特許 5718651 多色サブピクセルフルカラー反射ディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5718651

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】多色サブピクセルフルカラー反射ディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/167 20060101AFI20150423BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20150423BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20150423BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/167

   G09G3/34 C

   G09G3/20 642J

   G09G3/20 642K

   G09G3/20 642E

   G09G3/20 642D

   G09G3/20 680H

【請求項の数】4

【全頁数】48

(21)【出願番号】特願2011-1542(P2011-1542)

(22)【出願日】2011年1月6日

(62)【分割の表示】特願2000-543876(P2000-543876)の分割

【原出願日】1999年4月9日

(65)【公開番号】特開2011-100155(P2011-100155A)

(43)【公開日】2011年5月19日

【審査請求日】2011年1月6日

(31)【優先権主張番号】60/081,362

(32)【優先日】1998年4月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500080214

【氏名又は名称】イー インク コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100062409

【弁理士】

【氏名又は名称】安村 高明

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】ポール ドラザイク

(72)【発明者】

【氏名】ラッセル ジェイ． ウィルコックス

【審査官】 弓指 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９７／０３３２６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−１１８８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０８１５３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ１／１６７−１／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のサブピクセルを有する少なくとも１つのピクセルを含むカラー反射電子ディスプレイであって、前記複数のサブピクセルのうちの少なくとも１つは、３色を表示することが可能であり、
前記少なくとも１つのサブピクセルは、電気泳動媒体を含み、前記電気泳動媒体は、第１のタイプの電気的に荷電した粒子と第２のタイプの電気的に荷電した粒子とを含み、前記第１のタイプの電気的に荷電した粒子と前記第２のタイプの電気的に荷電した粒子とは、反対の極性の電荷を有し、かつ、少なくとも１つの光学特性において異なっており、
前記少なくとも１つのサブピクセルは、観察表面を有し、かつ、第１の光学状態、第２の光学状態、第３の光学状態に駆動されることが可能であり、前記第１の光学状態において、前記第１のタイプの粒子は、前記観察表面に隣接して配置されており、前記第２のタイプの粒子は、前記観察表面から離れて配置されており、前記第２の光学状態において、前記第２のタイプの粒子は、前記観察表面に隣接して配置されており、前記第１のタイプの粒子は、前記観察表面から離れて配置されており、前記第３の光学状態において、前記第１のタイプの粒子および前記第２のタイプの粒子の両方は、前記観察表面から離れて配置されている、カラー反射電子ディスプレイ。

【請求項2】

前記第１のタイプの粒子と前記第２のタイプの粒子とは、着色した流体内に配置されており、前記第３の光学状態は、前記着色した流体のカラーを表示する、請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのサブピクセルは、第３のタイプの粒子をさらに含み、前記第３のタイプの粒子は、実質的に荷電されておらず、少なくとも１つの光学特性において前記第１のタイプの粒子および前記第２のタイプの粒子とは異なっており、前記第３の光学状態は、前記第３のタイプの粒子の光学特性を表示する、請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項4】

前記少なくとも１つのサブピクセルは、前記観察表面からの前記サブピクセルの反対側に配置された着色した部材をさらに含み、前記第３の光学状態は、前記着色した部材の光学特性を表示する、請求項１に記載のディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、電子ディスプレイに関し、特に、フルカラー電気泳動ディスプレイおよび、フルカラーマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを作製する方法に関する。

【0002】

（関連出願に対する相互文献）
本願は、Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６０／０８１，３６２（１９９８年、４月１０日出願）に対して優先権を主張し、その内容は本明細書中で参考として援用される。

【背景技術】

【0003】

（発明の背景）
多数の利点（例えば向上した光学的外観、大きな形状因子で構成される能力、可撓性基板を用いて形成され得ること、容易に製造できることを特徴とし、そして低コストで製造される得ること）を提供する、多くの向上された反射ディスプレイ媒体が存在する。このような反射ディスプレイ媒体には、マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ、回転ボールディスプレイ、懸濁粒子ディスプレイ、およびポリマーを使用する液晶の複合体（多くの名で公知であるポリマー分散液晶、ポリマー安定化液晶、および液晶ゲルを含むが、これらに限定されない）が挙げられる。一般に、印加された電場を通過する粒子の運動によって特徴付けられる電気泳動ディスプレイ媒体は、高い反射性を有し、双安定（ｂｉｓｔａｂｌｅ）とされ得、そして、殆ど電力を消費し得ない。さらに、カプセル化された電気泳動ディスプレイはまた、プリントされ得る。これらの特徴によって、カプセル化電気泳動ディスプレイ媒体は、従来の電子ディスプレイが不適切な多数の用途（例えば、可撓性プリントディスプレイ）に使用され得る。

【0004】

二色性電気泳動ディスプレイは、限られた色の範囲（例えば、黒色／白色または黄色／赤色）で例証されているが、現在のところ、フルカラー電気泳動ディスプレイの商品化は成功していない。実際に、現在まで反射ディスプレイ技術は、それ自体が満足のいく色の可能性を示さない。フルカラー反射ディスプレイは典型的に、少なくとも２つの重要な領域：輝度および色の飽和において、放射ディスプレイ（ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｙ）と比較した場合、不完全である。

【0005】

明るいフルカラーディスプレイを達成するための１つの従来技術は、放射ディスプレイの当該分野で公知であるように、赤色、緑色、および青色を有するサブピクセルを作り出すことである。このシステムにおいて、各ピクセルは、２つの状態：オン、すなわち色の放射、およびオフ、を有する。これらのサブピクセルから光がブレンドされると、全体的なピクセルは、様々な色および色の組み合わせを取り得る。放射ディスプレイにおいて、視覚の結果は、選択された強度においてサブピクセルによって放射された波長の和であり、白色は、赤色、緑色および青色が、均衡の取れた割合で、または、全強度で全て活性である場合に観測される。白色画像の輝度は、サブピクセルの光の放射の強度によって制御される。黒色は、全てが活性でない場合、すなわち、全てがゼロ強度で放射される場合に観測される。さらなる例として、赤色の視覚的表示は、赤色サブピクセルが活性であり、一方、緑色および青色が不活性である場合に現われ、従って赤色のみが放射される。

【0006】

公知のように、この方法は、青緑色−紫紅色−黄色の減色システム（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｃｏｌｏｒ ｓｙｓｔｅｍ）を典型的に使用する二色反射ディスプレイに適用され得る。このシステムにおいて、これらの反射サブピクセルは、放射ディスプレイにおいてそれらのピクセルが行うようなスペクトルの特異的な部分を発するというよりはむしろ、光学スペクトルの特異的な部分を吸収する。白色は全てを反射し、すなわち、何も吸収しない。着色した反射物質は、観測された色の波長に対応する光を反射し、そして、可視スペクトルにおける波長の残りを吸収する。黒色表示を達成するために、全ての３つのサブピクセルが作用し、それらはスペクトルの補色部分を吸収する。

【0007】

しかしながら、上記のようなフルカラーディスプレイによって表示される色は、最適状態には及ばない。例えば、赤色を表示する場合、１つのピクセルは紫紅色を表示し、１つは黄色を表示し、そして１つは白色を表示する。白色サブピクセルは、画像における赤色の飽和を減少させ、そして表示コントラストを減少させる。全体的な色彩は、色褪せた赤色である。良好なカラー飽和を伴う高いコントラスト、高い輝度のフルカラー反射ディスプレイを生成する方法が何故現在まで、不可能であったのかがこれによってさらに示される。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

（発明の要旨）
本発明は、以前より知られている、特定のフルカラーカプセル化電気泳動ディスプレイと比較して、より明るい、より良好な飽和した反射フルカラーディスプレイを達成するための実際的な方法を教示する。

【0009】

本発明の目的は、より明るく、より良好な飽和した反射フルカラーディスプレイを提供することである。幾つかの実施態様において、このディスプレイは非常に可撓性であり、容易に製造され得、殆ど電力を消費し得ず、従って、様々な用途に取り込まれ得る。本発明は、カプセル化電気泳動ディスプレイ媒体を備えるプリント可能なディスプレイを特徴とする。実施態様において、このディスプレイ媒体はプリントされ得、従って、ディスプレイ自体が安価に製造され得る。

【0010】

ディスプレイの最適な状態がある程度の時間の長さに対して安定であるようにカプセル化された電気泳動ディスプレイは構成され得る。ディスプレイがこの様式で安定である２つの状態を有する場合、ディスプレイは双安定であると言われる。ディスプレイの２つ以上の状態が安定である場合、このとき、このディスプレイは、多安定（ｍｕｌｔｉｓｔａｂｌｅ）であると言われ得る。本発明の目的に関して、用語「双安定」および「多安定」または、一般に「安定」とは、一度、アドレスした電圧（ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ）が除去され、任意の光学的状態が固定されたままであるディスプレイを指すために使用される。安定状態の定義は、ディスプレイの用途に依存する。光学的状態が要求された観察時間にわたって実質的に変化しない場合、徐々に減退する光学的状態が効果的に安定となり得る。例えば、表示が数分間毎に更新される場合、数時間または数日間安定である表示画像は、このような場合が存在し得るとき、この用途に対して効果的に双安定または多安定となる。本発明において、用語「双安定」および「多安定」とは、また、考慮する用途に関して効果的に安定であるような、十分な長さで存続する光学的状態を有するディスプレイを指す。あるいは、カプセル化電気泳動ディスプレイを作製することが可能であり、ここで、ディスプレイに対してアドレスする電圧が一度除去されると（すなわち、ディスプレイが双安定または多安定でない）、画像が急速に減退する。記載されるように、ある用途において、双安定または多安定ではないカプセル化電気泳動ディスプレイを使用することが有利である。カプセル化電気泳動ディスプレイが安定であるか否か、およびその安定の程度は、電気泳動粒子、懸濁流体、カプセル、およびバインダー物質の適切な化学修飾によって制御され得る。

【0011】

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、多くの形態を取り得る。このディスプレイは、バインダー中に分散されたカプセルを含み得る。これらのカプセルは、任意の大きさまたは形状を有し得る。例えば、カプセルは、球状であっても良く、そして、ミリメートル範囲またはミクロン範囲の直径を有し得るが、好ましくは、１０〜数百ミクロンである。これらのカプセルは、以下に記載されるようなカプセル化技術によって形成され得る。粒子はカプセルにカプセル化され得る。これらの粒子は、２つ以上の異なるタイプの粒子であっても良い。これらの粒子は、例えば、着色されても良く、発光性であっても良く、光吸収性、または、透明であっても良い。これらの粒子には、例えば、ニート顔料、染色（深紅色）顔料あるいは顔料／ポリマー複合体が挙げられ得る。このディスプレイはさらに、粒子が分散される、懸濁流体を含み得る。

【0012】

カプセル化電気泳動ディスプレイの作製の成功には、幾つかの異なるタイプの材料およびプロセス（例えば、ポリマーバインダーおよび、必要であれば、カプセル膜）の適切な相互作用が必要である。これらの材料は、電気泳動粒子および流体と化学的に適合され、同様に互いと適合されなければならない。カプセル材料は、有用な表面相互作用で電気泳動粒子と係合し得るか、あるいは、流体とバインダーとの化学的または物理的な境界として作用し得る。種々の材料およびカプセル化電気泳動ディスプレイを製作する際に有用な材料の組み合わせは、同時係属中の出願番号第０９／１４０，８６１号に記載され、この内容は本明細書中に参考として援用される。

【0013】

幾つかの場合において、プロセスのカプセル化工程は必要なく、そして、電気泳動流体は直接バインダーに（あるいは、前駆体をバインダー物質に）分散または乳化され得、そして、有効な「ポリマー分散電気泳動ディスプレイ」が作製される。このようなディスプレイにおいて、バインダー中に作られたボイドは、カプセル材料が存在しない場合であっても、カプセルまたはマイクロカプセルと呼ばれ得る。バインダー分散電気泳動ディスプレイは、エマルジョンまたは相分離タイプであっても良い。

【0014】

本明細書を通して、印刷、また印刷されたもの（ｐｒｉｎｔｅｄ）を言及し得る。本明細書全体を通して使用されるように、印刷には、印刷およびコーティングの全ての形態を含むことが意図され、以下を備える：プリメーター（ｐｒｅｍｅｔｅｒｅｄ）コーティング（例えば、パッチ色素コーティング、スロットまたは押出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティングおよびカーテンコーティング）；ロールコーティング（例えば、ナイフオーバーロールコーティング、前後（ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅ）ロールコーティング）；グラビアコーティング；浸漬コーティング；スプレーコーティング；メニスカスコーティング；スピンコーティング；ブラシコーティング；エアナイフコーティング；シルクスクリーン印刷プロセス；静電印刷プロセス；熱印刷プロセス；および他の類似技術。「印刷された素子」とは、上記技術の任意の１つを使用して形成された素子をいう。

