专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示图像的显示装置及其驱动方法，特别涉及通过微颗粒在电极间移动来显示图像的显示装置及其驱动方法。
背景技术：
近年来，作为信息机器或者影像机器等图像机器中所搭载的图像显示装置，广泛应用有通过微细颗粒在电极间移动来进行图像显示的粉流体显示器。
在现有的粉流体显示器(例如电子纸等)中使用着色颗粒的旋转或者电泳等图像显示技术。这些图像显示技术利用着色颗粒与存在于其着色颗粒周围的有机溶剂等的外光反射差来进行显示。
可是，作为现有的利用电泳的图像显示装置，例如，提出了在填充于相对的一对基板间的液相中，通过使电泳颗粒在电极间移动来进行图像显示的电泳显示装置。在这种电泳显示装置中，因为使用微细的电泳颗粒进行显示，所以能够制成薄型且挠性的结构。
但是，对于上述使用电泳显示装置的情况，因为电泳颗粒在液相中移动时的液体阻力很大，所以存在图像显示的响应迟钝这样的问题。因此，为了谋求图像显示的响应速度的提高，提出了通过使颗粒在设置于相对的一对基板间的气相中移动来进行图像显示的显示装置。对于这种显示装置的情况，因为是颗粒在气相中移动，所以与上述电泳显示装置相比能够提高图像显示的响应速度。例如，目前，电泳显示装置中的电泳颗粒的响应速度为100毫秒左右，与此相对，颗粒在气相中移动的图像显示装置中的颗粒的响应速度为1毫秒以下的高速。
这里，对使颗粒在气相中移动来进行图像显示的图像显示装置的一例进行说明。
图12表示的是使颗粒在气相中移动来进行图像显示的图像显示装置的结构与动作原理的示意图。如图12所示，该现有的图像显示装置34包括使光透过的第一基板36，相对第一基板36配置的第二基板35，以及封入在这些第一基板36与第二基板35之间的颜色互不相同的第一颗粒39和第二颗粒40。而且，在第一基板36的、与第二基板35的对峙面上，以及在第二基板35的、与第一基板36的对峙面上分别形成有电极38、电极37。这里，第一颗粒39带正电荷，而第二颗粒40带负电荷。
在如上所述构成的现有的显示装置34中，若如图12(a)所示那样向电极37与电极38之间施加对应于图像信号的电压，则第一颗粒39以及第二颗粒40分别向第一基板36侧和第二基板35侧移动。此时，当第一颗粒39为黑色、第二颗粒40为白色时，如果从第一基板36侧观察，则为进行黑色显示。另一方面，如图12(b)所示，当在电极37与电极38之间施加相反极性的电压时，第一颗粒39以及第二颗粒40分别向第二基板35侧和第一基板36侧移动。此时，如果从第一基板36侧观察，则为进行白色显示。这样一来，在现有的图像显示装置34中，使施加于电极37与电极38之间的电压的极性变化，借此进行黑色显示和白色显示，从而有可能显示期望的图像。
但是，在该现有的使用颗粒的显示器的结构中，仅在外光存在的环境中具有良好的辨认性，在外光不足的环境中存在辨认性降低的问题。即，在夜间等暗的环境中，存在着辨认性显著恶化这样的问题。此外，虽然在进行彩色显示时考虑了使用滤色镜进行显示等结构，但是当进行色再现范围的良好显示时，会产生因环境光而降低辨认性的问题。即，若扩大色再现范围，则在缺乏环境光处存在着所显示的图像变暗的问题。此时，虽然有把颗粒本身着色成R(红)、G(绿)、B(蓝)而进行彩色显示的方法，但是存在难以进行针对RGB像素的微颗粒的涂色数量或分配的问题。
此外，在上述现有的使颗粒在气相中移动来进行显示的图像显示装置的结构中，为了反射入射光以进行十分明亮的白色显示，白色颗粒群的厚度有必要非常厚。因此，存在着图像显示装置的驱动电压提高，并且显示的分辨率降低这样的问题。此时，如果减薄白色颗粒群的厚度则白色变暗，特别是在夜间的室内等暗的房间中产生显示变得难以看见这样的问题。此外，在进行彩色显示时，与上述同样，虽然也考虑了用滤色镜的结构或者使着色颗粒着色等的结构，但是在这些结构中因为光的反射率降低，所以很难进行鲜明的色再现。
发明内容
本发明是为了解决上述这种问题而作成的，目的在于提供一种即使在缺乏外光的暗的环境中辨认性也不恶化，而且色再现范围良好的粉流体型的显示装置及其驱动方法。
而且，为了实现这些目的，本发明的显示装置，包括相对的一对基板、内置于该对基板之间的带电性的着色颗粒群、透明的第一电极以及第二电极，根据施加在上述第一电极与上述第二电极之间的电压，通过上述着色颗粒群以遮光或者不遮光入射于上述第一电极或者透过上述第一电极的光的方式移动来进行显示。如果采用该结构，则可以得到显示质量良好且辨认性也良好的图像。
此时，具有发出上述光的光源。如果采用该结构，则即使在缺乏外光的环境下，也可以得到辨认性良好的图像。
此外，上述着色颗粒群通过以改变俯视位置的方式移动来进行上述光的遮光或者非遮光。如果采用该结构，则可以得到显示质量良好，且能够高速变化的图像。
此外，具有滤色镜，通过来自上述光源的光透过上述滤色镜来进行彩色显示。如果采用该结构，则能够以简单的结构实现彩色显示。
此外，上述滤色镜被配置在上述一对基板的至少一方的表面上。此外，上述滤色镜被配置在上述第一电极的表面上。此外，上述滤色镜被配置在上述光源的光射出面上。如果采用该结构，则能够以简单的结构明亮且辨认性良好地进行彩色显示。
此外，上述光源通过分时段而发出红色、绿色或者蓝色的任意一种颜色的光。如果采用该结构，则可以不使用滤色镜来显示辨认性良好的彩色图像。
此外，上述光源只在进行彩色显示时发光。如果采用该结构，则能够进行明亮且辨认性良好的彩色显示，并且可以构成低耗电量的显示装置。
