(57)【要約】【課題】十分な反射率とコントラストを併せ持ち、視認性の良い薄型の電気光学表示装置を提供する。【解決手段】所定の表示領域を有しＥＣ反応に基づいて着色状態の変化を呈するＥＣ層３と、所定の表示領域を有し電気泳動粒子の移動に伴って着色状態の変化を呈する電気泳動層５とを、ＥＣ層３が視認側となるように重ね合わせて構成される電気光学表示装置であって、ＥＣ層３は、第一原色に着色可能な第一のＥＣ素子２Ｃを配列させた第一のＥＣ層３Ｃと、第二原色に着色可能な第二のＥＣ素子２Ｍを配列させた第二のＥＣ層３Ｍと、第三原色に着色可能な第三のＥＣ素子２Ｙを配列させた第三のＥＣ層３Ｙとを積層してなり、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙは、それぞれ無色透明色が表示可能であり、かつ、視認側からみて、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙが互いに重ならないように配列させた電気光学表示装置を作製する。【選択図】図１
2009265272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の表示領域を有しエレクトロクロミック（以下、「ＥＣ」と記載する）反応に基づいて着色状態の変化を呈するＥＣ層と、所定の表示領域を有し電気泳動粒子の移動に伴って着色状態の変化を呈する電気泳動層とを、前記ＥＣ層が視認側となるように重ね合わせて構成される電気光学表示装置であって、
前記ＥＣ層は、第一原色に着色可能な第一のＥＣ素子を配列させた第一のＥＣ層と、第二原色に着色可能な第二のＥＣ素子を配列させた第二のＥＣ層と、第三原色に着色可能な第三のＥＣ素子を配列させた第三のＥＣ層とを積層してなり、前記第一〜第三のＥＣ素子は、それぞれ無色透明色が表示可能であり、かつ、視認側からみて、前記第一のＥＣ素子、第二のＥＣ素子、第三のＥＣ素子が互いに重ならないように配列されていることを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項２】
視認側からみて、前記第一のＥＣ素子、前記第二のＥＣ素子、前記第三のＥＣ素子が１／２素子、又は、１／３素子ずつ互いにずれるように配列されている請求項１に記載の電気光学表示装置。
【請求項３】
所定の表示領域を有しエレクトロクロミック（以下、「ＥＣ」と記載する）反応に基づいて着色状態の変化を呈するＥＣ層と、所定の表示領域を有し電気泳動粒子の移動に伴って着色状態の変化を呈する電気泳動層とを、前記ＥＣ層が視認側となるように重ね合わせて構成される電気光学表示装置であって、
前記ＥＣ層は、第一原色に着色可能な第一のＥＣ素子を配列させた第一のＥＣ層と、第二原色に着色可能な第二のＥＣ素子を配列させた第二のＥＣ層と、第三原色に着色可能な第三のＥＣ素子を配列させた第三のＥＣ層とを積層してなり、前記第一〜第三のＥＣ素子は、それぞれ無色透明色が表示可能であり、かつ、視認側からみて、前記第一のＥＣ素子、第二のＥＣ素子、第三のＥＣ素子のうち、いずれか２層以上が互いに重なるように配列されていることを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項４】
前記第一原色がシアン色であり、前記第二原色がマゼンタ色であり、前記第三原色がイエロー色である請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学表示装置。
【請求項５】
前記第一原色が青色であり、前記第二原色が緑色であり、前記第三原色が赤色である請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学表示装置。
【請求項６】
第一のＥＣ層よりも第二のＥＣ層が厚く、第二のＥＣ層よりも第三のＥＣ層が厚く形成されている請求項４または５に記載の電気光学表示装置。
【請求項７】
特定領域内にある複数の同色ＥＣ素子の着色状態／無色透明状態の組み合わせにより、表示色の濃度が調節される請求項１〜６のいずれかに記載の電気光学表示装置。
【請求項８】
前記ＥＣ層上にタッチパネルが形成されている請求項１〜７のいずれかに記載の電気光学表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部光の反射率を変調することにより画像を表示する電気光学表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、外部光の反射率を変調して画像表示することにより、紙媒体と同様の視認性を有する反射型表示装置の研究開発が盛んに行われている。このような表示装置を実現するデバイスとして、例えば、反射型液晶表示装置や、セル内に封入した電気泳動粒子を電場により移動させることにより光の反射状態を変調することができる電気泳動表示装置等が挙げられる。反射型液晶表示装置は、表示のためのバックライトを必要としないので、バックライトのためのスペースを無くせる上に、電力の削減も可能であるという特徴を有している。電気泳動表示装置は、より一層の薄型化、軽量化が可能であることから、紙媒体に取って代わる電子ペーパーやフレキシブルディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、絶縁性基板に配置された複数本の走査配線と、絶縁膜を介し交差するように配置された複数本の信号配線と、走査配線と信号配線の交差部分に薄膜トランジスタを設け、この薄膜トランジスタに接続され反射機能を有する反射画素電極が設けられているアクティブマトリックス基板が記載されている。