(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動媒体及び複数の画素を備えるディスプレイ装置であって、
（ａ）上記電気泳動媒体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１、第２、及び第３のタイプの粒子は、互いに異なる第１、第２、及び第３の光学的特性をそれぞれ有し、
（ｉ）上記第１のタイプの粒子は１つの極性の電荷を有し、上記第２及び第３のタイプの粒子は逆極性の電荷を有し、
（ｉｉ）上記第３のタイプの粒子の電荷強度は上記第２のタイプの粒子の電荷強度よりも弱く、
（ｉｉｉ）上記第２のタイプの粒子は所定の電界しきい値を有し、
（ｂ）各画素は３つのサブ画素を有し、上記サブ画素のうちの２つはカラーフィルタをそれぞれ有し、上記２つのカラーフィルタ及び上記第３のタイプの粒子は３つの異なる色を有し、第３のサブ画素は、透明かつ無色のカラーフィルタを有するか、又はカラーフィルタを有さず、
上記第１のタイプの粒子及び上記第２のタイプの粒子はそれぞれ白色及び黒色であるディスプレイ装置。
【請求項２】
上記第３のタイプの粒子は白色及び黒色ではない請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記第３のタイプの粒子は、赤、緑、青、マゼンタ、黄色、及びシアンからなるグループから選択された色である請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記３つの異なる色は、加法又は減法混色系に従って選択される請求項１記載の装置。
【請求項５】
上記第３のタイプの粒子の電荷強度は、上記第2のタイプの粒子の電荷強度の５０％未満である請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記第３のタイプの粒子の電荷強度は、上記第2のタイプの粒子の電荷強度の５％〜３０％である請求項１記載の装置。
【請求項７】
電気泳動媒体及び複数の画素を備えるディスプレイ装置であって、
（ａ）上記電気泳動媒体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１、第２、第３、及び第４のタイプの粒子は、互いに異なる第１、第２、第３、及び第４の光学的特性をそれぞれ有し、上記４つのタイプのうちの２つのタイプの粒子は、白色及び黒色ではなく、
上記第１のタイプの粒子は強い正の電荷を有し、上記第２のタイプの粒子は強い負の電荷を有し、上記第３のタイプの粒子は弱い正の電荷を有し、上記第４のタイプの粒子は弱い負の電荷を有し、
（ｂ）各画素は３つのサブ画素を有し、上記サブ画素のうちの１つはカラーフィルタを有し、上記カラーフィルタと、上記白色及び黒色ではない２つのタイプの粒子とは、３つの異なる色を有し、残りの２つのサブ画素は、透明かつ無色のカラーフィルタを有するか、又はカラーフィルタを有さず、
上記第１のタイプの粒子及び上記第２のタイプの粒子はそれぞれ白色及び黒色であるディスプレイ装置。
【請求項８】
上記３つの異なる色は、加法又は減法混色系に従って選択される請求項７記載の装置。
【請求項９】
上記弱い電荷を有する粒子は、上記強い電荷を有する粒子の電荷強度の７５％未満である電荷強度を有する請求項７記載の装置。
【請求項１０】
上記弱い正の電荷を有する粒子は、上記強い正の電荷を有する粒子の電荷強度の５０％未満である電荷強度を有し、
上記弱い負の電荷を有する粒子は、上記強い負の電荷を有する粒子の電荷強度の７５％未満である電荷強度を有する請求項７記載の装置。
【請求項１１】
上記３つの異なる色はそれぞれ、赤、緑、及び青である請求項１記載の装置。
【請求項１２】
上記２つのサブ画素のカラーフィルタはそれぞれ、緑、及び青である請求項１記載の装置。
【請求項１３】
上記３つの異なる色はそれぞれ、赤、黄、及び青である請求項７記載の装置。
【請求項１４】
上記サブ画素のカラーフィルタは青である請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高品質の色状態を表示することができるカラーディスプレイ装置に関し、また、そのような電気泳動ディスプレイのための電気泳動流体に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーディスプレイを実現するために、カラーフィルタがしばしば使用される。最も一般的なアプローチは、赤色、緑色、及び青色を表示するために、ピクセル化されたディスプレイの黒／白のサブ画素上にカラーフィルタを追加することである。赤色が望まれる場合、表示される色が赤のみになるように、緑及び青のサブ画素は黒色状態に変えられる。黒色状態が望まれる場合、３種すべてのサブ画素は黒色状態に変えられる。白色状態が望まれる場合、３つのサブ画素は赤、緑、及び青にそれぞれ変えられ、その結果、見る人には白色状態が見える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０４６２２８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／００９２４６６号明細書