此外，上述一对基板的至少一方由树脂薄膜形成。如果采用该结构，则可以实现片状且轻薄的显示装置。
此外，具有反射光的反射板，通过该反射板反射入射的外光来显示白色。如果采用该结构，则在外光丰富的环境下，能够通过简单的结构进行鲜明的白色显示。
此外，上述反射板具有使光散射的散射性。如果采用该结构，则可以得到鲜明的白色显示。
此外，上述一对基板是透明的，在一方的上述基板的内面上形成有凹凸体，通过该凹凸体而形成凹部以及夹着该凹部的一对凸部，在上述凹部的底部上形成有上述第一电极，在上述一对凸部的顶部上分别形成有上述第二电极。如果采用该结构，则因为可以在第一电极上层积配置着色颗粒，所以能够显示对比度良好的图像。
此外，上述凹部与上述一对凸部的边界部分形成为斜面，在从上述斜面过渡到上述凸部顶部的部分的表面上形成反射光的反射板，在该反射板上形成上述第二电极。如果采用该结构，则因为高效率地向显示装置的外部反射入射的外光，所以能够得到鲜明的白色显示。
此外，上述第二电极经由绝缘体在上述反射板上形成。如果采用该结构，则因为施加在第二电极上的电压不施加在反射板上，所以能够使着色颗粒群聚集于第二电极上。
此外，上述一对基板之间的空间为气相。如果采用该结构，则由于着色颗粒移动时的阻力减小，所以能够使着色颗粒高速移动。
此外，根据本发明的显示装置的驱动方法，是包括相对的一对基板、内置于该对基板间的带电性的着色颗粒群、透明的第一电极以及第二电极的显示装置的驱动方法，其中，通过向上述第一电极与上述第二电极之间施加电压，上述着色颗粒群根据该施加电压以遮光或者不遮光入射于上述第一电极或者透过上述第一电极的光的方式移动来进行显示。如果采用该构成，则能够得到显示质量良好且辨认性也良好的图像。
此外，在本发明的显示装置中，是包括相对的一对基板、内置于该对基板间的带电性的着色颗粒群、第一电极以及第二电极，具有与上述着色颗粒群相反极性的带电性透明颗粒群与该着色颗粒群一起内置于上述一对基板之间，根据施加在上述第一电极与上述第二电极之间的电压，上述着色颗粒群与上述透明颗粒群交替地在上述第一电极与上述第二电极之间移动，因此，通过遮光或者不遮光入射于上述第一电极或者透过上述第一电极的光来进行显示。如果采用该结构，则透明颗粒群与着色颗粒群的分离变得良好，可以得到显示质量良好且辨认性也良好的图像。
此时，上述第一电极也可以是透明的。如果采用该结构，则因为第一电极是透明的，所以在外光丰富的环境下，能够通过简单的结构进行鲜明的白色显示。
此外，上述着色颗粒群和上述透明颗粒群通过以改变俯视位置的方式移动来进行上述光的遮光或者非遮光。如果采用该结构，则显示质量良好，且能够得到高速变化的图像。
此外，当上述透明颗粒群占据俯视的像素的大致全部面积时，通过配置在上述透明颗粒群的背后的反射构件反射外光来显示白色。如果采用该结构，则在外光丰富的环境下，能够通过简单的结构来进行白色显示。
此时，上述第一电极也可以由上述反射构件来构成。如果采用该结构，则因为把反射构件作为第一电极来利用，所以能够简化显示装置的结构。
此外，当上述透明颗粒群占据俯视中的像素的大致全部面积时，在上述透明颗粒占据像素的主要平面时，通过上述光源的背后的反射板或者上述光源的前面的散射板反射外光来显示白色。如果采用该结构，则在外光丰富的环境下，能够通过比较简单的结构进行鲜明的白色显示。
此外，上述一对基板是透明的，在该透明的一对基板之间依次配置有膜状的上述第一电极、绝缘膜以及具有开口的膜状的上述第二电极，在上述第二电极的开口内封入上述着色颗粒群和透明颗粒群。如果采用该结构，则着色颗粒群和透明颗粒群在第一电极与第二电极之间移动自如地被封入。
此外，上述绝缘膜是滤色镜。如果采用该结构，则因为绝缘膜成为滤色镜，所以能够以简单的结构来进行彩色显示。
此外，在邻接于上述第一电极侧的基板的外侧配置有发出上述光的光源。如果采用该结构，则即使在外光贫乏的环境下，也能够得到辨认性良好的图像。
此外，上述透明颗粒的直径大于上述着色颗粒的直径。
此外，本发明的显示装置的驱动方法，具有与上述着色颗粒群相反极性的带电性的透明颗粒群和该着色颗粒群一起内置于上述一对基板之间，通过向上述第一电极与上述第二电极之间施加电压，上述着色颗粒群与上述透明颗粒群根据该施加电压而交替地在上述第一电极与上述第二电极之间移动，从而，通过遮光或者不遮光入射于上述第一电极或者透过上述第一电极的光来进行显示。如果采用该结构，则能够得到显示质量良好且辨认性也良好的图像。
对于本发明的上述目的、其他目的、特征、以及优点，通过参照附图，在以下的最优实施方式的详细说明中会更加明确。
图1是模式表示本发明的第一实施方式的显示装置的结构的截面图。
图2(a)～图2(g)是模式表示本发明的第一实施方式的制造方法中的工序的截面图。
图3(a)以及图3(b)表示的是本实施方式的显示装置的像素的动作原理的模式图。
图4(a)以及图4(b)表示的时本发明的第一实施方式的显示装置的其他动作原理的模式图。
图5是模式表示本发明的第二实施方式的显示装置的结构的截面图。
图6是模式表示本发明的第二实施方式的显示装置的第一变形例的结构的截面图。
图7是模式表示本发明的第二实施方式的显示装置的第二变形例的结构的截面图。
图8是模式表示本发明的第三实施方式的显示装置的结构的框图。
图9是模式表示具有图8的显示装置的显示部的俯视中的结构的部分平面图。
图10是模式表示具有图8的显示装置的显示部的剖视中的结构的部分截面图，是沿着图9的XX-XX线的截面图。
