(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示電極と、前記複数の表示電極に対向する共通電極と、前記複数の表示電極と前記共通電極との間に配置されて、且つ異なる２色の着色領域に異なる帯電極性を有する球状粒子が分散された表示媒体とを有して、前記複数の表示電極と前記共通電極との電位差により前記球状粒子を回転させて前記複数の表示電極に対応する複数の表示領域の表示を行う表示部と、
前記表示電極と前記共通電極とに電圧を印加して、前記表示部の表示を書き換える制御部と、
を具備する画像表示装置であって、
前記制御部は、前記表示部の表示を保持するための所定の表示保持期間においては、前記表示保持期間の所定の期間、前記共通電極と前記表示電極との間に第１のパルスを単位時間当たりｍ回（ｍは２以上の整数）印加し、前記表示部に前記表示を書き込む、前記表示保持期間の直前の所定の書き込み期間においては、前記書き込み期間の所定の期間、前記共通電極と前記表示電極との間に第２のパルスをｎ回（ｎは２以上の整数）印加し、
前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍが、前記複数の表示領域で異なる数となり、
前記画像表示装置は、１秒桁を含む時間表示を行い、
前記複数の表示領域のうち、前記１秒桁の一方の色の表示保持期間が連続した後の他方の色の書き込み期間の直後が再度前記一方の色の書き込み期間となっているために、前記他方の色の書き込み期間において、前記球状粒子の回転が不完全となる表示領域で、前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍが最小となることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記複数の表示領域のうち、前記１秒桁の一方の色の表示保持期間が連続した後の他方の色の書き込み期間の直後が再度前記一方の色の書き込み期間となっていない表示領域において、前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍと前記第２のパルスの単位時間当たりの印加回数ｎとは、同じ数であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１のパルスのパルス幅及び前記第２のパルスのパルス幅は、互いに同じパルス幅を有し、
前記パルス幅は、１０ｍｓ以上１００ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２のパルスのパルス間隔は、前記第２のパルスのパルス幅と同一であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第１のパルスのパルス間隔は、前記第１のパルスのパルス幅の５倍未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
複数の表示電極と、前記複数の表示電極に対向する共通電極と、前記複数の表示電極と前記共通電極との間に配置されて、且つ異なる２色の着色領域に異なる帯電極性を有する球状粒子が分散された表示媒体とを有して、前記複数の表示電極と前記共通電極との電位差により前記球状粒子を回転させて前記複数の表示電極に対応する複数の表示領域の表示を行う表示部と、
前記表示電極と前記共通電極とに電圧を印加して、前記表示部の表示を書き換える制御部と、
を具備する画像表示装置の駆動方法であって、
前記表示部の表示を保持するための所定の表示保持期間においては、前記表示保持期間の所定の期間、前記共通電極と前記表示電極との間に第１のパルスを単位時間当たりｍ回（ｍは２以上の整数）印加し、
前記表示部に前記表示を書き込む、前記表示保持期間の直前の所定の書き込み期間においては、前記書き込み期間の所定の期間、前記共通電極と前記表示電極との間に第２のパルスをｎ回（ｎは２以上の整数）印加すること、
を含み、
前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍが、前記複数の表示領域で異なる数となるように調整し、
前記画像表示装置は、１秒桁を含む時間表示を行い、
前記複数の表示領域のうち、前記１秒桁の一方の色の表示保持期間が連続した後の他方の色の書き込み期間の直後が再度前記一方の色の書き込み期間となっているために、前記他方の色の書き込み期間において、前記球状粒子の回転が不完全となる表示領域で、前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍが最小となるように調整することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記複数の表示領域のうち、前記１秒桁の一方の色の表示保持期間が連続した後の他方の色の書き込み期間の直後が再度前記一方の色の書き込み期間となっていない表示領域において、前記第１のパルスの単位時間当たりの印加回数ｍと前記第２のパルスの単位時間当たり印加回数ｎとは、同じ数であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記第１のパルスのパルス幅及び前記第２のパルスのパルス幅を、互いに同一にするように、且つ、前記パルス幅が１０ｍｓ以上１００ｍｓ以下にすることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記第２のパルスのパルス間隔を、前記第２のパルスのパルス幅と同一にすることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記第１のパルスのパルス間隔を、前記第１のパルスのパルス幅の５倍未満にすることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法。                                                                       