【特許文献３】米国仮特許出願第６１／８２４８８７号明細書
【特許文献４】米国特許第６９３０８１８号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“New Pigment Application Technology”, CMC Publishing Co, Ltd, 1986
【非特許文献２】“Printing Ink Technology”, CMC Publishing Co, Ltd, 1984
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのような技術の最大の欠点は、サブ画素のそれぞれが所望の白色状態の約３分の１の反射率を有するので、白色状態はかなり暗いということにある。これを補償するために、黒色状態及び白色状態のみを表示できる第４のサブ画素が追加されてもよく、その結果、白色レベルは、赤色、緑色、又は青色のレベルを犠牲にして２倍になる（ここで、各サブ画素は画素の面積の４分の１のみである）。より明るい色は白色画素から光を追加することで達成できるが、これは色の全範囲を犠牲にして達成され、色の明度を非常に大きくし、かつ不飽和にする。同様の結果は、３つのサブ画素の彩度を低減することで達成可能である。これらのアプローチを用いた場合であっても、白レベルは、通常、実質的に白黒ディスプレイのそれの半分未満であり、それは、良好に読み取り可能な黒白の明度及びコントラストを必要とするｅリーダー又はディスプレイのようなディスプレイ装置のための選択肢としては受け入れがたいものになる。
【０００６】
本発明の目的は、高品質の色状態を表示することができるカラーディスプレイ装置を提供し、また、そのような電気泳動ディスプレイのための電気泳動流体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、（ａ）電気泳動媒体を備え、第１の面及び第２の面をその互いに逆の面の上に有し、（ｂ）複数の画素を備えるディスプレイ装置に関する。
上記電気泳動媒体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１、第２、及び第３のタイプの粒子は、互いに異なる第１、第２、及び第３の光学的特性をそれぞれ有し、
上記第１のタイプの粒子は１つの極性の電荷を有し、上記第２及び第３のタイプの粒子は逆極性の電荷を有し、
上記第２のタイプの粒子は所定の電界しきい値を有し、
各画素は３つのサブ画素を有し、上記サブ画素のうちの２つはカラーフィルタを有し、残りのサブ画素は、透明かつ無色のカラーフィルタを有するか、又はカラーフィルタを有しない。
【０００８】
本発明のこの態様の一実施形態では、上記第１のタイプの粒子及び上記第２のタイプの粒子はそれぞれ白色及び黒色である。１つの実施形態では、上記第３のタイプの粒子は白色及び黒色ではない。１つの実施形態では、上記第３のタイプの粒子は、赤、緑、青、マゼンタ、黄色、及びシアンからなるグループから選択された色である。
【０００９】
１つの実施形態では、上記光学的特性は色状態である。
【００１０】
１つの実施形態では、上記電気泳動媒体は、ディスプレイセルに充填され、共通電極と画素電極の層との間に挟まれる。１つの実施形態では、上記カラーフィルタの色は、上記第３のタイプの粒子の色の補色になるように選択される。１つの実施形態では、上記第３のタイプの粒子の電荷強度は、上記第２のタイプの粒子の電荷強度の５０％未満である。１つの実施形態では、上記第３のタイプの粒子の電荷強度は、上記第２のタイプの粒子の電荷強度の５％〜３０％である。１つの実施形態では、上記第１のタイプの粒子は白色粒子であり、上記第２のタイプの粒子は黒色粒子であり、上記第３のタイプの粒子は赤色粒子である。
【００１１】
本発明のもう１つの態様は、（ａ）電気泳動媒体を備え、第１の面及び第２の面をその互いに逆の面の上に有し、（ｂ）複数の画素を備えるディスプレイ装置に関する。
上記電気泳動媒体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１、第２、第３、及び第４のタイプの粒子は、互いに異なる第１、第２、第３、及び第４の光学的特性をそれぞれ有し、
上記第１のタイプの粒子は強い正の電荷を有し、上記第２のタイプの粒子は強い負の電荷を有し、上記第３のタイプの粒子は弱い正の電荷を有し、上記第４のタイプの粒子は弱い負の電荷を有し、
各画素は３つのサブ画素を有し、上記サブ画素のうちの１つはカラーフィルタを有し、残りの２つのサブ画素は、透明かつ無色のカラーフィルタを有するか、又はカラーフィルタを有しない。
【００１２】
本発明のこの態様の一実施形態では、上記光学的特性は色状態である。
【００１３】
１つの実施形態では、上記電気泳動媒体は、ディスプレイセルに充填され、共通電極と画素電極の層との間に挟まれる。
【００１４】