【0015】

上記のように、電気泳動ディスプレイ素子は、カプセル化され得る。本明細書全体を通して、「カプセル」、「ピクセル」、および「サブピクセル」を言及する。ピクセルディスプレイ素子は、１つ以上のカプセルまたはサブピクセルによって形成され得る。サブピクセルは、それ自体が１つ以上のカプセルまたは他の構成を含む。

【0016】

優れた飽和、および輝度を有する、フルカラー反射ディスプレイは、多色副素子を備える新規ディスプレイ素子を用いることによって達成される。１つの実施態様は、３つのサブピクセルを使用するディスプレイであり、各サブピクセルは、視覚的に異なる３種の粒子を含有するカプセルを含む。別の実施態様は、異なる視覚状態を提供するカプセル化電気泳動ディスプレイと組み合わせたカラーフィルターを用いるディスプレイである。さらに別の実施態様において、このディスプレイは、３つ以上の視覚状態が可能なディスプレイ素子を用いる。さらに別の実施態様において、視覚ディスプレイ状態は、特定の色、例えば、原色の赤色、緑色、および青色、あるいはそれらの補色、および白色および／または黒色から選択される。このディスプレイ素子は、少なくとも１つのカプセルに対する電気信号の適用に応答する視覚ディスプレイを表す。

【0017】

１つの局面において、本発明は、電気泳動ディスプレイ素子に関する。この電気泳動ディスプレイ素子は、第１カプセルを含み、この第１カプセルは、第１光学特性を有する第１種の粒子、および第１光学特性とは視覚的に異なる第２光学特性を有する第２種の粒子を含む。このディスプレイ素子は、さらに第２カプセルを含み、この第２カプセルは、第３光学特性を有する第３種の粒子、および第３光学特性とは視覚的に異なる第４光学特性を有する第４種の粒子を含む。このディスプレイ素子は、少なくとも１つの第１および第２カプセルに対する電気信号の適用に応答して、視覚ディスプレイを表す。第１光学特性および第３光学特性は、外観において実質的に類似であり得るが、そうである必要はない。

【0018】

電気泳動ディスプレイ素子はさらに、第５光学特性を有する第５種の粒子を含み、この第５光学特性は、第１カプセルの第１および第２光学特性とは視覚的に異なる。これはまた、第６光学特性を有する第６種の粒子を含み、この第６光学特性は、第２カプセルの第３および第４光学特性とは視覚的に異なる。これはまた、第７種の粒子（第７光学特性を有する）、第８種の粒子（第８光学特性を有する）、および第９種の粒子（第９光学特性を有する）を有する第３カプセルを含む。

【0019】

電気泳動ディスプレイ素子は、第１、第３および第７光学特性が白色の視覚的外観を有するような粒子を含み得る。この電気泳動ディスプレイ素子は、第２、第４および第８光学特性が黒色の視覚的外観を有するような粒子を含み得る。電気泳動ディスプレイ素子は、少なくとも１つの光学特性（視覚的外観が赤色、緑色、青色、黄色、青緑色、または紫紅色である）を有し得る。電気泳動ディスプレイ素子は、色、輝度、または反射率を含む少なくとも１つの光学特性を有し得る。

【0020】

この電気泳動ディスプレイ素子は、懸濁流体を含むカプセルを有し得る。この懸濁流体が実質的に透明であるか、あるいは染色さもなくば着色され得る。

【0021】

別の局面において、本発明は、少なくとも１つのディスプレイ素子を含むディスプレイ装置に関し、このディスプレイ素子は、上記のような少なくとも２つのカプセルおよび、このディスプレイ素子に隣接する少なくとも１つの電極を備え、ここで、この装置は、ディスプレイ素子に対する電極を介する電気的信号の適用に応答する、視覚ディスプレイを表す。

【0022】

ディスプレイ素子は、このディスプレイ素子に隣接する複数の電極を備え得る。複数の電極は、複数の電極の残りとは異なるサイズの電極を少なくとも１つ備えることができ、そして、複数の電極の残りとは異なる色を有する電極を少なくとも１つ備え得る。

【0023】

別の局面において、本発明は、カプセルを含む電気泳動ディスプレイ素子に関し、カプセルは、第１光学特性を有する第１種の粒子、第１光学特性とは視覚的に異なる第２光学特性を有する第２種の粒子、第１および第２光学特性とは視覚的に異なる第３光学特性を有する第３種の粒子、ならびに第１、第２、および第３光学特性とは視覚的に異なる第４光学特性を有する第４種の粒子を含み、この素子は、カプセルに対する電気信号の適用に応答して、視覚的ディスプレイを表すようになる。この電気泳動ディスプレイは素子はまた、そのカプセル内に懸濁流体を含み得る。

【0024】

さらに別の局面において、本発明は、カプセルを含む電気泳動ディスプレイ素子に関し、カプセルは、第１光学特性を有する第１種の粒子、第１光学特性とは視覚的に異なる第２光学特性を有する第２種の粒子、第１および第２光学特性とは視覚的に異なる第３光学特性を有する第３種の粒子、第１、第２、および第３光学特性とは視覚的に異なる第４光学特性を有する第４種の粒子、ならびに第１、第２、第３および第４光学特性とは視覚的に異なる第５光学特性を有する第５種の粒子を含み、その結果、この素子は、カプセルに対する電気信号の適用に応答して、視覚的ディスプレイを表す。この電気泳動ディスプレイは素子はまた、そのカプセル内に懸濁流体を含み得る。

【0025】

さらに別の局面において、本発明は、電気泳動ディスプレイを製造する方法に関する。この製造方法には、第１カプセルおよび第２カプセルを提供する工程を包含する。第１カプセルは、第１光学特性を有する第１種の粒子、および第１光学特性とは視覚的に異なる第２光学特性を有する第２種の粒子を含み、第２カプセルは、第３光学特性を有する第３種の粒子、および第３光学特性とは視覚的に異なる第４光学特性を有する第４種の粒子を含み、その結果、電気信号が第１および第２カプセルのうち少なくとも１方に適用される場合、素子は信号に応答して視覚的ディスプレイを表す。製造方法において、第１光学特性および第３光学特性は、外観において実質的に同様であり得る。

【0026】

なおさらに別の局面において、本発明は、電気泳動ディスプレイを製造する方法に関する。この製造方法には、第１カプセル、第２カプセル、および第３カプセルを提供する工程を包含する。第１カプセルは、第１光学特性を有する第１種の粒子、第１光学特性とは視覚的に異なる第２光学特性を有する第２種の粒子、および第１、第２光学特性とは視覚的に異なる第３光学特性を有する第３種の粒子を含み、第２カプセルは、第４光学特性を有する第４種の粒子、第４光学特性とは視覚的に異なる第５光学特性を有する第５種の粒子、および第４、第５光学特性とは視覚的に異なる第６光学特性を有する第６種の粒子を含み、第３カプセルは、第７光学特性を有する第７種の粒子、第７光学特性とは視覚的に異なる第８光学特性を有する第８種の粒子、および第７、第８光学特性とは視覚的に異なる第９光学特性を有する第９種の粒子を含み、その結果、電気信号が第１、第２および第３カプセルのうち少なくとも１つに適用される場合、素子は信号に応答して視覚的ディスプレイを表す。

【0027】

製造方法は、第１カプセルを提供する工程を包含し得、ここで、第３光学特性は赤色の視覚的外観であるか、または、黄色の視覚的外観である。製造方法は、第２カプセルを提供する工程を包含し得、ここで、第６光学特性は緑色の視覚的外観であるか、または青緑色の視覚的外観である。製造方法は、第３カプセルを提供する工程を包含し得、ここで、第９光学特性は青色の視覚的外観であるか、または紫紅色の視覚的外観である。製造方法は、カプセルを提供する工程を包含し得、ここで、第１、第４および第７光学特性は白色の視覚的外観であるか、あるいは、ここにおいて、第２、第５および第８光学特性は、黒色の視覚的外観である。
（項目１） 電気泳動ディスプレイ素子であって、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子とを含む第１のカプセルと、
第３の光学特性を有する第３の種の粒子と、上記第３の光学特性とは視覚的に異なる第４の光学特性を有する第４の種の粒子とを含む第２のカプセルと
を含み、
上記素子は、上記第１のカプセルおよび上記第２のカプセルのうちの少なくとも一方に電気信号を印加することに応答して、視覚的なディスプレイを示す、電気泳動ディスプレイ素子。
（項目２） 上記第１の光学特性および上記第３の光学特性は、外観上は実質的に類似している、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目３） 上記第１のカプセルにおいて、上記第１の光学特性および上記第２の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、
上記第２のカプセルにおいて、上記第３の光学特性および上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子と、
第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルと
をさらに含む、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目４） 上記第１、第３、第７の光学特性は、白色の視覚的な外観を有している、項目３に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目５） 上記第２、第４、第８の光学特性は、黒色の視覚的な外観を有している、項目３に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目６） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、赤色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目７） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、緑色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目８） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、青色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目９） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、黄色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１０） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、青緑色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１１） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、紫紅色の視覚的な外観を有している、項目４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１２） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、色を含む、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１３） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、輝度を含む、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１４） 上記光学特性のうちの少なくとも１つは、反射率を含む、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１５） 上記カプセルは、懸濁流体をさらに含む、項目１に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１６） 上記懸濁流体は、実質的に透明である、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１７） 上記懸濁流体は、染色されている、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目１８） ディスプレイ装置であって、
項目１に記載のディスプレイ素子と、
上記ディスプレイ素子に隣接する少なくとも１つの電極と
を含み、
上記装置は、上記電極を介して上記ディスプレイ素子に電気信号を印加することに応答して、視覚的なディスプレイを示す、ディスプレイ装置。
（項目１９） 上記ディスプレイ素子に隣接する複数の電極をさらに含む、項目１８に記載のディスプレイ装置。
（項目２０） 上記複数の電極のうちの少なくとも１つは、上記複数の電極のうちの他のものとは異なるサイズを有している、項目１８に記載のディスプレイ装置。
（項目２１） 上記複数の電極のうちの少なくとも１つは、上記複数の電極のうちの他のものとは異なる色を有している、項目１８に記載のディスプレイ装置。
（項目２２） 電気泳動ディスプレイ素子であって、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子と、上記第１、第２および第３の光学特性とは視覚的に異なる第４の光学特性を有する第４の種の粒子とを含むカプセルを含み、
上記素子は、上記カプセルに電気信号を印加することに応答して、視覚的なディスプレイを示す、電気泳動ディスプレイ素子。
（項目２３） 上記カプセル内に懸濁流体をさらに含む、項目２２に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目２４） 電気泳動ディスプレイ素子であって、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子と、上記第１、第２および第３の光学特性とは視覚的に異なる第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第１、第２、第３および第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子とを含むカプセルを含み、
上記素子は、上記カプセルに電気信号を印加することに応答して、視覚的なディスプレイを示す、電気泳動ディスプレイ素子。
（項目２５） 上記カプセル内に懸濁流体をさらに含む、項目２４に記載の電気泳動ディスプレイ素子。
（項目２６） 電気泳動ディスプレイを製造する方法であって、上記方法は、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供するステップと、
第３の光学特性を有する第３の種の粒子と、上記第３の光学特性とは視覚的に異なる第４の光学特性を有する第４の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供するステップと
を含み、
上記第１のカプセルおよび上記第２のカプセルのうちの少なくとも一方に電気信号が印加されると、上記素子は、上記信号に応答して視覚的なディスプレイを示す、方法。
（項目２７） 上記第２のカプセルを提供するステップは、第３の光学特性を有する第３の種の粒子と、上記第３の光学特性とは視覚的に異なる第４の光学特性を有する第４の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することを含み、上記第１の光学特性および上記第３の光学特性は、外観上は実質的に類似している、項目２６に記載の方法。
（項目２８） 電気泳動ディスプレイを製造する方法であって、上記方法は、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供するステップと、
第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、上記第４および第５の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供するステップと、
第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、上記第７の光学特性とは視覚的に異なる第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、上記第７および第８の光学特性とは視覚的に異なる第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供するステップと
を含み、
上記第１のカプセル、上記第２のカプセルおよび上記第３カプセルのうちの少なくとも１つに電気信号が印加されると、上記素子は、上記信号に応答して視覚的なディスプレイを示す、方法。
（項目２９） 上記第１のカプセルを提供するステップは、第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供することを含み、上記第２の光学特性は、赤色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３０） 上記第２のカプセルを提供するステップは、第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、上記第４および第５の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することを含み、上記第５の光学特性は、緑色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３１） 上記第３のカプセルを提供するステップは、第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、上記第７の光学特性とは視覚的に異なる第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、上記第７および第８の光学特性とは視覚的に異なる第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供することを含み、上記第８の光学特性は、青色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３２） 上記第１のカプセルを提供するステップは、第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供することを含み、上記第３の光学特性は、青緑色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３３） 上記第２のカプセルを提供するステップは、第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、上記第４および第５の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することを含み、上記第６の光学特性は、紫紅色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３４） 上記第３のカプセルを提供するステップは、第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、上記第７の光学特性とは視覚的に異なる第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、上記第７および第８の光学特性とは視覚的に異なる第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供することを含み、上記第９の光学特性は、黄色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３５） 上記第１、第２および第３のカプセルを提供するステップは、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供することと、
第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、上記第４および第５の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することと、
第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、上記第７の光学特性とは視覚的に異なる第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、上記第７および第８の光学特性とは視覚的に異なる第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供することと
を含み、
上記第１、第４および第７の光学特性は、白色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３６） 上記第１、第２および第３のカプセルを提供するステップは、
第１の光学特性を有する第１の種の粒子と、上記第１の光学特性とは視覚的に異なる第２の光学特性を有する第２の種の粒子と、上記第１および第２の光学特性とは視覚的に異なる第３の光学特性を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供することと、
第４の光学特性を有する第４の種の粒子と、上記第４の光学特性とは視覚的に異なる第５の光学特性を有する第５の種の粒子と、上記第４および第５の光学特性とは視覚的に異なる第６の光学特性を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することと、
第７の光学特性を有する第７の種の粒子と、上記第７の光学特性とは視覚的に異なる第８の光学特性を有する第８の種の粒子と、上記第７および第８の光学特性とは視覚的に異なる第９の光学特性を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供することと
を含み、
上記第３、第６および第９の光学特性は、黒色の視覚的な外観である、項目２８に記載の方法。
（項目３７） 上記第１、第２および第３のカプセルを提供するステップは、
白色の視覚的な外観を有する第１の種の粒子と、赤色の視覚的な外観を有する第２の種の粒子と、青緑色の視覚的な外観を有する第３の種の粒子とを含む第１のカプセルを提供することと、
白色の視覚的な外観を有する第４の種の粒子と、緑色の視覚的な外観を有する第５の種の粒子と、紫紅色の視覚的な外観を有する第６の種の粒子とを含む第２のカプセルを提供することと、
白色の視覚的な外観を有する第７の種の粒子と、青色の視覚的な外観を有する第８の種の粒子と、黄色の視覚的な外観を有する第９の種の粒子とを含む第３のカプセルを提供することと
を含む、項目２８に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1A】図１Ａは、粒子ベースディスプレイの後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、小さい方の電極は、大きい方の電極に対する電圧（粒子を小さい方の電極に移動させる）で配置される。