さらに、特許文献１には、絶縁性基板上に、反射画素電極に対応する領域にカラーフィルターのＲＧＢ領域を形成し、反射画素電極間に対応する領域には遮光膜を設けないカラーフィルターを形成し、その上に透明導電材料からなる共通電極を設けた対向基板との間に液晶を挟持した反射型液晶表示装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、酸化還元反応により着色状態が変化するエレクトロクロミック（以下、「ＥＣ」と記載する）反応によって透明領域と着色領域（例えば青色領域）を呈するＥＣ層と、ＥＣ層の下部に重ね合わせる形態にて、電界制御によってＥＣ層の着色領域の色と異なる第１の色領域（例えば赤色領域）および第２の色領域（例えば緑色領域）を呈する電気泳動層とを備え、視認側に赤色，緑色，青色、およびこれらの混色の多色表示を行うことが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、顔料を含むマイクロカプセル、または顔料を隔離するための隔壁を、二枚の電極間に挟み作製した電気泳動型表示素子に、二枚の電極間に形成したＥＣ表示素子を重ね合わせた構成からなるカラーリライタブル表示装置が記載されている。この表示装置は、表示に関してメモリ性を有することから、情報の書き替え時のみ、画像書込装置により書込みのエネルギーを与えるだけで良く、表示を維持するエネルギー付与は不要である。従って、情報の書込み後に画像書込装置から表示装置のみを切り離し、紙媒体のように手軽に持ち運んだり、重ねたり、並べたり、手に持って文字情報を読むという使用方法も可能である。
【特許文献１】特開２０００−１２２０９３号公報（図１等）
【特許文献２】特開平１０−１６１１６１号公報（図４等）
【特許文献３】特開２００４−２８６９７７号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、反射型液晶表示装置、上記特許文献２及び３では、電気泳動表示装置により、反射型の表示装置を構成している。そして、上記特許文献１では、液晶層上にカラーフィルターを重ねることによりカラー表示を実現し、上記特許文献２及び３では、電気泳動層上に、ＥＣ表示素子を重ねることによりカラー表示を実現している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の反射型液晶表示装置においてはカラーフィルターの透過率が基本的に固定されているために、視認側に十分な反射率は得られていない。また、特許文献２及び３のＥＣ表示素子と電気泳動表示素子とを用いた場合でも、現段階においては、紙媒体に取って代わる程の十分な反射率とコントラストを併せ持つ表示装置は実現されていない。そこで、本発明は、十分な反射率とコントラストを併せ持ち、視認性の良い薄型の電気光学表示装置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】
【０００８】
上記目的を達成し得た本発明の一つの電気光学表示装置は、
所定の表示領域を有しエレクトロクロミック（ＥＣ）反応に基づいて着色状態の変化を呈するＥＣ層と、所定の表示領域を有し電気泳動粒子の移動に伴って着色状態の変化を呈する電気泳動層とを、前記ＥＣ層が視認側となるように重ね合わせて構成される電気光学表示装置であって、
前記ＥＣ層は、第一原色に着色可能な第一のＥＣ素子を配列させた第一のＥＣ層と、第二原色に着色可能な第二のＥＣ素子を配列させた第二のＥＣ層と、第三原色に着色可能な第三のＥＣ素子を配列させた第三のＥＣ層とを積層してなり、前記第一〜第三のＥＣ素子は、それぞれ無色透明色が表示可能であり、かつ、視認側からみて、前記第一のＥＣ素子、第二のＥＣ素子、第三のＥＣ素子が互いに重ならないように配列したものである。
【０００９】
上記電気光学表示装置において、視認側からみて、第一のＥＣ素子、第二のＥＣ素子、第三のＥＣ素子が１／２素子、又は、１／３素子ずつ互いにずれるように配列することが望ましい。
【００１０】
上記目的を達成し得た本発明の一つの電気光学表示装置は、
所定の表示領域を有しエレクトロクロミック（ＥＣ）反応に基づいて着色状態の変化を呈するＥＣ層と、所定の表示領域を有し電気泳動粒子の移動に伴って着色状態の変化を呈する電気泳動層とを、前記ＥＣ層が視認側となるように重ね合わせて構成される電気光学表示装置であって、
前記ＥＣ層は、第一原色に着色可能な第一のＥＣ素子を配列させた第一のＥＣ層と、第二原色に着色可能な第二のＥＣ素子を配列させた第二のＥＣ層と、第三原色に着色可能な第三のＥＣ素子を配列させた第三のＥＣ層とを積層してなり、前記第一〜第三のＥＣ素子は、それぞれ無色透明色が表示可能であり、かつ、視認側からみて、前記第一のＥＣ素子、第二のＥＣ素子、第三のＥＣ素子のうち、いずれか２層以上が互いに重なるように配列したものである。
【００１１】
上記電気光学表示装置において、第一原色をシアン色、第二原色をマゼンタ色、第三原色をイエロー色とする態様にて実施可能である。
【００１２】
上記電気光学表示装置において、第一原色を青色、第二原色を緑色、第三原色を赤色とする態様にて実施可能である。
【００１３】
上記電気光学表示装置において、第一のＥＣ層よりも第二のＥＣ層を厚く、第二のＥＣ層よりも第三のＥＣ層を厚く形成することが望ましい。
【００１４】
上記電気光学表示装置において、特定領域内にある複数の同色ＥＣ素子の着色状態／無色透明状態の組み合わせにより、表示色の濃度が調節される態様が望ましい。
【００１５】
上記電気光学表示装置において、ＥＣ層上にタッチパネルを形成する態様が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＥＣ層の裏側（視認側とは反対側）に無彩色（グレイスケール）を表示することに適している電気泳動層を配置するため、色要素が豊富化され、ＥＣ層によるカラー表示だけでは表現できないような階調度の高い、表現豊かなフルカラー画像を表示することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、ＥＣ層は無色透明色を表示することが可能であるため、電気泳動層による無彩色画像をより一層鮮明に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００１９】
