(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画素電極と前記第１の画素電極上に配置された第２の画素電極とが形成された一方基板と、
前記一方基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、
前記一方基板と前記他方基板間の間隙を複数の画素領域に分割する複数の隔壁と、
前記一方基板と前記他方基板と隔壁とで囲まれた画素領域に複数充填され、且つ色と帯
電極性が異なる２種類の荷電粒子と、
前記第１の画素電極と前記第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と前記第１の画
素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、
前記第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁
層と、を有し、
前記第１の画素電極と前記対向電極間、及び前記第２の画素電極と前記対向電極間の電
位差を制御して画像表示を行う画像表示装置。
【請求項２】
第１の画素電極及び第２の画素電極が形成された一方基板と、
前記一方基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、
前記一方基板と前記他方基板間の間隙を複数の画素領域に分割する複数の隔壁と、
前記一方基板と前記他方基板と隔壁とで囲まれた画素領域に複数充填され、且つ色は同
じで、帯電極性の異なる２種類の荷電粒子と、
前記第１の画素電極と前記第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と前記第１の画
素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、
前記第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁
層と、を有し、
前記第１の画素電極と前記対向電極間、及び前記第２の画素電極と前記対向電極間の電
位差を制御して画像表示を行う画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記荷電粒子が前記第１の開口部に集合した状態と、前記第２の開口部に集合した状態
と、前記対向電極上に集合した状態と、前記画素領域全体に分散された状態とを切替えて
画像表示する画像表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極は、拡散反射電極であり、前記画素領域内の一平面全体を覆って配
置された画像表示装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記対向電極は、前記他方基板上全体にわたって形成された画像表示装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記荷電粒子が、液体中または気体中に分散されている画像表示装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記第１の開口部は前記第１の絶縁層内に複数配置され、前記第２の開口部は前記第２
の絶縁層内に複数配置されている画像表示装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極を駆動する第１の駆動素子と、
前記第２の画素電極を駆動する第２の駆動素子とを有し、
前記第１の駆動素子と前記第２の駆動素子のオフ抵抗が、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との間の抵抗よりも大きい画像表示装置。
【請求項９】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極に加える電圧を記憶する第１のメモリ素子と、
前記第２の画素電極に加える電圧を記憶する第２のメモリ素子とを有する画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項２記載の画像表示装置において、
前記画素領域は、複数の信号線と前記複数の信号線と交差して配置された複数の走査線とで囲まれた領域であり、
前記画素領域内には複数のメモリ素子と、前記複数のメモリ素子のそれぞれに接続された基準電圧線と、を有し、
前記基準電圧線に入力される電圧信号の駆動波形は、画像データの書換え期間と、前記画像データの保持期間とを有し、
前記書換え期間に前記複数のメモリ素子を同時にリフレッシュした後、新たな画像データを書込む画像表示装置。
【請求項１１】
第１の画素電極及び第２の画素電極が形成された一方基板と、
前記一方基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、
前記一方基板と前記他方基板間の間隙を複数の画素領域に分割する複数の隔壁と、
前記一方基板と前記他方基板と隔壁とで囲まれたサブ画素領域に複数充填され、且つ色
と帯電極性が異なる２種類の荷電粒子と、
前記第１の画素電極と前記第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と前記第１の画
素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、
前記第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁
層と、を有し、
２つの前記サブ画素領域を画素とした場合、前記２つのサブ画素領域の一方のサブ画素
領域は、加法混合における３原色の中から選んだ２色の荷電粒子が充填され、
前記２つのサブ画素領域の他方のサブ画素領域は、前記一方のサブ画素に含まれない残
りの１色の原色の荷電粒子と原色に対して補色の関係にある荷電粒子とが充填され、
前記第１の画素電極と前記対向電極間、及び前記第２の画素電極と前記対向電極間の電
位差を制御して画像表示を行う画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記荷電粒子が前記第１の開口部に集合した状態と、前記第２の開口部に集合した状態
と、前記対向電極上に集合した状態と、前記画素全体に分散された状態とを切替えて画像
表示する画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極は、拡散反射電極であり、前記画素内の一平面全体を覆って配置さ
れた画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記対向電極は、前記他方基板上全体にわたって形成された画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記荷電粒子が、液体中または気体中に分散されている画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記第１の開口部は前記第１の絶縁層内に複数配置され、前記第２の開口部は前記第２
の絶縁層内に複数配置されている画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極を駆動する第１の駆動素子と、
前記第２の画素電極を駆動する第２の駆動素子とを有し、
前記第１の駆動素子と前記第２の駆動素子のオフ抵抗が、前記第１の画素電極と前記第
２の画素電極との間の抵抗よりも大きい画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記第１の画素電極に加える電圧を記憶する第１のメモリ素子と、
前記第２の画素電極に加える電圧を記憶する第２のメモリ素子とを有する画像表示装置
。
【請求項１９】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記画素は、複数の信号線と前記複数の信号線と交差して配置された複数の走査線とで
囲まれた領域であり、
前記画素内には複数のメモリ素子と、前記複数のメモリ素子のそれぞれに接続された基
準電圧線と、を有し、
前記基準電圧線に入力される電圧信号の駆動波形は、画像データの書換え期間と、前記
画像データの保持期間とを有し、
前記書換え期間に前記複数のメモリ素子を同時にリフレッシュした後、新たな画像デー
タを書込む画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒中を着色粒子が移動することにより表示状態を切替える電気泳動表示装置等の粒子移動型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、単位セル内に帯電性と着色の異なる２種類の着色泳動粒子が充填され、３つの駆動電極への電圧印加により２種類の着色泳動粒子を独立に移動させ、２種類の着色泳動粒子と電気泳動液色の３色、または２種類の着色泳動粒子と単位セルの背面に配置されたカラーフィルタ色の３色を表示するカラー反射表示装置が開示されている。この表示装置では、白色粒子と着色カラー粒子を２種類の着色泳動粒子とし、着色カラー粒子と補色の関係にあるカラーフィルタを用いることにより、白，黒，着色カラー粒子の色，カラーフィルタの色の４色を表示することが示されている。さらに、単位セルをサブ画素として表示色の異なる３つのサブ画素を用いてカラー表示を行うことが示されている。
【０００３】
特許文献２には、観察者から見て互いにほぼ重畳する位置に配置される２つの表示電極と、２つのコレクト電極を、互いに異なる帯電極性及び呈色を示す２種類の透光性の着色泳動粒子とを含む単位セルを積層配置または並列配置した画素構成を有する電気泳動表示装置が開示されている。この表示装置においては、２種類の透光性の着色泳動粒子として、赤，緑，青の組み合わせ、または、赤，緑，青と互いに補色関係にあるシアン，イエロー，マゼンタとを組み合わせ、表示電極部に白色散乱層を配置することで、単位セルにおいて白，黒と２種類の透光性の着色泳動粒子の色の４色を表示する。また、特許文献１と同じく単位セルをサブ画素として表示色の異なる３つのサブ画素を用いてカラー表示を行うことが示されている。
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９９／５３３７３