【図1B】図１Ｂは、粒子ベースディスプレイの後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、大きい方の電極は、小さい方の電極に対する電圧（粒子を大きい方の電極に移動させる）で配置される。

【図1C】図１Ｃは、後方アドレス電極構造の１実施態様の概略トップ−ダウン図である。

【図1D】図１Ｄは、３つのサブピクセルを有するディスプレイ素子の１実施態様の概略斜視図であり、各サブピクセルは、比較的大きな後方電極および比較的小さい後方電極を備える。

【図2A】図２Ａは、大きい方の電極に関連した逆反射層を有する後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、小さい方の電極は、大きい方の電極に対する電圧（粒子を小さい方の電極に移動させる）で配置される。

【図2B】図２Ｂは、大きい方の電極に関連した逆反射層を有する後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、大きい方の電極は、小さい方の電極に対する電圧（粒子を大きい方の電極に移動させる）で配置される。

【図2C】図２Ｃは、大きい方の電極の下に配置された逆反射層を有する後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、小さい方の電極は、大きい方の電極に対する電圧（粒子を小さい方の電極に移動させる）で配置される。

【図2D】図２Ｄは、大きい方の電極の下に配置された逆反射層を有する後方アドレス電極構造の実施態様の概略側面図であり、ここで、大きい方の電極は、小さい方の電極に対する電圧（粒子を大きい方の電極に移動させる）で配置される。

【図3A】図３Ａは、アドレス構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、直流の電場がカプセルに掛けられて、粒子を小さい方の電極に移動させる。

【図3B】図３Ｂは、アドレス構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、交流の電場がカプセルに掛けられて、粒子をカプセル中に分散させて後方基板を不明瞭にする。

【図3C】図３Ｃは、透過性電極を有するアドレス構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、直流電場がカプセルに掛けられて、粒子を小さい方の電極に移動させて後方基板を明瞭にする。

【図3D】図３Ｄは、透過性電極を有するアドレス構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、交流の電場がカプセルに掛けられて、粒子をカプセル中に分散させる。

【図3E】図３Ｅは、３つのサブピクセルを有するディスプレイ素子のアドレス構造の１実施態様の概略側面図である。

【図3F】図３Ｆは、２重粒子カーテンモードの１実施態様の概略側面図であり、このモードは、ディスプレイ素子が白色を表すようにアドレスする構造をアドレスする。

【図3G】図３Ｇは、２重粒子カーテンモードの１実施態様の概略側面図であり、このモードは、ディスプレイ素子が赤色を表すようにアドレスする構造をアドレスする。

【図3H】図３Ｈは、２重粒子カーテンモードの１実施態様の概略側面図であり、このモードは、ディスプレイ素子が赤色光を吸収するようにアドレスする構造をアドレスする。

【図3I】図３Ｉは、２重粒子カーテンモードの１実施態様の概略側面図であり、このモードは、３つのサブピクセルを有するディスプレイ素子の構造をアドレスし、ここで、ディスプレイが赤色を表すようにアドレスされる。

【図3J】図３Ｊは、２重粒子カーテンモードの別の実施態様の概略側面図であり、このモードは、ディスプレイ素子の構造をアドレスする。

【図3K】図３Ｋは、指組みした電極構造の１実施態様の概略平面図である。

【図3L】図３Ｌは、２重粒子カーテンモードディスプレイ構造の別の実施態様の概略側面図であり、この構造は、染色された流体および２種類の粒子を有し、赤色を吸収するようにアドレスされる。

【図3M】図３Ｍは、２重粒子カーテンモードディスプレイ構造の別の実施態様の概略側面図であり、この構造は、透明流体および３種類の粒子を有し、赤色を吸収するようにアドレスされる。

【図4A】図４Ａは、着色された電極および白色電極を有する粒子ベースディスプレイの後方アドレス電極構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、着色された電極は、白色電極に対する電圧（粒子を着色された電極に移動させる）で配置される。

【図4B】図４Ｂは、着色された電極および白色電極を有する粒子ベースディスプレイの後方アドレス電極構造の１実施態様の概略側面図であり、ここで、白色電極は、着色された電極に対する電圧（粒子を白色電極に移動させる）で配置される。

【図5】図５は、異なる電気泳動移動度を有する赤色、緑色および青色粒子を有するカラーディスプレイ素子の１実施態様の概略側面図である。

【図6A】図６Ａは、赤色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図6B】図６Ｂは、赤色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図7A】図７Ａは、青色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図7B】図７Ｂは、青色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図7C】図７Ｃは、青色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図7D】図７Ｄは、青色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図8A】図８Ａは、緑色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図8B】図８Ｂは、緑色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図8C】図８Ｃは、緑色を表示する図５のディスプレイをアドレスするために実施される工程を示す。

【図9】図９は、印刷によって形成される構造をアドレスする後方電極の断面図である。

【図10】図１０は、構造をアドレスする制御格子の１実施態様の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（発明の詳細な説明）
電子インクは、電気光学的に活性な材料であって、少なくとも２つの相を有する：電気泳動的コントラスト媒体相および被覆／結合相である。電気泳動相は、いくつかの実施態様において、透明または染色した媒体内に分散した電気泳動粒子の単一の種、あるいは透明または染色した媒体内に分散した、異なる物理的および電気的特性を有する、電気泳動粒子の１種より多い種を含有する。いくつかの実施態様においては、これらの電気泳動相がカプセル化され、すなわち、これら２つの相の間には、カプセル壁相が存在する。被覆／結合相は、ある実施態様においては、電気泳動層を囲むポリマーマトリクスを含有する。この実施態様において、このポリマーバインダー中のポリマーは、従来のインクにおいてそうであるように、乾燥され、架橋され、または他の様式で硬化され得、従って、印刷プロセスを用いてこの電子インクを基質上に堆積し得る。

【0030】

ある実施態様においては、このインクは、異なる色を表示し得るサブピクセルを含有し得る。サブピクセルは、グループ化されてピクセルを形成し得る。ある特定の実施態様においては、各サブピクセルが、赤色粒子、緑色粒子、および青色粒子を、それぞれ含有する。別の特定の実施態様においては、各サブピクセルが、青緑色粒子、黄色粒子、および紫紅色粒子を、それぞれ含有する。各実施例において、各サブピクセルは、白色粒子および黒色粒子をさらに含有し得る。各サブピクセルを、その着色粒子のいくつかのフラクション、ならびに白色粒子および黒色粒子のいくらかの部分を表示するようにアドレスすることによって、ピクセルが、選択された明度レベルにおける選択された色に対応する外観を与え得る。

【0031】

電子インクは、いくつかの異なるプロセスによって印刷され得る。これは、利用される特定のインクの機械的特性に依存する。例えば、特定のインクの脆弱性または粘性の結果として、異なるプロセスを選択し得る。非常に粘性のあるインクは、インクジェット印刷プロセスによる堆積にはあまり適さないが、一方脆弱なインクは、ナイフオーバーロールコーティングプロセスには使用され得ない。

【0032】

電子インクの光学的品質は、他の電子表示材料とはかなり異なる。最も著しい相違は、電子インクが顔料をベースとしている（通常の印刷用インクのように）ため、それが高程度の反射率およびコントラストの両方を有することである。電子インクからの光散乱は、非常に薄い顔料の層の、観察面の頂部近くから来る。この点に関して、それは通常の、印刷された画像に似ている。また、電子インクは、印刷されたページと同じ様式で、広範囲の観察角度から容易に観察され、このようなインクは、他のいかなる電子表示材料よりも、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ定数曲線により近く近似する。電子インクは印刷され得るので、これは、従来のインクを含め、他のいかなる印刷材料とも同じ表面に含まれ得る。電子インクは全てのディスプレイ構造において光学的に安定に製造され得る。すなわち、このインクは持続的な光学状態に設定され得る。電子インクの印刷によるディスプレイの製造は、その安定性のために、低電力の適用において特に有用である。

【0033】

電子インクディスプレイは、これらがＤＣ電圧でアドレスされ得、非常に少量の電流を引き付け得ることにおいて、新規である。このように、電圧を電子インクディスプレイへと送達するために使用される、導電性のリード線および電極は、比較的高抵抗性であり得る。抵抗性の導体を使用する能力により、電子インクディスプレイの導体として使用され得る材料の数およびタイプが実質的に広がる。特に、高価な真空スパッタ加工したインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導体（液晶デバイスにおける標準的な材料）の使用は要求されない。費用削減以外に、ＩＴＯを他の材料と置き換えることは、外観、処理能力（プリント導体）、可撓性、および耐久性において、利点を提供し得る。さらに、印刷された電極は固体のバインダーのみと接触し、流体層（液晶など）には接触しない。これはすなわち、導電性材料の、そうでなければ液晶との接触により溶解または分解するものが、電子インクの応用に使用され得るということである。これは、後方（ｒｅａｒ）電極用の不透明なメタリックインク（例えば、銀または黒鉛インク）、ならびにいずれかの基質用の、導電性の透明なインクを含む。これらの導電性被覆は、半導体コロイドを含み、これの例は、インジウムスズ酸化物、およびアンチモンをドープした酸化スズである。有機導体（ポリマー導体および分子有機導体）もまた使用され得る。ポリマーには、ポリアニリンおよび誘導体、ポリチオフェンおよび誘導体、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）および誘導体、ポリピロールおよび誘導体、ならびにポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）および誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。有機分子導体には、ナフタレン、フタロシアニン、およびペンタセンの誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー層は、従来のディスプレイよりも薄く、より透明に作製され得る。なぜなら、導電性の要求がそれほど厳密ではないためである。