１．電気光学表示装置の概略構造
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の一例を示す概略断面図である。図１において、電気光学表示装置１は、ＥＣ層３、電気泳動層５、ＥＣ層３と電気泳動層５を駆動するための電子回路層６とを重ね合わせて構成されるものである。
【００２０】
ＥＣ層３は、印加電圧の調整により透明有彩色と無色透明を呈する透過型の表示層であり、電気泳動層５は、光の反射率を変調できる光反射型の表示装置である。電気光学表示装置１の視認側は、ＥＣ層３側である。
【００２１】
ＥＣ層３は、さらに詳しく見ればマトリックス状に形成されたＥＣ素子２Ｃを備えるＥＣ層３Ｃ、マトリックス状に形成されたＥＣ素子２Ｍを備えるＥＣ層３Ｍ、マトリックス状に形成されたＥＣ素子２Ｙを備えるＥＣ層３Ｙとから構成されるものである。ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙの詳細については後述する。
【００２２】
電気泳動層５は、マトリックス状に形成された電気泳動素子４を備えるものである。電気泳動素子４の詳細については後述する。
【００２３】
電子回路層６は、ＥＣ素子２Ｃと電気泳動素子４を駆動する電子回路であり、電子回路層６ａは、ＥＣ素子２Ｍを駆動するための電子回路であり、電子回路層６ｂは、ＥＣ素子２Ｙを駆動するための電子回路である。
【００２４】
実施の形態１では、ＥＣ素子２Ｃを駆動するための電子回路層６は、ＥＣ素子２Ｃの他に電気泳動素子４を駆動する構成について例示したが、この形態には限られず、ＥＣ素子２Ｃを駆動するための電子回路層と電気泳動素子４を駆動する電子回路層とは別々に形成するようにしてもよい。或いは、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙ及び電気泳動素子４を駆動する電子回路を一つの電子回路層６にまとめて形成してもよい。
【００２５】
上記の電気光学表示装置の構成において、ＥＣ層３Ｃ〜３Ｙの積層体の無色透明時における全光線透過率は、６０％以上とすることが好ましい。この積層体の全光線透過率を高めることにより、電気泳動層５が呈する無彩色画像をより鮮明に映し出すことができるからである。
【００２６】
また、電気泳動層５の光反射率の最低値は７％以下であることが好ましく、光反射率の最高値は４０％以上であることが好ましい。このように電気光学表示装置を構成することにより、電気光学表示装置の明るさとコントラストが向上する。全光線透過率は、プラスチックの光学的特性試験方法に関するＪＩＳ  Ｋ７１０５（ＡＳＴＭ  Ｄ１００３）に準拠して測定される。
【００２７】
また、電気泳動層５の反射率（％）は、分光光度計により測定されるものである。分光光度計として、グレタークマクベス社製のスペクトロアイ（登録商標）を使用することができる。なお、参考に、スペクトロアイにより測定した新聞紙の白地の反射率は、約６０％である。
【００２８】
２．ＥＣ素子
図１において、第一原色であるシアン色を呈するＥＣ素子２Ｃは、第一画素電極（共通電極）７Ｃと第二画素電極（画素電極）８Ｃとの間に、酸化還元反応により透明有彩色（着色状態）となるか、無色透明となるかを選択することが可能なＥＣ材料層９Ｃを挟持して構成されるものである。第一画素電極（共通電極）７Ｃは固定電位であり、第二画素電極（画素電極）８Ｃは、画素毎の信号に応じた電位にアドレスされる。
【００２９】
本発明において、「無色透明」というのは、完全な透明だけを指すのではなく、使用する第一画素電極７Ｃや第二画素電極８Ｃ、及びＥＣ材料層９Ｃの特性によって光透過率が低い場合も含むが、少なくとも、全光線透過率が６０％以上のものを指すこととする。また、「無色透明」というのは、完全な無色だけを指すのではなく、使用するＥＣ材料層９Ｃの特性によっては、電圧の印加状態に拘わらず微量の有彩色が残る場合も含む。ＥＣ層３Ｃの全光線透過率（％）は、第一画素電極７Ｃ、ＥＣ材料層９Ｃ、第二画素電極８Ｃの積層体を透過する光の量により測定されるものである。なお、測定の際に、ＥＣ層３Ｃの外側、すなわち、第一画素電極７Ｃ或いは第二画素電極８Ｃの外側に透明基材や接着剤等が存在し、その存在による全光線透過率への影響が無視できない場合であっても、該透明基材や接着剤等の存在による全光線透過率（％）の低下分を計算により除去することにより、ＥＣ層３Ｃの全光線透過率（％）を求めることができる。
【００３０】
以上、ＥＣ素子２Ｃを含むＥＣ層３Ｃの構成を説明してきたが、第二原色であるマゼンタ色を呈するＥＣ素子２Ｍ、第三原色であるイエロー色を呈するＥＣ素子２Ｙについても同様にマトリックス状に形成され、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙは、視認側から見て互いに重ならないように配置されている。
【００３１】
ＥＣ層３のカラーを構成する原色としては、第一原色をシアン、第二原色をマゼンタ、第三原色をイエローとする組み合わせの他、第一原色が青色、第二原色が緑色、第三原色が赤色という構成を取ることもできる。
【００３２】
ＥＣ材料層９Ｃ〜９Ｙの材料としては、例えば、シアン系材料として1,4−ジアセチルベンゼン、マゼンタ系材料としてテレフタル酸ジメチル、イエロー系材料として4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジエチルをそれぞれ1−メチル−2−ピロリドンに溶解したものをＣＭＹ３原色として用いることができる。赤色系材料としてアントラキノン系色素やスチリル系スピロピラン色素、緑色系材料として芳香族アミン系色素やビオロゲン系色素、青色系材料としてビオロゲン系色素やピラゾリン系色素等の有機ＥＣ色素をＲＧＢ３原色として用いることができる。
