置の構成および白表示のときの表示動作を示す模式図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、画像表示媒体は、観察側に配置され光を透過させる第１の基板２０と、第１の基板２０に対向して配置された第２の基板２１とを備えている。第１及び第２の基板２０，２１の内面には、それぞれ電極２２，２３と、電荷輸送層２４，２５とが順に配設されている。そして、第１の基板２０と第２の基板２１との間の空間には、正に帯電した黒色粒子２６と、負に帯電した白色粒子２７とが封入されている。
【０００５】
以上のように構成された従来の表示装置では、画像に応じた電圧が、電極２２と電極２３との間に印加される。ここで、黒表示のときと白表示のときとでは、印加される電圧が逆極性となる。まず、図１Ａを参照しながら、黒表示のときの当該表示装置の動作について説明する。まず、電源から電極２２，２３間に電圧が印加され、それによって、電極２２が負極となり電極２３が正極となる。そして、電極２２，２３間に生じた電界により、基板２０，２１間に存在する黒色粒子２６及び白色粒子２７が、クーロン力によってそれぞれ移動する。この場合、正に帯電した黒色粒子２６が、負極である電極２２側に移動し、一方、負に帯電した白色粒子２７が、正極である電極２３側に移動する。このように黒色粒子２６が第１の基板２０側に集まるとともに、白色粒子２７が第２の基板２１側に集まった状態で、観察者が第１の基板２０側から表示装置を観察すると、黒表示が観察される。一方、図１Ｂに示すように、白表示のときには、電源から電極２２，２３に、前述の黒表示時とは逆極性の電圧が印加される。それにより、電極２２が正極となり、電極２３が負極となる。したがって、この場合においては、正に帯電した黒色粒子２６が電極２３側に移動し、一方、負に帯電した白色粒子２７が電極２２側に移動する。このように黒色粒子２６が第２の基板２１側に集まるとともに、白色粒子２７が第１の基板２０側に集まった状態で、観察者が第１の基板２０側から画像表示媒体を観察すると、白表示が観察される。以上のような原理により、所望の画像を表示することが可能となる。
【０００６】
また、非特許文献１には、以下のような表示装置が開示されている。図２Ａは、非特許文献１に開示された電気泳動表示装置の一画素の白表示のときの断面構造を示す図である。また、図２Ｂは、同じく黒表示のときの断面構造を示す図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、観察側に配置され光を透過する第１の基板２８と、第２の基板２９とが対向して配置されている。第１の基板２８の対向面は凹状曲面となっており、それにより、第１の基板２８が凹レンズとして機能する。第１の基板２８の凹状曲面に沿って、光を透過する電極３４が配設されている。一方、平坦な第２の基板２９の対向面の所定領域には、矩形状の電極３１が配設されている。そして、該電極３１を囲むように黒色の着色壁３０が、第２の基板２９上に形成されている。第１の基板２９の凹状曲面と、着色壁３０とで囲まれた空間には透明溶液３３が封入されており、該透明溶液３３中に、正負のいずれかに帯電した白色の泳動粒子（以下、白色粒子３２と呼ぶ）が分散している。
【０００７】
次に、上記構成の電気泳動表示装置の表示動作について説明する。電極３１，３４間に電圧を印加すると、クーロン力によって白色粒子３２が透明溶液３３中を泳動する。白表示のときには、図２Ａに示すように、白色粒子３２が電極３４側に移動して第１の基板２８の凹状曲面側を覆う。一方、黒表示のときには、図２Ｂに示すように、白色粒子３２が第２の基板２９側に移動して電極３１の表面に付着する。ここで、この場合には、第１の基板２８側から入射した光が、凹レンズとして機能する第１の基板２８の凹状曲面により、屈折して散乱され、着色壁３０の壁面に選択的に照射される。したがって、ここでは、光が照射された着色壁３０の領域の色（ここでは黒色）が表示に関与し、光が照射されない電極３１の部分の白色粒子３２は表示に関与しない。かかる構成においては、１種類の粒子３２が透明溶液３３中を移動するため、他の粒子により移動を妨げられることなく、よって、速やかに移動することが可能となる。したがって、応答速度の向上が図られる。また、前述のように、第１の基板２８の内面が凹レンズとなるため、黒表示のときにおいては、白色粒子３２が付着した電極３１を小さく見せることが可能となる。それゆえ、コントラストの向上を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−２０２８０４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２２２５号公報
【特許文献３】特開２００２−７２２５６号公報
【非特許文献１】服部励治、外２名、“高反射率高コントラスト表示可能な電気泳動ディスプレイ”、電子情報通信学会、信学技報、EID2000-284(2001-01)（第１２３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述したような特許文献２に開示された従来の表示装置の場合、２種類の着色粒子２６，２７が移動を開始するためには電極２２および電極２３の間に５０Ｖ程度の電圧を印加する必要があり、さらにほとんどの着色粒子２６，２７を移動させて白色または黒色を表示するためには同じく２００Ｖ乃至３００Ｖ程度の電圧を印加しなければならなかった。これに対して、前述した電気泳動表示装置の場合では、白色または黒色を表示するためには１００Ｖ以下の駆動電圧で足りる。このように気相中で粒子を移動させる表示装置の場合は駆動電圧が高くなるため、省電力化を図ることが困難であるという問題があった。
【０００９】
また、前述した従来の表示装置では、極性の異なる２種類の着色粒子２６，２７を用いるため、黒色粒子２６及び白色粒子２７がクーロン力によって各極性の電極２２，２３側にそれぞれ移動する際に、黒色粒子２６及び白色粒子２７の移動方向がそれぞれ逆方向となる。このため、粒子同士が互いに移動の妨げとなる。そのため、電極２２および電極２３間に電圧を印加してから所望の画像を表示するまでの時間、すなわち応答時間が長くなるという問題があった。
【００１０】
また、液相中で粒子を移動させることにより画像表示を行う電気泳動表示装置と比べて、気相中で粒子を移動させることにより画像表示を行う表示装置の場合、粒子同士が直接接触する確率が高いため、粒子間の摩擦力および粒子の流動性などが、駆動電圧の値、応答時間、およびコントラストなどの表示特性に及ぼす影響が大きい。
【００１１】
また、非特許文献１に開示されている電気泳動表示装置の場合、溶液３３中を粒子３２が移動するため、粒子２２の移動速度が遅く、よって、画像信号に対する表示の応答速度が十分ではないという問題があった。特に、動画の場合、粒子２２の応答速度が十分ではないため、表示が困難であった。また、溶液３３中を移動して電極３１に付着した粒子３２が、僅かな電圧に対しても反応して移動する（すなわち、粒子３２の移動の閾値動作電圧が低い）ため、クロストーク電圧等によっても粒子３２の移動が生じるという問題があった。そのため、単純マトリクス駆動型とすることが困難であった。
【００１２】
また、前述したような従来の表示装置の場合、粒子の挙動が不安定であるため良好な階調特性を得ることができないという問題があった。
【００１３】
また、従来の電子写真に使用される帯電性を有するトナー粒子を前述した従来の表示装置に用いると、湿度等の周辺環境の影響を受けやすく、高湿度になれば帯電量が低下するため、表示不良の原因となっていた。
【００１４】
さらに、粒子に着色粒子を使用して白黒画像表示、あるいはカラー画像表示をする場合、反射率、あるいは色度特性が充分ではなかった。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされてものであり、その目的は、駆動電圧の低減化を図ることができ、しかも応答時間の短縮化を実現することができる表示装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、コントラストを向上させ、良好な画像表示を行うことができる表示装置を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、信頼性が高く、かつ優れた反射率特性、コントラスト特性、及び色度特性を実現することができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述した課題を解決するために、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電する極性が同一である複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および前記第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極と前記第２電極との間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００１９】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極および前記第２電極は一方の前記基板に形成されていることが好ましい。
【００２０】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極および前記第２電極は透明である一方の前記基板に形成され、前記第１電極または前記第２電極の何れか一方は透明電極であることが好ましい。
【００２１】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極および前記第２電極は互いに異なる前記基板に形成されていることが好ましい。
【００２２】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、前記基板に対して垂直な方向に窪むような凹状または前記垂直な方向に突起するような凸状に形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極または前記第２電極は、前記基板の何れか一方に前記基板に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されており、凸状の前記第１電極または前記第２電極によって前記基板間のギャップが保持されるように構成されている、ことが好ましい。
【００２４】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極または前記第２電極は、前記基板の何れか一方に前記基板に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されており、凸状の前記第１電極または前記第２電極によって１または複数の画素と他の画素との間が仕切られるように構成されている、ことが好ましい。
【００２５】
また、前期発明に係る表示装置において、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は透明導電体から構成されていることが好ましい。
【００２６】
また、前期発明に係る表示装置において、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動し、しかも前記電圧印加部によって画像信号に応じた電圧が印加される第３電極を更に備え、前記第１電極および前記第２電極は、透明導電体から構成された複数の櫛歯部を有する櫛形電極であり、前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部とが噛み合うように配置されており、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極との間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
また、前期発明に係る表示装置において、隣り合う前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部との間の距離は３μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
また、前期発明に係る表示装置において、前記電圧印加部は、前記第１電極および前記第２電極に対して交互に極性の異なる電圧を印加するように構成されていることが好ましい。
【００２９】
また、前期発明に係る表示装置において、前記粒子の粒径は１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
また、前期発明に係る表示装置において、画素ごとにアクティブ素子が設けられており、各アクティブ素子をオン／オフ制御することにより画素ごとに前記第１電極または第２電極に対して電圧を印加するように構成されていることが好ましい。
【００３１】
また、前期発明に係る表示装置において、前記アクティブ素子は有機半導体層を用いて構成されていることが好ましい。
【００３２】
また、前期発明に係る表示装置において、パッシブマトリクス駆動であることが好ましい。
【００３３】
さらに、前期発明に係る表示装置において、前記基板はその厚さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の樹脂性のフィルムからなることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間に形成された気相中に内在される複数の帯電粒子と、マトリクス状に配置された画素毎に設けられた第１及び第２の電極と、前記第１又は第２の電極近傍に配置された前記粒子と異なる色を呈した着色面と、前記基板の何れか一方に形成され、前記基板の外部から気相へ透過する光が、前記着色面に照射されるように、前記光を集光又は散乱するレンズと、画像信号に応じた電圧を前記第１及び第２の電極に印加する電圧印加部とを備え、前記電圧にしたがって前記第１の電極と第２の電極との間を前記粒子が移動することによって前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。そして、前記表示装置の各画素の表示は、少なくとも第１及び第２の表示状態を含み、前記第１の表示状態では、前記第１及び第２の電極間に印加された電圧によって移動した前記粒子が前記着色面を覆い、前記第２の表示状態では、前記第１及び第２の電極間に印加された電圧によって移動した前記粒子が前記着色面を露出させるものである。
【００３５】
かかる構成によれば、レンズにより、入射光を選択的に着色面に照射することが可能である。このため、着色粒子が着色面側を覆う第１の表示時には、着色粒子の色に基づく良好な表示が行われる。一方、第２の表示時には、入射光がほとんど照射されないゆえにほとんど表示に影響しない部分に着色粒子が移動するため、表示に関わる着色面から着色粒子が除去され、着色面の色に基づく良好な表示が行われる。このように、第１及び第２の表示時ともに良好な表示品質が得られるため、結果として、コントラストの向上が図られる。
【００３６】
ここで、かかる構成では、気相空間中を移動する着色粒子が１種類であるため、複数の粒子を用いる従来の場合のように着色粒子同士が互いに移動の妨げになることはない。このため、速やかに効率よく着色粒子を移動させることが可能となる。それゆえ、第１の表示時には、着色粒子を効率よく移動させて隙間なく着色面を覆うことが可能であり、また、第２の表示時には、着色粒子を効率よく移動させて着色面から除去することが可能となる。また、ここでは気相空間中を着色粒子が移動するため、液相空間中を移動する場合に比べて、より速やかに着色粒子を移動させることが可能となる。それゆえ、表示の応答速度の向上が図られるとともに、動作電圧の低減化を図ることが可能となる。
【００３７】
さらに、着色粒子が気相空間中を移動する上記構成では、液相空間中を移動させる場合に比べて、着色粒子を移動させる際の閾値電圧が高くなる。このため、クロストーク電圧等によって着色粒子が移動するのを抑制することができる。
【００３８】
また、前記発明に係る表示装置において、前記レンズは透明である第１の基板に形成され、前記第１及び第２の電極は、前記第１の基板と対向する第２の基板に設けられていることが好ましい。
【００３９】
かかる構成によれば、第１の基板を通じて入射した光が、レンズによって集光又は散乱され、前記着色面に選択的に照射される。
【００４０】
前記発明に係る表示装置は、アクティブマトリクス駆動型であってもよい。
【００４１】
かかる構成においては、画素毎にアクティブマトリクス素子（例えば、スイッチング素子たるＴＦＴ）が配置されているため、画素毎にオン・オフ制御することが可能となる。このような構成は、動画等の高速応答が要求される表示に適している。
【００４２】
また、前記発明に係る表示装置は、パッシブマトリクス駆動型であってもよい。
【００４３】
かかる構成においても、前述のように上記構成の表示装置では着色粒子を移動させる際の閾値電圧が高く、それゆえクロストーク電圧等による着色粒子の移動を抑制することができるため、良好な表示を行うことが可能となる。特に、このような構成は、動画のような高速応答が要求されない場合、例えばペーパディスプレイで新聞等の表示を行う場合に適している。
【００４４】
また、前記発明に係る表示装置において、前記気相側の前記第２の基板表面は凹凸形状を有し、前記第２の基板表面の凹部に前記第２の電極が配置されるとともに前記第２の基板表面の凸部に前記第１の電極及び前記着色面が配置されていることが好ましい。
【００４５】
