(57)【要約】本発明の表示装置（１）は、対向する一対の基板（３Ａ）および（３Ｂ）と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群（６）と、透明な第１電極（４）と第２電極（５）とを備え、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動することにより、表示を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動することにより、表示を行う、表示装置。
【請求項２】
前記光を発する光源を備えている、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項３】
前記着色粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項４】
カラーフィルタを有し、前記光源からの光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う、請求の範囲第２項記載の表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタが、前記一対の基板の少なくとも一方の表面上に配設されている、請求の範囲第４項記載の表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタが、前記第１電極の表面上に配設されている、請求の範囲第４項記載の表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタが、前記光源の光出射面上に配設されている、請求の範囲第４項記載の表示装置。
【請求項８】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求の範囲第２項記載の表示装置。
【請求項９】
前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する、請求の範囲第２項記載の表示装置。
【請求項１０】
前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項１１】
光を反射する反射板を有し、該反射板が入射する外光を反射することによって白色を表示する、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項１２】
前記反射板が、光を散乱させる散乱性を有している、請求の範囲第１１項記載の表示装置。
【請求項１３】
前記一対の基板が透明であり、一方の前記基板の内面に凹凸体が形成され、該凹凸体によって凹部と該凹部を挟む一対の凸部が形成され、前記凹部の底部に前記第１電極が形成され、前記一対の凸部の頂部に前記第２電極がそれぞれ形成されている、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項１４】
前記凸部と前記一対の凹部との境界部部分が斜面に形成され、前記斜面から前記凸部の頂部に渡る部分の表面に光を反射する反射板が形成され、該反射板の上に前記第２電極が形成されている、請求の範囲第１３項記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第２電極は前記反射板の上に絶縁体を介して形成されている、請求の範囲第１４項記載の表示装置。
【請求項１６】
前記一対の基板の間の空間が気相である、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項１７】
対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備えた表示装置の駆動方法であって、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動して表示を行う、表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記表示装置が前記光を発する光源を備え、該光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求の範囲第１７項記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、
前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う、請求の範囲第１項記載の表示装置。
【請求項２０】
前記光を発する光源を備えている、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２１】
前記着色粒子群及び前記透明粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２２】
前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子群の背後に配設された反射部材が外光を反射することによって白色を表示する、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２３】
カラーフィルタを有し、前記光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２４】
前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子が画素の主たる平面を占めるときに、前記光源の背後の反射板、または前記光源の前面の散乱板により外光を反射して白色を表示する、請求の範囲第２０項記載の表示装置。
【請求項２５】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求の範囲第２０項記載の表示装置。
【請求項２６】
前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する、請求の範囲第２０項記載の表示装置。
【請求項２７】
前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２８】
前記一対の基板が透明であり、該透明な一対の基板間に膜状の前記第１電極と絶縁膜と開口を有する膜状の前記第２電極とがこの順に配置され、前記第２電極の開口内に前記着色粒子群及び透明粒子群が封入されている、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項２９】
前記絶縁膜がカラーフィルタである、請求の範囲第２８項記載の表示装置。
【請求項３０】
前記第１電極に隣接する側の基板の外側に前記光を発する光源が配設されている、請求の範囲第２９項記載の表示装置。
【請求項３１】
前記透明粒子の径が前記着色粒子の径より大きい、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項３２】
前記一対の基板の間の空間が気相である、請求の範囲第１９項記載の表示装置。
【請求項３３】
前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う、請求の範囲第１７項記載の表示装置の駆動方法。
【請求項３４】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求の範囲第３３項記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、画像を表示する表示装置及びその駆動方法に関し、特に、微粒子が電極間を移動することにより画像を表示する表示装置及びその駆動方法に関するものである。
〔技術背景〕
近年、情報機器あるいは映像機器等の画像機器に搭載される画像表示装置として、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粉流体ディスプレイが広く用いられている。
従来の粉流体ディスプレイ（例えば、電子ペーパー等）には、着色粒子の回転や、電気泳動等の画像表示技術が用いられている。これらの画像表示技術は、着色粒子とその着色粒子の周囲に存在する有機溶媒等との外光反射の差を利用して表示している。
ところで、従来の電気泳動を利用した画像表示装置としては、例えば、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。このような電気泳動表示装置では、微細な電気泳動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。
しかしながら、前述した電気泳動表示装置を用いる場合、電気泳動粒子が液相中を移動する際の液体の抵抗が大きいため、画像表示の応答が遅いという問題があった。そこで、画像表示の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において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、前述した電気泳動表示装置の場合と比して画像表示の応答速度を速くすることが可能になる。例えば、現状では、電気泳動表示装置における電気泳動粒子の応答速度が１００ミリ秒程度であるのに対して、気相中を粒子が移動する画像表示装置における粒子の応答速度は、１ミリ秒以下と高速である。
ここで、気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の一例について説明する。
第１２図は、従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成と動作原理とを模式的に示す図である。第１２図に示すように、この従来の画像表示装置３４は、光を透過させる第１の基板３６と、第１の基板３６に対向して配置された第２の基板３５と、これら第１の基板３６と第２の基板３５との間に封入された互いに色の異なる第１の粒子３９および第２の粒子４０とを備えている。そして、第１の基板３６の、第２の基板３５との対向面上には電極３８が、また、第２の基板３５の、第１の基板３６との対向面上には電極３７が、それぞれ形成されている。ここで、第１の粒子３９は正電荷に帯電し、また、第２の粒子４０は負電荷に帯電しているものとする。
以上のように構成された従来の表示装置３４において、画像信号に応じた電圧が第１２図（ａ）に示すように電極３７と電極３８との間に印加されると、第１の粒子３９は第１の基板３６側に、第２の粒子４０は第２の基板３５側に、それぞれ移動する。この場合、第１の粒子３９が黒色であり、第２の粒子４０が白色である場合には、第１の基板３６側から観察すると、黒表示が行われることになる。一方、第１２図（ｂ）に示すように、電極３７と電極３８との間に逆極性の電圧が印加された場合、第１の粒子３９は第２の基板３５側に、第２の粒子４０は第１の基板３６側に、それぞれ移動する。この場合、第１の基板３６側から観察すると、白表示が行われることになる。このように、従来の画像表示装置３４では、電極３７と電極３８との間に印加する電圧の極性を変化させ、これによって黒表示および白表示を行うことによって、所望の画像を表示することが可能となる。
しかしながら、この従来の粒子を用いたディスプレイの構成では、外光が存在する環境でのみ良好な視認性を有し、外光が不十分な環境では視認性が低下するという課題が生ずる。すなわち、夜間のような暗い環境においては、視認性が著しく悪化するという課題を有していた。また、カラー表示を行う際にはカラーフィルタを用いて表示を行う等の構成が考えられるが、色再現範囲の良好な表示を行う際には、環境光によって視認性が低下するという課題が生ずる。すなわち、色再現範囲を拡大すると、環境光の乏しいところでは表示された画像が暗くなるという課題があった。この場合、粒子その物をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色してカラー表示を行う方法もあるが、ＲＧＢ画素毎の微粒子の塗り分けや分配が困難であるという課題があった。
また、上記従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成では、入射光を反射して十分な明るさの白色表示を行うためには、白色粒子群の厚みを非常に厚くする必要がある。そのため、画像表示装置の駆動電圧が高くなり、また、表示の解像度が低くなるという課題があった。この場合、白色粒子群の厚みを薄くすると白色が暗くなり、特に夜間の室内等暗い部屋では表示が見え難くなるという問題が生ずる。また、カラー表示を行う際には、上記と同様、カラーフィルタを用いる構成や、着色粒子をカラーにする等の構成も考えられるが、これらの構成では光の反射率が低下するため、鮮やかな色再現を行うことは困難であった。
【発明の開示】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外光の乏しい暗い環境においても視認性が悪化せず、かつ色再現範囲の良好な粉流体型の表示装置及びその駆動方法を提供することを目的としている。
そして、これらの目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動することにより、表示を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
この場合、前記光を発する光源を備えている。かかる構成とすると、外光が乏しい環境下においても、視認性も良好な画像を得ることできる。
また、前記着色粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好であり、かつ高速に変化可能な画像を得ることできる。
また、カラーフィルタを有し、前記光源からの光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う。かかる構成とすると、カラー表示を簡易な構成で具現化することができる。
また、前記カラーフィルタが、前記一対の基板の少なくとも一方の表面上に配設されている。また、前記カラーフィルタが、前記第１電極の表面上に配設されている。また、前記カラーフィルタが、前記光源の光出射面上に配設されている。かかる構成とすると、簡易な構成で、明るく視認性の良好なカラー表示が可能になる。