【００３３】
なお、無色透明の場合は、視認側において、下地（背景）である電気泳動層５から反射される色がそのまま反映されることになる。
【００３４】
また、呈色の濃淡は、直流電圧の印加時間と電圧値を変化させることによっても制御可能である。すなわち、印加時間を変化させたり、印加電圧に幅を持たせたりすることにより、呈色の濃淡を制御することも可能である。或いは、複数のＥＣ素子２Ｃ、複数のＥＣ素子２Ｍ、複数のＥＣ素子２Ｙを１画素とし、１画素内において着色状態にあるＥＣ素子の個数により呈色の濃淡を調節することも可能である。例えば、４個のＥＣ素子２Ｃ、４個のＥＣ素子２Ｍ、４個のＥＣ素子２Ｙを１画素内に含ませる場合において、３個のＥＣ素子２Ｃを点灯させて１個を消灯する、１個のＥＣ素子２Ｍを点灯させて３個を消灯する、ＥＣ素子２Ｙの全部を点灯させる、という如くである。
【００３５】
さらに、一つのＥＣ素子（２Ｃ〜２Ｙ）に対する単位時間当たりの電圧印加時間を調節することによっても呈色の濃淡を制御することができる。例えば１秒間当たりに印加する電圧パルスの数、幅、高さを増減する等の方法を採ってもよい。
【００３６】
ＥＣ層３Ｃ〜３Ｙは、透過型の表示層として機能させるため、共通電極７Ｃ〜７Ｙと画素電極８Ｃ〜８Ｙは、透明導電材料により構成することが必要である。透明導電材料としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等を用いることができる。
【００３７】
ＥＣ材料層９Ｃ〜９Ｙは、例えば共通電極７上にインクジェット法により塗布することができる。ＥＣ材料層９Ｃ〜９Ｙは、スペーサー１０を側壁とするセル内に充填され得る液状物でも良いが、取り扱いや製造上の便宜のために、共通電極７Ｃ〜７Ｙと画素電極８Ｃ〜８Ｙとの間から流出せずに形状を保持し得る固形状または半固形状とすることが好ましい。
【００３８】
３．電気泳動層
次に、電気泳動層５について説明する。図１において、電気泳動層５は、分散液を封入したマイクロカプセル１１を第三画素電極（画素電極）１２と第四画素電極（共通電極）１３との間に挟持して構成される電気泳動素子４を備えるものである。共通電極１３は固定電位であり、画素電極１２は、画素毎の信号に応じた電位にアドレスされる。
【００３９】
分散液は、帯電した電気泳動粒子と色素を溶かした絶縁性液体等からなる。画素電極１２により分散液に電圧を印加すると、電荷を有する電気泳動粒子は、その電荷とは逆の極性の電極へ移動する。観測者側の電極（図１においては、画素電極１２）に電気泳動粒子が集まると、当該電気泳動粒子の色が表示される。一方、観測者側と反対の電極（図１においては、共通電極１３）に電気泳動粒子が集まると、観測者は絶縁性液体の色を視認することになる。すなわち、電気泳動粒子と絶縁性液体の色の差によって表示の切り替えが行われる。例えば、電気泳動粒子が白色、絶縁性液体が黒色に着色されていれば、画素電極１２に印加する電圧を切り替えることに白又は黒を表示することができる。もちろん、画素毎に白と黒を切り替えれば、グレースケールの表示を行うことができる。
【００４０】
マイクロカプセル１１は、ゼラチンとアラビアガムによるコアセルべーションによって作成した壁体物で構成することができる。白色電気泳動粒子を用いる場合は、酸化チタンを好ましく使用することができる。黒色電気泳動粒子を用いる場合は、カーボンブラックを好ましく使用することができる。分散液の溶剤（上記絶縁性液体）としては、トルエンやケロシン等の炭化水素化合物および／またはシリコーンオイルのようなケイ素化合物溶媒を好ましく使用することができる。
【００４１】
本実施の形態においては、電気泳動層５の光反射率の最低値（電気泳動層５が暗（黒）を呈する状態）が７％以下、光反射率の最高値（電気泳動層５が明（白）を呈する状態）が４０％以上となるように構成することが好ましい。電気泳動層５の光反射率（％）は、第三画素電極（画素電極）１２、マイクロカプセル１１、第四画素電極（共通電極）１３の積層体に入射した光が該積層体よって反射される光の量により測定されるものである。測定の際に、第三画素電極１２の外側に透明基材や接着剤等が存在し、その存在による反射率への影響が無視できない場合であっても、該透明基材や接着剤等の存在による反射率（％）の低下分を計算により除去することにより電気泳動層５の光反射率（％）を求めることができる。なお、光反射率は、マイクロカプセル１１による光の反射に大きく依存するため、第四画素電極１３の外側に透明基材等が存在しても、その存在による反射率への影響は通常の場合無視できる。
【００４２】
コントラストの高い電気泳動層５を実現するための方法としては、（１）黒色の色素を溶解した絶縁性液体中に、白色の電気泳動粒子を分散させる方法、（２）白色の色素を溶解した絶縁性液体中に、黒色の電気泳動粒子を分散させる方法、（３）絶縁性液体中に、黒色の電気泳動粒子と、この黒色の電気泳動粒子とは逆極性に帯電した白色の電気泳動粒子の両方を分散させる方法、（４）半球側が白色、他の半球側が黒色に着色され、白色部と黒色部の電気極性を逆極性とした電気泳動粒子を画素電極１２と共通電極１３との間に封入する方法等が考えられる。
【００４３】
図２〜図４は、図１に示した電気光学表示装置の視認側から見た平面図であって、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙの位置関係を表すものである。図２は、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙをストライプ配列としたもの、図３は、モザイク配列としたもの、図４は、デルタ配列としたものをそれぞれ示す。
【００４４】
（１）ストライプ配列
第一〜第三の原色をそれぞれ縦一列に、すなわちストライプ状に配列したものである。
ストライプ配列は、線、図形、文字の表示に適しているため、パソコンなど高精細ディスプレーに適用される。
