JP3530117B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に静電気力また
は磁気力により泳動可能な着色泳動粒子の泳動を利用し
て表示を行う表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機その他の携帯情報端末やノー
ト型パーソナルコンピュータに搭載される表示装置に
は、薄型、低消費電力であることが要求される。従来か
ら使用されている液晶表示装置は、バックライトを使用
した装置では消費電力が大きく、また視野角が小さいと
いう問題点があり、バックライトを使用しない反射型の
装置ではコントラストが低いという問題点がある。

【０００３】このような液晶表示装置の欠点を解消する
ものとして、電気泳動や磁気泳動を利用した反射型表示
装置が提案されている。この表示装置は入力される映像
信号に応じて着色泳動粒子を静電気力（クーロン力）ま
たは磁気力により泳動させることで表示を行う装置であ
り、種々の方式が提案されている。例えば特開平９−２
１１４９９号公報（以下、公知文献１という）には、透
明材料からなる前面基板とこれに対向して設けられた背
面基板との間の空間に、絶縁性液体と所定極性に帯電さ
れた着色電気泳動粒子を保持し、背面基板上の中央部に
設けられた第１の電極と周辺部に設けられた第２の電極
との間に印加する電圧の極性を変化させることで、着色
電気泳動粒子を面内方向に泳動させることにより表示を
行う表示セルを用いた表示装置が記載されている。

【０００４】この公知文献１に記載された表示装置で
は、表示セルにおいて第１の電極が電気泳動粒子の帯電
極性と異なる極性、第２の電極が電気泳動粒子の帯電極
性と同じ極性となるように両電極に電圧を印加すると、
電気泳動粒子は第１の電極を覆うことにより前面基板側
から観測したとき電気泳動粒子の色が見え、両電極間に
上記と逆極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子は周辺
部に移動して前面基板の周辺部に設けられた隠蔽層によ
って隠蔽されるので、前面基板側から観測すると背景色
（例えば第１の電極の色、またはこの上に設けられた誘
電体層の色）が見えることになる。

【０００５】このように公知文献１に記載の表示装置
は、電気泳動粒子が第１の電極上を覆うか、隠蔽層によ
り隠蔽されて覆わないかによって表示を行うことから、
基本的に二値表示であり、中間調表示ができない。従っ
て、フルカラー表示を実現することができない。

【０００６】また、特開平１１−２０２８０４号公報
（以下、公知文献２という）には、公知文献１と同様に
透明材料からなる前面基板とこれに対向して設けられた
背面基板との間の空間に、絶縁性液体と所定極性に帯電
された着色電気泳動粒子を保持した構造とし、背面基板
上の左右に設けられた第１の電極と第２の電極に異なる
電圧を印加することで、着色電気泳動粒子を左右に泳動
させることにより、表示を行う表示セルを用いた表示装
置が記載されている。この公知文献２によると、第１、
第２の電極への電圧印加時間を制御することでも一方の
電極から他方の電極に着色電気泳動素子を一部だけ移動
させることができるため、中間調表示が可能である。

【０００７】しかし、公知文献２では着色電気泳動粒子
の移動が左右方向の一次元であるため、例えば着色電気
泳動粒子が第１の電極上にあるオフの状態と第２の電極
上にあるオンの状態との間の濃度差、すなわちダイナミ
ックレンジを大きくとることができず、結果的に階調数
を多くとることができない。また、オフからオン、オン
からオフにそれぞれ遷移するのに、着色電気泳動粒子が
ほぼ表示セルサイズだけ移動する必要があるため、オフ
からオン、オンからオフへの遷移時間が長くかかり、表
示の応答性が悪いという問題がある。

【０００８】一方、電気泳動を利用してフルカラー表示
を可能にした表示装置の例は、例えば特開２０００−３
５５９８号公報（以下、公知文献３という）に記載され
ている。しかし、この公知文献２の表示装置では、３原
色のいずれかの色に着色された分散媒と、３原色とは異
なる色に着色された電気泳動粒子を封入したマイクロカ
プセルを基板上に平板形状（２次元状）に多数配置する
ことでフルカラー表示を実現するため、カラー表示の解
像度がモノクロ表示の場合の１／３に低下してしまうと
いう問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電気泳動を利用した表示装置のうち電気泳動粒子が電
極上を覆うか覆わないかの二値表示を行う公知文献１に
記載の装置では、階調表示ができないという問題があ
り、また着色電気泳動粒子をセルの左右に移動させて表
示を行う公知文献２に記載の装置では、階調表示はある
程度可能であるが、表示コントラスト及び応答性が低い
という問題点があり、さらに公知文献３に記載されてい
る色の異なるマイクロカプセルを平板形状に配列してフ
ルカラー表示を行う装置では、カラー表示の解像度が低
いという問題点があった。

【００１０】本発明は薄板状に構成でき、階調表示と高
コントラストかつ応答性に優れた表示が可能であって、
高解像度のフルカラー表示を実現できる表示装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は少なくとも観察面側が透明部材により覆わ
れた空間内に充填されている着色泳動粒子が入力される
映像信号に応じて面内方向中央部に凝集する第１の状態
と、面内方向に拡散する第２の状態、及び第１の状態と
第２の状態との中間の複数の第３の状態を選択的にとる
ように、着色泳動粒子の泳動を制御することによって表
示を行うことを基本的な特徴とする。

【００１２】より具体的には、複数の表示セルをマトリ
クス状に配列して構成される表示装置において、各表示
セルが透明材料からなる前面基板と、前面基板に対向し
て設けられた背面基板と、前面基板及び背面基板間に保
持された電気力または磁気力により泳動可能な複数の着
色泳動粒子と、着色泳動粒子が入力される映像信号に応
じて前面基板及び背面基板の面内方向中央部に凝集する
第１の状態と、面内方向に拡散する第２の状態、及び第
１の状態と第２の状態との中間の複数の第３の状態を選
択的にとるように着色泳動粒子の泳動を制御する泳動制
御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】さらに、複数の表示セルをマトリクス状に
配列して構成される表示パネルを少なくとも三層積層し
て構成されるカラー表示装置においては、各表示セルが
上記と同様に構成され、着色泳動粒子の色を各層の表示
パネルで異ならせる。

【００１４】このように本発明によると、従来の電気泳
動や磁気泳動を利用した表示装置では困難であった中間
調表現が可能となり、フルカラー表示も容易に可能とな
る。ここで、第１の状態では着色泳動粒子が面内方向中
央部に凝集し、第２の状態では面内方向に拡散するとい
う着色泳動粒子の二次元的な泳動により表示がなされる
ため、一次元方向の泳動を利用した場合に比較して第１
の状態と第２の状態との間の表示コントラストが高くな
る。また、このような二次元的な泳動を利用した場合、
着色泳動粒子は第１の状態と第２の状態との間で表示セ
ルサイズの半分だけ泳動を行えばよいので、一次元的な
泳動を利用した場合より表示の応答性が格段に向上す
る。さらに、色の異なる表示セルからなる複数の表示パ
ネルを積層してカラー表示装置を構成することによっ
て、モノクロ表示でもフルカラー表示でも表示セルの配
列密度と同じ解像度を実現できる。

