(57)【要約】【課題】本発明は、電気泳動粒子の移動を制御することによって、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器を提供することを目的の一つとしている。【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は、第１基板および第２基板と、第１基板および第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入された粒子とを有する電気泳動層と、第１基板の電気泳動層側に画素ごとに島状に形成され、互いに独立に駆動される第１電極と、第２基板の電気泳動層側に形成され第１電極よりも広い面積の第２電極と、第１電極に接続されるトランジスタと、第１電極が存在しない第１のトランジスタのドレイン電極上の少なくとも一部に配置される第１制御電極と、を備え、第１制御電極には帯電した粒子をはじく電位が印加される構成となっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板および第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入されたプラス又はマイナスに帯電した粒子とを有する電気泳動層と、
前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成され、互いに独立に駆動される第１電極と、
前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、
前記第１電極に接続されるトランジスタと、
第１の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第１電極が存在しない領域の少なくとも一部に配置される第１制御電極と、を備え、
前記第１制御電極には前記粒子をはじく電位が印加されることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記粒子をはじく電位が、前記第２電極の電位と同電位、前記第１電極の電位と同電位、又は前記第１電極の電位と前記第２電極の電位との間の電位であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記第１制御電極が、前記第１電極が形成された層と第１の前記トランジスタのドレイン電極が形成された層との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記第１制御電極が、前記第１電極が形成された層と同じ層に形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記第１制御電極には前記第１電極と対向する位置に、前記第１電極の面積よりも大きい面積を有する開口が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記開口が前記第１電極の平面視における形状と相似形状を呈することを特徴とする請求項５記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
複数の前記第１電極どうしは、前記第１電極より前記第１基板側の層に形成された第１接続電極により相互に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに形成され、前記第１電極とは独立に駆動される第３電極と、
前記第３電極に接続される第２の前記トランジスタと、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
第２の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第３電極が存在しない領域の少なくとも一部に第２制御電極が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】
複数の前記第１電極どうしは、前記第１電極より前記第１基板側の層に形成された第１接続電極により相互に接続されており、
複数の前記第３電極どうしは、前記第３電極より前記第１基板側の層に形成された第２接続電極により相互に接続されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
第１の走査線、第２の走査線、第１のデータ線、第２のデータ線を有し、
前記画素には、前記第１の走査線、前記第１のデータ線に接続された第１の前記トランジスタと、前記第２の走査線、前記第２のデータ線に接続された第２の前記トランジスタとが配置され、
前記第１制御電極は、前記第１のトランジスタのドレイン電極とは異なる層に形成され、
前記第２制御電極は、前記第２のトランジスタのドレイン電極とは異なる層に形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
前記分散媒中にプラスに帯電した第１の前記粒子と、マイナスに帯電した、前記第１の粒子とは異なる色の第２の前記粒子とが混在されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入されたプラス又はマイナスに帯電した粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成され、互いに独立に駆動される第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、前記第１電極に接続されるトランジスタと、を備え、第１の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第１電極が存在しない領域の少なくとも一部に第１制御電極が配置されており、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第１電極側に引き寄せる第１の動作と、
前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第２電極側に引き寄せる第２の動作と、を備え、
前記第１および前記第２の動作において、前記第１制御電極に帯電した前記粒子をはじく電位を印加することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記第１制御電極を前記第２電極の電位と同電位、前記第１電極の電位と同電位、又は前記第１電極の電位と前記第２電極の電位との間の電位にすることを特徴とする請求項１３記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
帯電した前記粒子の前記第２基板側における２次元あるいは３次元的な分布を前記第１電極、前記第２電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することを特徴とする請求項１３または１４に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することを特徴とする請求項１５記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、
前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を同時に印加することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、
前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を順次印加することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、
前記第１電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加することにより、前記粒子を前記第１電極側および前記第３電極側に引き寄せる、第１のプリセット動作と、
前記第１電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加することにより、前記粒子を前記第１電極側および前記第３電極側に引き寄せる、第２のプリセット動作と、を有することを特徴とする請求項１３から１８のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことを特徴とする請求項１９記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
前記第３電極に接続される第２の前記トランジスタを有し、
前記第２のトランジスタのドレイン電極上のうち前記第３電極が存在しない領域の少なくとも一部に前記第１制御電極とは独立に駆動される第２制御電極が配置されていることを特徴とする請求項１７から２０のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２２】
第１の色の前記粒子がマイナスに帯電し、第２の色の前記粒子がプラスに帯電していることを特徴とする請求項１３から２１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパーなどの表示部として、電気泳動表示装置が用いられるようになっている。電気泳動表示装置は、液相分散媒（分散媒）に複数の電気泳動粒子が分散された電気泳動分散液を有する構成になっている。電気泳動表示装置は、電界を印加することで電気泳動粒子の分布状態が変化し、電気泳動分散液の光学特性が変化することを表示に利用した装置である。
このような電気泳動表示装置において、下記特許文献１〜３に記載されているような３粒子を用いたカラー電気泳動表示装置の概念が提案されている。これらには、電荷が正に帯電した粒子、負に帯電した粒子、無帯電の粒子の３粒子が３つの電極を用いて駆動されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９０９２号公報
【特許文献２】特開２００７−９８３８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１８６０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献では、カラー電気泳動表示装置を実現するために１つのサブ画素における明度および彩度の制御性に課題があり、フルカラー表示を行うことが困難である。カラー電気泳動表示装置において、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つをアナログ的に制御する方法が提案されていない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、電気泳動粒子の移動を制御することによって、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置および電子機器を提供することを目的の一つとしている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、電気泳動粒子の移動を制御することによって、明度、彩度、色相の３つまたは少なくとも１つを制御することができ、良好なカラー表示が行える電気泳動表示装置およびその駆動方法、電子機器を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電気泳動表示装置は、上記課題を解決するために、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入されたプラス又はマイナスに帯電した粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成され、互いに独立に駆動される第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、前記第１電極に接続されるトランジスタと、第１の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第１電極が存在しない領域の少なくとも一部に配置される第１制御電極と、を備え、前記第１制御電極には前記粒子をはじく電位が印加されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１電極が存在しない第１のトランジスタのドレイン電極上のうち前記第１電極が存在しない領域の少なくとも一部に第１制御電極が配置されており、この第１制御電極には正負のいずれかに帯電した粒子をはじく（斥ける）電位が印加されることで、第１制御電極を設けて第１電極がない領域における電位が制御される。これにより、該領域に正負のいずれかに帯電した粒子が滞留することが防止されて安定した表示が行える。
【０００９】
また、前記粒子をはじく電位が、前記第２電極の電位と同電位、前記第１電極の電位と同電位、又は前記第１電極の電位と前記第２電極の電位との間の電位であることが好ましい。
本発明によれば、前記粒子をはじく電位が、第２電極の電位と同電位、第１電極の電位と同電位、又は第１電極の電位と第２電極の電位との間の電位とされることにより、第１制御電極上の粒子を効率よくはじくことができる。
【００１０】
また、前記第１制御電極が、前記第１電極が形成された層と第１の前記トランジスタのドレイン電極が形成された層との間に配置されていることが好ましい。
【００１１】
第１電極と同じ層に第１制御電極が形成された場合は第１電極との短絡が心配されるが、本発明では第１電極とは異なる層に配置されていることから、ショート不良の発生を防止することができる。
【００１２】
また、前記第１制御電極が、前記第１電極が形成された層と同じ層に形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、第１制御電極と第１電極とが同一層に形成されていることから、これら両電極を同じ材料を用いて同一工程にて形成することができる。これにより、第１制御電極を形成する工程を新たに追加することなく容易に製造することが可能となる。
【００１４】