１つの実施形態では、上記カラーフィルタの色は、上記４つのタイプの粒子の色の補色になるように選択される。１つの実施形態では、上記弱い電荷を有する粒子は、上記強い電荷を有する粒子の電荷強度の７５％未満である電荷強度を有する。１つの実施形態では、上記弱い正の電荷を有する粒子は、上記強い正の電荷を有する粒子の電荷強度の５０％未満である電荷強度を有し、上記弱い負の電荷を有する粒子は、上記強い負の電荷を有する粒子の電荷強度の７５％未満である電荷強度を有する。
【００１５】
１つの実施形態では、上記強い正の電荷を有する粒子は黒色粒子であり、上記強い負の電荷を有する粒子は黄色粒子であり、上記弱い正の電荷を有する粒子は赤色粒子であり、上記弱い負の電荷を有する粒子は白色粒子である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のディスプレイ層を示す図である。
【図２】３つのタイプの粒子を含む電気泳動流体を示す図である。
【図３Ａ】３粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。
【図３Ｂ】３粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。
【図４Ａ】カラーフィルタを備えた本発明の例を示す図である。
【図４Ｂ】カラーフィルタを備えた本発明の例を示す図である。
【図４Ｃ】カラーフィルタを備えた本発明の例を示す図である。
【図４Ｄ】カラーフィルタを備えた本発明の例を示す図である。
【図４Ｅ】カラーフィルタを備えた本発明の例を示す図である。
【図５】４つのタイプの粒子を含む電気泳動の体を示す図である。
【図６Ａ】４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。
【図６Ｂ】４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。
【図６Ｃ】４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。
【図７Ａ】カラーフィルタを備えた本発明のもう１つの例を示す図である。
【図７Ｂ】カラーフィルタを備えた本発明のもう１つの例を示す図である。
【図７Ｃ】カラーフィルタを備えた本発明のもう１つの例を示す図である。
【図７Ｄ】カラーフィルタを備えた本発明のもう１つの例を示す図である。
【図７Ｅ】カラーフィルタを備えた本発明のもう１つの例を示す図である。
【図８】本発明のディスプレイ装置の構成であって、ディスプレイセル及び画素電極が整列していない構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
概要：
【００１８】
本発明のディスプレイ流体は３つ又は４つのタイプの粒子を含んでもよい。複数のタイプの粒子は、色が視覚的に識別可能な限り、任意の色であってもよい。流体において、粒子は１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散される。
【００１９】
白色粒子について、それらは、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、ＰｂＳＯ４などのような無機顔料から形成されてもよい。
【００２０】
黒色粒子について、それらは、ＣＩピグメントブラック２６又は２８など（例えば、マンガンフェライトブラックスピネル又は銅クロム鉄鉱ブラックスピネル）又はカーボンブラックから形成されてもよい。
【００２１】
有色の粒子（非白色かつ非黒色）は、赤、緑、青、マゼンタ、シアン、又は黄色のような色であってもよい。このタイプの粒子のための顔料は、ＣＩピグメントＰＲ２５４、ＰＲ１２２、ＰＲ１４９、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＧ７、ＰＢ２８、ＰＢ１５：３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５５、及びＰＹ２０を含んでもよいが、これらに限定されない。これらは、非特許文献１及び２のカラーインデックスハンドブックに記載されている、一般的に使用されている有機顔料である。特定の例は、クラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ）のＨｏｓｔａｐｅｒｍ（登録商標）  Ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ  ７０−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｐｉｎｋ  Ｅ−ＥＤＳ、ＰＶ  ｆａｓｔ  ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ  ７０、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２Ｇ−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｈ４Ｇ−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｇｒｅｅｎ  ＧＮＸ、ＢＡＳＦのＩｒｇａｚｉｎｅ  ｒｅｄ  Ｌ  ３６３０、Ｃｉｎｑｕａｓｉａ  Ｒｅｄ  Ｌ  ４１００  ＨＤ、及びＩｒｇａｚｉｎ（登録商標）  Ｒｅｄ  Ｌ  ３６６０  ＨＤ、サンケミカル（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）のフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアリリドイエロー、又はジアリリドＡＡＯＴイエローを含む。