图11是模式表示本发明的第三实施方式的显示装置的驱动波形的驱动波形图。
图12是模式表示现有的在气相中使颗粒移动而进行显示的图像显示装置的结构与动作原理的图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
第一实施方式图1是模式表示本发明的第一实施方式的显示装置的结构的截面图，图2(a)～(g)是模式表示本发明的第一实施方式的显示装置的制造方法中的工序的截面图。
本实施方式的显示装置具有一个像素。关于具有多个像素的显示装置，在后述的第四实施方式中进行说明。
如图1中所示，本实施方式的显示装置1包括相互对向配置的透明性前基板3A与透明性后基板3B。透明性前基板3A、3B例如由透明的树脂基板构成。在透明性后基板3B的内面上形成一对凹凸体9、9。各凹凸体9在这里形成为具有平坦的顶面9a与斜面9b的梯形断面，双方的凹凸体9具有一定的间隔而相互相对形成。凹凸体9例如由光致抗蚀剂来构成。在各凹凸体9的顶面9a和斜面9b上分别形成反射膜7。反射膜7例如由铝膜来构成。在位于各反射膜7的凹凸体9的顶面9a上的部分上形成有由铝构成的遮光电极4。另一方面，在一对凹凸体9、9之间露出的透明性后基板3B的内面101上形成有由ITO构成的透明电极5。此外，在相对透明性前基板3A的内面的遮光电极4的部分上，经由图未示出的绝缘膜形成遮光体(黑色矩阵)8。而且，在像这样各要素所形成的透明性前基板3A和透明性后基板3B之间的空间102(以下称为像素空间)中收容有带电性的着色颗粒6。该像素空间102在这里由空气所充满，并且由图未示出的封固构件来封固，因此，着色颗粒6被封入在像素空间102内。着色颗粒6在这里由直径约5μm的聚合墨粉所构成。
在透明性后基板3B的背后配置着背光照明2。背光照明2例如由EL背光照明所构成。该背光照明2为大致白色的外观，是一旦施加规定的电压就发出白色光的面状光源。
接下来，参照图2(a)～图2(g)如以上这样构成的显示装置1的制造方法进行说明。
首先，在透明性后基板3B的表面上通过溅射来成膜作为透明性电极5的前驱体的透明性电极膜5′(例如ITO)，使其厚度成为100nm(图2(a))，接着，用光致抗蚀剂等把上述透明性电极膜5′图案化为规定的形状，从而形成透明性电极5(图2(b))。该透明性电极5通过图案化ITO为宽度10μm、长度50μm而形成。当形成透明性电极5后，在该透明性电极5以及透明性后基板3B上以大约25μm的厚度涂敷正片型抗蚀剂(例如，东京应化工业(株)制PMER)，借此成膜作为凹凸体9的前驱体的抗蚀剂膜9′(图2(c))。然后，使用在对应于透明电极5的部位上有开口的掩模通过照相平板印刷法使抗蚀剂膜9′图案化。从而，在抗蚀剂膜9′的位于透明电极5上的部分形成开口(图未示出)。接着，通过在热板上以130℃-120秒钟的加热条件进行加热，透明性后基板3B上的抗蚀剂膜9′流动，从而形成具有规定形状的凹凸体9(图2(d))。此时，在炉中以220℃-60分钟的加热条件进行后烘(post bake)。当在透明性后基板3B上形成凹凸体9后，在该凹凸体9的表面上成膜作为反射光的反射板的铝制反射膜7(图2(e))。但是，是以反射膜7与透明性电极5不会电气短路的方式形成反射膜7。同时，为了提高显示装置1的白色显示时的白色性，期望在反射膜7的表面上设置成凹凸形状。接着，通过照相平板印刷法，经由图未示出的电气绝缘膜在反射膜7的顶面上的规定位置上形成遮光电极4(图2(f))。其中，该遮光电极4是通过图案化铝为宽度10μm、长度50μm而形成的。最后，当把带电性的着色性微颗粒6配置在遮光电极4和反射膜7上以后，以相对遮光电极4的方式预先形成有遮光构件8的透明性前基板3A，经由图未示出的隔离件并使用粘接剂与其粘贴(图2(g))。其中，作为着色性微颗粒6，使用的是直径为5μm左右的聚合墨粉。通过以上的制造工序来完成本实施方式的显示装置。
接下来，对具有以上这种结构的使用着色性微颗粒6的显示装置的显示原理进行说明。
首先，参照附图对外光丰富、未点亮光源情况下的显示装置的显示原理进行说明。
图3(a)和图3(b)是模式表示本实施方式的显示装置的像素的动作原理的示意图。如图3(a)以及图3(b)所示，在本实施方式的显示装置中，通过对各遮光电极4与透明性电极5赋予极性(正或负)相反的电位，而能够使着色性微颗粒6聚集于遮光电极4或透明性电极5周围。例如，当着色性微颗粒6带有负电荷时，通过使遮光电极4为正电位并使透明性电极5为负电位，而能够如图3(a)所示那样使着色性微颗粒6聚集于遮光电极4的上部。
更具体地说，如果向遮光电极4以及透明性电极5之间施加电位，使得遮光电极4为+150V的电位而透明性电极5为-150V的电位，则如图3(a)所示那样着色性微颗粒6聚集于遮光电极4上，而在透明性电极5的周围几乎没有。而且，在该状态下，因为外光由反射膜7所散射，而且着色性微颗粒6被遮光构件8所挡住，所以显示装置1成为白色显示。另一方面，如图3(b)中所示，如果在遮光电极4和透明性电极5之间施加电压，使得反向于图3(a)的情况产生电场，则着色性微颗粒6聚集并覆盖于透明性电极5和反射膜7上。因为该着色性微颗粒6具有遮光性，所以外光不被反射膜7反射，结果，当使用黑色的作为着色性微颗粒6时，像素1成为黑色显示。这样一来，在外光丰富且未点亮光源时，通过使着色性微颗粒6适当移动而能够使显示装置1成为白色或者黑色的显示。其中，虽然在本实施方式中以黑色的着色性微颗粒为例进行了说明，但是通过使用红色、绿色、蓝色的各个着色性微颗粒也可以同样地实施。
