(57)【要約】  従来の内部全反射型画像表示装置は、単一電荷の可動粒子で構成され、２つの異なる光学状態で構成される情報を表示することが可能である。本明細書に記載される反射型画像表示装置の実施形態は、電荷状態および光学特性が異なる粒子を多電極アレイと組みわせて備える。これにより、少なくとも３つの異なる光学状態で構成される情報を表示することが可能となり得る。
2018512078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための方法であって、
透明前面シートの第１面において１つ以上の入射光線を受光するステップであって、前記前面シートが屈折率を有するステップと、
前記第１電極に隣接する領域に複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、第２電極および第３電極に隣接する領域に複数の第２の電気泳動可動粒子を誘導することにより、第１光学状態を形成するステップと、
前記第１電極に隣接する前記領域に前記複数の第２の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記領域に前記複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導することにより第２光学状態を形成するステップと、
前記第２電極に隣接する領域に前記複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、前記第３電極に隣接する領域に前記第２の複数の電気泳動可動粒子を誘導することにより、第３光学状態を形成するステップと
を含む画像を表示するための方法。
【請求項２】
前記第１光学状態は、前記複数の第１の電気泳動可動粒子によって前記１つ以上の入射光線を実質的にまたは選択的に吸収し、それにより、前記第１の電気泳動可動粒子の光学特性を発揮させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２光学状態は、前記複数の第２の電気泳動可動粒子によって前記１つ以上の入射光線を実質的にまたは選択的に吸収し、それにより、前記第２の電気泳動可動粒子の光学特性を発揮させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第３光学状態は、前記１つ以上の入射光線を内部完全反射させて、明光学状態または輝光学状態を生じさせることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記透明前面シートの前記第１面において前記１つ以上の光線を受光し、前記透明前面シートの第２面において前記１つ以上の光線を出射させるステップをさらに含み、前記第２面は複数の半球状または凸状突出部を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１電極に第１電圧でバイアスをかけ、前記第２電極および第３電極のそれぞれに第２電圧でバイアスをかけるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１電極に第１電圧でバイアスをかけ、前記第２電極に第２電圧でバイアスをかけ、前記第３電極に第３電圧でバイアスをかけるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
極性が実質的に逆である前記第２バイアス電圧および前記第３バイアス電圧を与えるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
多電極表示装置であって、
その第１面において１つ以上の入射光線を受光する透明前面シートであって、屈折率を有する前面シートと、
前記前面シートに近接して配置された第１電極と、
前記第１電極に面し、該第１電極との間にキャビティを形成する背面支持体と、
前記キャビティに隣接して配置された第２電極と、
前記第２電極および前記キャビティに隣接して配置された第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれと通信を行うコントローラであって、前記コントローラが、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を独立して起動して、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射を生じさせることにより、前記キャビティから前記入射光線を実質的に排除するか、または内部全反射のフラストレーションを生じさせるように構成されているコントローラと
を備える多電極表示装置。
【請求項１０】
前記第２電極および前記第３電極は、互いに隣接して配置されている、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２電極および前記第３電極は、インターディジタル化電極のアレイとして配置されている、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記複数の突出部のうちの少なくとも１つが半球状突出部または凸状突出部を形成している、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１３】
第１の複数の電気泳動可動粒子および第２の複数の電気泳動可動粒子のうちの少なくともいずれかをさらに備え、前記第１の電気泳動可動粒子は第１電荷を有し、前記第２の電気泳動可動粒子は第２電荷を有する、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１電荷および前記第２電荷は、極性が逆である、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記第１電極に隣接する前記第１の電気泳動可動粒子を移動させるとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させることにより、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれに独立してバイアスをかけて、内部全反射（ＴＩＲ）を変調させるようにさらに構成されている、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記第２電極に隣接する前記第１の電気泳動可動粒子を移動させるとともに、前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させることにより、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれに独立してバイアスをかけて、内部全反射（ＴＩＲ）をもたらすようにさらに構成されている、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記前面シートは、その第２面に複数の突出部をさらに備える、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの少なくとも１つの上方に形成された誘電体層をさらに備える、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１９】
多電極表示装置であって、
その第１面において１つ以上の入射光線を受光し、その第２面において前記１つ以上の光線を出射させる透明前面シートと、
画素であって、
前記前面シートの前記第２面にまたはその付近に配置された第１電極と、
前記第１電極との間にキャビティを形成するように配列された第２電極および第３電極であって、前記第１電極と前記第２電極とが配列されている、第２電極および第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれと通信を行うコントローラであって、前記コントローラが、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を独立して起動して、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射を生じさせることにより、前記キャビティから前記入射光線を実質的に排除するか、または内部全反射のフラストレーションを生じさせるように構成されているコントローラと