かかる構成によれば、第２の表示時において、着色粒子が第２の基板表面の凹部に配置された第２の電極側に移動し、該凹部に着色粒子が収容される。したがって、第１の表示時において着色面に付着した着色粒子を、速やかに効率よく該凹部に集めて着色面から除去することができる。その結果、第２の表示時における着色粒子の影響がより低減され、さらに良好なコントラストを実現することが可能となる。また、このように凹凸形状の第２の基板に配置された第１及び第２の電極間では、平坦な表面に分散された着色粒子全部を電極間で移動させる場合に比べて、効率よく速やかに移動させることが可能となる。したがって、動作電圧の低減化を図ることが可能となる。
【００４６】
また、前記発明に係る表示装置において、前記凸部がマトリクス状に形成されるとともに前記凸部の周囲に前記凹部が格子状に形成され、前記凹部に、櫛状の前記第２の電極が配置されていることが好ましい。
【００４７】
かかる構成によれば、第２の表示時において、着色粒子を付着させる第２の電極の面積が広くなるとともに、着色粒子を収容する凹部のスペースが広くなる。このため、着色面からより完全に着色粒子を除去することができ、表示に関与しない部分に効率よく着色粒子を退避させることが可能となる。したがって、さらにコントラストの向上が図られる。
【００４８】
また、前記発明に係る表示装置において、前記第２の基板表面の凸部の頂部が前記第１の基板に達するとともに、前記頂部以外の前記凸部表面に前記第１の電極及び前記着色面が配置されていることが好ましい。
【００４９】
かかる構成によれば、気相空間を隔てて対向配置された第１及び第２の基板が該凸部によって支持されるので、支持部材を別途で用いることなく、該気相空間を保持することが可能となる。また、かかる構成では、気相空間が該凸部によって個々に隔てられるため、隣接の気相空間等に着色粒子が移動するのを防止することが可能となる。したがって、着色粒子が特定の部分に凝集するのを防止することができるとともに、個々に独立した気相空間にそれぞれ封入された着色粒子の量を一定に保つことができる。それゆえ、ムラの発生を防止することが可能となる。
【００５０】
また、前記発明に係る表示装置において、前記第１の基板の前記レンズは凹状曲面を有することが好ましい。
【００５１】
かかる構成によれば、第１の基板側から入射した光が、該レンズによって屈折して散乱されるので、着色面に選択的に光を照射することが可能となる。したがって、このように光が照射される着色面が表示に関与する領域となり、該領域が着色粒子で覆われるか否かによって表示状態が変化する。ここで、光が照射されない第２の電極側に集まった着色粒子は、表示にほとんど影響しない。このため、第２の表示時においては、第２の基板の凹部に配置された第２の電極側に移動した着色粒子が観察されない。
【００５２】
また、前記発明に係る表示装置において、前記凸部表面に前記着色面が配置され、前記着色面に、透明導電体から構成される前記第１の電極が配置されていることが好ましい。
【００５３】
かかる構成によれば、第１の表示時において、第１の電極表面に着色粒子が付着し、それにより、第１の電極の下方に配置された着色面が覆い隠される。一方、第２の表示時においては、第１の電極に付着していた着色粒子が除去されるので、透明な第１の電極を透過して該電極の下方の着色面の色が観察される。このように、かかる構成においては、第２の表示時において、第１の電極を通して着色面を観察するため、第１の電極が透明である必要がある。
【００５４】
また、前記発明に係る表示装置において、前記凸部表面に、透明または不透明な導電体から構成される前記第１の電極が配置され、前記第１の電極の表面に前記着色面が配置されていることが好ましい。
【００５５】
かかる構成によれば、第１の表示時において、第１の電極に向かって移動する着色粒子が、第１の電極の上方に配置された着色面に付着して該着色面を覆い隠す。一方、第２の表示時においては、着色面に付着していた着色粒子が除去されるので、着色面の色が観察される。このように、かかる構成においては、第２の表示時において、第１の電極の上に配置された着色面を直接観察することができるため、第１の電極が不透明であっても支障はない。
【００５６】
また、前記発明に係る表示装置において、前記着色粒子の粒子径が１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
かかる構成によれば、速やかに効率よく第１及び第２の電極間を着色粒子が移動することが可能であり、かつ、第１の表示時においては着色面を漏れなく覆い隠し、第２の表示時においては表示に影響を与えないように第２の電極側に退避することが可能となる。また、移動中に粒子同士が凝集するのを防止することが可能となる。
【００５８】
また、前記発明に係る表示装置において、前記第１及び第２の基板は、厚さが０．５ｍｍ以下の樹脂基板であることが好ましい。
【００５９】
かかる構成によれば、薄型・軽量であり、かつ、フレキシブルな表示装置を実現することが可能となる。このような表示装置は、特に、紙の代替となる電子ペーパ等に利用するのに最適である。
【００６０】
また、前記発明に係る表示装置において、前記アクティブマトリクス駆動を行うためのアクティブ素子に前記第１又は第２の電極に接続され、前記アクティブ素子が、有機半導体層を含む構成であることが好ましい。
【００６１】
かかる構成によれば、アクティブ素子によって画素毎にオン・オフ制御が行われるため、アクティブマトリクス駆動を実現できる。ここで、該アクティブ素子の半導体層は有機半導体から構成されるため、アクティブ素子を配設したことにより表示装置のフレキシブル性が損なわれることはない。
【００６２】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、  前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極、第２電極、および第３電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極、前記第２電極、および第３電極に印加する電圧印加部とを備え、前記第１電極および前記第２電極は一方の前記基板に、前記第３電極は他方の前記基板にそれぞれ設けられており、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００６３】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記第１電極および前記第２電極間の間隔は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第３電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００６４】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記第１電極および前記第２電極の幅は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第３電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００６５】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記複数の粒子の平均粒径は、隣り合う少なくとも３個の画素毎に異なっており、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第３電極間を前記粒子が移動することにより、前記３個の画素を１つの表示単位として前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００６６】
また、前記発明に係る表示装置において、前記複数の粒子の平均粒径は１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
また、前記発明に係る表示装置において、前記複数の粒子は、赤、緑、青の３色の何れかに着色されており、各色の粒子は、隔壁によって画素毎に仕切られた空間に封入されていることが好ましい。
【００６８】
また、前記発明に係る表示装置において、前記複数の粒子は、シアン、マジェンタ、イエローの３色の何れかに着色されており、各色の粒子は、隔壁によって画素毎に仕切られた空間に封入されていることが好ましい。
【００６９】
また、前記発明に係る表示装置において、アクティブマトリクス駆動型であることが好ましい。
【００７０】
また、前記発明に係る表示装置において、前記アクティブマトリクス駆動を行うためのアクティブ素子に前記第２電極が接続され、前記アクティブ素子が、有機半導体層を含むことが好ましい。
【００７１】
また、前記発明に係る表示装置において、パッシブマトリクス駆動型であることが好ましい。
【００７２】
さらに、前記発明に係る表示装置において、前記基板は、厚さが０．５ｍｍ以下の樹脂基板であることが好ましい。
【００７３】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有し、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００７４】
また、前記発明に係る表示装置において、前記複数の粒子は帯電する極性が異なる２種類の粒子から構成され、前記２種類の粒子の少なくとも何れか一方は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有していることが好ましい。
【００７５】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、  前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の全面を被覆するように形成される、前記母粒子に比して軟化点の高い材料で構成される第１被覆層と、前記第１被覆層の表面の全面を被覆するように形成され、前記母粒子と同一または前記母粒子に比して軟化点の低い材料で構成される第２被覆層と、前記第２被覆層の表面の略全面を被覆するように前記第２被覆層に固着される複数の子粒子とを有し、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００７６】
また、前記発明に係る表示装置において、前記母粒子は、前記子粒子よりも比重が小さくかつ軟化点が低いことが好ましい。
【００７７】
また、前記発明に係る表示装置において、前記母粒子は多孔質であることが好ましい。
【００７８】
また、前記発明に係る表示装置において、前記母粒子は中空構造であることが好ましい。
【００７９】
また、前記発明に係る表示装置において、前記母粒子及び前記子粒子の一方または両方が真球状であることが好ましい。
【００８０】
また、前記発明に係る表示装置において、前記子粒子は表面に帯電処理が施されたシリカ微粒子であることが好ましい。
【００８１】
また、前記発明に係る表示装置において、前記子粒子は着色粒子であることが好ましい。
【００８２】
また、前記発明に係る表示装置において、前記粒子の表面には撥水膜または疎水膜が形成されていることが好ましい。
【００８３】
また、前記発明に係る表示装置において、前記子粒子には、表面処理剤と解砕媒体用ビーズとが充填された媒体攪拌ミルにより湿式解砕処理が施されていることが好ましい。
【００８４】
また、前記発明に係る表示装置において、前記子粒子は、平均粒径が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の酸化チタン粒子であることが好ましい。
【００８５】
また、前記発明に係る表示装置において、前記２種類の粒子のうちの一方は黒色粒子であり、前記黒色粒子にのみ負に帯電した子粒子が付着されていることが好ましい。
【００８６】
また、前記発明に係る表示装置において、前記子粒子は、平均粒径が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下のシリカ粒子であることが好ましい。
【００８７】
また、前記発明に係る表示装置において、前記母粒子の表面の略全面に前記子粒子を被覆するための配合比は、母粒子：子粒子の重量比で１００：３乃至１００：５であることが好ましい。
【００８８】
また、本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、前記一対の基板間の気相中に内在される帯電性を有する複数の粒子と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられ、前記粒子を駆動する第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備え、前記粒子は、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の全面を被覆するように形成される、光を透過しない不透明材料で構成される第１被覆層と、前記第１被覆層の表面の全面を被覆するように形成され、絶縁材料で構成される第２被覆層とを有し、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間を前記粒子が移動することにより前記画像信号に応じた画像を表示するように構成されている。
【００８９】
また、本発明の画像表示に利用される粒子の製造方法は、少なくとも一方が透明である対向する一対の基板と、マトリクス状に配置された画素ごとに設けられた第１電極および第２電極と、画像信号に応じた電圧を前記第１電極および第２電極に印加する電圧印加部とを備える表示装置における画像表示に利用され、前記電圧印加部によって印加された電圧にしたがって、前記第１電極および前記第２電極間の気相中を移動する、芯材となる母粒子と、前記母粒子の表面の略全面を被覆するように前記母粒子に固着される複数の子粒子とを有する粒子の製造方法であって、防潤剤を含有しない水系媒体中に分散された重合体粒子に、単量体及び油溶性染料を吸収させるステップと、前記重合体粒子に吸収させた単量体を重合することにより前記母粒子となる単分散粒子を得るステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００９０】
本発明に係る表示装置は、気相中を移動する粒子を駆動するために要する駆動電圧の低減化を図ることができる。
【００９１】
また、粒子を気相中でスムーズに移動させることができるので、応答時間の短縮化を実現することができる。
【００９２】
さらに、コントラストを向上させ、良好な画像表示を行うことができるなど、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００９４】
（実施の形態１）
第１群の本発明に係る表示装置の好適な実施の形態を、以下の実施の形態１において説明する。
【００９５】
（実施の形態１−１）
本発明の実施の形態１−１に係る表示装置はいわゆるパッシブマトリクス方式のものである。図３は、本発明の実施の形態１−１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施の形態の表示装置１００は、マトリクス状に配置された画素１５を有する表示部１４を備えている。各画素１５は、後述するように第１電極および第２電極を備えており、これらの第１電極および第２電極はそれぞれ第１電極ドライバ１２および第２電極ドライバ１３によって駆動される。そして、これらの第１電極ドライバ１２および第２電極ドライバ１３の動作は制御部１１によって制御されるように構成されている。なお、図３では省略されているが、表示部１４において、複数の第１電極が行方向に配設されており、複数の第２電極が列方向に配設されている。
【００９６】
図４Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−１に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのA-A線における断面図である。また、図５Ａは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−１に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのB-B線における断面図である。なお、説明の便宜上、図中のＸ方向、Ｙ方向をそれぞれ表示部１４の横方向、縦方向とし、Ｚ方向を表示部１４の上方向とする。
【００９７】
図４Ａ乃至図５Ｂに示すように、表示部１４は、２枚の基板、すなわち上側基板１と下側基板２とを備えている。これらの上側基板１および下側基板２は、厚さ０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の透明樹脂製のフィルムで構成されている。なお、いわゆる電子ペーパーと呼ばれるような折り曲げ可能な表示装置を実現するためには、上側基板１および下側基板２の厚さが０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度であることが好ましい。
【００９８】
上側基板１および下側基板２は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、これらの上側基板１と下側基板２との間に形成された空気層７には正に帯電させた複数の着色粒子６が充填されている。この着色粒子６は、アクリル粒子、ブラックカーボンなどから合成された球状の黒色粒子であり、その粒径は１μｍ乃至１０μｍ程度である。なお、着色粒子６が凝集するのを防止するため、着色粒子６の粒径は均一であることが好ましい。
【００９９】