【0034】

一例として、電気伝導性パウダーと呼ばれる材料のクラスが存在するが、これらもまた、電子インクディスプレイにおける被覆可能な透明な導体として有用である。一例は、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の、Ｚｅｌｅｃ ＥＣＰ電気伝導性パウダーである。

【0035】

任意の選択された色を、適切な比率の、適切に選択された３つの色の重ね合わせから作り出すことは、可能である。ある実施態様においては、赤、緑、および青の色が様々な比率で組み合わせられ得、選択された色として知覚される画像を作り出す。放射性または透過性のディスプレイは加法的な法則に従って作動し、ここで知覚される色は、複数の放射性物体または透過性物体の発光波長の合計により、作り出される。３つのサブピクセルを含み、そのうちの１つが赤色光を、１つが緑色光を、そして１つが青色光を、それぞれ作り出し得る、放射性または透過性のディスプレイについては、全ての色、ならびに白色および黒色を、生じさせ得る。一極端においては、最大強度の３つ全ての組み合わせが白色として知覚され、他極端においては、ゼロ強度の３つ全ての組み合わせが黒色として知覚される。制御された比率のこれら３つの色の特定の組み合わせを用いて、他の色を表現し得る。

【0036】

反射性ディスプレイにおいては、観察者が知覚する光は、光が反射材表面上で反射されるときには吸収されないスペクトルの部分である。従って、反射性システムを、減色システム（すなわち、各反射面が、光からその反射材が吸収する部分を「減色」するもの）とみなし得る。反射材の色が、その反射材が吸収する波長を表す。黄色の反射材は、実質的に青色光を吸収する。紫紅色の反射材は、実質的に緑色光を吸収する。青緑色の反射材は、実質的に赤色光を吸収する。従って、反射材を利用する代替の実施態様においては、原色として青緑色、黄色、および紫紅色の３色（これらから、白色を除き、黒色を含む他の全ての色が誘導され得る。）を使用することによって、放射システムとほぼ同じ結果が得られる。このようなディスプレイから白色を得るためには、サブピクセルごとに第三の状態、すなわち白色をさらに導入しなければならない。

【0037】

２状態ディスプレイに固有の欠陥を克服するために採られ得る１つのアプローチは、多数の色状態を支持し得るサブピクセルを含め、個々のピクセル（単数または複数）を含むディスプレイを作り出すことである。多数の色状態を使用することにより、ピクセルごとに、またはサブピクセルごとに、２色状態によって可能であるものに比べて、より強固な色の演出が可能となり、より良好なコントラストが提供される。例えば、マイクロカプセル化した電気泳動表示を使用して、単一のマイクロカプセルが、５種の粒子によって、白色、青緑色、紫紅色、黄色、または黒色を表示し得、全て飽和が優れている。黒色をなくし、青緑色／紫紅色／黄色を使用して黒色に組み合わせることによって、４色状態が可能なディスプレイ素子を用いて同様の効果が達成され得る。

【0038】

本発明はまた、単一のサブピクセル内で３色状態を作り出し得る、任意の反射性表示素子を利用し得、ここではサブピクセルが組み合わせられて、様々な全ピクセルカラーを生成する。このようなディスプレイは、大いに改良された外観となり得るが、依然としてサブピクセルにつき３色状態のみ（４、５、またはそれより多数ではなく）をあてにする。３色状態しか有さないサブピクセルは、そのディスプレイの操作に関して利点を有し得る。このディスプレイ素子の各サブピクセルを操作するのに必要とされる電位信号の印加は、より少なく単純である。安定な状態がより少ないサブピクセルは、安定な状態がより多いものと比べて、より迅速にアドレスされ得る。

【0039】

単一のアドレス可能な領域（これは、表示素子のサブピクセルであり得る。）内で３色状態が達成され得る、様々な方法が可能である。例えば、マイクロカプセル化された電気泳動表示素子のサブピクセルは、透明な懸濁媒体中の粒子を含有し得る。簡単なアドレス方法は、正電荷を有する白色粒子、負電荷を有する青緑色粒子、および電荷を有さない赤色粒子を提供することである。この例において、白色は、頂部電極が負であり、底部電極がいずれも正である場合に、達成される。青緑色は、頂部電極が正であり、底部電極がいずれも負である場合に、達成される。赤色は、頂部電極が接地され、底部電極の一方が正であって青緑色粒子を引き付け、そして底部電極の他方が負であって白色粒子を引き付け、これによって赤色粒子が最上にあり、見える場合に、達成される。

【0040】

別の実施例は、頂部の動きと底部の動きとを、横向き（またはいわゆる面内スイッチング）、制御格子、またはシャッター効果法により、組み合わせる。ある実施態様においては、赤色粒子が強い正電荷を有し、黒色粒子がより小さな正電荷を有し、そしてディスプレイのサブピクセルが、透明な底部電極の後ろに白色シートを組み込む。透明な底部電極は、大きい方の副電極と小さい方の副電極とを含む。この例においては、シャッター効果を用いて、赤色は、頂部電極が負の電位を有し、底部電極（両方の副電極を含む）が正の電位を有する場合に、達成される。黒色は、頂部電極が正の電位を有し、底部電極（両方の副電極を含む）が負の電位を有する場合に、達成される。白色は、底部電極の小さい方の副電極が負の電位に切り換えられているが、頂部電極、および底部電極の大きい方の副電極が、より小さい負の電位に切り換えられている場合に、達成される。したがって、赤色粒子および黒色粒子は、小さい方の副電極に取り付けられてクラスターとなり、このときより遅い黒色粒子が頂部にクラスター化して、赤色粒子からの視野を遮断し、そしてマイクロカプセルの塊が透明であり、これによって白色シートが見える。頂部電極がマスクされ得、これによってクラスター化した粒子が見えない。さらに、バッキングシートは、バックライト、またはカラーフィルターおよびバックライトに、置き換えられ得る。別の実施態様においては、短時間の交流電圧信号を、上記アドレス法の前に使用し得、これによって粒子をランダムな順に混合する。

【0041】

記載の方法は粒子について論じるが、色素、液滴、および電気泳動効果に応答する透明な領域の任意の組み合わせが、使用され得る。様々な光学効果を有する粒子が、任意の適切な比率で組み合わせられ得る。例えば、ヒトの目の感度のために、特定の色が電気泳動懸濁物中、過密または過疎にされ得、これによってより満足かつ均一な効果を達成する。同様に、サブピクセルの大きさもまた、様々な光学的効果を達成するために、不釣合いであり得る。

【0042】

これらの実施例は、マイクロカプセル化した電気泳動表示を記載するが、本発明は他の反射性ディスプレイ（液晶、ポリマー分散液晶、回転するボール、懸濁粒子、および他の反射性ディスプレイを含む）の、３色の画像化が可能なものに利用され得る。例えば、２色の回転ボール（または角錐、立方体など）を、多数の色の領域に分離し得る。このような表示素子をアドレスする１つの方法は、異なって荷電した特性（角錐の場合には頂点を荷電するなど）を提供すること、および頂部電極、底部電極、または側部電極の周囲にわたって、電極電位の様々な組み合わせおよび順序を使用して、その形状を所望の様式で回転させることである。要するに、直接色反射ディスプレイ中のサブピクセルが３つの色の間で切り換えられ得る、多数のアドレス化スキームが可能である。このような切り換え機構は、そのディスプレイの性質によって変化し、あらゆる適切な手段が使用され得る。

【0043】

本発明の１つの実施態様は、各ピクセルを３つのサブピクセルに分離すること（ここで、各サブピクセルが、３色状態を表示し得る）、ならびに、色状態として、第一サブピクセル（これは、白色、青緑色または赤色を表示し得る）、第二サブピクセル（これは、白色、紫紅色、または緑色を表示し得る）、および第三サブピクセル（これは、白色、黄色、または青色を表示し得る）の組み合わせを選択することである。すでに説明したように、反射性ディスプレイについては、黒色は、赤色、緑色、および青色にそれぞれ変わった、３つのサブピクセルによって表示され得る。この表示は、２状態システムのもとで達成されるものよりも飽和した黒色を達成する。あるいは、赤色は、赤色、紫紅色、および黄色にそれぞれ変わったサブピクセルによって表示され、これは、２状態システムにより得られるよりも飽和した赤色を示す。他の色は、サブピクセルの個々の状態の適切な選択によって、得られ得る。

【0044】

本発明の別の実施態様は、各ピクセルを３つのサブピクセルに分離すること（ここで、各サブピクセルが、３色状態を表示し得る）、ならびに、色状態として、第一サブピクセル（これは、白色、青緑色、または黒色を表示し得る）、第二サブピクセル（これは、白色、紫紅色、または黒色を表示し得る）、および第三サブピクセル（これは、白色、黄色、または黒色を表示し得る）の組み合わせを選択することである。この実施態様においては、黒色および白色が、高い飽和で直接表示される。例えば、赤色を表示するには、第一（青緑色）サブピクセルを白色または黒色のいずれかに設定して、それぞれより鈍い、またはより明るい色を達成し、第二サブピクセルを紫紅色に設定し、そして最後のサブピクセルを黄色に設定する。

【0045】

本発明の別の実施態様は、各ピクセルを３つのサブピクセルに分割すること（ここで、各サブピクセルが３色状態を表示し得る）、ならびに、色状態を、第一サブピクセル（これは、白色、赤色、または黒色を表示し得る）、第二サブピクセル（これは、白色、緑色、または黒色を表示し得る）、および第三サブピクセル（これは、白色、青色、または黒色を表示し得る）の組み合わせを選択することである。この実施態様においては、黒色および白色が、高い飽和で直接表示される。例えば、赤色を表示するには、第一サブピクセルを赤色に設定し、そして第二および第三のサブピクセルを、白色または黒色のいずれかに設定して、それぞれより鈍い色またはより明るい色を達成する。

【0046】

上記実施態様は、各サブピクセルが３つの可能な色状態を有する３つのサブピクセルのピクセルを記載するが、本発明は、２つ以上のサブピクセルを含む任意のピクセルにより実施され、ここで少なくとも１つのサブピクセルが、３色以上を達成し得る。この様式で、放射性ディスプレイにおいて通常の、簡単な２状態サブピクセル色変化技術の使用によって達成され得る効果よりも、反射性ディスプレイにおける、より良好な効果が達成され得る。

【0047】

さらに、本発明は、４以上の色状態に拡張され得、これによってフルカラー表示が、サブピクセルの必要なく可能となり、そして３つの状態のために作動するアドレス化機構を示し、そしてこれは、拡張または組み合わされ得、４以上の状態の表示を達成する。

【0048】

マイクロカプセル化した表示媒体に色を生じさせる別の手段は、コントラスト生成光学素子と組み合わせたカラーフィルターの使用である。この技術における１つの明らかなことは、白色と黒色との間で切り替わるピクセル素子の使用である。これによって、カラーフィルターと組み合わせることにより、明るい色状態と暗い色状態との間の切り替えが起こり得る。しかし、いくつの色が所望されるかに依存して、異なる数のカラーフィルター（１〜３の範囲）をサブピクセルに使用し得ることが、当業者に公知である。また、マイクロカプセル化した粒子のディスプレイが、白色および黒色以外の色の間で切り換わり得る。この場合には、ピクセルの色と反対の（色覚において）カラーフィルターを使用することが有利である。例えば、黄色フィルターを、青色または白色の電気泳動表示と共に使用すると、結果としてその素子は緑色または黄色となる。

【0049】

さらに、「シャッターモード」ディスプレイとして公知の電気泳動デバイスがあり、ここでは粒子が一方の電極上の広範囲に分散した状態と他方の電極上の狭いバンドとの間で電気的に切り替わる。このようなデバイスは、透過性光バルブまたは反射性ディスプレイとして作用し得る。カラーフィルターが、このようなデバイスと共に使用され得る。

【0050】

ここで図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、粒子をベースとしたディスプレイを制御するためのアドレス化スキームが示され、ここで電極が、ディスプレイの片側のみに置かれ、これによってこのディスプレイが後方にアドレスされ得る。電極用に、ディスプレイの片側のみを使用することにより、ディスプレイの製造が単純化される。例えば、電極がディスプレイの後方のみに置かれるならば、これらの電極の両方が不透明な材料を用いて作製され得、これは着色され得る。なぜなら、これらの電極が透明である必要がないためである。