また、前記第１制御電極には前記第１電極と対向する位置に、前記第１電極の面積よりも大きい面積を有する開口が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、平面視において第１電極の周囲に第１制御電極を配置することが可能である。また、第１制御電極と第１電極とが同一層に形成された場合でもこれら第１制御電極と第１電極との絶縁性を確保され、ショート不良の発生を防止することができる。
【００１５】
また、前記開口が前記第１電極の平面視における形状と相似形状を呈することが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、第１制御電極と第１電極との絶縁性を確保しつつ第１制御電極によってより多くのドレイン電極を覆うことが可能となる。これにより、ドレイン電極上が第１制御電極によってシールドされるため、データ電圧が電気泳動材料に直接印加されてその電圧により表示に影響が及ぶことが防止される。よって、良好な表示を安定して得られることになる。
【００１７】
また、複数の前記第１電極どうしは、前記第１電極より前記第１基板側の層に形成された第１接続電極により相互に接続されていることが好ましい。
本発明によれば、複数の前記第１電極どうしは、第１電極より第１基板側の層に形成された第１接続電極により相互に接続されていることから、複数の第１電極に一括して同電圧を印加することが可能となり、制御が容易になる。
【００１８】
また、前記第１基板の前記電気泳動層側に前記画素ごとに形成され、前記第１電極とは独立に駆動される第３電極と、前記第３電極に接続される第２の前記トランジスタと、を有することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、第１電極および第３電極に異なる電圧を印加ことにより、互いに異なる極性に帯電した粒子どうしや、正負のいずれかに帯電した粒子の第２電極上における２次元あるいは３次元の分布を制御することができる。
【００２０】
また、第２の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第３電極が存在しない領域の少なくとも一部に第２制御電極が配置されていることが好ましい。
【００２１】
本発明によれば、第２の前記トランジスタのドレイン電極上のうち第３電極が存在しない領域の少なくとも一部に第２制御電極が配置されていることから、第１制御電極と第２制御電極とを独立に駆動できるため、１フレーム内で同時に２つの粒子を移動させることが可能となる。
【００２２】
また、複数の前記第１電極どうしは、前記第１電極より前記第１基板側の層に形成された第１接続電極により相互に接続されており、複数の前記第３電極どうしは、前記第３電極より前記第１基板側の層に形成された第２接続電極により相互に接続されていることが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、複数の第１電極あるいは複数の第３電極に対して同時に同じ電位を印加することができるので、制御が容易に行える。
【００２４】
また、第１の走査線、第２の走査線、第１のデータ線、第２のデータ線を有し、前記画素には、前記第１の走査線、前記第１のデータ線に接続された第１の前記トランジスタと、前記第２の走査線、前記第２のデータ線に接続された第２の前記トランジスタとが配置され、前記第１制御電極は、前記第１のトランジスタのドレイン電極とは異なる層に形成され、前記第２制御電極は、前記第２のトランジスタのドレイン電極とは異なる層に形成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、第１制御電極と第２制御電極とによって各トランジスタのドレイン電極上をシールドすることが可能となり、データ電圧が電気泳動層に直接印加されることが防止され、表示に影響が及ぶことが防止される。これにより、良好な表示を安定して得られることになる。
【００２６】
また、前記分散媒中にプラスに帯電した第１の前記粒子とマイナスに帯電した、前記第１の粒子とは異なる色の第２の前記粒子とが混在されていることが好ましい。
【００２７】
本発明によれば、分散媒と粒子の色の組み合わせによってフルカラー表示が行える。
【００２８】
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板との間に配置され、少なくとも分散媒と当該分散媒内に混入されたプラス又はマイナスに帯電した粒子とを有する電気泳動層と、前記第１基板の前記電気泳動層側に画素ごとに島状に形成され、互いに独立に駆動される第１電極と、前記第２基板の前記電気泳動層側に形成され前記第１電極よりも広い面積の第２電極と、前記第１電極に接続されるトランジスタと、を備え、第１の前記トランジスタのドレイン電極上のうち前記第１電極が存在しない領域の少なくとも一部に第１制御電極が配置されており、前記第２電極側から前記電気泳動層を見たときに視認される前記粒子の面積により階調を制御する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第１電極側に引き寄せる第１の動作と、前記第１電極および前記第２電極に対して前記粒子を前記第２電極側に引き寄せる第２の動作と、を備え、
前記第１および前記第２の動作において、前記第１制御電極に帯電した前記粒子をはじく電位を印加することが好ましい。
【００２９】
本発明によれば、正負のいずれかに帯電した粒子を移動させる際に、第１制御電極に帯電した粒子をはじく電位を印加することによって第１電極あるいは第２電極側に粒子をスムーズに移動させることができ、第１基板上に粒子が滞留するのを防止することが可能である。
【００３０】
また、前記第１制御電極を前記第２電極の電位と同電位、前記第１電極の電位と同電位、又は前記第１電極の電位と前記第２電極の電位との間の電位にすることが好ましい。
【００３１】
本発明によれば、第１制御電極を前記第２電極の電位と同電位、第１電極の電位と同電位、又は第１電極の電位と第２電極の電位との間の電位とされることにより、第１制御電極側に粒子が飛来することを防ぐことができ、正負のいずれかに帯電した粒子を第１制御電極上から効率よくはじくことができる。
【００３２】
また、帯電した前記粒子の前記第２基板側における２次元あるいは３次元的な分布を前記第１電極、前記第２電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することが好ましい。
【００３３】
本発明によれば、粒子の第２基板（第２電極）側における２次元あるいは３次元的な分布を各電極に印加する電圧の大きさおよび印加時間によって制御することによって、階調制御を行うことができ、任意の色の表示を実現することが可能となる。
【００３４】
また、前記印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することが好ましい。
【００３５】
本発明によれば、印加時間をパルス幅あるいはフレーム数によって制御することによって、容易に階調制御を行うことができ、任意の色の表示を確実に実現することが可能である。
【００３６】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を同時に印加することが好ましい。
【００３７】
本発明によれば、互いに異なる極性に帯電した粒子どうしや、正負のいずれかに帯電した粒子の第２電極上における２次元あるいは３次元の分布を同時に制御することができる。
【００３８】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、前記第１電極および前記第３電極に対して互いに異なる電圧を順次印加することが好ましい。
【００３９】
本発明によれば、互いに異なる極性に帯電した粒子どうしや、正負のいずれかに帯電した粒子の第２電極上における２次元あるいは３次元の分布を順次制御することができる。
【００４０】
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１基板の前記電気泳動層側に第３電極を有し、前記第１電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加することにより、前記粒子を前記第１電極側および前記第３電極側に引き寄せる、第１のプリセット動作と、前記第１電極に、前記第２電極に対して負極性の電圧を印加し、前記第３電極に、前記第２電極に対して正極性の電圧を印加することにより、前記粒子を前記第１電極側および前記第３電極側に引き寄せる、第２のプリセット動作と、を有することが好ましい。
【００４１】
本発明によれば、第１のプリセット動作と第２のプリセット動作とで、第１電極と第３電極に印加する電圧の極性を切り替えて表示を行なうことにより、第１電極、第２電極および第３電極間のＤＣ成分が無くなり、それぞれが交流駆動されることになる。これにより、電気泳動材料の劣化や、電極の腐食等を防止することができる。
【００４２】
また、前記第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことが好ましい。
【００４３】
本発明によれば、第１のプリセット動作と前記第２のプリセット動作とを交互に行うことで、プリセット動作で一旦初期状態に戻してから表示を行える。これにより、連続して表示動作を実行するときよりも粒子の移動がスムーズになり、表示の切り替えを安定して行うことができる。
【００４４】
また、前記第３電極に接続される第２の前記トランジスタを有し、前記第２のトランジスタのドレイン電極上のうち前記第３電極が存在しない領域の少なくとも一部に前記第１制御電極とは独立に駆動される第２制御電極が配置されていることが好ましい。
【００４５】
本発明によれば、第２のトランジスタのドレイン電極上をシールドすることができ、データ電圧が電気泳動層に直接印加されることが防止され、表示に不具合が発生することが防止される。
【００４６】
また、第１の色の前記粒子がマイナスに帯電し、第２の色の前記粒子がプラスに帯電していることが好ましい。
【００４７】
本発明によれば、第１制御電極および第２制御電極に異なる極性の電圧を印加することによって、第１の色の粒子の移動および第２の色の粒子の移動をそれぞれ制御することができる。
【００４８】
本発明の電子機器は、本発明の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、粒子の移動がスムーズに行われて安定したカラー表示が可能な表示部を備えていることから、表示画像の明度、再度、色相の少なくともいずれかを適宜制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）第１実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示す平面図、（ｂ）電気泳動表示装置の全体構成を示す等価回路図。
【図２】電気泳動表示装置の画素構成を示す部分断面図。
【図３】電気泳動表示装置における駆動時における粒子の分布状態を示す説明図。
【図４】電気泳動表示装置におけるプリセット時における粒子の分布状態を示す説明図。
【図５】第１実施形態における具体的な構成例を示す等価回路図。
【図６】第１実施形態における素子基板側における１画素の具体的な構成例を示す平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】電気泳動表示装置の画素構成を示す部分断面図。
【図９】従来の電気泳動表示装置の概略構成を模式的に示す部分断面図。
【図１０】第１実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を模式的に示す部分断面図。
【図１１】第１実施形態の電気泳動表示装置における駆動方法を示す説明図。
【図１２】第１実施形態の電気泳動表示装置における駆動方法を示す説明図。
【図１３】第１実施形態の電気泳動表示装置における製造工程を説明するための部分断面図。
【図１４】第１実施形態の電気泳動表示装置における製造工程を説明するための部分断面図。
【図１５】第１実施形態の電気泳動表示装置における製造工程を説明するための部分断面図。
【図１６】制御電極の変形例を示す平面図。
【図１７】制御電極の変形例を示す平面図。
【図１８】第２実施形態の電気泳動表示装置の画素構成について示す平面図。
【図１９】第２実施形態における制御電極の変形例を示す平面図。
【図２０】第３実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す部分断面図。
【図２１】画素電極の変形例を示す平面図。
【図２２】画素電極の変形例を示す平面図。
【図２３】電気泳動層の他の実施例を示す断面図。
【図２４】電気泳動層の他の実施例を示す断面図。
【図２５】電気泳動層の他の実施例を示す断面図（１粒子系）。
【図２６】画素電極の変形例を示す図。
【図２７】画素電極の変形例を示す図。
【図２８】画素電極の変形例を示す図。
【図２９】電子機器の一例を示す図。
【図３０】電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図。
【図３１】電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図。
【図３２】１画素におけるレイアウトの変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
本明細書では、赤色をＲとも表記し、シアン、マゼンタ、イエローの各色をそれぞれＣ、Ｍ、Ｙとも表記する。
【００５１】
［第１実施形態］