また、着色粒子６は、比重が小さく流動性に優れているものが好ましい。そのための具体的な構造を作製するために、直径５μｍの真球状アクリル粒子の表層全面に、直径３０ｎｍの真球状シリカ微粒子をメカノケミカルなどの方法により固定化処理する。ここでシリカ微粒子は帯電処理を施したものを使用し、着色粒子６全体として帯電性を有するものとした。比重をさらに小さくするためには、アクリル粒子は中空状または多孔質のものがより望ましい。このような構造により、粒子の流動性は向上するため、粒子が移動するときの摩擦抵抗が小さくなり、かつ、粒子の移動に必要な運動エネルギーが小さくなる。したがって、応答速度が高速になるとともに低電圧での駆動が可能となる。
【０１００】
前述したスペーサによって維持されている空気層７のギャップＧは１００μｍ程度である。そして、着色粒子６の充填率は、空気層７に対して、体積換算で１０％乃至３０％程度としている。着色粒子６を空気層７に充填した後、上側基板１および下側基板２の周縁部はエポキシ系の接着剤などによって気密封止される。
【０１０１】
上側基板１の下面には、複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と、第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるようにして画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４とがそれぞれ形成されている。第２電極４はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などで構成された透明導電体である。ここで、第１電極３の櫛歯部３ａの幅Ｌ１は１０μｍ、第２電極４の幅Ｌ２は５０μｍとしている。また、第１電極３の櫛歯部３ａと第２電極４との間の距離Ｗ１は５μｍとしている。なお、第１電極３は表示部１４の横方向に連結されており、第２電極４は図示しない配線によって表示部１４の縦方向に電気的に接続されている。
【０１０２】
下側基板２の上面には、上側から入射する光を反射するための反射層５が形成されている。この反射層５は、ＴｉＯ２（チタニア）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）などから構成される白色層である。
【０１０３】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置の動作について、図３乃至図５Ｂを参照しながら説明する。表示装置１００では、制御部１１が、外部の装置から入力される画像信号に応じて、第１電極ドライバ１２および第２電極ドライバ１３に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、第１電極ドライバ１２が第１電極３に対して所定の電圧を印加し、一方第２電極ドライバ１３がそのタイミングに合わせて画像信号に応じた電圧を各画素１５に形成されている第２電極４に印加する。これにより、各画素１５の着色粒子６が後述するように移動し、反射層５によって反射される光の透過率が変化する。その結果、観察者の目に画像信号に対応する画像が映る。
【０１０４】
画素１５における白色表示は次のようにして実現される。制御部１１から出力された制御信号に応じて、第１電極ドライバ１２は第１電極３に負の電圧を、第２電極ドライバ１３は第２電極４に正の電圧をそれぞれ印加する。前述したように着色粒子６は正に帯電させてあるので、この場合では、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、着色粒子６は第１電極３上に引き寄せられて付着する。ここで第２電極４は前述したように透明導電体で構成されているため、下側基板２の上面に形成されている反射層５の白色が観察されることになる。
【０１０５】
一方、画素１５における黒色表示は次のように実現される。制御部１１から出力された制御信号に応じて、第１電極ドライバ１２は第１電極３に正の電圧を、第２電極ドライバ１３は第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加する。この場合、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、正に帯電された着色粒子６は第２電極４上に引き寄せられて付着する。その結果、黒色の着色粒子６が観察されることになる。
【０１０６】
以上のように、表示に利用する粒子は同一の極性に帯電するものしか存在しないため、従来のように異なる極性に帯電する２種類の粒子を用いる場合と比べて、粒子が電極に移動するときの障壁が少なくなる。そのため、粒子を移動させるための電圧、すなわち駆動電圧を低くすることができる。また、白色から黒色へ、または黒色から白色へ表示するために要する時間の短縮化を図ることができる。
【０１０７】
従来のように第１電極および第２電極が異なる基板に形成されるいわゆる縦電界方式の場合、十分な黒表示を実現するためには３００Ｖ以上の電圧が必要であった。これに対して、本実施の形態の構成において第１電極３の櫛歯部３ａと第２電極４との間の距離ｗ１が２０乃至５０μｍの場合では８０乃至１２０Ｖの駆動電圧で十分な黒表示を実現することができる。
【０１０８】
（実施の形態１−２）
実施の形態１−２に係る表示装置は、第１電極と第２電極とを互いに異なる基板に形成して構成されたものである。
【０１０９】
図６Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−２に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのC-C線における断面図である。また、図７Ａは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−２に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図７Ｂは、図７ＡのD-D線における断面図である。
【０１１０】
図６Ａ乃至図７Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、実施の形態１−１の場合と同様に上側基板１の下面には複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３が形成されている。一方、下側基板２の上面に形成された反射層５上には、画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４が形成されている。この第２電極４は、平面視で第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるように配置されている。なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置では、実施の形態１−１の場合と同様に、第１電極３に負の電圧を、第２電極４に正の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第１電極３上に引き寄せて付着させることにより白色表示を実現する（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。一方、第１電極３に正の電圧を、第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第２電極４上に引き寄せて付着させることにより黒色表示を実現する（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。
【０１１２】
ここで、実施の形態１−１の場合と異なるのは、第１電極３と第２電極４との間を移動するときに着色粒子６が上側基板１と下側基板２との間を移動する点にある。すなわち、本実施の形態では着色粒子６が空気層７のギャップＧ分移動しなければならない。一方、実施の形態１−１の場合では上側基板１に形成された第１電極３と第２電極４との間を着色粒子６が移動する。ここで、空気層７のギャップＧは１００μｍであり、第１電極３の櫛歯部３ａと第２電極４との間は５μｍである。したがって、第１電極３と第２電極４との間に同じ電位差を与えた場合に発生する電界強度は、本実施の形態では実施の形態１−１の場合の２０倍となる。
【０１１３】
着色粒子６を移動させるために必要な駆動電圧は第１電極３と第２電極４との間に発生する電界強度に依存する。そのため、駆動電圧の低減化という観点からは本実施の形態よりも実施の形態１−１の場合の方が望ましい。しかし、実施の形態１−１の場合では第１電極３と第２電極４との間の距離が小さいために電極間の電気的短絡が発生しやすいという課題がある。これに対して本実施の形態の場合は第１電極３と第２電極４との間の距離が大きいためにそのような電気的短絡が発生する確率を抑えることができるという利点がある。
【０１１４】
（実施の形態１−３）
実施の形態１−３に係る表示装置は、基板に対して垂直な方向に窪むような凹状に第１電極を形成して構成されたものである。
【０１１５】
図８Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−３に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのE-E線における断面図である。また、図９Ａは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−３に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図９Ｂは、図８ＡのF-F線における断面図である。
【０１１６】
図８Ａ乃至図９Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、実施の形態１−１の場合と同様に上側基板１の下面には複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と、第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるようにして画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４とがそれぞれ形成されている。ここで、上側基板１の第１電極３の櫛歯部３ａが形成される領域には、表示部１４の縦方向の溝１ａがエンボス加工、プレス加工などの公知の方法により設けられている。このようにして設けられている上側基板１の溝１ａに沿って第１電極３の櫛歯部３ａが形成されている。そのため、この第１電極３の櫛歯部３ａは、上側基板１に対して垂直な方向に窪むような凹状に形成される。
【０１１７】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１１８】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置では、実施の形態１−１の場合と同様に、第１電極３に負の電圧を、第２電極４に正の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第１電極３上に引き寄せて付着させることにより白色表示を実現する（図８Ａ及び図８Ｂ参照）。一方、第１電極３に正の電圧を、第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第２電極４上に引き寄せて付着させることにより黒色表示を実現する（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。
【０１１９】
本実施の形態の場合、第１電極３の櫛歯部３ａは上側基板１に対して垂直な方向に窪むような凹状に形成されている。そのため、実施の形態１の場合と比べて第１電極３の表面積を大きくすることができるので、より多くの着色粒子６を第１電極３に付着させることが可能となる。したがって、実施の形態１−１の場合より着色粒子６の数を多くしても白色表示のときの表示面積を維持することができる。このように着色粒子６の数を多くした場合、黒色表示のときに第２電極４に付着する着色粒子６の数が多くなることになるため、良好な表示を実現することができる。
【０１２０】
以上のように、白表示の品質を維持した上で黒表示の品質を向上させることができるので、本実施の形態の表示装置では、実施の形態１−１の場合と比べてコントラストを向上させることができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では上側基板１に直接溝を形成しているが、たとえば上側基板１の仮面に感光性樹脂を設け、その感光性樹脂に凹状のパターンを形成するようにしてもよい。感光性樹脂は基板と比べて加工が容易であるため、このように構成することによって、より複雑な形状を得ることができる。
【０１２２】
（実施の形態１−４）
実施の形態１−３に係る表示装置では、基板に対して垂直な方向に窪むような凹状に第１電極を形成していた。これに対して実施の形態１−４に係る表示装置は、基板に対して垂直な方向に突起するような凸状に第１電極を形成して構成されたものである。
【０１２３】
図１０Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−４に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を模式的に示す断面図であり、図１０Ｂは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−４に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を模式的に示す断面図であり、
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、実施の形態１−１の場合と同様に上側基板１の下面には複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と、第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるようにして画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４とがそれぞれ形成されている。ここで、上側基板１の第１電極３の櫛歯部３ａが形成される領域には、上側基板１に対して垂直な方向に突起する凸部１ｂがエンボス加工、プレス加工などの公知の方法により表示部１４の縦方向に設けられている。このようにして設けられている上側基板１の凸部１ｂに沿って第１電極３の櫛歯部３ａが形成されている。そのため、この第１電極３の櫛歯部３ａは、上側基板１に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成される。
【０１２４】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１２５】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置では、実施の形態１−１の場合と同様に、第１電極３に負の電圧を、第２電極４に正の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第１電極３上に引き寄せて付着させることにより白色表示を実現する（図１０Ａ参照）。一方、第１電極３に正の電圧を、第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第２電極４上に引き寄せて付着させることにより黒色表示を実現する（図１０Ｂ参照）。
【０１２６】
本実施の形態の場合、第１電極３の櫛歯部３ａは上側基板１に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されている。そのため、実施の形態１−１の場合と比べて第１電極３の表面積を大きくすることができる。したがって、実施の形態１−３の場合と同様にしてコントラストを向上させることができる。
【０１２７】
また、このように第１電極３の櫛歯部３ａは上側基板１に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されている場合、実施の形態１のように第１電極３の櫛歯部３ａが平らな形状で形成されているのと比べて、第１電極３および第２電極４に電圧が印加されたときの電界強度が大きくなる。したがって、実施の形態１の場合と同じ電圧が第１電極３および第２電極４に印加された場合には、本実施の形態の方が着色粒子６を確実に電極に付着させることができるため、コントラストを向上させるために適した構成であるといえる。一方、実施の形態１の場合と同様のコントラストを得るためにはより低い駆動電圧で足りることになるため、駆動電圧の低減化を図ることもできる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では上側基板１に直接凸部を形成しているが、実施の形態１−３で説明した場合と同様に、たとえば上側基板１の下面に感光性樹脂を設け、その感光性樹脂に凸状のパターンを形成するようにしてもよい。感光性樹脂は基板と比べて加工が容易であるため、このように構成することによって、より複雑な形状を得ることができる。
【０１２９】
（実施の形態１−５）
実施の形態１−５に係る表示装置は、基板に対して垂直な方向に窪むような凹状に第１電極を形成し、この第１電極にギャップを保持するスペーサおよび粒子の移動を制限するための障壁として機能させるように構成されたものである。
【０１３０】