【0051】

図１Ａは、カプセル化表示媒体の、単一のカプセル２０を示す。簡単に要約すると、図１Ａに示す実施態様は、懸濁流体２５に分散した少なくとも１つの粒子５０を収容する、カプセル２０を備える。カプセル２０には、第一電極３０および第二電極４０がアドレスされる。第一電極３０は、第二電極４０より小さい。第一電極３０および第二電極４０は、カプセル２０内の粒子５０の位置に影響を与える電位に設定され得る。

【0052】

粒子５０は、カプセル２０に囲まれる体積の０．１％〜２０％に相当する。いくつかの実施態様においては、粒子５０は、カプセル２０に囲まれる体積の２．５％〜１７．５％に相当する。好ましい実施態様においては、粒子５０は、カプセル２０に囲まれる体積の５％〜１５％に相当する。より好ましい実施態様においては、粒子５０は、カプセル２０により規定される体積の９％から１１％に相当する。一般に、粒子５０が相当するカプセル２０の体積パーセントは、粒子５０が第一の小さい方の電極３０の上に位置するときに、第二の大きい方の電極４０の大部分を露出するように選択されるべきである。以下に詳細に記載するように、粒子５０は、多数の色のうちの任意の１つに、着色され得る。粒子５０は、正に荷電しても、負に荷電してもいずれでも良い。

【0053】

粒子５０は、分散流体２５に分散される。分散流体２５は、低い誘電率を有するべきである。流体２５は透明、または実質的に透明であり得、これによって流体２５が、粒子５０および電極３０、４０の、位置１０からの観察を阻止しない。他の実施態様においては、流体２５は染色される。いくつかの実施態様においては、分散流体２５は、粒子５０の密度に適合する比重を有する。これらの実施態様は双安定の表示媒体を提供し得る。なぜなら、粒子５０が、電極３０、４０によって印加される電場が存在しない、特定の構成において移動する傾向がないためである。

【0054】

電極３０、４０は、これらが共にカプセル２０の全体をアドレスするように、適切な大きさおよび位置であるべきである。１つのカプセル２０につきちょうど１対の電極３０、４０、または１つのカプセル２０につき多数の対の電極３０、４０が存在し得、あるいは、一対の電極３０、４０が多数のカプセル２０にまたがり得る。図１Ａおよび図１Ｂに示す実施態様においては、カプセル２０は平坦化された矩形の形状を有する。これらの実施態様において、電極３０、４０は、電極３０、４０に隣接するこの平坦表面積の大部分または全てを、アドレスするべきである。小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０のほぼ半分の大きさである。好ましい実施態様においては、この小さい方の電極は、大きい方の電極４０の四分の１の大きさであり；より好ましい実施態様においては、小さい方の電極３０は大きい方の電極４０の八分の１の大きさである。さらにより好ましい実施態様においては、小さい方の電極３０は大きい方の電極４０の十六分の１の大きさである。電極３０と関連して言及される「小さい方」とは、電極３０がカプセル２０のより少量の表面積をアドレスすることを意味するのであって、電極３０が大きい方の電極４０より物理的に小さいことを必ずしも意味しないことが、注目されるべきである。例えば、たとえ両電極３０、４０の大きさが等しくても、多数のカプセル２０が、各カプセル２０の小部分が「小さい方の」電極３０によってアドレスされるように配置され得る。図１Ｃに示すように、電極３０が矩形のカプセル２０（図１Ｃの想像図で示される）の小さな角部のみをアドレスし得、大きい方の電極４０が、カプセル２０を適切にアドレスする目的で、２つの側で小さい方の電極３０を囲むように要求されることもまた、注目されるべきである。粒子５０および電極３０、４０の体積パーセントの選択は、この様式で、カプセル化された表示媒体を下記のようにアドレスされ得る。

【0055】

電極は、電極３０、４０がカプセル２０に電場を印加し得るように、電気を伝導し得る任意の材料から製造され得る。上記のように、図１Ａおよび図１Ｂに示した後部にアドレスされた実施態様により、電極３０、４０は、ハンダペースト、銅、銅被覆ポリイミド、黒鉛インク、銀インク、および他の金属含有導電性インクなどの不透明な材料から製造され得る。あるいは、電極は、インジウムスズ酸化物および導電性ポリマー（ポリアニリンまたはポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｅｎｅ）など）などの、透明な材料を使用して製造され得る。電極３０、４０は、コントラスト光学特性を備え得る。いくつかの実施態様においては、これらの電極のうちの１つが、粒子５０の光学特性と相補的な光学特性を有する。あるいは、これらの電極が透明である必要はないので、１つの電極が選択された色を表示するように構成され得る。

【0056】

ある実施態様においては、カプセル２０は、正に荷電した黒色粒子５０、および実質的に透明な懸濁流体２５を収容する。第一に、小さい方の電極３０が黒色にされ、そして第二電極４０よりも小さく、そして第二電極４０は、白色にされるか、または高度に反射性である。小さい方の黒色電極３０が、大きい方の白色電極４０に対して負の電位におかれるならば、正に荷電した粒子５０は小さい方の黒色電極３０に移動する。位置１０にいる、カプセル２０の観察者への効果は、大きい方の白色電極４０と小さい方の黒色電極３０との混合であり、これは、大部分が白色であるという効果を作り出す。図１Ｂを参照すると、小さい方の黒色電極３０が、大きい方の白色電極４０に対して正の電位におかれるならば、粒子５０は大きい方の白色電極４０に移動し、観察者には、大きい方の白色電極４０を覆う黒色粒子５０と、小さい方の黒色電極３０との混合が与えられ、この混合は、大部分が黒色であるという効果を作り出す。この様式で、カプセル２０は、白色可視状態または黒色可視状態のいずれかを表示するように、アドレスされ得る。

【0057】

他の２色スキームは、小さい方の電極３０および粒子５０の色を変えることによって、または大きい方の電極４０の色を変えることによって、容易に提供される。例えば、大きい方の電極４０の色を変えることによって、色の１つとして黒色を有する、後方にアドレスされた２色ディスプレイが、製造され得る。あるいは、小さい方の電極３０および粒子５０の色を変えることによって、色の１つとして白色を有する、後方にアドレスされた２色システムが製造され得る。さらに、粒子５０および小さい方の電極３０が異なる色であり得ることが、考慮される。これらの実施態様においては、第二の色（この色は、小さい方の電極３０および粒子５０の色とは異なる）を有する２色ディスプレイが製造され得る。例えば、後方にアドレスされた橙／白ディスプレイが、青色粒子５０、赤色の小さい方の電極３０、および白色（または高度に反射性）の大きい方の電極４０を提供することによって、製造され得る。一般に、電極３０、４０および粒子５０の光学特性は独立して選択され得、これによって、所望のディスプレイ特性を提供する。いくつかの実施態様においては、分散流体２５の光学特性もまた変化され得、例えば、流体２５は染色され得る。

【0058】

別の実施態様においては、この技術が、フルカラーディスプレイを提供するために使用され得る。ここで図１Ｄを参照すると、３つのサブピクセルを含むピクセルの実施態様が示される。図１Ｄは、等しい大きさのサブピクセルを有する六角形のピクセルを示すが、ピクセルは任意の形状を有し得、等しくないサブピクセルを含み得ることが理解されるべきである。これらのサブピクセルは各々が単一の大きなカプセル内に収容され得、または各々が任意数の小さなマイクロカプセルまたはマイクロセルにわたって分散され得る。図示の目的で、各サブピクセルについて単一の大きな副セルという、より簡単な場合を示す。両方の場合において、領域２０、２０’、２０”をカプセルと呼ぶ。従って、第一カプセル２０が、正に荷電した黒色粒子５０および実質的に透明な懸濁流体２５を収容する。第一に、小さい方の電極３０が黒色にされ、そして第二電極４０（これは、赤色にされる）より小さくされる。小さい方の黒色電極３０が、大きい方の赤色電極４０に対して負の電位に置かれるならば、正に荷電した粒子５０は、小さい方の黒色電極３０に移動する。位置１０にいる、カプセル２０の観察者に対する効果は、大きい方の赤色電極４０と小さい方の黒色電極３０との混合であり、これは、大部分が赤いという効果を作り出す。小さい方の黒色電極３０が、大きい方の赤色電極４０に対して正の電位に置かれるならば、粒子５０は大きい方の赤色電極４０に移動し、そして観察者には、大きい方の赤色電極４０を覆う黒色粒子５０と、小さい方の黒色電極３０との混合が与えられ、これは、大部分が黒色であるという効果を作り出す。この様式で、第一カプセル２０は、赤色可視状態または黒色可視状態のいずれかを表示するようにアドレスされ得る。同様に、大きい方の電極４０’が緑色である第二カプセル２０’、および大きい方の電極４０”が青色である第三カプセル２０”が得られる。第二カプセル２０’は、正に荷電した黒色粒子５０’、および実質的に透明な懸濁流体２５’を収容する。第一に、小さい方の電極３０’が黒色にされ、そして第二電極４０’（これは、緑色にされる）より小さくされる。小さい方の黒色電極３０’が、大きい方の緑色電極４０’に対して負の電位におかれるならば、正に荷電した粒子５０’は小さい方の黒色電極３０’に移動する。位置１０’にいる、カプセル２０’の観察者に対する効果は、大きい方の緑色電極４０’と小さい方の黒色電極３０’との混合であり、これは、大部分が緑色であるという効果を作り出す。小さい方の黒色電極３０’が、大きい方の緑色電極４０’に対して正の電位におかれるならば、粒子５０’は大きい方の緑色電極４０’に移動し、そして観察者には、大きい方の緑色電極４０’を覆う黒色粒子５０’と、小さい方の黒色電極３０’との混合が提供され、これは、大部分が黒色であるという効果を作り出す。同様に、第三カプセル２０”は、正に荷電した黒色粒子５０”および実質的に透明な懸濁流体２５”を収容する。第一に、小さい方の電極３０”が黒色にされ、そして第二電極４０”（これは、青色にされる）より小さくされる。小さい方の黒色電極３０”が、大きい方の青色電極４０”に対して負の電位におかれるならば、正に荷電した粒子５０”は小さい方の黒色電極３０”に移動する。位置１０”にいる、カプセル２０”の観察者に対する効果は、大きい方の青色電極４０”と小さい方の黒色電極３０”との混合であり、これは、大部分が青色であるという効果を作り出す。小さい方の黒色電極３０”が、大きい方の青色電極４０”に対して正の電位に置かれるならば、粒子５０”は大きい方の青色電極４０”に移動し、そして観察者には、大きい方の青色電極４０”を覆う黒色粒子５０”と、小さい方の黒色電極３０”との混合が与えられ、これは、大部分が黒色であるという効果を作り出す。さらに、これらの色の相対強度は、電極に印加される実際の電位によって、制御され得る。３つの色の適切な組み合わせを選択することによって、加算プロセスとして選択された色の効果的な組み合わせのように見える視覚表示を作り出し得る。代替の実施態様としては、第一、第二、および第三のカプセルが、青緑色、黄色、および紫紅色にそれぞれ着色された、大きい方の電極４０、４０’、４０”を有し得る。代替の、青緑色、黄色、および紫紅色の実施態様の操作は、赤色、緑色、および青色の実施態様のものと類似するが、表示される色が、減色プロセスにより選択されるという特徴を有する。

【0059】

他の実施態様において、大きい方の電極４０は白色の代わりに反射性であり得る。これらの実施態様において、粒子５０が小さい方の電極３０に移動した場合、光は、大きい方の電極４０に伴った反射表面６０から反射し、そしてカプセル２０は色（例えば、白色）の付いた光のように見える（図２Ａを参照のこと）。粒子５０が大きい方の電極４０に移動した場合、反射表面６０は覆い隠され、光は反射表面６０に到達する前に粒子５０によって吸収されるため、カプセル２０は暗く見える（図２Ｂを参照のこと）。大きい方の電極４０のための反射表面６０は、逆反射特性、鏡面反射特性、拡散反射特性または利得反射特性を有し得る。特定の実施態様において、反射表面６０は、均等分布で光を反射する。表面６０は電極４０上に配置された複数のガラス球、回折反射層（例えば、ホログラム形成された反射体）、入射光を全て内部に反射するようにパターン化された表面、輝度増強フィルム、拡散反射層、エンボスプラスチックフィルムまたは金属フィルム、あるいは任意の他の公知の反射表面として提供され得る。反射表面６０は、大きい方の電極４０の上に積層された別個の層として提供され得るか、または反射表面６０は、大きい方の電極４０の単一の部分として提供され得る。図２Ｃおよび２Ｄで示される実施態様において、反射表面は、観察点１０に対して電極３０、４０の下に配置され得る。これらの実施態様において、電極３０は、光が表面６０により反射され得るように透明であるべきである。他の実施態様において、粒子の適切な切り替えは、交流（ＡＣ）および直流（ＤＣ）電場の組み合わせを用いて達成され得、これは図３Ａ〜３Ｄに関連して以下に記載される。