【００２２】
色に加えて、複数つのタイプの粒子は他の別個の光学的特性を有してもよく、例えば、光透過性、反射率、又はルミネセンスを有していてもよく、又は、機械読み取りのためのディスプレイの場合には、可視域外の電磁波長の反射率の変化の意味でシュードカラーを有していてもよい。
【００２３】
本発明のディスプレイ流体を利用するディスプレイ層は、図１に示すように、２つの面、すなわち、見る側における第１の面（１３）と、第１の面（１３）の反対側における第２の面（１４）とを有する。ディスプレイ流体は２つの面の間に挟まれている。第１の面（１３）の側には、ディスプレイ層の上面全体に広がっている、透明電極層（例えばＩＴＯ）である共通電極（１１）がある。第２の面（１４）の側には、複数の画素電極（１２ａ）を備える電極層（１２）がある。
【００２４】
画素電極は特許文献１に述べられ、その内容の全体は参照によってここに組み込まれる。画素電極の層として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンで駆動されるアクティブマトリクスに言及しているが、電極が所望の機能に役立つ限り、本発明の範囲が他のタイプの電極アドレシングを包含するということに注意する。
【００２５】
図１において、垂直方向の２つの点線間の各空間は画素を示す。図示するように、各画素は対応する画素電極を有する。電界は、ある画素について、共通電極に印加された電圧と、対応する画素電極に印加された電圧との間の電位差によって生成される。
【００２６】
複数のタイプの粒子は異なる電荷レベルを有してもよい。１つの実施形態では、より弱く帯電した粒子は、より強く帯電した粒子の電荷強度の約５０％未満、好ましくは約５％〜約３０％の電荷強度を有する。もう１つの実施形態では、より弱く帯電した粒子は、より強く帯電した粒子の電荷強度の約７５％未満、又は約１５％〜約５５％の電荷強度を有する。別の実施形態では、開示したような電荷レベルの比較は、同じ電荷極性を有する２つのタイプの粒子に適用される。
【００２７】
電荷強度はゼータ電位に関して測定されてもよい。１つの実施形態では、ゼータ電位は、ＣＳＰＵ−１００信号処理装置、ＥＳＡ  ＥＮ＃  Ａｔｔｎフロースルーセル（Ｋ：１２７）とともに、コロイダルダイナミクス（Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）のＡｃｏｕｓｔｏＳｉｚｅｒ  ＩＩＭによって決定される。サンプルで使用される溶媒の密度、溶媒の誘電率、溶媒中の音速、溶媒の粘度のような装置定数は、テスト前に入力される。これらの装置定数のすべては、テスト温度（摂氏２５度）における値が使用される。顔料サンプルは、溶媒（それは通常、１２個未満の炭素原子を有する炭化水素流体である）において分散し、重量に関して５〜１０％の間で希釈される。サンプルは、電荷制御剤（バークシャーハサウェイ（Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ  Ｈａｔｈａｗａｙ）の会社であるリューブリゾルコーポレイション（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能であるＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（登録商標）  １７０００）も含む。ここで、粒子に対する電荷制御剤のウェイトレシオは１：１０である。希釈されたサンプルの質量が決定され、次いで、サンプルは、ゼータ電位を決定するためにフロースルーセルに装填される。
【００２８】
同じ流体に高い電荷の粒子及び低い電荷の粒子からなる２組のペアがある場合、２つのペアは異なるレベルの電荷の差を有してもよい。例えば、１つのペアにおいて、弱く正に帯電した粒子は、強く正に帯電した粒子の電荷強度の３０％である電荷強度を有してもよく、もう１つのペアにおいて、弱く負に帯電した粒子は、強く負に帯電した粒子の電荷強度の５０％である電荷強度を有してもよい。
【００２９】