【特許文献２】特開２００４−２０８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の表示装置においては、３つの駆動電極のうち２つは、同一基板に配置された粒子を集めるための電極であり、カラーフィルタの色を輝度高く表示を行うためにはこれら電極間に大きな間隔を設けて配置する必要がある。一方では、粒子の色を十分に表示するためにはこれら電極の間に粒子が広がるようにする必要があるが、３つの駆動電極を用いて２つの駆動電極間に粒子を広げるような駆動力が働くようにすることは難しく、電極間に粒子がうまく広がらないか、あるいは応答時間が長くなる問題があると考えられる。
【０００６】
特許文献２の表示装置においては、４個の電極を用いており、これらを独立に駆動すること、特に光入射側の基板に設けた２つの電極の、駆動方法，駆動回路，電極配線が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
また、いずれの表示装置においても、３個のサブ画素を用いてカラー表示を行っているため、サブ画素を分離するための隔壁やカプセルの壁の部分が多くなり、表示に寄与しない部分が増えて開口率が小さくなり、反射率が低下するあるいはコントラストが低下するという問題点があった。さらに、細かくサブ画素に分割するために加工精度が厳しくなり、また、配線数が多くなり、また、各サブ画素に駆動素子を設けるアクティブ駆動においては駆動素子の数が多くなるという問題点もあった。
【０００８】
また、いずれの表示装置においても、少なくとも２つの電極は同一基板の同一層に並置して配置するため、電極間に間隔を設けて配置する必要がある。この間隔部が表示に寄与しないため、やはり反射率が低くなるか、またはコントラストが低下するという問題点があった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で、反射率または透過率、及びコントラストが高い電気泳動表示装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために、第１の画素電極とその上に配置された第２の画素電極とが形成された一方基板と、その基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、一対の基板間の間隙を複数の領域に分割する複数の隔壁と、一方基板と他方基板と隔壁とで囲まれた画素領域に複数充填され、且つ色と帯電極性が異なる２種類の荷電粒子と、第１の画素電極と第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と第１の画素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁層と、を有し、第１の画素電極と対向電極間、及び第２の画素電極と対向電極間の電位差を制御して画像表示を行う構成とする。
【００１１】
また、第１の画素電極とその上に配置された第２の画素電極とが形成された一方基板と、その基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、一対の基板間の間隙を複数の領域に分割する複数の隔壁と、一方基板と他方基板と隔壁とで囲まれた画素領域に複数充填され、且つ色は同じで、帯電極性の異なる２種類の荷電粒子と、第１の画素電極と第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と第１の画素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁層と、を有し、第１の画素電極と対向電極間、及び第２の画素電極と対向電極間の電位差を制御して画像表示を行う構成とする。
【００１２】
また、第１の画素電極とその上に配置された第２の画素電極とが形成された一方基板と、その基板に対向して配置され、対向電極が形成された他方基板と、一対の基板間の間隙を複数の領域に分割する複数の隔壁と、一方基板と他方基板と隔壁とで囲まれたサブ画素領域に複数充填され、且つ色と帯電極性が異なる２種類の荷電粒子と、第１の画素電極と第２の画素電極間に形成され、第１の絶縁部と第１の画素電極上に存在する第１の開口部とを有する第１の絶縁層と、第２の画素電極上に形成され、第２の絶縁部と第２の開口部とを有する第２の絶縁層と、を有し、２つのサブ画素領域を画素とした場合、一方のサブ画素領域には、加法混合における３原色の中から選んだ２色の荷電粒子が充填され、他方のサブ画素領域には、一方のサブ画素に含まれない残りの１色の原色の荷電粒子と原色に対して補色の関係にある荷電粒子とが充填され、第１の画素電極と対向電極間、及び第２の画素電極と対向電極間の電位差を制御して画像表示を行う構成とする。
【００１３】
また、前記荷電粒子が前記第１の開口部に集合した状態と、前記第２の開口部に集合した状態と、前記対向電極上に集合した状態と、前記画素領域全体に分散された状態とを切替えて画像表示する構成とする。
【００１４】
また、画素領域は、複数の信号線と前記複数の信号線と交差して配置された複数の走査線とで囲まれた領域であり、画素領域内には複数のメモリ素子と、その複数のメモリ素子のそれぞれに接続された基準電圧線と、を有し、基準電圧線に入力される電圧信号の駆動波形は、画像データの書換え期間と、保持期間とを有し、書換え期間に複数のメモリ素子を同時にリフレッシュした後、新たな画像データを書込む構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、簡単な構成で、反射率または透過率、及びコントラストが高い電気泳動表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１から図１２を用いて、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、画像表示装置である電気泳動表示装置の単位セル（単位画素）１１１の断面図を示している。単位セル１１１は、複数の隔壁１０９で囲われて分割された複数の画素領域のそれぞれを示し、その画素領域内には液体である電気泳動インク１００が充填されている。液体ではなく空気でも良い。電気泳動インク１００には、透光性溶媒１０７中に帯電性の異なる２種類の荷電粒子１０８ａ，１０８ｂが分散されている。ここでは、２種類の荷電粒子として色の異なる着色粒子の場合について示し、図１には、正に帯電した赤色（Ｒ）の第１の粒子１０８ａと負に帯電した青色（Ｂ）の第２の粒子１０８ｂの場合について示した。
【００１８】
本実施例では、一対の基板を有し、その一対の基板の一方の基板である基板１０２には、２つの電極（第１の画素電極である下部電極１０４と、その上方に配置された第２の画素電極である上部電極１０５）が形成されており、その一方基板に対向して配置された他方基板である透明基板１０１側には透明電極材料を用いた対向電極１０３が形成されている。下部電極１０４と上部電極１０５との間に形成され、且つ下部電極１０４上に配置された第１の開口部１０６ａと第１の絶縁部とを有する第１の絶縁層１１０ａと、上部電極１０５と電気泳動インク１００との間に形成され、且つ第２の絶縁部と第２の開口部106bとを有する第２の絶縁層１１０ｂとが設けられ、上部電極，下部電極のそれぞれの電極は絶縁層１１０に設けられた第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂにおいて電気泳動インク１００に接している。
【００１９】
対向電極１０３と下部電極１０４間、及び対向電極１０３と上部電極１０５間に電圧を印加することで発生する電位差を制御することにより帯電した荷電粒子１０８ａ及び荷電粒子１０８ｂを移動し、単位セル１１１の表示色を変え、画像表示することができる。
【００２０】
具体的には後述するが、各電極間の電位差によって、複数の荷電粒子が移動し、第１の開口部１０６ａに集合した状態、第２の開口部１０６ｂに集合した状態、対向電極１０３側に集合した状態、画素領域内に分散された状態に可変し、画像表示を行うことができる。
【００２１】
なお、本実施例においては、対向電極１０３は全単位セルにわたって共通とし、下部電極１０４は少なくとも単位セル１１１にわたって配置され、上部電極１０５は棒状または櫛歯状のものを配置している。
【００２２】
図２に、下部電極１０４及び上部電極１０５の詳細構造の一例を示す。
【００２３】
基板１０２上に、微細な凹凸形状を有する凹凸層１１３を形成し、凹凸層１１３上に反射層１１４，透明電極層１１５を形成している。この反射層１１４と透明電極層１１５をあわせて下部電極１０４とした。反射層１１４に反射率の高い金属材料を用いることで、電極に加えて光拡散層としての機能を果たす。つまり、第１の画素電極である下部電極
１０４は、一平面全体を覆って配置された拡散反射電極とするものである。
【００２４】
反射層１１４及び透明電極層１１５は、単位セル１１１の大きさに合わせてエッチングした。次に、透明電極層１１５上に絶縁層１１０ａを形成し、その上に透明電極材料を用いて上部電極１０５を形成した。上部電極１０５を所定の形状にエッチングした後、第２の絶縁層１１０ｂを形成した。最後に、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂを一括して形成した。
【００２５】
第１の絶縁層１１０ａ及び第２の絶縁層１１０ｂに透明な材料を用いることで、入射した光は反射層１１４で拡散反射して入射側に反射する。
【００２６】
なお、凹凸層１１３の形状を制御することで反射光の拡散範囲を所望の範囲に設定することが可能であり、表示装置を正面から見た場合の反射率つまり反射ゲインの高い拡散状態や視点の位置によらず明るさのあまり変わらない反射分布等を実現することができる。
【００２７】
第１の絶縁層１１０ａおよび第２の絶縁層１１０ｂとしては、透明な無機膜或いは有機膜を用いることができ、無機膜としては、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＦ 等を用いることができる。有機膜を用いた場合に電気泳動インク１００の特性が変化する場合があり、その場合は電気泳動インク１００に接する側を無機膜とすることが望ましく、例えば、第１の絶縁層１１０ａを有機膜で形成し、第２の絶縁層１１０ｂを無機膜で形成することが望ましい。