【００１５】着色泳動粒子に電気泳動粒子を用いる場
合、泳動制御手段は背面基板上の中央部に形成された第
１の電極と、背面基板上の周辺部に形成された第２の電
極と、第１及び第２の電極に入力される映像信号に応じ
て変化する電圧を印加する駆動手段とを有し、第１及び
第２の電極を介して着色泳動粒子に映像信号に応じて変
化する静電気力を作用させることにより、第１、第２及
び第３の状態を選択的にとるように着色泳動粒子の泳動
を制御する構成をとる。第２の電極の面積は第１の電極
の面積より大きく、かつ第１の電極は着色泳動粒子の色
と近い色で着色されていることが好ましい。

【００１６】この場合、着色泳動粒子を所定極性に帯電
しておき、泳動制御手段において第１及び第２の電極に
前記映像信号のレベルに応じた時間にわたって大きさの
互いに異なる電圧を印加することにより中間調を表現で
きる。

【００１７】一方、着色泳動粒子に磁気泳動粒子を用い
る場合、泳動制御手段は背面基板の中央部に対向して配
置された第１の磁極と背面基板の周辺部に対向して配置
された第２の磁極と、第１及び第２の磁極を入力される
映像信号に応じて電気的または機械的に駆動する駆動手
段とを有し、第１及び第２の磁極を介して着色泳動粒子
に映像信号に応じて変化する磁気力を作用させることに
より、第１、第２及び第３の状態を選択的にとるように
着色泳動粒子の泳動を制御する構成をとる。第２の磁極
の面積は第１の磁極の面積より大きく、かつ第１の磁極
は着色泳動粒子の色と近い色で着色されていることが好
ましい。

【００１８】この場合、着色泳動粒子は磁化しておき、
泳動制御手段において第１及び第２の磁極に映像信号の
レベルに応じた時間にわたって大きさの互いに異なる電
流を印加するか、あるいは第１及び第２の磁極と背面基
板との間の距離を映像信号のレベルに応じて互いに異な
る距離に変化させることによって中間調実現できる。

【００１９】泳動制御手段は、着色泳動粒子が第１の状
態と該面内方向に拡散する第２の状を選択的にとるよう
に着色泳動粒子の泳動を制御する構成であってもよく、
その場合には単位表示セルを複数個積層し、各層の単位
表示セルの面内方向の大きさを互いに異ならせる。

【００２０】本発明においては、第２の状態において着
色泳動粒子を前面基板及び背面基板の面内方向に均一に
拡散させる拡散手段をさらに有することが好ましく、こ
の拡散手段は例えば背面基板上に配置された表面に凹凸
群を有する拡散部材、背面基板上に配置された表面に放
射状の流路を有する拡散部材、あるいは表示セルを振動
させる加振機構から構成される。拡散作用を得る別の方
法として、着色泳動粒子を電荷量または磁化量が不均一
となるように所定極性に帯電または磁化するようにして
もよい。

【００２１】このように着色泳動粒子を均一に拡散させ
ることにより、第２の状態での階調レベル（最大階調レ
ベル）を安定に得ることができ、良好な階調表現を実現
することが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 ［第１の実施形態］ （表示セルの構成）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る表示装置を構成する画素と呼ばれる一つの表示セル
１００の構成を示している。表示装置は、この表示セル
１００を例えば３００ｄｐｉ相当の密度でマトリクス状
に多数配列することによって構成される。

【００２３】この表示セル１００の構成について説明す
ると、まず透明材料からなる例えば１００μｍ径の前面
基板１０１に対向して、同じく透明材料からなる１００
μｍ径の背面基板１０２が所定の距離隔てて平行に配置
されている。これら前面基板１０１と背面基板１０２間
の周辺部に、隣接する表示セル間を隔離するための例え
ば高さが２０μｍ程度の隔壁１０３が両基板１０１，１
０２に対して垂直に設けられている。

【００２４】背面基板１０２の内面（前面基板１０１に
対向する面）上には、中央部に位置して例えば円形状の
第１の電極１０４が形成され、さらに第１の電極１０４
の周囲に位置して例えば円環状の第２の電極１０５が形
成されている。すなわち、第１及び第２の電極１０４，
１０５は同心円状に形成されている。ここで、第１の電
極１０４の面積に対して、第２の電極１０５の面積の方
が大きく設定されている。

【００２５】なお、第１の電極１０４は円形以外に例え
ば矩形であってもよく、ハニカム構造であってもよい。
また、第２の電極１０５も第１の電極１０４の形状に合
わせて例えば矩形であってもよい。

【００２６】背面基板１０２の内面上には電極１０４，
１０５の上を覆うように透明絶縁層１０６が形成されて
いる。透明絶縁層１０６の表面には、凹凸群１０７が形
成されている。前面基板１０１と背面基板１０２及び隔
壁１０３で囲まれた空間に、透明絶縁性液体１０８と１
μｍ径程度の微小な多数の着色電気泳動粒子１０９が保
持されている。第１及び第２の電極１０４，１０５に
は、表示セル１００を駆動するためのセルドライバ１１
０が接続されている。

【００２７】絶縁層１０６は、表面の凹凸群１０７によ
って着色電気泳動粒子１０９を背面基板１０２の面内方
向に均一に拡散させるための拡散部材を構成している。
凹凸群１０７による着色電気泳動粒子１０９の均一拡散
作用は、次の通りである。凹凸群１０７は、着色電気泳
動粒子１０９の粒子サイズと同程度か、それよりも大き
い周期で形成される。第１及び第２の電極１０４，１０
５に所定の電圧を印加することによって生成される静電
気力で、着色電気泳動粒子１０９が電気泳動により前面
基板１０１及び背面基板１０２の面内方向に移動する
と、複数の着色電気泳動粒子１０９の一部は凹凸群１０
７の凹部に入り込む。凹部に一旦入り込んだ着色電気泳
動粒子１０９は、面内方向に移動できなくなる。

【００２８】こうして着色電気泳動粒子１０９が入りこ
んだ凹部には、別の着色電気泳動粒子１０９が入り込む
ことは不可能になり、さらに静電気力により移動する。
そして、移動中に着色電気泳動粒子１０９が入り込んで
いない凹部があると、そこに入り込む。このような原理
によって、着色電気泳動粒子１０９は前面基板１０１及
び背面基板１０２の面内方向において均一に拡散するこ
とになる。

【００２９】前面基板１０１及び背面基板１０２の材料
としては、可撓性の透明材料、例えばポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥ
Ｓ）や、ガラスあるいは石英等が用いられる。隔壁１０
３の材料としては透明材料、例えば感光性ポリイミドや
ＰＥＴが用いられる。電極１０４，１０５の材料として
は、パターニング可能な透明導電性材料、例えばＩＴＯ
（インジウム錫合金）などが用いられる。絶縁層１０６
は透明材料であれば良く、例えばポリイミドやＰＥＴな
どが用いられる。