複数のタイプの粒子が分散する溶媒は透明かつ無色である。それは好ましくは、低い粘度と、約２〜約３０の範囲の誘電率とを有し、高い粒子移動度の場合には好ましくは約２〜約１５の範囲の誘電率を有する。適切な誘電性の溶媒の例は、ｉｓｏｐａｒ、デカヒドロナフタレン（ＤＥＣＡＬＩＮ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油のような炭化水素を含み、シリコン流体を含み、トルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼン、又はアルキルナフタレンのような芳香族炭化水素を含み、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオリド、クロロペンタフルオロ−ベンゼン、ジクロロノナン、又はペンタクロロベンゼンのようなハロゲン化された溶媒を含み、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）からのＦＣ−４３、ＦＣ−７０、又はＦＣ−５０６０のようなフッ素化溶媒（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｓｏｌｖｅｎｔ）を含み、オレゴン州ポートランドのＴＣＩアメリカ（ＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ）からのポリ（ペルフルオロプロピレンオキシド）のような低分子量のハロゲンを含有するポリマーを含み、ニュージャージー州リヴァーエッジのハロカーボンプロダクトコーポレイション（Ｈａｌｏｃａｒｂｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｒｐ．）からのハロカーボン油のようなポリ（クロロトリフルオロエチレン）を含み、アウジモント（Ａｕｓｉｍｏｎｔ）からのＧａｌｄｅｎ（登録商標）又はデラウェア州のデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）からＫｒｙｔｏｘ（登録商標）油及びグリースのＫ−流体シリーズのようなペルフルオロポリアルキルエーテルを含み、ダウコーニング（Ｄｏｗ−ｃｏｒｎｉｎｇ）からのポリジメチルシロキサンに基づいたシリコーン油（ＤＣ−２００）を含む。
【００３０】
本発明では、少なくとも１つタイプの粒子は電界しきい値を示してもよい。１つの実施形態では、より強く帯電したあるタイプの粒子は所定の電界しきい値を有する。
【００３１】
本発明のコンテキストでは、用語「電界しきい値」は、所定の時間期間（典型的には３０秒より長くなく、好ましくは１５秒より長くない）にわたって一群の粒子に印加される可能性がある電界であって、ある画素の見る側において粒子を出現させることなく、当該画素が一群の粒子の色状態とは異なる色状態から駆動されるときに印加される最大の電界として定義される。用語「見る側（ｖｉｅｗｉｎｇ  ｓｉｄｅ）」は、本願では、見る人によって画像が見られるディスプレイ層における第１の面を示す。
【００３２】
電界しきい値は、帯電した粒子の固有の特性、又は、添加物によって引き起こされた特性のいずれかである。
【００３３】
前者の場合では、電界しきい値は、逆極性で帯電した粒子の間の、又は、粒子と所定の基板面との間の所定の引力に依存して発生される。
【００３４】
添加物によって引き起こされた電界しきい値の場合では、電気泳動流体のしきい値特性を引き起こすか増強するしきい値エージェントが追加されてもよい。しきい値エージェントは、電気泳動流体の溶媒において又は溶媒の混合物において溶解可能であるか分散可能である材料であって、帯電した粒子の電荷とは逆電荷を有するか引き起こす任意の材料であってもよい。しきい値エージェントは、印加された電圧の変化に敏感であってもよく、又は鈍感であってもよい。用語「しきい値エージェント」は、広く、染料又は顔料、電解質又は高分子電解質、ポリマー、オリゴマー、界面活性剤、電荷制御エージェントなどを含んでもよい。
【００３５】
３粒子系：
【００３６】
図２は、特許文献２に開示されたような３粒子流体系を示す。その内容の全体は参照によってここに組み込まれる。
【００３７】
電気泳動流体は、誘電性の１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散された３つのタイプの粒子を含む。図示の簡単化のために、３つのタイプの粒子は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子と呼ばれることがある。図２に示す例のように、第１のタイプの粒子は白色粒子（Ｗ）であり、第２のタイプの粒子は黒色粒子（Ｋ）であり、第３のタイプの粒子は赤色粒子（Ｒ）である。第３のタイプの粒子は、白色及び黒色ではない任意の色であってもよい。
【００３８】
３つのタイプの粒子のうちの２つ（すなわち、第１及び第２のタイプの粒子）は逆の電荷極性を有し、第３のタイプの粒子は他の２つのタイプの粒子のうちの１つと同じ電荷極性を有する。例えば、黒色粒子が正に帯電して、白色粒子が負に帯電している場合、赤色粒子は正負のいずれかに帯電される。
【００３９】
実施例１（ａ）：
【００４０】
図３は、このタイプのカラーディスプレイ装置の駆動シーケンスを示す。説明の目的で、白色粒子（Ｗ）は負に帯電している一方、黒色粒子（Ｋ）は正に帯電している。赤色粒子（Ｒ）は黒色粒子（Ｋ）と同じ電荷極性を有する。
【００４１】
黒色粒子及び白色粒子の間の引力のために、黒色粒子（Ｋ）は電界しきい値ｌＶを有すると仮定される。従って、印加された電位差がｌＶ以下であれば、黒色粒子は見る側に移動しない。
【００４２】