接下来，参照附图对外光贫乏并点亮光源情况下的显示装置的显示原理进行说明。
图4(a)和图4(b)是表示本发明的第一实施方式的显示装置的其他动作原理的模式图。在外光贫乏的环境下，点亮透明性后基板3B的下面所具有的背光照明2来进行显示。通过图4(a)和图4(b)对显示装置的显示原理进行说明。
如图4(a)中所示，在显示装置1进行白色显示时，在遮光电极4与透明性电极5之间产生规定电场，使得着色性微颗粒6聚集于遮光电极4上。具体地说，使遮光电极4为正电位、透明性电极5为负电位。此时，因为几乎所有的着色性微颗粒6都聚集在遮光电极4上，而透明性电极5周围的着色性微颗粒6的数量减少，所以从背光照明2所发出的白色光保持原样透过透明性电极5。即，观察者能看到白色显示。另一方面，如图4(b)所示，如果作为使遮光电极4成为负电位且使透明性电极5成为正电位而在遮光电极4与透明性电极5之间产生规定电场，则着色性微颗粒6以从遮光电极4上到覆盖透明性电极5周围的方式移动。其结果，因为着色性微颗粒6覆盖透明性电极5和反射膜7，所以从背光照明2所发出的白色光不透过透明性电极5。即，观察者会看到黑色显示。
如以上说明的那样，通过使用本实施方式的显示装置，通过在外光丰富的环境下反射外光、在外光贫乏的环境下点亮背光照明，而能够显示鲜明且辨认性良好的白色显示和黑色显示。此外，在本实施方式中，由于透明性电极5被配置在由凹凸体9所夹着的凹状空间的底部，所以着色性微颗粒6可以较厚地堆积。因此，可以提高显示的对比度。
第二实施方式在第一实施方式中对单色显示(例如，黑白显示)进行了说明。
在第二实施方式中对使用第一实施方式的显示装置进行彩色显示的情况进行说明。
图5是模式表示本发明的第二实施方式的显示装置的结构的截面图。
如图5所示，本实施方式的显示装置1包括作为光源的发出白色光的背光照明2、透明性前基板3A和透明性后基板3B、遮光电极4、透明性电极5、带电性的着色性微颗粒6、反射膜7、遮光构件8、以及凹凸体9。而且，在透明性电极5的表面上设置有具有与该透明性电极5大致同一形状的规定厚度的滤色镜10。对于其他方面与第一实施方式相同。
在具有上述结构的像素1中，基于与第一实施方式同样的原理，在遮光电极4与透明性电极5之间产生规定电场，使得着色性微颗粒6聚集于遮光电极4上。此外，使背光照明2点亮，从该背光照明2发生白色光。其结果，因为在该状态下大部分着色性微颗粒6都聚集于遮光电极4上，所以从背光照明2发出的白色光透过透明性电极5，在这里，再进一步透过红色的滤色镜10而入射到观察者的眼睛中。因此，观察者就看到红色显示。另一方面，与上述相反，产生规定电场，使得着色性微颗粒6聚集于透明性电极5的周围。于是，着色性微颗粒6聚集于透明性电极5上和反射膜7上。因此，从背光照明2所发出的白色光不会透过透明性电极5和设置在其上面的滤色镜10。即，观察者就看到黑色显示。这样一来，在本实施方式中，通过使着色性微颗粒6适当移动，而能够切换黑色显示与红色显示。这里，滤色镜10的颜色并不限于红色，通过在构成显示装置的每个像素上适当配置红色、绿色和蓝色的RGB，而能够构成可彩色显示的显示装置。其中，在反射外光来显示时，通过与第一实施方式同样的显示原理而能够白色显示和黑色显示。
接下来，对本实施方式的变形例进行说明。
首先，对本实施方式的第一变形例进行说明。
虽然在本实施方式中通过在透明性电极5上形成滤色镜10而能够彩色显示，但是在透明性后基板3B上形成滤色镜也可以得到相同效果。这里，参照附图对本实施方式的第一变形例进行说明。
图6是模式表示根据本发明的第二实施方式的显示装置的第一变形例的构成的截面图。
如图6所示，在本实施方式的显示装置的第一变形例中，在透明性后基板3B的表面上设置有滤色镜11。其他方面与第一实施方式相同。在具有上述结构的第一变形例中，从背光照明2所发出的白色光透过透明性后基板3B，并进一步透过滤色镜11后，透过透明性电极5。因而，观察者会看到被着色成滤色镜11所具有颜色(红色、绿色或蓝色)的光。即，就可以得到与使用本实施方式的显示装置的像素1的情况相同的效果。
接下来，对本实施方式的第二变形例进行说明。
虽然在上述第一变形例中，能够通过在透明性基板3上形成滤色镜11来进行彩色显示，但是即使在背光照明2上形成滤色镜也可以得到同样的效果。这里，参照附图对本实施方式的第二变形例进行说明。
图7是模式表示本第二实施方式的显示装置的第二变形例的结构的截面图。
如图7所示，在本实施方式的显示装置的第二变形例中，在背光照明2的光射出面上设置有滤色镜12。其他方面与第一实施方式相同。在具有上述结构的第二变形例1中，从背光照明2发出的白色光透过滤色镜12，并透过透明性后基板3B后，透过透明性电极5。因而，观察者会看到被着色成滤色镜12所具有颜色(红色、绿色或蓝色)的光。即，作为这种构成也可以得到与本实施方式的显示装置的像素1的情况相同的效果。
同时，虽然在本实施方式中使用被着色的滤色镜来对作为光源的背光照明所发出的光进行着色，但是除此以外，每隔一定时间以红色光、绿色光、蓝色光来切换各像素的背光照明所发出的颜色来进行显示，也能够进行彩色显示，即，可以得到与本实施方式同样的效果。
此外，在本实施方式中，虽然作为微颗粒使用直径5μm的聚合墨粉，但是只要是其他靠通过施加电压产生的电场来适当移动的着色性微颗粒，都能够进行与本实施方式相同的实施。此外，即使像电泳显示装置那样，使用由规定溶剂充满显示装置内的颗粒的显示装置，也能够进行同样的实施。