を備える多電極表示装置。
【請求項２０】
前記キャビティ内に配置された液状媒体をさらに含む、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記媒体内に配置された第１の電気泳動可動粒子および第２の電気泳動可動粒子のうちの少なくとも１つをさらに備え、前記第１の電気泳動可動粒子は第１電荷極性を有し、前記第２の電気泳動可動粒子は第２電荷極性を有する、請求項２０に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を、前記第１の電気泳動可動粒子を前記第１電極に引き寄せるように作動させ、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射のフラストレーションを生じさせるとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させるように構成されている、請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記第２電極および前記第３電極は、アレイを形成するように配列されている、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記第１電極を有する画素を形成するように、碁盤目状に配列された複数の第２電極および第３電極をさらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つを覆う誘電体層をさらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記第２電極および前記第３電極を実質的に逆のバイアスで作動させるように構成されている、請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記第１電極および前記第２電極を実質的に逆のバイアスで作動させるように構成されている、請求項１９に記載の表示装置。 
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１５年２月１２日出願の米国仮出願第６２／１１５，３６１号の出願日の利益を主張するものであり、その全ての内容を参照により本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、内部全反射に基づく画像表示装置のための方法および装置に関する。具体的には、本開示の一実施形態は、多電極設計を用いて、少なくとも３つの異なる色状態で構成される画像を表示することが可能な反射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の単一粒子内部全反射（ＴＩＲ）型画像表示装置における光変調は、複数の光吸収性電気泳動可動粒子を、この電気泳動媒体全体に電圧を印加した状態で、凸状突出部を備える前面シートの表面においてエバネッセント波領域の内部または外部に移動させることによって制御される。これらの粒子は、単一の光学特性を持つ正または負のいずれかの電荷を有し得る。この表示装置の第１光学状態は、入射光線が当該可動粒子によって吸収されるエバネッセント波領域に上記粒子が引き付けられる場合に形成され得る（暗状態と称する）。第２光学状態は、背面電極へ向けて上記粒子をエバネッセント波領域の外部に移動させ、それによって光線が内部全反射され、明状態または輝状態が形成される場合に表示され得る。
【０００４】
本願は、逆の電荷極性と、少なくとも３つの異なる光学状態を形成することが可能な異なる光学特性とを有する複数の粒子を備える二粒子ＴＩＲ画像表示装置を示す。ＴＩＲは、電圧バイアスを印加することおよび複数の正に帯電した粒子または複数の負に帯電した粒子のいずれかをエバネッセント波領域の内部に移動させることにより、光吸収状態すなわち暗状態を生じさせるように妨げられ得る。第３光学状態は、複数の粒子の両方をエバネッセント波領域の外部に移動させることによって形成され得る。本開示は、多電極表示装置アーキテクチャをさらに示すものである。電荷極性が逆でありかつ光学特性が異なる粒子の組み合わせを多電極表示装置アーキテクチャと組み合わせることにより、本明細書に記載される、複数の色を用いて画像を表示することが可能なＴＩＲ画像表示装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本開示のこれらおよび他の実施形態について、以下の例示的かつ非限定的な図面を参照して説明する。図面において、類似の要素には同様の符号を付す。
【０００６】
図１Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【０００７】
図１Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【０００８】
図１Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを有する内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【０００９】
図２Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１０】
図２Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１１】
図２Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１２】
図３Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１３】
図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１４】
図３Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。
【００１５】
図４は、本開示の実施形態を実現するための例示的なシステムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書に記載される例示的な実施形態は、少なくとも３つの異なる色を表示することが可能な内部全反射型に基づく画像表示装置を示す。１つの例示的な実施形態において、本開示は、電荷極性および色が異なる第１の複数の電気泳動可動粒子および第２の複数の電気泳動可動粒子と、独立して制御され得る３つの電極とを備える、内部全反射に基づいた画像表示装置を提供する。上記第１の複数の粒子をエバネッセント波領域の内部に移動させ得る場合、第１の色が示され得る。上記第２の複数の粒子をエバネッセント波領域の内部に移動させ得る場合、第２の色が示され得る。上記第１の複数の粒子および第２の複数の粒子の両方をエバネッセント波領域の外部に移動させ得る場合、第３の色が示され得る。
【００１７】
図１Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面を概略的に示す。図１Ａの表示装置１００は、複数の部分的に埋め込まれた高屈折率の透明半球状ビーズ１０４を内側表面に含む透明前面シート１０２と、半球状ビーズの表面にある、接地された透明前面電極層１０６と、背面支持体１０８とを備える。背面支持体１０８は、薄膜トランジスタまたはパターニングされた電極アレイなどに含まれるもののような２つの背面電極１１０および１１２と、前面電極および背面電極を接続する電圧源  （図示せず）とをさらに備えていてもよい。
【００１８】