図１１Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−５に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を模式的に示す断面図であり、図１１Ｂは黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−５に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を模式的に示す断面図である。
【０１３１】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、実施の形態１−１の場合と同様に上側基板１の下面には複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と、第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるようにして画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４とがそれぞれ形成されている。ここで、上側基板１の第１電極３の櫛歯部３ａが形成される領域には、上側基板１に対して垂直な方向に突起する凸部１ｂがエンボス加工、プレス加工などの公知の方法により表示部１４の縦方向に設けられている。この凸部１ｂは、表示部１４の下方向に向かうにしたがって狭くなるテーパ形状をなしている。
【０１３２】
前述した上側基板１に設けられた凸部１ｂは、上側基板１と下側基板２とを対向させて配置させるときのスペーサの役割を果たす。すなわち、凸部１ｂは空気層７のギャップを保持するように構成されている。また、この凸部１ｂは、着色粒子６が空気層７内を自由に移動することを制限するための障壁ともなる。
【０１３３】
このようにして設けられている上側基板１の凸部１ｂに沿って第１電極３の櫛歯部３ａが形成されている。そのため、この第１電極３の櫛歯部３ａは、上側基板１に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成される。なお、凸部１ｂの先端部分、すなわち下側基板２上に形成された反射層５と接している部分には電極を形成する必要はない（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）。本明細書においては、この先端部分に電極が形成されていると否とにかかわらず、第１電極３の櫛歯部３ａが上側基板１に対して垂直な方向に突起するような凸状に形成されていると表現する。
【０１３４】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１３５】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置では、実施の形態１−１の場合と同様に、第１電極３に負の電圧を、第２電極４に正の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第１電極３上に引き寄せて付着させることにより白色表示を実現する（図１１Ａ参照）。一方、第１電極３に正の電圧を、第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加して着色粒子６を第２電極４上に引き寄せて付着させることにより黒色表示を実現する（図１１Ｂ参照）。
【０１３６】
このように着色粒子６は第１電極３と第２電極４との間を移動するが、その移動は、第１電極３の櫛歯部３ａおよび上側基板１の凸部１ｂによって規制される。そのため、一画素に内包される着色粒子６の量を一定に保つことができる。また、表示部４をある方向に傾けたために特定部分に着色粒子６が凝集するのを防止することができる。これにより、表示ムラの発生を防止することができるので、良好な画像表示を実現することができる。
【０１３７】
本実施の形態の場合、第１電極３の櫛歯部３ａおよび上側基板１の凸部１ｂがスペーサの役割を果たすので別にスペーサを設ける必要がない。また、着色粒子６の移動を制限するための障壁としての役割も果たすため、そのような障壁を別途設ける必要もない。したがって、製造コストの低減化を図ることができる。
【０１３８】
また、本実施の形態では、上側基板１の凸部１ｂが前述したようなテーパ形状をなしている。この場合、このようなテーパ形状でない場合と比べて、第１電極３の櫛歯部３ａの表面積を大きくすることができる。したがって、実施の形態１−３の場合と同様にしてコントラストを向上させることができる。
【０１３９】
（実施の形態１−６）
実施の形態１−６に係る表示装置は、第１電極の櫛歯部を１画素内に複数設けるように構成されたものである。
【０１４０】
図１２Ａは、本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図１２Ｂは、図１２ＡのG-G線における断面図である。なお、便宜上、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいては着色粒子を省略している。
【０１４１】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、上側基板１の下面には、マトリクス状に配置されている画素に沿って格子状に配置されたブラックマトリックス９を有するブラックマトリックス層１０が形成されている。ここでブラックマトリックス９はＣｒ（クロム）などの黒色または透明の導電体で構成されている。このブラックマトリックス９は図示しない電圧印加手段に接続されており、後述する第１電極３および第２電極４とは独立して電圧が印加されるように構成されている。
【０１４２】
ブラックマトリックス層１０の下面には、１画素内に複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と同じく複数の櫛歯部４ａを有する櫛状の第２電極４とが形成されている。第１電極３および第２電極４はＩＴＯなどで構成された透明電極である。これらの第１電極３および第２電極４は、櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとが噛み合うように対向して配置されている。
【０１４３】
第１電極３の櫛歯部３ａの幅Ｌ３および第２電極４の櫛歯部４ａの幅Ｌ４が３μｍ乃至５μｍ程度で、これらの櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ２も３μｍ乃至５μｍ程度であることが好ましい。このように構成することによって、周辺電界効果により、電極の位置にかかわらず比較的均一で且つ強い電界強度分布を得ることができるためである。なお、本実施の形態では、第１電極３の櫛歯部３ａの幅Ｌ３、第２電極４の櫛歯部４ａの幅Ｌ４、および櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ２の何れも４μｍ程度としている。
【０１４４】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１４５】
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置の動作について説明する。図１３Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図１３Ｂは、図１３ＡのH-H線における断面図である。また、図１４Ａは、中間調表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図１４Ｂは、図１４ＡのI-I線における断面図である。さらに、図１５Ａは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図１５Ｂは、図１５ＡのJ-J線における断面図である。
【０１４６】
本実施の形態の表示装置において白色表示を行う場合、第１電極３および第２電極４に正の電圧を、ブラックマトリックス９に負の電圧をそれぞれ印加する。これにより着色粒子６はブラックマトリックス９上に引き寄せられて付着する（図１３Ａ及び図１３Ｂ参照）。ここで第１電極３および第２電極４は前述したように透明導電体で構成されているため、下側基板２の上面に形成されている反射層５の白色が観察されることになる。
【０１４７】
また、中間色表示を行う場合、第１電極３およびブラックマトリックス９に正の電圧を、第２電極４に負の電圧をそれぞれ印加する。これにより着色粒子６は第１電極３およびブラックマトリックス９上に引き寄せられて付着する（図１４Ａ及び図１４Ｂ参照）。この場合、図１４Ａに示すように、着色粒子６が画素内で適当に分散されて静止することになる。したがって、中間色が観察されることになる。
【０１４８】
さらに、黒色表示を行う場合、第１電極３および第２電極４に負の電圧を、ブラックマトリックス９に正の電圧をそれぞれ印加する。これにより着色粒子６は第１電極３および第２電極４上に引き寄せられて付着する（図１５Ａ及び図１５Ｂ参照）。その結果、黒色の着色粒子６が多く観察されることになるため黒色表示を実現することができる。
【０１４９】
前述したようにして第１電極３および第２電極４に所定の電圧を印加する場合、その印加の初期段階では第１電極３および第２電極４に対して正負の電圧を交互に印加する。これにより、画素の中央部に偏りなく着色粒子６が分散されることになるため、ブラックマトリックス９の近傍に着色粒子６が凝集するのを防止することができる。その結果、画素全体にわたって均一でムラのない良好な表示を実現することができる。
【０１５０】
（第１群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態）
以上で説明したとおり、実施の形態１−１から実施の形態１−６までの表示装置は、パッシブマトリクス駆動の表示装置である。電気泳動表示装置のように液相中を粒子が移動する方式の表示装置の場合は、粒子の駆動に必要な閾値電圧が存在しないため、クロストークが発生し易いパッシブマトリクス駆動を適用することはできない。これに対して実施の形態１−１から実施の形態１−６までの表示装置のように気相中を粒子が移動する方式の表示装置の場合は、粒子の駆動に必要な閾値電圧が存在するため、パッシブマトリクス駆動による画像表示を行うことが可能である。
【０１５１】
ただし、走査電極が数百本以上も必要となるような比較的大きな表示パネルを用いて高品位な画像表示を行うためには、画素ごとにアクティブ素子を備え、そのアクティブ素子をオン／オフ制御することにより画素ごとに電極に対して電圧を印加できるようなアクティブマトリクス駆動により画像表示を行うことが好ましい。この場合、アクティブ素子として有機材料を用いて印刷などによって形成される有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を採用し、しかもその有機ＴＦＴを樹脂製の基板上に形成することとすれば、フレキシブルさが損なわれることがない。
【０１５２】
以上で説明した実施の形態１―１から実施の形態１−６までの表示装置ではカラー表示を行うことはできないが、光の三原色（赤、緑、青）のカラーフィルタなどを備えることによってカラー表示を実現することができることは言うまでもない。
【０１５３】
（実施の形態２）
次に、第２群の本発明に係る表示装置の好適な実施の形態を、以下の実施の形態２において説明する。
【０１５４】
（実施の形態２−１）
図１６は、本発明の実施の形態２−１に係る表示装置の構成を示す模式図である。また、図１７Ａは、画像表示媒体２７０を構成する画素２００の構成を示す透視的な平面図であり、図１７Ｂは、図１７ＡのK-K線における模式的な断面図である。
【０１５５】
図１６に示すように、表示装置は、表示部が画像表示媒体２７０から構成される。画像表示媒体２７０は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、アクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴアレイ基板と呼ぶ）２１１と、該ＴＦＴアレイ基板２１１と対向するように配置された対向基板２１０とを有し、該ＴＦＴアレイ基板２１１と対向基板２１０との間に形成された空間２０９に、正に帯電した黒色粒子２０６が封入されて構成されている。ＴＦＴアレイ基板２１１の表面には、第１の電極２０３及び第２の電極２０４が配設されている。
【０１５６】
図１６乃至図１７Ｂを参照すると、ＴＦＴアレイ基板２１１には、平面視において互いに直交する複数のソース線ＳＬ及びゲート線ＧＬが配設されており、該ゲート線ＧＬ及びソース線ＳＬで区画された領域が一画素２００を構成している。このような画素２００がマトリクス状に複数形成されて画像表示媒体２７０が形成されている。例えば、本実施の形態の表示装置は、高精細が要求されるモバイル用の表示装置であるため、２３０ｄｐｉの精細度を有し、画素ピッチが１１０μｍである。そして、図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板２１１には、画素１００毎にスイッチング素子として、周知の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設されている。該ＴＦＴのドレイン領域には、ＴＦＴアレイ基板１１側の第１の電極２０３が接続されている。このように、本実施の形態の表示装置は、画素２００毎にＴＦＴが形成されたアクティブ駆動型である。
【０１５７】
画像表示媒体２７０の周囲部には、ソース線ＳＬを駆動させるためのソースドライバ２８１が配設されるとともに、ゲート線ＧＬを駆動させるためのゲートドライバ２８２が配設されている。さらに、該ソースドライバ２８１及びゲートドライバ２８２を外部から入力される画像信号に応じて制御する制御部２８０が配設されている。このように構成された表示装置では、制御部２８０が、外部から信号入力部２８３に入力された画像信号に応じて、ゲートドライバ２８２及びソースドライバ２８１にそれぞれ制御信号を出力する。すると、ゲートドライバ２８２がゲート線ＧＬにゲート信号を出力して各画素２００のスイッチング素子（ＴＦＴ）を順次オンさせ、一方、ソースドライバ２８１が、それにタイミングを合わせてソース線ＳＬを通じて映像信号を各画素１００に順次入力する。それにより、後述するように、各画素２００において、ＴＦＴアレイ基板１１と対向基板２１０との間の空間２０９を、黒色粒子２０６が移動する。その結果、表示装置を観察する人の目に、映像信号に対応する映像が映る。
【０１５８】
次に、図１６の画像表示媒体２７０の構成を、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照しながら説明する。
【０１５９】
図１７Ｂに示すように、画素２００は、ＴＦＴアレイ基板２１１と対向基板２１０との間の空間２０９に黒色粒子２０６が封入されている。
【０１６０】
ＴＦＴアレイ基板２１１は、厚さ０．５ｍｍ以下、例えば０．１〜０．２ｍｍの樹脂からなるフレキシブルな第１の基板２０２を有する。第１の基板２０２は、透明であっても不透明であってもよいが、ここでは透明樹脂で構成されている。図示を省略しているが、この第１の基板２０２上に、ゲート線が配設されるとともに、このゲート線と平面視において直交するソース線が、絶縁層によりゲート線と絶縁された状態で配設されている。このゲート線とソース線とで囲まれた領域が１つの画素領域である。そして、ゲート線とソース線との交差部には、スイッチング素子としてＴＦＴが形成されている。ＴＦＴは、第１の基板２０２上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜及び第１の基板２上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、チャネル領域を形成するための有機半導体層とを含んで構成される。ＴＦＴは、有機材料を用いて印刷等によって形成されるが、ＴＦＴが形成されたことによりＴＦＴアレイ基板１１のフレキシブル性が損なわれるものではない。ＴＦＴのゲート電極には、前述のゲート線が接続され、ＴＦＴのソース電極には、前述のソース線が接続されている。ここでは、ソース線、ゲート線、ＴＦＴ、及びこれらを絶縁する絶縁層をまとめて、配線層２１５として図示している。
【０１６１】
ＴＦＴアレイ基板２１１では、配線層２１５の上に、樹脂からなる凹凸層２０７が配設されている。凹凸層２０７では、断面が三角形状で画素の長手方向に延びる凸部２０７ａが、所定の間隔で、横方向及び縦方向に繰り返すように形成されている。該凸部２０７ａの頂角θは、画素ピッチとセルギャップとによって決まり、同じセルギャップの場合では、高精細なものほど鋭角な頂角θが必要となる。例えば、本例のように精細度が２３０ｄｐｉでありセルギャップが１１０μｍである場合、凸部２０７ａの断面は、頂角θが９０°程度の二等辺三角形となっている。そして、このように縦方向及び横方向に配置された複数の凸部２０７ａの隣接する凸部２０７ａ間には、平坦な底部を有する凹部２０７ｂが形成されている。したがって、該凹部２０７ｂは、平面視において格子状に形成されている。このような凸部２０７ａ及び凹部２０７ｂを有する凹凸層２０７は、感光性樹脂をパターニングして形成されるか、あるいは、熱可塑性樹脂をエンボス加工等により加工成形して形成される。
【０１６２】
凹凸層２０７の凹部２０７ｂの底部には、矩形状の第１の電極２０３が配設されており、第１の電極２０３は、平面視において、櫛状の形状を有する。櫛状の第１の電極２０３は、横方向に配列された複数の画素２００に共通して配設されるが、画素毎に絶縁されている。該絶縁された画素毎の第１の電極２０３は、凹凸層２０７を介して、配線層２１５のＴＦＴのドレイン電極に接続している。第１の電極２０３は、ＩＴＯ等の透明導電材料で構成されてもよく、不透明な金属膜で構成されてもよいが、ここではＩＴＯによって構成されている。