第三实施方式图8是模式表示本发明的第三实施方式的显示装置的结构的框图。
如图8所示，本第三实施方式的显示装置100包括具有配置成矩阵状的像素29的显示部28。构成显示部28的各个像素29，如后所述，具有第一电极和第二电极。这些第一电极和第二电极分别连接于第一电极驱动器26和第二电极驱动器27。即，各个像素29由第一电极驱动器26和第二电极驱动器27所驱动。而且，这些第一电极驱动器26和第二电极驱动器27的动作由被输入图像信号的控制部25根据该图像信号来控制。因此，本实施方式的显示装置100包括控制部25、第一电极驱动器26和第二电极驱动器27、以及由像素29组成的显示部28。
接下来，对本发明的第三实施方式的显示装置所具有的显示部的结构进行说明。
图9是模式表示图8的显示装置所具有的显示部的俯视中的结构的局部平面图。此外，图10是模式表示图8的显示装置所具有的显示部的剖视中的结构的局部截面图，是沿着图9的XX-XX线的截面图。
如图9所示，本实施方式的显示装置是能够进行彩色显示的，在其显示部28中，在俯视中，以正交的方式配置有长方形的多个第一电极(以下称为行电极)14以及宽度比第一电极窄的多个长方形的第二电极(以下称为列电极)16r、16g、16b，两者的交点形成像素29。在列电极16r、16g、16b上，在与行电极14交叉的部分(也就是构成像素29的部分)上形成开口部103。此外，列电极由红色用列电极16r、绿色用列电极16g、蓝色用列电极16b三种电极构成，这三种电极在行方向上重复地形成。由红色用列电极16r、绿色用列电极16g和蓝色用列电极16b与行电极14的各交点组成的各像素的组来形成画素105。该画素105相当于黑白显示用的显示装置中的像素。
如图9和图10所示，在显示部28中，在俯视中，相对着配置透明的前基板19与透明的后基板13。在后基板13的内面上形成行电极14，在行电极14的上面配置有由介电体膜构成的滤色镜15r、15g、15b。滤色镜由红色用滤色镜15r、绿色用滤色镜15g、蓝色用滤色镜15b三种滤色镜构成，这三种滤色镜在行方向上重复形成。而且，在各滤色镜15r、15g、15b的上面分别形成有对应于各色的各列电极16r、16g、16b。在各列电极16r、16g、16b的开口部103的内部收容有透明颗粒17与黑色颗粒18。在列电极16r、16g、16b的上面配置有前基板19，通过这样使开口部103被封固，从而形成气密的空间104(以下称为像素空间)。而且，透明颗粒17以及黑色颗粒18被收容在这样形成的像素空间104内。该像素空间104在这里由空气所充满。
在后基板13的背面上配置着EL背光照明20。该EL背光照明20与第一实施方式中说明的结构相同。
接下来，对上述那样构成的显示装置100的制造方法的概要进行说明。
在图8～图9中，首先，在由聚碳酸酯树脂或聚对苯二甲酸乙二酯树脂等透明树脂构成的后基板13的一方主面上，使用蒸气沉积和照相平板印刷技术，形成由氧化铟锡(ITO)构成的各个宽度为210μm、厚度为100nm的多个长方形的行电极14，然后，在该行电极14的上面，涂敷分散了着色颜料的透明抗蚀剂树脂，通过照相平板印刷技术以条状来将其图案化，从而形成厚度大约为2μm的红色、绿色和蓝色的滤色镜15r、15g、15b。
接着，在形成有该滤色镜15r、15g、15b的后基板13上，以通过照相平板印刷技术而形成的抗蚀剂图形作为掩模来施行镀铜，形成厚度为10μm的多组列电极16r、16g、16b。在该列电极16r、16g、16b上的规定部位上形成有开口部103。列电极16r、16g、16b的间距为70μm，宽度为60μm，开口部103的宽度为40μm。
接着，在列电极16r、16g、16b的开口部103的内部，散布有由丙烯树脂构成的直径为10μm的球状透明颗粒17，、以及施行了易带电负电荷的带电处理的直径为5μm的黑色颗粒18(这里为电子照相用墨粉)。具体地说，通过以重量比1∶1的比率把透明颗粒17与黑色颗粒18预先混合且充分搅拌，使透明颗粒17带电成正电荷，并使黑色颗粒18带电成负电荷。然后，通过使用喷雾器在密闭容器内散布这些透明颗粒17与黑色颗粒18的粉末，分别在列电极16r、16g、16b的开口部内散布。
接着，在由与后基板13相同材质的透明膜(厚度50μm)所构成的前基板19的一方主面上的、对应于列电极16r、16g、16b的部分上，通过丝网印刷以大约10μm的厚度涂敷有经过紫外线固化的粘接剂，使该前基板19与列电极16r、16g、16b紧贴，然后，照射紫外线而使粘接剂固化。从而，透明颗粒17和黑色颗粒18被封固于由滤色镜15r、15g、15b与列电极16r、16g、16b以及基板19所形成的像素空间104的内部，并完成显示板。
接着，在该显示板的周围上安装第一电极驱动器26和第二电极驱动器27，并进一步在上述显示板的背后配置EL背光照明20，从而作成本实施方式的显示装置100。
接下来，对本发明的第三实施方式的显示装置的显示原理进行说明。
图11是模式表示本发明的第三实施方式的显示装置的驱动波形的驱动波形图。
在显示装置100中，通过控制部25的控制，第一电极驱动器26和第二电极驱动器27将具有图11(a)和(b)中所示波形的驱动电压施加给显示部28。这里，在图11中，曲线30a、30b、30c表示的是在复位期间32之后、依次选择行电极14的扫描电压的经时变化，其中，曲线30a表示的是向在图9和图10中标注有标号14的行电极施加电压的经时变化，曲线30b和30c表示的是向其次以及再次的行的行电极14施加电压的历时变化。此外，将与图11所示的扫描电压同步、施加给列电极16r和16g的信号电压的经时变化作为曲线31r和曲线31g示出。其中，就图9中所示以外的行电极和列电极而言，为了方便而省略其说明。