また、前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する。かかる構成とすると、カラーフィルタを用いずに、視認性が良好なカラー画像を表示することができる。
また、前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する。かかる構成とすると、明るく視認性の良好なカラー表示が可能になると共に、低消費電力な表示装置を構成することができる。
また、前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる。かかる構成とすると、シート状で薄く軽い表示装置を具現化できる。
また、光を反射する反射板を有し、該反射板が入射する外光を反射することによって白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
また、前記反射板が、光を散乱させる散乱性を有している。かかる構成とすると、鮮明な白色表示が得られる。
また、前記一対の基板が透明であり、一方の前記基板の内面に凹凸体が形成され、該凹凸体によって凹部と該凹部を挟む一対の凸部が形成され、前記凹部の底部に前記第１電極が形成され、前記一対の凸部の頂部に前記第２電極がそれぞれ形成されている。かかる構成とすると、第１電極上に着色粒子を積層して配置することができるので、コントラストの良好な画像を表示することが可能となる。
また、前記凸部と前記一対の凹部との境界部部分が斜面に形成され、前記斜面から前記凸部の頂部に渡る部分の表面に光を反射する反射板が形成され、該反射板の上に前記第２電極が形成されている。かかる構成とすると、入射する外光を表示装置の外部へ効率よく反射するので、鮮明な白色表示が得られる。
また、前記第２電極は前記反射板の上に絶縁体を介して形成されている。かかる構成とすると、第２電極に印加した電圧が反射板に印加されないようになるので、着色粒子群を第２電極上に集めることが可能になる。
また、前記一対の基板の間の空間が気相である。かかる構成とすると、着色粒子が移動する際の抵抗が低減するので、着色粒子を高速に移動させることができる。
また、本発明にかかる表示装置の駆動方法は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備えた表示装置の駆動方法であって、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動して表示を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
また、本発明にかかる表示装置は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、第１電極と、第２電極とを備え、前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う。かかる構成とすると、透明粒子群と着色粒子群との分離が良好となり、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
この場合、前記第１電極が透明であってもよい。かかる構成とすると、第１電極が透明であるので、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
また、前記着色粒子群及び前記透明粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好であり、かつ高速に変化可能な画像を得ることできる。
また、前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子群の背後に配設された反射部材が外光を反射することによって白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
この場合、前記第１電極が前記反射部材で構成されていてもよい。かかる構成とすると、反射部材を第１電極として利用するので、表示装置の構成を簡易化することができる。
また、前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子が画素の主たる平面を占めるときに、前記光源の背後の反射板、または前記光源の前面の散乱板により外光を反射して白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、比較的簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
また、前記一対の基板が透明であり、該透明な一対の基板間に膜状の前記第１電極と絶縁膜と開口を有する膜状の前記第２電極とがこの順に配置され、前記第２電極の開口内に前記着色粒子群及び透明粒子群が封入されている。かかる構成とすると、着色粒子群及び透明粒子群が、第１電極と第２電極との間を移動自在に封入される。
また、前記絶縁膜がカラーフィルタである。かかる構成とすると、絶縁膜がカラーフィルタとなるので、簡易な構成でカラー表示が可能となる。
また、前記第１電極に隣接する側の基板の外側に前記光を発する光源が配設されている。かかる構成とすると、外光の乏しい環境下においても、視認性の良好な画像が得られる。
また、前記透明粒子の径が前記着色粒子の径より大きい。
また、本発明にかかる表示装置の駆動方法は、前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う。かかる構成とすると、透明粒子群と着色粒子群との分離が良好となり、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
第２図（ａ）〜第２図（ｇ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法における工程を模式的に示す断面図である。
第３図（ａ）および第３図（ｂ）は、本実施の形態に係る表示装置の画素の動作原理を示す模式図である。
第４図（ａ）および第４図（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の他の動作原理を示す模式図である。
第５図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
第６図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第１の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
第７図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第２の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
第８図は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
第９図は、第８図の表示装置が備える表示部の平面視における構成を模式的に示す部分平面図である。
第１０図は、第８図の表示装置が備える表示部の断面視における構成を模式的に示す部分断面図であり、第９図のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図である。
第１１図は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の駆動波形を模式的に示す駆動波形図である。
第１２図は、従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成と動作原理とを模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
第１図は本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図、第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法における工程を模式的に示す断面図である。
本実施の形態に係る表示装置は、１つの画素を有している。複数の画素を有する表示装置については、後述する実施の形態４で説明する。
第１図に示すように、本実施の形態の表示装置１は、相互に対向するように配置された透明性前基板３Ａと透明性後基板３Ｂとを有している。透明性前基板３Ａ，３Ｂは、例えば、透明な樹脂基板で構成されている。透明性後基板３Ｂの内面には一対の凹凸体９，９が形成されている。各凹凸体９は、ここでは、平坦な頂面９ａと斜面９ｂとを有する台形の断面を有するように形成され、双方の凹凸体９が一定の間隔を有して相互に対向するように形成されている。凹凸体９は、例えば、フォトレジストで構成されている。各凹凸体９の頂面９ａ及び斜面９ｂには反射膜７がそれぞれ形成されている。反射膜７は、例えば、アルミニウム膜で構成されている。各反射膜７の、凹凸体９の頂面９ａ上に位置する部分にはアルミニウムからなる遮光電極４が形成されている。一方、一対の凹凸体９，９の間に露出する透明性後基板３Ｂの内面１０１には、ＩＴＯからなる透明電極５が形成されている。また、透明性前基板３Ａの内面の遮光電極４に対向する部分には、図示されない絶縁膜を介して遮光体（ブラックマトリクス）８が形成されている。そして、このように各要素が形成された透明性前基板３Ａ及び透明性後基板３Ｂの間の空間１０２（以下、画素空間という）に帯電性の着色微粒子６が収容されている。この画素空間１０２は、ここでは、空気によって満たされ、かつ図示されない封止部材により封止されており、それにより、着色微粒子６が画素空間１０２に封入されている。着色性微粒子６は、ここでは、直径約５μｍの重合トナーで構成されている。
透明性後基板３Ｂの背後にはバックライト２が配設されている。バックライト２は、例えば、ＥＬバックライトで構成されている。このバックライト２は、略白色の外観であり、所定の電圧を印加すると白色光を発光する面状光源である。
次に、以上のように構成された表示装置１の製造方法を第２図（ａ）〜第２図（ｇ）を参照しながら説明する。
先ず、透明性後基板３Ａの表面上に透明性電極５の前駆体としての透明性電極膜５’（例えば、ＩＴＯ）を、その厚みが１００ｎｍとなるようにスパッタにより成膜する（第２図（ａ））。次に、フォトレジスト等を用いて、前記透明性電極膜５’を所定の形状にパターニングして、透明性電極５を形成する（第２図（ｂ））。この透明性電極５は、ＩＴＯを幅１０μｍ、長さ５０μｍにパターニングすることによって形成した。透明性電極５が形成された後、その透明性電極５及び透明性後基板３Ｂの上にポジ型レジスト（例えば、東京応化工業（株）製ＰＭＥＲ）を約２５μｍの厚みとなるように塗布し、これによって凹凸体９の前駆体としてのレジスト膜９’を成膜する（第２図（ｃ））。その後、透明電極５に対応する箇所に開口を有するマスクを用いフォトリソグラフィーによってレジスト膜９’をパターニングする。これにより、レジスト膜９’の透明電極５上に位置する部分に開口（図示せず）が形成される。次いで、ホットプレート上にて１３０℃−１２０秒間の加熱条件によって加熱を行うことによって、透明性後基板３Ｂ上のレジスト膜９’が流動して、所定の形状を有する凹凸体９が形成される（第２図（ｄ））。この時、オーブン中にて更に２２０℃−６０分間の加熱条件によってポストベークを行う。透明性後基板３Ｂ上に凹凸体９を形成した後、この凹凸体９の表面上に、光を反射する反射板としてのアルミニウムからなる反射膜７を成膜する（第２図（ｅ））。但し、反射膜７と透明性電極５とが電気的に短絡しないように、反射膜７を成膜する。なお、表示装置１の白表示時の白色性を向上させるために、反射膜７の表面には凹凸形状を設けることが望ましい。次に、フォトリソグラフィーにより、反射膜７の頂面上の所定位置に、遮光電極４を、図示しない電気絶縁膜を介して形成する（第２図（ｆ））。なお、この遮光電極４は、アルミニウムを幅１０μｍ、長さ５０μｍにパターニングすることによって形成した。最後に、帯電性の着色性微粒子６を遮光電極４及び反射膜７上に配置した後、遮光電極４と対向するように予め遮光部材８が形成された透明性前基板３Ａを、図示しないスペーサを介して接着剤を用いて、これと貼り合わせる（第２図（ｇ））。なお、着色性微粒子６としては、直径５μｍ程度の重合トナーを用いた。以上の製造工程により、本実施の形態における表示装置が完成する。
次に、以上のような構成を有する着色性微粒子６を用いた表示装置の表示原理について説明する。
先ず、外光が豊富であり、光源が点灯していない場合における表示装置の表示原理について、図面を参照しながら説明する。
第３図（ａ）および第３図（ｂ）は、本実施の形態に係る表示装置の画素の動作原理を示す模式図である。第３図（ａ）および第３図（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る表示装置では、遮光電極４と透明性電極５との各々に極性（正または負）が逆の電位を与えることにより、着色性微粒子６を遮光電極４上または透明性電極５周辺に集めることが可能である。例えば、着色性微粒子６が負電荷を有する場合には、遮光電極４を正の電位とし、透明性電極５を負の電位とすることによって、第３図（ａ）に示すように着色性微粒子６を遮光電極４の上部に集めることが可能になる。
より具体的には、遮光電極４を＋１５０Ｖの電位とし、透明性電極５を−１５０Ｖの電位とするよう遮光電極４および透明性電極５に電圧を印加すると、第３図（ａ）に示すように着色性微粒子６は遮光電極４上に集まり、透明性電極５周辺にはほとんど残らなかった。そして、この状態では、外光は反射膜７によって散乱反射され、かつ、着色性微粒子６は遮光部材８によって隠されるため、表示装置１は白表示となった。一方、第３図（ｂ）に示すように、第３図（ａ）の場合と逆方向に電界が生じるように電圧を遮光電極４および透明性電極５に印加すると、着色性微粒子６は透明性電極５上および反射膜７上を覆うように集まった。この着色性微粒子６は遮光性を有するため、外光は反射膜７では反射せず、この結果、着色性微粒子６として黒色のものを用いた場合には、画素１は黒表示となった。このように、外光が豊富であり、光源が点灯していない場合には、着色性微粒子６を適宜移動させることによって、表示装置１を白または黒の表示とすることが可能となる。なお、本実施の形態では黒色の着色微粒子について説明したが、赤色、緑色、青色の各々の着色性微粒子を用いることによっても同様に実施可能である。