【００３０】表示セル１００の製造方法の一例について
説明すると、まず背面基板１０２上に例えばＩＴＯ膜を
形成し、これをパターニングして第１及び第２の電極１
０４，１０５を形成した後、電極１０４，１０５上に絶
縁層１０６を形成する。絶縁層１０６の表面に凹凸群１
０７を形成するには、例えば絶縁層１０６となるポリイ
ミド膜を形成した後に、フォトリソグラフィー技術を用
いて凹凸群１０７を形成する。また、絶縁層１０６の表
面に凹凸群１０７を形成する他の方法として、予めプレ
スによって凹凸群１０７を形成したＰＥＴフィルムを絶
縁層１０６として用い、これを電極１０４，１０５上に
接着剤を用いて接合してもよい。

【００３１】次に、背面基板１０２上または絶縁層１０
６上に隔壁１０３を形成する。隔壁１０３の材料にポリ
イミドを用いる場合、ポリイミド膜を形成した後に例え
ばフォトリソグラフィ技術を用いて隔壁１０３を形成す
る。隔壁１０３の高さが一回のパターニングで形成可能
な高さよりも大きい、例えば２０μｍ程度の場合は、パ
ターニングを数回繰り返すことによって隔壁１０３を形
成する。

【００３２】隔壁１０３の材料としてＰＥＴフィルムを
用いる場合は、まずＰＥＴフィルム上に熱融解性の接着
層を形成する。この接着層を隔壁１０３の位置に残るよ
うにパターニングした後、基板１０２と接着する。隔壁
１０３として利用しない領域のＰＥＴフィルムは、レー
ザカッタを用いて切除する。このとき隔壁１０３の位置
は、必ずしも表示セル１００同士を完全に分割する必要
はなく、例えば一筆書きでＰＥＴフィルムを切除しても
よい。また、表示セル１００同士を区切る隔壁１０３が
全く無い場合は、表示セル１００を配列した表示パネル
の端部にのみ隔壁１０３を形成すればよい。

【００３３】次に、隔壁１０３の内側に透明絶縁性液体
１０８と着色電気泳動粒子１０９を充填する。透明絶縁
性液体１０８としては、例えばシリコンオイル、トルエ
ン、キシレン等を用いることができる。着色電気泳動粒
子１０９の材料は透明絶縁性液体１０８内で帯電可能な
材料であれば良く、例えば特開平１１−２０２８０４号
公報によればポリスチレンとカーボンの混合物を用いて
いる。

【００３４】次に、前面基板１０１の内面（背面基板１
０２に対向する面）上に熱融解性の接着層を形成する。
そして、前面基板１０１を背面基板１０２と対向させた
ときに隔壁１０３の位置にのみ接着層が残るように、こ
の接着層をパターニングした後、前面基板１０１と背面
基板１０２を加熱して張り合わせることにより、図１の
表示セル１００が完成する。

【００３５】以下、本実施形態の表示セル１００の動作
原理について説明する。本実施形態の表示セル１００で
は、セルドライバ１１０により入力される映像信号に応
じて電極１０４，１０５に所定の電圧を印加すること
で、透明絶縁性液体１０８中で着色電気泳動粒子１０９
の電気泳動を生じさせる。すなわち、着色電気泳動粒子
１０９を映像信号に応じて図１（ａ）に示すように第１
の電極１０４上（前面基板１０１及び背面基板１０２の
面内方向中央部）に凝集する第１の状態と、図１（ｃ）
に示すように面内方向に全体的に拡散する第２の状態、
及びこれら第１の状態と第２の状態との中間の図１
（ｃ）に示す第３の状態のいずれかの状態を選択的にと
るように泳動させることにより表示を行う。

【００３６】より具体的には、着色電気泳動粒子１０９
は予め所定極性に帯電され、正電荷または負電荷を保持
しているとする。ここで、セルドライバ１１０によって
第１の電極１０４に着色電気動粒子１０９の帯電極性と
は逆極性の電圧を印加し、第２の電極１０５に着色電気
泳動粒子１０９の帯電極性と同極性の電圧を印加する
と、着色電気泳動粒子１０９と電極１０４，１０５間に
発生する静電気力によって、図１（ａ）に示すように着
色電気泳動粒子１０９を第１の電極１０４上に吸着する
ことができる。すなわち、着色電気泳動粒子１０９は第
１の電極１０４との間では静電吸引力が生じ、第２の電
極１０５との間では静電反発力が生じる。この第１の状
態は、表示セル１００がいわゆるオフ（最小階調レベ
ル）の状態である。

【００３７】一方、印加電圧の極性を反転させ、第１の
電極１０４に着色電気泳動粒子１０９の帯電極性と同極
性の電圧を印加し、第２の電極１０５に着色電気泳動粒
子１０９の帯電極性と逆極性の電圧を印加すると、着色
電気泳動粒子１０９と電極１０４，１０５間に上記と逆
向きの静電気力が発生し、着色電気泳動粒子１０９は第
２の電極１０５上に引き寄せられる。このとき、着色電
気泳動粒子１０９は図１（ｃ）に示すように凹凸群１０
７によって面内方向に均一に拡散するため、第１の電極
１０４と第２の電極１０５上に均一に吸着する。この第
２の状態は、表示セル１００がいわゆるオン（最大階調
レベル）の状態である。

【００３８】従って、着色電気泳動粒子１０９と第１の
電極１０４を近い色、例えば共に黒色にし、第２の電極
１０５をこれと異なる色、例えば白色にしておけば、ユ
ーザが透明の前面基板１０１側から表示セル１００を観
測した場合、図１（ａ）に示す第１の状態（オフ状態）
では表示は白、また図１（ｃ）に示す第２の状態（オン
状態）では表示は黒となって、白黒表示が可能となる。
すなわち、第１の状態では図１（ａ）に示したように着
色電気泳動粒子１０９が小さな第１の電極１０４上に凝
集するため、前面基板１０１側から観測した場合、表示
セル１００全体としては着色電気泳動粒子１０９はほと
んど見えず、視覚的には第２の電極１０５が認識され
る。また、第２の状態では図１（ｃ）に示したように着
色電気泳動粒子１０９が表示セル１００全体にわたって
面内方向に均一に拡散するため、表示セル１００全体と
しては着色電気泳動粒子１０９の黒が視覚的に認識され
ることになる。

【００３９】また、第１の電極１０４、第２の電極１０
５を着色せずに透明電極とし、透明絶縁層１０６の代わ
りに白色絶縁層を用いることによっても、白黒表示を行
うことが可能である。後者の方法によると、第１の電極
１０４と第２の電極１０５を異なる色に着色する手間を
省くことができ、製造プロセスが容易になる。

【００４０】このように本実施形態の表示セル１００は
白黒表示などの二値表示にも適用できるが、図１（ｂ）
のように図１（ａ）と図１（ｃ）の中間の状態をとるこ
とにより、中間調を表現することもできる。すなわち、
セルドライバ１１０によって第１及び第２の電極１０
４，１０５に電圧を印加する時間を短くすると、着色電
気泳動粒子１０９が図１（ａ）のように第１の電極１０
４上にのみ凝集することもなく、かつ図１（ｃ）のよう
に面内方向において第１及び第２の電極１０４，１０５
上に均一に拡散することもない図１（ｂ）に示す第３の
状態となる。