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる着色領域に異なる帯電極性を有する粒子が分散された表示媒体を用いて画像の表示を行う画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法に関し、特に、コントラストが向上した良好な画像表示を行う画像表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子値札や棚札、デジタル時計などにおける数値や文字情報の表示、又は電子書籍などに用いられる電子ペーパーにおける数値や文字情報の表示を行う反射型の画像表示装置として、例えば、異なる着色領域に異なる帯電極性を有する２色相球状粒子（ツイストボール）を表示媒体として用いた画像表示装置がある。ツイストボールを用いた画像表示装置は、液晶表示装置に比べて、視野角が広く、消費電力が小さいため、電子棚札やデジタルサイネージ、電子ペーパーなどの分野に広く採用されている。
【０００３】
一般的に、画像表示装置の表示媒体として用いられるツイストボールは、有色彩相／白色相（例えば、黒色／白色、赤色／白色など）或いは有色彩相／有色彩色相（例えば、黒色／赤色、青色／赤色など）の異なる２色相に塗り分けられた２つの着色領域を有し、異なる２色相が互いに異なる帯電極性を有している。ツイストボールの互いに異なる帯電極性を有する２つの着色領域に対応した電圧を印加することによってツイストボールを回転させることで所望する画像の表示を行う。通常は、ツイストボールに電圧を印加する際に印加する電圧や電圧の印加時間を調節することによって、良好な表示を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６６１０２号公報
【０００５】
しかしながら、ツイストボールを表示媒体として用いる画像表示装置を、セグメント駆動型のデジタル時計又はタイマーとして使用する場合、最も頻繁に表示が変更される桁、例えば１秒桁のセグメントの一部に、電位差の発生に対するツイストボールの応答時間の遅延により、滑らかな秒表示ができないという課題がある。また、１秒桁のセグメントの表示領域によっては、白の表示と黒の表示との書き込み頻度に差があるため、１秒桁のセグメントの一部において、電位差の発生に対するツイストボールの応答時間の遅延によりコントラストが悪化するという課題もある。また、表示桁毎に電圧印加時間が異なるため、ツイストボールのメモリー性が弱い場合、各桁間で表示ムラがでるという課題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、互いに異なる帯電極性を有する２つの着色領域を有するツイストボールを表示媒体として、良好な表示特性が得られる画像表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態における画像表示装置によると、複数の表示電極と、複数の表示電極に対向する共通電極と、複数の表示電極と共通電極との間に配置されて、且つ異なる着色領域に異なる帯電極性を有する球状粒子が分散された表示媒体とを有して、複数の表示電極と共通電極との電位差により球状粒子を回転させて複数の表示電極に対応する複数の表示領域の表示を行う表示部と、表示電極と共通電極とに電圧を印加して、表示部の表示を書き換える制御部と、を具備し、制御部は、表示部の表示を保持するための所定の表示保持期間においては、表示保持期間の所定の期間、共通電極と表示電極との間に第１のパルスを単位時間当たりｍ回（ｍは２以上の整数）印加し、表示部に前記表示を書き込む、表示保持期間の直前の所定の書き込み期間においては、書き込み期間の所定の期間、共通電極と前記表示電極との間に第２のパルスをｎ回（ｎは２以上の整数）印加することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施形態における画像表示装置の駆動方法によると、複数の表示電極と、複数の表示電極に対向する共通電極と、複数の表示電極と共通電極との間に配置されて、且つ異なる着色領域に異なる帯電極性を有する球状粒子が分散された表示媒体とを有して、複数の表示電極と共通電極との電位差により球状粒子を回転させて複数の表示電極に対応する複数の表示領域の表示を行う表示部と、表示電極と共通電極とに電圧を印加して、表示部の表示を書き換える制御部と、を具備する画像表示装置の駆動方法であって、表示部の表示を保持するための所定の表示保持期間においては、表示保持期間の所定の期間、共通電極と表示電極との間に第１のパルスを単位時間当たりｍ回（ｍは２以上の整数）印加し、表示部に表示を書き込む、表示保持期間の直前の所定の書き込み期間においては、書き込み期間の所定の期間、共通電極と表示電極との間に第２のパルスをｎ回（ｎは２以上の整数）印加すること、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ツイストボールを用いる画像表示装置において、コントラストが低下することを抑制することができる。これにより、表示領域間でのコントラストの違いをより小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、ツイストボールを用いる画像表示装置をセグメント駆動型のデジタル時計又はタイマーとして使用する場合、ツイストボールのメモリー性が弱い場合でも、頻繁に表示が変更される桁と頻繁に表示が変更されない桁との各桁間で表示ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の部分断面図である。
【図４】（ａ）ツイストボールの回転を説明する図である。（ｂ）ツイストボールの回転を説明する図である。（ｃ）ツイストボールの回転を説明する図である。
【図５】ツイストボールを表示媒体とする画像表示装置をセグメント駆動型のタイマーとして実装した場合の表示部の表示電極の一例の配置図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極及び表示電極に印加する電圧のパターンを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。
【図８】（ａ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１時間桁を示す表示領域での白反射率及び黒反射率とコントラストとの測定結果を示す図である。