あるいは、透明前面シート１０２は、凸状突出部を有する連続した高屈折率透明シートを形成していてもよい。凸状突出部は、図１Ａに示すような半球状突出部の形状であってもよい。前面シート１０２は、ポリカーボネートなどのポリマーを含んでいてもよい。前面電極１０６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、BaytronTM、導電性ナノ粒子、金属ナノワイヤ、グラフェンもしくは他の導電性炭素同素体などの透明導電性材料、または実質的に透明なポリマーに分散されたこれらの材料の組み合わせを含んでいてもよい。
【００１９】
背面電極１１０、１１２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、導電性粒子、金属ナノワイヤ、BaytronTM、グラフェンもしくは他の導電性炭素同素体などの導電性材料、またはポリマーもしくは金属系導電性材料（例えば、アルミニウム、金または銀）に分散したこれらの組み合わせを含んでいてもよい。背面電極１１０、１１２は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ、直接駆動式のパターニングされた電極アレイまたはパッシブマトリックス電極アレイのうちの１つまたは複数を備えていてもよい。
【００２０】
前面電極１０６と背面電極１１０、１１２とによって形成されるキャビティ内には、不活性で低屈折率の空気媒体または流体媒体１１４が含まれていてもよい。媒体１１４は、炭化水素であってもよい。例示的な実施形態において、媒体１１４は、フッ化炭化水素またはペルフルオロ化炭化水素であってもよい。例示的な実施形態において、媒体３２２は、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社より入手可能なペルフルオロ化炭化水素液である、FluorinertTMであってもよい。
【００２１】
媒体１１４は、複数の懸濁した光吸収性電気泳動可動粒子１１６、１１８をさらに含んでいてもよい。例示的な実施形態において、媒体１１４は、前面シート１０２よりも低い屈折率を有する。前面電極１０６と背面電極１１０、１１２との間に形成されるキャビティは、前面電極および背面電極との間隙の大きさを制御するためのビーズなどのスペーサユニット（図示せず）をさらに含んでいてもよい。スペーサユニットは、ガラス、金属または有機ポリマーを含んでいてもよい。
【００２２】
可動粒子１１６は、第１電荷極性および第１光学特性（例えば、色）を有する。可動粒子１１８は、極性が逆である第２電荷および第２光学特性を含む。粒子１１６または１１８は、可視スペクトルの任意の色、または特定の濃淡または色相を付与する色の組み合わせであってもよい。粒子１１６、１１８は、有機材料もしくは無機材料または有機材料と無機材料との組み合わせで形成されていてもよい。粒子１１６、１１８は、染料もしくは顔料またはこれらの組み合わせであってもよい。粒子１１６、１１８は、カーボンブラック、金属または金属酸化物のうちの少なくとも１つであってもよい。これらの粒子は、ポリマー被覆を有していてもよい。一実施形態において、図１Ａの表示装置１００に示す粒子１１６は正の電荷極性で構成されてもよく、一方、粒子１１８は負の電荷極性で構成される。
【００２３】
表示装置１００の例示的な実施形態は、透明前面電極１０６の表面に位置し、かつ透明前面電極１０６と媒体１１４との間に配置される、必要に応じて設けられる誘電体層１２０をさらに備える。図１Ａは、誘電体層１２２が背面電極１１０、１１２と媒体１１４との間に配置された表示装置１００の背面電極１１０、１１２の表面上の誘電体層１２２を示す。背面電極上に誘電体層を備えることは任意であり、背面電極の組成に依存し得る。誘電体層は、前面電極層１０６および背面電極層１１０、１１２のうちの一方または両方を保護するために用いてもよい。誘電体層は、実質的に均一で、連続しており、かつ欠陥の無い、厚さが少なくとも約２０ナノメートルの層であってもよい。誘電性化合物の種類は、有機であっても無機であってもよい。最も一般的な無機誘電材料は、集積チップにおいて一般的に用いられる二酸化ケイ素である。有機誘電材料は、典型的には、ポリイミド、フルオロポリマー、ポリノルボルネンおよび極性基を有しない炭化水素系ポリマーといってポリマーである。例示的な実施形態において、誘電体層はパリレンを含む。別の実施形態において、誘電体層はハロゲン化パリレンを含む。他の有機誘電材料もしくは無機誘電材料またはそれらの組み合わせを誘電体層に用いてもよい。
【００２４】
誘電体層は、それぞれ、少なくとも８０ナノメートルの厚さを有していてもよい。例示的な実施形態において、厚さは約８０〜２００ナノメートルである。有利には、パリレンは低い比誘電率を有しているので、ピンホールリーク路を有することなく２０ナノメートルもの細さにすることができる。このような特徴により、単位面積当たりの静電容量が比較的高い表示装置構造が得られる。静電容量が高いということは、単位面積当たりに必要な数の帯電可動粒子が、厚さがより大きいかあるいは比誘電率がより低い場合よりも低い電圧でパリレンに引き付けられ得るということを意味する。
【００２５】
図１Ａを再び参照すると、表示装置１００は、第１光学状態にある表示装置の画素示している。この光学状態は、第１光学特性の負に帯電した粒子１１８によって入射光線が吸収されることによって生じ得る。この状態において、正に帯電した電気泳動可動粒子１１６は、印加電圧バイアスの影響下で、背面電極の表面１１０、１１２に向けて移動され得る。図１Ａに示す例において、背面電極１１０、１１２は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、−５Ｖは例示目的でのみ示されているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。負に帯電した粒子１１８は、ＴＩＲが妨げられ、入射光線が吸収されるように、＋５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する接地された前面電極表面１０６に隣接する前面誘電体層に接近移動させて、エバネッセント波領域の内部に移動させることができる。このことは、負に帯電した粒子１１８によって吸収され得る入射光線１２４および１２６によって示され、これにより、図１Ａの表示装置のうち観察者１２８によって観察される部分は、負に帯電した粒子１１８の光学特性（例えば、色）を呈する。
【００２６】
図１Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面図を概略的に示す。図１Ｂの表示装置１００は、先行する段落において図１Ａに示した表示装置と同様であるが、第２光学状態がどのように形成されるかを示している。図１Ｂの表示装置１００は、第２光学特性を有する正に帯電した粒子１１６によって入射光線が吸収されることによって生じる第２光学状態における表示装置の画素を示している。この状態において、負の電荷極性を有する電気泳動可動粒子１１８は、印加電圧バイアスの影響下で、背面電極表面１１０、１１２に隣接する誘電体層１２０に接近移動させることができる。図１Ｂに示す本例において、背面電極１１０、１１２は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、＋５Ｖは例示目的でのみ用いられているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。正の電荷極性の粒子１１６は、−５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する接地された前面電極表面１０６に隣接する前面誘電体層に接近移動させ、エバネッセント波領域の内部に移動させる。上記粒子がエバネッセント波領域に入り、ＴＩＲを妨げると、入射光線が吸収され得る。このことは、正に帯電した粒子１１６によって吸収され得る入射光線１３０および１３２によって示される。よって、図１Ｂの表示装置のうち観察者１２８によって観察される部分は、正に帯電した粒子１１６の光学特性（例えば、色）を呈し得る。
【００２７】