赤い粒子は黒色粒子より弱い電荷を有する。その結果、黒色粒子の電荷よりも強い電荷に起因して印加電位がｌＶより高くなるとき、黒色粒子は赤色粒子（Ｒ）より速く移動する。
【００４３】
図３Ａにおいて、高い正の電位差＋ｈＶが印加されている。この場合、白色粒子（Ｗ）は画素電極（３２ａ）の近くに、又は画素電極（３２ａ）に移動し、黒色粒子（Ｋ）及び赤色粒子（Ｒ）は共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動する。その結果、見る側では黒色が見られる。赤色粒子（Ｒ）は共通電極（３１）に向かって移動するが、それらはより弱い電荷を有するので、それらは黒色粒子（Ｋ）より遅く移動する。
【００４４】
図３Ｂにおいて、高い負の電位差−ｈＶが印加されるとき、白色粒子（Ｗ）は共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動し、黒色粒子（Ｋ）及び赤色粒子（Ｒ）は画素電極（３２ａ）の近くに、又は画素電極（３２ａ）に移動する。その結果、見る側では白色が見られる。赤色粒子（Ｒ）は、正に帯電しているので、画素電極に向かって移動する。しかしながら、それらはより弱い電荷強度を有するので、それらは黒色粒子より遅く移動する。
【００４５】
図３Ｃにおいて、低い正の電位差＋ｌＶは、図３ａの画素に印加される（すなわち、白色状態から駆動する）。この場合、図３ａの負に帯電した白色粒子（Ｗ）は画素電極（３２ａ）に向かって移動する。黒色粒子（Ｋ）は、それらの電界しきい値がｌＶであることに起因して、ほとんど移動しない。赤い粒子（Ｒ）が有意な電界しきい値をもたないという事実に起因して、それらは共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動し、その結果、見る側において赤色が見られる。
【００４６】
印加されるより低い電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、通常、黒色状態から白色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（−ｈＶ）、又は白色状態から黒色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（＋ｈＶ）の大きさの約５％〜約５０％の大きさを有するということに注意する。１つの実施形態では、＋ｈＶ及び−ｈＶはそれぞれ＋１５Ｖ及び−１５Ｖであってもよく、＋ｌＶ及び−ｌＶはそれぞれ＋３Ｖ及び−３Ｖであってもよい。さらに、＋ｈＶ及び−ｈＶの大きさが同じであっても異なっていてもよいということに注意する。同様に、＋ｌＶ及び−ｌＶの大きさは同じであっても異なっていてもよい。
【００４７】
実施例１（ｂ）：
【００４８】
この実施例は、カラーフィルタが利用される本発明の１つの態様を示す。
【００４９】
図４Ａ〜図４Ｅに示すように、垂直な点線の間の空間はサブ画素を示す。各画素は３つのサブ画素（４０ａ、４０ｂ、及び４０ｃ）からなる。従って、各サブ画素は、対応する画素電極（それぞれ、４２ａ、４２ｂ、及び４２ｃ）を有する。
【００５０】
この例示におけるディスプレイ流体は、実施例１（ａ）におけるものと同様である。
【００５１】
サブ画素のうちの２つ（４０ａ及び４０ｂ）は、見る側におけるカラーフィルタ（それぞれＢ及びＧ）を有する。残りのサブ画素（４０ｃ）は、見る側における透明かつ無色のカラーフィルタを有してもよく、又は、カラーフィルタを有しなくてもよい。
【００５２】
カラーフィルタの色は、加法／減法混色系に従って、色粒子の色の補色になるように選択されている。例えば、色粒子が赤色である場合、２つのカラーフィルタはそれぞれ青色及び緑色であってもよい。
【００５３】
図面は、５つの異なる色状態が画素によってどのように表示されうるか示す。サブ画素４０ａは青色のカラーフィルタ（Ｂ）を有し、サブ画素４０ｂは緑色のカラーフィルタ（Ｇ）を有する。サブ画素４０ｃは、透明かつ無色のフィルタを有するか、又はフィルタをもたない。
【００５４】
図４Ａにおいて、すべてのサブ画素は（図３ｂに示すように）黒色状態に駆動される。この場合、画素は黒色状態で見られる。
【００５５】
図４Ｂにおいて、サブ画素４０ａは（図３ａに示すように）白色状態に駆動され、サブ画素４０ｂ及び４０ｃは黒色状態に駆動される。この場合、画素は青色状態で見られる。青色状態は、サブ画素４０ｂを黒色状態に駆動し、サブ画素４０ｃを白色状態に駆動することで実現されてもよいが、この場合に結果として生じる青色は、飽和状態のものではない。
【００５６】
図４Ｃにおいて、サブ画素４０ｂは白色状態に駆動され、サブ画素４０ａ及び４０ｃは黒色状態に駆動される。この場合、画素は緑色状態で見られる。緑色状態は、サブ画素４０ａを黒色状態に駆動し、サブ画素４０ｃを白色状態に駆動することで実現されてもよいが、結果として生じる緑色は、より明るく、かつ、より低い彩度で見える。
【００５７】
図４Ｄにおいて、サブ画素４０ａ及び４０ｂの両方は黒色状態に駆動され、サブ画素４０ｃは（図３ｃに示すように）赤色状態に駆動される。画素は赤色状態で見られる。
【００５８】