【００４１】具体的には、セルドライバ１１０によって
着色電気動粒子１０９の帯電極性とは逆極性の電圧を第
１の電極１０４に印加し、着色電気泳動粒子１０９の帯
電極性と同極性の電圧を第２の電極１０５に印加した第
１の状態から、印加電圧の極性を反転させて、着色電気
泳動粒子１０９の帯電極性と同極性の電圧を第１の電極
１０４に印加し、着色電気泳動粒子１０９の帯電極性と
逆極性の電圧を第２の電極１０５に印加する際の電極１
０４，１０５への電圧印加時間を短くすることにより、
着色電気泳動粒子１０９が面内方向に均一に拡散する第
２の状態となる前に、第１及び第２の電極１０４，１０
５の電位を等しくする。この場合、第１の状態において
第１の電極１０４上に凝集していた着色電気泳動粒子１
０９のうちの一部だけが第２の電極１０５の方に吸引さ
れることになる。

【００４２】逆に、セルドライバ１１０によって着色電
気動粒子１０９の帯電極性と同極性の電圧を第１の電極
１０４に印加し、着色電気泳動粒子１０９の帯電極性と
逆極性の電圧を第２の電極１０５に印加した第２の状態
から、印加電圧の極性を反転させて、着色電気泳動粒子
１０９の帯電極性と逆極性の電圧を第１の電極１０４に
印加し、着色電気泳動粒子１０９の帯電極性と同極性の
電圧を第２の電極１０５に印加する際の電極１０４，１
０５への電圧印加時間を短くすることにより、着色電気
泳動粒子１０９のほとんど全てが第１の電極１０４上に
凝集する第１の状態となる前に、第１及び第２の電極１
０４，１０５の電位を等しくする。この場合には、第２
の状態において面内方向に均一に拡散していた着色電気
泳動粒子１０９のうちの一部だけが第１の電極１０４の
方に吸引されて凝集することになる。

【００４３】これら第３の状態では、前面基板１０１側
の観察者からは表示セル１００の中央部が着色電気泳動
粒子１０９の存在により着色して見え、それ以外の部分
は透明に見える。このとき表示セル１００全体の面積に
対して、着色して見える部分の面積の割合に応じた濃度
の中間調が表現されることになる。ここで、セルドライ
バ１１０によって第１及び第２の電極１０４，１０５に
電圧を印加する時間を映像信号レベルに応じて多段階に
変化させると、この第３の状態において着色電気泳動粒
子１０９が分布する面積、つまり表示セル１００の着色
して見える部分の面積が段階的に変化するので、所望の
階調レベル数の中間調を表現することができ、それによ
って後述するフルカラー表示も容易に可能となる。

【００４４】また、着色電気泳動粒子１０９は、表示セ
ル１００内での面内方向の二次元的な泳動によって第
１、第２及び第３の状態をとり、第１の状態では面内方
向中央部の小さな一点に凝集し、第２の状態では面内方
向にセル１００全体にわたって拡散するため、第１の状
態と第２の状態との表示濃度差、すなわちコントラスト
を大きくとることができる。しかも、第１の状態と第２
の状態との間で茶ゆく色電気泳動粒子１０９が移動する
距離は表示セル１００のサイズのほぼ半分でよいので、
表示の応答性が向上する。

【００４５】さらに、本実施形態の表示セル１００では
前述したように絶縁層１０６の表面に形成した拡散凹凸
群１０７によって、第２の状態においては着色電気泳動
素子１０９を面内方向に均一に拡散できるので、第２の
状態をほぼ完全にかつ安定してオフの状態とすることが
できる。従って、最大階調レベルを安定に得ることが可
能となり、良好な階調表現を実現することができる。

【００４６】図２は、図１に示した表示セル１００をマ
トリクス状に配列して構成される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の三原色の表示パネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，１
２１Ｂを積層してカラー表示パネル１２０を構成し、こ
れを駆動回路２００によって駆動することによりフルカ
ラー表示を行う表示装置の概略を示している。

【００４７】表示パネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂ
は、図３に示すようにそれぞれＲ，Ｇ，Ｂに着色した電
気泳動粒子１０９Ｒ，１０９Ｇ，１０９Ｂを用い、かつ
前面基板１０１と背面基板１０２及び隔壁１０３を全て
透明材料により形成した表示セルをマトリクス状に配列
して構成されている。表示パネルＲ，１２１Ｇ，１２１
Ｂでは、それぞれ図１で説明した方法により中間調を実
現することにより、例えば図２で上側から観察者が見た
場合、フルカラー画像が表示される。この場合、表示パ
ネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂが積層されているた
め、フルカラー表示においてもモノクロ表示の場合と同
様に、表示セルの配列密度と同じ高い解像度を実現で
き、高精細なフルカラー表示が可能となる。

【００４８】図３では、表示パネル１２１Ｒ，１２１
Ｇ，１２１Ｂを各々の表示セル１００の中心を一致させ
て積層しているが、表示パネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，１
２１Ｂを各々の表示セル１００の面内方向位置を互いに
少しずつ、具体的には前述した隔壁１０３の厚み分程度
ずらせて配置するようにしてもよい。 このようにする
と、特に表示セル１００が図１のように円形の場合、表
示に寄与しない隔壁１０３の存在によって全く着色表示
されない部分が少なくなるため、表示密度が向上すると
いう利点がある。

【００４９】また、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ着色した着色
電気泳動粒子１０９Ｒ，１０９Ｇ，１０９Ｂの代わりに
補色系、すなわちシアン、マゼンタ、イエローにそれぞ
れ着色した着色電気泳動粒子を用いることもできる。

【００５０】図４は、表示パネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，
１２１Ｂのうちの一つ（符号１２１で代表させている）
と、これに対応した駆動回路２００の構成を示してい
る。図４では、表示パネル１２１の各表示セル１００を
分かりやすくするために断面で示している。図４に示す
駆動回路２００は、信号制御部２０１、電源部２０２、
表示パネル１２１の図中左側に配置されたゲート線駆動
部２０３、並びに表示パネル１２１の図中上下にそれぞ
れ配置された低電圧側データ線駆動部２０４及び高電圧
側データ線駆動部２０５を主体として構成されている。
各表示セル１００セルドライバ１１０には、低電圧用デ
マルチプレクサ１１１と高電圧用デマルチプレクサ１１
２が設けられている。

【００５１】ゲート線駆動部２０３は、各表示セル１０
０のセルドライバ１１０に一対ずつ接続されたゲート線
２０６の各一端に接続されている。低電圧側データ線駆
動部２０４及び高電圧側データ線駆動部２０５は、各表
示セル１００のセルドライバ１１０に接続された低電圧
側データ線２０７及び高電圧側データ線２０８の各一端
にそれぞれ接続されている。

【００５２】信号制御部２０１は外部から入力される映
像信号及び同期信号に基づいて、ゲート線駆動部２０３
と低電圧側データ線駆動部２０４及び高電圧側データ線
駆動部２０５を制御する。信号制御部２０１に入力され
る映像信号は、Ｒの表示パネル１２１Ｒの場合はＲ信号
であり、同様にＧの表示パネル１２１Ｇの場合はＧ信
号、Ｂの表示パネル１２１Ｂの場合はＢ信号である。