【００４５】
（２）モザイク配列
上記ストライプ配列を基準として、第２行目のＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙを１行目に対して１画素分（１列分）横にずらし、第３行目のＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙを１行目に対して２画素分（２列分）横にずらして構成したものである。第４行目の構成は、第１行目と同じである。ＥＣ素子をモザイク配列とすれば、ストライプ配列の場合に比べてギザギザ感のない自然な画像が得られるため、テレビ画面等に好ましく適用される。
【００４６】
（３）デルタ配列
上記ストライプ配列に対して、第２、第４行目のＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙを１．５画素分（１．５列分）ずつ横にずらして構成したものである。第３、５行目の構成は、第１行目と同じである。例えば、第２行目のＥＣ素子２Ｃに着目してみれば、第１、第３行目のＥＣ素子２Ｃから最も離れた場所に形成したものである。ＥＣ素子をデルタ配列とすれば、同色画素が隣接（連続）しないため、よりギザギザ感の少ない自然な画像が得られるため、テレビ画面等に好ましく適用される。
【００４７】
上記デルタ配列では、色の区別をしなければ、第１行目と第２行目、或いは、第２行目と第３行目のＥＣ素子が１／２素子ずつ互いにずれた構成を取ったものである。ずれの程度は、１／２素子に限られず、１／３素子ずつ互いにずれるように配列してもよい。１／３素子ずつずれるように構成すれば、同じ色が繰り返される空間的周期が長くなるため、画像のギザギザ感は、より改善される。
【００４８】
なお、電気泳動素子４の配列方法に特に制限はないが、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙの配列に対応して配置されることが望ましい。
【００４９】
４．電子回路層
次に、電子回路層６の好ましい形態について説明するが、あくまでも一例であり、以下に説明するものに限定されない。図５に示すように、本実施の形態においては、ＥＣ素子２Ｃ及び電気泳動素子４を駆動するための電子回路層６は、ＥＣ層３Ｃと電気泳動層５との間に挟持されている。電子回路層６には、少なくとも３種類の能動素子、すなわち、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５、及び、駆動用薄膜トランジスタ１６が含まれる。トランジスタのタイプとしては、電界効果型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴ等を用いることができるが、オフ電流の少ない電界効果型トランジスタを選択することが好ましい。この場合の制御電極はゲート電極であり、第一電極、第二電極は、ソース電極、ドレイン電極のいずれかに相当する。一般的にはソース電極側を接地する、いわゆるソース接地型の回路構成をとることが多い。
【００５０】
図５は、上述したＥＣ素子２Ｃや電気泳動素子４と、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５、並びに駆動用薄膜トランジスタ１６との接続関係を示す電子回路図である。図５において、ＥＣ素子２Ｃに表示信号を伝送するためのＥＣ素子用信号線２１と、電気泳動素子４に表示信号を伝送するための電気泳動素子用信号線２２とが、図面縦方向に並列に配線されている。一方、図面横方向には、共通走査線２３が配線され、ＥＣ素子用信号線２１／電気泳動素子用信号線２２と共通走査線２３によりマトリックス構造が形成されている。共通走査線２３には、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の制御電極１４ｇ、および第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５の制御電極１５ｇが接続される。
【００５１】
また、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の第一電極１４ａはＥＣ素子用信号線２１に接続され、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５の第一電極１５ａは電気泳動素子用信号線２２に接続されている。一方、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の第二電極１４ｂはＥＣ素子２の駆動用薄膜トランジスタ１６の制御電極１６ｇに接続され、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５の第二電極１５ｂは電気泳動素子４の画素電極１２（図１参照）に接続されている。
【００５２】
駆動用薄膜トランジスタ１６の第一電極１６ａは接地され、第二電極１６ｂは、ＥＣ素子２Ｃの画素電極８（図１参照）に接続され、ＥＣ素子２Ｃの共通電極７Ｃ（図１参照）は、一定電位を与える電源Ｖｃｏｍに接続されている。共通電極７Ｃがマトリックス構造全面に一様に形成されている場合は、電源Ｖｃｏｍは、各マトリックスまで個別に配線されている必要はないが、電気伝導率の良いアルミニウムや銅により個別に配線すれば、共通電極７Ｃ全体の電位が所定の電位となるまでにかかる時間が短縮される。また、共通電極７Ｃがマトリックス構造全体に形成されているのではなく、ライン毎やＥＣ素子２Ｃ毎に形成される場合であれば、電源Ｖｃｏｍを個別に配線することが必要である。
【００５３】
駆動用薄膜トランジスタ１６の第一電極１６ａは、上記のように接地されているが、直接接地でも間接接地でもよい。例えば、容量素子（図示せず）等の受動素子を介在させていてもよい。容量素子を用いた場合は、サージ電流に対して駆動用薄膜トランジスタ１６やＥＣ素子２Ｃを保護することができる。