図１Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と３つの電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。図１Ｃの表示装置１００は、先行する段落において図１Ａ〜図１Ｂに示したものと同様であるが、第３光学状態がどのように形成されるかを示している。この状態において、正の電荷極性を有する可動粒子１１６は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ２の影響下で、背面電極１１２に向けて移動させることができる。負の電荷極性を有する可動粒子１１８は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ１の影響下で、背面電極１１０に向けて移動させることができる。図１Ｃの表示装置のこの状態において、０Ｖの電圧バイアスＶＧを有する接地された前面電極１０６付近のエバネッセント波領域には粒子は存在しない。代わりに、入射光線１３４および１３６は、それぞれ、反射光線１３８および１４０として再び観察者１２８に向かって内部完全反射され、明状態または輝状態を生じさせ得る。これにより、表示装置の第３光学状態が形成される。
【００２８】
図２Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面図を概略的に示す。図２Ａの表示装置２００は、先行する段落において説明した図１Ａ〜図１Ｃの表示装置１００と類似しているが、背面電極の設計が若干異なる。表示装置１００は、各画素に第１電極および第２電極を有する。図２Ａの表示装置２００は、３つ以上のインターディジタル化電極２４０、２４２のアレイを有する画素からなる。例示的な実施形態において、電極２４０、２４２は、交互に配列され得る。図２Ａ〜図２Ｃにおいて、背面電極２４２は網掛けで強調し、隣接する電極２４０と区別する。他の実施形態において、電極２４０、２４２は、任意の周期的な形態で配置されていてもよい。電極２４０、２４２は、背面支持体２０８によってさらに支持されていてもよい。第１の複数の電極２４０は第１トランジスタによって制御され、第２の複数の電極２４２は第２トランジスタによって制御されてもよい。それぞれの複数の電極２４０または２４２は、少なくとも２つの電極で構成されていてもよい。理想的には、電極２４０、２４２の幅は、画素の寸法を一定に保ちつつ、画素当たりの電極数が増加するにしたがって減少するのがよい。
【００２９】
各画素内に多数個の電極を有することにより、図２Ａの表示装置の設計のさらなる有利な特徴がもたらされ得る。多数個の電極は、媒体２１４と可動粒子２１６、２１８とを含むキャビティ内の横方向電界を減少させ得る。横方向電界を減少させることにより、上記粒子の横方向の動きおよび移動を減少させ得る。これにより、より均一な表示性能がもたらされ得る。図２Ａの前面誘電体層２０６と背面誘電体層２２２および背面電極２４０、２４２との間に形成されるキャビティは、前面電極と背面電極との間隙の大きさを制御するビーズなどのスペーサユニット（図示せず）をさらに備えていてもよい。
【００３０】
表示装置２００のこの例示的な実施形態は、透明前面電極２０６の表面に位置し、かつ透明前面電極２０６と媒体２１４との間に配置される誘電体層２２０を必要に応じてさらに備えていてもよい。前面電極２０６は、複数の突出部２０４が存在する透明前面シート２０２の内部側に位置している。図２Ａは、誘電体層が背面電極２４０、２４２と媒体２１４との間に配置された表示装置２００における背面電極２４０、２４２の表面にある誘電体層２２２を示す。背面電極上に誘電体層を有することもまた任意であり、背面電極の組成に依存し得る。誘電体層は、それぞれ、厚さが少なくとも約２０ナノメートルの均一な層であってもよい。誘電性化合物の種類は、有機であっても無機であってもよい。最も一般的な無機誘電材料は、集積チップにおいて一般的に用いられる二酸化ケイ素である。有機誘電材料は、典型的には、ポリイミド、フルオロポリマー、ポリノルボルネンおよび極性基を有しない炭化水素系ポリマーなどのポリマーである。例示的な実施形態において、誘電体層はパリレンを含む。別の実施形態において、誘電体層は、ハロゲン化パリレンを含む。他の有機誘電材料もしくは無機誘電材料またはそれらの組み合わせを誘電体層に用いてもよい。
【００３１】
誘電体層は、少なくとも８０ナノメートルの厚さを有していてもよい。例示的な実施形態において、厚さは約８０〜２００ナノメートルである。有利には、パリレンは低い比誘電率を有しているので、ピンホールリーク路を有することなく２０ナノメートルもの細さにすることができる。このような特徴により、単位面積当たりの静電容量が比較的高い表示装置構造が得られる。静電容量が高いということは、要求される単位面積当たりに必要な数の帯電可動粒子が、厚さがより大きいかあるいは比誘電率がより低い場合よりも低い電圧でパリレンに引き付けられ得るということを意味する。
【００３２】
図２Ａを再び参照すると、表示装置２００は、第１光学状態における表示装置の画素を示す。この光学状態は、負の電荷極性と第１光学特性とを有する粒子２１８によって入射光線が吸収されることによって生じ得る。この状態において、正の電荷極性を有する電気泳動可動粒子２１６は、印加電圧バイアスの影響下で、複数の背面電極２４０、２４２に接近移動させることができる。複数の電極２４０および２４２は、インターディジタル化されていてもよいが、これは表示装置２００の動作に必要ではない。図２Ａに示す例において、背面電極２４０、２４２は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、−５Ｖは例示目的でのみ示されているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。負に帯電した粒子２１８は、ＴＩＲが妨げられ、入射光線が吸収され得るように、＋５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する前面電極表面２０６に接近移動させ、エバネッセント波領域の内部に移動させることができる。このことは、負に帯電した粒子２１８によって吸収され得る入射光線２４４および２４６によって示される。よって、図２Ａの表示装置のうち観察者２２８によって観察される部分は、負の電荷極性を有する粒子２１８の光学特性（例えば、色）を呈する。
【００３３】
図２Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面を概略的に示す。図２Ｂの表示装置２００は、先行する段落において図２Ａに示すものと同様であるが、第２光学状態を示している。図２Ｂの表示装置２００は、正の電荷極性と第２光学特性とを有する粒子２１６によって入射光線が吸収されることによって生じる第２光学状態における表示装置の画素を示している。この状態において、負の電荷極性を有する電気泳動可動粒子２１８は、印加電圧バイアスの影響下で、背面電極２４０、２４２に向かって移動させられている。図２Ｂに示す例において、背面電極２４０、２４２は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、＋５Ｖは例示目的でのみ用いられているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。正に帯電した粒子２１６は、−５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する接地された前面電極表面２０６に隣接するエバネッセント波領域に接近移動させることができる。この位置において、粒子２１６は、ＴＩＲを妨げ、入射光線を吸収することができる。このことは、正に帯電した粒子２１６によって吸収された図２Ｂの入射光線２４８および２５０によって示されている。よって、図２Ｂの表示装置のうち観察者２２８によって観察される部分は、正の電荷極性を有する粒子２１６の光学特性（例えば、色）を呈する。
【００３４】