【０１６３】
凹凸層２０７の凸部２０７ａの表面を覆うように、白色層２０５が形成されている。白色層２０５は、屈折率が大きく光をよく散乱させる物質、例えば、ＴｉＯ２（チタニア）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等が、樹脂中に分散されて構成される。この白色層２０５は、厚さが２０μｍ以上であり、反射層として機能する。さらに、白色層２０５を覆うように、ＩＴＯ等の透明導電材料から構成される第２の電極２０４が配設されている。第２の電極２０４は、各凸部２０７ａの頂部を挟む側面（傾斜面）にそれぞれ配設されている。また、全ての第２の電極２０４は、図示しない共通配線によって互いに接続されている。この共通配線は接地されており、それによってソースドライバの接地側と接続されている。
【０１６４】
対向基板２１０は、第２の基板２０１と、マイクロレンズ８とを有する。第２の基板２０１は、厚さが０．５ｍｍ以下、例えば０．１〜０．２ｍｍのフレキシブルな透明樹脂からなる。該第２の基板２０１の内面に、マイクロレンズ２０８が配設されている。マイクロレンズ２０８は、対向面に、凹状曲面を有するレンズ部２０８Ａが所定の間隔で複数形成された構成を有する。このようなマイクロレンズ２０８は、例えば、透明な感光性樹脂をパターニングしたり、あるいは、透明な熱可塑性樹脂をエンボス加工等により加工成形して形成される。そして、対向基板２１０は、マイクロレンズ２０８の各レンズ部２０８Ａの間の部分に凸部２０７ａの頂部を嵌め込むようにＴＦＴアレイ基板２１１に取り付けられている。それにより、凹凸層２０７とマイクロレンズ２０８との間に、隣接する凸部２０７ａによって各々隔てられた複数の空間２０９が形成される。ここでは、該空間２０９は、空気で満たされており、底部に第１の電極２０３が含まれている。また、後述するように、空間２０９の上部に配置されたレンズ部２０８Ａは、対向基板２０１側から入射した光を、該空間２０９に面する白色層２０５に選択的に照射可能な構成となっている。そして、該空間２０９には、黒色粒子２０６が封入されている。ここでは、このように両基板２１０，２１１の間に黒色粒子２０６が封入されてなるセルの厚さ（セルギャップ）は、１１０μｍである。また、黒色粒子６は、アクリル粒子、ブラックカーボン等から合成された直径１〜１０μｍ程度の球状黒色粒子であり、真比重が１．２ｇ／ｃｍ2である。また、凹凸層２０７の凸部２０７ａで区画された各空間２０９に封入された黒色粒子２０９の体積充填率は１０〜３０％である。
【０１６５】
ここでは、前述したように、ソース線及びゲート線で区画された１つの画素領域内に、１つの空間２０９が含まれる。すなわち、凹凸層２０７の隣接する凸部２０７ａの頂部から頂部までの間が、１つの画素２００に含まれる。ここでは、画像表示媒体２７０を構成する複数の画素２００において、各画素２００は、画素毎に独立した空間２０９を含んでいる。したがって、ここでは、画素間における黒色粒子２０６の移動はなく、粒子２０６の体積充填率は一定である。
【０１６６】
次に、上記の構成を有する画像表示媒体２７０の表示動作を、画像表示媒体２７０の構成単位である画素２００に着目して説明する。図１７Ａ及び図１７Ｂは、白表示を行っている場合の画素２００の動作を示しており、図１８Ａ及び図１８Ｂは、黒表示を行っている場合における画素２００の動作を示している。
【０１６７】
図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、白表示のときにおいては、画像に応じた信号電圧が、第１及び第２の電極２０３，２０４間に印加される。それにより、第１の電極２０３が負極となるとともに、第２の電極２０４が正極となる。すると、空間２０９に存在する正に帯電した黒色粒子２０６が、クーロン力によって、負極である第１の電極２０３に引きつけられて移動し第１の電極２０３に付着する。ここでは、８０Ｖの電圧で黒色粒子２０６が移動を開始し、２５０Ｖで移動が完了する。一方、前述のように、黒色粒子２０６は第１の電極２０３側に集められるため、正極である第２の電極２０４の表面には、黒色粒子２０６が付着しない。したがって、透明な第２の電極２０４を通じて、下方に配置された白色層２０５が観察される。特に、ここでは、第１の電極２０３が櫛状であり、画素２００の長手方向だけでなく、短手方向にも第１の電極２０３が配置されているため、第１の電極２０３における黒色粒子２０６の付着面積が広くなる。このため、第２の電極２０４周辺から効率よく黒色粒子２０６を除去することが可能となる。また、黒色粒子２０６は泳動法における粒子より大きいが、このように大きな粒子であっても、充分に付着させることができる（収容スペースが大きい）。また、第１の電極２０３が凹凸層２０７の凹部２０７ｂの底部に配置されているため、黒色粒子２０６は、速やかに移動して第１の電極２０３に集まる。
【０１６８】
このような黒色粒子２０６の分散状態において、対向基板２１０側から入射した光は、図中の矢印で示すように、マイクロレンズ２５５のレンズ部２０８Ａによって屈折される。それにより、光は、白色層２０５に選択的に照射されるとともにこの部分で反射され、一方、黒色粒子２０６が集まった凹凸層２０７の凹部２０７ｂにはほとんど光が照射されない。それゆえ、対向基板２１０側から観察すると、ほとんど黒色粒子２０６は観察されず、白色層２０５に基づく良好な白表示が行われる。
【０１６９】
一方、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、黒表示のときにおいては、上記の白表示のときとは逆極性の信号電圧が第１及び第２の電極２０３，２０４間に印加される。それにより、第１の電極２０３が正極となるとともに、第２の電極２０４が負極となる。したがって、ここでは、正に帯電した黒色粒子２０６は、クーロン力によって負極である第２の電極２０４側に移動し、第２の電極２０４に付着して表面を覆い隠す。このような黒色粒子２０６の分散状態で対向基板２１０側から観察すると、第２の電極２０４の下方に配置された白色層２０５が黒色粒子２０６で覆われているため、白色層２０５がほとんど観察されずに黒色粒子２０６が観察される。それゆえ、黒色粒子２０６に基づく良好な黒表示が行われる。
【０１７０】
このように、本実施の形態では、白表示のときに、黒色粒子２０６を凹凸層２０７の凹部２０７ｂに集めるとともに、この凹部２０７ｂが観察されないようにマイクロレンズ２０８を用いて光を屈折させるため、コントラストの向上を図ることが可能となる。また、黒表示のときには、光が照射されて表示に関与する凹凸層２０７の凸部２０７ａの白色層２０５を黒色粒子２０６で覆えばよいため、隙間なく効率よく覆うことができる。したがって、この場合にも、コントラストの向上が図られる。このように、白表示、黒表示ともに表示品質が向上するので、結果としてコントラストを著しく向上させることができる。例えば、同じ動作電圧で比較した場合、従来の構成では６〜９であったコントラストが、本実施の形態の構成では、１２〜１５に向上した。また、このようにコントラストの向上が図られた画像表示媒体では、ＴＦＴアレイ基板２１１と対向基板２１０との間の距離（セルギャップ）が小さくても、十分なコントラストを実現することができる。したがって、より薄型化を図ることができるとともに、応答速度の向上、動作電圧の低減化を図ることが可能となる。
【０１７１】
上記の白表示のとき及び黒表示のときにおける黒色粒子２０６の移動では、空間２０９内を移動する粒子が黒色粒子２０６の１種類であるため、図１Ａ及び図１Ｂのように極性の異なる複数種類の着色粒子を用いる従来の場合のような粒子同士の間の移動の妨げが起こらない。このため、黒色粒子２０６は速やかに移動することができる。また、黒色粒子２０６は、気相中を移動するため、液相中を移動する場合に比べて、移動速度が速い。さらに、第１の電極２０３が凹凸層２０７の凹部２０７ｂの底部に配設されるとともに、第２の電極２０４が凹凸層２０７の凸部２０７ａの傾斜面に形成されているため、平坦面に配設された電極間を粒子が移動する場合に比べて、黒色粒子２０６が速やかに移動する。それゆえ、本実施の形態の表示装置では、応答速度の向上が図られるとともに、動作電圧の低減化が図られる。
【０１７２】
また、本実施の形態において、凹凸層２０７の凸部２０７ａは、ＴＦＴアレイ基板２１１と対向基板２１０との間の空間２０９を保持する、すなわち両基板２１１，２１０を支持する空間保持部材（いわゆるスペーサ）の役目も果たしている。それゆえ、従来の構成においては、基板間に形成される空間を保持するために別途で空間保持部材を設ける必要があったが、本実施の形態の構成においてはその必要がない。
【０１７３】
さらに、本実施の形態では、該凸部２０７ａが対向基板２１０まで達するので、一画素毎に区画する隔壁として機能し、空間２０９が該凸部２０７ａによって画素毎に区切られて独立している。このため、画像表示媒体の配置体勢にかかわらず、黒色粒子２０６が画像表示媒体の特定部分に凝集するのを防止することができ、一画素の空間２０９内に収容された黒色粒子２０６の量を一定に保つことが可能となる。このため、ムラの発生を防止することが可能となる。
【０１７４】
（実施の形態２−２）
図１９Ａ及び図１９Ｂは、本発明の実施の形態２−２に係る画像表示装置の画像表示媒体の構成を示す模式的な平面図である。なお、図１９Ａは、白表示のときにおける画像表示媒体の動作を示しており、図１９Ｂは黒表示のときにおける画像表示媒体の動作を示している。
【０１７５】
本実施の形態の画像表示媒体は、実施の形態２−１の場合と同様の構造を有する画素から構成されるが、以下の点が実施の形態２−１と異なっている。すなわち、本実施の形態では、画素２００毎に独立して、画素の長手方向のみに凹凸層２０７の凹部２０７ｂが形成されており、画素の短手方向には凹部２０７ｂが配設されていない。そして、該凹部２０７ｂに第１の電極２０３が配設されている。したがって、本実施の形態では、実施の形態２−１のように横方向に配列された複数の画素２００の凹凸層２０７の凹部２０７ｂに共通の櫛状の第１の電極２０３が配設されるのではなく、画素２００毎に独立して、画素の長手方向に走る矩形状の第１の電極２０３が配設されている。
【０１７６】
かかる構成とすると、白表示のときにおいて、図１９Ａに示すように、画素２００の長手方向に形成された凹凸層２０７の凹部２０７ｂに配置された第１の電極２０３に黒色粒子２０６が引きつけられて移動し、凹部２０７ｂに退避する。また、黒表示のときにおいては、図１９Ｂに示すように、実施の形態２−１と同様に、黒色粒子２０６が凹凸層２０７の凸部２０７ａに配置された第２の電極２０４に引きつけられて移動する。したがって、本実施の形態においても、実施の形態２−１と同様の効果が得られる。
【０１７７】
（実施の形態２−３）
図２０Ａ及び図２０Ｂは、本発明の実施の形態２−３に係る画像表示装置の画像表示媒体の構成を示す模式的な断面図である。なお、図２０Ａは白表示のときにおける画像表示媒体の動作を示しており、図２０Ｂは黒表示のときにおける画像表示媒体の動作を示している。
【０１７８】
本実施の形態の画像表示媒体は、実施の形態２−１の場合と同様の構造を有する画素から構成されるが、以下の点が実施の形態２−１と異なっている。すなわち、本実施の形態では、第２の電極２０４と白色層２０５の積層順序が実施の形態２−１とは逆であり、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、凹凸層２０７の凸部２０７ａ表面に、第２の電極２０４が配設され、該第２の電極２０４上に白色層２０５が配設されている。この場合、第２の電極２０４は、透明であってもよく、あるいは、不透明な金属膜から形成されてもよい。また、白色層２０５の厚さは２０μｍ以上とする。
【０１７９】
かかる構成とすると、図２０Ａに示すように、白表示のときにおいて、黒色粒子２０６は凹凸層２０７の凹部２０７ｂの第１の電極２０３に移動する。それにより、白色層２０５が露出して白表示が行われる。一方、図２０Ｂに示すように、黒表示のときにおいては、クーロン力により第２の電極２０４にひかれて黒色粒子２０６が移動する。ここでは、第２の電極２０４が白色層２０５の下に配置されているため、移動してきた黒色粒子２０６は白色層２０５の表面に付着する。したがって、白色層２０５が黒色粒子２０６で覆われ、その結果、黒色粒子２０６に基づく黒表示が行われる。
【０１８０】
本実施の形態においては、実施の形態２−１と同様に、画素２００の長手方向及び短手方向に凹凸層２０７の凹部２０７ｂが形成されるとともに該凹部２０７ｂに各画素共通の櫛状の第１の電極２０３が配設される場合について説明したが、本実施の形態の変形例として、実施の形態２−２において説明したように、画素の短手方向には凹凸層２０７の凹部２０７ｂが形成されずに長手方向のみに凹部２０７ｂが形成され、画素毎に独立して該凹部２０７ｂ内に第１の電極２０３が形成されてもよい。
【０１８１】
（第２群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態）
上記の実施の形態２−１から２−３においては、ＴＦＴアレイ基板２１１の表面に、凹凸層２０７により凹部２０７ｂを形成して該凹部２０７ｂに第１の電極２０３を配置し、該凹部２０７ｂに黒色粒子２０６を集めているが、第２群の本発明は、凹凸層２０７を設けずにＴＦＴアレイ基板２１１の表面を平坦とした構成であってもよい。例えば、ＴＦＴアレイ基板２１１の平坦な表面に第１の電極２０３と第２の電極２０４とを配置し、該ＴＦＴアレイ基板２１１の平坦な表面において黒色粒子２０６を移動させる構成であってもよい。なお、前述のように、実施の形態２−１から２−３のようにＴＦＴアレイ基板２１１の表面を凹凸形状として凹部２０７ｂに第１の電極２０３を配置すると、平坦なＴＦＴアレイ基板２１１の表面において黒色粒子２０６を移動させる場合よりも粒子２０６が容易にかつ速やかに移動する。よって、この場合、動作電圧を低減できるので好ましい。
【０１８２】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、ＴＦＴアレイ基板２１１に凹凸層２０７を設けることにより、両基板２１１，２１０間の空間との界面に凹凸パターンを形成しているが、該空間との界面に凹凸パターンを形成するための構成はこれに限定されるものではない。例えば、平坦な表面を有するＴＦＴアレイ基板２１１の表面に、凹凸パターンが形成された白色層２０５を配設してもよい。
【０１８３】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、光を散乱させるＴｉＯ２等の粒子を分散させて構成される白色層２０５を配設する場合について説明したが、白色層２０５の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、光を散乱させるための凹凸パターンが形成されたことにより白く見える白色層２０５を配設した構成であってもよい。
【０１８４】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、黒色粒子２０６が正に帯電した場合について説明したが、黒色粒子２０６は負に帯電していてもよい。この場合、実施の形態１〜３の場合とは逆に、白表示のときには、第１の電極２０３が正極となり第２の電極２０４が負極となるように信号電圧が印加され、一方、黒表示のときには、第１の電極２０３が負極となり第２の電極２０４が正極となるように信号電圧が印加される。
【０１８５】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、黒色粒子２０６と白色層２０５との組み合わせとしたが、白色粒子と黒色層とを組み合わせた構成であってもよい。かかる構成では、例えば、黒表示のときには、凹部２０７ｂに配置された第１の電極２０３に白色粒子が集められることにより黒色層が露出し、一方、白表示のときには、凸部２０７ａの第２の電極２０４に白色粒子が集められて黒色層が覆われる。
【０１８６】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、凹状曲面を有するレンズ部２０８Ａが形成されたマイクロレンズ２０８を用いているが、凸状曲面を有するレンズ部２０８Ａが形成されたマイクロレンズ２０８を用いてもよい。かかる構成では、例えば、凹凸層２０７の凹部２０７ｂに配設された第１の電極２０３上に白色層２０５を配設するとともに、この白色層２０５に光が集光されるように、マイクロレンズ２０８のレンズ部２０８Ａを配置する。そして、白表示のときには、凹凸層２０７の凸部２０７ａの第２の電極２０４側に黒色粒子２０６を移動させることにより凹部２０７ｂの白色層２０５から黒色粒子２０６を除去し、白色層２０５を露出させる。一方、黒表示のときには、黒色粒子２０６を凹部２０７ｂの第１の電極２０３側に移動させ、白色層２０５を黒色粒子２０６で覆う。
【０１８７】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、ＴＦＴアレイ基板２１１側の第１の基板２０３、及び、対向基板２１０の第２の基板２０１が、ともに透明樹脂から構成される場合について説明したが、観察する側の基板、すなわち、ここでは対向基板２１０側の第２の基板２０１が透明であれば、観察側と反対のＴＦＴアレイ基板２１１の第１の基板２０２は透明でなくてもよい。