次に、外光が乏しく、光源を点灯させる場合における表示装置の表示原理について、図面を参照しながら説明する。
第４図（ａ）および第４図（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の他の動作原理を示す模式図である。外光の乏しい環境下においては、透明性後基板３Ｂ下に具備したバックライト２を点灯して表示を行う。この場合の表示装置の表示原理について、第４図（ａ）および第４図（ｂ）を用いて説明する。
図４（ａ）に示すように、表示装置１が白表示を行う場合には、着色性微粒子６が遮光電極４上に集まるように、遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させる。具体的には、遮光電極４を正の電位とし、透明性電極５を負の電位とする。この時、着色性微粒子６の殆どは遮光電極４上に集まり、透明性電極５周辺の着色性微粒子６の数は少なくなるため、バックライト２から発せられる白色光はそのまま透明性電極５を透過する。つまり、観察者には白表示が認識されるようになる。一方、第４図（ｂ）に示すように、遮光電極４を負の電位としかつ透明性電極５を正の電位として遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させると、着色性微粒子６が遮光電極４上から透明性電極５周辺を覆うように移動した。この結果、着色性微粒子６が透明性電極５及び反射膜７を覆うため、バックライト２から発せられる白色光は透明性電極５を透過しない。つまり、観察者には黒表示が認識されるようになる。
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置を用いることにより、外光が豊富である環境下においては外光を反射させ、外光が乏しい環境下においてはバックライトを点灯させることによって、鮮明かつ視認性が良好な白表示及び黒表示が可能となる。また、本実施の形態では、透明性電極５が凹凸体９によって挟まれた凹状空間の底部に配設されているので、着色性微粒子６を厚く積むことができる。そのため、表示におけるコントラストを向上させることができる。
実施の形態２
実施の形態１においてはモノクローム表示（例えば、白黒表示）について説明した。実施の形態２では、実施の形態１に係る表示装置を用いてカラー表示を行う場合について説明する。
第５図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
第５図に示すように、本実施の形態における表示装置１は、光源として白色光を発するバックライト２と、透明性前基板３Ａおよび透明性後基板３Ｂと、遮光電極４と、透明性電極５と、帯電性の着色性微粒子６と、反射膜７と、遮光部材８と、凹凸体９とを有している。そして、透明性電極５の表面には、該透明性電極５と略同じ形状を有する所定厚の赤色のカラーフィルタ１０が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。
上記構成を有する画素１において、実施の形態１の場合と同様の原理に基づいて、着色性微粒子６が遮光電極４上に集まるように、遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させた。また、バックライト２を点灯させ、該バックライト２から白色光を発生させた。その結果、この状態において殆どの着色性微粒子６は遮光電極４上に集まっているため、バックライト２から発せられる白色光は、透明性電極５を透過し、更にここでは赤色のカラーフィルタ１０を透過して観察者の目に入射する。そのため、観察者には赤表示が認識されるようになった。一方、上記とは逆に、着色性微粒子６が透明性電極５の周辺に集まるように所定の電界を発生させた。すると、着色性微粒子６は透明性電極５上および反射膜７上に集まった。そのため、バックライト２から発せられる白色光は、透明性電極５およびその上面に設けられたカラーフィルタ１０を透過しなかった。すなわち、観察者には黒表示が認識されるようになった。このように、本実施の形態では、着色性微粒子６を適宜移動させることによって、黒表示と赤表示とを切り換えることが可能となる。ここで、カラーフィルタ１０の色を赤色に限定せず、表示装置を構成する画素毎に赤色、緑色、および青色のＲＧＢを適宜配色することによって、フルカラー表示が可能な表示装置を構成することが可能になる。なお、外光を反射して表示する際には、実施の形態１と同様の表示原理より、白表示及び黒表示が可能となる。
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
先ず、本実施の形態の第１の変形例について説明する。
本実施の形態では透明性電極５上にカラーフィルタ１０を形成することによってカラー表示を可能としたが、透明性後基板３Ｂ上にカラーフィルタを形成しても同様の効果が得られる。ここで、本実施の形態における第１の変形例について、図面を参照しながら説明する。
第６図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第１の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
第６図に示すように、本実施の形態に係る表示装置の第１の変形例１では、透明性後基板３Ｂの表面にカラーフィルタ１１が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。上記構成を有する第１の変形例では、バックライト２から発せられた白色光は透明性後基板３Ｂを透過し、更にカラーフィルタ１１を透過した後、透明性電極５を透過する。従って、観察者には、カラーフィルタ１１が有する色（赤色、緑色、または青色）に着色された光が認識されるようになる。つまり、本実施の形態に係る表示装置の画素１を用いる場合と同様の効果が得られることになる。
次に、本実施の形態の第２の変形例について説明する。
上述した第１の変形例では、透明性基板３上にカラーフィルタ１１を形成することによってカラー表示を可能としたが、バックライト２上にカラーフィルタを形成しても同様の効果が得られる。ここで、本実施の形態における第２の変形例について、図面を参照しながら説明する。
第７図は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第２の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
第７図に示すように、本実施の形態に係る表示装置の第２の変形例では、バックライト２の光出射面にカラーフィルタ１２が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。上記構成を有する第２の変形例１では、バックライト２から発せられた白色光はカラーフィルタ１２を透過し、透明性後基板３Ｂを透過した後、透明性電極５を透過する。従って、観察者には、カラーフィルタ１２が有する色（赤色、緑色、または青色）に着色された光が認識されるようになる。つまり、このような構成としても、本実施の形態に係る表示装置の画素１を用いる場合と同様の効果が得られることになる。
なお、本実施の形態では着色されたカラーフィルタを用いて光源であるバックライトから発せられる光を着色しているが、これ以外に、各画素に係るバックライトが発する色を一定時間毎に赤色光、緑色光、青色光に切り換えて表示を行ってもカラー表示が可能であり、つまり本実施の形態と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態では、微粒子として径５μｍの重合トナーを用いたが、その他の印加した電圧により発生する電界によって適宜移動する着色性微粒子であれば、本実施の形態と同様に実施することが可能である。また、電気泳動表示装置のように、表示装置内を所定の溶媒で満たした微粒子を用いる表示装置でも、同様に実施することが可能である。
実施の形態３
第８図は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
第８図に示すように、本実施の形態３に係る表示装置１００は、マトリクス状に配置された画素２９を有する表示部２８を備えている。表示部２８を構成する画素２９の各々は、後述するように、第１電極および第２電極を備えている。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２６および第２電極ドライバ２７に接続されている。つまり、画素２９の各々は、第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７によって駆動される。そして、これらの第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７の動作は、画像信号が入力される制御部２５によって該画像信号に応じて制御される。このように、本実施の形態に係る表示装置１００は、制御部２５と、第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７と、画素２９からなる表示部２８とを有して構成されている。
次に、本発明の実施の形態３に係る表示装置が備える表示部の構成について説明する。
第９図は、第８図の表示装置が備える表示部の平面視における構成を模式的に示す部分平面図である。また、第１０図は、第８図の表示装置が備える表示部の断面視における構成を模式的に示す部分断面図であり、第９図のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図である。
第９図に示すように、本実施の形態の表示装置はカラー表示可能なものであり、その表示部２８では、平面視において、短冊状の複数の第１電極（以下、行電極という）１４と第１電極より幅の狭い複数の短冊状の第２電極（以下、列電極という）１６ｒ、１６ｇ、１６ｂとが直交するように配設されており、両者の交点が画素２９を形成している。列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂには、行電極１４と交差する部分（すなわち画素２９を構成する部分）に開口部１０３が形成されている。また、列電極は、赤用列電極１６ｒ、緑用列電極１６ｇ、青用列電極１６ｂの３種類の電極で構成され、これら３種類の電極が行方向に繰り返すように形成されている。赤用列電極１６ｒ、１６ｇ、及び青用列電極１６ｂと行電極１４との各交点からなる各画素の組が絵素１０５を形成している。この絵素１０５が白黒表示用の表示装置における画素に相当する。
第９図及び第１０図に示すように、表示部２８では、断面視において、透明な前基板１９と透明な後基板１３とが対向するように配置されている。後基板１３の内面には行電極１４が形成され、行電極１４の上に誘電体膜からなるカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが配設されている。カラーフィルタは、赤用カラーフィルタ１５ｒ、緑用カラーフィルタ１５ｇ、青用カラーフィルタ１５ｂの３種類のカラーフィルタで構成され、これら３種類のカラーフィルタが行方向に繰り返すように形成されている。そして、各カラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂの上に、各色に対応する各列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂがそれぞれ形成されている。各列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂの開口部１０３の内部には、透明粒子１７と黒色粒子１８とが収容されている。列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂの上には前基板１９が配設され、それにより、開口部１０３が封止されて気密な空間１０４（以下、画素空間という）が形成されている。そしてこのように形成された画素空間１０４に透明粒子１７及び黒色粒子１８が収容されている。この画素空間１０４は、ここでは空気で満たされている。
後基板１３の背後にはＥＬバックライト２０が配設されている。このＥＬバックライト２０は、実施の形態１で説明したものと同様に構成されている。
次に、以上のように構成された表示装置１００の製造方法の概要を説明する。
第８図〜第９図において、まず、ポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明な樹脂からなる後基板１３の一方の主面上に、蒸着とフォトリソグラフィーとを用いて、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなるそれぞれ幅２１０μｍ、厚み１００ｎｍの複数の短冊状の行電極１４を形成し、その後、この行電極１４の上に、着色顔料を分散した透明レジスト樹脂を塗布し、これをフォトリソグラフィーによりストライプ状にパターニングして赤色、緑色、および青色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを約２μｍの厚みに形成した。
次いで、このカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが形成された後基板１３の上に、フォトリソグラフィーで形成したレジストパターンをマスクにして銅メッキを施して、厚さ１０μｍの複数組の列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂを形成した。この列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂには所定箇所に開口部１０３を形成した。列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂのピッチは７０μｍであり、幅は６０μｍであり、開口部１０３の幅は４０μｍである。