図２Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子とインターディジタル化背面電極とを備える内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。図２Ｃの表示装置２００は、先行する段落において図２Ａ〜２Ｂに示したものと同様であるが、第３光学状態を示している。この状態において、正に帯電した可動粒子２１６は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ１の影響下で、背面電極２４０に接近移動させることができる。負に帯電した可動粒子２１８は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ２の影響下で、背面電極２４２に接近移動させられている。図２Ｃの表示装置のこの状態において、０Ｖの電圧バイアスＶＧを有する接地された前面電極２０６付近のエバネッセント波領域には粒子が存在し得ない。代わりに、入射光線２５２および２５４は、それぞれ、反射光線２５６および２５８として、観察者２２８に向かって再び内部全反射され、明状態または輝状態が生じる。これが表示装置の第３光学状態である。
【００３５】
図３Ａは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第１光学状態における一部の断面を概略的に示す。図３Ａの表示装置３００は、先行する段落において説明した表示装置１００および２００と類似しているが、背面電極の設計が異なる。表示装置１００は、各画素に第１電極および第２電極を有する。表示装置２００は、アレイの１つの画素にそれぞれが３つ以上の複数の電極２４０および２４２を含む。表示装置３００は、背面支持体層３０８によって支持され得る複数の少なくとも２つの電極３６０および３６２で構成されてもよい。図３Ａ〜図３Ｃにおいて、電極３６０にはシェーディングが施され、電極３６２は網掛けによって強調されている。さらに、光線を通過させることが可能な透明領域３６４が、電極３６０と電極３６２との間に位置していてもよい。例示的な実施形態において、領域３６４は、ガラス、プラスチックまたは他の実質的に透明な材料であってもよい。他の実施形態において、領域３６４にはいかなる材料も存在しなくてもよい。領域３６４は、高反射率の充填材から形成されていてもよい。表示装置３００は、光反射層３６６をさらに含んでいてもよい。反射層３６６は、背面支持体層３０８と複数の電極３６０、３６２および透明領域３６４を含む層との間に位置していてもよい。第１の複数の電極３６０は第１トランジスタによって制御され、第２の複数の電極３６２は第２トランジスタによって制御されてもよい。複数の電極３６０または３６２のそれぞれは、３つ以上の電極で構成され、インターディジタル化されていてもよい。電極３６０、３６２の幅は、画素の寸法を一定に維持しつつ、１画素当たりの電極数が増加するにつれて減少し得る。
【００３６】
各画素内の多数個の電極を有することにより、図３Ａの表示装置の設計のさらなる有利な特徴がもたらされ得る。多数個の電極は、媒体３１４と可動粒子３１６、３１８とを含むキャビティ内の横方向電界を減少させ得る。横方向電界を減少させることにより、上記粒子の横方向の動きおよび移動を減少させ得る。これにより、より均一な表示性能がもたらされ得る。反射性の前面電極３０６と背面電極３６０、３６２および透明領域３６４との間に形成されるキャビティは、前面電極および背面電極との間隙の大きさを制御するためのビーズなどのスペーサユニット（図示せず）をさらに含んでいてもよい。
【００３７】
背面電極３６０および３６２と反射層３６６との間の空間および領域３６４により、図３Ａに示す表示装置の設計にさらなる有利な特徴がもたらされる。半球状突出部などの凸状突出部を備える前面シートを有する従来のＴＩＲ画像表示装置には、「暗瞳（dark pupil）」の問題がある。表示装置の反射率は、入射光線が各突出部の中央の暗瞳領域を通過する際、内部全反射されるかわりに低下し得る。本明細書に記載される発明において、暗瞳領域を通過し得る光線は、反射層１６６によって反射され得る。反射された光線は、次いで、観察者３２８に向かって再び反射され、これにより表示装置３００の反射率が向上し得る。背面電極３６０および３６２の間の領域３６４は、さらに、凸状突出部に対して整列させるかまたは位置合わせしてもよい。例えば、領域３６４は、１つの半球状突出部または１つの列の半球状突出部に対して整列させてもよい。
【００３８】
表示装置３００の例示的な実施形態は、透明前面電極３０６の表面に位置し、かつ透明前面電極３０６と媒体３１４との間に配置される、必要に応じて設けられる誘電体層３２０をさらに備えていてもよい。図３Ａは、背面電極３６０、３６２の表面の誘電体層３２２を示す。誘電体層３２２は、誘電体層が背面電極３６０、３６２と透明領域３６４および媒体３１４との間に配置されるように、表示装置３００の透明領域３６４に位置していてもよい。背面電極上に誘電体層を備えることは任意であり、背面電極の組成に依存し得る。誘電体層は、それぞれ、厚さが少なくとも約２０ナノメートルの均一な層であってもよい。誘電性化合物の種類は、有機であっても無機であってもよい。最も一般的な無機誘電材料は、集積チップにおいて一般的に用いられる二酸化ケイ素である。有機誘電材料は、典型的には、ポリイミド、フルオロポリマー、ポリノルボルネンおよび極性基を有しない炭化水素系ポリマーなどのポリマーである。例示的な実施形態において、誘電体層はパリレンを含む。別の実施形態において、誘電体層は、ハロゲン化パリレンを含む。他の有機誘電材料もしくは無機誘電材料またはそれらの組み合わせを誘電体層に用いてもよい。
【００３９】
誘電体層は、それぞれ、少なくとも８０ナノメートルの厚さを有していてもよい。例示的な実施形態において、厚さは約８０〜２００ナノメートルである。有利には、パリレンは低い比誘電率を有するので、ピンホールリーク路を有することなく２０ナノメートルもの細さにすることができる。このような特徴により、単位面積当たりの静電容量が比較的高い表示装置構造が得られる。静電容量が高いということは、単位面積当たりに必要な数の帯電可動粒子が、厚さがより大きいかあるいは比誘電率がより低い場合よりも低い電圧でパリレンに引き付けられ得るということを意味する。
【００４０】
図３Ａを再び参照すると、表示装置３００は、第１光学状態における表示装置の画素を示している。この光学状態は、負の電荷極性および第１光学特性を有する粒子３１８によって光線が吸収されることにより生じ得る。この状態において、正の電荷極性を有する電気泳動可動粒子３１６は、印加電圧バイアスの影響下で、複数の背面電極表面３６０、３６２に隣接する誘電体層３２２に接近移動させることができる。理想的には、複数の電極３６０および３６２はインターディジタル化されていてもよいが、表示装置３００の動作には必要ではない。図３Ａに示す本例において、背面電極３６０、３６２は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、−５Ｖは例示目的でのみ示されているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。負に帯電した粒子３１８は、＋５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する接地された前面電極表面３０６に隣接する前面誘電体層に接近移動させることができる。前面電極３０６は、複数の突出部３０４の表面にある透明な前面シート３０２の内側表面に位置する。この位置において、粒子３１８は、エバネッセント波領域に進入し、入射光線を吸収し、ＴＩＲを妨げることができる。このことは、負に帯電した粒子３１８によって吸収され得る図３Ａの入射光線３６８および３７０によって示され、これにより、図３Ａの表示装置のうち観察者３２８によって観察される部分は、負に帯電した粒子３１８の光学特性（例えば、色）を呈し得る。
【００４１】