【０１８８】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、白黒表示を行う場合について説明したが、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを対向基板側に配置することにより、カラー表示を行うことも可能である。
【０１８９】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、一画素毎に隔壁（凹凸層２０７の凸部２０７ａに相当）を設けているが、必ずしも一画素毎に隔てられる必要はなく、二画素、三画素、あるいはそれ以上の画素毎に隔壁を設けてもよい。
【０１９０】
また、実施の形態２０１から２０３においては、隔壁として凹凸層２０７の凸部２０７ａが機能するが、隔壁を別途設けた構成、例えば、感光性樹脂等で隔壁を形成した構成でもかまわない。
【０１９１】
また、凹凸層２０７の凸部２０７ａの断面形状は、上記の実施の形態２−１から２−３の形状に限定されるものではない。例えば、断面の頂角の大きさが９０°以外の三角形状であってもよく、あるいは、頂部が平坦である台形状等であってもよい。
【０１９２】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、ＴＦＴのドレイン電極に第１の電極２０３が接続され、第１の電極２０３が画素電極に相当するとともに第２の電極２０４が共通電極に相当する構成について説明したが、第２の電極２０４がＴＦＴのドレイン電極に接続され、第２の電極２０４が画素電極に相当するとともに第１の電極２０３が共通電極に相当する構成であってもよい。この場合、画素電極たる第２の電極２０４は、画素毎に絶縁されており、絶縁された第２の電極がそれぞれ各画素に配設されたＴＦＴのドレイン電極に接続されている。
【０１９３】
また、上記の実施の形態２−１から２−３においては、本発明をアクティブマトリクス駆動型の表示装置に適用する場合について説明したが、本発明を、パッシブマトリクス駆動型のものに適用してもよい。特に、着色粒子を気相中で移動させる本発明では、動作電圧に対する不感帯域、すなわち閾値動作電圧が存在するので、クロストーク等の僅かな動作電圧の変化によって着色粒子が移動するために従来の電気泳動ディスプレイ（図２Ａ及び図２Ｂ参照）では実現が困難であったパッシブマトリクス駆動であっても、容易に実現可能となる。例えば、ペーパディスプレイにおいて、新聞を表示する場合には、表示の応答性に対する要求が少ないので、パッシブマトリクス駆動とする。一方、ソース線が数百本以上も必要な比較的大容量の画像表示を、クロストークのない高品位で表示するためには、アクティブマトリクス駆動とするのが好ましい。また、動画等の表示のように、表示の応答性が要求される場合には、アクティブ駆動とするのが好ましい。
【０１９４】
パッシブマトリクス駆動では、アクティブマトリクス駆動の場合のように画素毎にスイッチング素子（ＴＦＴ）が形成されるのではなく、互いに交差する縦方向及び横方向の矩形状の電極（以下、Ｘ電極及びＹ電極と呼ぶ）において、Ｘ電極に印加された信号電圧と同極性又は逆極性の信号電圧をＹ電極に印加することにより、スイッチング素子に代わって、Ｘ電極とＹ電極との交差部に配置される画素の点灯・消灯制御が行われる。そして、前述の第１の電極及び第２の電極の一方が、Ｘ電極及びＹ電極の一方と接続されており、第１の電極及び第２の電極の他方が、Ｘ電極及びＹ電極の他方と接続されている。Ｘ電極に印加された信号電圧と逆極性の信号電圧がＹ電極に印加されると、全体の信号電圧が大きくなって画素が点灯状態となる。一方、Ｘ電極に印加された信号電圧と同極性の信号電圧がＹ電極に印加されると、全体の信号電圧が小さくなって画素が消灯状態となる。ここで、このようにＸ電極及びＹ電極に印加される信号電圧の打ち消し合いによりオフ状態を実現しようとすると、全体の信号電圧を完全にうち消し合うことは困難であるため、クロストーク電圧が発生する。前述のように、該クロストーク電圧は、電気泳動ディスプレイにおいて問題となるが、本発明の構成では、着色粒子が気相中を移動するため、クロストーク電圧が発生しても該電圧に応じて着色粒子が移動することはない。したがって、次の信号電圧が入力されるまで表示が保たれる。
【０１９５】
（実施の形態３）
次に、第３群の本発明に係る表示装置の好適な実施の形態を、以下の実施の形態３において説明する。
【０１９６】
（実施の形態３−１）
本発明の実施の形態３−１に係る表示装置はいわゆるパッシブマトリクス方式のものである。図２１は、本発明の実施の形態３−１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図２１に示すように、表示部１４が有する各画素１５は、後述するように第１電極、第２電極、および第３電極を備えており、これらの第１電極、第２電極、および第３電極はそれぞれ第１電極ドライバ１２、第２電極ドライバ１３、および第３電極ドライバ１６によって駆動される。そして、これらの第１電極ドライバ１２、第２電極ドライバ１３、および第３電極ドライバ１６の動作は制御部１１によって制御されるように構成されている。
【０１９７】
なお、本実施の形態の表示装置１００のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１９８】
図２２Ａは、白表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図２２Ｂは、図２２ＡのM-M線における断面図である。また、図２３Ａは、中間調表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図２３Ｂは、図２３ＡのN-N線における断面図である。さらに、図２４Ａは、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部１４の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図２４Ｂは、図２４ＡのO-O線における断面図である。なお、説明の便宜上、図中のＸ方向、Ｙ方向をそれぞれ表示部１４の横方向、縦方向とし、Ｚ方向を表示部１４の上方向とする。
【０１９９】
図２１乃至図２４Ｂに示すように、表示部１４は、２枚の基板、すなわち上側基板１と下側基板２とを備えている。これらの上側基板１および下側基板２は、厚さ０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の透明樹脂製のフィルムで構成されている。なお、いわゆる電子ペーパーと呼ばれるような折り曲げ可能な表示装置を実現するためには、上側基板１および下側基板２の厚さが０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度であることが好ましい。
【０２００】
上側基板１および下側基板２は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、これらの上側基板１と下側基板２との間に形成された空気層７には正に帯電させた複数の着色粒子６が充填されている。この着色粒子６は、アクリル粒子、ブラックカーボンなどから合成された球状の黒色粒子であり、その粒径は２μｍ乃至２０μｍ程度である。なお、着色粒子６が凝集するのを防止するため、着色粒子６の粒径は均一であることが好ましい。
【０２０１】
また、着色粒子６は、比重が小さく流動性に優れているものが好ましい。そのための具体的な構造を作製するために、直径５μｍの真球状アクリル粒子の表層全面に、直径３０ｎｍの真球状シリカ微粒子をメカノケミカルなどの方法により固定化処理する。ここでシリカ微粒子は帯電処理を施したものを使用し、着色粒子６全体として帯電性を有するものとした。比重をさらに小さくするためには、アクリル粒子は中空状または多孔質のものがより望ましい。このような構造により、粒子の流動性は向上するため、粒子が移動するときの摩擦抵抗が小さくなり、かつ、粒子の移動に必要な運動エネルギーが小さくなる。したがって、応答速度が高速になるとともに低電圧での駆動が可能となる。
【０２０２】
前述したスペーサによって維持されている空気層７のギャップＧは１００μｍ程度である。そして、着色粒子６の充填率は、空気層７に対して、体積換算で１０％乃至３０％程度としている。着色粒子６を空気層７に充填した後、上側基板１および下側基板２の周縁部はエポキシ系の接着剤などによって気密封止される。
【０２０３】
上側基板１の下面には、複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と、第１電極３の隣り合う櫛歯部３ａ、３ａに囲まれるようにして画素ごとに設けられた矩形状の第２電極４とがそれぞれ形成されている。第２電極４はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などで構成された透明導電体である。ここで、第１電極３の櫛歯部３ａの幅Ｌ１は１０μｍ、第２電極４の幅Ｌ２は５０μｍとしている。また、第１電極３の櫛歯部３ａと第２電極４との間の距離ｗ１は５μｍとしている。なお、第１電極３は表示部１４の横方向に連結されており、第２電極４は図示しない配線によって表示部１４の縦方向に電気的に接続されている。
【０２０４】
下側基板２の上面には、上側から入射する光を反射するための反射層５が形成されている。この反射層５は、ＴｉＯ２（チタニア）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）などから構成される白色層である。
【０２０５】
また、反射層５の上面には、第１電極３と同様な形状の第３電極８が形成されている。ここで、第３電極８と第１電極３とは平面視で重なるように配置されている。
【０２０６】
以上のように構成された本実施の形態に係る表示装置の動作について、図２１乃至図２４Ｂを参照しながら説明する。表示装置１００では、制御部１１が、外部の装置から入力される画像信号に応じて、第１電極ドライバ１２および第２電極ドライバ１３に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、第１電極ドライバ１２が第１電極３に対して所定の電圧を印加し、一方第２電極ドライバ１３がそのタイミングに合わせて画像信号に応じた電圧を各画素１５に形成されている第２電極４に印加する。これにより、各画素１５の着色粒子６が後述するように移動し、反射層５によって反射される光の透過率が変化する。その結果、観察者の目に画像信号に対応する画像が映る。
【０２０７】
画素１５における白色表示は次のようにして実現される。制御部１１から出力された制御信号に応じて、第１電極ドライバ１２は第１電極３に負の電圧Ｖ１を、第２電極ドライバ１３は第２電極４に正の電圧Ｖ２をそれぞれ印加する。前述したように着色粒子６は正に帯電させてあるので、この場合では、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、着色粒子６は第１電極３上に引き寄せられて付着する。ここで第２電極４は前述したように透明導電体で構成されているため、下側基板２の上面に形成されている反射層５の白色が観察されることになる。
【０２０８】
一方、画素１５における黒色表示は次のように実現される。制御部１１から出力された制御信号に応じて、第１電極ドライバ１２は第１電極３に正の電圧Ｖ５を、第２電極ドライバ１３は第２電極４に負の電圧Ｖ６をそれぞれ印加する。この場合、図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、正に帯電された着色粒子６は第２電極４上に引き寄せられて付着する。その結果、黒色の着色粒子６が観察されることになる。
【０２０９】
また、画素１５における中間調表示は次のように実現される。制御部１１から出力された制御信号に応じて、第１電極ドライバ１２は第１電極３に正の電圧Ｖ３を、第２電極ドライバ１３は第２電極４に負の電圧Ｖ２を、第３電極ドライバ１６は第３電極８に負の電圧Ｖ４をそれぞれ印加する。この場合、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、正に帯電された着色粒子６は第２電極４および第３電極８上に引き寄せられて付着する。これにより、黒表示のときと比べて第２電極４に付着する着色粒子６の数が少なくなるため、中間調表示を実現することができる。
【０２１０】
本実施の形態において、白表示を実現するために、第１電極３に―４０Ｖを、第２電極４に＋４０Ｖをそれぞれ印加したところ、このときの反射濃度は０．４であった。また、中間調表示を実現するために、第１電極３に＋３０Ｖを、第２電極４に―３０Ｖを、第３電極８に―１０Ｖをそれぞれ印加したところ、このときの反射濃度は０．９であった。さらに、黒表示を実現するために、第１電極３に＋４０Ｖを、第２電極４に―４０Ｖをそれぞれ印加したところ、このときの反射濃度は１．４であった。
【０２１１】
本実施の形態では、第１電極２，第２電極４，および第３電極８のそれぞれに印加する電圧の値を変化させることにより、第２電極４に付着する着色粒子６の数を容易且つ高精度に制御することができる。例えば、第１電極２に印加する電圧、第２電極４に印加する電圧を一定とし、第３電極８に印加する電圧を増減する等により、従来の場合と比べて、より緻密な階調制御を実現することができる。
【０２１２】
（実施の形態３−２）
図２５Ａは、本発明の実施の形態３−２に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図であり、図２５Ｂは、図２５ＡのP-P線における断面図である。なお、便宜上、図２５Ｂにおいては着色粒子を省略している。また、本実施の形態に係る表示装置は隣り合う３個の画素を１つの単位（以下、絵素という）として表示を行うものであり、図２５は１つの絵素の構成を示している。
【０２１３】
図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、本実施の形態に係る表示装置が備える表示部１４において、上側基板１の下面には、マトリクス状に配置されている画素に沿って格子状に配置されたブラックマトリックス９を有するブラックマトリックス層１０が形成されている。
【０２１４】
ブラックマトリックス層１０の下面には、複数の櫛歯部３ａを有する櫛状の第１電極３と複数の櫛歯部４ａを有する櫛状の第２電極４とが形成されている。第１電極３および第２電極４はＩＴＯなどで構成された透明電極である。これらの第１電極３および第２電極４は、櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとが噛み合うように対向して配置されている。
【０２１５】
図２５Ａ及び図２５Ｂに示すとおり、１つの絵素内に位置する櫛歯部３ａの幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は互いに異ならせてある。また、同様にして１つの絵素内に位置する櫛歯部４ａの幅Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６も互いに異ならせてある。さらに、１つの絵素内に位置する櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６も互いに異ならせてある。
【０２１６】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０２１７】
以上のように構成すると、第１電極３と第２電極４との間に同じ電圧を印加した場合であっても、画素によって異なる電界が発生することになる。したがって、１つの絵素を構成する３つの画素はそれぞれ異なった階調特性を有することになる。
【０２１８】
３つの画素から構成される絵素を１つの表示単位とすると、１つの絵素における表示パターンとしては以下の４つが挙げられる。
【０２１９】
（１）３つの画素すべてにおいて黒表示を行う
（２）３つの画素のうちの２つの画素において黒表示を行い、１つの画素において白表示を行う
（３）３つの画素のうちの１つの画素において黒表示を行い、２つの画素において白表示を行う
（４）３つの画素すべてにおいて白表示を行う
ここで、前記（２）、（３）においては、３つの画素の組み合わせはそれぞれ３通りある。本実施の形態に係る表示装置の場合、それらの３通りの組み合わせごとに異なる階調で表示が行われることになる。したがって、本実施の形態に係る表示装置の場合、前記（１）、（４）においてそれぞれ１階調、前記（２）、（３）においてそれぞれ３階調の表示が可能であるため、８階調表示を実現することができる。
【０２２０】
これに対して、櫛歯部３ａの幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３、櫛歯部４ａの幅Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６、および櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ１，Ｗ２、Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６がそれぞれすべて同じである場合、前記（１）〜（４）の４つの表示パターンごとに１階調を表現することができるに過ぎない。したがって、そのような構成の場合は４階調表示に留まることになる。
【０２２１】
このように、本実施の形態に係る表示装置では、階調特性が異なる３つの画素を適宜組み合わせることにより、従来の場合と比べて、より緻密な階調制御を実現することができる。
【０２２２】
（実施の形態３−３）