次いで、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂの開口部１０３の内部に、アクリル樹脂からなる直径１０μｍの球状の透明粒子１７と、マイナス電荷に帯電し易い帯電処理を施した直径５μｍの球状の黒色粒子１８（ここでは、電子写真用トナー）とを散布した。具体的には、透明粒子１７と黒色粒子１８とを重量比１：１の割合で予め混合しかつ十分攪拌することにより、透明粒子１７を正の電荷に、また黒色粒子１８を負の電荷に帯電させた。そして、これら透明粒子１７および黒色粒子１８の粉を密閉容器内でエアガンを用いて散布することにより、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂの開口部内にそれぞれ散布した。
次いで、後基板１３と同様の材質である透明フィルム（厚み５０μｍ）からなる前基板１９の一方の主面上の、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂに対応する部分に、紫外線で硬化する接着剤をスクリーン印刷によって約１０μｍの厚さで塗布し、この後基板１９と列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂとを密着させ、その後、紫外線を照射して接着剤を硬化させた。これにより、透明粒子１７および黒色粒子１８が、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂと列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂと基板１９とによって形成される画素空間１０４の内部に封止され、かつ、表示パネルが完成された。
次いで、この表示パネルの周辺に第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７を実装し、更に、前記表示パネルの背後にＥＬバックライト２０を配設することによって、本実施の形態に係る表示装置１００を作成した。
次に、本発明の実施の形態３に係る表示装置の表示原理について説明する。
第１１図は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の駆動波形を模式的に示す駆動波形図である。
表示装置１００では、制御部２５の制御によって第１１図（ａ）および（ｂ）に示す波形を有する駆動電圧を第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７が表示部２８に印加する。ここで、第１１図において、曲線３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、リセット期間３２の後に、行電極１４を順次選択する走査電圧の経時変化を示し、この内、曲線３０ａは第９図および第１０図において符号１４を付した行電極への印加電圧の経時変化を示し、曲線３０ｂおよび３０ｃは、その次、およびその次の次の行の行電極１４への印加電圧の経時変化を示している。また、第１１図に示す走査電圧に同期して、列電極１６ｒおよび１６ｇに印加する信号電圧の経時変化を曲線３１ｒおよび曲線３１ｇとして示す。なお、第９図に示した以外の行電極および列電極については、便宜上説明を省略する。
表示装置１００において、リセット期間３２に、各行電極１４には一斉に、走査回路である第１電極ドライバ２６によって＋４０ボルト、０ボルトの電圧を交互に３回繰り返して印加すると共に、これと同時に第２電極ドライバ２７によって列電極１６ｒ，１６ｇに０ボルト、＋４０ボルトの電圧を印加することで、透明粒子１７および黒色粒子１８からなる粉体層に＋−４０ボルトの交流電圧を印加した。すると、第１０図に示す列電極１６ｒの画素空間１０４のように、黒色粒子１８は列電極１６ｒの側面へ移動して付着した。また、透明粒子１７は、カラーフィルタ１５ｒ上に散布された状態になった。このようにして画素をリセットした後、第１１図に示すように行電極１４の選択期間３３に＋４０ボルトの選択パルス電圧を印加し、かつ列電極１６ｒには＋２０ボルトの電圧を印加し、列電極１６ｇには０ボルトの電圧を印加した。すると、列電極１６ｒの画素空間１０４では、行電極１４が列電極１６ｒに対し２０ボルト正電位となり、この相対的に正電位となった行電極１４に正に帯電した透明粒子１７がカラーフィルタ１５ｒを介して付着しかつ相対的に負電位となった列極１６ｒに負に帯電した黒色粒子１８が付着した状態となる。従って、黒色粒子１８及び透明粒子１７は、共にその直接又は間接的に付着した電極１６ｒ，１４から静電的反発力を受けるが、行電極１４と列電極１６ｒとの電位差が２０ボルトと相対的に小さいため、黒色粒子１８及び透明粒子１７の相手部材への付着力が静電反発力に打ち勝って、列電極１６ｒの画素空間１０４はリセットした状態のままに保たれた。この時、第１０図に示すように観察者が画素を前側（前基板１９側）から見ると、矢印２２のように透過した外光がＥＬバックライト２０の主面まで達し、このＥＬバックライト２０の表面で反射するため、画素はカラーフィルタ１５ｒが有する色である赤色を表示することが確認された。また、ＥＬバックライト２０を点灯すると、このＥＬバックライト２０から発せられる光が矢印２１のように透過するので、画素は赤色に光った。なお、本実施の形態の表示装置１００を白黒表示用とした場合には、カラーフィルタが無いため、背景色（ＥＬバックライト２０の色）が見えて白色表示となった。
一方、列電極１６ｇの画素空間１０４では、行電極１４が列電極１６ｒに対し４０ボルト正電位となり、行電極１４と列電極１６ｒとの電位差が相対的に大きいため、黒色粒子１８及び透明粒子１７に対しこれらが直接又は間接的に付着している電極１６ｒ，１４からの静電反発力がこれらの相手部材への付着力に打ち勝ち、第１０図に示すように透明粒子１７と黒色粒子１８との位置が入れ替わった。つまり、黒色粒子１８がカラーフィルタ１５ｇ上に散布された状態となり、これによって外光２４もＥＬバックライト２０から発せられた照明光２３も黒色粒子１８群に吸収されるので、反射表示でも透過表示でも、画素は黒表示となった。
従って、画像信号の各フレームにおいて、第１１図に示すように、リセット期間３２の後に選択期間３３を設けることにより、第１１図に示すような走査電圧及び信号電圧を表示部２８に入力して画像信号に応じた画像を表示することができる。
なお、この時の画像のコントラストは約１５：１であった。また、開口部分の反射率は、カラーフィルタが無いセル（本実施の形態の表示装置１００を白黒表示用とした場合）では７０％を超える高い反射率を得ることができた。また、透明粒子１７および黒色粒子１８が気相中を移動するため、画像信号に対して１ミリ秒以下の高速な応答速度で応答した。また、これらの画素の状態は電源を切断しても保たれ、メモリー性を示すことが確認された。
このように、本実施の形態では、透明粒子１７を用いることによって、該透明粒子１７の背後の反射部材（第１０図では、ＥＬバックライト２０の主面）での光の反射を利用することにより、従来例のような白色粒子を用いる場合に比べて、白色表示時における光の反射率を容易に高めることができる。因みに、従来の表示装置において白色を表示するために用いられている白色粒子は、アクリル等の樹脂中に酸化チタン等の高屈折率無機結晶を分散し、樹脂と無機結晶との屈折率差で光の散乱を生じさせ、多数の粒子でその光の散乱が繰り返されることにより白色に反射する。このため、この従来の白色粒子を用いる場合の反射率を例えば新聞紙並みの６０％以上得るためには、セル内の白色粒子層の厚みを５０〜１００μｍ程度とする必要がある。そして、このように白色粒子の厚みが厚いと、粒子の移動に際しての抵抗が高くなるために動き難くなり、また、セル厚（前基板１９と後基板１３との間隔）が大きくなるため、相当な高電圧（例えば、３００ボルト程度）を印加しない限り、粒子の的確な移動が確保できない。一方、黒色粒子は、粒子中に存在する黒色染料やカーボンブラック等で光を効果的に吸収するので、比較的薄い層でも黒表示が可能である。すなわち、５μｍ程度の厚みの粒子層でも９０％以上の光を吸収することが可能である。そして、本実施の形態に係る直径５μｍの黒色粒子１８群は、隙間を埋めるために１層充填するより少し多い程度の量を封入して構成したが、黒色レベルを十分に低くすることが達成されている。
また、従来の白および黒の各粒子を用いる表示装置では、セル厚が１００〜３００μｍと厚いために、画素ピッチを１００μｍ以下にすることは困難である。それに比べて、本実施の形態に係る表示装置１００では、駆動電圧を４０ボルトと大幅に低電圧化できると共に、画素ピッチを本実施の形態の７０μｍ、あるいは更に小さくして、高解像度化することも可能となる。
また、本実施の形態では透明粒子１７を用いるため、ＥＬバックライト２０を用いた透過型表示が可能になる。そして、これによって、外光の乏しい暗い部屋の中でも視認性が良好であり、カラー表示も可能となる。
また、本実施の形態では透明粒子１７と黒色粒子１８とを混在させているが、例えば負に帯電しやすい黒色粒子だけをフェライト等との攪拌により負電荷に帯電させた後、黒色粒子だけを封入した場合には、電圧を印加しても黒色粒子が少し移動するだけであり、その後、黒色粒子はほとんど移動しなくなった。これは、黒色粒子だけでは、帯電量が徐々に減ってしまうためであると考えられる。具体的には、本実施の形態で示したように、材質の異なる２種類以上の粒子が移動する際には、粒子同士が接触あるいは摩擦することにより帯電が生じる。しかし、１種類の着色粒子のみでは基板面との接触以外は帯電が生じないので、放電するのみとなってしまうために移動が困難になると考えられる。即ち、本実施の形態で示したように、着色粒子（黒色粒子１８）と透明粒子（透明粒子１７）とは光学的な性質が違うと共に、帯電極性が逆である必要がある。なお、かかる性質が備わっていれば、透明粒子、着色粒子共、本実施の形態では各１種類ずつであったが、各々異なる複数の種類の粒子を含んでいてもよい。
なお、本実施の形態では、透明粒子１７群を透過した外光をＥＬバックライト２０の主面で反射させることにより、透過表示と反射表示とを両立させたが、例えば、行電極１４をアルミ等の反射部材で構成すれば、透明粒子１７群を透過した外光はアルミからなる行電極１４で反射し、再び透明粒子１７群を透過する際に散乱されるので、反射型で明るい白色表示が可能となる。
また、本実施の形態では、カラーフィルタを構成することによってカラー表示を行っているが、カラーの着色粒子と透明粒子、あるいは透明粒子に色を付けたカラーの透明粒子と黒色粒子とを用いることによっても、本実施の形態と同様にカラー表示を行うことが可能である。
更に、本実施の形態で示した表示装置１００では、後基板１３としてポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明な樹脂からなる樹脂製基板を用いているが、このような基板を用いなくとも、例えばガラス基板を用いてもよい。このように構成することによっても、本実施の形態で示した表示装置１００と同様、高速応答性、およびメモリー性等の特徴が得られる。しかし、本実施の形態で示した表示装置１００は、液晶と比してそのセルの厚みが数十μｍと厚く、また、樹脂上に作成することが困難であるアクティブマトリクスを必要としないため、薄く柔らかい樹脂製基板を用いることによって表示装置１００が作り易くなるという利点が生ずる。即ち、超薄型で割れないシート状の表示装置を有する、携帯性の極めて高いモバイル機器を実現することが可能になる。
実施の形態４
本発明の実施の形態４は、実施の形態１の表示装置を複数の画素を有する表示装置に応用したものである。
すなわち、本実施の形態の表示装置は、電気的に、第８図のブロック図で示すように構成されている。
そして、各画素２９が第１図に示すように構成されており、遮光電極４が第１電極ドライバ２６に、透明性電極５が第２電極ドライバ２７に接続されている。また、遮光体８が隣接する画素２９同士の境界に位置するようマトリクス状に形成されている。
このような構成された本実施の形態の表示装置の動作及び製造方法は、実施の形態１で説明したのと同様である。このような構成としても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用の可能性】
本発明にかかる表示装置及びその駆動方法は、外光の乏しい暗い環境においても視認性が悪化せず、かつ色再現範囲の良好な粉流体型の表示装置及びその駆動方法として有用である。
参照符号一覧表（１）
１  表示装置
２  バックライト
３Ａ  透明性前基板
３Ｂ  透明性後基板
４  遮光電極
５  透明電極
５’透明性電極膜
６  着色微粒子
７  反射膜
８  遮光体
９  凹凸体
９’レジスト膜
９ａ  頂面
９ｂ  斜面
１０  カラーフィルタ
１１  カラーフィルタ
１２  カラーフィルタ
１３  後基板
１４  第１電極（行電極）
１５ｒ  カラーフィルタ（赤用カラーフィルタ）
１５ｇ  カラーフィルタ（緑用カラーフィルタ）
１５ｂ  カラーフィルタ（青用カラーフィルタ）
１６ｒ  第２電極（列電極、赤用列電極）
１６ｇ  第２電極（列電極、緑用列電極）
１６ｂ  第２電極（列電極、青用列電極）
１７  透明粒子
１８  黒色粒子
参照符号一覧表（２）
１９  前基板
２０  ＥＬバックライト
２１  矢印
２２  矢印
２３  照明光
２４  外光
２５  制御部
２６  第１電極ドライバ
２７  第２電極ドライバ
２８  表示部
２９  画素
３０ａ  曲線
３０ｂ  曲線
３０ｃ  曲線
３１ｒ  曲線
３１ｇ  曲線
３２  リセット期間
３３  選択期間
３４  表示装置
３５  第２の基板
３６  第１の基板
３７  電極
３８  電極
３９  第１の粒子
４０  第２の粒子
１００  表示装置
１０１  内面
参照符号一覧表（３）
１０２  画素空間
１０３  開口部
１０４  空間（画素空間）
１０５  絵素
【図１】
2004046806.tif 000003
【図２】
2004046806.tif 000004
【図３】
2004046806.tif 000005
【図４】
2004046806.tif 000006
【図５】
2004046806.tif 000007
【図６】
2004046806.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月2日(2004.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動することにより、表示を行う、表示装置。