【００２８】
反射層１１４としては、反射率の高い金属が望ましくＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｕ等の金属材料を単体または複合して用いることができる。金属電極が電気泳動インク１００と直接接していると、電気泳動インク１００の特性が変動する場合があり、ここでは、電気泳動インク１００に対して安定な透明電極層１１５を積層して電気泳動インク１００と接するようにした。このように反射層１１４には光反射機能を持たせ、透明電極層１１５に電気泳動インク１００に対する安定性、電気泳動インク１００との電気特性の向上の機能を持たせるように、第１の画素電極である下部電極１０４を多層化することで機能分離し、表示装置の特性，安定性を向上させた。
【００２９】
そのため、透明電極層１１５としては、電気泳動インク１００に対する安定性、電気泳動インク１００との電気特性の良い金属膜を光が透過する程度に薄く形成したものを用いても良い。或いは、反射層１１４自体が電気泳動インク１００に対する安定性、電気泳動インク１００との電気特性が良い場合には、透明電極層１１５を設ける必要はない。
【００３０】
第２の画素電極である上部電極１０５には、電気泳動インク１００に対する安定性、電気泳動インク１００との電気特性の良い透明電極材料を用いたため、下部電極１０４のように積層構造とはせず、単層で用いた。透明な上部電極１０５を透過した光は、反射層
１１４で拡散反射して視点１２９（図１参照）側に戻ってくる。上部電極１０５に反射率の高い金属材料を用いることもできる。その場合には、反射層１１４と同様に上部電極
１０５も凹凸形状となるようにし、光拡散性を持たせることが望ましい。第１の絶縁層
１１０ａが十分に薄い場合には、凹凸層１１３の凹凸に合わせて上部電極１０５にも凹凸形状が形成される。また、上部電極１０５も下部電極１０４と同様に多層構造として機能を分離してもよい。
【００３１】
このように、下部電極１０４に可視光を反射する導電性材料を用いると、この部分が反射層を兼ねる事となり、視差の少ない高精細対応の表示装置が得られる。また、光拡散層を用いて白を表示することにより、白粒子を用いて白表示を行う従来の表示装置に比べて、光の拡散方向を制御することができ、明るい表示が可能となる。
【００３２】
但し、光拡散機能は必ずしも光反射層に設ける必要はなく、例えば、透光性であってかつ屈折率が透光性溶媒１０７と異なる凹凸層を第２の絶縁層１１０ｂ上に或いは下部電極１０４上に設けてもよく、或いは、透明な凹凸層を基板１０１の視点１２９側（透明な凹凸層を基板１０１に対して対向電極１０３が配置された側とは反対側）、或いは、基板
１０１に対して対向電極１０３が配置された側に設けて屈折により光を拡散させてもよい。また或いは、絶縁層１１０中に屈折率の異なる透光性の粒子を分散させることで光拡散性を持たせても良い。
【００３３】
また、本実施形態の画像表示装置を透過型として用いる場合には、反射層１１４を用いる必要はなく、下部電極１０４を透明電極層１１５のみを用いて構成すればよい。
【００３４】
透明電極層１１５の透明電極材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide），ＩＺＯ
（Indium Zinc Oxide），ＩＴＺＯ，ＳｎＯ2等を用いることができる。
【００３５】
透明基板１０１及び基板１０２に用いる基板材料としては、ガラスに加えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリカーカーボネート（ＰＣ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ），ポリイミド（ＰＩ）といったプラスチック基板を用いることができる。透光性の必要のない反射型表示装置においては、基板１０２として、ステンレス，鉄ニッケルアロイといった金属基板を用いることもできる。金属基板を用いる場合には、ＴＦＴ
（Thin Film Transistor）を形成する場合の耐薬品性を向上するために、樹脂コートすることが望ましい。
【００３６】
透明基板１０１及び基板１０２の両方にプラスチック基板或いは金属基板といったフレキシブル基板を用いた場合には、フレキシブルな画像表示装置とすることもできる。また、プラスチック基板，金属基板、或いは薄型化したガラスを用いることで、薄型の画像表示装置とすることもできる。
【００３７】
隔壁１０９の材料としては、ポリケイ皮酸ビニル，アジド・ノボラック系樹脂，スチレン系ポリマー重合体，メタクリレート系ポリマー重合体，アクリル系樹脂，カルドポリマー重合体，フッ素系樹脂等の有機材料や透光性の無機材料について感光性を用いたフォトリソグラフィーやエッチング，型に押込む熱変形等の手法により形成できる。
【００３８】
隔壁１０９に有機材料を用い、電気泳動インクと接している場合には、電気泳動インクの特性が変動する場合がある。その場合には、有機材料を用いた隔壁１０９を無機膜で覆うように形成することが望ましい。絶縁層１１０として無機膜を用いる場合には、隔壁
１０９形成後に絶縁層１１０を形成することで、隔壁１０９のコートに兼用することができる。
【００３９】
隔壁１０９は、透明基板１０１と密着していることが望ましいが、隣接する画素に荷電粒子１０８が実質的に行き来しないようにすればよく、粒子径程度の隙間があっても差し支えない。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｄ）を用いて、色の異なる荷電粒子１０８ａ及び荷電粒子１０８ｂの駆動と表示される色について説明する。
【００４１】
基本的には、第１の画素電極と第２の画素電極と対向電極とに印加する電圧の極性に基づいて、電気泳動インク１００中の正か負のどちらかに帯電され、着色された荷電粒子
１０８が電気泳動インク中を分散したり、対向電極１０３や第１の開口部１０６ａや第２の開口部１０６ｂに集中したりして、様々な色を表して画像を表示させるものである。以下具体的に説明する。
【００４２】
ここでは、対向電極１０３を共通電圧とし、共通電圧に対して他の２つの電極である下部電極１０４と上部電極１０５の電圧を変化させて荷電粒子１０８ａ及び荷電粒子１０８ｂを移動させる。まず、下部電極１０４と上部電極１０５をともに対向電極と同じ共通電圧とした場合には、荷電粒子１０８ａ及び荷電粒子１０８ｂは透光性溶媒１０７の中に分散し混合している（図３（ａ））。ここでは、荷電粒子１０８ａとして赤色、荷電粒子
１０８ｂとして青色を用いているため、この混合した状態では、黒色となる。
【００４３】
次に、下部電極１０４にマイナスの電圧を印加し、上部電極１０５を共通電圧、或いは下部電極１０４に比べてわずかにマイナス電圧とすると、正に帯電した赤色の荷電粒子
１０８ａは、下部電極１０４に設けられた第１の開口部１０６ａに集まり、負に帯電した青色の荷電粒子１０８ｂは対向電極１０３側に集まる（図３（ｂ））。このとき、視点
１２９からは主に青色の荷電粒子１０８ｂが見えるようになるため、この単位セル１１１は青色の表示となる。
【００４４】
逆に、上部電極１０５にプラスの電圧を印加し、下部電極１０４を共通電圧、或いは上部電極１０５に比べてわずかにプラス電圧とすると、負に帯電した青色の荷電粒子108ｂは、上部電極１０５に設けられた第２の開口部１０６ｂに集まり、正に帯電した赤色の荷電粒子１０８ａは対向電極１０３側に集まる（図３（ｃ））。このとき、視点１２９からは主に赤色の荷電粒子１０８ａが見えるようになるため、この単位セル１１１は赤色の表示となる。
【００４５】
さらに、下部電極１０４にマイナスの電圧を、上部電極１０５にはプラスの電圧を印加すると、赤色の荷電粒子１０８ａは、下部電極１０４に設けられた第１の開口部１０６ａに集まり、青色の荷電粒子１０８ｂは、上部電極１０５に設けられた第２の開口部106bに集まる（図３（ｄ））。この場合、視点１２９からは下部電極１０４が見えるため、下部電極１０４の光拡散性により白く見える。
【００４６】
荷電粒子１０８の付着力が弱い場合には、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部106bに集まった荷電粒子１０８は、下部電極１０４及び上部電極１０５を共通電圧とすると、荷電粒子１０８同士の静電反発力により透光性溶媒１０７中に分散する。このように下部電極１０４または上部電極１０５を共通電圧とする前に一旦逆電圧を加えた後基準電圧とすると、第１の開口部１０６ａまたは第２の開口部１０６ｂに集まった荷電粒子１０８の分散が加速され、応答が速くなる。また、荷電粒子１０８の付着力が強く下部電極１０４及び上部電極１０５を共通電圧としただけでは粒子１０８が分散しない場合には、下部電極１０４または上部電極１０５に一旦逆電圧を加えて荷電粒子１０８を開口部１０６から離脱させた後、共通電圧とすることで、荷電粒子１０８を透光性溶媒１０７中に分散させることができる。
【００４７】
開口部１０６に荷電粒子１０８が集まるような電場分布を形成するには、絶縁層１１０の誘電率が透光性溶媒１０７の誘電率よりも小さいことが望ましい。しかし、必ずしも誘電率がこの関係を満たしていなくても、荷電粒子１０８は開口部１０６に集まってくることを実験的に確認している。透光性溶媒１０７中のイオンが粒子よりも先に移動して絶縁層１１０上の電場を弱めているか、或いは、開口部１０６の露出した電極を中心として透光性溶媒１０７に電気流体力学的な対流が生じて、この対流によって荷電粒子１０８が移動してくることが考えられる。
【００４８】
透光性溶媒１０７としては、高絶縁性で樹脂，顔料との反応性がないものが望ましく、キシレン，トルエン，シリコンオイル，イソパラフィン，流動パラフィン，塩化有機物，各種炭化水素，各種芳香族炭化水素等がいずれも利用可能であり単体またはこれらを調合して用いればよい。光利用効率の面からは透過率が高く、寿命の面からは電圧印加時のイオンを生じない高い絶縁性を持ち、移動速度の面からは粘度が低いものが好ましい。
【００４９】