図２６は、黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−３に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。なお、本実施の形態に係る表示装置は、実施の形態３−２の場合と同様に、隣り合う３個の画素から構成される絵素を単位として表示を行うものであり、図２６は１つの絵素の構成を示している。
【０２２３】
図２６に示すように、１つの絵素を構成する３個の画素内には、それぞれ異なる粒径の着色粒子６ａ，６ｂ，６ｃ（６ｃ，６ａ，６ｂの順に粒径が大きい）が充填されている。ここで、着色粒子６ａ，６ｂ，６ｃの平均粒径は１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【０２２４】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態１−１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０２２５】
以上のように構成すると、第１電極３と第２電極４との間に同じ電圧を印加した場合でも、着色粒子６ａ，６ｂ，６ｃの第１電極３及び第２電極４への付着状態、すなわち付着する着色粒子６ａ，６ｂ，６ｃの個数および配列が異なることになる。したがって、３つの画素はそれぞれ異なった３種類の階調特性を有することになるので、実施の形態３−２の場合と同様に、階調特性が異なる３つの画素を適宜組み合わせることにより、従来の場合と比べて、より緻密な階調制御を実現することができる。
【０２２６】
（実施の形態３−４）
実施の形態３−１から３−３までに係る表示装置は白黒表示を行うものであったが、実施の形態３−４に係る表示装置はカラー表示を行うものである。
【０２２７】
図２７は、本発明の実施の形態３−４に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。なお、本実施の形態に係る表示装置は、実施の形態３−２の場合と同様に、隣り合う３個の画素から構成される絵素を単位として表示を行うものであり、図２７は１つの絵素の構成を示している。
【０２２８】
図２７において、６ｄは青色粒子を、６ｅは緑色粒子を、６ｆは赤色粒子をそれぞれ示している。したがって、１つの絵素は青、緑、赤の３色をそれぞれ表示可能な３つの画素から構成されていることになる。この３色の画素で１絵素を表示することによりカラー表示が可能となる。
【０２２９】
これらの３色の粒子が１つの画素に混在すると良好なカラー表示を実現することができない。そのため、本実施の形態において、各色の粒子は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すような隔壁によって画素毎に仕切られた空間に封入されている。
【０２３０】
なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態３−２の場合と同様である。すなわち、１つの絵素内に位置する櫛歯部３ａの幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は互いに異ならせてあり、また、同様にして１つの絵素内に位置する櫛歯部４ａの幅Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６も互いに異ならせてある。さらに、１つの絵素内に位置する櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６も互いに異ならせてある。
【０２３１】
以上のように電極の幅等を異ならせているのは、赤、青、緑の３色の視感度が異なるからである。最も視感度が小さい青色を表示する面積を最も大きくし、最も視感度が大きい緑色を表示する面積を最も小さくするように電極の幅等を異ならせればよい。
【０２３２】
本実施の形態に係る表示装置の場合、青色を表示する画素に係る櫛歯部３ａの幅Ｌ１が最も小さく、次に赤色を表示する画素に係る櫛歯部３ａの幅Ｌ３、緑色を表示する画素に係る櫛歯部３ａの幅Ｌ２の順に小さくなる。また、青色を表示する画素に係る櫛歯部４ａの幅Ｌ４が最も大きく、次に赤色を表示する画素に係る櫛歯部４ａの幅Ｌ６、緑色を表示する画素に係る櫛歯部４ａの幅Ｌ５の順に大きくなる。さらに、青色を表示する画素に係る櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ１およびＷ４が最も大きく、次に赤色を表示する画素に係る櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ２およびＷ５、緑色を表示する画素に係る櫛歯部３ａと櫛歯部４ａとの間の距離Ｗ３およびＷ６の順に大きくなる。
【０２３３】
このように構成することにより、赤、緑、青に係る画素は各色の粒子の光学特性に適した階調特性を有することになるので、効率よく階調表現することが可能となり、従来に比べて階調特性が飛躍的に向上した良好かつ高効率のカラー表示が可能となる。
【０２３４】
なお、実施の形態４−３と同様に、各色の粒子の粒径を異ならせることで各色の粒子の光学特性に適した階調特性を得ることにより、高効率かつ階調性に優れたカラー表示を実現することも可能である。
【０２３５】
また，本実施の形態においてはカラー表示を実現するために赤、青、緑の３色の粒子群を用いているが、シアン、マジェンタ、イエローの３色の粒子群を用いるようにしてもよい。
【０２３６】
（第３群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態）
以上で説明したとおり、実施の形態３−１から実施の形態３−３までの表示装置は、パッシブマトリクス駆動の表示装置である。しかしながら、第１群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態でも説明したように、アクティブマトリクス駆動の表示装置とすることも可能である。
【０２３７】
（実施の形態４）
最後に、第４群の本発明に係る表示装置の好適な実施の形態を、以下の実施の形態４において説明する。
【０２３８】
（実施の形態４−１）
本発明の実施の形態４−１に係る表示装置はいわゆるパッシブマトリクス方式のものである。なお、着色粒子以外の本実施の形態に係る表示装置の構成および動作については、実施の形態１−１の場合と同様であるので説明を省略する。以下、図３乃至図５Ｂを適宜参照しながら本実施の形態に係る表示装置に用いられる粒子の構成について説明する。
【０２３９】
図２８は、本発明の実施の形態４−１に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。図２８に示すように、着色粒子６は、芯材となる母粒子６ａと、その母粒子６ａの表面を被覆するように固着されている複数の子粒子６ｂとから構成されている。着色粒子６は、比重が小さく流動性に優れているものが好ましい。このように着色粒子６を母粒子６ａと子粒子６ｂとを用いた複合的な構成とすることにより、特に子粒子６ｂの粒径によって着色粒子６間あるいは基板との間に作用するファンデルワールス力が依存するため、着色粒子６全体としての流動性は向上する。
【０２４０】
本実施の形態においては、母粒子６ａには直径５μｍの真球状アクリル粒子を、また、子粒子６ｂには帯電処理を施した直径１６ｎｍの真球状シリカ微粒子を使用し、着色粒子６全体として帯電性を有するものとした。なお、母粒子６ａに使用する材料としてはスチレン系、メラミン系など他の樹脂材料でもかまわない。また、子粒子６ｂにシリカを使用したのはシランカップリング剤等により安定でかつ大きな帯電量を得られる帯電処理が可能となるからである。
【０２４１】
母粒子６ａの製造方法としては、防潤剤を含有しない水系媒体中に分散された重合体粒子に、単量体及び油溶性染料を吸収させ、その吸収させた単量体を重合する方法とした。この製造方法によれば、単分散で粒径が均一な母粒子６ａを得ることができる。
【０２４２】
母粒子６ａは樹脂製なので真比重が１．２ｇ／ｃｍ３と小さく、かつ軟化点が低い。一方、子粒子６ｂは母粒子６ａに比べれば２．１ｇ／ｃｍ３と真比重が大きいが配合比が小さいので着色粒子６全体としての影響は小さく、また、母粒子６ａにくらべれば軟化点が高いため、メカノケミカルなどの方法で母粒子に固着しやすい。
【０２４３】
本実施の形態においては、母粒子６ａの表面全面を覆うように、子粒子６ｂをメカノケミカルの一種である高速気流中衝撃法により固定化処理した。母粒子６ａの表面全面に子粒子６ｂを被覆するための配合比は、母粒子６ａ：子粒子６ｂの重量比で１００：３乃至１００：５とし、理論配合比よりもやや多めにした。ここで、理論配合比とは、母粒子６ａの表面全面を子粒子６ｂの１層で被覆すると仮定したときの計算値であり、配合比を理論値よりも多めにしたのは、高速気流中衝撃法では子粒子６ｂの層を均一にするのには限界があり、母粒子６ａの表面全面を子粒子６ｂの１層で覆うことは難しいためである。
【０２４４】
本実施の形態のように、母粒子６ａの表面全面に子粒子６ｂを被覆した構造とすると、子粒子の被覆のない従来の表示装置に用いられるアクリル製重合トナーに比べ、耐湿度特性は飛躍的に向上した。すなわち、湿度が５０％から９０％に上昇した場合、前記重合トナーでは帯電量が初期に比べて５５％も低下したが、本実施の形態の複合化粒子の場合は１５％程度の低下に留まった。
【０２４５】
そのため、上側基板１、下側基板２に使用する樹脂フィルムは特別な耐防湿処理を必要とせず、ＰＥＴフィルムのような安価な市販品を使用することが可能となる。
【０２４６】
子粒子６ｂの帯電処理の方法としては、子粒子を表面処理剤と解砕媒体用ビーズとが充填された媒体攪拌ミルの中に投入することにより、湿式解砕処理される方法が望ましい。図３４は、このように湿式解砕処理により製造された子粒子６ｂを使用して作製した着色粒子６の構成を模式的に示す断面図である。図３４において、６ｇは表面処理剤として用いられたシランカップリング剤等により形成された帯電処理膜を示している。
【０２４７】
この方法によれば、単分散で帯電処理ができるため、子粒子６ｂに対して一粒子単位で帯電処理を施すことができる。したがって、子粒子６ｂを帯電処理した後、凝集体が解砕されて帯電処理がされていない面が露出してしまう等の不都合が生じるおそれがない。
【０２４８】
なお、本実施の形態においては黒色の着色粒子６を正に帯電処理した場合について説明したが、負に帯電処理させても良いことは言うまでもない。
【０２４９】
また、従来のいわゆる縦電界方式の場合においても、本実施の形態における着色粒子６の構造は有効である。この場合、黒色の着色粒子６の他、白色粒子も必要となる。すなわち、２種類の粒子群からなる構成となる。このように２種類の粒子群からなる構成の場合、どちらか一方の粒子にのみ本実施の形態で示したような母粒子に子粒子を固着した複合化構成にすればよい。一方の粒子群に正の帯電処理、他方の粒子群に負の帯電処理を施すことになるが、両方の粒子群を複合化した場合、ファンデルワールス力よりも、むしろ静電気引力の影響が大きくなり、かえって凝集しやすいという不都合が生じるからである。
【０２５０】
２種類の粒子群からなる構成のうち、粒子が凝集しにくく良好な画像表示が可能となったのは、黒色粒子を負に帯電処理した子粒子で複合化した構成とし、白色粒子は子粒子で被覆せず帯電処理もしない構成である。
【０２５１】
ここで、白色粒子の製造方法としては、アクリルモノマーに顔料を分散させた後ポリマー化する方法がある。一方、白色粒子の母粒子の表面に固着させる子粒子として、平均粒径が２００ｎｍ乃至４００ｎｍの酸化チタン（TiO２）粒子を利用すれば、母粒子が無色透明であっても、酸化チタンの散乱効果により粒子全体としては理想的な白色を得ることができる。したがって、粒子の流動性が向上するとともに容易に白色粒子を作製することができる。
【０２５２】
ただし、母粒子がもともと着色粒子で、子粒子によって着色する必要がない場合は、ファンデルワールス力の理論式より、子粒子の平均粒径を１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下にすれば付着力を最小にすることができ、表示装置の駆動電圧も小さくすることができる。
【０２５３】
さらに、粒子の流動性を向上させ、かつ、反射率を重視した設計にしようとすれば、白色粒子には子粒子を付着させず、粒子の表面全面を光が透過しない不透明材料からなる第１被覆層で被覆する構成とするのが望ましい。
【０２５４】
図３５は、本発明の実施の形態４−１に係る表示装置に使用する粒子の構成の他の例を模式的に示す断面図である。図３５において、６ｈは、アルミニウム、またはチタン等からなり、母粒子６ａの表面全面を覆うようにして形成された白色の第１被覆層を、６ｉは、第１被覆層６ｈの表面全面を覆うように、シランカップリング剤等を用いて形成された第２被覆層をそれぞれ示している。このように、緻密な金属膜により母粒子を被覆した場合、母粒子を子粒子で被覆する構成と比べて、反射光の損失が少なく、より高反射率の表示装置を得ることが可能である。
【０２５５】
（実施の形態４−２）
実施の形態４−２に係る表示装置は、着色粒子に導電性を持たせたものである。なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態４−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０２５６】
図２９は、本発明の実施の形態４−２に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。図２９に示すように、着色粒子６は、芯材となる母粒子６ａと、その母粒子６ａの表面を被覆するように固着されている複数の子粒子６ｂと、複数の子粒子６ｂ間に散在する、クロム等の金属粉末からなる導電性粒子６ｃとから構成されている。このように、着色粒子６に導電性粒子６ｃが添加されていることにより、全体として帯電性を有しているだけでなく、導電性をも有している。
【０２５７】
なお、本実施の形態においては、実施の形態４−１の場合と同様に、母粒子６ａには直径５μｍの真球状アクリル粒子を、子粒子６ｂには帯電処理を施した直径１６ｎｍの真球状シリカ微粒子をそれぞれ使用する。
【０２５８】
母粒子６ａに子粒子６ｂを固定化する方法は実施の形態４−１の場合と同様に、高速気流中衝撃法とした。母粒子６ａの表層全面に子粒子６ｂを被覆するための配合比は、母粒子６ａ：子粒子６ｂの重量比で１００：３乃至１００：５とし、理論配合比よりもやや多めにした。
【０２５９】
また、導電性粒子６ｃの添加量は重量比で母粒子６ａの０．１％乃至１％である。導電性粒子６ｃをあまり多量に添加すると、第１電極３と第２電極４との間が短絡する原因となり好ましくないためである。
【０２６０】
このように、着色粒子６に若干の導電性を持たせることにより、電荷が溜まりチャージアップすることを防止することができる。
【０２６１】
（実施の形態４−３）
実施の形態３に係る表示装置は、着色粒子の母粒子を複数層からなる構成としたものである。なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態４−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０２６２】
図３０Ａは、本発明の実施の形態４−３に係る表示装置に使用する粒子の母粒子の構成を模式的に示す断面図である。図３０Ａに示すように、メラミン樹脂製の芯材となる母粒子６ａは、その表面の全面がシリカ膜からなる第１被覆層６ｄ１で覆われている。また、この第１被覆層６ｄ１は、その表面の全面が芯材となる母粒子６ａと同じメラミン樹脂からなる第２被覆層６ｄ２で覆われている。ここで、第２被覆層６ｄ２は後述する子粒子６ｂの直径の約半分程度の厚さであることが望ましい。
【０２６３】
実施の形態４−１の場合のように、高速気流中衝撃法によって母粒子６ａの表面全面に子粒子６ｂを固定化処理する場合、回転速度を大きくし処理時間を長くしすぎると母粒子６ａの軟化がひどく、子粒子６ｂが母粒子６ａの内部に埋没するという現象が生じ得る。このような現象が生じた場合、着色粒子６の流動性を向上させるという効果が得られない。一方、回転速度を小さくし処理時間を短くし過ぎると、子粒子６ｂが母粒子６ａに充分に固着しないという問題があった。
【０２６４】
そこで、本実施の形態においては、図３０Ａに示すように母粒子６ａおよび第１被覆層６ｄ１を覆う第２被覆層６ｄ２の表面全面に子粒子６ｂを高速気流中衝撃法によって固定化処理する。
【０２６５】
図３０Ｂは、本発明の実施の形態４−３に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。図３０Ｂに示すように、第１被覆層６ｄ１の方が軟化点が高いために子粒子６ｂが第１被覆層内部に埋没することはなく、また、第２被覆層６ｄ２は軟化点が低いために、その表層に留まりつつ子粒子６ｂが母粒子６ａに固着されることになる。
【０２６６】
したがって、高速気流中衝撃法の処理条件が比較的幅の広い条件であったとしても、流動性の高い複合化粒子を得ることが可能となる。
【０２６７】
（実施の形態４−４）
実施の形態４に係る表示装置は、着色粒子６の母粒子６ａを多孔質あるいは中空状の構成としたものである。なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態４−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０２６８】
粒子の比重が全体として小さい場合、粒子の流動性が向上するため、粒子が移動するときの摩擦抵抗が小さくなり、かつ、粒子の移動に必要な運動エネルギーが小さくなる。したがって、画像表示のときに高速に応答することができるとともに低電圧での駆動が可能となる。