【００５４】
第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の第二電極１４ｂ、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５の第二電極１５ｂも、それぞれ接地されているが、接地される際に第一容量素子２７，第二容量素子２８を介在させていてもよい。第二容量素子２８を用いることにより、電気泳動素子４の表示状態２７を保持することができる。また、第一容量素子２７を用いることにより、駆動用トランジスタ１６のオンオフ状態を保持し、ＥＣ素子２Ｃの表示状態を保持することができる。
【００５５】
第一及び第二容量素子２７，２８の接地先は、電気泳動素子４の共通電極１３であってもよいが、この場合は、電気泳動層５を貫通するバイアホール（図示せず）を設ける必要があり、電気光学表示装置の製造工程を複雑にしてしまう。
【００５６】
図６は、第一及び第二容量素子２７，２８の他の接地方法を示す回路図である。この回路図によれば、第一及び第二容量素子２７，２８の接地先を、電子回路層６内に設けられた共通走査線２３に並行に設けられた共通接地線２４としている。共通接地線２４は、電子回路層６内を通して外部で接地することができる。このような共通接地線２４を形成すれば、第一及び第二容量素子２７，２８の接地構造を電子回路層６内に収めることができるため、上記のようなバイアホールを設ける必要もなく、電気光学表示装置の製造工程を簡略化することができる。
【００５７】
本実施の形態１における電子回路層６は、ＥＣ層３Ｃと電気泳動層５との間に挟まれた位置に構成されるため、電子回路層６の光透過率が高いことが好ましい。この観点から、薄膜トランジスタとして透明薄膜トランジスタを用いることが好ましい。本発明において、透明薄膜トランジスタとは、電極材料（薄膜トランジスタが電界効果型トランジスタであれば、ソース電極・ドレイン電極、ゲート電極の各電極材）に、透明酸化物伝導体（上述のＩＴＯやＩＺＯ等）を使用したものをいうものとする。さらに、ゲート電極と活性層との間に配置するゲート絶縁膜をＹ２Ｏｘ等の透明絶縁物で構成することにより透明度は高まる。トランジスタの活性層としては、アモルファス酸化物半導体膜（ＩｎＧａＺｎＯ４）、電子回路層６の基体としては、ＰＥＴフィルムを好ましく用いることができる。
【００５８】
図１に示すように、ＥＣ層３Ｃと電子回路層６との接続には、導電性の微粒子（導電性フィラー）を分散させた熱硬化性樹脂によって形成される異方性導電膜１７（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を用いれば、電子回路層６の駆動用薄膜トランジスタ１６とＥＣ素子２Ｃの画素電極８Ｃとを容易に接続することができる。接続の方法は、まず、電子回路層６とＥＣ層３Ｃとの間に異方性導電膜１７を挟んで、ヒーター等で熱を加えながら電子回路層６とＥＣ層３Ｃとの導通を図りたい場所に異方性導電膜１７の垂直方向から圧力を加えることにより、導電性フィラー同士が接触し、異方性導電膜１７の垂直方向の接続点１８を形成することができる。上記の異方性導電膜１７の他、耐熱性の高い異方性導電ペーストを用いることもできる。
【００５９】
電子回路層６の駆動用薄膜トランジスタ１６とＥＣ素子２Ｃの画素電極８Ｃとは、最低１点において接続されていればＥＣ素子２Ｃの機能は果たすが、電子回路層６の駆動用薄膜トランジスタ１６とＥＣ素子２Ｃの画素電極８との接点は多い方が良い。何故ならば、画素電極８の材料であるＩＴＯ等の透明材料は、アルミニウムや銅等に比べて電気伝導性が低いため、電子回路層６の駆動用薄膜トランジスタ１６とＥＣ素子２Ｃの画素電極８Ｃとの接続点が少ない場合には画素内における呈色のムラや表示遅れが発生してしまうからである。
【００６０】
接点が多い場合は、画素電極８Ｃ全体が等電位になるまでの時間が短縮できるため、表示状態を高速で切り替える場合にも対応できる。したがって、異方性導電膜１７は点状ではなく線状領域において通電されることが望ましく、画素電極８Ｃの一つの辺と同等の長さに亘って配置されることが特に望ましい。
【００６１】
上述のように、本実施の形態１にかかる電気泳動層５よりも視認側にある構造、例えばＥＣ層３Ｃは、透過型の表示層として機能するものであり、異方性導電膜１７においても光の透過を阻害しないようにする必要がある。このため、異方性導電膜１７を透明のフィルム材料によって構成することが望ましい。
【００６２】
５．電子回路層の駆動方法
次に、電子回路層６の駆動方法について説明する。図１に示したように、ＥＣ素子２Ｃ及び電気泳動素子４はそれぞれ重なるように配置され、電気泳動素子４の表示色とＥＣ素子２Ｃ（或いは、２Ｍ、２Ｙ）の表示色によって、視認側から観察できる色が決定されるので、ＥＣ素子２Ｃ及び電気泳動素子４をタイミングよく所定の呈色をしなければならない。まず、表示の目的とするＥＣ素子２Ｃに接続されているＥＣ素子用信号線２１に所定の電圧をアドレスし、このＥＣ素子２Ｃに対向する電気泳動素子４に接続されている電気泳動素子用信号線２２に所定の電圧をアドレスする。この状態で、ＥＣ素子２Ｃと電気泳動素子４とを同時に呈色させる準備は完了している。
【００６３】