【００５３】低電圧側データ線駆動部２０４及び高電圧
側データ線駆動部２０５は、信号制御部２０１により制
御されることによって、信号制御部２０１に入力される
映像信号の１フレームに一回ずつそれぞれ低電圧側デー
タ線２０７及び高電圧側データ線２０８に所定の電圧を
印加する。この場合、中間調を表現するために、低電圧
側データ線２０７及び高電圧側データ線２０８への電圧
印加時間は、映像信号のレベルに応じて制御される。ゲ
ート線駆動部２０３は、信号制御部２０１により制御さ
れることによって、低電圧側データ線駆動部２０４及び
高電圧側データ線駆動部２０５が低電圧側データ線２０
７及び高電圧側データ線２０８に所定の電圧をそれぞれ
印加したときに、それらの低電圧側データ線２０７及び
高電圧側データ線２０８に接続されているセルドライバ
１１０を介して第１及び第２の電極１０４，１０５に映
像信号に対応した電圧を印加する。

【００５４】図５は、セルドライバ１１０の内部構成を
表示セル１００と共に示している。セルドライバ１１０
は図４でも説明したように、低電圧用デマルチプレクサ
１１１と高電圧用デマルチプレクサ１１２からなる。低
電圧用デマルチプレクサ１１１は、一対のゲート線２０
５上の電位を反転させるインバータＩ１，Ｉ２と、イン
バータＩ１，Ｉ２の出力によってオン／オフする一対の
ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２から構成される。高電圧
用デマルチプレクサ１１２は、一対のゲート線２０５上
の電位によってＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２とは相補
的にオン／オフする一対のＭＯＳトランジスタＭ３，Ｍ
４から構成される。このような構成の駆動回路２００に
よって、表示セル１００内の第１及び第２の電極１０
４，１０５には例えば次のようにして電圧が印加され
る。

【００５５】今、一対のゲート線２０６の一方（図中上
側）に“１”（例えば５Ｖ）、他方（図中下側）に
“０”（例えば０Ｖ）を与えると、第１の電極１０４に
は高電圧側データ線２０８からＭＯＳトランジスタＭ３
を介して高電圧が印加され、第２の電圧１０５には低電
圧側データ線２０７からＭＯＳトランジスタＭ２を介し
て低電圧が印加される。このとき着色電気泳動粒子１０
９を負極性に帯電させておくと、着色電気泳動素子１０
９と第１の電極１０４との間により大きな静電吸引力が
発生するので、図１（ａ）に示したように着色電気泳動
粒子１０９はほとんどが第１の電極１０４上に引き寄せ
られ、最終的には電極１０４上に凝集する。この状態で
は表示セル１００はオフであり、何ら表示はなされな
い。

【００５６】逆に、一対のゲート線２０６の一方（図中
上側）に“０”（例えば０Ｖ）、他方（図中下側）に
“１”（例えば５Ｖ）を印加した場合は、第１の電極１
０４には低電圧側データ線２０７からＭＯＳトランジス
タＭ１を介して低電圧（着色電気泳動粒子１０９が負極
性に帯電されている場合、負極性の電圧）が印加され、
第２の電極１０５には高電圧側データ線２０８からＭＯ
ＳトランジスタＭ４を介して高電圧（着色電気泳動粒子
１０９が負極性に帯電されている場合、正極性の電圧）
が印加される。このときは負極性に帯電された着色電気
泳動粒子１０９と第２の電極１０４との間に静電吸引力
が発生するので、着色電気泳動粒子１０９は第２の電極
１０５上に引き寄せられ、やがて凹凸群１０７によって
面内方向に均一に拡散される。この状態では表示セル１
００がオンであり、前面基板１０１側からは着色電気泳
動粒子１０９の色（Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか）が最大濃度
で見えることになる。

【００５７】低電圧側データ線２０７及び高電圧側デー
タ線２０８への電圧印加時間は、信号制御部２０１に入
力される映像信号レベルに応じて制御される。ここで、
例えば映像信号レベルが最小レベルのときは、第１の電
極１０４への高電圧の印加時間及び第２の電極１０５へ
の低電圧の印加時間が最大となり、映像信号レベルが最
大レベルのときは、第１の電極１０４への低電圧の印加
時間及び第２の電極１０５への高電圧の印加時間が最大
となるので、前者の場合は図１（ａ）のようにオフ、後
者の場合は図１（ｃ）のようにオンとなる。

【００５８】映像信号レベルが最小レベルと最大レベル
の中間のいずれかのレベルになると、それに応じて低電
圧側データ線２０７及び高電圧側データ線２０８への電
圧印加時間が短くなるので、着色電気泳動粒子１０９は
図１（ｂ）に示したように一部が第１の電極１０４上に
凝集し、他の一部が第２の電極１０５上に引き寄せられ
て拡散した状態となる。この状態では表示セル１００が
オンとオフの中間の状態となるため、前面基板１０１側
からは着色電気泳動粒子１０９の色（Ｒ，Ｇ，Ｂのいず
れか）が映像信号のレベルに応じた濃度で見えることに
なる。

【００５９】一方、一対のゲート線２０６の両方に
“１”（例えば５Ｖ）を印加した場合は、第１及び第２
の電極１０４，１０５には、高電圧側データ線２０８か
らＭＯＳトランジスタＭ３，Ｍ４を介して共に高電圧が
印加される。従って、着色電気泳動粒子１０９には面内
方向への静電気力はほとんど作用しないが、第１及び第
２の電極１０４，１０５へ引き寄せられ力が作用するこ
とにより、着色電気泳動粒子１０９はそれ以前の状態に
保持される。この場合、着色電気泳動粒子１０９は第１
及び第２の電極１０４，１０５へ引き寄せられる力の作
用によって、凹凸群１０７の凹部の間に安定に保持され
るという効果もある。これによって、安定した静止画の
表示を行うことが可能となる。

【００６０】このようにして表示パネル１２１Ｒ，１２
１Ｇ，１２１Ｂでは、それぞれに入力される映像信号
（Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号）に応じた濃度でＲ，Ｇ，Ｂ
の映像が表示される。従って、図２及び図３のように表
示パネル１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂを重ねてカラー
表示パネル１２０を構成することにより、フルカラー表
示を行うことが可能となる。

【００６１】なお、本実施形態のように着色電気泳動粒
子１０９を第２の電極１０５上に引き寄せた状態で図１
（ｃ）に示すように面内方向に均一に拡散させる手段と
して凹凸群１０７を用いる構成においては、図１（ｃ）
のオンの状態から図１（ａ）のオフの状態または図１
（ｂ）のオンとオフの中間の状態、あるいは静止画を表
示する状態に移行させる場合、第１及び第２の電極１０
４，１０５に共に低電圧を一旦印加して、着色電気泳動
粒子１０９を凹凸群１０７から離した後に、変化させる
状態べきに応じて印加する電圧を変化させることが望ま
しい。