図１（ａ）は、電気泳動表示装置１００の全体構成を示す平面図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置１００は、素子基板３００が対向基板３１０よりも大きな平面寸法を有しており、対向基板３１０よりも外側に張り出した素子基板３００上に２つの走査線駆動回路６１と２つのデータ線駆動回路６２とが外部機器と接続するためのフレキシブル基板２０１，２０２上にＣＯＦ（Chip On Film）実装（あるいはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装）されている。そして、走査線駆動回路６１が実装されたフレキシブル基板２０１が、素子基板３００の一短辺に沿った辺縁部に形成された端子形成領域に、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）やＡＣＦ（異方性導電フィルム）等を介して実装されている。ここで、素子基板３００は、後述する第１基板３０を基体として構成され、対向基板３１０は、後述する第２基板３１を基体として構成されている。
【００５２】
また、データ線駆動回路６２が実装されたフレキシブル基板２０２が、素子基板３００の一長辺に沿った辺縁部に形成された端子形成領域に、ＡＣＰやＡＣＦ等を介して実装されている。各端子形成領域には、それぞれ複数の接続端子が形成されており、各々の接続端子に対して表示部５から延びる後述の走査線やデータ線が接続されている。
【００５３】
また、素子基板３００と対向基板３１０とが重なる領域に表示部５が形成されており、表示部５から延びる配線（走査線６６やデータ線６８）は、走査線駆動回路６１及びデータ線駆動回路６２が実装されている領域に延出され、当該実装領域に形成された接続端子に接続されている。そして、かかる接続端子に対してフレキシブル基板２０１，２０２がＡＣＰやＡＣＦを介して実装されている。
【００５４】
図１（ｂ）は、電気泳動表示装置の全体構成を示す等価回路図である。
図１（ｂ）に示すように、電気泳動表示装置１００の表示部５には、複数の画素４０がマトリクス状に配列されている。表示部５の周辺には、走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２が配置されている。走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２は、それぞれコントローラー（不図示）と接続されている。コントローラーは、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２を総合的に制御する。
【００５５】
表示部５には走査線駆動回路６１から延びる複数の走査線６６と、データ線駆動回路６２から延びる複数のデータ線６８とが形成されており、これらの交差位置に対応して画素４０が設けられている。画素４０には、２本の異なるデータ線（データ線６８Ａおよびデータ線６８Ｂ）が接続されている。
【００５６】
走査線駆動回路６１は、複数の走査線６６を介して各々の画素４０に接続されており、コントローラーの制御のもと、各走査線６６を順次選択し、画素４０に設けられた選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２（図５参照）のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線６６を介して供給する。データ線駆動回路６２は、複数のデータ線６８を介して各々の画素４０に接続されており、コントローラーの制御のもと、画素４０の各々に対応する画素データを規定する画像信号を画素４０に供給する。
【００５７】
図２は、電気泳動表示装置の１画素における構成を示す部分断面図である。
図２に示すように、電気泳動表示装置１００は、素子基板３００と対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されている。素子基板３００は第１基板３０を有してなり、この第１基板３０の電気泳動層３２側の面には島状の複数の画素電極３５Ａ（第１電極）および複数の画素電極３５Ｂ（第３電極）が形成され（図２においては１つずつ図示してある）ている。一方、対向基板３１０は第２基板３１を有してなり、この第２基板３１の電気泳動層３２側の面には対向電極３７（第２電極）が形成されている。対向電極３７は平面視で画素電極３５Ａ，３５Ｂを覆い、画素電極３５Ａ，３５Ｂよりも平面視における面積が広く形成されており、ここでは、対向基板３１０の少なくとも表示に寄与する部分を覆う領域に形成されている。
【００５８】
複数の画素電極３５Ａ，３５Ｂと対向電極３７との間に形成された電気泳動層３２は、透明な分散媒２１（Ｔ）中に、マイナス（負）に帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）と、プラス（正）に帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）と、無帯電の赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とが混在されてなる。正負に帯電した粒子２６，２７は電気泳動層３２中において電気泳動粒子として振る舞う。
そして、画素電極３５Ａにプラスの電圧を印加すると負帯電粒子２６（Ｂｋ）が画素電極３５Ａ上に集められ、画素電極３５Ｂにマイナスの電圧を印加すると正帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５Ｂ上に集められる。なお、対向電極３７には共通電位としてグランド電位が印加される。
【００５９】
ここで、画素電極３５Ａ，３５Ｂのそれぞれに印加される電圧の極性および大きさによって、電気泳動粒子が対向電極３７上でどのように分布するかを考える。画素電極３５Ａ，３５Ｂのいずれか一方に印加される正の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＨ（以下、正の最大値とも称する）、他方に印加される負の電圧のうち絶対値が最大となる電圧を電圧ＶＬ（以下、負の最大値とも称する）とする。なお、「電極に電圧を印加する」とは、「電極に対して、グランド電位との間で当該電圧を生じさせるような電位を供給する」ことと同義である。
【００６０】
図２に示すように、画素電極３５Ａに中程度の大きさのマイナス電圧Ｖｌ（｜Ｖｌ｜＜｜ＶＬ｜）を印加すると、この電圧Ｖｌに対応する電位と対向電極３７のグランド電位との電位差（電圧）に起因する電界によってマイナスに帯電した粒子２６（Ｂｋ）は対向電極３７側に移動するが、電圧があまり大きくないため対向電極３７側であまり広がらずに分布する。これは、以下の理由による。すなわち、粒子２６（Ｂｋ）は斜め電界（画素電極３５Ａから、第１基板３０の法線に対して傾いた方向に出る電気力線を有する電界）でも移動するが、もともとの電界が大きくないため斜め電界も大きくはならない。よって、粒子２６（Ｂｋ）の第２基板３１に平行な方向についての移動量が少なくなり、粒子が狭い範囲に集中してスポット的な分布を実現できる。また、移動する粒子数も少なくなる。
よって、ここでは小さい面積の黒表示が表現できる。
【００６１】
これに対して、画素電極３５Ｂに大きなプラス電圧ＶＨ（正の最大値）を印加すると、画素電極３５Ｂと対向電極３７との間の電位差（電圧）は画素電極３５Ａの場合より大きくなるため、画素電極３５Ｂと対向電極３７との間により大きな電界が生じる。このため、ほぼ全ての正帯電粒子２７（Ｗ）が第２基板３１側に移動する。また、電界が大きくなったことに伴って、画素電極３５Ｂからの斜め電界も大きくなるため、正帯電粒子２７（Ｗ）は当該斜め電界によって第２基板３１に平行な方向についてもより広い範囲に分散し、平面視での分布範囲が広がることになる。よって、画素電極３５Ｂ上では、画素電極３５Ａ上の黒表示よりも広い面積の白表示を表現することができる。
なお、対向電極３７に負帯電粒子２６（Ｂｋ）および正帯電粒子２７（Ｗ）を移動させない場合、つまり各画素電極３５Ａにプラス電圧ＶＨを印加して、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬを印加してすべての粒子２６（Ｂｋ）を画素電極３５Ａ上に集めるとともに、すべての正帯電粒子２７（Ｗ）を画素電極３５Ｂ上に集めた場合には、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）の色が第２基板３１側から視認されるため、画素全体が赤表示になる。
【００６２】
このように対向電極３７に到達する負帯電粒子２６（Ｂｋ），正帯電粒子２７（Ｗ）の数と分布状態（分布領域）を制御することで黒表示、白表示、赤表示、あるいは暗い赤から淡い赤までの中間階調の表示を制御できる。また、これら画素電極３５Ａ，３５Ｂを１つの画素内で島状に複数設けることにより、より制御性良く表示をコントロールできる。
【００６３】
以下、詳細な制御について説明する。
図３は、電気泳動表示装置における駆動時における粒子の分布状態を示す説明図である。
図３（ａ）では、画素電極３５Ａにプラスの電圧ＶＨ（正の最大値）が印加され、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬ（負の最大値）が印加されている。この場合には、負帯電粒子２６（Ｂｋ）が画素電極３５Ａ上に集められ、正帯電粒子２７（Ｗ）が画素電極３５Ｂ上に集められ、対向電極３７側から見たときに視認されるのは赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）のみの色である。よってここでは赤表示となる。図中の矢印は入射光が散乱する様子を示しており、入射光は赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）において吸収される。
【００６４】
図３（ｂ）では、図３（ａ）に示した赤表示状態を基準として、各画素電極３５Ａ，３５Ｂにマイナス電圧ＶＬ（負の最大値）が印加されている。この場合には、ほぼ全ての負帯電粒子２６（Ｂｋ）が対向電極３７側へと移動して対向電極３７上において分布する。
負帯電粒子２６（Ｂｋ）は対向電極３７側において２次元あるいは３次元的な分布となり、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに多くの負帯電粒子２６（Ｂｋ）の色が視認される。よってここでは黒表示となっている。図中の矢印で示すように、入射光は、負帯電粒子２６（Ｂｋ）において吸収されて黒表示となる。
【００６５】
図３（ｃ）では、図３（ａ）に示した赤表示状態を基準として、各画素電極３５Ａ，３５Ｂにプラス電圧ＶＨ（正の最大値）が印加されている。この場合には、ほぼ全ての正帯電粒子２７（Ｗ）が対向電極３７側へと移動して対向電極３７上において分布する。正帯電粒子２７（Ｗ）は対向電極３７側において２次元あるいは３次元的な分布となり、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに多くの正帯電粒子２７（Ｗ）の色が視認される。よってここでは白表示となっている。図中の矢印で示すように、入射光は、正帯電粒子２７（Ｗ）により１回又は複数回散乱されて観察側に戻るため、上記のように白色を呈する。このように、正帯電粒子２７（Ｗ）自体が透光性を有する粒子であっても、正帯電粒子２７（Ｗ）によって入射光が観察側に散乱されることにより白表示が行われる。
【００６６】
図３（ｄ）では、図３（ａ）に示した赤表示状態を基準として、画素電極３５Ｂにマイナスの電圧ＶＬを印加し、画素電極３５Ａに黒表示の際（図３（ｂ））に印加したマイナス電圧よりも絶対値の小さいマイナス電圧Ｖｌ（｜Ｖｌ｜＜｜ＶＬ｜）を印加する。この状態においては、画素電極３５Ａ上に吸着していた黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）の一部が対向電極３７側に移動する。対向電極３７側に移動した黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）によって対向電極３７上が部分的に覆われることになるので、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに負帯電粒子２６（Ｂｋ）と無帯電粒子２８（Ｒ）の色がそれぞれ視認される。よってここでは暗い赤表示となる。
このように、印加する電圧の大きさによって対向電極３７側への黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）の移動量を制御することによって明度の制御を行う。
【００６７】
なお、図３（ｃ）における負帯電粒子２６（Ｂｋ）の移動量および分布範囲の制御は、画素電極３５Ａ，３５Ｂ間の距離や画素電極３５Ａ，３５Ｂの大きさ等の設計要因や印加電圧によって可能である。
また、図３の説明では各画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加する電圧の大きさで粒子２６（Ｂｋ），２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御したが、電圧の印加時間の長短でも制御することが可能である。
【００６８】
彩度の制御は粒子２７（W）を対向電極３７の外側から電気泳動層３２を見たときに視認される粒子２７（W）の面積あるいは無帯電粒子２８（Ｒ）の面積により行なわれる。
粒子２７（Ｗ）による白表示には、入射光が粒子により複数回散乱されることが必要なため、電気泳動層３２内の３次元的な深さ方向の分布も必要になる。上記した視認される面積とは、粒子の２次元、３次元的分布を含めて実際に視認される実効的な面積をさす。
以上説明したように、負帯電粒子２６（Ｂｋ），正帯電粒子２７（Ｗ）の移動量および分布範囲を制御することによって、各画素における明度と彩度の制御が可能である。
【００６９】
上述したが、図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）間の移動は図３（ａ）の制御を介して行なう。すなわち、ある表示を行った後、表示を切り替えるときは画素電極３５Ａにプラス電圧ＶＨ、画素電極３５Ｂにプラス電圧ＶＨを印加して全ての負帯電粒子２６（Ｂｋ）を画素電極３５Ａ上に集めるとともに、全ての正帯電粒子２７（Ｗ）を画素電極３５Ｂ上に集める（赤表示：プリセット状態）。
続いて、画素電極３５Ａ，３５Ｂに所定の書き込み電圧をそれぞれ印加して、黒表示（図３（ｂ））、白表示（図３（ｃ））あるいは暗い赤表示（図３（ｄ））を表示する。