次に、共通走査線２３にオン電圧（例えば０．７Ｖ）を印加し、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の制御電極１４ｇ、第二のスイッチ用薄膜トランジスタ１５の制御電極１５ｇをオン状態とする。制御電極１５ｇがオン状態になれば、第一電極１５ａ及び第二電極１５ｂ間が導通状態となり、電気泳動素子４の画素電極１２が所定電位となり、電気泳動素子４が所望の呈色状態となる。また、第一のスイッチ用薄膜トランジスタ１４の制御電極１４ｇがオン状態になれば、第一電極１４ａ及び第二電極間１４ｂが導通状態となり、これにより駆動用トランジスタ１６の制御電極１６ｇがオン状態となる。制御電極１６ｇがオンになれば、第一電極１６ａ及び第二電極１６ｂ間が導通状態となり、ＥＣ素子２Ｃの画素電極８Ｃが所定電位となり、ＥＣ素子２Ｃの呈色状態（透明シアン色または無色透明）となる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態における電気光学表示装置では、１本の共通走査線２３により電気泳動素子４とＥＣ素子２Ｃの駆動タイミングが制御されるため、回路構造上、電気泳動素子４とＥＣ素子２Ｃの呈色タイミングがずれることはなく、安定した色又は明るさの表示を行うことが可能となる。また、走査線を共通走査線２３の１本としたことにより、各画素の開口率が上がるため、最終的に観者に視認される光量が多くなる。
【００６５】
以上、ＥＣ素子３Ｃと電気泳動素子４とを同時に駆動するための電子回路について説明したが、上述したように、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙを駆動するための電子回路をも電子回路層６に含めて形成することも可能である。例えば、ＥＣ層３Ｃ及びＥＣ層３Ｍにバイアホールを形成することにより、或いは、ＥＣ層３Ｍ、ＥＣ層３Ｙを駆動するための配線を表示領域周縁部に迂回させること等の手段により、電子回路層６と、ＥＣ層３Ｍ及びＥＣ層３Ｙとを接続する構成としてもよい。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態１にかかる電気光学表示装置によれば、ＥＣ層の裏側（視認側とは反対側）に無彩色（グレイスケール）を表示することに適している電気泳動層を配置するため、色要素が豊富化され、ＥＣ層のみによるカラー表示では表現できないような階調度の高い、表現豊かなフルカラー画像を表示することができる。また、各ＥＣ層は無色透明色が表示可能であるため、電気泳動層による無彩色画像をより一層鮮明に表示することができる。
【００６７】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００６８】
図７は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の一例を示す概略断面図である。実施の形態２にかかる電気光学表示装置は、基本的には、実施の形態１にかかる電気光学表示装置と同様の構成を取るが、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙの配置が異なっている。すなわち、実施の形態１にかかる電気光学表示装置では、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙが、視認側からみて互いに重ならないように配列されている構成であったが、実施の形態２にかかる電気光学表示装置では、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙが、視認側からみて互いに重なるように配列されている。
【００６９】
したがって、視認側に表示される色は、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙが呈する透明有彩色（シアン、マゼンタ、イエロー）の減色法による混色である。ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙの全てがオン状態（透明有彩色を呈する状態）であれば、視認側への呈色は、黒となる。逆に、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙの全てがオフ状態（無色透明を呈する状態）であれば、視認側には電気泳動層５の呈色状態がそのまま表示される。
【００７０】
実施の形態２にかかる電気光学表示装置において、ＥＣ層３Ｃ、ＥＣ層３Ｍ、ＥＣ層３Ｙの積層体の無色透明時における全光線透過率は、実施の形態１にかかる電気光学表示装置と同様に６０％以上とすることが好ましい。この積層体の全光線透過率を高めることにより、電気泳動層５が呈する無彩色画像を視認側により鮮明に映し出すことができるからである。これを実現するためには、ＥＣ層３Ｃ、ＥＣ層３Ｍ、ＥＣ層３Ｙの各々の無色透明時の全光線透過率が、８５％以上であることが望ましい。
【００７１】
図８〜図１０は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の呈色パターンを示す図である。図８〜図１０の図面縦方向は、下側から順に電気泳動素子４、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙの積層方向を表している。一方、図８〜図１０の図面横方向は、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙの呈色パターンのバリエーションを示すものであり、シアン、マゼンタ、イエロー各色の点灯と非点灯の全パターンは８種類（２×２×２）存在する。
【００７２】
電気泳動素子４の呈色バリエーションについては次の通りである。すなわち、図８は、電気泳動素子４が白（Ｗｈｉｔｅ）を呈する場合、図９は、電気泳動素子４が中間色（Ｇｒａｙ）を呈する場合、図１０は、電気泳動素子４が黒を呈する場合をそれぞれ示すものである。
【００７３】
視認される色は、電気泳動素子４が白（Ｗｈｉｔｅ）を呈する図８では、図面左側から順に、白（Ｗｈｉｔｅ）、明るいシアン（ＢＣ）、明るいマゼンタ（ＢＭ）、明るいイエロー（ＢＹ）、明るい赤色（ＢＲ）、明るい青色（ＢＢ）、明るい緑色（ＢＧ）、黒（Ｂｌａｃｋ）となる。
【００７４】
電気泳動素子４が中間色、すなわち灰色（Ｇｌａｙ）を呈する図９では、図面左側から順に、灰色（Ｇｌａｙ）、暗いシアン（ＤＣ）、暗いマゼンタ（ＤＭ）、暗いイエロー（ＤＹ）、暗い赤色（ＤＲ）、暗い青色（ＤＢ）、暗い緑色（ＤＧ）、黒（Ｂｌａｃｋ）となる。