【００６２】上述したような複数の表示パネルを積層し
た表示装置を製造する場合には、各表示パネルを個別に
作成した後、張り合わせてもよいが、下層の表示パネル
の第１の基板１０１の表面に接着層をパターニングした
後、上層の表示パネルの第２の基板１０２を形成するプ
ロセスをとることもできる。この製造方法によれば、各
層の表示パネルを作成した後に張り合わせる工程を省略
することができ、下層の表示パネルの隔壁１０３のパタ
ーンを観察しながら、上層の表示パネルの電極１０４，
１０５のパターニングを行うことができるため、上層の
表示パネルと下層の表示パネルのアライメントが容易に
なる。

【００６３】［第２の実施形態］図６は、本発明の第２
の実施形態を説明するための図であり、表示セル１００
内において着色電気泳動粒子１０９を毛細管現象を利用
して面内方向に均一に拡散させる種々の例について示し
ている。

【００６４】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において
は、それぞれ同心円状の第１及び第２の電極１０４，１
０５の半径方向に沿って、つまり第１の電極１０４から
第２の電極１０５に向かって、放射状に形成された透明
材料からなる拡散部材１３１，１３２，１３３，１３４
が配設されている。拡散部材１３１，１３２，１３３，
１３４は図１で示した絶縁層１０６の上に形成され、そ
の厚さは隔壁１０３と同じか、第１及び第２の基板１０
１，１０２と拡散部材１３１，１３２，１３３，１３４
との間に着色電気泳動粒子１０９が入り込まない程度と
する。

【００６５】拡散部材１３１，１３２，１３３，１３４
の形成法としては、第１の実施形態で説明した製造工程
において絶縁層１０６上に拡散部材１３１，１３２，１
３３，１３４となる透明材料膜及び隔壁１０３となるポ
リイミド膜またはＰＥＴフィルムを形成した後、隔壁１
０３の形成と同時に拡散部材１３１，１３２，１３３，
１３４も形成できるようにパターニングを行うか、もし
くはレーザカッタで切除を行うようにすればよい。この
とき前述した接着層も拡散部材１３１，１３２，１３
３，１３４の下に残るようにパターニングする。

【００６６】図６（ａ）の例では、拡散部材１３１は細
長い扇状の形状をしており、一定の間隔で第２の電極１
０５上及び絶縁層１０６上に放射状に配列され、各々の
間に着色電気泳動粒子１０９を第１及び第２の電極１０
４，１０５の半径方向に案内するための流路が形成され
ている。拡散部材１３１の間隔、つまり流路の幅は着色
電気泳動粒子１０９の径と同程度か、それより若干大き
い程度が好ましい。

【００６７】図６（ｂ）の例では、拡散部材１３２は微
細な菱形の形状をしており、各々の長さ方向が同心円状
の第１及び第２の電極１０４，１０５の半径方向に一致
するように形成されており、各々の間に着色電気泳動粒
子１０９を第１及び第２の電極１０４，１０５の半径方
向に案内するための流路が形成されている。

【００６８】図６（ｃ）の例は、拡散部材１３３の形状
については基本的に図６（ａ）の例と同じであるが、第
１及び第２の電極１０４，１０５の半径方向の幅が小さ
い関係で、拡散部材１３３が電極１０４，１０５に接す
ることなく絶縁層１０６上に直接形成されている点が図
６（ａ）と異なる。

【００６９】図６（ｄ）の例は、拡散部材１３４の形状
に関しては基本的に図６（ｂ）の例と同じであるが、図
６（ｃ）と同様に第１及び第２の電極１０４，１０５の
半径方向の幅が小さい関係で、拡散部材１３４のうち半
径方向両端に位置するもの以外は電極１０４，１０５に
接することなく絶縁層１０６上に直接形成されている点
が図６（ｂ）と異なっている。

【００７０】［第３の実施形態］次に、本発明の第３の
実施形態として、表示セル１００内において着色電気泳
動粒子１０９を面内方向に均一に拡散させる他の方法に
ついて説明する。本実施形態では、予め帯電している着
色電気泳動粒子１０９の電荷量を不均一にすることによ
って、着色電気泳動粒子１０９の均一な拡散を実現す
る。すなわち、電荷量を不均一にすると第１及び第２の
電極１０４，１０５によって着色電気泳動粒子１０９に
働く静電気力が各々の粒子で不均一になり、電極１０
４，１０５に電圧を印加する時間が一定でも、その時間
内に移動可能な距離が不均一となる。従って、着色電気
泳動粒子１０９の持つ電荷量を一定の分散で不均一にす
ると、着色電気泳動粒子１０９を均一に拡散させること
ができる。

【００７１】［第４の実施形態］次に、本発明の第４の
実施形態として、表示セル１００内において着色電気泳
動粒子１０９を面内方向に均一に拡散させる更に別の方
法について説明する。

【００７２】本実施形態では、表示パネル１００の一
部、この例では背面基板１０２の裏面に加振機構として
ＰＺＴ振動素子等からなる超音波発生器１４１を接着
し、第１及び第２の電極１０４，１０５に電圧を印加す
る間に、超音波発生器１４１を駆動回路１４２によって
駆動させることにより超音波を発生させる。この超音波
により着色電気泳動粒子１０９は振動エネルギーを得て
面内方向に拡散することになる。加振機構としては、超
音波発生器１４１以外のものを使用することも可能であ
る。

【００７３】なお、第１〜第４の実施形態で説明した４
つの方法を適宜２つ以上組み合わせて着色電気泳動粒子
１０９を面内方向に拡散させてることも可能である。ま
た、着色電気泳動粒子１０９の拡散は、必ずしも完全に
均一である必要はない。観察者が見て均一であると判断
できる程度の均一性が保たれていれば、十分である。

【００７４】［第５の実施形態］図８は、本発明の第５
の実施形態に係る表示セルの構成を示す断面図である。
本実施形態では、第１の電極１０４については第１の実
施形態と同様に背面基板１０２上に形成されているが、
第２の電極１０５は前面基板１０１の内面上に形成され
ている。すなわち、第１の電極１０４と第２の電極１０
５は対向して配置されている。本実施形態によると、第
１及び第２の電極１０４，１０５のアライメントは第１
の実施形態より困難となるが、着色電気泳動粒子１０９
の拡散性が向上し、表示セルのオン状態での表示濃度
（最大階調レベル）をより高く、かつ均一化することが
できる。

【００７５】次に、本実施形態に係る製造方法について
説明すると、背面基板１０２上に第１の電極１０４を形
成し、また図８では図示していないが、図１で説明した
凹凸群１０７を有する絶縁層１０６及び隔壁１０３を形
成し、さらに隔壁１０３の内側に透明絶縁性液体１０８
と着色電気泳動粒子１０９を充填するまでの工程は、第
１の実施形態と同様である。

【００７６】本実施形態では、前面基板１０１上に第２
の電極１０５を形成した後、前面基板１０１上の内面上
に熱融解性の接着層を形成する。そして、前面基板１０
１を背面基板１０２と対向させたときに隔壁１０３の位
置にのみ残るように、この接着層をパターニングした
後、前面基板１０１と背面基板１０２を加熱して張り合
わせることにより、図８の表示セルが完成する。