【００７０】
次に、プリセット状態について述べる。
図４に示す電気泳動表示装置は、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）に代えて、マゼンタ色の無帯電粒子２８（Ｍ）を保持した電気泳動層３２を有している。
この電気泳動表示装置では、最初の画像を表示するプリセット状態と次の画像を表示するプリセット状態において各画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加する電圧の極性を反転させている。
【００７１】
まず、最初の画像を表示するプリセット状態では、図４（ａ）に示すように、画素電極３５Ａにプラス電圧ＶＨを印加し、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬを印加する。これにより、画素電極３５Ａ上に負帯電粒子２６（Ｂｋ）が集合するとともに画素電極３５Ｂ上に正帯電粒子２７（Ｗ）が集合し、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに無帯電粒子２８（Ｍ）の色が視認されてマゼンタ表示が行われる（第１プリセット状態）。
【００７２】
次に、次の画像を表示するプリセット状態では、図４（ｂ）に示すように、画素電極３５Ａにマイナス電圧ＶＬを印加し、画素電極３５Ｂにプラスの電圧ＶＨを印加する。これにより、画素電極３５Ａ上に正帯電粒子２７（Ｗ）が集合するとともに画素電極３５Ｂ上に負帯電粒子２６（Ｂｋ）が集合し、対向電極３７側から電気泳動層３２を見たときに無帯電粒子２８（Ｍ）の色が視認されて先の第１プリセット状態と同じマゼンタ表示が行われる。
【００７３】
図５は、第１実施形態における具体的な構成例を示す等価回路図である。
図５に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置１００は、第１基板３０上に複数の走査線６６と複数のデータ線６８Ａ，６８Ｂとが設けられている。ここで、本実施形態の走査線６６は、表示領域内において２つに分岐された第１走査線６６Ａおよび第２走査線６６Ｂを有する。
【００７４】
１画素４０内には、２つの選択トランジスタＴＲ１（第１トランジスタ）、選択トランジスタＴＲ２（第２トランジスタ）と、電気泳動材料としての電気泳動層３２と、２つの画素電極３５Ａ，３５Ｂと、対向電極３７と、接続電極４４Ａ（第１接続電極）と、接続電極４４Ｂ（第２接続電極）と、制御電極１３とが備えられている。
【００７５】
選択トランジスタＴＲ１は、ゲートに第１走査線６６Ａが接続され、ソースにデータ線６８Ａが接続され、ドレインに画素電極３５Ａ（電気泳動層３２）が接続されている。選択トランジスタＴＲ２は、ゲートに第２走査線６６Ｂが接続され、ソースにデータ線６８Ｂが接続され、ドレインに画素電極３５Ｂ（電気泳動層３２）が接続されている。
【００７６】
データ線６８Ａ，６８Ｂの延在方向で隣り合う画素４０Ａ、画素４０Ｂのうち画素４０Ａにおいては、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のそれぞれのゲートにｍ行の走査線６６が接続されている。そして、選択トランジスタＴＲ１のソースにＮ（Ａ）列のデータ線６８Ａが接続され、選択トランジスタＴＲ２のソースにＮ（Ｂ）列のデータ線６８Ｂが接続されている。
【００７７】
ここで、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のドレインと保持容量線（不図示）との間に保持容量が配置された構成とすることも可能である。保持容量線は、例えば走査線６６と同時に走査線６６と平行方向に形成される。また電気泳動層３２に電圧を印加するための、保持容量以外の手段を具備しても良い。
【００７８】
接続電極４４Ａは、選択トランジスタＴＲ１のドレインに接続されるとともに画素電極３５Ａに接続され、接続電極４４Ｂは、選択トランジスタＴＲ２のドレインに接続されるとともに画素電極３５Ｂに接続されている。
【００７９】
制御電極１３は、各画素電極３５Ａ，３５Ｂどうしの間に存在し、対向電極３７の電位とほぼ同電位の電圧が印加される。各画素電極３５Ａ，３５Ｂのそれぞれに対応して制御電極１３が設けられていてもよい。
【００８０】
図６は、第１実施形態の素子基板側における１画素の具体的な構成例を示す平面図、図７は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図６に示すように、第１基板３０上には、画素４０ごとに、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、接続電極４４Ａ，４４Ｂと、画素電極３５Ａ，３５Ｂと、制御電極１３と、が設けられている。
画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂはそれぞれ複数ずつ設けられており、平面視円形状を呈する。複数の画素電極３５Ａどうしは、それぞれがコンタクトホールＨ１を介して接続される平面視櫛歯形状を呈する接続電極４４Ａにより相互に接続され、それぞれがコンタクトホールＨ２を介して接続される複数の画素電極３５Ｂどうしは平面視櫛歯形状を呈する接続電極４４Ｂにより相互に接続されている。
【００８１】
選択トランジスタＴＲ１のドレイン電極４１ｄは接続電極４４Ａを介して複数の画素電極３５Ａに接続され、選択トランジスタＴＲ２のドレイン電極４１ｄは接続電極４４Ｂを介して複数の画素電極３５Ｂに接続されている。そして、複数の画素電極３５Ａには選択トランジスタＴＲ１を介してデータ線６８Ａからのデータ電位が印加され、複数の画素電極３５Ｂには選択トランジスタＴＲ２を介してデータ線６８Ｂからのデータ電位が印加されるようになっている。このように、複数の画素電極３５Ａと複数の画素電極３５Ｂとを互いに独立に駆動可能な構成とされている。
【００８２】
各接続電極４４Ａ，４４Ｂは、上述したように平面視櫛歯形状を呈し、２方向（例えば、走査線６６Ａ，６６Ｂあるいはデータ線６８Ａ，６８Ｂの延在方向）に沿って延在する２辺からなり全体的にく字状を呈する幹部４４１と当該幹部４４１によって連結された複数の枝部４４２とを有してなる。複数の枝部４４２は、幹部４４１の延在方向とは異なる方向（ここでは、枝部４４２の各辺に対して約６０°の方向。これに限らず、例えば４５°の方向とすることもできる）に、互いに平行して延在しており、すべての枝部４４２の延在長さを異ならせてある。幹部４４１の角部（屈曲部分）付近から延出する枝部４４２が最も長く、該枝部４４２から遠ざかる枝部４４２ほど短い長さとなっている。
【００８３】
平面視櫛歯形状を呈する接続電極４４Ａ，４４Ｂは互いにかみ合うようにして画素４０内に配置されている。つまり、接続電極４４Ａの枝部４４２ａの両側に接続電極４４Ｂの枝部４４２ｂ，４４２ｂが存在する状態となっている。
接続電極４４Ａの各枝部４４２ａは複数の画素電極３５Ａに対応し、接続電極４４Ｂの各枝部４４２ｂは複数の画素電極３５Ｂに対応している。これにより、複数の画素電極３５Ａは接続電極４４Ａによって相互に接続され、複数の画素電極３５Ｂは接続電極４４Ｂによって相互に接続されている。
【００８４】
制御電極１３は、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２上を覆うようにして画素領域のほぼ全体にベタ状に形成されており、画素電極３５Ａ，３５Ｂに対応する位置に平面視円形状の複数の開口１３Ａ，１３Ｂを有している。画素電極３５Ａ，３５Ｂは平面視において開口１３Ａ，１３Ｂの内側に存在する。開口１３Ａ，１３Ｂの形状は画素電極３５Ａ，３５Ｂの平面視の形状と揃えて円形とされており、画素電極の直径よりも大きい直径で、画素電極３５Ａ，３５Ｂと制御電極１３との間で短絡することのない寸法に設定されている。
【００８５】
制御電極１３は各画素４０において共通であり、走査線６６Ａ，６６Ｂやデータ線６８Ａ，６８Ｂと交差する部分においては、制御電極１３に付随する寄生容量を低減させる対策として、上記各配線と畳重する領域がなるべく狭くなるように細くなっている。これにより低消費電力に有効となる。また、表示部５の外部で制御電極１３に電圧が印加される。
【００８６】
図７に示すように、第１基板３０は厚さ０．６ｍｍのガラス基板からなり、その表面上に厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなるゲート電極４１ｅ（走査線６６Ａ）が形成されている。そして、このゲート電極４１ｅを覆うようにして第１基板３０の表面全体に酸化シリコン膜からなる厚さ４００ｎｍのゲート絶縁膜４１ｂが形成され、ゲート電極４１ｅの直上に厚さ５０ｎｍのａ−ＩＧＺＯ（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの酸化物）からなる半導体層４１ａが形成されている。
【００８７】
このゲート絶縁膜４１ｂ上には、厚さ３００ｎｍのＡｌからなるソース電極４１ｃ（データ線６８）およびドレイン電極４１ｄがゲート電極４１ｅおよび半導体層４１ａと一部重なるようにそれぞれ設けられている。ソース電極４１ｃとドレイン電極４１ｄは半導体層４１ａに一部乗り上げるようにして形成されている。また、同じく厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる接続電極４４Ａ，４４Ｂがゲート絶縁膜４１ｂ上に形成されている。これら接続電極４４Ａ，４４Ｂはソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄと同時にパターン形成されるもので、接続電極４４Ａ（接続電極４４Ｂ）は選択トランジスタＴＲ１（選択トランジスタＴＲ２：図６）のドレイン電極４１ｄに接続されている。
【００８８】
ここで、選択トランジスタＴＲ１（ＴＲ２：図６）としては、一般的なａ−ＳｉＴＦＴ、ポリＳｉＴＦＴ、有機ＴＦＴ、酸化物ＴＦＴ等が使用可能である。構造もトップゲート、ボトムゲート構造共に可能である。
【００８９】
選択トランジスタＴＲ１（ＴＲ２：図６）および接続電極４４Ａ，４４Ｂ上にはこれらを覆うようにして、厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜４２と、厚さ１μｍの感光性アクリルからなる層間絶縁膜４３とが形成されている。層間絶縁膜４３の材料としてはアクリルを用いているが、これ以外の材料を用いることも可能であり、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜、有機絶縁膜も可能である。
この層間絶縁膜４３は平坦化膜として機能する。なお、層間絶縁膜４２に平坦化膜としての機能を付与できれば層間絶縁膜４３は必ずしも必要ではなく、省略することができる。
そして、これら層間絶縁膜４２，４３に形成されたコンタクトホールＨ２（Ｈ１：図６）を介して５０ｎｍのＩＴＯからなる画素電極３５Ｂ（３５Ａ：図６）が複数設けられている。制御電極１３は、画素電極３５Ｂと同層で、同じく厚さ５０ｎｍのＩＴＯで設けられている。
【００９０】
このように、第１基板３０から画素電極３５Ｂ（３５Ａ：図６）までの要素により、素子基板３００が構成される。
【００９１】
図８は、電気泳動表示装置の１画素における概略構成を示す断面図である。
図８に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置１００は、上述したような構成の素子基板３００と対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されてなり、該電気泳動層３２には透明な分散媒２１（Ｔ）中にマイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂ）と、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）と、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）とが複数個ずつ保持されている。より詳しくは、第１基板３０から画素電極３５Ａ、３５Ｂまでを含む素子基板３００と、第２基板３１及び対向電極３７を含む対向基板３１０との間に電気泳動層３２が挟持されている。
【００９２】
複数の画素電極３５Ａおよび複数の画素電極３５Ｂに対向する対向電極３７は、島状の画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂの面積の総和より広い面積を有し、少なくとも画素内の表示に寄与する領域において一繋がりの電極（ベタ電極）となっている。対向電極３７には、必要に応じて、電極の無い切り欠き部を設けても良い。１画素内に配置された画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂは互いに独立に駆動されるようになっている。
【００９３】
素子基板３００と対向基板３１０との間には、平面視で表示部５（図１（ａ））の周囲全体を取り囲むように配置されたシール材１６が形成されている。電気泳動層３２は、素子基板３００、対向基板３１０、及びシール材１６によって封止されている。なお、平面視で各画素４０囲むように、素子基板３００と対向基板３１０との間にシール材を形成することもできる。
【００９４】
また、図示していないが、より小さな領域に区画された電気泳動層３２を用いることも可能である。例えば、画素電極３５Ａ，３５Ｂと対向電極３７との間にカプセルを配置し、カプセル内に分散媒及び帯電粒子を封入したカプセル型の電気泳動層を用いても良い。
また、素子基板３００と対向基板３１０との間に設けられた隔壁によって分離された領域に分散媒及び帯電粒子を封入した構成でも良い。このように区画された電気泳動層においても、他の実施例同様の動作を行なうことができる。プラスとマイナスに帯電した色の異なる粒子をカプセル型、非カプセル型のいずれにおいても用いることができる。
【００９５】