【0060】

さらに他の実施態様において、以前に議論されたリアアドレスディスプレイは、操作の主に透過可能なモードとほとんど不透明なモード（本明細書以下で「シャッターモード」と呼ぶ）との間を遷移するように構成され得る。図１Ａおよび１Ｂを参照すると、これらの実施態様において、カプセル２０は、実質的に透明な分散流体２５中に分散された少なくとも１つの正電荷を帯びた粒子５０を含む。大きい方の電極４０は透明であり、そして小さい方の電極３０は不透明である。小さい方の不透明な電極３０が大きい方の透過性電極４０に対して負電位に配置される場合、粒子５０は小さい方の不透明な電極３０に移動する。位置１０に位置するカプセル２０の観測者への印象は、大きい方の透明な電極４０と小さい方の不透明な電極３０との混合であり、ほとんど透明である印象が生じる。図１Ｂを参照すると、小さい方の不透明な電極３０が大きい方の透明な電極４０に対して正電位に位置される場合、粒子５０は第２電極４０に移動し、そして観測者は、大きい方の透明な電極４０を覆う不透明な粒子５０と小さい方の不透明な電極３０との混合が提供され、大部分が不透明の印象が生じる。このように、図１Ａおよび１Ｂに示されるカプセルを使用して形成されたディスプレイは、透過可能モードと不透明モードとの間で切り換えられ得る。このようなディスプレイは不透明にされ得る窓を構成するのに使用され得る。図１Ａ〜２Ｄは、各カプセル２０に伴った一組の電極を示し、各組の電極は１つ以上のカプセル２０に伴い得ることが理解されるべきである。

【0061】

同様の技術が、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄの実施態様と共に使用され得る。図３Ａを参照すると、カプセル２０は、実質的に透明な分散流体２５中に分散された少なくとも１つの暗いまたは黒い粒子５０を含む。小さい方の不透明な電極３０，および大きい方の透明な電極４０は、直流（ＤＣ）電場および交流（ＡＣ）電場の両方をカプセル２０に印加する。ＤＣ場は、カプセル２０に印加され得、粒子５０を小さい方の電極３０の方に移動させる。例えば、粒子５０が正電荷を帯びている場合、小さい方の電極は大きい方の電極４０より負の電圧にされる。図３Ａ〜３Ｄは電極のペアにつき１つのカプセルしか示していないが、複数のカプセルが同じ電極のペアを使用してアドレスされ得る。

【0062】

小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０のせいぜい２分の１の大きさである。好ましい実施態様において、小さい方の電極は、大きい方の電極４０の４分の１の大きさである。より好ましい実施態様において、小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０の８分の１の大きさである。さらにより好ましい実施態様において、小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０の１６分の１の大きさである。

【0063】

図３Ａに示されるように、粒子５０が小さい方の電極３０に移動される場合、入射光が大きい方の透明な電極４０を通ることを可能にし、そして反射表面６０により反射される。シャッターモードにおいて、反射表面６０は、半透明の層、透明な層で置き換えられるか、または層は全く提供されず、入射光はカプセル２０を通って通過し得る。すなわちカプセル２０は透過性である。カラーフィルターのように、半透明の層または透明な層が色を有する場合、透過する光は、フィルターが通過する波長であり、そして反射光はフィルターが反射する波長からなり、一方フィルターが吸収する波長は除去される。従って、シャッターモードディスプレイの視覚的外観は、ディスプレイが透過可能状態であるかまたは反射状態であるかということ、フィルターの性質、および観測者の位置に依存する。

【0064】

ここで図３Ｂを参照すると、ＡＣ場を電極３０、４０を介してカプセル２０に適用することによって、粒子５０はカプセル２０に分散される。ＡＣ場によってカプセル２０に分散された粒子５０は、入射光がカプセル２０を通過するのを妨害し、カプセル２０を観測点１０において暗く見せる。図３Ａ〜３Ｂに示される実施態様は、反射表面６０を提供しないことによって、シャッターモードにおいて使用され得、その代わりに半透明の層、透明の層、カラーフィルター層を提供するか、または全く層を提供せずに使用され得る。シャッターモードにおいて、ＡＣ電場の適用は、カプセル２０を不透明に見せる。図３Ａ〜３Ｄに示される装置によって形成されたシャッターモードディスプレイの透明度は、ＤＣ場およびＡＣ場を使用してアドレスされた多数のカプセルによって制御され得る。例えば、１つおきのカプセル２０がＡＣ場を使用してアドレスされるディスプレイは、５０％透過可能であるように見える。

【0065】

図３Ｃおよび３Ｄは、上記の電極構造体の実施態様を示す。ここで、電極３０、４０はカプセル２０の「頂部」にあり、すなわち、電極３０、４０は観測点１０とカプセル２０との間にある。これらの実施態様において、電極３０、４０の両方は、透明であるべきである。透明なポリマーが、導電ポリマー（例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、または酸化インジウムスズ）を使用して製造され得る。これらの材料は、溶解性にされ得て、コーティング技術（例えば、スピンコーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、プリント技術、順ローラーコーティングおよび逆ローラーコーティングなど）を使用して電極が製造され得る。これらの実施態様において、光は電極３０、４０を通って通過し、そして粒子５０に吸収されるか、逆反射層６０（提供される場合）によって反射されるか、カプセル２０を通って透過するか（逆反射層６０が提供されない場合）、または部分的に透過および／または反射する（カラーフィルターが逆反射層６０の代わりに提供される場合）。

【0066】

図３Ｅを参照すると、３つのサブピクセルカプセル２２、２２’および２２’’はそれぞれ、実質的に透明な分散流体２５に分散された少なくとも１つの白色粒子５０を含む。一実施態様において、各サブピクセルカプセル２２、２２’および２２’’は、その上に配置された透明の電極４２、４２’、４２’’、およびその下に配置されたカラーフィルター６０、６０’、６０’’を有する。共通の反射表面７０は、カラーフィルター層の後方で共有され得る。代替の実施態様において、ディスプレイは放射光源７０を備える。

【0067】

小さい方の不透明な電極３０、３０’および３０’’、ならびに大きい方の透明な電極４０、４０’および４０’’は、直流（ＤＣ）電場および交流（ＡＣ）電場をカプセル２０、２０’および２０’’に印加し得る。ＤＣ場が、カプセル２０、２０’および２０’’に印加され得、粒子５０，５０’、５０’’が小さい方の電極３０，３０’および３０’’の方に移動する。例えば、粒子５０、５０’および５０’’が正電荷を帯びている場合、小さい方の電極３０、３０’および３０’’は大きい方の電極４０、４０’および４０’’より負電圧に置かれる。

【0068】

小さい方の電極３０は大きくても、大きい方の電極４０の２分の１の大きさである。好ましい実施態様において、小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０の４分の１の大きさである。より好ましい実施態様において、小さい方の電極３０は大きい方の電極４０の８分の１の大きさである。さらにより好ましい実施態様において、小さい方の電極３０は、大きい方の電極４０の１６分の１の大きさである。

【0069】

図３Ｅの初めの２つのカプセルに示されるように、粒子５０を小さい方の電極３０に移動させると、入射光は大きい方の透明な電極４０、およびフィルター６０を通過し、基質７０で反射する。第１、第２および第３のフィルター６０、６０’および６０’’がそれぞれ、青緑色、紫紅色および黄色に塗られ、粒子５０が白色である場合、このシステムは標準２色様式でフルカラーを表示し得る。

【0070】

フィルター層６０は、半透明の層、透明の層、カラーフィルター層であり得るか、または層は全く提供されず、かつ、さらなる基質７０が反射し、放射し、半透明であるか、全く提供されない。カラーフィルターのように、層６０が色を有する場合、透過される光は、、フィルターが通過させる波長であり、そして反射光はフィルターが反射する波長からなり、一方フィルターが吸収する波長は除去される。従って、３Ｅにおけるディスプレイ素子の視覚的外観は、ディスプレイが透過可能状態であるかまたは反射状態であるかということ、フィルターの性質、および観測者の位置に依存する。代替の実施態様において、層６０は電極４２に隣接するカプセルの上部に提供され得る。

【0071】

ここで図３Ｆ〜３Ｋを参照すると、三色ピクセルの一実施態様が記載される。透明な電極４２によって、光はカプセル２２を通過し、白色の粒子Ｗ、赤色の粒子Ｒ、または着色された基質６０のいずれかにあたり得る。基質６０は、カラーフィルターと無色の基質との組み合わせであり得るか、または単色の基質として提供され得る。カプセル２２はまた、色素で呈色される（カラーフィルター６０を分離する必要性を可能な限り排除する）か、または実質的に透明である懸濁流体を含む。電極４５および３５は、透明であり、そして同じ大きさであるか、または相対的な粒子の大きさおよび粒子ＷおよびＲの移動性を考慮した任意の適切な様式で大きさを合わせられる。４５と３５との間には隙間がある。粒子Ｗは負電荷を帯び、粒子Ｒは正電荷を帯びていることを考慮するべきである。図３Ｆにおいて、頂部電極４２は、底部電極３５および４５に対して正の電圧に設定されると、粒子Ｗは上部に移動し、粒子Ｒは底部に移動するため、白色が表示される。図３Ｇにおいて、電極の極性を逆にすることによって、赤色が表示される。図３Ｆおよび３Ｇの両方において、これらの粒子は基質６０を覆う。図３Ｈにおいて、電極４５は、電極３５に対して負の電圧電位であり、一方電極４２は４５の電位と３５の電位との間、例えばゼロである。あるいは、電極４２は、４５の電位と３５の電位との間で切り換えられ、その結果、徐々に４２の有効電圧はまた４５の電位と３５の電位の間になる。この状態において、粒子Ｒは電極４５の方に移動し、粒子Ｗは電極３５の方に移動し、そして両方の粒子ＲおよびＷはカプセル２２の中央にある隙間から離れる。これにより基質６０が現れ、青緑色のような第３の色が映し出され得る。代替の実施態様において、色の組み合わせは異なり得る。フィルターおよび粒子の固有の色は、異なっている必要はない。「２粒子カーテンモード」と呼ばれるこのシステムは、３つの任意の色を映し出し得る。好ましい実施態様において、これらの色が記載され、ここで、１つの色が白色であり、他の２つの色は補色である。この様式において、再び図３Ｈを参照すると、小さな赤色の部分が見える場合、これは青緑色の基質から反射された光の一部を吸収し、そして最終的な結果は黒色であり、これは、可視の白色の小さな部分によってオフセットされ得る。従って、図３Ｈのピクセルは、たとえ幾分かの赤色および白色が見えても、青緑色に見え得る。上記のように、図３Ｈで示されるモードにおいては、このピクセルの端部は覆われ、粒子ＲおよびＷを隠し得る。

【0072】

ここで図３Ｉを参照すると、３つのサブピクセルを備え、各々が図３Ｆ〜３Ｈで教示される様式で作動するフルカラーピクセルが示され、ここで、着色した粒子は正電荷を帯び、一方、白色の粒子は負電荷を帯びている。このシステムは、図３Ｉに示されるように、伸長した頂部電極４２と共に共通の頂部電極としてさらに機能する。例えば、示された状態を達成するために、電極４２、４５、３５、４５’、３５’、４５’’、３５’’は、それぞれ−３０Ｖ、６０Ｖ、６０Ｖ、−６０Ｖ、＋６０Ｖ、−６０Ｖ、＋６０Ｖの電圧電位に設定され得る。