図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第２光学状態における一部の断面を概略的に示す。図３Ｂの表示装置３００は、先行する段落において図３Ａに示した表示装置と同様であるが、第２光学状態がどのように形成されるかを示している。図３Ｂの表示装置３００は、正の電荷極性および第２光学特性を有する粒子３１６によって入射光線が吸収されることにより生じる第２光学状態における表示装置の画素を示している。この状態において、負の電荷極性の電気泳動可動粒子３１８は、印加電圧バイアスの影響下で、複数の背面電極表面３６０および３６２に隣接する、必要に応じて設けられる誘電体層３２２に接近移動させることができる。図３Ｂに示す例において、背面電極３６０、３６２は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ１およびＶ２をそれぞれ有し得る（ただし、＋５Ｖは例示目的でのみ用いられているので、様々な大きさの他の電圧バイアスが印加され得る）。正の電荷極性を有する粒子１１６は、ＴＩＲが妨げられ、入射光線が吸収され得るように、−５Ｖのバイアス（ＶＧ）を有する接地された前面電極表面１０６に隣接する前面誘電体層に接近移動させ、エバネッセント波領域の内部に移動させることができる。このことは、正に帯電した粒子３１６によって吸収され得る入射光線３７２および３７４によって示される。よって、図３Ｂの表示装置のうち観察者３２８によって観察される部分は、正に帯電した粒子３１６の光学特性（例えば、色）を呈する。
【００４２】
図３Ｃは、本開示の一実施形態に係る、逆極性に帯電した粒子と、インターディジタル化背面電極と、反射層とを備える内部全反射型画像表示装置の第３光学状態における一部の断面を概略的に示す。図３Ｃの表示装置３００は、先行する段落において図３Ａ〜図３Ｂに示したものと同様であるが、第３光学状態を示している。この状態において、正の電荷極性を有する可動粒子３１６は、−５Ｖの印加電圧バイアスＶ2の影響下で、背面電極３６２に接近移動させることができる。負の電荷極性を有する可動粒子３１８は、＋５Ｖの印加電圧バイアスＶ1の影響下で、背面電極３６０（図３Ｃにおいて背面電極にはシェーディングが施されている）に隣接する誘電体層３２２に接近移動させることができる。図３Ｃの表示装置のこの状態において、０Ｖの電圧バイアスＶＧを有する接地された前面電極３０６に隣接する前面誘電体層３２０付近のエバネッセント波領域には粒子が存在しない。代わりに、入射光線３７６および３７８は、それぞれ、反射光線３８０および３８２として、観察者３２８に向かって再び内部全反射され、明状態または輝状態が生じる。これが表示装置３００の第３光学状態である。この第３光学状態において、入射光線を吸収する粒子がエバネッセント波領域に存在しないので、領域３６４および反射層３６６は、反射率をさらに向上させることができる。この状態において、内部全反射されない光線は、前面シート３０２の突出部の中央を通過し、層３６６によって観察者３２８に向かって再び反射され得る。
【００４３】
図１Ａ〜２Ｃ、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３Ａ〜図３Ｃに示され、先行する段落に記載される表示装置１００、２００および３００において、それぞれの表示装置において３つの光学状態について説明した。なお、中間グレー状態の連続は、本明細書に記載される反射型画像表示装置によって表示も可能である。例えば、印加電圧バイアスの大きさおよび電圧バイアスが印加される期間を変化させることにより、ＴＩＲの部分的なフラストレーションのみを粒子の一部によって行うことができる。
【００４４】
いくつかの実施形態において、多孔質反射層を、本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置と組み合わせて用いてもよい。多孔質反射層は、前面電極層と背面電極層との間に介在されていてもよい。他の実施形態において、背面電極は多孔質電極層の表面に位置していてもよい。多孔質反射層は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミドもしくは他のいくつかのポリマー材料などのトラックがエッチングされたポリマー材料、または厚さが少なくとも１０ミクロンのガラスで形成されていてもよい。フィルムの多孔性により、電気泳動可動粒子が孔を通過することが可能となる。多孔質反射層における孔の平均直径は、可動粒子の平均直径より実質的に大きくてもよい（例えば、約１０倍大きい）。多孔質反射層における孔は、可動粒子が孔が実質的に妨害されることなく通過することが可能となるよう、多孔質反射層の合計表面積の大きな割合（例えば、少なくとも１０％）を占めてもよい。
【００４５】
本発明のためのさまざまな制御機構は、ソフトウェアおよび／またはファームウェアによって完全にまたは部分的に実施され得る。このソフトウェアおよび／またはファームウェアは、非過渡的（non-transitory）なコンピュータ可読記憶媒体内にまたはコンピュータ可読記憶媒体上に含まれる命令の形式をとってもよい。そして、これらの命令は、１つまたは複数のプロセッサによって読み取とられ、かつ実行されて、本明細書に記載される動作の実行が可能となる。上記命令は、ソースコード、コンパイルされたコード、解釈されたコード、実行可能なコード、静的コード、動的コードなどの任意の好適な形式であってもよい。このようなコンピュータ可読媒体は、１つまたは複数のコンピュータによって読み取り可能な形式で情報を格納するための有形の（tangible）非過渡的な媒体を備えてもよく、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリ等であるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
いくつかの実施形態において、命令を含む有形の非過渡的な機械可読記憶媒体を本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型表示装置と組み合わせて用いてもよい。他の実施形態において、有形の非過渡的な機械可読記憶媒体は、１つまたは複数のプロセッサとさらに組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
図４は、本開示の一実施形態に係る表示装置を制御するための例示的なシステムを示す。図４において、表示装置４００は、プロセッサ４３０とメモリ４２０とを有するコントローラ４４０によって制御される。開示される原理を逸脱することなく、他の制御機構および／または制御装置をコントローラ４４０に含めてもよい。コントローラ４４０は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを形成していてもよい。例えば、コントローラ４４０は、命令によってプログラムされたプロセッサ（例えば、ファームウェア）を形成していてもよい。プロセッサ４３０は、実際のプロセッサであっても仮想プロセッサであってもよい。同様に，メモリ４２０は、実際のメモリ（すなわち、ハードウェア）であっても、仮想メモリ（すなわち、ソフトウェア）であってもよい。
【００４８】
メモリ４２０は、表示装置４００を駆動するためにプロセッサ４３０によって実行される命令を格納していてもよい。上記命令は、表示装置４００を動作させるように構成されていてもよい。一実施形態において、上記命令は、電源４５０を介して表示装置４００（図示せず）に対応付けられたバイアス電極を含んでいてもよい。バイアス電圧がかかると、電極は、前面透明シートの内側表面の複数の突出部の表面に近接した領域に接近するかまたは離間するように電気泳動粒子を移動させ、それにより、前面透明シートの内側表面で光を吸収または受光してもよい。入射光を実質的にまたは選択的に吸収するために、電極に適切なバイアスを印加することにより、光吸収性可動粒子（例えば、図１Ａ〜図１Ｃの粒子１１６および１１８、図２Ａ〜図２Ｃの粒子２１６および２１８、図３Ａ〜図３Ｃの粒子３１６および３１８）を前面透明シートの内側表面の複数の突出部の表面に接近移動させ、エバネッセント波領域の内部に移動させてもよい。入射光を吸収することにより、暗状態または着色状態が生じる。電極に適切にバイアスをかけることにより、光吸収性可動粒子（例えば、図１Ａ〜図１Ｃの粒子１１６および１１８、図２Ａ〜図２Ｃの粒子２１６および２１８、図３Ａ〜図３Ｃの粒子３１６および３１８）は、入射光を反射させるために、前面透明シートの内側表面の複数の突出部の表面から離間させ、エバネッセント波領域の外部に移動させてもよい。入射光を反射することにより、明状態が生じる。