電気泳動層３２は、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に３種の粒子を複数ずつ保持してなる。３種の粒子としては、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）と、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）と、赤色の無帯電粒子２８（Ｒ）である。
【００９６】
対向電極３７、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂに用いる透明電極の構成材料としては、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、またはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンオキシド等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＫＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＮＯ３、ＬｉＳＣＮ等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープした錫酸化物（ＦＴＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ２）、インジウム酸化物（ＩＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９７】
なお、画素電極３５Ａ，３５Ｂに用いる電極の材料としては、視認側とは反対側に位置するため透明である必要はなく、金属、シリサイド、銀などのペースト等を用いてもよい。
【００９８】
分散媒２１の材料としては、実質的に無色透明であることが好ましい。このような分散媒としては、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒としては、例えば各種類（蒸留水、純水、イオン交換水等）、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類、シクロへキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン、トルエンのような長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、流動パラフィンなどの鉱物油類、リノール酸、リノレン酸、オレイン酸等の植物油類、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系液体またはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。分散媒２１として気体や真空を用いても良い。
【００９９】
また、分散媒２１中には、必要に応じて、例えば、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等カップリング剤の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。
【０１００】
分散媒２１中に含まれる、帯電粒子、無帯電粒子および透明粒子は、それぞれいかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、染料粒子、顔料粒子、樹脂粒子、セラミックス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも１種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
【０１０１】
顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、三酸化アンチモン、硫化亜鉛、亜鉛華等の白色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー等の黄色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料、フェロシアン化第二鉄等のシアン色顔料、あるいは無機酸化鉄等のマゼンタ色顔料等が挙げられる。無機顔料、有機顔料を用いることも出来る。
これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１０２】
上記顔料の代わりに染料を用いて染料粒子を構成できる。この場合は白色顔料に染料を混入させても良いし、着色の顔料と混ぜて用いても良い。例えばカルボニウム系のマゼンタ等の染料を用いることもできる。
【０１０３】
また、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ロジン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、スチレンとアクリロニトリルを共重合したＡＳ樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１０４】
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。また、分散媒２１中に含まれる各種粒子としては、粒子の中心を空洞にした構造のものを用いても良い。このような構成によれば、粒子の表面で光を散乱させることに加えて、粒子内部の、空洞を構成する壁面においても光を散乱させることができ、光の散乱効率を向上させることが可能となる。よって、白、及びその他の色の発色性を向上させることができる。
【０１０５】
また、このような電気泳動粒子の分散媒２１中における分散性を向上させることを目的に、各粒子の表面に、分散媒２１と相溶性の高い高分子を物理的に吸着させたり、化学的に結合させたりすることができる。これらの中でも、電気泳動粒子の表面からの離脱着の問題から、高分子が化学的に結合しているものが特に好ましい。かかる構成とすれば、電気泳動粒子の見かけの比重が小さくなる方向に作用して、電気泳動粒子の分散媒２１での親和性、すなわち分散性を向上させることができる。
【０１０６】
このような高分子としては、例えば、電気泳動粒子と反応性を有する基と帯電性官能基を有する高分子、電気泳動粒子と反応性を有する基と長鎖アルキル鎖、長鎖エチレンオキシド鎖、長鎖フッ化アルキル鎖、長鎖ジメチルシリコーン鎖等を有する高分子、および、電気泳動粒子と反応性を有する基と帯電性官能基と長鎖アルキル鎖、長鎖エチレンオキシド鎖、長鎖フッ化アルキル鎖、長鎖ジメチルシリコーン鎖等を有する高分子等が挙げられる。
【０１０７】
上述したような高分子において、電気泳動粒子と反応性を有する基としては、例えば、エポキシ基、チオエポキシ基、アルコキシシラン基、シラノール基、アルキルアミド基、アジリジン基、オキサゾン基、およびイソシアネート基等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を選択して用いることができるが、用いる電気泳動粒子の種類等に応じて、選択するようにすればよい。
【０１０８】
電気泳動粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．０１〜１０μｍ程度であるのが好ましく、０．０２〜５μｍ程度であるのがより好ましい。
【０１０９】
第１基板３０および第２基板３１としては、ＰＥＴ基板以外の有機絶縁基板や薄ガラス等の無機ガラス基板、あるいは無機材料および有機材料からなる複合基板を用いてもよい。
【０１１０】
図９に従来の電気泳動表示装置の概略構成を模式的に示す部分断面図を示し、図１０に本実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を模式的に示す部分断面図を示す。
【０１１１】
図９に示すように、一般的に、電気泳動表示装置のセルギャップ（対向基板３１０と素子基板３００との距離）は４０μｍ程度であり、素子基板３００側の層間絶縁膜４２の膜厚は０．３μｍ〜０．４μｍ、層間絶縁膜４３の膜厚は１〜２μｍ程度である。
【０１１２】
このような従来の電気泳動表示装置では、接続電極４４を介して接続された複数の画素電極３５に対してそれぞれマイナス電圧ＶＬ（負の最大電圧）を印加すると、対向電極３７側に分布していた帯電粒子２７（Ｗ）は基板面に対して垂直に移動して素子基板３００側に引き寄せられる。
【０１１３】
図９では対向電極３７から画素電極３５に向かって電気力線が延びているが、画素電極３５，３５どうしの間の位置に対応する対向電極３７からの電気力線は素子基板３００側に向かって垂直に伸び、素子基板３００近傍で急に画素電極３５，３５の方向に曲がっている。
【０１１４】
正帯電粒子２７（Ｗ）は、最初のうちは電気力線に沿って移動するが、素子基板３００表面における急な曲がりについていけず、図９に示す領域Ｃに正帯電粒子２７（Ｗ）が留まって、素子基板３００上に吸着する現象が見うけられた。正帯電粒子２７（Ｗ）を画素電極３５，３５上に移動させるためには、従来の印加電圧（±１５Ｖ程度）の２倍以上の高電圧を印加する必要がある。しかし、それでも滞留した粒子を完全に移動させることはできず、制御できる正帯電粒子２７（Ｗ）の数が減り、表示上の不具合が生じた。さらに領域Ｃに残っている正帯電粒子２７（Ｗ）の数が画素領域内で不均一であるため、表示も不均一となった。
こうした現象が生じた原因は以下のように考えられる。
【０１１５】
電気泳動層３２の分散媒２１が作る容量が層間絶縁膜４２，４３の合成容量よりもはるかに小さいからである。小さい理由は、層間絶縁膜４２，４３と電気泳動層３２との誘電率は２〜７程度で大差なく、電気泳動層３２の層厚が４０〜５０μｍ、層間絶縁膜４２の膜厚が３００ｎｍ程度、層間絶縁膜４３の膜厚が１．５μｍ程度であり、層間絶縁膜４２，４３と電気泳動層３２とで１桁以上の膜厚差があるからである。このため、接続電極４４（ドレイン電極）と対向電極３７間の電圧はほとんど電気泳動層３２の分散媒２１に印加される。このため、あたかも２つの層間絶縁膜４２，４３は存在しないかのように振る舞う。しかし、これは対向電極３７近傍の電気力線である。そのため対向基板３１０近傍の粒子は素子基板３００に向かって垂直に移動する。
【０１１６】
ところが、移動した正帯電粒子２７（Ｗ）が素子基板３００に近づくと、正帯電粒子２７（Ｗ）から見た電気泳動層３２の膜厚が薄くなり、２つの層間絶縁膜４２，４３を無視できなくなる。これは２つの層間絶縁膜４２，４３に電圧が印加され、分散媒２１中の垂直の電界が相対的に小さくなっていることを意味している。この時は分散媒２１中にむき出しにされた画素電極３５，３５からの斜め方向の電界が相対的に強くなるため画素電極３５，３５に向かう電気力線が形成され、その方向に正帯電粒子２７が移動する。しかし、この効果は上記の理由より、残りの分散媒２１の膜厚が２つの層間絶縁膜４２，４３の膜厚と同程度になって初めて生じる。このため、先に説明したように画素電極３５，３５側に曲がりきれなかった正帯電粒子２７が領域Ｃに取り残されることになる。
【０１１７】
このように、従来の構成では、正帯電粒子２７の一部が画素電極３５，３５上に集合せず、画素電極３５，３５が存在しない領域Ｃに固着して動かなくなったりするなど、粒子２７のコントロールが十分に行えないという問題があった。また、先の述べたように、固着した帯電粒子２７を動かすには高電圧が必要であるということも分かった。
【０１１８】
そこで、図１０に示す本実施形態の電気泳動表示装置では、上記課題を解決するために、画素電極３５，３５の周囲であって、正帯電粒子２７が滞留しやすい領域Ｃに制御電極１３を設けた。制御電極１３を対向電極３７と同じ電位にすることで、対向電極３７近傍から画素電極３５，３５に向かう電気力線を形成することができる。すると、粒子２７はこのような電気力線に従って対向電極３７から各画素電極３５，３５側に向かって移動を開始する。素子基板３００側に移動してきた帯電粒子２７は、対向電極３７と同一電位とされた制御電極１３によって画素電極３５，３５側にはじかれる。
このように本実施形態の構成によれば、制御電極１３を設けて領域Ｃにおける電位を制御することによって、正帯電粒子２７の移動をスムーズにし、領域Ｃにおける帯電粒子２７の滞留を防止することができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、着色粒子や着色分散媒などの組み合わせによってカラー表示を行うことが可能となっており、画素電極３５Ａ，３５Ｂのそれぞれに印加される電圧の大きさや印加時間によって対向電極３７上における負帯電粒子２６および正帯電粒子２７の２次元あるいは３次元的な分布を制御することができる。これによって、対向基板３１０側から見た表示色の階調を制御することが可能となっている。対向電極３７上での各粒子２６，２７の分布範囲（ドットの大きさ）によって表示画像の階調を制御することで任意の色の表示を実現できる。
【０１２０】
［電気泳動表示装置の駆動方法］
図１１および図１２は、電気泳動表示装置の駆動方法の説明図である。ここでは白と黒の２粒子系を例に説明する。
本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法においては、第１プリセット期間Ｔ１と、画像表示期間Ｔ２と、第２プリセット期間Ｔ３と、を備え、第１プリセット期間Ｔ１と第２プリセット期間Ｔ３とにおいて各画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加する電圧の極性を反転させている。
図１１（ａ）は図３（ａ）に対応するもので、ここでは書き換えのプリセット状態と呼ぶ。
【０１２１】
第１プリセット期間Ｔ１では、図１１（ａ）に示すように、画素電極３５Ａにプラス電圧ＶＨ（正の最大値）を印加するとともに画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬ（負の最大値）を印加して（第１のプリセット動作）、画素電極３５Ａ上に全ての負帯電粒子２６（Ｂｋ）を集合させ、画素電極３５Ｂ上に全ての正帯電粒子２７（Ｗ）を集合させる。このとき、制御電極１３をグランド電位にして対向電極３７と同電位にすることで帯電粒子２６，２７が制御電極１３上に引き寄せられないように（はじくように）してある。