在显示装置100中，在复位期间32内，各行电极14一齐由作为扫描电路的第一电极驱动器26重复三次交互地施加+40V、0V的电压，与此同时，由第二电极驱动器27向列电极16r、16g施加0V、+40V的电压，从而在由透明颗粒17和黑色颗粒18组成的粉体层上施加±40V的交流电压。于是，如图10所示的列电极16r的像素空间104那样，黑色颗粒18向列电极16r的侧面移动而附着。此外，透明颗粒17呈散布于滤色镜15r上的状态。像这样使像素复位后，如图11所示，在行电极14的选择期间33内施加+40V的选择脉冲电压，并且在列电极16r上施加+20V的电压，在列电极16g上施加0V的电压。于是，在列电极16r的像素空间104中，行电极14相对于列电极16r为20V正电位，在该相对成为正电位的行电极14上带电为正的透明颗粒17经由滤色镜15r附着且在相对成为负电位的列电极16r上带电为负的黑色颗粒18成为附着状态。因而，虽然黑色颗粒18和透明颗粒17同时从其直接或间接地附着的电极16r、14受到静电的排斥力，但是因为行电极14与列电极16r的电位差20V相对小，所以黑色颗粒18和透明颗粒17对共轭构件的附着力被静电排斥力所克服，列电极16r的像素空间104原样保持在复位状态。此时，如图10所示，如果观察者从前侧(前基板19侧)看像素，则因为如箭头22那样透射的外光达到EL背光照明20的主面，被该EL背光照明20的表面反射，所以可以确认像素显示出作为滤色镜15r所具有颜色的红色。此外，如果EL背光照明20点亮，则由于从该EL背光照明20所发出的光如箭头21那样透过，所以像素发光为红色。同时，当把本实施方式的显示装置100作为黑白显示用的时候，因为没有滤色镜，所以看到背景色(EL背光照明20的颜色)而成为白色显示。
另一方面，在列电极16g的像素空间104中，行电极14相对于列电极16r成为40V正电位，因为行电极14与列电极16r的电位差相对较大，所以，相于对黑色颗粒18和透明颗粒17，来自这些直接或间接地附着的电极16r、14的静电排斥力被向着这些共轭构件的附着力所克服，如图10所示，透明颗粒17与黑色颗粒18的位置更换。即，成为黑色颗粒18散布于滤色镜15g上的状态，因此，由于无论是外光24还是从EL背光照明20所发出的照明光23都被黑色颗粒18群所吸收，所以对于反射显示和透射显示，像素都成为黑色显示。
因而，在图像信号的各帧中，如图11所示，通过在复位期间32之后设置选择期间33，把图11中所示的扫描电压和信号电压输入到显示部28而能够显示根据图像信号的图像。
同时，此时的图像的对比度为大约为15∶1。此外，开口部分的反射率在没有滤色镜的单元(把本实施方式的显示装置100作为黑白显示用的场合)处可以得到超过70％的高反射率。此外，因为透明颗粒17和黑色颗粒18在气相中移动，所以，对图像信号以1毫秒以下的高速响应速度来响应。此外，这些像素的状态即使切断也可以被保存，可以确认表现出记忆性。
这样一来，在本实施方式中，通过使用透明颗粒17，并同时利用该透明颗粒17的背后的反射构件(在图10中，EL背光照明20的主面)处的光的反射，与类似于现有例子的使用白色颗粒的情况相比，能够易于提高白色显示时的光的反射率。顺便说一下，在现有的显示装置中，为了显示白色而用的白色颗粒，在丙烯酸等树脂中分散氧化钛等高折射率无机结晶，由树脂与无机结晶的折射率差而产生光的散射，由多个颗粒通过反复该光的散射而反射成白色。因此，为了得到例如新闻纸所有的60％以上的使用该现有白色颗粒时的反射率，有必要使单元内的白色颗粒层的厚度为50～100μm左右。而且，如果这种白色颗粒的厚度厚，则因为在颗粒移动时的阻力提高，所以变得难以运动，此外，因为单元厚度(前基板19与后基板13的间隔)增大，所以除非施加相当的高电压(例如300V左右)，否则无法确保颗粒的可靠移动。另一方面，黑色颗粒由于靠存在于颗粒中的黑色染料或碳黑等来有效地吸收光，所以即以是比较薄的层也可能进行黑色显示。即，即使以5μm左右厚度的颗粒层吸收90％以上的光也是可能的。而且，虽然本实施方式的直径为5μm的黑色颗粒18群为了填满间隙而封入稍多于一层左右的量而构成，但是可以实现充分降低黑色程度。
此外，在现有的使用白色和黑色的各颗粒的显示装置中，因为单元厚度厚达100～300μm，所以难以把像素间距设置成100μm以下。与此相比，在本实施方式的显示装置100中，可以把驱动电压大幅度地降低到40V，并且把像素间距取为本实施方式的70μm，或者更小，高分辨率化也是可能。
此外，因为在本实施方式中使用透明颗粒17，所以使得使用EL背光照明20的透射型显示成为可能。而且，由此，即使在外光贫乏的房间之中辨认性也良好，使得彩色显示也成为可能。
此外，虽然在本实施方式中使透明颗粒17与黑色颗粒18混合，但是例如在通过仅把容易带电成负的黑色颗粒与铁氧体等搅拌而带电成负电荷后，仅封入黑色颗粒的情况，即使施加电压黑色颗粒也仅稍微移动。然后，黑色颗粒就几乎不再移动。可以认为这是因为紧只有黑色颗粒带电量慢慢减少的缘故。具体地说，如本实施方式所示，在材质不同的两种以上的颗粒移动时，通过颗粒间彼此接触或摩擦而带电。但是，紧靠一种着色颗粒由于除了与基板面的接触以外不生电，所以可以认为因为仅成为放电故移动变得困难。即，如本实施方式所示，有必要着色颗粒(黑色颗粒18)与透明颗粒(透明颗粒17)光学上的性质不同，并且带电极性相反。同时，如果具有这种性质，则虽然透明颗粒、着色颗粒一起，在本实施方式中各有一种，但是也可以包括各自不同种类的颗粒。