荷電粒子１０８の色材としては各種無機顔料，有機顔料，溶剤に溶解しない染料等、様々な色を選択できる。透光性溶媒１０７に溶解しないものが好ましいが画像表示に使用できるものであればこれらに限定されない。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック，酸化チタン，亜鉛華，酸化亜鉛，トリポン，酸化鉄，酸化アルミニウム，二酸化ケイ素，カオリナイト，モンモリロナイト，タルク，硫酸バリウム，炭酸カルシウム，シリカ，アルミナ，カドミウムレッド，べんがら，モリブデンレッド，クロムバーミリオン，モリブデートオレンジ，黄鉛，クロムイエロー，カドミウムイエロー，黄色酸化鉄，チタンイエロー，酸化クロム，ピリジアン，コバルトグリーン，チタンコバルトグリーン，コバルトクロムグリーン，群青，ウルトラマリンブルー，紺青，コバルトブルー，セルリアンブルー，マンガンバイオレット，コバルトバイオレット，マイカ等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、アゾ系，アゾメチン系，ポリアゾ系，フタロシアニン系，キナクリドン系，アンスラキノン系，インジゴ系，チオインジゴ系，キノフタロン系，ベンツイミダゾロン系，イソインドリン系，イソインドリノン系顔料等が挙げられる。溶剤に溶解しない染料としては、例えば、アゾ系，アントラキノン系，インジゴ系，フタロシアニン系，カルボニル系，キノンイミン系，メチン系，キノリン系，ニトロ系等が挙げられ、これらの中でも分散染料が特に好ましい。例えば顔料の例として、イエローの有機顔料としてベンズイミダゾロン系，マゼンタの有機顔料としてキナクリドン系，カーミン系，シアンの有機顔料として銅フタロシアニン系を用いることとができる。
【００５０】
さらに顔料を樹脂でコーティングすることで分散性を向上し、粒子の帯電性，安定性を向上することができる。樹脂材料としては、アクリル系，ポリエステル系，ポリウレタン系，エポキシ系，アミノ系高分子化合物等が挙げられる。これらの高分子化合物は単独でも使用できるが、２種類以上を混合して併用することもできる。
【００５１】
樹脂でコーティングされた荷電粒子１０８は、粒子表面の極性基の乖離，ポリマー粒子へのイオン導入により溶媒中で自然に帯電するものもあり、あるいは溶媒に界面活性剤や帯電制御剤を添加することで粒子１０８を帯電させることもできる。これら添加剤としては、アニオン系，カチオン系やノニオン系界面活性剤，皮はり防止剤，レベリング剤，金属石鹸やレシチン等、公知の一般的なものを使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５２】
荷電粒子１０８の粒子直径は溶媒中での電気泳動の移動速度及び表示の解像度から、
０.０５μｍ 以上１０μｍ以下が望ましい。小さな粒径の荷電粒子１０８を用いると、単位セル１１１のセルギャップを小さくでき、そのため、単位セル１１１の面積も小さくすることができて、高解像度化が可能となる。セルギャップｔは、単位セルサイズＲ以下とすることが望ましく、Ｒ／４以下とすることが望ましい。また、粒子直径Ｄは、セルギャップｔよりも十分小さい必要があり、ｔ／５以上ｔ／２００以下、さらに好ましくは、ｔ／１０以上ｔ／１００以下とすることが望ましい。例えば、単位セル１１１が６００ppi の場合は、単位セルサイズＲが４２μｍであるため、セルギャップは４２μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下とすることが望ましい。さらに、セルギャップ１０μｍの場合、粒子直径０.０５μｍ以上２μｍ以下、より好ましくは０.１μｍ以上１μｍ以下の粒子を用いることが望ましい。また一方では、粒径の大きな荷電粒子１０８を用いると、荷電粒子
１０８同士、荷電粒子１０８と電極面等の壁面との間に働く付着力がブラウン運動による拡散力よりも大きくなり、電極に集まった粒子が、電圧を切った後も分散せずに集まっているメモリ性が発現しやすくなり望ましい。メモリ性を発現するためには、粒子直径0.5μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上の粒子を用いることが望ましい。
【００５３】
以上のように本実施形態においては、対向電極１０３，下部電極１０４及び上部電極
１０５の３つの電極と、帯電性及び色の異なる２種類の粒子により、１つの単位セル111で黒，白，第１の粒子色（赤），第２の粒子色（青）の４色を表示することができる。さらに、荷電粒子１０８の開口部１０６への集まり具合を制御することで、これら４色の中間の色を形成し、また階調を表現してもよい。この荷電粒子１０８の開口部１０６への集まり具合は、印加する電圧、或いは、印加する電圧のシーケンスにより制御することができる。また或いは、単位セル１１１の表示は４色とし、回りの単位セル１１１と組み合わせて面積階調によって階調を表示することもできる。面積階調を用いる場合には、単位セルの大きさを一定とせず、大きなセルと小さなセルと設け、これらの組み合わせで表示できる階調数を大きくしてもよい。
【００５４】
２種類の荷電粒子の組み合わせは、赤と青に限定するものではなく、組み合わせて黒くなるものであればよく、赤，緑，青の加法混色における３原色同士の組み合わせ、或いは、加法混色における原色である赤，緑，青とその補色のシアン，イエロー，マゼンタ（減法混色における３原色）との組み合わせ、或いはその他２つの荷電粒子が混合した状態で可視波長範囲にわたって光の吸収率が大きくなる組み合わせとすればよい。また、２種の荷電粒子が混合した状態を黒に限定するものでもなく、色のついた状態としてもよい。この場合、その表示色に合わせて荷電粒子の色を組み合わせればよい。これらの色は実質的に感じられる色であればよく、例えば黒については濃い青であってもよい。荷電粒子108の混合によって混色するためには、荷電粒子１０８が電極に付着するメモリ性が弱いことが望ましく、下部電極１０４または上部電極１０５を共通電圧とすると、第１の開口部
１０６ａまたは第２の開口部１０６ｂまたは対向電極１０３に集まっていた荷電粒子108が粒子同士の静電反発力で分散するようにすることが望ましい。また、対向電極１０３に集まっていた荷電粒子１０８も、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂを共通電圧とした場合に粒子同士の静電反発力で分散するようにすることが望ましいが、荷電粒子１０８が透光性の場合には荷電粒子１０８を通して透光性溶媒１０７中に分散した他方の粒子と混色できるためメモリ性があってもよい。このようにメモリ性がある場合には、第１の荷電粒子を視点１２９側にするか、第２の荷電粒子を視点１２９側にするかによって、黒色の色目或いは濃度が変わる場合があり、この差を階調表示に用いることもできる。
【００５５】
また、反射型の画像表示装置においては、荷電粒子１０８として透光性粒子と非透光性粒子のどちらでも用いることができる。但し、透光性粒子を用いると、その色の表示のときに透光性粒子を透過した光が反射層１１４で反射して戻ってくるため、明るい表示を得やすいという利点がある。透過型の画像表示装置とする場合には、荷電粒子１０８として透光性粒子を用いればよい。またさらに、絶縁層１１０は必ずしも透明である必要はなく色がついていても良く、絶縁層１１０をカラーフィルタとして用いることもでき、また、表示の色目を調整するために絶縁層１１０に薄く色を付けてもよい。或いは、絶縁層110に蛍光色素を混ぜ、紫外線を吸収して蛍光を発するようにしてもよい。
【００５６】
図４に単位セル１１１の平面図の一例を示す。
【００５７】
単位セル１１１はおおよそ正方形とし、その中に、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂを複数設けた。このように第１の開口部１０６ａを第１の絶縁層１１０ａ内に、及び第２の開口部１０６ｂを第２の絶縁層１１０ｂ内に複数設けることにより、荷電粒子１０８の移動距離を短くすることができ、応答速度を早くすることができる。本実施形態の画像表示装置においては、画像を切替えるときの応答時間は粒子１０８の移動距離によって決まる。詳細には、この応答時間は単位セル１１１内で最長となる粒子１０８移動距離に依存しており、開口部１０６と対向電極１０３上で開口部１０６の中間の位置との間の距離が最長粒子移動距離Ｌとなる。この最長粒子移動距離Ｌは、同種の開口部106間の間隔ｄおよびセルギャップｔを用いて以下の式に従う。
【００５８】
Ｌ＝｛ｔ2＋（ｄ／２）2｝1/2                                         （１）
ここで応答時間Ｔは、最長粒子移動距離Ｌと駆動電圧Ｖを用いて以下の関係にある。
【００５９】
Ｔ∝Ｌ2／Ｖ                                                         （２）
すなわち駆動電圧が一定ならば、応答時間Ｔは最長移動距離Ｌの二乗に比例して大きくなる。このように画素内で最長移動距離Ｌが短くなるように第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂそれぞれを配置することが望ましい。
【００６０】
そのためには、図４に示したように、近接する同種の開口部１０６（第１の開口部106aまたは第２の開口部１０６ｂ）がおおよそ正六角形の頂点に配置されていることが望ましい。また、開口部１０６の開口率（単位セル１１１の有効面積に対する開口１０６の占める面積の割合）を所望の値とし、開口部１０６の数を増やすことにより、荷電粒子１０８の移動距離を短くして応答速度を早くすることができる。また、開口部１０６全体の開口率は、小さいほうが開口部１０６に粒子を集めた場合に露出する反射層１１４の面積が大きくなり明るい表示が可能となり望ましい。但し、荷電粒子１０８の濃度により、有効な開口率には上限があり、それ以上に開口率を大きくすることは効果がない。開口率としては、６０〜９５％、より好ましくは８０〜９０％とすることが望ましい。粒子濃度は、画像表示装置の輝度及びコントラスト、及びセルギャップに合わせて設定し、概ね、１wt％から２０ｗｔ％、好ましくは、２ｗｔ％から１０ｗｔ％とすることが望ましい。
【００６１】
上部電極１０５は、第２の開口部１０６ｂを繋ぐように配置した。図４においては、上部電極１０５をくし歯型に形成した場合について示している。一方、下部電極１０４は単位セル１１１全体、つまり画素全体を覆うようにした。反射機能を有する下部電極１０４を単位セル１１１全体を覆うように配置したため、白表示時の反射率を高くすることができる。