【0073】

ここで図３Ｊ〜３Ｋを参照すると、電極のスキームが示され、これによりマイクロカプセルのクラスターが、上記されたのと同様の様式で全体のサブピクセルのためにアドレスされ得る。透明な電極４２によって、光はマイクロカプセル２７を通過し得、白色の粒子Ｗ、赤色の粒子Ｒ、または着色された基質６０のいずれかに当たる。上記のように、着色された基質６０は、カラーフィルターと無色の基質６０との組み合わせであり得るか、または着色された基質６０は単色の基質として提供され得る。カプセル２７は色素で着色され得る懸濁流体を含有する（カラーフィルター６０を分離する必要性を可能な限り排除する）か、または実質的に透明である。電極４５および３５は透明であり、等しい大きさであり得るか、または相対的な粒子の大きさおよび粒子ＷおよびＲの流動性を考慮した任意の適切な様式で大きさを合わせられ得る。４５と３５との間には隙間が存在する。粒子Ｗは負電荷を帯び、粒子Ｒは正電荷を帯びることを想定する。このシステムは、図３Ｆ〜３Ｋに記載された様式で作動するが、任意の所定のマイクロカプセル２７には、複数の隙間が存在し得る。図３Ｋは、適切な電極の型の実施態様を例示し、ここで４５および３５はインターディジタル構造である。

【0074】

ここで３Ｌ〜３Ｍを参照すると、代替の実施態様が示される。また、透明な電極４２によって、光はカプセル２２を通過し得、そして白色の粒子Ｗまたは赤色の粒子Ｒに当たる。図３Ｌに示される実施態様において、カプセル２２は、青緑色に着色された懸濁流体６２を含有する。電極４５および３５が、適切な電圧電位に設定される場合、粒子ＲおよびＷは、それぞれ電極４５および３５の方に下がり、ここで、これらの粒子は光吸収懸濁流体６２によって覆い隠される。あるいは、図３Ｍに示されるように、懸濁流体６２は、実質的に透明であり、青緑色の粒子Ｃの第３種は、カプセル２２に含まれる。この青緑色の粒子は比較的中性の電荷を有する。電極４５および３５が適切な電位に設定される場合、粒子ＲおよびＷは、それぞれ電極４５および３５の方に下がり、青緑色の粒子が現れる。

【0075】

図３Ａ〜３Ｍに記載される構造のアドレスは、電気泳動表示媒体およびカプセル化された電気泳動表示媒体を用いて使用され得る。図３Ａ〜３Ｍは、電極３０、４０がディスプレイ媒体に静的に接続される実施態様を示す。特定の実施態様において、粒子５０は双安定性を示す。すなわち、これらの粒子は、電場がない場合、実質的に静止する。

【0076】

上記の種々の基質は反射性であるが、基質が光を放射し、粒子はまた「シャッターモード」で作動し、光を曝露するかまたは覆い隠す、類似した技術が用いられ得る。この使用に好ましい基質は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）バックライトである。このようなバックライトは、しばしば白っぽい緑色であり、これは不活性である場合、反射性であり、活性である場合さらに様々な波長で光を放射する。静電白色反射基質の代わりに白っぽいＥＬ基質を使用することによって、操作モードもまた切り換え得るフルカラー反射ディスプレイを作製し、発光状態で、色の範囲を表示し、低い周囲光条件での操作が可能になる。

【0077】

図４Ａおよび４Ｂは、後部アドレス電極構造の実施態様を示し、これは、反射カラーディスプレイを、ハーフトーンまたは点描画法と同様の様式で作製する。カプセル２０は、透明な懸濁流体２５に分散された白色粒子５５含む。電極４２、４４、４６、４８は、それぞれ青緑色、紫紅色、黄色および白色に着色される。図４Ａを参照すると、着色された電極４２、４４、４６は白色の電極４８に対して正の電位に置かれ、負電荷の粒子５５はこれらの３つの電極に移動し、カプセル２０は観測点１０に白色粒子５５と白色電極４８との混合を提供し、ほとんどが白色である印象を生じる。図４Ｂを参照すると、電極４２、４４、４６が電極４８に対して負の電位に置かれた場合、粒子５５は白色電極４８に移動し、そして目１０には、白色の粒子５５、青緑色の電極４２、紫紅色の電極４４および黄色の電極４６の混合が見え、主に黒色か灰色である印象を生じる。電極をアドレスすることによって、減色プロセスを用いて可能な任意の色が発生し得る。例えば、観測点１０に対してカプセル２０に赤色を表示させるために、黄色の電極４６および紫紅色の電極４２は、青緑色の電極４２および白色の電極４８によって印加された電圧電位より正の電圧電位に設定される。さらに、これらの色の相対強度は、これらの電極に印加される実際の電圧電位によって制御され得る。また、このプロセスにおける工程のように、粒子の位置をランダム化するためにＡＣ電流が適切に使用され得る。

【0078】

図４Ａおよび４Ｂで使用される技術は、より少数の電極と同様の様式で使用され得、より少数の色を制御する。例えば、電極４２は提供されず、ピクセルはさらに３色を表示し得る。電極４４および４６が、それぞれ赤色および青緑色に着色される場合、カプセルは赤色、青緑色および白色を表示し得る。次いで、この構造は他の３組の色を表示する同様のサブピクセルと合うように、サブピクセルとして用いられ、従って上記のようなフルカラーディスプレイを達成する。

【0079】

図５に示される別の実施態様において、カラーディスプレイが、透明分散流体２５の粒子の複数の種類を含有する大きさｄのカプセル２０によって提供される。各種の粒子は、他の種とは異なる光学特性を有し、異なる電気泳動移動度（μ）を有する。図５に示された実施態様において、カプセル２０は赤色の粒子５２、青色の粒子５４、および緑色の粒子５６を含み、

【0080】

【数1】

である。すなわち、赤色の粒子５２の電気泳動移動度の平均の大きさは、青色の粒子５４の平均の電気泳動移動度より大きく、そして青色の粒子５４の平均の電気泳動移動度は、緑色の粒子５６の平均の電気泳動移動度より大きい。一例として、１００ミリボルト（ｍＶ）のゼータ電位を有する赤色粒子、６０ｍＶのゼータ電位を有する青色粒子、および２０ｍＶのゼータ電位を有する緑色粒子の種類が存在し得る。カプセル２０は、このカプセルに電場を印加する２つの電極３２、４２の間に配置される。様々な持続時間の正および負の電圧場を用いてカプセル２０をアドレスすることによって、任意の種々の粒子種をカプセルの上部に移動させ、特定の色を現すことが可能になる。

【0081】

図６Ａ〜６Ｂは、赤色を観測点１０に表示するように、図５に示されたディスプレイをアドレスするために行われる工程を示す。図６Ａを参照すると、全ての粒子５２、５４、５６は、一方向の電場を印加することによってカプセル２０の一面に引きつけられる。この電場は、よりゆっくりと移動する緑色の粒子５６でさえも電極３４の方に引きつけるのに十分長く、カプセル２０に印加されるべきである。図６Ｂを参照すると、電場は、赤色の粒子５２が電極３２の方に移動するのに十分な長さだけ逆にされる。青色の粒子５４および緑色の粒子５６はまた、逆にされた電場内で移動するが、赤色の粒子５２ほど速く移動せず、従って赤色の粒子５２によって覆い隠される。印加された電場が逆にされなければならない時間は、これらの粒子の相対電気泳動移動度、印加された電場強度、カプセルの大きさにより決定され得る。

【0082】

図７Ａ〜７Ｄは、ディスプレイ素子の青色状態へのアドレスを示す。図７Ａに示されるように、初めに粒子５２、５４、５６はカプセル２０内に不規則に分散される。全ての粒子５２、５４、５６は、電場を一方向に印加することによって、カプセル２０の一面に引きつけられる（図７Ｂに示す）。図７Ｃを参照すると、赤色の粒子５２および青色の粒子５４が電極３２の方に移動するのに十分な長さだけ、電場が逆にされる。印加された電場が逆にされるのに要する時間は、これらの粒子の相対電気泳動移動度、印加された電場の強度、およびカプセルの大きさによって決定され得る。図７Ｄを参照すると、次いで電場は２回逆にされ、そして赤色の粒子５２（これは青色の粒子５４より速く移動している）は、青色の粒子５４を観測点１０に曝されたままにする。印加された電場が逆にされなければならない時間は、これらの粒子の相対電気泳動移動度、印加された電場の強度、およびカプセルの大きさによって決定され得る。

【0083】

図８Ａ〜８Ｃは、緑色の表示を観察点１０に提供するために行われる工程を示す。図８Ａに示されるように、初めに粒子５２、５４、５６は、カプセル２０内に不規則に分散される。全ての粒子５２、５４、５６は、一方向の電場を印加することによって、カプセル２０の観察点１０に近位の面に引きつけられる。この電場は、よりゆっくりと移動する緑色の粒子５６でさえも電極３２の方に引きつけるのに十分長く、カプセル２０に印加されるべきである。図８Ｃに示されるように、電場は、赤色の粒子５２および青色の粒子５４が電極５４の方に移動するのに十分な長さだけ逆にされ、これらの粒子は、ゆっくりと移動している緑色の粒子５６を観測点へ表示したままとする。印加された電場が逆にされなければならない時間は、これらの粒子の相対電気泳動移動度、印加された電場の強度、およびカプセルの大きさから決定される。

【0084】

他の実施態様において、カプセルは、複数の種類の粒子および染色された分散流体を含み、これは色の１つとして機能する。さらに他の実施態様において、さらなる色を有する３種より多い粒子が提供され得る。これらの実施態様の１つにおいて、カプセルは強い正電荷を有する白色粒子、弱い正電荷を有する青緑色粒子、および負電荷を有する赤色粒子を含む。これらのタイプの粒子の電気泳動移動度は電荷に比例し、電荷の符合または極性に関連する方向であるため、これら３つのタイプの粒子は同じ電圧場で、異なる移動度を有する。この例において、頂部電極が負であり、底部電極が正の場合、白色が達成される。赤色は、頂部電極が正であり、底部電極が負である場合、達成される。青緑色は、まず、サブピクセルが白色に設定され、次いで高い移動度の白色粒子が青緑色粒子を超して移動するように電圧場を逆にし、より低い移動度、すなわちより遅い青緑色粒子が最上部に残り目に見えることによって、達成される。図６〜８Ｃは、１つのカプセルを有する２つの電極を示し、これらの電極は複数のカプセル、または全カプセルより小さくアドレスし得る。

【0085】

図１〜８に記載されるアドレス構造体は、ディスプレイドライバー回路によって制御される頂部電極を備える。頂部電極が存在しないディスプレイは、外部から印加される電圧源（例えば、移動スタイラス、または静電プリントヘッド）によって映し出され得る。フルカラー電気泳動ディスプレイを生成するために技術を適用する手段はまた、フルカラー電気泳動媒体に適用され得る。

【0086】

図９において、後電極構造体は、全体的にプリント層から作製され得る。電導層１６６は、透明の前電極１６８および印刷可能なディスプレイ材料１７０からなるディスプレイの背面に印刷され得る。透明な電極は、酸化インジウムスズまたは伝導性ポリマー（例えば、ポリアニリンおよびポリチオフェン）から作製され得る。誘電性コーティング１７６は、バイア用の領域を残して印刷され得る。次いで、電導性インク１７８の裏の層が、印刷され得る。必要ならば、最後のインク構造体が印刷されて穴を満たす前に、さらなる電導性インクの層が使用され得る。

【0087】

印刷ディスプレイのためのこの技術は、後電極構造体をディスプレイ上に構築するため、または２つの個別の層（これは一緒に積層されディスプレイを形成する）を組み立てるために使用され得る。例えば、電子的に活性なインクが、酸化インジウムスズ電極に印刷され得る。別々に、上記の後電極構造体が適切な基質（例えば、プラスチック、ポリマーフィルム、またはガラス）上に印刷され得る。電極構造体およびディスプレイ素子は積層され得、ディスプレイを形成する。

【0088】

ここで図１０を参照すると、第３電極の導入によって、電気泳動ディスプレイセルに閾値が導入され得る。セルの一面が連続的で透明な電極２００（アノード）である。セルの他方の面にある透明な電極はパターン化され、一組の隔離された列電極ストリップ２１０にされる。絶縁体２１２は、列電極２１０を覆い、そして絶縁体の上部にある電極層は、一組の隔離された行電極ストリップ２３０に分割され、これは列電極２１０に対して直交して配向される。行電極２３０はパターン化されて穴または格子の稠密な配列にされ、この下で、曝露された絶縁体２１２が除去され、複数の物理的ウェルおよびポテンシャルウェルを形成する。

【0089】

正電荷を帯びた粒子５０は、行電極２３０を小さな正電位（例えば、１５Ｖ）に保ち、アノード２００をゼロボルトに保ったまま、正の電位（例えば、３０Ｖ）を全ての列電極２１０に印加することによって、ポテンシャルウェルに充填される。粒子５０はコンフォマーブルカプセルであり得、これはそれ自体を制御格子の物理的ウェルに置く。この制御格子はそれ自体、矩形の断面を有するか、またはこの格子の構造は三角形の外形であり得る。これはまた、マイクロカプセルを格子に置くのを助ける、異なる形状（例えば、半球形）であり得る。