同时，虽然在本实施方式中，通过靠EL背光照明20的主面反射透过了透明颗粒17群的外光，使透射显示与反射显示两立，但是，例如，如果用铝等反射构件构成行电极14，则由于透过了透明颗粒17群的外光被由铝构成的行电极14反射，再次透过透明颗粒17群时被散射，所以能够在反射型中进行明亮的白色显示。
此外，虽然在本实施方式中，通过构成滤色镜来进行彩色显示，但是通过使用彩色的着色颗粒与透明颗粒、或者给透明颗粒赋予彩色的彩色透明颗粒与黑色颗粒，也能够进行与本实施方式相同的彩色显示。
而且，虽然在本实施方式中所示的显示装置100中，作为后基板13使用由聚碳酸酯树脂或聚对二甲酸乙二酯树脂等透明树脂形成的树脂制基板，但是也可以不使用这种基板，例如可以使用玻璃基板。即使通过如这样构成，也可以得到与本实施方式所示的显示装置100一样的高速响应性和记忆性等特征。但是，本实施方式所示的显示装置100与液晶相比其单元的厚度达几十μm，此外，因为没有必要在树脂上作成困难的有源矩阵，故通过用薄的树脂制基板而产生显示装置100容易制作这样的优点。即，能够实现具有超薄型不分割的片状的显示装置的、便携性极高的移动机器。
第四实施方式本发明的第四实施方式是把第一实施方式的显示装置应用于具有多个像素的显示装置中。
即，本实施方式的显示装置是在电气上如图8的框图所示那样构成。
而且，各像素29如图1所示那样构成，遮光电极4连接于第一电极驱动器26，透明电极5连接于第二电极驱动器27。此外，遮光体8以位于邻接的像素29彼此的边界的矩阵状而形成。
这样构成的本实施方式的显示装置的动作和制造方法与第一实施方式中所说明的是同样的。即使作为这种构成，也可以得到与第一实施方式同样的效果。
根据上述说明，对于本领域的技术人员而言，本发明的多种改良或其他实施方式是显而易见的。因而，上述说明应只是作为例示来解释，是以将实施本发明的最优方式传授给本领域的技术人员为目的而提供的。在不脱离本发明精神的范围内，可以实质性地变更其结构和/或者功能的细节。
工业实用性根据本发明的显示装置及其驱动方法，作为即使在外光贫乏的暗的环境中辨认性也不恶化、且色再现范围良好的粉流体型的显示装置及其驱动方法是有用的。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于包括相对的一对基板、内置于该对基板之间的带电性的着色颗粒群、透明的第一电极以及第二电极，根据施加在所述第一电极与所述第二电极之间的电压，通过所述着色颗粒群以遮光或者不遮光入射于所述第一电极或者透过所述第一电极的光的方式移动来进行显示。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于具有发出所述光的光源。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述着色颗粒群通过以改变俯视位置的方式移动来进行所述光的遮光或者非遮光。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于具有滤色镜，通过来自所述光源的光透过所述滤色镜来进行彩色显示。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述滤色镜被配置在所述一对基板的至少一方的表面上。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述滤色镜被配置在所述第一电极的表面上。
7.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述滤色镜被配置在所述光源的光射出面上。
8.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述光源通过分时段而发出红色、绿色或者蓝色的任意一种颜色的光。
9.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述光源只在进行彩色显示时发光。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述一对基板的至少一方由树脂薄膜形成。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于具有反射光的反射板，通过该反射板反射入射的外光来显示白色。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于所述反射板具有使光散射的散射性。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述一对基板是透明的，在一方的所述基板的内面上形成有凹凸体，通过该凹凸体而形成凹部以及夹着该凹部的一对凸部，在所述凹部的底部上形成有所述第一电极，在所述一对凸部的顶部上分别形成有所述第二电极。