【００７５】
電気泳動素子４が黒（Ｂｌａｃｋ）を呈する図１０では、ＥＣ素子２Ｃ、ＥＣ素子２Ｍ、ＥＣ素子２Ｙのオン、オフ状態にかかわらず、電気泳動素子４において光が反射されないため、視認側には黒（Ｂｌａｃｋ）が表示される。
【００７６】
実施の形態２にかかる電気光学表示装置は、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙが、視認側からみて互いに重なるように配列されているため、視認側からみて１画素分の面積が実施の形態１にかかる電気光学表示装置と比較して３分の１に微細化されており、フルカラーを表示しながらも、画像表示装置の高精細化を実現したものである。
【００７７】
以上説明したように、実施の形態２にかかる電気光学表示装置によれば、ＥＣ層の裏側（視認側とは反対側）に無彩色（グレイスケール）を表示することに適している電気泳動層を配置するため、色要素が豊富化され、ＥＣ層のみによるカラー表示では表現できないような階調度の高い、表現豊かなフルカラー画像を表示することができる。また、各ＥＣ層は無色透明色が表示可能であるため、電気泳動層による無彩色画像をより一層鮮明に表示することができる。
【００７８】
なお、実施の形態２においては、視認側からみて、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙの全てが互いに重なる形態について説明したが、ＥＣ層３の全光線透過率を高めるため、ＥＣ素子２Ｃ〜２Ｙから選択されるいずれか２層のみを互いに重なる形態を採用してもよい。
【００７９】
（実施の形態３）
上記の実施の形態１または２において、色の３原色をシアン色、マゼンタ色、イエロー色で構成する場合は、ＥＣ層３ＣよりもＥＣ層３Ｍを厚く形成し、ＥＣ層３ＭよりもＥＣ層３Ｙを厚く形成することが好ましい。色の３原色を青色、緑色、赤色で構成する場合は、ＥＣ層３ＢよりもＥＣ層３Ｇを厚く形成し、ＥＣ層３ＧよりもＥＣ層３Ｒを厚く形成することが好ましい。ＥＣ層の呈色の濃度や透明度は、ＥＣ素子の電気的な制御によって調節することは勿論可能であるが、ＥＣ材料の特性にカスタマイズされた電子回路を構成しなければならない。これに対して、ＥＣ材料の特性の違いをＥＣ層の厚さの設定により調節すれば、電子回路の構成を単純化でき、これにより電子回路の動作速度向上や省エネルギー化にも貢献する。
【００８０】
（実施の形態４）
上記実施の形態１〜３において視認側にタッチパネルを形成することもできる。タッチパネルは、マトリックス状に形成された配線等により、指先やペン先等が物理的に接触された位置を検出し、特定することができるものである。例えば、電子ブックにペンの圧力により書き込んだ情報を電子ペーパー上に表示したり保存したりすることができる。
【００８１】
タッチパネルを動作原理別に分類すると、軽量で製造コストの低い抵抗膜方式（アナログ抵抗膜方式）、透過率が高い静電容量方式、透過率が高く耐久性が高い超音波表面弾性波方式、透過率が高く誤動作の少ない赤外線遮光方式等が挙げられるが、中でも抵抗膜方式は、製造コストが低く、柔軟性が高いという観点から、電子ペーパーやフレキシブルディスプレイの用途に適した方式である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の電気光学表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、電子ブック、電子新聞、電子文庫等の電子ペーパー、カレンダー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子値札、電子楽譜のほか、外部情報入力手段を用いて表示媒体駆動を行うリライタブルペーパーとしても好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の電子回路である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる電気光学表示装置の他の電子回路である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の呈色パターンを示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の呈色パターンを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２にかかる電気光学表示装置の呈色パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  電気光学表示装置
２  ＥＣ素子
３  ＥＣ層
４  電気泳動素子
５  電気泳動層
６  電子回路層
７  第一画素電極（共通電極）
８  第二画素電極（画素電極）
９  ＥＣ材料層
１０  スペーサー
１１  マイクロカプセル
１２  第三画素電極（画素電極）
１３  第四画素電極（共通電極）
１４  第一のスイッチ用薄膜トランジスタ
１５  第二のスイッチ用薄膜トランジスタ
１６  駆動用薄膜トランジスタ
１７  異方性導電膜
１８  接続点
２１  ＥＣ素子用信号線
２２  電気泳動素子用信号線
２３  共通走査線
２４  共通接地線
２７  第一容量素子
２８  第二容量素子
【図５】
2009265272.tif 000003
【図６】
2009265272.tif 000004
【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７】
2009265272.tif 000009
【図８】
2009265272.tif 000010
【図９】
2009265272.tif 000011
【図１０】
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