図４Ｅにおいて、サブ画素４０ａ及び４０ｂの両方は白色状態に駆動され、サブ画素４０ｃは図示したような状態に駆動される。図示したサブ画素４０ｃの状態は、適切に調整されたパルス発生時間及び／又は電圧強度によって、サブ画素をまず赤色状態に駆動し、次に白色状態に駆動することで実現されてもよい。
【００５９】
透明かつ無色のフィルタは、存在すれば、青色のフィルタ及び緑色のフィルタよりも大きな面積を有してもよい。さらに、サブ画素４０ｃにおいて白色粒子中に拡散した赤色粒子は、サブ画素４０ａ及び４０ｂの青色及び緑色とともに、より良好な光学的効率を提供することができる。これらの２つ要因の結果、画素について実現される白色状態は高品質である。
【００６０】
この例示において示されるように、各画素は５つの色状態、すなわち、白色、黒色、赤色、緑色、及び青色を表示することができる。
【００６１】
４粒子系：
【００６２】
図５は、特許文献３に開示されるように、電気泳動流体が誘電性の１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散された４つのタイプの粒子を含む、代替のディスプレイ装置を示し、その全体は参照によってここに組み込まれる。図示の簡単化のために、４つのタイプの粒子は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子と呼ばれることがある。図５に示される例示として、第１のタイプの粒子は黒色粒子（Ｋ）である。図５に示す例のように、第１のタイプの粒子は黒色粒子（Ｋ）であり、第２のタイプの粒子は黄色粒子（Ｙ）であり、第３のタイプの粒子は赤色粒子（Ｒ）であり、第４のタイプの粒子は白色粒子（Ｗ）である。
【００６３】
実施例２（ａ）：
【００６４】
この実施例において、黒色粒子及び黄色粒子は逆の電荷極性を有する。例えば、黒色粒子が正に帯電した場合、黄色粒子は負に帯電している。赤色粒子及び白色粒子も逆極性で帯電している。しかしながら、黒色粒子及び黄色粒子の電荷は、赤色粒子及び白色粒子の電荷よりも強い。
【００６５】
例えば、黒色粒子（Ｋ）は強い正の電荷を有し、黄色粒子（Ｙ）は強い負の電荷を有し、赤色（Ｒ）粒子は弱い正の電荷を有し、白色粒子（Ｗ）は弱い負の電荷を有する。図６に、このタイプのカラーディスプレイ装置の駆動シーケンスを示す。
【００６６】
図６ａにおいて、強い負の電位差（例えば−ｈＶ）が画素に印加されるとき、黄色粒子（Ｙ）は共通電極（６１）の側に押され、かつ、黒色粒子（Ｋ）は画素電極（６２ａ）の側に引かれる。赤色（Ｒ）粒子及び白色（Ｗ）粒子は、それらがより弱い電荷を有するので、より強く帯電した黒色粒子及び黄色粒子より遅く移動し、従って、それらは共通電極及び画素電力の間にとどまり、白色粒子は赤色粒子の上に位置する。その結果、見る側では黄色が見られる。
【００６７】
図６ｂでは、高い正の電位差（例えば＋ｈＶ）が画素に印加されるとき、粒子分布は図６ａに示すものの逆になり、その結果、見る側において黒色が見られる。
【００６８】
図６ｃにおいて、より弱い正の電位差（例えば＋ｌＶ）が図６ａの画素に印加されるとき（すなわち、黄色状態から駆動されるとき）、黄色粒子（Ｙ）は画素電極（６２ａ）に移動され、かつ、黒色粒子（Ｋ）は共通電極（６１）に移動される。しかしながら、それらの相互の強い引力に起因してそれらが移動中に互いに遭遇したとき、それらは移動をやめて、共通電極及び画素電極の間にとどまる。より弱く帯電した（正の）赤色粒子（Ｒ）は、共通電極（６１）の側（すなわち見る側）にまで移動し、より弱く帯電した（負の）白色粒子（Ｗ）は、画素電極（６２ａ）の側に移動する。その結果、赤色が見られる。
【００６９】
図６ｄにおいて、より弱い負の電位差（例えば−ｌＶ）が図６ｂの画素に印加されるとき（すなわち、黒色状態から駆動されるとき）、黒色粒子（Ｋ）は画素電極（６２ａ）に移動され、かつ、黄色粒子（Ｙ）は共通電極（６１）に移動される。黒色粒子及び黄色粒子がそれらの相互の強い引力に起因して互いに遭遇したとき、それらは移動をやめて、共通電極及び画素電極の間にとどまる。より弱く帯電した（負の）白色粒子（Ｗ）は、共通電極の側（すなわち見る側）にまで移動し、より弱く帯電した（正の）赤色粒子（Ｒ）は、画素電極の側に移動する。その結果、白色が見られる。
【００７０】
しかしながら、図６ｃ及び図６ｄにおいて、印加される低い駆動電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、より強く帯電した黒色粒子及び黄色粒子を分離するのには十分ではないが、それらは、より弱い電荷強度の２つのタイプの逆極性で帯電した粒子を分離するのに十分であるだけでなく、より弱く帯電した粒子を逆の電荷極性でより強く帯電した粒子から分離するのにも十分であるということにも注意する。
【００７１】