【００４９】
他の実施形態において、本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置は、少なくとも１つの側壁（横断壁（cross-walls）とも称することができる）をさらに含んでいてもよい。側壁は、粒子の沈殿、ドリフトおよび拡散を抑制して、表示性能および双安定性を向上させる。側壁は、光変調層内に位置していてもよい。側壁は、前面電極、背面電極または前面電極および背面電極の両方から完全にまたは部分的に延出していてもよい。側壁は、プラスチックまたはガラスを含んでいてもよい。側壁は、電気泳動可動粒子を閉じ込めるウェルまたは隔室（図示せず）を形成していてもよい。側壁または横断壁は、ウェルまたは隔室を、例えば、正方形状、三角形状、五角形状もしくは六角形状の形状またはこれらを組み合わせた形状に形成するように構成されてもよい。上記壁は、ポリマー材料を含んでもよく、また、フォトリソグラフィー、エンボス加工や成形を含む従来手法によってパターニングされていてもよい。上記壁は、可動粒子を閉じ込めて、表示性能の経時的に劣化につながり得る当該粒子の沈殿および移動を防止するのに役立つ。特定の実施形態において、表示装置は、液状媒体および可動粒子が存在する領域において前面電極および背面電極によって形成される間隙を完全に架橋する横断壁を備えていてもよい。特定の実施形態において、本明細書に記載される反射型画像表示装置は、液状媒体および可動粒子が存在する領域において前面電極および背面電極によって形成される間隙を部分的にのみ架橋する部分横断壁を含んでいてもよい。特定の実施形態において、本明細書に記載される反射型画像表示装置は、液状媒体および可動粒子が存在する領域において前面電極および背面電極によって形成される間隙を完全にまたは部分的に架橋し得る、横断壁および部分横断壁の組み合わせをさらに備えていてもよい。
【００５０】
本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置は、カラーフィルタアレイ層をさらに備えていてもよい。カラーフィルタアレイ層は、少なくとも１つまたは複数のレッド、グリーンおよびブルーまたはシアン、マゼンタおよびイエローのカラーフィルタを備えていてもよい。
【００５１】
本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置は、指向性フロントライトシステム（front light system）をさらに備えていてもよい。指向性フロントライトシステムは、光源と、光導波路と、各表示装置の上面シートの上面の光抽出素子のアレイとを有していてもよい。指向性ライトシステムは、外側シートの外側面と観察者との間に配置されてもよい。フロント光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）または表面実装技術（ＳＭＴ）による白熱電球を形成していてもよい。光導波路は、前面外側シートの前面全体に光を向けるように構成されていてもよく、一方、光抽出素子は、例えば、約３０°の円錐を中心とする狭い角度範囲で光を垂直方向に前面シートの方へ誘導する。指向性フロントライトシステムを、本明細書に記載される表示装置アーキテクチャの横断壁またはカラーフィルタ層と組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
他の実施形態において、本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置は、いずれも、少なくとも１つのエッジシールをさらに備えていてもよい。エッジシールは、熱的にまたは光化学的に硬化させた材料であってもよい。エッジシールは、エポキシ、シリコーンまたは他のポリマー系材料のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。
【００５３】
他の実施形態において、本明細書に記載される３つ以上の電極を備える反射型画像表示装置は、いずれも、観察者によって観察される反射光を「やわらげる」ための光拡散層をさらに備えていてもよい。他の実施形態において、光拡散層は、前面照明と組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
本明細書に記載される表示装置の実施形態においては、表示装置を備える電子ブックリーダー、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話、スマートカード、標識、時計、ウェアラブル機器、棚札、フラッシュドライブおよび屋外掲示板または屋外標識などの用途に使用され得るが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
以下の例示的かつ非制限的な実施形態により、本開示の様々な実施が提供される。実施例１は、画像を表示するための方法であって、透明前面シートの第１面において１つ以上の入射光線を受光するステップであって、前記前面シートが屈折率を有するステップと、前記第１電極に隣接する領域に複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、第２電極および第３電極に隣接する領域に複数の第２の電気泳動可動粒子を誘導することにより、第１光学状態を形成するステップと、前記第１電極に隣接する前記領域に前記複数の第２の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記領域に前記複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導することにより第２光学状態を形成するステップと、前記第２電極に隣接する領域に前記複数の第１の電気泳動可動粒子を誘導するとともに、前記第３電極に隣接する領域に前記第２の複数の電気泳動可動粒子を誘導することにより、第３光学状態を形成するステップとを含む画像を表示するための方法に関する。
【００５６】
実施例２は、前記第１光学状態は、前記複数の第１の電気泳動可動粒子によって前記１つ以上の入射光線を実質的にまたは選択的に吸収し、それにより、前記第１の電気泳動可動粒子の光学特性を発揮させることをさらに含む、実施例１に記載の方法。に関する。
【００５７】
実施例３は、前記第２光学状態は、前記複数の第２の電気泳動可動粒子によって前記１つ以上の入射光線を実質的にまたは選択的に吸収し、それにより、前記第２の電気泳動可動粒子の光学特性を発揮させることをさらに含む、実施例１または２に記載の方法に関する。
【００５８】
実施例４は、前記透明前面シートの前記第１面において前記１つ以上の光線を受光し、前記透明前面シートの第２面において前記１つ以上の光線を出射させるステップをさらに含み、前記第２面は複数の半球状または凸状突出部を有する、先行する実施例のいずれかに記載の方法に関する。
【００５９】
実施例５は、前記透明前面シートの前記第１面において前記１つ以上の光線を受光し、前記透明前面シートの第２面において前記１つ以上の光線を出射させるステップをさらに含み、前記第２面は複数の半球状または凸状突出部を有する、先行する実施例のいずれかに記載の方法に関する。
【００６０】
実施例６は、前記第１電極に第１電圧でバイアスをかけ、前記第２電極および第３電極のそれぞれに第２電圧でバイアスをかけるステップをさらに含む、先行する実施例のいずれかに記載の方法に関する。
【００６１】
実施例７は、前記第１電極に第１電圧でバイアスをかけ、前記第２電極に第２電圧でバイアスをかけ、前記第３電極に第３電圧でバイアスをかけるステップをさらに含む、先行する実施例のいずれかに記載の方法に関する。
【００６２】
実施例８は、極性が実質的に逆である前記第２バイアス電圧および前記第３バイアス電圧を与えるステップをさらに含む、先行する実施例のいずれかに記載の方法に関する。