【０１２２】
画像表示期間Ｔ２では、グレー表示を行う場合は図１１（ｂ）に示すように、画素電極３５Ａにマイナス電圧Ｖｌ（｜Ｖｌ｜＜｜ＶＬ｜）を印加するとともに画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬ（負の最大値）を印加して、対向電極３７側に一部の負帯電粒子２６（Ｂｋ）を移動させる。対向電極３７上に一部の負帯電粒子２６（Ｂｋ）を分布させ、画素電極３５Ｂ上に全ての正帯電粒子２７（Ｗ）を集合させる。このとき、制御電極１３にもマイナス電圧を印加して、素子基板３００上に滞留しそうな負帯電粒子２６（Ｂｋ）をはじくことにより、該粒子２６が確実に対向電極３７上に到達するようにする。このとき、画素電極３５Ｂ側にもマイナス電圧を印加するため、より効果的に負帯電粒子２６（Ｂｋ）を対向電極３７側に到達させることができる。
【０１２３】
次に、図１２（ａ）に示すように、画素電極３５Ａにマイナス電圧Ｖｌ（｜Ｖｌ｜＜｜ＶＬ｜）を印加したまま画素電極３５Ｂにプラス電圧ＶＨ（Ｖｈ＜ＶＨ）を印加して一部の正帯電粒子２７（Ｗ）を対向電極３７上に分布させる。このとき、制御電極１３にプラス電圧を印加することにより、正帯電粒子２７が制御電極１３によってはじかれて、対向電極３７側へスムーズに移動する。
このようにして、対向電極３７上に一部の負帯電粒子２６（Ｂｋ）と一部の正帯電粒子２７（Ｗ）とを分布させることでグレー表示が得られる。また、この場合は先に説明したように、図１１（ｂ）と図１２（ａ）の２回の動作をもって表示している。
【０１２４】
第２プリセット期間Ｔ３では、図１２（ｂ）に示すように、各画素電極３５Ａ，３５Ｂに対して第１プリセット期間Ｔ１で印加した電圧とは逆極性の電圧を印加する（第２のプリセット動作）。つまり、画素電極３５Ａにマイナス電圧を印加するとともに画素電極３５Ｂにプラス電圧を印加して、画素電極３５Ａ上に正帯電粒子２７（Ｗ）を集め、画素電極３５Ｂ上に負帯電粒子２６（Ｂｋ）を集める。このとき、制御電極１３をグラウンド電位にして対向電極３７と同電位にしておくことで、対向電極３７から画素電極３５Ａ，３５Ｂに向かう図１０に示したような電気力線が形成される。これにより、対向電極３７上に分布していた粒子２６，２７が各画素電極３５Ａ，３５Ｂ側に向かってスムーズに移動して、素子基板３００上に滞留することなく対応する各画素電極３５Ａ，３５Ｂ上に集合する。つまり、制御電極１３上に移動してきた粒子２６，２７は画素電極３５Ａ，３５Ｂに向かって横方向にはじかれる。このようにして、画素電極３５Ａ上には正帯電粒子２７（Ｗ）が集合し、画素電極３５Ｂ上には負帯電粒子２６（Ｂｋ）が集合する。
【０１２５】
なお、対向電極３７は０Ｖであり、画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加される電圧の最大の電圧を｜ＶＬ｜，ＶＨとし、最小の電圧｜Ｖｌ｜、Ｖｈとし、グランド電位を０Ｖとする。
ここで、図３（ｂ）に示したような黒、白、赤の３粒子系で黒表示を行う場合は、図３（ａ）に示した状態基準にして、画素電極３５Ａ，３５Ｂにそれぞれマイナス電圧ＶＬを印加するとともに制御電極１３にもマイナス電圧ＶＬを印加する。
また、図３（ｃ）に示したような白表示を行う場合は、画素電極３５Ａ，３５Ｂにそれぞれプラス電圧ＶＨを印加するとともに制御電極１３にもプラス電圧ＶＨを印加する。
また、図３（ｄ）に示したような暗い赤表示を行う場合は、画素電極３５Ａにマイナス電圧Ｖｌ（Ｖｌ＝ＶＬ）を印加し、画素電極３５Ｂにマイナス電圧ＶＬを印加する。また、同時に制御電極１３にはグランド電位を印加する。
【０１２６】
本実施形態の駆動方法によれば、画素電極３５Ａ，３５Ｂの周囲に設けた制御電極１３に帯電粒子２６，２７をはじくような電圧を印加することにより、帯電粒子２６，２７が滞留しやすい領域（上記領域Ｃ）における電位を制御して、帯電粒子２６，２７の移動をスムーズにし、滞留を防止することができる。
【０１２７】
また、本実施形態では、図６に示したように画素電極３５Ａ，３５Ｂと制御電極１３との距離はどの点も一定であり、また、鋭角のような電界が集中するような点も存在しないため、帯電粒子２６，２７の制御をスムーズに行うことができる。
【０１２８】
また、画素電極３５Ａ，３５Ｂ、対向電極３７、制御電極１３の４つの電極に交流が印加され、この結果、各電極３５Ａ，３５Ｂ、３７、１３の腐食や電気泳動材料の劣化等を防止することができる。
【０１２９】
なお、制御電極１３の電位は、必ずしも対向電極３７と同電位やグランド電位であることに限らず、対向電極３７や画素電極３５Ａ，３５Ｂとの電位との関係から帯電粒子２６，２７をはじくことのできる電位であればよい。具体的には負帯電粒子２６（Ｂｋ）、正帯電粒子２７（Ｗ）を移動させる時に画素電極３５Ａ、３５Ｂに印加する電圧、対向電極３７に印加する電圧、又はそれらの間の電圧であることが望ましい。
【０１３０】
また、本実施形態のように、第１のプリセット動作と第２のプリセット動作とを交互に行うことで、一旦初期状態に戻してから新たな表示が行える。これにより、表示動作を連続して実行するときよりも粒子の移動がスムーズになり、表示の切り替えを安定して行うことができる。
【０１３１】
また、階調表示を行う場合、あるいは黒粒子や白粒子の一部を対向電極３７側に移動させて、図３（ｄ）に示した暗い赤表示の状態とする時は、データ電圧を変調させる。データ電圧を変調させるためには、画素電極３５Ａ，３５Ｂに印加する電圧の大きさをＶＬとＶＨとの間の大きさにする方法と、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂに対して電圧ＶＬ，ＶＨを印加する際に印加時間を変化させる方法とが挙げられる。先の方法は液晶装置ではパルス高変調と呼ばれ、後の方法の場合はパルス幅変調と呼ばれる。これらは通常、マトリクス駆動の場合は１フレーム期間以内で行われるが、パルスは場変調は複数フレームにまたがって行っても良い。
【０１３２】
本実施形態では、対向電極３７上での各粒子２６，２７の分布領域を対向基板３１０側から視認したときの実質的な面積で階調を制御し、明度と彩度の制御を行っている。
【０１３３】
また、Ｖｌ、Ｖｈは、例えば一方の画素電極上の黒粒子、白粒子が動かずに、他方の画素電極上の粒子が対向電極３７に所定の量、位置に移動するための電圧である。それが達成できれば極性、大きさは問わない。
上記画素電極３５Ａ，３５Ｂに対する印加電圧の大小関係は一例である。なぜなら、これらの値の大小関係は画素電極３５Ａと画素電極３５Ｂとの距離や、画素電極３５Ａ、３５Ｂと対向電極３７との距離や画素電極３５Ａ、３５Ｂの電気泳動材料によっても変わるからである。
さらに、プリセット期間ごとに２つの画素電極３５Ａ、３５Ｂに印加する電圧の極性の切り替えは１画面毎でなく、複数の画面毎でも良い。
【０１３４】
［電気泳動表示装置の製造方法］
以下に、電気泳動表示装置の製造方法について述べる。
図１３〜図１５は電気泳動表示装置の製造工程を説明するための部分断面図である。
なお、以下の説明において、図６および図７を適宜参照する。
【０１３５】
まず、図１３（ａ）に示すように、０．６ｍｍ厚のガラス基板からなる素子基板３００上にスパッタ法で３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）を基板面全体に成膜し、フォトエッチング法でゲート電極４１ｅを形成する。
【０１３６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法で基板面全体に形成し、ゲート絶縁膜４１ｂを形成する。その後、ゲート絶縁膜４１ｂ上に、スパッタ法によりａ―ＩＧＺＯ（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの酸化物）からなる厚さ５０ｎｍの半導体層４１ａを形成する。このとき、フォトエッチングプロセスでゲート電極４１ｅ上を部分的に残すように島状態に加工した。酸化物半導体のソース、ドレイン領域は特に不純物導入等を行なわなくても自然に形成されることが知られている。本実施形態においても不純物導入等は行っていない。また、半導体層４１ａの形成は、アモルファスシリコンのように、必ずしも真空中での連続成膜である必要はない。
【０１３７】
次に、図１３（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜４１ｂ上の全面にアルミニウム（Ａｌ）膜をスパッタ法により厚さ３００ｎｍで成膜し、該アルミニウム膜をフォトエッチング法でパターニングすることによって、半導体層４１ａに一部乗り上げるようにしてソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄを形成するとともに接続電極４４Ａ（４４Ｂ）を形成する。このようにして、トランジスタＴＲ１（ＴＲ２）と接続電極４４Ａ（４４Ｂ）とを形成する。
【０１３８】
次に、図１４（ａ）に示すように、ソース電極４１ｃ、ドレイン電極４１ｄ、接続電極４４Ａ（４４Ｂ）を覆うようにして、厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜４２をプラズマＣＶＤ法で形成した。
次に、図１４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜４２上に厚さ１ｕｍの感光性アクリルをスピンコート法で塗布することによって層間絶縁膜４３を形成する。その後、層間絶縁膜４３を部分的に露光、現像して開口し、さらに層間絶縁膜４３をマスクとしてドライエッチングで層間絶縁膜４２の一部を除去する。これによりドレイン電極４１ｄ上を一部露出させる貫通孔１１ｂを複数形成する。
【０１３９】
次に、図１４（ｃ）に示すように、層間絶縁膜４３の表面全体にスパッタ法で厚さ５０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜し、フォトエッチング法でパターニングすることで複数の画素電極３５Ｂ（３５Ａ）および複数の制御電極１３を形成した。画素電極３５Ｂ（３５Ａ）と制御電極１３は同一工程で形成される。コンタクトホールＨ２を介して画素電極３５Ｂが接続電極４４Ａに接続され、コンタクトホールＨ２を介して画素電極３５Ｂが接続電極４４Ｂに接続される。
【０１４０】
次に、図１５に示すように、素子基板３００の最表面（層間絶縁膜４３）上に高さ４０μｍの紫外線硬化型エポキシ樹脂からなるシール材１６（図示せず）を形成し、該シール材１６によって囲まれた領域内に電気泳動材料を塗布して電気泳動層３２を形成した後、素子基板３００上に対向基板３１０を貼り合わせる。このようにして本実施形態の電気泳動表示装置が完成する。
【０１４１】
本実施形態の電気泳動表示装置の製造方法によれば、複数の画素電極３５Ａ，３５Ｂと同時に制御電極１３を形成することができるので、制御電極１３の形成工程を別途設ける必要がないため製造が容易である。
【０１４２】
＜変形例＞
以下、制御電極の変形例について述べる。
先に述べた第１実施形態の電気泳動表示装置１００では、制御電極１３の開口１３Ａの平面視における形状が円形状とされていたが、これに限られることはなく、例えば図１６（ａ）に示すような四角形状の開口１３Ｂとしてもよいし、これ以外にも楕円形状や三角形状などを採用してもよい。また、平面視四角形状の開口１３Ｂとする場合には、図１６（ｂ）に示すように画素電極３５Ａ，３５Ｂの平面視の形状も四角形状に揃え、その４辺が開口１３Ｂの４辺に対向するように向きを一致させることが好ましい。これにより、接続電極４４Ａ，４４Ｂ（ドレイン電極４１ｄ）上を制御電極１３でできる限り覆うことができる。つまり、制御電極１３によってドレイン電極４１ｄ上がシールドされるため、データ線６８の電圧が電気泳動材料に直接印加されてその電圧により表示に影響が及ぶようなことが防止される。よって、良好な表示を安定して得られることとなる。
【０１４３】
また、先の第１実施形態では、制御電極１３が画素４０間を繋ぐ領域（走査線６６Ａ，６６Ｂおよびデータ線６８Ａ，６８Ｂと交差する部分）において部分的に細くなっていたが、図１７（ａ）に示す制御電極１４のように、第１基板３０上の全ての画素において一繋がりのベタ状電極となっていてもよい。制御電極１４には、画素電極３５Ａ，３５Ｂと平面視で重なる領域とその周辺領域を部分的に露出させる開口１４Ａが画素電極３５Ａ，３５Ｂの数に応じて複数形成されている
【０１４４】
この構成によれば、表示領域における走査線６６Ａ，６６Ｂおよびデータ線６８Ａ，６８Ｂ上が制御電極１４に覆われることとなり、電気泳動材料への走査線６６Ａ，６６Ｂおよびデータ線６８Ａ，６８Ｂの電界を制御電極１４によってほぼ完全に遮断することができる。これにより、クロストークなどの課題を解消することができる。
【０１４５】
また、図１７（ｂ）に示すようにスリット形状の開口を備えた制御電極２３としても良い。制御電極２３は、画素領域に沿う枠部２３１と、走査線６６Ａ，６６Ｂおよびデータ線６８Ａ，６８Ｂの延在方向に対して斜め方向に延在する複数の枝部２３２とを有してなり、各枝部２３２間にスリット状の開口２３Ａが形成されている。枝部２３２は、平面視櫛歯形状を呈する接続電極４４Ａ，４４Ｂの枝部４４２と交差するように設けられている。
【０１４６】
この制御電極２３は、選択トランジスタＴＲ１,ＴＲ２上を覆うとともに、各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のドレイン電極４１ｄ（接続電極４４Ａ，４４Ｂ）の、開口２３Ａに対向するドレイン電極４１ｄを除いたほとんどの部分を覆うように形成されている。
このような制御電極２３を設けることによって上記した制御電極と同様の効果が得られることになる。
【０１４７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電気泳動表示装置について述べる。
図１８は、第２実施形態の電気泳動表示装置の画素構成について示す平面図である。また、図１９は、第２実施形態における制御電極の変形例を示す平面図である。