印加されるより低い電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、通常、黒色状態から黄色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（−ｈＶ）、又は黄色状態から黒色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（＋ｈＶ）の大きさの約５％〜約５０％の大きさを有するということに注意する。１つの実施形態では、＋ｈＶ及び−ｈＶはそれぞれ＋１５Ｖ及び−１５Ｖであってもよく、＋ｌＶ及び−ｌＶはそれぞれ＋３Ｖ及び−３Ｖであってもよい。さらに、＋ｈＶ及び−ｈＶの大きさが同じであっても異なっていてもよいということに注意する。同様に、＋ｌＶ及び−ｌＶの大きさは同じであっても異なっていてもよい。
【００７２】
実施例２（ｂ）：
【００７３】
この実施例は、カラーフィルタが利用される本発明の代替の態様を示す。
【００７４】
図７Ａ〜図７Ｅに示すように、垂直な点線の間の空間はサブ画素を示す。各画素は３つのサブ画素（７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃ）からなる。従って、各サブ画素は対応する画素電極を有する。
【００７５】
この実施例におけるディスプレイ流体は、実施例２（ａ）におけるものと同様である。
【００７６】
サブ画素のうちの１つ（７０ａ）は、見る側においてカラーフィルタ（Ｂ）を有する。残りのサブピクセル（７０ｂ及び７０ｃ）は、見る側において透明かつ無色のカラーフィルタを有してもよく、又は、カラーフィルタを有しなくてもよい。
【００７７】
カラーフィルタの色は、加法／減法混色系に従って、２つのタイプの色粒子の色（この実施例ではＹ及びＲ）の補色になるように選択されている。
【００７８】
図７Ａにおいて、すべてのサブ画素は（図６ｂに示すように）黒色状態に駆動される。この場合、画素は黒色状態で見られる。
【００７９】
図７Ｂにおいて、サブ画素７０ａは黒色状態に駆動され、サブ画素７０ｂ及び７０ｃは（図６ｃに示すように）赤色状態に駆動される。この場合、画素は赤色状態で見られる。
【００８０】
図７Ｃにおいて、サブ画素７０ａは（図６ｄに示すように）白色状態に駆動され、サブ画素７０ｂ及び７０ｃは黒色状態に駆動される。この場合、画素は青色状態で見られる。サブ画素７０ｂ及び７０ｃの両方を白色状態に駆動すること、又は、一方を白色状態に駆動し、他方を黒色状態に駆動することも可能であるが、結果として生じる青色は、明るく、かつ、より低い彩度で見える。
【００８１】
図７Ｄにおいて、サブ画素７０ａは黄色状態に駆動され（図６ａを参照）、サブ画素７０ｂ及び７０ｃは（図６ｂに示すように）黒色状態に駆動される。画素は緑色状態で見られる。サブ画素７０ｂ及び７０ｃの両方を白色状態に駆動すること、又は、一方を白色状態に駆動し、他方を黒色状態に駆動することも可能であるが、結果として生じる青色は、飽和状態のものではない。
【００８２】
図７Ｅにおいて、サブ画素７０ａは黒色状態に駆動され、サブ画素７０ｂ及び７０ｃは白色状態に駆動される。その結果、白色が見られる。画素に白色状態を表示させることができる他のオプションがある。例えば、白色状態は、サブ画素７０ａを白色状態に駆動し、サブ画素７０ｂ及び７０ｃのうちの一方を黄色状態に駆動し、他方を白色状態に駆動することで実現されてもよい。
【００８３】
この例示において示されるように、各画素は５つの色状態、すなわち、白色、黒色、赤色、緑色、及び青色を表示することができる。
【００８４】
本発明の電気泳動流体は、複数のディスプレイセルにおいて充填される。ディスプレイセルは特許文献４に述べられたマイクロカップであってもよく、その内容の全体は参照によってここに組み込まれる。ディスプレイセルは、それらの形状又はサイズにかかわらず、マイクロカプセル、マイクロチャネル、又はそれらの等価物のような、他のタイプのマイクロコンテナであってもよい。これらのすべては本願の範囲内にある。
【００８５】
すべてのディスプレイセルが同じ組成のディスプレイ流体で充填されるので、ディスプレイセルは画素電極と整列していなくてもよい。図８に示すように、ディスプレイセル（８０）は画素電極（８２）と整列していない。しかしながら、カラーフィルタ（８３）、サブ画素（８４）、及び画素電極（８２）は整列している。
【００８６】
本発明はその特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の真の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更を行ってもよく、等価物で置き換えてもよいことは当業者には理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、組成、処理、１つ又は複数の処理ステップを本発明の目的、精神、及び範囲に適合させるために、多くの変更がなされてもよい。そのような変更のすべては、ここに添付された特許請求の範囲内にあることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
0006393748.tif 000004
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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