14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于所述凹部与所述一对凸部的边界部分形成为斜面，在从所述斜面过渡到所述凸部顶部的部分的表面上形成反射光的反射板，在该反射板上形成所述第二电极。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于所述第二电极经由绝缘体在所述反射板上形成。
16.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述一对基板之间的空间为气相。
17.一种显示装置的驱动方法，是包括相对的一对基板、内置于该对基板间的带电性的着色颗粒群、透明的第一电极以及第二电极的显示装置的驱动方法，其特征在于通过向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压，所述着色颗粒群根据该施加电压以遮光或者不遮光入射于所述第一电极或者透过所述第一电极的光的方式移动来进行显示。
18.如权利要求17所述的显示装置的驱动方法，其特征在于所述显示装置具有发出所述光的光源，该光源通过分时段而发出红色、绿色或者蓝色的任意一种颜色的光。
19.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于具有与所述着色颗粒群相反极性的带电性的透明颗粒群和该着色颗粒群一起内置于所述一对基板之间，根据施加在所述第一电极与所述第二电极之间的电压，所述着色颗粒群与所述透明颗粒群交替地在所述第一电极与所述第二电极之间移动，因此，通过遮光或者不遮光入射于所述第一电极或者透过所述第一电极的光来进行显示。
20.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于具有发出所述光的光源。
21.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于所述着色颗粒群和所述透明颗粒群通过以改变俯视位置的方式移动来进行所述光的遮光或者非遮光。
22.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于当所述透明颗粒群占据俯视的像素的大致全部面积时，通过配置在所述透明颗粒群的背后的反射构件反射外光来显示白色。
23.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于具有滤色镜，通过所述光透过所述滤色镜来进行彩色显示。
24.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于当所述透明颗粒群占据俯视中的像素的大致全部面积时，在所述透明颗粒占据像素的主要平面时，通过所述光源的背后的反射板或者所述光源的前面的散射板反射外光来显示白色。
25.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于所述光源通过分时段而发出红色、绿色或者蓝色的任意一种颜色的光。
26.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于所述光源只在进行彩色显示时发光。
27.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于所述一对基板的至少一方由树脂薄膜构成。
28.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于所述一对基板是透明的，在该透明的一对基板之间依次配置有膜状的所述第一电极、绝缘膜以及具有开口的膜状的所述第二电极，在所述第二电极的开口内封入所述着色颗粒群和透明颗粒群。
29.如权利要求28所述的显示装置，其特征在于所述绝缘膜是滤色镜。
30.如权利要求29所述的显示装置，其特征在于在邻接于所述第一电极侧的基板的外侧配置有发出所述光的光源。
31.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于所述透明颗粒的直径大于所述着色颗粒的直径。
32.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于所述一对基板之间的空间为气相。
33.如权利要求17所述的显示装置的驱动方法，其特征在于具有与所述着色颗粒群相反极性的带电性的透明颗粒群和该着色颗粒群一起内置于所述一对基板之间，通过向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压，所述着色颗粒群与所述透明颗粒群根据该施加电压而交替地在所述第一电极与所述第二电极之间移动，从而，通过遮光或者不遮光入射于所述第一电极或者透过所述第一电极的光来进行显示。
34.如权利要求33所述的显示装置的驱动方法，其特征在于所述光源通过分时段而发出红色、绿色或者蓝色的任意一种颜色的光。
全文摘要
本发明提供一种显示装置(1)，包括一对相对的基板(3A、3B)、位于该对基板之间的带电性的彩色颗粒(6)、透明的第一电极(4)以及透明的第二电极(5)。根据施加于所述第一电极与所述第二电极之间的电压，通过使彩色颗粒以遮光或者不遮光入射于所述第一电极或者透过所述第一电极的光的方式移动来显示图像。
文档编号G02F1/01GK1711499SQ200380103369
公开日2005年12月21日 申请日期2003年11月17日 优先权日2002年11月15日
发明者西山诚司, 胁田尚英 申请人:松下电器产业株式会社