【請求項２】
前記光を発する光源を備えている、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記着色粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う、請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
カラーフィルタを有し、前記光源からの光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う、請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタが、前記一対の基板の少なくとも一方の表面上に配設されている、請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタが、前記第１電極の表面上に配設されている、請求項４記載の表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタが、前記光源の光出射面上に配設されている、請求項４記載の表示装置。
【請求項８】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求項２記載の表示装置。
【請求項９】
前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する、請求項２記載の表示装置。
【請求項１０】
前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる、請求項１記載の表示装置。
【請求項１１】
光を反射する反射板を有し、該反射板が入射する外光を反射することによって白色を表示する、請求項１記載の表示装置。
【請求項１２】
前記反射板が、光を散乱させる散乱性を有している、請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記一対の基板が透明であり、一方の前記基板の内面に凹凸体が形成され、該凹凸体によって凹部と該凹部を挟む一対の凸部が形成され、前記凹部の底部に前記第１電極が形成され、前記一対の凸部の頂部に前記第２電極がそれぞれ形成されている、請求項１記載の表示装置。
【請求項１４】
前記凸部と前記一対の凹部との境界部部分が斜面に形成され、前記斜面から前記凸部の頂部に渡る部分の表面に光を反射する反射板が形成され、該反射板の上に前記第２電極が形成されている、請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第２電極は前記反射板の上に絶縁体を介して形成されている、請求項１４記載の表示装置。
【請求項１６】
前記一対の基板の間の空間が気相である、請求項１記載の表示装置。
【請求項１７】
対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備えた表示装置の駆動方法であって、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動して表示を行う、表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記表示装置が前記光を発する光源を備え、該光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求項１７記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、
前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う、請求項１記載の表示装置。
【請求項２０】
前記光を発する光源を備えている、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２１】
前記着色粒子群及び前記透明粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２２】
前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子群の背後に配設された反射部材が外光を反射することによって白色を表示する、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２３】
カラーフィルタを有し、前記光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２４】
前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子が画素の主たる平面を占めるときに、前記光源の背後の反射板、または前記光源の前面の散乱板により外光を反射して白色を表示する、請求項２０記載の表示装置。
【請求項２５】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求項２０記載の表示装置。
【請求項２６】
前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する、請求項２０記載の表示装置。
【請求項２７】
前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２８】
前記一対の基板が透明であり、該透明な一対の基板間に膜状の前記第１電極と絶縁膜と開口を有する膜状の前記第２電極とがこの順に配置され、前記第２電極の開口内に前記着色粒子群及び透明粒子群が封入されている、請求項１９記載の表示装置。
【請求項２９】
前記絶縁膜がカラーフィルタである、請求項２８記載の表示装置。
【請求項３０】
前記第１電極に隣接する側の基板の外側に前記光を発する光源が配設されている、請求項２９記載の表示装置。
【請求項３１】
前記透明粒子の径が前記着色粒子の径より大きい、請求項１９記載の表示装置。
【請求項３２】
前記一対の基板の間の空間が気相である、請求項１９記載の表示装置。
【請求項３３】
前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う、請求項１７記載の表示装置の駆動方法。
【請求項３４】
前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する、請求項３３記載の表示装置の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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及びその駆動方法に関し、特に、微粒子が電極間を移動することにより画像を表示する表示装置及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器あるいは映像機器等の画像機器に搭載される画像表示装置として、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粉流体ディスプレイが広く用いられている。
【０００３】
従来の粉流体ディスプレイ（例えば、電子ペーパー等）には、着色粒子の回転や、電気泳動等の画像表示技術が用いられている。これらの画像表示技術は、着色粒子とその着色粒子の周囲に存在する有機溶媒等との外光反射の差を利用して表示している。
【０００４】
ところで、従来の電気泳動を利用した画像表示装置としては、例えば、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では、微細な電気泳動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。
【０００５】
しかしながら、前述した電気泳動表示装置を用いる場合、電気泳動粒子が液相中を移動する際の液体の抵抗が大きいため、画像表示の応答が遅いという問題があった。そこで、画像表示の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において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（例えば、特許文献２参照）。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、前述した電気泳動表示装置の場合と比して画像表示の応答速度を速くすることが可能になる。例えば、現状では、電気泳動表示装置における電気泳動粒子の応答速度が１００ミリ秒程度であるのに対して、気相中を粒子が移動する画像表示装置における粒子の応答速度は、１ミリ秒以下と高速である。
【０００６】
ここで、気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の一例について説明する。
【０００７】
図１２は、従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成と動作原理とを模式的に示す図である。図１２に示すように、この従来の画像表示装置３４は、光を透過させる第１の基板３６と、第１の基板３６に対向して配置された第２の基板３５と、これら第１の基板３６と第２の基板３５との間に封入された互いに色の異なる第１の粒子３９および第２の粒子４０とを備えている。そして、第１の基板３６の、第２の基板３５との対向面上には電極３８が、また、第２の基板３５の、第１の基板３６との対向面上には電極３７が、それぞれ形成されている。ここで、第１の粒子３９は正電荷に帯電し、また、第２の粒子４０は負電荷に帯電しているものとする。
【０００８】
以上のように構成された従来の表示装置３４において、画像信号に応じた電圧が図１２（ａ）に示すように電極３７と電極３８との間に印加されると、第１の粒子３９は第１の基板３６側に、第２の粒子４０は第２の基板３５側に、それぞれ移動する。この場合、第１の粒子３９が黒色であり、第２の粒子４０が白色である場合には、第１の基板３６側から観察すると、黒表示が行われることになる。一方、図１２（ｂ）に示すように、電極３７と電極３８との間に逆極性の電圧が印加された場合、第１の粒子３９は第２の基板３５側に、第２の粒子４０は第１の基板３６側に、それぞれ移動する。この場合、第１の基板３６側から観察すると、白表示が行われることになる。
【０００９】
このように、従来の画像表示装置３４では、電極３７と電極３８との間に印加する電圧の極性を変化させ、これによって黒表示および白表示を行うことによって、所望の画像を表示す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２００２−７２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この従来の粒子を用いたディスプレイの構成では、外光が存在する環境でのみ良好な視認性を有し、外光が不十分な環境では視認性が低下するという課題が生ずる。すなわち、夜間のような暗い環境においては、視認性が著しく悪化するという課題を有していた。また、カラー表示を行う際にはカラーフィルタを用いて表示を行う等の構成が考えられるが、色再現範囲の良好な表示を行う際には、環境光によって視認性が低下するという課題が生ずる。すなわち、色再現範囲を拡大すると、環境光の乏しいところでは表示された画像が暗くなるという課題があった。この場合、粒子その物をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色してカラー表示を行う方法もあるが、ＲＧＢ画素毎の微粒子の塗り分けや分配が困難であるという課題があった。
【００１１】
また、上記従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成では、入射光を反射して十分な明るさの白色表示を行うためには、白色粒子群の厚みを非常に厚くする必要がある。そのため、画像表示装置の駆動電圧が高くなり、また、表示の解像度が低くなるという課題があった。この場合、白色粒子群の厚みを薄くすると白色が暗くなり、特に夜間の室内等暗い部屋では表示が見え難くなるという問題が生ずる。また、カラー表示を行う際には、上記と同様、カラーフィルタを用いる構成や、着色粒子をカラーにする等の構成も考えられるが、これらの構成では光の反射率が低下するため、鮮やかな色再現を行うことは困難であった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外光の乏しい暗い環境においても視認性が悪化せず、かつ色再現範囲の良好な粉流体型の表示装置及びその駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そして、これらの目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動することにより、表示を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
【００１４】
この場合、前記光を発する光源を備えている。かかる構成とすると、外光が乏しい環境下においても、視認性も良好な画像を得ることできる。
【００１５】
また、前記着色粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好であり、かつ高速に変化可能な画像を得ることできる。
【００１６】
また、カラーフィルタを有し、前記光源からの光が前記カラーフィルタを透過することによりカラー表示を行う。かかる構成とすると、カラー表示を簡易な構成で具現化することができる。
【００１７】
また、前記カラーフィルタが、前記一対の基板の少なくとも一方の表面上に配設されている。また、前記カラーフィルタが、前記第１電極の表面上に配設されている。また、前記カラーフィルタが、前記光源の光出射面上に配設されている。かかる構成とすると、簡易な構成で、明るく視認性の良好なカラー表示が可能になる。
【００１８】
また、前記光源が、時分割により赤色、緑色、または青色の何れかの色の光を発する。かかる構成とすると、カラーフィルタを用いずに、視認性が良好なカラー画像を表示することができる。
【００１９】