【０２６９】
着色粒子の比重を全体として小さくするためには、着色粒子の母粒子を多孔質のものとしたり、着色粒子を中空状のものにする等、種々の形態が考えられる。
【０２７０】
図３１及び図３２は、本発明の実施の形態４−４に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。図３１に示すように、母粒子６ａに多孔質のものを使用した場合、形成された孔の数に応じて、母粒子６ａの比重を小さくすることができる。また、図３２に示すように、空洞６ｅを有する中空状の着色粒子６であれば、さらに比重を小さくすることができる。なお、このように着色粒子６を中空状のものにするためには、例えば、実施の形態４−１のように母粒子６ａに子粒子６ｂを固着させた後、溶剤により母粒子６ａを溶かして空洞６ｅを形成するようにすればよい。
【０２７１】
（実施の形態４−５）
実施の形態５に係る表示装置は、複合化した粒子にさらに１層を設けた構成としたものである。なお、本実施の形態に係る表示装置のその他の構成については実施の形態４−１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０２７２】
図３３は、本発明の実施の形態４−５に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。図３４に示すように、母粒子６ａの表面全面を覆うように固着された複数の子粒子６ｂをさらに覆うような撥水膜６ｆが形成されている。このような構成の着色粒子６を実現するためには、実施の形態４−１のように母粒子６ａに子粒子６ｂを固着させた後、子粒子６ｂを覆うようにフッ素系の単分子膜である撥水膜６ｆを形成すればよい。
【０２７３】
着色粒子６を以上のように構成した場合、撥水膜６ｆの作用により、水分による液架橋力が着色粒子６に対して発生しにくくなる。そのため、着色粒子６同士の固着、および着色粒子６と基板との固着等が減少し、電界が作用しても着色粒子６が動かないといった事態の発生を抑制することができる。これにより、反射率が向上しコントラストも向上することになる。
【０２７４】
なお、本実施の形態においては、撥水膜６ｆとしてフッ素系の単分子膜を使用したが、シランカップリング剤等で処理した疎水膜を用いてもかまわない。
【０２７５】
（第４群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態）
以上で説明したとおり、実施の形態４−１から実施の形態４−５までの表示装置は、パッシブマトリクス駆動の表示装置である。しかしながら、第１群の本発明に係る表示装置におけるその他の実施の形態でも説明したように、アクティブマトリクス駆動の表示装置とすることも可能である。
【０２７６】
また、説明した実施の形態４−１から実施の形態４−５までの表示装置では、母粒子６ａと子粒子６ｂとで複合化された着色粒子６を駆動させる電極としてイン・プレーン型の電極を使用し横電界を利用する方式について説明したが、上側基板１および下側基板２にそれぞれ第１電極３および第２電極４を形成することにより縦電界を利用する方式でも同様の効果を得ることができる。
【０２７７】
また、着色粒子６は黒色１種類の場合について説明したが、白色、黒色２種類の場合、あるいは赤、緑、青等の複数種類の構成においても同様の効果を得ることができる。
【０２７８】
この場合、例えば母粒子６ａに白色粒子を使用している場合でも、子粒子６ｂに白色特性の良好な真球状ＴｉＯ２微粒子を使用することで、さらに色特性を向上させることが可能となる。
【０２７９】
これらの着色粒子の組合せによってカラー表示を実現することが可能であるが、その代わりに、光の三原色のカラーフィルタなどを備えることによってカラー表示を実現することができることは言うまでもない。
【０２８０】
以上、第１群から第４群までの本発明に係る表示装置の実施の形態について説明した。なお、表示装置の用途等に応じて前述した実施の形態のうちのいくつかを適宜組み合わせることによって種々の形態の表示装置を実現することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明に係る表示装置は、薄型で、フレキシブルな表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２８２】
【図１Ａ】従来の表示装置の構成および黒表示のときの表示動作を示す模式図である。
【図１Ｂ】従来の表示装置の構成および白表示のときの表示動作を示す模式図である。
【図２Ａ】従来の電気泳動表示装置の一画素の白表示のときの断面構造を示す図である。
【図２Ｂ】従来の電気泳動表示装置の一画素の黒表示のときの断面構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１−１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−１に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのA-A線における断面図である。
【図５Ａ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−１に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのB-B線における断面図である。
【図６Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−２に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのC-C線における断面図である。
【図７Ａ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−２に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのD-D線における断面図である。
【図８Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−３に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのE-E線における断面図である。
【図９Ａ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−３に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのF-F線における断面図である。
【図１０Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−４に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｂ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−４に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を模式的に示す断面図である。
【図１１Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−５に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を模式的に示す断面図である。
【図１１Ｂ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−５に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を模式的に示す断面図である。
【図１２Ａ】本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのG-G線における断面図である。
【図１３Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図１３Ｂ】図１３ＡのH-H線における断面図である。
【図１４Ａ】中間調表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのI-I線における断面図である。
【図１５Ａ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態１−６に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図１５Ｂ】図１５ＡのJ-J線における断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２−１に係る表示装置の構成を示す模式図である。
【図１７Ａ】本発明の実施の形態２−１に係る画像表示媒体を構成する画素の構成及び白表示のときにおける動作を示す透視的な平面図である。
【図１７Ｂ】図１７ＡのK-K線における模式的な断面図である。
【図１８Ａ】本発明の実施の形態２−１に係る画像表示媒体を構成する画素の構成及び黒表示のときにおける動作を示す透視的な平面図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのL-L線における模式的な断面図である。
【図１９Ａ】本発明の実施の形態２−２にかかる画像表示装置の画像表示媒体を構成する画素の構成及び白表示のときにおける表示動作を示す透視的な平面図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施の形態２−２にかかる画像表示装置の画像表示媒体を構成する画素の構成及び黒表示のときにおける表示動作を示す透視的な平面図である。
【図２０Ａ】本発明の実施の形態２−３にかかる画像表示装置の画像表示媒体を構成する画素の構成及び白表示のときにおける表示動作を示す透視的な平面図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施の形態２−３にかかる画像表示装置の画像表示媒体を構成する画素の構成及び黒表示のときにおける表示動作を示す透視的な平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態３−１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２２Ａ】白表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２２Ｂ】図２２ＡのM-M線における断面図である。
【図２３Ａ】中間調表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２３Ｂ】図２３ＡのN-N線における断面図である。
【図２４Ａ】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−１に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２４Ｂ】図２４ＡのO-O線における断面図である。
【図２５Ａ】本発明の実施の形態３−２に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２５Ｂ】図２５ＡのP-P線における断面図である。
【図２６】黒表示を行っている場合の本発明の実施の形態３−３に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態３−４に係る表示装置が備える表示部の主要な構成を示す透視的な平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態４−１に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態４−２に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３０Ａ】本発明の実施の形態４−３に係る表示装置に使用する粒子の母粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３０Ｂ】本発明の実施の形態４−３に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態４−４に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態４−４に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態４−５に係る表示装置に使用する粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３４】湿式解砕処理により製造された子粒子を使用して作製した着色粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態４−１に係る表示装置に使用する粒子の構成の他の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０２８３】
１      上側基板
１ａ    溝
１ｂ    凸部
２      下側基板
３      第１電極
３ａ    櫛歯部
４      第２電極
４ａ    櫛歯部
５      反射層
６      着色粒子
７      空気層
９      ブラックマトリックス
１０    ブラックマトリックス層
１１    制御部
１２    第１電極ドライバ
１３    第２電極ドライバ
１４    表示部
１５    画素
１００  表示装置
２０１  第１の基板
２０２  第２の基板
２０３  第１の電極
２０４  第２の電極
２０５  白色層
２０６  黒色粒子
２０７  凹凸層
２０８  マイクロレンズ
２０９  空間
２１０  対向基板
２１１  ＴＦＴアレイ基板
２１５  配線層
２００  画素
【図１Ａ】
2004258615.tif 000003
【図１Ｂ】
2004258615.tif 000004
【図２Ａ】
2004258615.tif 000005
【図２Ｂ】
2004258615.tif 000006
【図３】
2004258615.tif 000007
【図４Ａ】
2004258615.tif 000008
【図４Ｂ】
2004258615.tif 000009
【図５Ａ】
2004258615.tif 000010
【図５Ｂ】
2004258615.tif 000011
【図６Ａ】
2004258615.tif 000012
【図６Ｂ】
2004258615.tif 000013
【図７Ａ】
2004258615.tif 000014
【図７Ｂ】
2004258615.tif 000015
【図８Ａ】
2004258615.tif 000016
【図８Ｂ】
2004258615.tif 000017
【図９Ａ】
2004258615.tif 000018
【図９Ｂ】
2004258615.tif 000019
【図１０Ａ】
2004258615.tif 000020
【図１０Ｂ】
2004258615.tif 000021
【図１１Ａ】
2004258615.tif 000022
【図１１Ｂ】
2004258615.tif 000023
【図１２Ａ】
2004258615.tif 000024
【図１２Ｂ】
2004258615.tif 000025
【図１３Ａ】
2004258615.tif 000026
【図１３Ｂ】
2004258615.tif 000027
【図１４Ａ】
2004258615.tif 000028
【図１４Ｂ】
2004258615.tif 000029
【図１５Ａ】
2004258615.tif 000030
【図１５Ｂ】
2004258615.tif 000031
【図１６】
2004258615.tif 000032
【図１７Ａ】
2004258615.tif 000033
【図１７Ｂ】
2004258615.tif 000034
【図１８Ａ】
2004258615.tif 000035
【図１８Ｂ】
2004258615.tif 000036
【図１９Ａ】
2004258615.tif 000037
【図１９Ｂ】
2004258615.tif 000038
【図２０Ａ】
2004258615.tif 000039
【図２０Ｂ】
2004258615.tif 000040
【図２１】
2004258615.tif 000041
【図２２Ａ】
2004258615.tif 000042
【図２２Ｂ】
2004258615.tif 000043
【図２３Ａ】
2004258615.tif 000044
【図２３Ｂ】
2004258615.tif 000045
【図２４Ａ】
2004258615.tif 000046
【図２４Ｂ】
2004258615.tif 000047
【図２５Ａ】
2004258615.tif 000048
【図２５Ｂ】
2004258615.tif 000049
【図２６】
2004258615.tif 000050
【図２７】
2004258615.tif 000051
【図２８】
2004258615.tif 000052
【図２９】
2004258615.tif 000053
【図３０Ａ】
2004258615.tif 000054
【図３０Ｂ】
2004258615.tif 000055
【図３１】
2004258615.tif 000056
【図３２】
2004258615.tif 000057
【図３３】
2004258615.tif 000058
【図３４】
2004258615.tif 000059
【図３５】
2004258615.tif 000060