【００７７】カラー表示パネルのように複数の表示パネ
ルを積層した表示装置を製造する場合は、各表示パネル
を個別に作成した後、張り合わせてもよいが、下層の表
示パネルの第１の基板１０１の表面に接着層をパターニ
ングした後、上層の表示パネルの第２の基板１０２を形
成するプロセスをとることもできる。

【００７８】最後に、第１及び第２の基板１０４，１０
５とセルドライバ１１０を結線した後、図１０に示した
ように表示パネルの観測者から見る側と反対側、つまり
背面基板１０２が設けられた側に白色などの着色スクリ
ーンを接着することで、表示装置を製作する。

【００７９】［第６の実施形態］次に、本発明の第６の
実施形態として、中間調表現を行う他の方法について説
明する。図９は、本実施形態に係る表示パネル部の構成
を示しており、面積（面内方向の大きさ）の小さい表示
セル１００Ａからなる第１の表示パネルと、面積の大き
い第２の表示セル１００Ｂからなる第２の表示パネルを
表示セル１００Ａと表示セル１００Ｂが面内方向の同じ
位置で重なるように積層して構成される。面内方向で同
じ位置にある表示セル１００Ａと表示セル１００Ｂは、
図示しない駆動回路によって同じ映像信号によって駆動
されるものとする。

【００８０】ここで、表示セル１００Ａ，１００Ｂのそ
れぞれは中間調を表現することはできない構成であって
も、中間調を表示することができる。すなわち、本実施
形態では基本的に大きい方の表示セル１００Ｂのオン、
オフによって最大階調レベルと最小階調レベルを実現す
る。このとき、小さい方の表示セル１００Ａでは着色電
気泳動粒子を第１の電極上に凝集させ、オフの状態とす
ることにより、表示パネル１００Ａ側から観測した場
合、表示セル１００Ｂのみが見えるようにする。

【００８１】次に、小さい方の表示セル１００Ａにおい
て着色電気泳動粒子を面内方向に均一に拡散させてオン
の状態にすると、表示パネル１００Ａ側から観測した場
合、表示セル１００Ａが着色して見え、さらに表示セル
１００Ｂの表示セル１００Ａより外側の部分が見えるの
で、この状態で中間調が表示されることになる。

【００８２】従って、本実施形態における階調レベル数
は、表示セル１００Ａ，１００Ｂのそれぞれがオンとオ
フの二値の状態しかとれない場合でも、４階調とること
ができる。この考え方を拡張して面積の異なる表示セル
を面積の広い順に順次積層することにより、さらに階調
レベル数を増やすことができる。

【００８３】また、表示セルのサイズが同じ複数の表示
パネルを積層して中間調表示を行うことも可能である。
その場合、各層の表示パネルで面内方向において同一位
置の表示セルで一つの画素単位を構成し、一つの画素単
位のうちの着色電気泳動粒子が拡散した表示セルと第１
の電極上に凝集した表示セルの比率により中間調を実現
することができる。

【００８４】さらに、このように表示セルのサイズが同
じ複数の表示パネルを積層する場合に、各層の表示セル
の面内方向位置を互いに少しずつ、具体的には前述した
隔壁１０３の厚み分程度ずらせるようにしてもよい。こ
のようにすると、表示に寄与しない隔壁１０３が表示の
影になるのを防止して、より明るい表示を可能とするこ
とができる。

【００８５】本実施形態においても、各層の表示パネル
を積層する方法として第１の実施形態で述べた製造方法
を用いることで、製造工程が簡単となる上、各層の表示
パネル間のアライメントが容易となる。

【００８６】［第７の実施形態］図１０は、本発明の第
７の実施形態として、任意の背景色をつける方法につい
て示したものであり、表示パネル１０００の観測者の見
る側と反対側、つまり前述した背面基板１０２が設けら
れた側に、例えば白色の着色スクリーン１５０を例えば
背面基板１０２に接着して配置している。

【００８７】このように着色スクリーン１５０を配置す
ることで、白色などの任意の背景色を設定することがで
き、それによって中間調を表現することがより容易とな
り、また例えば第１の実施形態のようにカラー表示を行
う場合には、より鮮明なカラー表示を行うことができ
る。

【００８８】［第８の実施形態］図１１（ａ）（ｂ）
は、本発明の第８の実施形態に係る表示セル３００の構
成を示す断面図と平面図である。前面基板３０１、背面
基板３０２、隔壁３０３、及び凹凸群３０７を有する絶
縁層３０６については、第１の実施形態と基本的に同様
である。

【００８９】本実施形態では、前面基板３０１と背面基
板３０２及び隔壁３０３で囲まれた空間内に、常磁性液
体３０８と着色磁気泳動粒子３０９が封入されている。
着色磁気泳動粒子３０９は、例えばフェライトのような
強磁性材料からなる磁性粉が用いられる。

【００９０】背面基板３０２の裏面には、中央部に位置
して一つの第１の磁極３０４が配置され、また周辺部に
位置して複数の第２の磁極３０５が配置されている。第
１及び第２の磁極３０４，３０５はそれぞれソレノイド
からなり、それぞれのソレノイドに印加される電流は、
ソレノイド駆動回路３１０によって映像信号に応じて制
御され。かつその電流印加時間は映像信号レベルに応じ
て制御される。

【００９１】本実施形態の表示原理は、次の通りであ
る。ソレノイド駆動回路３１０によって、ソレノイドか
らなる第１及び第２の磁極３０４，３０５に電流が印加
されると、磁性粉である着色磁気泳動粒子３０９は通電
された磁極の方向に引き寄せられる。例えば、第１の磁
極３０４のソレノイドにのみ電流を流せば、磁極３０４
から磁界が発生するため、着色磁気泳動粒子３０９は第
１の磁極３０４の位置に引き寄せられる。一方、第２の
磁極３０５のソレノイドにのみ電流を流すと、第２の磁
極３０５から磁界が発生するので、着色磁気泳動粒子３
０９は第２の磁極３０５の位置に引き寄せられる。

【００９２】ここで、図１１に示されるように第１の磁
極３０４の占める面積が第２の磁極３０５に対して十分
小さい場合、着色磁気泳動粒子３０９は第１の磁極３０
４に電流が印加されているときは凝集、第２の磁極３０
５に電流が印加されているときは拡散し、先と同様に表
示セルのオン／オフが可能となる。また、これらの電流
印加時間を映像信号レベルに応じて変化させることによ
り、中間調を表示することができる。

【００９３】本実施形態では、着色磁気泳動粒子３０９
を面内方向に均一に拡散させる方法として、絶縁層３０
６の表面に形成した凹凸群３０７を用いているが、第２
の実施形態や第４の実施形態で説明した方法を同様に用
いることもできる。

【００９４】また、着色磁気泳動粒子３０９を面内方向
に均一に拡散させる他の方法としては、着色磁気泳動粒
子３０９の磁化量を不均一にしてもよい。このようにす
ると、第１及び第２の磁極３０４，３０５と着色磁気泳
動粒子３０９間の引力が各々の粒子で不均一となり、磁
極３０４，３０５のソレノイドに電流を印加する時間が
一定でも、その時間内に移動可能な距離が不均一とな
る。従って、着色磁気泳動粒子３０９の持つ磁化量を一
定の分散で不均一にすることによって、着色磁気泳動粒
子３０９を均一に拡散させることができる。