また、前記光源が、カラー表示を行うときにのみ発光する。かかる構成とすると、明るく視認性の良好なカラー表示が可能になると共に、低消費電力な表示装置を構成することができる。
【００２０】
また、前記一対の基板の少なくとも一方が、樹脂フィルムからなる。かかる構成とすると、シート状で薄く軽い表示装置を具現化できる。
【００２１】
また、光を反射する反射板を有し、該反射板が入射する外光を反射することによって白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
【００２２】
また、前記反射板が、光を散乱させる散乱性を有している。かかる構成とすると、鮮明な白色表示が得られる。
【００２３】
また、前記一対の基板が透明であり、一方の前記基板の内面に凹凸体が形成され、該凹凸体によって凹部と該凹部を挟む一対の凸部が形成され、前記凹部の底部に前記第１電極が形成され、前記一対の凸部の頂部に前記第２電極がそれぞれ形成されている。かかる構成とすると、第１電極上に着色粒子を積層して配置することができるので、コントラストの良好な画像を表示することが可能となる。
【００２４】
また、前記凸部と前記一対の凹部との境界部部分が斜面に形成され、前記斜面から前記凸部の頂部に渡る部分の表面に光を反射する反射板が形成され、該反射板の上に前記第２電極が形成されている。かかる構成とすると、入射する外光を表示装置の外部へ効率よく反射するので、鮮明な白色表示が得られる。
【００２５】
また、前記第２電極は前記反射板の上に絶縁体を介して形成されている。かかる構成とすると、第２電極に印加した電圧が反射板に印加されないようになるので、着色粒子群を第２電極上に集めることが可能になる。
【００２６】
また、前記一対の基板の間の空間が気相である。かかる構成とすると、着色粒子が移動する際の抵抗が低減するので、着色粒子を高速に移動させることができる。
【００２７】
また、本発明にかかる表示装置の駆動方法は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、透明な第１電極と、第２電極とを備えた表示装置の駆動方法であって、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群が前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないよう移動して表示を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
【００２８】
また、本発明にかかる表示装置は、対向する一対の基板と、該一対の基板間に内在する帯電性の着色粒子群と、第１電極と、第２電極とを備え、前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う。かかる構成とすると、透明粒子群と着色粒子群との分離が良好となり、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
【００２９】
この場合、前記第１電極が透明であってもよい。かかる構成とすると、第１電極が透明であるので、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
【００３０】
また、前記着色粒子群及び前記透明粒子群が、平面視における位置を変えるよう移動することにより前記光の遮光または非遮光を行う。かかる構成とすると、表示品位が良好であり、かつ高速に変化可能な画像を得ることできる。
【００３１】
また、前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子群の背後に配設された反射部材が外光を反射することによって白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
【００３２】
この場合、前記第１電極が前記反射部材で構成されていてもよい。かかる構成とすると、反射部材を第１電極として利用するので、表示装置の構成を簡易化することができる。
【００３３】
また、前記透明粒子群が平面視における画素の略全面積を占めるときに、前記透明粒子が画素の主たる平面を占めるときに、前記光源の背後の反射板、または前記光源の前面の散乱板により外光を反射して白色を表示する。かかる構成とすると、外光が豊富な環境下において、比較的簡易な構成により鮮明な白色表示が可能となる。
【００３４】
また、前記一対の基板が透明であり、該透明な一対の基板間に膜状の前記第１電極と絶縁膜と開口を有する膜状の前記第２電極とがこの順に配置され、前記第２電極の開口内に前記着色粒子群及び透明粒子群が封入されている。かかる構成とすると、着色粒子群及び透明粒子群が、第１電極と第２電極との間を移動自在に封入される。
【００３５】
また、前記絶縁膜がカラーフィルタである。かかる構成とすると、絶縁膜がカラーフィルタとなるので、簡易な構成でカラー表示が可能となる。
【００３６】
また、前記第１電極に隣接する側の基板の外側に前記光を発する光源が配設されている。かかる構成とすると、外光の乏しい環境下においても、視認性の良好な画像が得られる。
【００３７】
また、前記透明粒子の径が前記着色粒子の径より大きい。
【００３８】
また、本発明にかかる表示装置の駆動方法は、前記着色粒子群と逆の極性の帯電性を有する透明粒子群が該着色粒子群とともに前記一対の基板間に内在し、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、該印加電圧に応じて前記着色粒子群と前記透明粒子群とが入れ替わるように前記第１電極と前記第２電極との間を移動し、それにより、前記第１電極に入射し又は前記第１電極を透過する光を遮光し又は遮光しないことによって表示を行う。かかる構成とすると、透明粒子群と着色粒子群との分離が良好となり、表示品位が良好でかつ視認性も良好な画像を得ることできる。
【００３９】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は以上に述べたような手段で実施され、外光の乏しい暗い環境においても視認性が悪化せず、かつ色再現範囲の良好な粉流体型の表示装置及びその駆動方法を提供することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図、図２（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法における工程を模式的に示す断面図である。
【００４３】
本実施の形態に係る表示装置は、１つの画素を有している。複数の画素を有する表示装置については、後述する実施の形態４で説明する。
【００４４】
図１に示すように、本実施の形態の表示装置１は、相互に対向するように配置された透明性前基板３Ａと透明性後基板３Ｂとを有している。透明性前基板３Ａ，３Ｂは、例えば、透明な樹脂基板で構成されている。透明性後基板３Ｂの内面には一対の凹凸体９，９が形成されている。各凹凸体９は、ここでは、平坦な頂面９ａと斜面９ｂとを有する台形の断面を有するように形成され、双方の凹凸体９が一定の間隔を有して相互に対向するように形成されている。凹凸体９は、例えば、フォトレジストで構成されている。各凹凸体９の頂面９ａ及び斜面９ｂには反射膜７がそれぞれ形成されている。反射膜７は、例えば、アルミニウム膜で構成されている。各反射膜７の、凹凸体９の頂面９ａ上に位置する部分にはアルミニウムからなる遮光電極４が形成されている。一方、一対の凹凸体９，９の間に露出する透明性後基板３Ｂの内面１０１には、ＩＴＯからなる透明電極５が形成されている。また、透明性前基板３Ａの内面の遮光電極４に対向する部分には、図示されない絶縁膜を介して遮光体（ブラックマトリクス）８が形成されている。そして、このように各要素が形成された透明性前基板３Ａ及び透明性後基板３Ｂの間の空間１０２（以下、画素空間という）に帯電性の着色微粒子６が収容されている。この画素空間１０２は、ここでは、空気によって満たされ、かつ図示されない封止部材により封止されており、それにより、着色微粒子６が画素空間１０２に封入されている。着色性微粒子６は、ここでは、直径約５μｍの重合トナーで構成されている。
【００４５】
透明性後基板３Ｂの背後にはバックライト２が配設されている。バックライト２は、例えば、ＥＬバックライトで構成されている。このバックライト２は、略白色の外観であり、所定の電圧を印加すると白色光を発光する面状光源である。
【００４６】
次に、以上のように構成された表示装置１の製造方法を図２（ａ）〜図２（ｇ）を参照しながら説明する。
【００４７】
先ず、透明性後基板３Ａの表面上に透明性電極５の前駆体としての透明性電極膜５’（例えば、ＩＴＯ）を、その厚みが１００ｎｍとなるようにスパッタにより成膜する（図２（ａ））。次に、フォトレジスト等を用いて、前記透明性電極膜５’を所定の形状にパターニングして、透明性電極５を形成する（図２（ｂ））。この透明性電極５は、ＩＴＯを幅１０μｍ、長さ５０μｍにパターニングすることによって形成した。透明性電極５が形成された後、その透明性電極５及び透明性後基板３Ｂの上にポジ型レジスト（例えば、東京応化工業（株）製ＰＭＥＲ）を約２５μｍの厚みとなるように塗布し、これによって凹凸体９の前駆体としてのレジスト膜９’を成膜する（図２（ｃ））。その後、透明電極５に対応する箇所に開口を有するマスクを用いフォトリソグラフィーによってレジスト膜９’をパターニングする。これにより、レジスト膜９’の透明電極５上に位置する部分に開口（図示せず）が形成される。次いで、ホットプレート上にて１３０℃−１２０秒間の加熱条件によって加熱を行うことによって、透明性後基板３Ｂ上のレジスト膜９’が流動して、所定の形状を有する凹凸体９が形成される（図２（ｄ））。この時、オーブン中にて更に２２０℃−６０分間の加熱条件によってポストベークを行う。透明性後基板３Ｂ上に凹凸体９を形成した後、この凹凸体９の表面上に、光を反射する反射板としてのアルミニウムからなる反射膜７を成膜する（図２（ｅ））。但し、反射膜７と透明性電極５とが電気的に短絡しないように、反射膜７を成膜する。なお、表示装置１の白表示時の白色性を向上させるために、反射膜７の表面には凹凸形状を設けることが望ましい。次に、フォトリソグラフィーにより、反射膜７の頂面上の所定位置に、遮光電極４を、図示しない電気絶縁膜を介して形成する（図２（ｆ））。なお、この遮光電極４は、アルミニウムを幅１０μｍ、長さ５０μｍにパターニングすることによって形成した。最後に、帯電性の着色性微粒子６を遮光電極４及び反射膜７上に配置した後、遮光電極４と対向するように予め遮光部材８が形成された透明性前基板３Ａを、図示しないスペーサを介して接着剤を用いて、これと貼り合わせる（図２（ｇ））。なお、着色性微粒子６としては、直径５μｍ程度の重合トナーを用いた。以上の製造工程により、本実施の形態における表示装置が完成する。
【００４８】
次に、以上のような構成を有する着色性微粒子６を用いた表示装置の表示原理について説明する。
【００４９】
先ず、外光が豊富であり、光源が点灯していない場合における表示装置の表示原理について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、本実施の形態に係る表示装置の画素の動作原理を示す模式図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る表示装置では、遮光電極４と透明性電極５との各々に極性（正または負）が逆の電位を与えることにより、着色性微粒子６を遮光電極４上または透明性電極５周辺に集めることが可能である。例えば、着色性微粒子６が負電荷を有する場合には、遮光電極４を正の電位とし、透明性電極５を負の電位とすることによって、図３（ａ）に示すように着色性微粒子６を遮光電極４の上部に集めることが可能になる。
【００５１】
より具体的には、遮光電極４を＋１５０Ｖの電位とし、透明性電極５を−１５０Ｖの電位とするよう遮光電極４および透明性電極５に電圧を印加すると、図３（ａ）に示すように着色性微粒子６は遮光電極４上に集まり、透明性電極５周辺にはほとんど残らなかった。そして、この状態では、外光は反射膜７によって散乱反射され、かつ、着色性微粒子６は遮光部材８によって隠されるため、表示装置１は白表示となった。一方、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の場合と逆方向に電界が生じるように電圧を遮光電極４および透明性電極５に印加すると、着色性微粒子６は透明性電極５上および反射膜７上を覆うように集まった。この着色性微粒子６は遮光性を有するため、外光は反射膜７では反射せず、この結果、着色性微粒子６として黒色のものを用いた場合には、画素１は黒表示となった。このように、外光が豊富であり、光源が点灯していない場合には、着色性微粒子６を適宜移動させることによって、表示装置１を白または黒の表示とすることが可能となる。なお、本実施の形態では黒色の着色微粒子について説明したが、赤色、緑色、青色の各々の着色性微粒子を用いることによっても同様に実施可能である。
【００５２】
次に、外光が乏しく、光源を点灯させる場合における表示装置の表示原理について、図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の他の動作原理を示す模式図である。外光の乏しい環境下においては、透明性後基板３Ｂ下に具備したバックライト２を点灯して表示を行う。この場合の表示装置の表示原理について、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて説明する。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、表示装置１が白表示を行う場合には、着色性微粒子６が遮光電極４上に集まるように、遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させる。具体的には、遮光電極４を正の電位とし、透明性電極５を負の電位とする。この時、着色性微粒子６の殆どは遮光電極４上に集まり、透明性電極５周辺の着色性微粒子６の数は少なくなるため、バックライト２から発せられる白色光はそのまま透明性電極５を透過する。つまり、観察者には白表示が認識されるようになる。一方、図４（ｂ）に示すように、遮光電極４を負の電位としかつ透明性電極５を正の電位として遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させると、着色性微粒子６が遮光電極４上から透明性電極５周辺を覆うように移動した。この結果、着色性微粒子６が透明性電極５及び反射膜７を覆うため、バックライト２から発せられる白色光は透明性電極５を透過しない。つまり、観察者には黒表示が認識されるようになる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置を用いることにより、外光が豊富である環境下においては外光を反射させ、外光が乏しい環境下においてはバックライトを点灯させることによって、鮮明かつ視認性が良好な白表示及び黒表示が可能となる。また、本実施の形態では、透明性電極５が凹凸体９によって挟まれた凹状空間の底部に配設されているので、着色性微粒子６を厚く積むことができる。そのため、表示におけるコントラストを向上させることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１においてはモノクローム表示（例えば、白黒表示）について説明した。実施の形態２では、実施の形態１に係る表示装置を用いてカラー表示を行う場合について説明する。