【００６２】
図５に単位セル１１１の平面図の他の例を示す。
【００６３】
ここでは、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂを正方形の頂点の位置に配置し、互いにそれぞれの形成する正方形の中心に他方の開口部１０６が配置されている。この場合、異なる粒子の集まる開口部１０６同士を離して配置することができ、両方の開口部１０６に粒子を集めた場合（白表示）に粒子が重なり合うクロストークを低減することができる。
【００６４】
図４及び図５において開口部１０６の形状を正方形で示したが、正方形に限るものでなく円形や６角形等の多角形、あるいは星型としても良い。星型とする場合は、荷電粒子
１０８の移動距離が短くなる方向に突起を配置することが望ましい。
【００６５】
図６にはさらに別の単位セル１１１の平面図の他の例を示す。
【００６６】
ここでは、開口部１０６をストライプ状に形成した。第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂをそれぞれ１本ずつのストライプで配置したが、第１の開口部１０６ａ及び第２の開口部１０６ｂを複数本設けてもよい。本実施形態のストライプ電極構造は構造が簡単であり、作りやすい。一方、図４及び図５のように、開口部１０６をドット状に設ける場合、開口の作成時の最小加工線幅によって制限される開口部１０６の開口率をストライプ構造に比べて大きくすることができ、反射率を大きくすることができる。
【００６７】
絶縁層１１０の厚さは、下部電極１０４と上部電極１０５との間、上部電極１０５と電気泳動インク１００との間に十分な絶縁性が得られる厚さとすればよい。但し、絶縁層
１１０を粒子直径の２倍以上、好ましくは５倍以上の厚さにすると、粒子集合状態において粒子が開口部１０６内に収納され開口部１０６からはみ出る粒子１０８を低減でき、実質的な開口率を大きくできるため、反射率，コントラスト比を高めることが出来る。
【００６８】
更に、開口部１０６側面にも反射電極や反射膜を設けると、荷電粒子１０８集合状態において開口部１０６側面に開口部１０６の外側から当たった光線も有効に反射され、とくに斜めから入射した光線に対し反射率を高めることが出来て好適である。またさらに、開口部１０６から絶縁層１１０上面に電極部が露出していてもよい。この場合、荷電粒子
１０８が開口部１０６により強く集まる電場分布が形成され、応答速度を速くすることができる。
【００６９】
図７に本実施形態の画像表示装置のブロック図を示す。画像表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素１１６からなる表示部１２７を備えたいわゆるアクティブマトリクス基板を有するパネル部１２８と、走査線１１７を駆動する走査線駆動回路１２３と、走査線駆動回路１２３に同期して基準電圧線１１９ａ，基準電圧線１１９ｂを駆動する基準電圧線駆動回路１２５と、タイミングコントローラ１２６と、信号線１１８ａ，118ｂを駆動する信号線駆動回路１２４とからなる。パネル部１２８は各画素１１６を電気的に独立に制御することにより、任意の画像を表示することができる。なお画素１１６は、本実施例では信号線と走査線とで囲まれた領域のことである。
【００７０】
本発明の画像表示装置を備えた機器からのタイミング信号と画像信号はタイミングコントローラ１２６に入力される。タイミングコントローラ１２６は、信号線駆動回路１２４，走査線駆動回路１２３，基準電圧線駆動回路１２５を制御する。信号線駆動回路１２４やタイミングコントローラ１２６等の制御回路は図７では表示部１２７とは別に設けたが、表示部１２７に直接形成してもよい。
【００７１】
図８に画素１１６の回路構成の一例を示す。
【００７２】
画素１１６領域は、複数の信号線１１８と複数の信号線と交差して配線された複数の走査線１１７とで囲まれた領域であり、その画素領域内には複数のメモリ素子と、そのメモリ素子それぞれに接続された基準電圧線とを設けた構成である。
【００７３】
具体的には、トランジスタ１２１ａ及びトランジスタ１２１ｂは、ゲートが走査線117に接続されドレインないしソースの一方がそれぞれ信号線１１８ａ及び信号線１１８ｂに接続され、ドレインないしソースの他方がそれぞれ第１のメモリ素子の画像信号メモリ
１２０ａ及び第２のメモリ素子の画像信号メモリ１２０ｂ、さらにはそれぞれトランジスタ１２１ｃ，トランジスタ１２１ｄのゲートに接続されている。トランジスタ１２１ｃ，トランジスタ１２１ｄのドレインないしソースの一方はそれぞれ基準電圧線１１９ａ，基準電圧線１１９ｂに接続され、ドレインないしソースの他方は下部電極１０４及び上部電極１０５に接続されている。下部電極１０４及び上部電極１０５に相対して対向電極103が設けられている。下部電極１０４及び上部電極１０５は、それぞれ表示素子１２２ａ，１２２ｂに接続されている。ここでは、対向電極１０３の電圧を一定とし共通電圧とした。第１のメモリ素子の画像信号メモリ１２０ａは下部電極１０４に加える電圧を記憶し、第２のメモリ素子の画像信号メモリ１２０ｂは上部電極１０５に加える電圧を記憶する。
【００７４】
駆動素子であるトランジスタとして、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film 
Transistor）を用いた。ＴＦＴとしては、アモルファスシリコンＴＦＴ，ポリシリコン
ＴＦＴ、を用いることができる。或いは、有機半導体を用いた有機ＴＦＴを用いることもできる。
【００７５】
図９から図１２を用いて画像表示装置の駆動方法について説明する。
【００７６】
図９は、全体の駆動シーケンスを示し、ここで示す駆動方法においては、基準電圧線に入力される電圧信号の駆動波形（電位）は、画像データの書換え期間１３５，その画像データを保持する保持期間１３６，リフレッシュ期間１３７に分けられる場合について示す。
【００７７】
図９は、図７において、一番上の走査線１１７をＧ1 として順に番号を付け、また一番左の信号線１１８ａをＤＡ1、信号線１１８ｂをＤＡ2とし順に番号を付けた場合の、ｍ番目の走査線１１７（Ｇm）とｎ番目の信号線１１８（ＤＡn 及びＤＢn）で制御される画素を駆動する場合の波形について示し、１，ｍ，Ｍ番目の走査線１１７の波形（Ｇ1，Ｇm，ＧM）、ｎ番目の２本の信号線１１８の波形（ＤＡn，ＤＢn）、ｍ番目の２本の基準電圧線１１９の波形（ＳＡm,ＳＢm）を示している。図８と対応させると、Ｇmが走査線１１７の駆動波形、ＤＡn，ＤＢnがそれぞれ信号線１１８ａ及び信号線１１８ｂの駆動波形、
ＳＡm，ＳＢmがそれぞれ基準電圧線１１９ａ及び基準電圧線１１９ｂの駆動波形に対応している。書換え期間１３５は画像信号メモリ１２０の状態の更新、すなわち表示画像情報の更新を行い、リフレッシュ期間１３７には画像信号メモリ１２０に保持された表示画像情報のリフレッシュを行う。つまり書換え期間１３５に複数のメモリ素子である画像信号メモリを同時にリフレッシュし、その後、新たな画像データを書込むことを行う。一方、保持期間１３６は、画面の走査を休止して、画像信号メモリの状態に応じて決まる各画素の表示状態を保持する期間である。保持期間１３６の長さは、画像信号メモリ１２０の電圧の保持時間によって決まり、トランジスタのオフ電圧以下となる前に、リフレッシュ期間１３７を挿入する。画像を書換えない期間は、リフレッシュ期間１３７と保持期間136
を繰り返す。保持期間１３６は、走査線の走査を停止し、基準電圧線１１９ａには−ＶG、基準電圧線１１９ａには＋ＶGを印加した状態を保持しているため、以下書換え期間
１３５とリフレッシュ期間１３７の波形について説明する。
【００７８】
図１０は、画像信号メモリ１２０の書換えを行う書換え期間１３５の駆動シーケンスを示している。
【００７９】
各走査線１１７のゲートパルス信号１３４に対応して信号線１１８の電圧制御がなされる。書換え期間１３５は、最初のリセット期間１３８と次の画像信号の書込み期間１３９の２つの期間に分けられる。リセット期間１３８では、すべての走査線１１７にゲートパルス信号１３４を加えて、すべての画素のトランジスタ１２１ａとトランジスタ１２１ｂをＯＮにする。また、信号線１１８ａと信号線１１８ｂは、トランジスタ１２１ｃとトランジスタ１２１ｄとをＯＮにする電位としており、トランジスタ１２１ｃとトランジスタ１２１ｄがＯＮとなり、下部電極１０４には基準電圧線１１９ａの、上部電極１０５には基準電圧線１１９ｂの電圧が印加される。まず下部電極１０４と上部電極１０５にはそれぞれに設けた第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部１０６ｂから荷電粒子１０８が離れる逆電圧（リセット電圧をＶR とし、下部電極１０４には＋ＶR 、上部電極１０５には−ＶR ）がかかり、第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部１０６ｂに集まっていた荷電粒子１０８がある場合には、これら粒子に第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部
１０６ｂから離れる力が加わる。続いて、下部電極１０４と上部電極１０５の電圧は共通電位（ここでは０Ｖとしている）となる。第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部106bから離れた荷電粒子１０８は、お互いの静電反発力を受けて透光性溶媒１０７中に分散する。ゲートパルス信号１３４が、ＯＦＦになった後、基準電圧線１１９ａ及び基準電圧線１１９ｂの電位は第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部１０６ｂに粒子を集める駆動電圧ＶG （基準電圧線１１９ａには−ＶG、基準電圧線１１９ａには＋ＶG）となる。このとき、画像信号メモリ１２０ａと画像信号メモリ１２０ｂは、トランジスタ１２１ｃとトランジスタ１２１ｄをＯＦＦにするようにリセットされており、下部電極１０４と上部電極１０５は、共通電位となっている。
【００８０】