図１８に示すように、第１基板３０上には、画素４０ごとに、選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、接続電極４４Ａ，４４Ｂと、画素電極３５Ａ，３５Ｂと、制御電極１７（第１制御電極）および制御電極１８（第２制御電極）と、が設けられている。
【０１４８】
先の実施形態では画素４０ごとに１つの制御電極を備えていたが、本実施形態では画素４０ごとに２つの制御電極１７，１８を備えている。それぞれの制御電極１７，１８は、それぞれの選択トランジスタＴＲ１、接続電極４４Ａ、画素電極３５Ａと、選択トランジスタＴＲ２、接続電極４４Ｂ、画素電極３５Ｂと対応するように設けられている。また２つの制御電極１７，１８は走査線６６と平行になるように設けられており、その一部は走査線６６を覆う。表示部５の外部でそれぞれの制御電極１７，１８に電圧が印加される。
【０１４９】
制御電極１７，１８は、平面視櫛歯形状を呈してなり、それぞれの制御枝部１７ａ，１８ａが接続電極４４Ａ，４４Ｂの各枝部４４２と平面視で重なるように延在している。また、複数の制御枝部１７ａ，１８ａどうしを繋ぐ共通部１７ｂ，１８ｂが選択トランジスタＴＲ１，ＴＲ２上を覆うように形成されている。これによりドレイン電極４１ｄ（接続電極４４Ａ，４４Ｂ）上が制御電極１７，１８によってシールドされる効果が得られる。
【０１５０】
制御枝部１７ａ，１８ａには、各画素電極３５Ａ，３５Ｂに対応してこれらを露出させるための開口１７Ａ，１８Ａが複数形成されている。図中においては開口１７Ａ，１８Ｂの形状が平面視四角形状とされているが、図１９に示すように、画素電極３５Ａ，３５Ｂの形状に沿って平面視円形状としてもかまわない。
【０１５１】
本実施形態では、２つの画素電極３５Ａ，３５Ｂに対して、独立の２つの制御電極１７，１８を設けている。先に述べた第１実施形態の構成では、制御電極が１つであったため、正帯電粒子２７および負帯電粒子２６を対向電極３７側に移動させるためには２つのフレームが必要であったが、本実施形態の構成であれば、制御電極１７，１８を独立に駆動できるため、１回の動作で同時に２つの粒子を移動させることが可能となる。
【０１５２】
具体的には、プラス電圧を印加する画素電極に対応する（画素電極を囲う）制御電極にはプラス電圧を印加し、マイナス電圧を印加する画素電極に対応する制御電極にはマイナス電圧を印加する。このような制御電極１７，１８によって、正帯電粒子２７および負帯電粒子２６を同時に移動させる場合に各帯電粒子２６，２７がともにはじかれて、対向電極３７側へとスムーズに移動する。
図１８，１９では、制御電極１７，１８が走査線６６Ａ、６６Ｂに平行になるように設けられたが、データ線６８Ａ、６８Ｂと平行になるように設けても良い。この時にその一部以上がデータ線６８Ａ、６８Ｂを覆うように設けても良い。
【０１５３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電気泳動表示装置について述べる。
図２０は、第３実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す部分断面図である。
図２０に示すように、電気泳動表示装置は、第１基板３０上に、ゲート電極４１ｅ、ゲート絶縁膜４１ｂ、半導体層４１ａ、ソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄを有してなる選択トランジスタＴＲ１と、接続電極４４Ｂ（４４Ａ）とを備え、さらにこれらを覆うようにして第１基板３０上に形成された層間絶縁膜４２と、層間絶縁膜４２上に形成された厚さ３００ｎｍのアルミニウムからなる制御電極１８（１７）と、制御電極１８（１７）を覆うようにして形成された厚さ３００ｎｍの窒化シリコン膜からなる層間絶縁膜４５と、層間絶縁膜４５上に形成された層間絶縁膜４３とを有している。画素電極３５Ｂ（３５Ａ）は、３つの層間絶縁膜４２，４５，４３を貫通させて形成されたコンタクトホールＨを介して接続電極４４Ｂ（４４Ａ）と接続されている。
【０１５４】
先に述べた実施形態においては、制御電極１７，１８は画素電極３５Ａ，３５Ｂと同じ層に設けられており、画素電極３５Ａ，３５Ｂと同じ材料を用いて同一工程にて形成してあったが、本実施形態のように、選択トランジスタＴＲ１（ＴＲ２）のドレイン電極４１ｄ（接続電極４４Ａ，４４Ｂ）よりも上層であって、画素電極３５Ｂ（３５Ａ）よりも下層側に制御電極１７，１８を配置させてある。
【０１５５】
第２実施形態で示したように、２つの制御電極１８（１７）を画素電極３５Ｂ（３５Ａ）と同じ層に形成した場合、下記に示すような課題が生じる。
１つ目は、制御電極１８（１７）の配線抵抗が高くなることである。
画素電極３５Ｂ（３５Ａ）は一般にＩＴＯが用いられているが、比抵抗が高いことから、第２実施形態で示すように細長い配線状にした場合には電位が一定に定まりにくい。これがクロストークの原因となる。
２つ目は、歩留まりの低下である。画素電極３５Ｂ（３５Ａ）と２つの制御電極１８（１７）との距離が近く、かつ表示エリアの前面（第１基板３０の最表層）に存在するためショート不良が生じやすい。
【０１５６】
そこで、本実施形態では、層間絶縁膜４５を新たに設けて、ドレイン電極４１ｄ（接続電極４４Ｂ（４４Ａ））と画素電極３５Ｂ（３５Ａ）との間に制御電極１８（１７）を配置した。これら制御電極１８（１７）は厚さ３００ｎｍのアルミニウムからなり、ソース電極４１ｃおよびドレイン電極４１ｄと同様の方法で形成される。また、層間絶縁膜４５は、厚さ３００ｎｍの窒化シリコン膜で層間絶縁膜４２と同様の方法で形成される。
【０１５７】
ここで、ドレイン電極４１ｄと画素電極３５Ｂ（３５Ａ）との間であれば制御電極１８（１７）が配置される層は上記に限らない。
また、本実施形態の構成によれば、制御電極１８（１７）の形成材料としてＩＴＯ以外の導電材料を用いることが可能となる。
【０１５８】
このように、制御電極１７，１８の層と画素電極３５Ｂ（３５Ａ）の層との間に絶縁膜をはさむ構成とすることで、制御電極１８（１７）と画素電極３５Ｂ（３５Ａ）との間のショート不良の発生を防止することが可能となる。
なお、画素電極３５Ｂ（３５Ａ）は、帯電粒子２６，２７を制御するために第１基板３０の最上層であることが望ましい。
【０１５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６０】
例えば、図２１に示すように、１画素（画素４０）内にストライプ状に配列された複数の画素電極８５Ａ，８５Ｂとしてもよい。平面視矩形状を呈する画素電極８５Ａ，８５Ｂは互いの延在方向を揃えてあり、短辺方向に所定の間隔をおいて交互に配置されている。
ここでは、画素電極８５Ａ，８５Ｂ同士が等間隔に配置されている。そして、複数の画素電極８５Ａどうしおよび複数の画素電極８５Ｂどうしを接続する接続電極８４Ａ、８４Ｂはこれらよりも第１基板３０側に配置される。接続電極８４Ａ，８４Ｂは、画素電極８５Ａ，８５Ｂの延在方向に対して垂直に延在する平面視矩形状を呈している。
【０１６１】
このような構成における制御電極８３には、画素電極８５Ａ，８５Ｂの形成面積よりも広い開口面積を有する平面視矩形状の開口１３Ｄが画素電極８５Ａ，８５Ｂの数に応じて複数形成されている。制御電極８３は、画素電極８５Ａ，８５Ｂとのショート不良を避けるためにこれら画素電極８５Ａ，８５Ｂよりも下層側（第１基板３０側）に形成されていることが好ましい。
なお、制御電極８３と画素電極８５Ａ，８５Ｂとが同じ層に形成されていてもよい。
【０１６２】
また、図２２に示すように、１画素（画素４０）内にストライプ状に配列された２つの制御電極９３Ａ，９３Ｂを設けても良い。制御電極９３Ａ，９３Ｂは、画素電極８５Ａ，８５Ｂの延在方向に沿って延在する複数の制御枝部８５１と、これら複数の制御枝部８５１を連結する連結部８５２とを有してなり、各制御枝部８５１には各画素電極８５Ａ，８５Ｂに対応した平面視矩形状の開口１３Ｄがそれぞれ設けられている。
【０１６３】
このように、平面視矩形状の画素電極８５Ａ，８５Ｂを設けることによって、先の実施形態において述べた円形状の画素電極よりも面積が広いため帯電粒子を効率よく集合させることができる。
【０１６４】
また、電気泳動層３２における分散媒および粒子の色の組み合わせを変えてもよい。
例えば、図２３（ａ）では、赤粒子の変わりにマゼンタ粒子を用いた。無色透明な分散媒２１（Ｔ）中には、マイナスに帯電した黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）とプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）とマゼンタ色の無帯電粒子２８（Ｍ）が保持されている。この場合、画素電極３５Ａにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに画素電極３５Ｂにマイナスの電圧ＶＬを印加することで薄いマゼンタ表示が可能となる。
なお、帯電粒子としてさらにシアン、イエローを用い、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかの帯電粒子を含むサブ画素を設けることにより色相の制御を行うことができ、カラー表示が可能となる。
【０１６５】
図２３（ｂ）では、赤色の分散媒２１（Ｒ）中に黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が保持されている。この場合、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂに所定の電圧を印加することで赤の明度、彩度の制御が可能である。
【０１６６】
図２３（ｃ）では、マゼンタ色の分散媒２１（Ｍ）中に黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）および白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が保持されている。この場合も、図２３（ｂ）と同様にマゼンタの明度、彩度の制御が可能である。
なお、図２３（ｃ）では、図２３（ａ）で表示可能なマゼンタ色よりも濃い色の表示が可能である。
また、帯電粒子、無帯電粒子および分散媒の色としてはＣＭＹ、ＲＧＢなどを用いてもよい。
図２３（ｂ）、（ｃ）においてもサブ画素を用いることによりカラー表示が可能である。
【０１６７】
図２４（ａ）では、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に、マイナスに帯電したシアン色の負帯電粒子２６（Ｃ）とプラスに帯電したイエロー色の正帯電粒子２７（Ｙ）と、マゼンタの無帯電粒子２８（Ｍ）とが保持されている。この場合も、本発明の駆動方法を用いて画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂに所定の電圧を印加することによって薄いカラー表示が可能となる。この場合は、帯電粒子の分布を用いて明度、彩度だけでなく色相の制御も行なう。明度、彩度、色相の制御には帯電粒子の分布する面積も用いるが、粒子を混在させることによる混色も用いる。例えば、シアン粒子の近くにイエロー粒子が存在する領域では、両粒子で反射した光は両者の共通の透過光である緑色となり、緑色の光のみが観察側に反射する。このように、異なる色粒子で反射、散乱させることによって混色を得る。
このような帯電粒子の混在は、図２３（ａ）の白色の正帯電粒子２７（Ｗ）、黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）、マゼンタの無帯電粒子２８（Ｍ）の各々をシアン、マゼンタ、イエローのいずれかの粒子に置き換えたような状態である。また、無帯電粒子と帯電粒子間でも混在すれば混色が可能である。
この方法ではサブ画素を用いないので、隔壁のようなサブ画素の分離手段も用いない。
【０１６８】
図２４（ｂ）では、図２４（ａ）の無色透明の分散媒２１（Ｔ）に代えてマゼンタ色の分散媒２１（Ｍ）を用いた。また、マゼンタ色の無帯電粒子は用いていない。この場合、画素電極３５Ａにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに画素電極３５Ｂにマイナスの電圧ＶＬを印加することによって濃いマゼンタ表示が可能である。
【０１６９】
図２４（ｃ）では、無色透明な分散媒２１（Ｔ）中に、マイナスに帯電したシアンの負帯電粒子２６（Ｃ）と、プラスに帯電した赤色の正帯電粒子２７（Ｒ）と、無帯電粒子である透明粒子２９が保持されている。この場合、画素電極３５Ａにプラスの電圧ＶＨを印加するとともに画素電極３５Ｂにマイナスの電圧ＶＬを印加することによって白表示が可能となる。対向電極３７から入射した光は分散媒２１（Ｔ）中に浮遊している透明粒子２９によって乱反射されて表示面（対向電極３７）側から放出される。これにより明るい白表示が得られる。
このように、透明粒子２９を混在させておくことにより、分散媒２１中において光を効果的に散乱させることができ、表示輝度を向上させることができる。その結果、高いコントラスト表示が可能となる。
【０１７０】
また、ここでは赤とその補色であるシアンとの組み合わせの例を示しており、画素電極３５Ａおよび画素電極３５Ｂに印加する電圧の大きさを制御して、シアンの負帯電粒子２６（Ｃ）および赤色の正帯電粒子２７（Ｒ）の一部をそれぞれ対向電極３７側へと移動させて各々を３次元的に混在（分布）させることで黒表示が可能である。
【０１７１】
なお、他の補色の組み合わせである青とイエロー、緑とマゼンタも可能である。これらのサブ画素を並置させ、１画素としてカラー表示を行うことも可能である。
本発明のように、着色分散媒と着色粒子とを任意に組み合わせることによりフルカラー表示が可能となる。
【０１７２】
また、図２５に示すように１粒子系の電気泳動表示装置にすることもできる。