【００６３】
実施例９は、多電極表示装置であって、その第１面において１つ以上の入射光線を受光する透明前面シートであって、屈折率を有する前面シートと、前記前面シートに近接して配置された第１電極と、前記第１電極に面し、該第１電極との間にキャビティを形成する背面支持体と、前記キャビティに隣接して配置された第２電極と、前記第２電極および前記キャビティに隣接して配置された第３電極と、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれと通信を行うコントローラであって、前記コントローラが、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を独立して起動して、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射を生じさせることにより、前記キャビティから前記入射光線を実質的に排除するか、または内部全反射のフラストレーションを生じさせるように構成されているコントローラとを備える多電極表示装置に関する。
【００６４】
実施例１０は、前記第２電極および前記第３電極は、互いに隣接して配置されている、実施例９に記載の表示装置に関する。
【００６５】
実施例１１は、前記第２電極および前記第３電極は、インターディジタル化電極のアレイとして配置されている、実施例９または１０に記載の表示装置に関する。
【００６６】
実施例１２は、前記複数の突出部のうちの少なくとも１つが半球状突出部または凸状突出部を形成している、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００６７】
実施例１３は、第１の複数の電気泳動可動粒子および第２の複数の電気泳動可動粒子のうちの少なくともいずれかをさらに備え、前記第１の電気泳動可動粒子は第１電荷を有し、前記第２の電気泳動可動粒子は第２電荷を有する、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００６８】
実施例１４は、前記第１電荷および前記第２電荷は、極性が逆である、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００６９】
実施例１５は、前記コントローラは、前記第１電極に隣接する前記第１の電気泳動可動粒子を移動させるとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させることにより、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれに独立してバイアスをかけて、内部全反射（ＴＩＲ）を変調させるようにさらに構成されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７０】
実施例１６は、前記コントローラは、前記第２電極に隣接する前記第１の電気泳動可動粒子を移動させるとともに、前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させることにより、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれに独立してバイアスをかけて、内部全反射（ＴＩＲ）をもたらすようにさらに構成されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７１】
実施例１７は、前記前面シートは、その第２面に複数の突出部をさらに備える、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７２】
実施例１８は、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの少なくとも１つの上方に形成された誘電体層をさらに備える、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７３】
実施例１９は、その第１面において１つ以上の入射光線を受光し、その第２面において前記１つ以上の光線を出射させる透明前面シートと、画素であって、前記前面シートの前記第２面にまたはその付近に配置された第１電極と、前記第１電極との間にキャビティを形成するように配列された第２電極および第３電極であって、前記第１電極と前記第２電極とが配列されている、第２電極および第３電極と、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のそれぞれと通信を行うコントローラであって、前記コントローラが、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を独立して起動して、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射を生じさせることにより、前記キャビティから前記入射光線を実質的に排除するか、または内部全反射のフラストレーションを生じさせるように構成されているコントローラとを備える、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７４】
実施例２０は、前記キャビティ内に配置された液状媒体をさらに含む、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。に関する。
【００７５】
実施例２１は、前記媒体内に配置された第１の電気泳動可動粒子および第２の電気泳動可動粒子のうちの少なくとも１つをさらに備え、前記第１の電気泳動可動粒子は第１電荷極性を有し、前記第２の電気泳動可動粒子は第２電荷極性を有する、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７６】
実施例２２は、前記コントローラは、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つまたは複数を、前記第１の電気泳動可動粒子を前記第１電極に引き寄せるように作動させ、前記前面シートを介した前記１つ以上の入射光線の内部全反射のフラストレーションを生じさせるとともに、前記第２電極および前記第３電極に隣接する前記第２の電気泳動可動粒子を移動させるように構成されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７７】
実施例２３は、前記第２電極および前記第３電極は、アレイを形成するように配列されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７８】
実施例２４は、前記第１電極を有する画素を形成するように、碁盤目状に配列された複数の第２電極および第３電極をさらに備える、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００７９】
実施例２５は、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極のうちの１つを覆う誘電体層をさらに備える、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００８０】
実施例２６は、前記コントローラは、前記第２電極および前記第３電極を実質的に逆のバイアスで作動させるように構成されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００８１】
実施例２７は、前記コントローラは、前記第１電極および前記第２電極を実質的に逆のバイアスで作動させるように構成されている、先行する実施例のいずれかに記載の表示装置に関する。
【００８２】
本開示の原理を本明細書に示す例示的な実施形態に関連して説明したが、本開示の原理はこれらに限定されるものではなく、そのあらゆる変形例、変形例および置換例を含むものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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