次に、書込み期間１３９となり、走査線１１７が順次走査されてゲートパルス信号134が印加される。ゲートパルス信号１３４に対応して信号線１１８の電圧制御がなされる。ゲートパルス信号１３４のタイミングに同期して信号線１１８ａ及び信号線１１８ｂの電位は、各画素に書込む画像信号に応じてオンかオフかによって２状態の電位(ＯＮ，OFF)のうちいずれかを印加する。この信号線１１８の電位が、ゲートパルス信号１３４の立下りの時点でサンプリングされ、画像信号メモリ１２０ａ及び画像信号メモリ１２０ｂに書込まれる。画像信号メモリ１２０ａまたは画像信号メモリ１２０ｂにＯＮ信号が書込まれると、対応したトランジスタ１２１ｃまたはトランジスタ１２１ｄがＯＮとなり、下部電極１０４または上部電極１０５には、基準電圧線１１９ａ及び基準電圧線１１９ｂの駆動電圧が印加されて、第１の開口部１０６ａまたは第２の開口部１０６ｂに荷電粒子が集まってくる。トランジスタ１２１ｃまたはトランジスタ１２１ｄがＯＦＦのときには、共通電位に保たれる。
【００８１】
図１０に示した信号線１１８ａと信号線１１８ｂの波形の場合、ｍライン選択期間132において、走査線ｍ番目，信号線ｎ番目の画素は、下部電極１０４がＯＦＦ、上部電極
１０５がＯＮとなって赤の表示となり、（ｍ−１）ライン選択期間１３１において、走査線（ｍ−１）番目、信号線ｎ番目の画素は、下部電極１０４と上部電極１０５がともに
ＯＦＦとなって黒表示に、（ｍ＋１）ライン選択期間１３３において、走査線（ｍ＋１）番目、信号線ｎ番目の画素は、下部電極１０４と上部電極１０５がともにＯＮとなって白表示になる。実際の駆動波形は画像信号に応じて波形が変わる。
【００８２】
図１１には、リフレッシュ期間１３７の駆動シーケンスを示している。リフレッシュ期間１３７の駆動シーケンスは、書換え期間１３５とほぼ同じ波形となるが、各画素の表示をリセットする必要がなく、リセット期間１３８に基準電圧線の電圧にリセット電圧を印加することなく共通電圧としていることが書換え期間１３５と異なっている。書込み期間１３９には、リフレッシュ期間１３７以前に書込まれていたメモリ情報と同じ情報が画像信号メモリ１２０ａ及び画像信号メモリ１２０ｂに書込まれる。荷電粒子１０８が開口部１０６に付着力を受けて集まっている場合には、このリフレッシュ期間に共通電圧としても荷電粒子１０８が開口部１０６から離散することがなく表示が乱れることはない。また、粒子の付着力が弱い場合には、リセット期間の後短い距離を粒子が拡散し始めるが、画像信号メモリ１２０に情報が書込まれると再び開口部１０６に集まってくるため、このリフレッシュ期間１３７を短くすることによって画像の劣化はほとんどなくすることができる。
【００８３】
以上のように、画像信号メモリ１２０を用いることにより走査線１１７を駆動する周波数を少なくすることができ、画像表示装置の消費電力を小さくすることできる。
【００８４】
低周波駆動のためには、トランジスタ１２１ａ及びトランジスタ１２１ｂのオフ抵抗が小さいと画像が劣化する可能性がある。オフ抵抗とは、トランジスタのゲート電圧を制御してソース−ドレイン間を高抵抗状態に保ったときの電気抵抗を指す。トランジスタ121a及びトランジスタ１２１ｂのオフ抵抗は、画像信号メモリ１２０の状態を維持するために重要である。トランジスタ１２１ａ及びトランジスタ１２１ｂのオフ抵抗が低い場合には、信号線１１８の電位の影響を受け画像信号メモリ１２０の状態が変化する。画像信号メモリ１２０の状態が変化して、トランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄのソース−ドレイン間の電気抵抗が変化すると、単位セル１１１の電極間の電位差が変動して輝度変動を生じる恐れがある。そのため、保持期間１３６の信号線１１８の電位を所定の一定電位に設定することにより画像信号メモリ１２０の電位状態を制御できることが望ましい。この一定電位をトランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄをオフにする信号電位（オフ電位）とほぼ同等の電位にすると、オフ電位状態にある画像信号メモリ１２０の電位は変動せず、トランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄのオフ状態が保たれる。あるいは、保持期間１３６において信号線１１８の電位をフローティングとする場合においても、上記一定電位を一度トランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄをオフにする信号電位（オフ電位）とほぼ同等の電位にしてからフローティングとする駆動シーケンスをとることが望ましい。
【００８５】
トランジスタ１２１ｃまたはトランジスタ１２１ｄの一方がＯＮとなり、他方がＯＦＦとなると、ＯＮ側の電極の開口部に粒子が集まる一方、ＯＦＦ側の電極の開口部には粒子が集まらないようにすることが望ましい。そのためには、ＯＦＦ側の電極にもＯＮ側の電極の電圧と同じ符号の電圧がわずかにかかっている事が望ましい。そうすることで、ＯＮ側電極に集まる粒子は、ＯＦＦ側電極よりも強くひきつけられ、反対の極性の粒子はOFF側から対向電極側１０３に良く集まるようになる。
【００８６】
下部電極１０４と上部電極１０５間の抵抗を下部電極１０４である第１の画素電極を駆動する第１の駆動素子のトランジスタ１２１ｃ及び上部電極１０５である第２の画素電極を駆動する第２の駆動素子であるトランジスタ１２１ｄのオフ抵抗よりもある程度小さくすると、トランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄのオフ抵抗と、下部電極１０４と上部電極１０５間の抵抗との抵抗分割によって決まる電圧が、ＯＦＦ側の電極にもＯＮ側の電極の電圧と同じ符号で印加されるために望ましい。このときにＯＦＦ側の電極が所望の電圧となるように、トランジスタ１２１ｃ及びトランジスタ１２１ｄのオフ抵抗と、下部電極１０４と上部電極１０５間の抵抗を定めることが望ましい。下部電極１０４と上部電極１０５間の抵抗は、主に電気泳動インクの抵抗率によって決まるため、電気泳動インクの抵抗率によって制御することができる。
【００８７】
図１２に駆動方法の他の実施例を示す。
【００８８】
本駆動方法では、書換え期間１３５において、リセット期間１３８と書込み期間１３９を時系列に行うのではなく、走査線１１７の選択期間の中で前半をリセット期間１３８とし、後半を書込み期間１３９とするものである。リセット期間１３８の信号線１１８ａ及び信号線１１８ｂの電位（ＤＡn及びＤＢn）は、表示素子１２２ａ及び表示素子１２２ｂをオン状態にする電位（ＯＮ）である。書込み期間１３９の信号線１１８ａ及び信号線
１１８ｂの電位は、書込む画像信号がオンかオフかによって２状態の電位(ＯＮ，ＯＦＦ)のうちいずれかが、ゲートパルス信号１３４の立下りの時点で選択され、画像信号メモリ１２０ａ及び画像信号メモリ１２０ｂに書込まれる。
【００８９】
走査線Ｇmに対応する基準電圧線の駆動波形（電位）ＳＡm，ＳＢmは、ゲートパルス信号１３４に同期して駆動する。まずリセット期間１３８においては、開口部１０６に集まった荷電粒子１０８を開口部１０６から解離させるための短いパルス電圧（±ＶR ）を一旦印加し、開口部１０６に集まっていた荷電粒子１０８は溶媒中に拡散し、リセットされる。その後、共通電圧（０Ｖ）とする。このリセット期間３８において、画像信号メモリ１２０ａと画像信号メモリ１２０ｂは、トランジスタ１２１ｃとトランジスタ１２１ｄをＯＦＦにするようにリセットされており、下部電極１０４と上部電極１０５は、共通電位となる。
【００９０】
続いて、書込み期間１３９となり、信号線１１８ａ及び信号線１１８ｂの電位は、各画素に書込む画像信号に応じてオンかオフかによって２状態の電位（ＯＮ，ＯＦＦ）のうちいずれかを印加する。また、基準電圧線１１９ａ及び基準電圧線１１９ｂの電位は第１の開口部１０６ａおよび第２の開口部１０６ｂに粒子を集める駆動電圧ＶG （基準電圧線
１１９ａには−ＶG、基準電圧線１１９ａには＋ＶG）となる。ゲートパルス信号１３４の立下りの時点で信号線の電位がサンプリングされ、画像信号メモリ１２０ａ及び画像信号メモリ１２０ｂに書込まれる。画像信号メモリ１２０ａまたは画像信号メモリ１２０ｂにＯＮ信号が書込まれると、対応したトランジスタ１２１ｃまたはトランジスタ１２１ｄがＯＮとなり、下部電極１０４または上部電極１０５には、基準電圧線１１９ａ及び基準電圧線１１９ｂの駆動電圧が印加されて、第１の開口部１０６ａまたは第２の開口部106bに粒子が集まってくる。
【００９１】
リフレッシュ期間１３７の駆動シーケンスは、書換え期間１３５とほぼ同じ波形となるが、各画素の表示をリセットする必要がなく、リセット期間１３８に基準電圧線の電圧にリセット電圧を印加することなく共通電圧とすることが書換え期間１３５と異なっている。書込み期間１３９には、リフレッシュ期間１３７以前に書込まれていたメモリ情報と同じ情報が画像信号メモリ１２０ａまたは画像信号メモリ１２０ｂに書込まれる。荷電粒子１０８が開口部１０６に付着している場合には、このリフレッシュ期間１３７に表示が乱れることはない。また、荷電粒子１０８の付着力が弱い場合には、リセット期間１３８の後短い距離を粒子が拡散し始めるが、画像信号メモリ１２０に情報が書込まれると再び開口部１０６に戻ってくるため、このリフレッシュ期間１３７を粒子の応答時間よりも短くすることによって画像の劣化はほとんどなくすることができる。
【００９２】
図１０の駆動方法によると、書換え期間１３５に全画面をリセットするため、新たに書込む画像が、前に表示していた画像の影響を受けにくい。また、信号線の駆動周波数を小さくすることができる。一方、図１０の駆動方法においては、書換え期間１３５に全画面の画像がリセットされるため画像が一旦消えて画像がちらついて見えるが、図１２の駆動方法においては、ちらつき生じずに画像を書換えることができる。
【００９３】
図８に示した駆動回路は、単チャネルトランジスタによってメモリ内蔵画素方式を実現でき、画像表示装置を高精細としてもリフレッシュレートを遅くすることができ、消費電力を小さくすることができる。また、単チャネルトランジスタの構成のためａ−Ｓｉの
ＴＦＴを用いて作成でき、作成が容易となり、またそのため、プラスチック基板等の耐熱性の低い基板を用いても表示装置を作成することができる。
【００９４】