【００９５】［第９の実施形態］図１２は、本発明の第
９の実施形態に係る表示セルの断面図である。前面基板
３０１、背面基板３０２、隔壁３０３、凹凸群３０７を
有する絶縁層３０６、常磁性液体３０８及び着色磁気泳
動粒子３０９については、第８の実施形態と同様であ
る。

【００９６】本実施形態では、背面基板３０２の裏面側
には、背面基板３０２の中央部に先端を対向させて一つ
の第１の磁極３１４が配置され、背面基板３０２の周辺
部に先端を対向させて複数の第２の磁極３１５が周方向
に一定の間隔で配置されている。第１及び第２の磁極３
１４，３１５は例えば磁性材料からなる棒状部材であ
り、ソレノイド等による磁極移動機構３２０によって、
入力される映像信号に応じて、かつ映像信号レベルに応
じた量だけ背面基板３２０側に移動される。

【００９７】本実施形態においては、磁極移動機構３２
０により第１及び第２の磁極３１４，３１５と背面基板
３０２間の距離を制御することにより、磁性粉である着
色磁気泳動粒子３０９は背面板３０２に近い方の磁極の
方向に引き寄せられる。例えば、磁極移動機構３２０に
よって第１の磁極３１４を背面基板３０２に近づける
と、磁極３１４と着色磁気泳動粒子３０９間に発生する
引力が大きくなり、着色磁気泳動粒子３０９は磁極３１
４が配置された位置、つまり中央部に引き寄せられる。
一方、磁極移動機構３２０によって第２の磁極３１５を
背面基板３０２に近づけると、磁極３１５と着色磁気泳
動粒子３０９間に発生する引力が大きくなり、着色磁気
泳動粒子３０９は磁極３１５が配置された位置、つまり
中央部に引き寄せられる。

【００９８】ここで、図１２に示されるように第１の磁
極３１４の占める面積が第２の磁極３１５に対して十分
小さい場合は、着色磁気泳動粒子３０９は第１の磁極３
１４が背面基板３０２に近づいている場合は凝集、第２
の磁極３１５が背面基板３０２に近づいている場合は拡
散し、第１の実施形態と同様に表示セルのオン／オフが
可能となる。また、第１及び第２の磁極３１４，３１５
と背面基板３０２との間の距離を映像信号レベルに応じ
て変化させることにより、中間調を表示することができ
る。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば薄
板状に構成でき、階調表示と高コントラスト及び応答性
に優れた表示が可能であり、また高解像度のフルカラー
表示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示セルの構成
を３つの状態と共に示す断面図

【図２】同実施形態に係るカラー表示装置の概略構成を
示す斜視図

【図３】同実施形態に係るカラー表示パネルの構成を示
す断面図

【図４】同実施形態における駆動回路の構成を示すブロ
ック図

【図５】同実施形態におけるセルドライバの構成を示す
回路図

【図６】本発明の第２の実施形態に係る表示セルの平面
図

【図７】本発明の第４の実施形態に係る表示セル及び加
振機構を示す断面図

【図８】本発明の第５の実施形態に係る表示セルの断面
図

【図９】本発明の第６の実施形態に係る表示セルの断面
図

【図１０】本発明の第７の実施形態に係る表示パネル及
び背面スクリーンの構成を示す断面図

【図１１】本発明の第８の実施形態に係る表示セルの構
成を示す断面図

【図１２】本発明の第９の実施形態に係る表示セルの構
成を示す断面図

【符号の説明】

１００，１００Ａ，１００Ｂ…表示セル（画素） １０１…第１の基板 １０２…第２の基板 １０３…隔壁 １０４…第１の電極 １０５…第２の電極 １０６…絶縁層 １０７…凹凸群 １０８…透明絶縁性液体 １０９，１０９Ｒ，１０９Ｇ，１０９Ｂ…着色電気泳動
粒子 １１０…セルドライバ １１１…低電圧用デマルチプレクサ １１２…高電圧用デマルチプレクサ １２０…カラー表示パネル １２１Ｒ…赤表示パネル １２１Ｇ…緑表示パネル １２１Ｂ…青表示パネル ２００…駆動回路 ２０１…信号制御部 ２０２…電源部 ２０３…ゲート線駆動部 ２０４，２０５…データ線駆動部 ２０６…ゲート線 ２０７…低電圧側データ線 ２０８…高電圧側データ線 １３１〜１３４…拡散部材 １４１…超音波発生器 １４２…超音波発生器駆動回路 １５０…背面スクリーン ３００…表示セル ３０１…第１の基板 ３０２…第２の基板 ３０３…隔壁 ３０４…第１の磁極 ３０５…第２の磁極 ３０６…絶縁層 ３０７…凹凸群 ３０８…常磁性液体 ３０９…着色磁気泳動粒子 ３１０…ソレノイド駆動回路 ３１４…第１の磁極 ３１５…第２の磁極 ３２０…磁極駆動装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−212499（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221789（ＪＰ，Ａ) 特開2000−122578（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−264965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227187（ＪＰ，Ａ) 特開2001−5040（ＪＰ，Ａ) 特開2001−337625（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−202804（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211499（ＪＰ，Ａ) 特開2001−201770（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−42129（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G09F 9/30 - 9/46 G02F 1/167

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の表示セルをマトリクス状に配列して
   構成される複数の表示パネルを積層してなる表示装置に
   おいて、 各表示セルは、 透明材料からなる前面基板と、 前記前面基板に対向して設けられた背面基板と、 前記前面基板及び背面基板間に保持され、所定極性に帯
   電されると共に、電気力により泳動可能な複数の着色泳
   動粒子と、 少なくとも前記着色泳動粒子が入力される映像信号に応
   じて前記前面基板及び背面基板の面内方向中央部に凝集
   する第１の状態と該面内方向に拡散する第２の状態を選
   択的にとるように、前記着色泳動粒子の泳動を制御する
   泳動制御手段とを有し、前記表示セルの前記面内方向の大きさが各層の前記表示
   パネルで 互いに異なることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】複数の表示セルをマトリクス状に配列して
   構成される表示パネルを少なくとも三層積層してなるカ
   ラー表示装置において、 各表示セルは、 透明材料からなる前面基板と、 前記前面基板に対向して設けられた透明材料からなる背
   面基板と、 前記前面基板及び背面基板間に保持され、所定極性に帯
   電されると共に、電気力により泳動可能な複数の着色泳
   動粒子と、 少なくとも前記着色泳動粒子が入力される映像信号に応
   じて前記前面基板及び背面基板の面内方向中央部に凝集
   する第１の状態と該面内方向に拡散する第２の状態を選
   択的にとるように、前記着色泳動粒子の泳動を制御する
   泳動制御手段とを有し、 前記表示セルの前記面内方向の大きさが各層の前記表示
   パネルで 互いに異なっており、さらに前記着色泳動粒子
   の色が各層の前記表示パネルで異なることを特徴とする
   表示装置。
3. 【請求項３】前記着色泳動粒子の電荷量が不均一である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。