【００５７】
図５は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００５８】
図５に示すように、本実施の形態における表示装置１は、光源として白色光を発するバックライト２と、透明性前基板３Ａおよび透明性後基板３Ｂと、遮光電極４と、透明性電極５と、帯電性の着色性微粒子６と、反射膜７と、遮光部材８と、凹凸体９とを有している。そして、透明性電極５の表面には、該透明性電極５と略同じ形状を有する所定厚の赤色のカラーフィルタ１０が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。
【００５９】
上記構成を有する画素１において、実施の形態１の場合と同様の原理に基づいて、着色性微粒子６が遮光電極４上に集まるように、遮光電極４と透明性電極５との間に所定の電界を発生させた。また、バックライト２を点灯させ、該バックライト２から白色光を発生させた。その結果、この状態において殆どの着色性微粒子６は遮光電極４上に集まっているため、バックライト２から発せられる白色光は、透明性電極５を透過し、更にここでは赤色のカラーフィルタ１０を透過して観察者の目に入射する。そのため、観察者には赤表示が認識されるようになった。一方、上記とは逆に、着色性微粒子６が透明性電極５の周辺に集まるように所定の電界を発生させた。すると、着色性微粒子６は透明性電極５上および反射膜７上に集まった。そのため、バックライト２から発せられる白色光は、透明性電極５およびその上面に設けられたカラーフィルタ１０を透過しなかった。すなわち、観察者には黒表示が認識されるようになった。このように、本実施の形態では、着色性微粒子６を適宜移動させることによって、黒表示と赤表示とを切り換えることが可能となる。ここで、カラーフィルタ１０の色を赤色に限定せず、表示装置を構成する画素毎に赤色、緑色、および青色のＲＧＢを適宜配色することによって、フルカラー表示が可能な表示装置を構成することが可能になる。なお、外光を反射して表示する際には、実施の形態１と同様の表示原理より、白表示及び黒表示が可能となる。
【００６０】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【００６１】
先ず、本実施の形態の第１の変形例について説明する。
【００６２】
本実施の形態では透明性電極５上にカラーフィルタ１０を形成することによってカラー表示を可能としたが、透明性後基板３Ｂ上にカラーフィルタを形成しても同様の効果が得られる。ここで、本実施の形態における第１の変形例について、図面を参照しながら説明する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第１の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【００６４】
図６に示すように、本実施の形態に係る表示装置の第１の変形例１では、透明性後基板３Ｂの表面にカラーフィルタ１１が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。上記構成を有する第１の変形例では、バックライト２から発せられた白色光は透明性後基板３Ｂを透過し、更にカラーフィルタ１１を透過した後、透明性電極５を透過する。従って、観察者には、カラーフィルタ１１が有する色（赤色、緑色、または青色）に着色された光が認識されるようになる。つまり、本実施の形態に係る表示装置の画素１を用いる場合と同様の効果が得られることになる。
【００６５】
次に、本実施の形態の第２の変形例について説明する。
【００６６】
上述した第１の変形例では、透明性基板３上にカラーフィルタ１１を形成することによってカラー表示を可能としたが、バックライト２上にカラーフィルタを形成しても同様の効果が得られる。ここで、本実施の形態における第２の変形例について、図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図７は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の第２の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【００６８】
図７に示すように、本実施の形態に係る表示装置の第２の変形例では、バックライト２の光出射面にカラーフィルタ１２が設けられている。その他の点については、実施の形態１と同様である。上記構成を有する第２の変形例１では、バックライト２から発せられた白色光はカラーフィルタ１２を透過し、透明性後基板３Ｂを透過した後、透明性電極５を透過する。従って、観察者には、カラーフィルタ１２が有する色（赤色、緑色、または青色）に着色された光が認識されるようになる。つまり、このような構成としても、本実施の形態に係る表示装置の画素１を用いる場合と同様の効果が得られることになる。
【００６９】
なお、本実施の形態では着色されたカラーフィルタを用いて光源であるバックライトから発せられる光を着色しているが、これ以外に、各画素に係るバックライトが発する色を一定時間毎に赤色光、緑色光、青色光に切り換えて表示を行ってもカラー表示が可能であり、つまり本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
また、本実施の形態では、微粒子として径５μｍの重合トナーを用いたが、その他の印加した電圧により発生する電界によって適宜移動する着色性微粒子であれば、本実施の形態と同様に実施することが可能である。また、電気泳動表示装置のように、表示装置内を所定の溶媒で満たした微粒子を用いる表示装置でも、同様に実施することが可能である。
【００７１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【００７２】
図８に示すように、本実施の形態３に係る表示装置１００は、マトリクス状に配置された画素２９を有する表示部２８を備えている。表示部２８を構成する画素２９の各々は、後述するように、第１電極および第２電極を備えている。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２６および第２電極ドライバ２７に接続されている。つまり、画素２９の各々は、第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７によって駆動される。そして、これらの第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７の動作は、画像信号が入力される制御部２５によって該画像信号に応じて制御される。このように、本実施の形態に係る表示装置１００は、制御部２５と、第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７と、画素２９からなる表示部２８とを有して構成されている。
【００７３】
次に、本発明の実施の形態３に係る表示装置が備える表示部の構成について説明する。
【００７４】
図９は、図８の表示装置が備える表示部の平面視における構成を模式的に示す部分平面図である。また、図１０は、図８の表示装置が備える表示部の断面視における構成を模式的に示す部分断面図であり、図９のXX-XX線に沿った断面図である。
【００７５】
図９に示すように、本実施の形態の表示装置はカラー表示可能なものであり、その表示部２８では、平面視において、短冊状の複数の第１電極（以下、行電極という）１４と第１電極より幅の狭い複数の短冊状の第２電極（以下、列電極という）１６ｒ、１６ｇ、１６ｂとが直交するように配設されており、両者の交点が画素２９を形成している。列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂには、行電極１４と交差する部分（すなわち画素２９を構成する部分）に開口部１０３が形成されている。また、列電極は、赤用列電極１６ｒ、緑用列電極１６ｇ、青用列電極１６ｂの３種類の電極で構成され、これら３種類の電極が行方向に繰り返すように形成されている。赤用列電極１６ｒ、１６ｇ、及び青用列電極１６ｂと行電極１４との各交点からなる各画素の組が絵素１０５を形成している。この絵素１０５が白黒表示用の表示装置における画素に相当する。
【００７６】
図９及び図１０に示すように、表示部２８では、断面視において、透明な前基板１９と透明な後基板１３とが対向するように配置されている。後基板１３の内面には行電極１４が形成され、行電極１４の上に誘電体膜からなるカラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが配設されている。カラーフィルタは、赤用カラーフィルタ１５ｒ、緑用カラーフィルタ１５ｇ、青用カラーフィルタ１５ｂの３種類のカラーフィルタで構成され、これら３種類のカラーフィルタが行方向に繰り返すように形成されている。そして、各カラーフィルタ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂの上に、各色に対応する各列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂがそれぞれ形成されている。各列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂの開口部１０３の内部には、透明粒子１７と黒色粒子１８とが収容されている。列電極１６ｒ、１６ｇ、１６ｂの上には前基板１９が配設され、それにより、開口部１０３が封止されて気密な空間１０４（以下、画素空間という）が形成されている。そしてこのように形成された画素空間１０４に透明粒子１７及び黒色粒子１８が収容されている。この画素空間１０４は、ここでは空気で満たされている。
【００７７】
後基板１３の背後にはＥＬバックライト２０が配設されている。このＥＬバックライト２０は、実施の形態１で説明したものと同様に構成されている。
【００７８】
次に、以上のように構成された表示装置１００の製造方法の概要を説明する。
【００７９】
図８〜図９において、まず、ポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明な樹脂からなる後基板１３の一方の主面上に、蒸着とフォトリソグラフィーとを用いて、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなるそれぞれ幅２１０μｍ、厚み１００ｎｍの複数の短冊状の行電極１４を形成し、その後、この行電極１４の上に、着色顔料を分散した透明レジスト樹脂を塗布し、これをフォトリソグラフィーによりストライプ状にパターニングして赤色、緑色、および青色のカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを約２μｍの厚みに形成した。
【００８０】
次いで、このカラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが形成された後基板１３の上に、フォトリソグラフィーで形成したレジストパターンをマスクにして銅メッキを施して、厚さ１０μｍの複数組の列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂを形成した。この列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂには所定箇所に開口部１０３を形成した。列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂのピッチは７０μｍであり、幅は６０μｍであり、開口部１０３の幅は４０μｍである。
【００８１】
次いで、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂの開口部１０３の内部に、アクリル樹脂からなる直径１０μｍの球状の透明粒子１７と、マイナス電荷に帯電し易い帯電処理を施した直径５μｍの球状の黒色粒子１８（ここでは、電子写真用トナー）とを散布した。具体的には、透明粒子１７と黒色粒子１８とを重量比１：１の割合で予め混合しかつ十分攪拌することにより、透明粒子１７を正の電荷に、また黒色粒子１８を負の電荷に帯電させた。そして、これら透明粒子１７および黒色粒子１８の粉を密閉容器内でエアガンを用いて散布することにより、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂの開口部内にそれぞれ散布した。
【００８２】
次いで、後基板１３と同様の材質である透明フィルム（厚み５０μｍ）からなる前基板１９の一方の主面上の、列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂに対応する部分に、紫外線で硬化する接着剤をスクリーン印刷によって約１０μｍの厚さで塗布し、この後基板１９と列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂとを密着させ、その後、紫外線を照射して接着剤を硬化させた。これにより、透明粒子１７および黒色粒子１８が、カラーフィルタ１５ｒ，１５ｇ，１５ｂと列電極１６ｒ，１６ｇ，１６ｂと基板１９とによって形成される画素空間１０４の内部に封止され、かつ、表示パネルが完成された。