ここまで、画像信号メモリ１２０として容量を用いた場合について示したが、画像信号メモリとして不揮発メモリを用いてもよい。この場合には、画像信号メモリを定期的にリフレッシュする必要がなく、画像を書換える必要がない場合には、基準電圧線を一定の電圧に保っておけばよい。
【００９５】
駆動方式及び駆動回路は、これまでに示した実施形態に限るものではなく、従来知られている駆動方式，回路を用いて駆動することができる。例えば、メモリ素子を用いずに、画素内に保持容量を形成し、この保持容量による電圧保持を用いて保持容量をリフレッシュするまでの一定期間単位セルに電圧を印加してもよい。この場合、下部電極１０４と上部電極１０５の間の容量を保持容量として用いることもできる。
【００９６】
これまで説明した実施形態においては、単位セル１１１の実質的な開口部全面に反射層１１４を設けることができ、隔壁１０９部を除いた単位セル１１１の全面を開口として利用できるため、反射率が高くコントラストの高い反射表示が可能となる。また、対向電極１０３をパターニングする必要がなく、透明基板１０１を基板１０２に対して厳密に位置調整をする必要がなく、画像表示装置の組み立てが容易である。またさらに、対向電極
１０３の電圧を駆動する必要がなく、駆動が簡単になる。またさらに、画像表示装置全体に単一の電気泳動インク１００を封入することでカラー表示ができ、画像表示装置の組み立てが容易である。電気泳動インク１００を隔壁１０９内に封入する場合に、隔壁１０９を熱可塑性の材料を用いてその一部を欠いて穴を設け、封入前は穴を通じて隣接する単位セル１１１と繋いでおき、透明基板１０１を基板１０２側に貼り付ける際に熱を加えて穴を塞いでもよい。
【００９７】
これまで説明した単位セル１１１を用いることで、画像表示装置として４色の表示が可能となる。そのため、マルチカラーとして一部の表示部の色を変えて表示することができる。また、画像表示装置にタッチパネル等の入力装置を設けることにより、入力に合わせてラインマーカを表示したり、追加部分が分かりやすいように色を変えて入力したりするような利用法が可能となる。
【００９８】
次に、図１３を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。
【００９９】
図１３は、画像表示装置の単位画素の断面図の一例を示している。単位画素は、それぞれ異なる色を表示する二つのサブ画素領域で構成されている。ここでは、サブ画素112ａには、第１の実施形態と同じく正に帯電した赤色（Ｒ）の荷電粒子１０８ａと負に帯電した青色（Ｂ）の荷電粒子１０８ｂを用いた。サブ画素１１２ｂには、正に帯電した緑色
（Ｇ）の荷電粒子１０８ｃと負に帯電したマゼンタ色（Ｍ）の荷電粒子１０８ｄを用いた。緑色の補色であるマゼンタの粒子を用いることにより、緑色の荷電粒子１０８ｃとマゼンタ色の荷電粒子１０８ｄが混合した状態では黒となる。
【０１００】
第１の実施形態の単位セルと同様に各サブ画素１１２ａ，１１２ｂを独立に駆動することにより、サブ画素１１２ａは、白，黒，赤，青、サブ画素１１２ｂは、白，黒，緑，マゼンタ、の４色を表示することができ、この２個のサブ画素を用いて、フルカラー表示を行ことができる。
【０１０１】
表１にこれら２つのサブ画素の色の組み合わせによって表示できる主な色を示した。このように２つのサブ画素で、白，灰色，黒及び、加法混合の３原色の赤，緑，青、これら原色の補色であるシアン，イエロー，マゼンタ、を表示でき、フルカラーの表示が可能である。赤，緑，青についてはさらに薄い色を表示でき、２値の階調が表示できる。
【０１０２】
なお、表示のための粒子の移動形態は、実施形態１と同様であり、各サブ画素領域内における第１の開口部１０６ａ，１０６ｃ、第２の開口部１０６ｂ，１０６ｄや対向電極
１０３への集合や、インク中への分散があり、各サブ画素領域において図３(ａ)〜(ｄ）と同様に粒子が移動されモノクロからフルカラーまでの色を表現できる。
【０１０３】
【表１】
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【０１０４】
粒子の色の組み合わせは、ここで示した組み合わせに限定されるものではなく、一方のサブ画素に加法混色における３原色の中から選んだ２色の原色の粒子を用い、もう一方のサブ画素には混合した場合に黒くなるように、加法混色における３原色の中の残り１色とこの原色の補色の粒子とを組み合わせて用いれば、フルカラーに必要な８色（白，灰色，黒，赤，緑，青，シアン，イエロー，マゼンタ）を表示できる。
【０１０５】
図１４には、図１３の断面図に対応した単位画素の平面図の一例を示す。
【０１０６】
単位画素をほぼ正方形とし、正方形の単位画素を半分に分けてそれぞれを隔壁１０９で囲い、それぞれをサブ画素１１２ａとサブ画素１１２ｂとした。それぞれのサブ画素領域には、第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂを複数配置し、下部電極１０４はサブ画素内全体にわたってべた状に配置し、上部電極１０５はサブ画素内で櫛歯状に配置した。サブ画素の形状は、必ずしも長方形とする必要はなく、例えば三角形に分割しても良く、その他の形状としても良い。また、必ずしもサブ画素１１２ａとサブ画素１１２ｂとを同じ大きさとする必要はなく、サブ画素の大きさを変えることで表示できる色再現範囲を制御してもよい。
【０１０７】
本実施形態においては、２つのサブ画素１１２ａ及びサブ画素１１２ｂを用いてフルカラー画像の表示を行った。そのため、フルカラー画像を表示するために従来のように３つのサブ画素を必要せず、サブ画素の面積を大きくでき、その結果隔壁の占める面積を少なくして画素の開口率を大きくすることがでる。そのため、白表示のときの輝度（反射率または透過率）を大きくすることができる。またさらに、画素数が少なくなり駆動回路が少なくできる。
【０１０８】
本実施形態を用いて白黒のみの表示を行うときには、カラー表示を行う場合に比べて一方向（これまでの説明では水平方向）の解像度を２倍にすることができる。或いは、サブ画素を正方形の画素として白黒表示の時に縦横を同一解像度とし、カラー表示のときの一方向について解像度が半分になるようにしてもよい。
【０１０９】
本実施形態においては、２種類の電気泳動インク１００をサブ画素１１２ａ及びサブ画素１１２ｂに塗り分けが必要となるが、インクジェット装置を用いて所定の位置に電気泳動インク１００を塗り分けることができる。このとき、隔壁１０９を熱可塑性の材料を用いて同一の電気泳動インク１００を封入するサブ画素を隔てる隔壁１０９の一部を欠いて穴を設けて隣のサブ画素と繋ぎ、透明基板１０１を基板１０２側に貼り付ける際に熱を加えて穴を塞いでもよい。こうすることで、透明基板１０１を貼り付ける際に気泡が入りにくい。或いは、印刷によりインクを塗り分けることもできる。例えば、濃縮した２種類のインクを所定の位置に印刷し、その後透光性溶媒１０７を添加して封止して所望の電気泳動インク１００濃度とすることができる。その他、従来から用いられてきた方式を用いて２種類の電気泳動インク１００を塗り分けることができる。
【０１１０】
次に、図１５を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１１１】
図１５は、画像表示装置の単位セル（単位画素）１１１の断面図を示している。単位セル１１１は、隔壁１０９で囲われて区切られており、隔壁１０９内に帯電性の異なる２種類の荷電粒子（１０８ｅ，１０８ｆ）が透光性溶媒１０７中に分散されている。本実施形態では、２種類の荷電粒子として光学濃度の異なる黒色の異なる粒子を用いた。光学濃度の薄い粒子(Ｋ1）１０８ｅを開口部に集めた場合と、光学濃度の濃い粒子(Ｋ2）１０８ｆを開口部に集めた場合とで、光学濃度を変えることができる。そのため、１つの単位セルで黒から白の４階調を表示することができる。
【０１１２】
黒色の顔料としては、例えばカーボンブラック，グラファイト，黒色酸化鉄，アイボリーブラック，二酸化クロム等がいずれも利用可能であり単体またはこれらを調合して用いれば良い。さらにこれら顔料をアクリル系ポリマー等の分散剤でコーティングすることで分散性を向上し、界面活性剤で粒子のゼータ電位を高めたものを用いると帯電粒子の安定性，応答速度が向上し好適である。
【０１１３】
粒子の光学濃度は、顔料の種類，顔料とポリマーコーティング剤の比率，粒子の粒径，粒子の混合比等を変えることで調整することができる。
【０１１４】
さらに、第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂの面積を変えることでさらに細かな階調を制御することもできる。この場合は、下部電極１０４及び上部電極１０５ともに、プラスとマイナスの両方の電圧を掛けられるようにし、荷電粒子１０８ｅと荷電粒子１０８ｆを第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂのどちらに集めるようにするか制御できるようにすることが望ましい。この場合、黒から白までの全部で６階調以上の表示が可能である。
【０１１５】
これまで、液体中に粒子を分散させた場合について説明したが、必ずしも液体に限定するものではなく、気体や真空中で粒子を移動させる場合についても適用できるものである。
【０１１６】
また、これまで帯電性の異なる粒子を用いて説明したが、粒子の帯電量，粒径，移動度の違う粒子を用いて、粒子の移動速度の差を利用して２種類以上の粒子の集まる位置を制御してもよい。
【０１１７】
本発明の画像表示装置は、輝度の高い反射型画像表示を得ることができ、低消費電力とすることできるため、電子書籍や電子ポスター，電子中吊り広告といった表示機器、特にカラー画像表示機器に適用することができる。また、これまで、マトリックス状に配置した画素をアクティブ駆動する場合について示したが、セグメントの場合にはパッシブ駆動としてもよい。この場合には、電子値札等に適用することができる。
【実施例１】
【０１１８】
画像表示装置として第１の実施形態を用いた。
【０１１９】
ａ−Ｓｉを用いたトランジスタ回路を形成した基板１０２上に、樹脂を用いて凹凸層