【0090】

アノード２００は、次いで、正の電位（例えば、５０Ｖ）にリセットされる。粒子は、電位ウェルにおける電位差に起因して、電位ウェル内に留まる：これは、ホールド状態（Ｈｏｌｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）と呼ばれる。ディスプレイ素子をアドレスする（ａｄｄｒｅｓｓ）ために、その素子と関連されるカラム電極上の電位を、例えば２つの因子によって減少させ、そしてその素子と関連されるロウ電極上の電位を、カラム電極上の電位と等しくするかまたはカラム電極上の電位より大きくする。次いで、この素子内の粒子は、アノード２００上の正の電圧に起因する電場によって、輸送される。残存するディスプレイ素子についての、ロウ電極とカラム電極との間の電位差は、ここで、通常のホールド状態における電位差の半分よりも小さい。電位ウェル構造の形状および電圧レベルを選択し、従って、これはまた、ホールド状態を継続させる、すなわち、粒子がこれらの他のディスプレイ素子を残さず、そして従って半選択問題（ｈａｌｆ−ｓｅｌｅｃｔ ｐｒｏｂｌｅｍ）が存在しない。このアドレス方法（ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）は、任意の他のディスプレイ素子内の顔料に影響を与えることなしに、任意の所望の素子を選択してマトリックスに書き込み得る。コントロール電極デバイスは、セルのアノード電極側面が見えるように、作動され得る。

【0091】

制御格子は、当該分野に公知の任意のプロセスによって、または本明細書中に記載されるいくつかの新規のプロセスによって、製造され得る。つまり、従来のやり方に従って、制御格子は、写真平版の１以上の工程および引き続くエッチングを用いて作製され得、または制御格子は、マスクまたは「サンドブラスチング」技術を用いて作製され得る。

【0092】

別の実施態様において、制御格子は、プラスティック基板におけるエンボス（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）技術によって作製され得る。格子電極は、エンボス工程の前または後のいずれかで、真空蒸着またはスパッタリングによって蒸着され得る。別の実施態様において、電極は、格子構造が形成された後に、格子構造上に印刷される。これらの電極は、透明である必要のないある種の印刷可能な導電性材料（例えば、金属または炭素でドープしたポリマー、本質的導電性ポリマーなど）からなる。

【0093】

好ましい実施態様において、制御格子は、一連の印刷工程を用いて作製される。格子構造は、カソードを蒸着した後で、一連の１以上の印刷層で積み重ねられ、そして格子電極は、格子構造の上に印刷される。格子電極の上にさらなる絶縁体が存在し得、そして複数の格子電極は、格子構造上の絶縁体によって分離され得る。格子電極は、格子構造の全幅を占め得ず、この構造の中央の領域を占めるだけあり得、これは再現可能な許容差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）内に留めるためである。別の実施態様において、制御格子は、ガラス（例えば感光構造（ｐｈｏｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ）ガラス）をフォトエッチング（ｐｈｏｔｏｅｔｃｈｉｎｇ）することによって作製される。

【0094】

カプセル化電気泳動画像ディスプレイにおいて、前述のもののような電気泳動懸濁液は、ポリマーマトリックス内に分散される別々の仕切り内に配置される。この得られた材料は、フィルムの厚みにわたる電場に非常に敏感である。このような場は、上記の材料のいずれかの側面に付着する電極を使用して、通常、印加される。しかし、図３Ａ〜３Ｆに関連して前述したように、あるディスプレイ媒体は、ディスプレイ材料の一方の側面上に静電荷を書き込むことによって、アドレスされ得る。他方の側面は、通常、透明なまたは不透明な電極を有す。例えば、一層のカプセル化電気泳動ディスプレイ媒体は、ＤＣ電圧を与えるヘッドを用いてアドレスされ得る。

【0095】

別の実施態様において、カプセル化電気泳動懸濁液は、導電性材料（例えば、印刷された銀または黒鉛インク、アルミニウム処理されたマイラー、または任意の他の導電性表面）の領域上に印刷され得る。ディスプレイの１つの電極を構成するこの表面は、接地電圧または高電圧に設定され得る。多くの電極からからなる静電ヘッドは、カプセルを通過してそれらをアドレスし得る。あるいは、スタイラス（ｓｔｙｌｕｓ）は、カプセル化電気泳動懸濁液をアドレスするために使用され得る。

【0096】

別の実施態様において、静電書き込みヘッド（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｗｒｉｔｅ ｈｅａｄ）は、上記の材料の表面上を通過する。このため、高解像度のアドレスが可能となる。カプセル化電気泳動材料は、プラスチック上に配置され得、これは可撓性である。このため、上記の材料は、通常の紙取り扱い装置を通過することが可能となる。このようなシステムは、消耗品を伴わない写真複写機に酷似して、作動する。ディスプレイ材料のシートはこの機械を通過し、そして静電またはエレクトロフォトグラフィックヘッド（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｈｅａｄ）は材料のシートをアドレスする。

【0097】

別の実施態様において、電荷は、カプセル化ディスプレイ材料の表面に、あるいは摩擦または電気摩擦帯電による誘電性シート上に、形成される。電荷は、後で除去される電極を使用して形成され得る。別の実施態様において、電荷は、圧電性材料のシートを使用して、カプセル化ディスプレイの表面上に形成される。

【0098】

マイクロカプセル化ディスプレイは、電子ディスプレイを作製する有用な手段を提供し、多くの電子ディスプレイは、コートまたは印刷され得る。マイクロカプセル化ディスプレイの多くの変形が存在し、これらはマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを含む。これらのディスプレイは、高い反射性、双安定性、および低い電力であるように作製され得る。

【0099】

高解像度ディスプレイを得るために、マイクロカプセル化材料を用いるいくつかの外部アドレス手段を使用することが有用である。本発明は、高解像度ディスプレイを得るための、マイクロカプセル化電気泳動材料を用いるアドレス手段の有用な組み合わせを記載する。

【0100】

液晶ディスプレイをアドレスする１つの方法は、液晶についてアドレスバックプレーンを形成するための、シリコンベース薄膜トランジスターの使用である。液晶ディスプレイについて、これらの薄膜トランジスターは、典型的にはガラス上に蒸着され、そして典型的にはアモルファスシリコンまたはポリシリコンから作製される。他の電子回路（駆動電子回路または論理回路）が、ディスプレイの外周に組み込まれることがある。現れる場（ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）は、可撓性基板（例えば金属箔またはプラスチック膜）上へのアモルファスまたはポリシリコンデバイスの堆積物である。

【0101】

アドレス電子バックプレーンは、非線形素子として、トランジスターでなくダイオードを組み込み得る。ダイオードベースのアクティブマトリックスアレイは、液晶ディスプレイと適合性であり、高解像度デバイスを形成するとして、実証されている。

【0102】

ガラス基板上で使用される結晶性シリコントランジスターの例もまたある。結晶性シリコンは、非常に高い移動性を有し、従って高性能デバイスを作製するために使用され得る。現在、結晶性シリコンデバイスを作製する最も簡単な方法は、シリコンウェハにおいてである。多くのタイプの液晶ディスプレイにおける使用について、結晶性シリコン回路は、シリコンウェハ上に作製され、次いで「離昇（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）」プロセスによってガラス基板へ移動される。あるいは、シリコントランジスタはー、シリコンウェハ上で形成され、離昇プロセスによって除去され、次いで可撓性基板（例えば、プラスチック、金属箔、または紙）上に蒸着され得る。別の実施態様として、シリコンは、高温に耐え得る異なる基板（例えばガラスまたは金属箔）上に形成され、離昇され、そして可撓性基板へ移動され得る。なおさらに別の実施態様として、シリコントランジスターは、シリコンウェハ上に形成され、これは次いで全体でまたは一部分でディスプレイのための基板の１つとして使用される。

【0103】

液晶を有するシリコンベースの回路の使用は、大規模工業の基礎である。それにもかかわらず、これらのディスプレイは、深刻な欠点を有する。液晶ディスプレイは、光について役に立たたず、従って、ほとんどの液晶ディスプレイは、ある種のバックライトを必要とする。反射性の液晶ディスプレイは、作製され得るが、偏向子の存在に起因して、典型的には非常に薄暗い。ほとんどの液晶デバイスは、セルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）の正確な間隔を必要とし、従ってそれらは可撓性基板とあまり適合性でない。ほとんどの液晶ディスプレイは、液晶を整列させる「ラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）」プロセスを必要とし、ＴＦＴアレイを損傷するための電位を制御することおよび有することの両方ともが困難である。

【0104】

これらの薄膜トランジスターの、マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイとの組み合わせは、液晶ディスプレイとの組み合わせよりもさらにより有益である。液晶と共に使用されるものと類似である薄膜トランジスターアレイはまた、マイクロカプセル化ディスプレイ媒体と共に使用され得る。上述のように、液晶アレイは、典型的に、液晶を配列するための「ラビング」プロセスを必要とし、このため、トランジスターアレイに、力学的または静電気的のいずれかの損傷が生じ得る。このようなラビングは、マイクロカプセル化ディスプレイについて必要でなく、これは、収量を改善し、そして作製プロセスを単純化する。

【0105】

マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイは、高反射性であり得る。これは高解像度ディスプレイにおいて利点を提供し、良好な視感度のためにバックライトを必要としない。また、高解像度ディスプレイは、不透明な基板上に作製され得、これは、薄膜トランジスターアレイの蒸着のための新しい材料の範囲を広げる。

【0106】

さらに、カプセル化電気泳動ディスプレイは、可撓性基板と非常に適合性である。このため、高解像度ＴＦＴディスプレイを可能にし、この中で、トランジスターは可撓性基板（例えば、可撓性ガラス、プラスチック、または金属箔）の上に配置されている。しかし、任意のタイプの薄膜トランジスターまたは他の非線形素子と共に使用される可撓性基板は、ガラス、プラスチック、金属箔の単一のシートである必要はない。それどころか、それは紙から作製され得る。あるいは、それは織物材料から作製され得る。あるいは、それはこれらの材料の複合体のまたは層状の組み合わせであり得る。

【0107】

液晶ディスプレイ内にある場合、外部の論理回路または駆動回路は、薄膜トランジスタースイッチと同一の基板上に組み立てられ得る。

【0108】

別の実施態様において、アドレス電子バックプレーンは、トランジスターでなく、ダイオードを非線形素子として組み込み得る。

【0109】

別の実施態様において、トランジスターをシリコンウェハ上に形成し、トランジスターを賽の目に切り、そして大きな領域アレイにそれらを配置し、大きなＴＦＴ−アドレスされたディスプレイ媒体を形成することは、可能である。この構想の１つの例は、受容基板において力学的インプレッション（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を形成し、次いでこの基板をスラリーまたは他のトランジスター形態で覆うことである。攪拌しながら、トランジスターをこのインプレッションに入れ、ここでそれらは結合されそしてデバイス回路に組み込まれる。受容基板は、ガラス、プラスチック、または他の非導電性材料であり得る。この方法で、標準的なプロセス方法を使用してトランジスターを作製する節約は、大きな領域のシリコンプロセス装置の必要なしに、大きな領域のディスプレイ（ｌａｒｇｅ−ａｒｅａ ｄｉｓｐｌａｙ）を作製するために使用され得る。

【0110】

本明細書中に記載される例は、カプセル化電気泳動ディスプレイの使用を記載するが、同様に作動する他の粒子ベースのディスプレイ媒体が存在し、これには、カプセル化懸濁粒子および回転ボールディスプレイが挙げられる。

【0111】

本発明は特に、特定の好ましい実施態様に関して示し、そして記載する。しかし、形態および詳細の種々の変形を、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の精神および範囲から逸脱せずに、その中で作製し得ることが、当業者によって理解されるべきである。

【0112】

本発明は、特に添付の特許請求の範囲に示される。上記の本発明の有利な点およびさらなる利点は、添付の図面と関連した以下の記載を参照することによって、さらに理解され得る。図面において、同様の参照番号は、異なる図を通して一般に同一の部分を示す。また、図面は、本発明の原理を示す際に一般に記載されるが、縮小、強調を必要としない。

【図3F】

【図3G】

【図3H】

【図3L】

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3I】

【図3J】

【図3K】

【図3M】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】