【００８３】
次いで、この表示パネルの周辺に第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７を実装し、更に、前記表示パネルの背後にＥＬバックライト２０を配設することによって、本実施の形態に係る表示装置１００を作成した。
【００８４】
次に、本発明の実施の形態３に係る表示装置の表示原理について説明する。
【００８５】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の駆動波形を模式的に示す駆動波形図である。
【００８６】
表示装置１００では、制御部２５の制御によって図１１（ａ）および（ｂ）に示す波形を有する駆動電圧を第１電極ドライバ２６および第２電極ドライバ２７が表示部２８に印加する。ここで、図１１において、曲線３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、リセット期間３２の後に、行電極１４を順次選択する走査電圧の経時変化を示し、この内、曲線３０ａは図９および図１０において符号１４を付した行電極への印加電圧の経時変化を示し、曲線３０ｂおよび３０ｃは、その次、およびその次の次の行の行電極１４への印加電圧の経時変化を示している。また、図１１に示す走査電圧に同期して、列電極１６ｒおよび１６ｇに印加する信号電圧の経時変化を曲線３１ｒおよび曲線３１ｇとして示す。なお、図９に示した以外の行電極および列電極については、便宜上説明を省略する。
【００８７】
表示装置１００において、リセット期間３２に、各行電極１４には一斉に、走査回路である第１電極ドライバ２６によって＋４０ボルト、０ボルトの電圧を交互に３回繰り返して印加すると共に、これと同時に第２電極ドライバ２７によって列電極１６ｒ，１６ｇに０ボルト、＋４０ボルトの電圧を印加することで、透明粒子１７および黒色粒子１８からなる粉体層に＋−４０ボルトの交流電圧を印加した。すると、図１０に示す列電極１６ｒの画素空間１０４のように、黒色粒子１８は列電極１６ｒの側面へ移動して付着した。また、透明粒子１７は、カラーフィルタ１５ｒ上に散布された状態になった。このようにして画素をリセットした後、図１１に示すように行電極１４の選択期間３３に＋４０ボルトの選択パルス電圧を印加し、かつ列電極１６ｒには＋２０ボルトの電圧を印加し、列電極１６ｇには０ボルトの電圧を印加した。すると、列電極１６ｒの画素空間１０４では、行電極１４が列電極１６ｒに対し２０ボルト正電位となり、この相対的に正電位となった行電極１４に正に帯電した透明粒子１７がカラーフィルタ１５ｒを介して付着しかつ相対的に負電位となった列極１６ｒに負に帯電した黒色粒子１８が付着した状態となる。従って、黒色粒子１８及び透明粒子１７は、共にその直接又は間接的に付着した電極１６ｒ，１４から静電的反発力を受けるが、行電極１４と列電極１６ｒとの電位差が２０ボルトと相対的に小さいため、黒色粒子１８及び透明粒子１７の相手部材への付着力が静電反発力に打ち勝って、列電極１６ｒの画素空間１０４はリセットした状態のままに保たれた。この時、図１０に示すように観察者が画素を前側（前基板１９側）から見ると、矢印２２のように透過した外光がＥＬバックライト２０の主面まで達し、このＥＬバックライト２０の表面で反射するため、画素はカラーフィルタ１５ｒが有する色である赤色を表示することが確認された。また、ＥＬバックライト２０を点灯すると、このＥＬバックライト２０から発せられる光が矢印２１のように透過するので、画素は赤色に光った。なお、本実施の形態の表示装置１００を白黒表示用とした場合には、カラーフィルタが無いため、背景色（ＥＬバックライト２０の色）が見えて白色表示となった。
【００８８】
一方、列電極１６ｇの画素空間１０４では、行電極１４が列電極１６ｒに対し４０ボルト正電位となり、行電極１４と列電極１６ｒとの電位差が相対的に大きいため、黒色粒子１８及び透明粒子１７に対しこれらが直接又は間接的に付着している電極１６ｒ，１４からの静電反発力がこれらの相手部材への付着力に打ち勝ち、図１０に示すように透明粒子１７と黒色粒子１８との位置が入れ替わった。つまり、黒色粒子１８がカラーフィルタ１５ｇ上に散布された状態となり、これによって外光２４もＥＬバックライト２０から発せられた照明光２３も黒色粒子１８群に吸収されるので、反射表示でも透過表示でも、画素は黒表示となった。
【００８９】
従って、画像信号の各フレームにおいて、図１１に示すように、リセット期間３２の後に選択期間３３を設けることにより、図１１に示すような走査電圧及び信号電圧を表示部２８に入力して画像信号に応じた画像を表示することができる。
【００９０】
なお、この時の画像のコントラストは約１５：１であった。また、開口部分の反射率は、カラーフィルタが無いセル（本実施の形態の表示装置１００を白黒表示用とした場合）では７０％を超える高い反射率を得ることができた。また、透明粒子１７および黒色粒子１８が気相中を移動するため、画像信号に対して１ミリ秒以下の高速な応答速度で応答した。また、これらの画素の状態は電源を切断しても保たれ、メモリー性を示すことが確認された。
【００９１】
このように、本実施の形態では、透明粒子１７を用いることによって、該透明粒子１７の背後の反射部材（図１０では、ＥＬバックライト２０の主面）での光の反射を利用することにより、従来例のような白色粒子を用いる場合に比べて、白色表示時における光の反射率を容易に高めることができる。因みに、従来の表示装置において白色を表示するために用いられている白色粒子は、アクリル等の樹脂中に酸化チタン等の高屈折率無機結晶を分散し、樹脂と無機結晶との屈折率差で光の散乱を生じさせ、多数の粒子でその光の散乱が繰り返されることにより白色に反射する。このため、この従来の白色粒子を用いる場合の反射率を例えば新聞紙並みの６０％以上得るためには、セル内の白色粒子層の厚みを５０〜１００μｍ程度とする必要がある。そして、このように白色粒子の厚みが厚いと、粒子の移動に際しての抵抗が高くなるために動き難くなり、また、セル厚（前基板１９と後基板１３との間隔）が大きくなるため、相当な高電圧（例えば、３００ボルト程度）を印加しない限り、粒子の的確な移動が確保できない。一方、黒色粒子は、粒子中に存在する黒色染料やカーボンブラック等で光を効果的に吸収するので、比較的薄い層でも黒表示が可能である。すなわち、５μｍ程度の厚みの粒子層でも９０％以上の光を吸収することが可能である。そして、本実施の形態に係る直径５μｍの黒色粒子１８群は、隙間を埋めるために１層充填するより少し多い程度の量を封入して構成したが、黒色レベルを十分に低くすることが達成されている。
【００９２】
また、従来の白および黒の各粒子を用いる表示装置では、セル厚が１００〜３００μｍと厚いために、画素ピッチを１００μｍ以下にすることは困難である。それに比べて、本実施の形態に係る表示装置１００では、駆動電圧を４０ボルトと大幅に低電圧化できると共に、画素ピッチを本実施の形態の７０μｍ、あるいは更に小さくして、高解像度化することも可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態では透明粒子１７を用いるため、ＥＬバックライト２０を用いた透過型表示が可能になる。そして、これによって、外光の乏しい暗い部屋の中でも視認性が良好であり、カラー表示も可能となる。
【００９４】
また、本実施の形態では透明粒子１７と黒色粒子１８とを混在させているが、例えば負に帯電しやすい黒色粒子だけをフェライト等との攪拌により負電荷に帯電させた後、黒色粒子だけを封入した場合には、電圧を印加しても黒色粒子が少し移動するだけであり、その後、黒色粒子はほとんど移動しなくなった。これは、黒色粒子だけでは、帯電量が徐々に減ってしまうためであると考えられる。具体的には、本実施の形態で示したように、材質の異なる２種類以上の粒子が移動する際には、粒子同士が接触あるいは摩擦することにより帯電が生じる。しかし、１種類の着色粒子のみでは基板面との接触以外は帯電が生じないので、放電するのみとなってしまうために移動が困難になると考えられる。即ち、本実施の形態で示したように、着色粒子（黒色粒子１８）と透明粒子（透明粒子１７）とは光学的な性質が違うと共に、帯電極性が逆である必要がある。なお、かかる性質が備わっていれば、透明粒子、着色粒子共、本実施の形態では各１種類ずつであったが、各々異なる複数の種類の粒子を含んでいてもよい。
【００９５】
なお、本実施の形態では、透明粒子１７群を透過した外光をＥＬバックライト２０の主面で反射させることにより、透過表示と反射表示とを両立させたが、例えば、行電極１４をアルミ等の反射部材で構成すれば、透明粒子１７群を透過した外光はアルミからなる行電極１４で反射し、再び透明粒子１７群を透過する際に散乱されるので、反射型で明るい白色表示が可能となる。
【００９６】
また、本実施の形態では、カラーフィルタを構成することによってカラー表示を行っているが、カラーの着色粒子と透明粒子、あるいは透明粒子に色を付けたカラーの透明粒子と黒色粒子とを用いることによっても、本実施の形態と同様にカラー表示を行うことが可能である。
【００９７】
更に、本実施の形態で示した表示装置１００では、後基板１３としてポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明な樹脂からなる樹脂製基板を用いているが、このような基板を用いなくとも、例えばガラス基板を用いてもよい。このように構成することによっても、本実施の形態で示した表示装置１００と同様、高速応答性、およびメモリー性等の特徴が得られる。しかし、本実施の形態で示した表示装置１００は、液晶と比してそのセルの厚みが数十μｍと厚く、また、樹脂上に作成することが困難であるアクティブマトリクスを必要としないため、薄く柔らかい樹脂製基板を用いることによって表示装置１００が作り易くなるという利点が生ずる。即ち、超薄型で割れないシート状の表示装置を有する、携帯性の極めて高いモバイル機器を実現することが可能になる。
【００９８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１の表示装置を複数の画素を有する表示装置に応用したものである。
【００９９】
すなわち、本実施の形態の表示装置は、電気的に、図８のブロック図で示すように構成されている。
【０１００】
そして、各画素２９が図１に示すように構成されており、遮光電極４が第１電極ドライバ２６に、透明性電極５が第２電極ドライバ２７に接続されている。また、遮光体８が隣接する画素２９同士の境界に位置するようマトリクス状に形成されている。
【０１０１】
このような構成された本実施の形態の表示装置の動作及び製造方法は、実施の形態１で説明したのと同様である。このような構成としても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明にかかる表示装置及びその駆動方法は、外光の乏しい暗い環境においても視認性が悪化せず、かつ色再現範囲の良好な粉流体型の表示装置及びその駆動方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法における工程を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態に係る表示装置の画素の動作原理を示す模式図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の他の動作原理を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る表示装置の第１の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る表示装置の第２の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】図８の表示装置が備える表示部の平面視における構成を模式的に示す部分平面図である。
【図１０】図８の表示装置が備える表示部の断面視における構成を模式的に示す部分断面図であり、図９のXX-XX線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る表示装置の駆動波形を模式的に示す駆動波形図である。
【図１２】従来の気相中で粒子を移動させて画像表示を行う画像表示装置の構成と動作原理とを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  表示装置
２  バックライト
３Ａ  透明性前基板
３Ｂ  透明性後基板
４  遮光電極
５  透明電極
５’  透明性電極膜
６  着色微粒子
７  反射膜
８  遮光体
９  凹凸体
９’  レジスト膜
９ａ  頂面
９ｂ  斜面
１０  カラーフィルタ
１１  カラーフィルタ
１２  カラーフィルタ
１３  後基板
１４  第１電極（行電極）
１５ｒ  カラーフィルタ（赤用カラーフィルタ）
１５ｇ  カラーフィルタ（緑用カラーフィルタ）
１５ｂ  カラーフィルタ（青用カラーフィルタ）
１６ｒ  第２電極（列電極、赤用列電極）
１６ｇ  第２電極（列電極、緑用列電極）
１６ｂ  第２電極（列電極、青用列電極）
１７  透明粒子
１８  黒色粒子
１９  前基板
２０  ＥＬバックライト
２１  矢印
２２  矢印
２３  照明光
２４  外光
２５  制御部
２６  第１電極ドライバ
２７  第２電極ドライバ
２８  表示部
２９  画素
３０ａ  曲線
３０ｂ  曲線
３０ｃ  曲線
３１ｒ  曲線
３１ｇ  曲線
３２  リセット期間
３３  選択期間
３４  表示装置
３５  第２の基板
３６  第１の基板
３７  電極
３８  電極
３９  第１の粒子
４０  第２の粒子
１００  表示装置
１０１  内面
１０２  画素空間
１０３  開口部
１０４  空間（画素空間）
１０５  絵素
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2004046806.tif 000027
2004046806.tif 000028