１１３を形成し、その上にスパッタリングにより下部電極１０４としてＡｌとＩＴＯを積層して堆積した後、続いて、ＳｉＯ2 からなる絶縁層１１０ａをプラズマＣＶＤ法により堆積した。その後、上部電極１０５としてＩＴＯをスパッタリングして、フォトリソグラフィーおよびウェットエッチングによりにパターン加工した。次に、カルドポリマー重合体からなる高さ５μｍ，幅５μｍの隔壁層を格子状にパターニングして隔壁１０９を形成した。さらに、ＳｉＯ2 からなる絶縁層１１０ｂをプラズマＣＶＤ法により堆積した後、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングにより開口部を加工した。隔壁１０９間に２種類の荷電粒子１０８を分散させた透光性溶媒１０７で満たした後、ＩＴＯ透光性導電膜を形成した基板１０１と一体化して封止して画像表示装置を得た。本画像装置は、解像度４００ppi とし、画素を５０μｍピッチの正方格子とした。本画像表示装置は、対向電極１０３を０Ｖに維持し、下部電極１０４及び上部電極１０５を＋／−１０Ｖで変調することで透光性溶媒１０７に分散させた荷電粒子１０８が開口部１０６の近傍に集合した状態と画素全面に分散した状態を画素毎に切替えることで、黒，白，赤，青の４色の画像表示を行った。
【０１２０】
電気泳動インク１００としては、透光性溶媒１０７として粘度の小さいシリコンオイルを用い、樹脂でコーティングした直径０.２μｍ の粒子をそれぞれ粒子濃度５ｗｔ％で分散させ、これを隔壁１０９内に封入，封止した。この場合の粒子直径は、セルギャップ５μｍの１／２５となる。本実施例においては、荷電粒子１０８のメモリ性を弱くし、下部電極１０４及び上部電極１０５を共通電圧とすると同種の粒子１０８間の静電反発力で分散し、粒子同士が混合するようにした。
【０１２１】
開口部１０６の開口率は第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂでそれそれ９０％とした。そのため、隔壁１０９及び開口部１０６を除いた単位セル１１１の開口率は、７３％となる。
【０１２２】
本実施例においては、小さな粒径の荷電粒子１０８を用いたため、セルギャップを５
μｍとしても、荷電粒子１０８を開口部１０６に集めることが可能となった。セルギャップが狭いため、高解像度化も可能であり、さらに６００ppi の解像度を実現できることも確認した。画素毎が隔壁１０９によって仕切られていることにより、粒子の画素間の移動による擾乱が阻止され好適である。
【０１２３】
本画像表示装置は開口率が広く、高反射率で高コントラストの４色カラー表示が可能である。
【実施例２】
【０１２４】
画像表示装置として第２の実施形態を用いた。
【０１２５】
ａ−Ｓｉを用いたトランジスタ回路を形成した基板１０２上に、樹脂を用いて凹凸層
１１３を形成し、その上に下部電極１０４としてＡｌとＩＴＯを積層してスパッタリングにより堆積した後、続いて、ＳｉＯ2からなる絶縁層１１０ａをプラズマＣＶＤ法により堆積した。その後、上部電極１０５としてＩＴＯをスパッタリングして、ＩＴＯをフォトリソグラフィーおよびウェットエッチングによりにパターン加工した。次に、カルドポリマー重合体からなる高さ５μｍ，幅５μｍの隔壁層を格子状にパターニングして隔壁109を形成した。さらに、ＳｉＯ2からなる絶縁層１１０ｂをプラズマＣＶＤ法により堆積した後、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングにより開口部を加工した。隔壁109間に２種類の電気泳動インク１００を滴下し、ＩＴＯ透光性導電膜を形成した基板１０１と一体化して封止して画像表示装置を得た。本画像装置は、解像度３００ppi とし、画素を８５μｍピッチの正方格子とした。この画素は２個のサブ画素で構成され、サブ画素は、４２×８５μｍのサイズとした。本画像表示装置は、対向電極１０３を０Ｖに維持し、下部電極１０４及び上部電極１０５を＋／−１０Ｖで変調することで透光性溶媒１０７に分散させた粒子１０８が開口部１０６の近傍に集合した状態と画素全面に分散した状態を画素毎に切替えた。
【０１２６】
電気泳動インク１００としては、透光性溶媒１０７として粘度の小さいシリコンオイルを用い、樹脂でコーティングした直径０.２μｍ の粒子をそれぞれ粒子濃度５ｗｔ％で分散させ、これを隔壁１０９内に封入，封止した。この場合の粒子直径は、セルギャップ５μｍの１／２５となる。
【０１２７】
開口部１０６の開口率は第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂでそれそれ９０％とした。そのため、隔壁１０９及び開口部１０６を除いた単位セル１１１の開口率は、７４％となる。
【０１２８】
本実施例においては、小さな粒径の粒子を用いたため、セルギャップを５μｍとしても、粒子を開口部に集めることが可能となった。セルギャップが狭いため、高解像度化も可能であり、さらに６００ppi の解像度を実現できることも確認した。
【０１２９】
本画像表示装置は開口率が広く、高反射率で高コントラストのフルカラー表示が可能である。
【実施例３】
【０１３０】
画像表示装置として第３の実施形態を用いた。
【０１３１】
ａ−Ｓｉを用いたトランジスタ回路を形成した基板１０２上に、樹脂を用いて凹凸層
１１３を形成し、その上に下部電極１０４としてＡｌとＩＴＯを積層してスパッタリングにより堆積した後、続いて、ＳｉＯ2 からなる絶縁層１１０ａをプラズマＣＶＤ法により堆積した。その後、上部電極１０５としてＩＴＯをスパッタリングして、ＩＴＯをフォトリソグラフィーおよびウェットエッチングによりにパターン加工した。次に、カルドポリマー重合体からなる高さ５μｍ，幅５μｍの隔壁層を格子状にパターニングして隔壁109を形成した。さらに、ＳｉＯ2 からなる絶縁層１１０ｂをプラズマＣＶＤ法により堆積した後、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングにより開口部を加工した。隔壁109間に２種類の荷電粒子１０８を分散させた透光性溶媒１０７で満たした後、ＩＴＯ透光性導電膜を形成した基板１０１と一体化して封止して画像表示装置を得た。本画像装置は、解像度６００ppi とし、画素を４２μｍピッチの正方格子とした。本画像表示装置は、対向電極１０３を０Ｖに維持し、下部電極１０４及び上部電極１０５を＋／−１０Ｖで変調することで透光性溶媒１０７に分散させた粒子１０８が開口部１０６の近傍に集合した状態と画素全面に分散した状態を画素毎に切替えることで、白黒４階調の画像表示を行った。
【０１３２】
電気泳動インク１００としては、透光性溶媒１０７として粘度の小さいシリコンオイルを用い、樹脂でコーティングした直径０.２μｍ のカーボンブラック粒子をそれぞれ粒子濃度５ｗｔ％で分散させ、これを隔壁１０９内に封入，封止した。この場合の粒子直径は、セルギャップ５μｍの１／２５となる。カーボンブラックの粒径とコーティングする樹脂を変えることで、粒子の光学濃度と帯電性を変えた。
【０１３３】
開口部１０６の開口率は第１の開口部１０６ａと第２の開口部１０６ｂでそれぞれ９０％とした。そのため、隔壁１０９及び開口部１０６を除いた単位セル１１１の開口率は、６７％となる。
【０１３４】
本画像表示装置は開口率が広く、高反射率で高コントラストの階調白黒表示が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明の画像表示装置は、輝度の高い反射型画像表示を得ることができるため低消費電力とすることでき、電子書籍や電子ポスター，電子中吊り広告といった表示装置、特にカラー画像表示装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明に係る画像表示装置の単位セルの一断面図を示す。
【図２】単位セルの下部電極及び上部電極の詳細構造の一断面図を示す。
【図３】本発明に係る画像表示装置の単位セルの駆動と表示を説明する図を示す。
【図４】本発明に係る画像表示装置の単位セルの一平面図を示す。
【図５】本発明に係る画像表示装置の単位セルの他の平面図を示す。
【図６】本発明に係る画像表示装置の単位セルの他の平面図を示す。
【図７】本発明に係る画像表示装置の駆動回路の一例を示す。
【図８】駆動回路内の画素の詳細回路の一例を示す。
【図９】本発明に係る画像表示装置の駆動シーケンスの一例を示す。
【図１０】書換え期間の駆動シーケンスの一例を説明する図を示す。
【図１１】駆動シーケンスのリフレッシュ期間を説明する図を示す。
【図１２】書換え期間の駆動シーケンスの他の例を説明する図を示す。
【図１３】本発明に係る画像表示装置の単位セルの他の断面図を示す。
【図１４】本発明に係る画像表示装置の単位セルの他の平面図を示す。
【図１５】本発明に係る画像表示装置の単位セルの他の断面図を示す。
【符号の説明】
【０１３７】
１００…電気泳動インク、１０１…透明基板、１０２…基板、１０３…対向電極、104…下部電極、１０５…上部電極、１０６…開口部、１０６ａ，１０６ｃ…第１の開口部、１０６ｂ，１０６ｄ…第２の開口部、１０７…透光性溶媒、１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，１０８ｅ，１０８ｆ…荷電粒子、１０９…隔壁、１１０，１１０ａ，１１０ｂ…絶縁層、１１１…単位セル、１１２ａ，１１２ｂ…サブ画素、１１３…凹凸層、１１４…反射層、１１５…透明電極層、１１６…画素、１１７…走査線、１１８，１１８ａ，１１８ｂ…信号線、１１９ａ，１１９ｂ…基準電圧線、１２０，１２０ａ，
１２０ｂ…画像信号メモリ、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ…トランジスタ、１２２ａ，１２２ｂ…表示素子、１２３…走査線駆動回路、１２４…信号線駆動回路、
１２５…基準電圧線駆動回路、１２６…タイミングコントローラ、１２７…表示部、128…パネル部、１２９…視点、１３１…（ｍ−１）ライン選択期間、１３２…ｍライン選択期間、１３３…（ｍ＋１）ライン選択期間、１３４…ゲートパルス信号、１３５…書換え期間、１３６…保持期間、１３７…リフレッシュ期間、１３８…リセット期間、１３９…書込み期間。
【図１】
0004816245.tif 000003
【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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