図２５に示す電気泳動層３２には、黒色の分散媒２１（Ｂｋ）中にプラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）が保持されている。第１基板３０上には複数の画素電極３５とこの画素電極３５の周囲に制御電極１３とが形成されている。そして、ここでは、画素電極３５にプラス電圧を印加すると、この電圧に対応する電位と対向電極３７のグランド電位との電位差（電圧）に起因する電界によってプラスに帯電した正帯電粒子２７（Ｗ）は対向電極３７側に移動する。また、同時に制御電極１３にもプラス電圧を印加することによって、正帯電粒子２７（Ｗ）が制御電極１３上へと引き寄せられることなく対向電極３７側へと確実に移動する。
例えば、画素電極３５Ａ（図中左側）に中程度の大きさのプラス電圧Ｖｈ（Ｖｈ＜ＶＨ）を印加すると、画素電極３５Ａに印加される電圧があまり大きくないため対向電極３７側であまり広がらずに分布し、正帯電粒子２７（Ｗ）が狭い範囲に集中してスポット的な分布を実現できる。また、移動する粒子数も少なくなる。よって、ここでは小さい面積の白表示が表現できる。
【０１７３】
これに対して、図中右側に示す画素電極３５Ｂに大きなプラス電圧ＶＨ（正の最大値）を印加すると、画素電極３５Ｂと対向電極３７との間の電位差（電圧）は上記の場合より大きくなるため、画素電極３５Ａと対向電極３７との間により大きな電界が生じる。このため、プラス電圧Ｖｈを印加した画素電極３５Ａ側より多くの正帯電粒子２７（Ｗ）が第２基板３１上へと移動し、典型的にはほぼ全ての正帯電粒子２７（Ｗ）が移動する。また、電界が大きくなったことに伴って、画素電極３５Ｂからの斜め電界も大きくなるため、正帯電粒子２７（Ｗ）は当該斜め電界によって第２基板３１に平行な方向についてもより広い範囲に分散し、平面視での分布範囲が広がることになる。よって、画素電極３５Ｂ上では画素電極３５Ａ上よりも広い面積の白表示を表現することができる。
【０１７４】
なお、対向電極３７に正帯電粒子２７（Ｗ）を移動させない場合、つまり各画素電極３５にマイナスの電圧を印加してすべての正帯電粒子２７（Ｗ）を画素電極３５上に集めた場合には黒色の分散媒２１（Ｂ）の色が第２基板３１側から視認されるため、画素全体が黒表示になる。
【０１７５】
このように１粒子系の電気泳動表示装置にも対応することができ、この場合も、制御電極１３に帯電粒子をはじくような電圧を印加することによって、第１基板３０上の画素電極３５がない領域に滞留させることなく粒子を移動させることが可能となる。これにより、視認性のよい安定した表示を行うことができる。
また、対向電極３７に到達する正帯電粒子２７（Ｗ）の数と分布状態（分布領域）を制御することで黒表示または白表示、あるいは黒から白までの中間階調の表示を制御できる。また、この画素電極３５を１つの画素内で島状に複数設けることにより、より制御性良く表示をコントロールできる。
【０１７６】
また、図２５においては、プラスに帯電した白色の正帯電粒子２７（Ｗ）を用い、黒色の分散媒２１（Ｂｋ）を用いたが、粒子の帯電の極性と色、分散媒の色は限定するものではなく、他の組み合わせを用いることも可能である。
図２５の１粒子系では２つの画素電極３５Ａ、３５Ｂを用いており、図示していないが、実施例１で説明したようにそれぞれの画素電極にトランジスタＴＲ１、ＴＲ２が接続されている。平面視の構成は図６と同様である。また、駆動方法は図１１、１２で説明したものと基本的に同じである。ここでは図２５に示したように２つの画素電極３５Ａ、３５Ｂに同時に電圧を印加することができる。図１１（ｂ）と図１２（ａ）の動作を1回で行なう。その時、制御電極１３にはプラスの電圧が印加される。ただし図１１のように順次印加をおこなうことも可能である。異極性の粒子が存在しないため図１１（ａ）に相当する第１のプリセット動作のみ行い、第２のプリセット動作は行なわない。
また、１粒子系においては、１つのトランジスタＴＲ１で１画素を構成することも可能である。この場合は図６のトランジスタＴＲ２およびそれに接続された電極を除去した構成となる。駆動方法は図１１、１２で説明したものと基本的に同じである。画素電極３５Ｂが存在しないため図１２（ａ）、（ｂ）を省略し、図１１（ａ）,(ｂ)の粒子２６（Ｂｋ）の極性をマイナスからプラスに変更したものとなり、その２つを交互に繰り返すものになる。
上記において帯電粒子の極性はプラスに限る必要は無い。
【０１７７】
また、画素電極の平面視における形状は、円形状以外に四角形状（正方形状）や長方形状であってもよく、図２６（ａ）,（ｂ），図２７（ａ）,（ｂ）に示すように、各画素電極３５がコンタクトホールＨを介して下層側の接続電極４４と確実に接続されていればその他の形状であってもよい。例えば、図２８に示すような平面視で略星型を呈する形状としてもよく、隣り合う画素電極３５Ａ，３５Ｂに向かって部分的に突出する形状にすることで、隣り合う画素電極３５Ａ，３５Ｂ側へ電界が向かいやすくなり、混色が生じやすくなるという効果が得られる。
【０１７８】
ここでは、画素電極３５Ａ，３５Ｂの配置が平面視で六角形をなす配置であることから、６つの突出部を有した形状となっている。画素電極３５Ａ，３５Ｂの配置が平面視で三角形をなす配置である場合は３つの突出部を有した形状とすることで同様の効果が得られるようになる。このように、画素電極の形状としては様々な形状を適用できる。
【０１７９】
また、図２６（ｂ）に示すように、コンタクトホールＨ内が画素電極３５によって埋められた形状とし、粒子がコンタクトホール内に入り込むのをあらかじめ防止するような構成としてもよい。
また、各実施形態では液体の分散媒を用いているが、分散媒は気体でも良い。
また、分散媒２１中に含まれる各種粒子としては、粒子の中心を空洞にした構造のものを用いても良い。このような構成によれば、粒子の表面で光を散乱させることに加えて、粒子内部の、空洞を構成する壁面においても光を散乱させることができ、光の散乱効率を向上させることが可能となる。よって、白、及びその他の色の発色性を向上させることができる。
【０１８０】
[電子機器]
次に、上記各実施形態の電気泳動表示装置を電子機器に適用した場合について説明する。
図２９は、本発明の電気泳動表示装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。
図２９（ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。
【０１８１】
図２９（ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１１０１を備えている。
【０１８２】
図２９（ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１２０２を備えている。
【０１８３】
例えば電子ブックや電子ペーパーなどは、白地の背景上に文字を繰り返し書き込む用途が想定されるため、消去時残像や経時的残像の解消が必要とされる。
なお、本発明の電気泳動表示装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。
【０１８４】
以上の電子ブック１０００、腕時計１１００及び電子ペーパー１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、カラー表示手段を備えた電子機器となる。
【０１８５】
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
【０１８６】
図３０は、電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図である。
上記した図２では、画素電極３５Ａから対向電極３７側に向かって負帯電粒子２６（Ｂｋ）の一部が移動して、移動した大多数の帯電粒子が対向電極３７に到達してその近傍に位置している。しかし実際には、図３０に示すように、画素電極３５Ａに所定のマイナス電圧が印加されると、画素電極３５Ａを離れた帯電粒子のすべてが対向電極３７に到達するのではなく、画素電極３５Ａと対向電極３７との間の分散媒２１（Ｔ）中に位置（浮遊）する負帯電粒子２６（Ｂｋ）もいくつか存在する。この場合においても、透明な分散媒２１（Ｔ）中に位置する黒色の負帯電粒子２６（Ｂｋ）を含めた、対向電極３７側から見た実効的な粒子の分布面積により階調や混色を表現する。
【０１８７】
図３１（ａ），（ｂ）は、電圧印加時における帯電粒子の分布状態を示す図であって、（ａ）はプラス電圧印加時、（ｂ）はマイナス電圧印加時の様子を示している。
全ての帯電粒子を画素電極３５近傍、あるいは対向電極３７近傍に移動させるためには、ある程度長い時間又は大きな電圧を印加する必要がある。
図３１（ａ）に示すように、画素電極３５Ａに対するプラス電圧ＶＨの印加時間が短い場合は、全ての負帯電粒子２６（Ｂｋ）が画素電極３５側へと移動しきらず、一部の負帯電粒子２６（Ｂｋ）が分散媒２１（Ｔ）中に位置することになる。また、図３１（ｂ）に示すように、画素電極３５Ａへのマイナス電圧ＶＬの印加時間が短い場合には、全ての負帯電粒子２６（Ｂｋ）が対向電極３７側へと移動しきらず、一部の負帯電粒子２６（Ｂｋ）が分散媒２１（Ｔ）中に位置することになる。
この場合においても、分散媒２１（Ｔ）中の負帯電粒子２６（Ｂｋ）を含めた対向電極３７側から見た実効的な粒子の分布面積により階調や混色を表現する。
【０１８８】
以上のように、一部の帯電粒子が分散媒中に位置していても、電気泳動表示装置の動作は可能である。これは、１画素中に互いに独立して駆動される２種の画素電極を用いた場合も同様である。
【０１８９】
図３２は、１画素におけるレイアウトの変形例（図７に示す構成の変形例）を示す断面図である。
図３２に示すように、ここでは、素子基板３００の最上層に島状の画素電極３５を用いない構成となっており、それ以外は先の実施形態と同様である。
本実施例では、第１基板３０上に積層された層間絶縁膜４２，４３を共に貫通するようにして形成された貫通孔７１内において、接続電極４４（４４Ａ，４４Ｂ）の一部が露出している。層間絶縁膜４２，４３には、接続電極４４を部分的に露出させるための貫通孔７１が多数形成されている。具体的には、トランジスタＴＲ（ＴＲ１，ＴＲ２）のドレイン電極４１ｄに接続された接続電極４４（４４Ａ，４４Ｂ）と重なるようにこれらの形状に倣って多数の貫通孔７１が所定の間隔をおいて形成されており、各貫通孔７１を介して接続電極４４（４４Ａ，４４Ｂ）が部分的に露出する構成となっている。これら多数の貫通孔７１内で露出する接続電極４４（４４Ａ，４４Ｂ）の一部は、先の実施形態で用いた島状の画素電極３５（３５Ａ，３５Ｂ）と同様の機能を果たすものであり、電気泳動層３２と接している。このような構成であっても、電気泳動表示装置としての動作は、先の実施形態と同様である。
【０１９０】
このような構成において、例えば、接続電極４４にマイナス電圧ＶＬを印加すると、図３１に示すような正帯電粒子２７（Ｗ）が貫通孔７１内で露出している接続電極４４に引き寄せられるようにして、貫通孔７１内へ入り込むことになる。このため、接続電極４４への電圧の印加をやめた場合でも多数の正帯電粒子２７（Ｗ）が貫通孔５１内に保持されるので、非電圧印加状態へ移行した際の粒子同士の広がりを防止することができる。
【０１９１】
ここで、接続電極４４は、必ずしも絶縁膜から露出させなくてもよい。たとえば、図３２では、層間絶縁膜４２，４３を共に貫通させて接続電極４４を露出させる構成としたが、層間絶縁膜４３のみを貫通させて、層間絶縁膜４２を残しておく構成としても良い。この構成であっても、層間絶縁膜４３が除去された部分はこれが存在する他の領域よりも層間絶縁４２での電圧降下が少なく、より効率的に電気光学材料に電圧を印加することができる。このため、層間絶縁膜４２のみに形成された貫通孔の直下に存在する接続電極４４の一部が、実効的に画素電極として機能することになる。
また、図３２に示したように画素電極３５を別層で設けない場合は、少なくとも貫通孔７１内の接続電極４４の表面の材料を対向電極３７と同一材料とする事が信頼性の点から好ましい。
【０１９２】
なお、上記した画素電極３５Ａ，３５Ｂ、制御電極４５を構成する材料は透明電極に限らない。金属等の他の無機、有機材料を用いてもよい。また、画素電極に反射性を持たせてもよい。
また、以上の説明は電気泳動を用いた表示装置について説明したが、現実にはその中に誘電泳動が含まれることもある。両者が混在する場合は厳密にそれらを分離することは困難である。その場合も本願の説明と同様の現象が発生する場合は本願の１事例と考える事が出来る。
また、粒子２６，２７等の移動により生じる分散媒２１の移動により粒子の移動が補助され、移動しやすくなる事もあるが、この場合も上記と同様である。
【符号の説明】
【０１９３】
５  表示部、Ｃ  領域、１３,１４,１７,１８,２３,８３,９３Ａ  制御電極（第１制御電極）、１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｄ, １４Ａ,１７Ａ,２３Ａ  開口、１７ａ  制御枝部、１７ｂ  共通部、２１  分散媒、２６  負帯電粒子、２７  正帯電粒子、２８  無帯電粒子、２９  透明粒子、３０  第１基板、３１  第２基板、３２  電気泳動層、３５Ａ  画素電極（第１電極）、３５Ｂ  画素電極（第３電極）、３７  対向電極（第２電極）、４０,４０Ａ,４０Ｂ  画素、４１ａ  半導体層、４１ｂ  ゲート絶縁膜、４１ｃ  ソース電極、４１ｄ  ドレイン電極、４１ｅ  ゲート電極、４２,４３  層間絶縁膜、４４Ａ,４４Ｂ  接続電極、４５  層間絶縁膜、６１  走査線駆動回路、６２  データ線駆動回路、６６  走査線、６６Ａ  第１走査線、６６Ｂ  第２走査線、６８Ａ  データ線、６８Ｂ  データ線、８５Ａ  画素電極、８５Ｂ  画素電極、Ｈ１,Ｈ２  コンタクトホール、Ｔ１  第１プリセット期間、Ｔ２  画像表示期間、Ｔ３  第２プリセット期間、ＶＨ  プラス電圧、ＶＬ,Ｖｌ  マイナス電圧、１００  電気泳動表示装置、３００  素子基板、３１０  対向基板、ＴＲ１  選択トランジスタ、ＴＲ２  選択トランジスタ、１０００  電子ブック（電子機器）、１１００  腕時計（電子機器）、１２００  電子ペーパー（電子機器）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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