【図１０】図５に示した表示電極の１秒桁を示す拡大図である。
【図１１】図５に示した表示電極における電圧印加の制御を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極及び表示電極に印加する電圧のパターンを示す図である。
【図１３】（ａ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。
【図１４】（ａ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る画像表示装置の表示部の共通電極に印加する電圧と表示電極に印加する電圧との差を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１秒桁を示す表示領域での白反射率及び黒反射率とコントラストとの測定結果を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１秒桁を示す表示領域での白反射率及び黒反射率とコントラストとの測定結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１分桁を示す表示領域の表示電極の一例の配置図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１分桁を示す表示領域での白反射率及び黒反射率とコントラストとの測定結果を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る表示装置の表示部の１分桁を示す表示領域での白反射率及び黒反射率とコントラストとの測定結果を示すグラフである。
【図２０】一般的な画像表示装置の表示部の表示電極に印加する電圧と共通電極に印加する電圧との差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の機能ブロック図を示す。画像表示装置１００は、表示部１０１及び制御部１０２を含む。制御部１０２は、電圧発生回路１０４と、電圧印加制御回路１０５と、電圧印加部１０３とを有する。
【００１３】
電圧発生回路１０４は、表示部１０１に印加する電圧を発生する。本発明の一実施形態においては、電圧発生回路１０４は、表示部１０１の後述する各電極に印加する電圧を生成する。例えば、０Ｖ及び１８０Ｖの電圧を生成してもよい。ただし、電圧発生回路１０４が生成する電圧は、０Ｖ及び１８０Ｖの電圧に限定されることはなく、３つ、４つなど複数の電圧を生成してもよい。また、０Ｖ、１８０Ｖは例示であって、表示部１０１の特性に合わせた値とすることができる。
【００１４】
電圧印加制御回路１０５は、電圧発生回路１０４により生成された電圧を表示部１０１の電極に印加する制御を行なう。すなわち、表示部１０１に所望の表示がされるように、表示部１０１の電極に印加する電圧を制御する。例えば、表示部１０１の各電極に印加する電圧を、電圧発生回路１０４により生成される電圧の中から選択する。電圧印加制御回路１０５により選択された結果は、制御信号として電圧印加部１０３に供給される。
【００１５】
電圧印加部１０３は、電圧印加制御回路１０５から供給される制御信号に従い電圧発生回路１０４により生成された電圧を表示部１０１の各電極に印加する。本発明の一実施形態において、電圧印加部１０３及び電圧発生回路１０４は、駆動ＩＣに含まれてもよい。駆動ＩＣは、例えば、０Ｖ及び１８０Ｖの電圧を生成してもよい。ただし、電圧発生回路１０４が生成する電圧は、０Ｖ及び１８０Ｖの電圧に限定されることはなく、３つ、４つなど複数の電圧を生成してもよい。また、０Ｖ、１８０Ｖは例示であって、表示部１０１の特性に合わせた値とすることができる。
【００１６】
表示部１０１は、ツイストボールを含む材料に電圧を印加するための電極を有し、電極に印加された電圧によって、ツイストボールを回転させる。ツイストボールは、異なる着色領域に異なる帯電極性を有するので、ツイストボールの回転により、所望の表示が行なわれる。
【００１７】
図２は、表示部１０１の構造の一例の分解斜視図であり、図３は、表示部１０１の部分断面図である。図２に示すように、表示部１０１は、第１フィルム層２０２及び共通電極２０４を含む共通電極層２０１と、第２フィルム層２０６と、ツイストボール層２０８と、第３フィルム層２１２と、絶縁層２１６及び表示電極２１４を含む表示電極層２１３と、配線層２１８と、第４フィルム層２２０とを有しており、表示部１０１は複数の層構造となっている。図２及び図３において、同一又は類似の構成には同一の参照番号を付与する。尚、図３において、第１フィルム層２０２と、絶縁層２１６と、配線層２１８と、第４フィルム層２２０との記載は省略している。
【００１８】
共通電極層２０１は、第１フィルム層２０２と第１フィルム層２０１上に配置された共通電極２０４とを有する。
【００１９】
第１フィルム層２０２は、透明な材料により形成された絶縁性を有するフィルムである。第１フィルム層２０２の材料としては、透明性を有する材料であれば特に限定されることはない。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、シクロオレフィンコポリマー、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂を使用することができる。
【００２０】
共通電極２０４は、透明電極である。共通電極２０４の材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ２、カーボンナノチューブ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやＺｎＯ：Ａｌなどの透明な導電性材料を使用することができる。また、透明なフィルムに、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、カーボン等の導電性材料を用いてメッシュ状に電極が共通電極層２０４に形成されていてもよい。共通電極２０４には、電圧印加部１０３から所定の電圧、例えば、ＧＮＤ電圧が印加される。あるいは、後に説明するように、第１の電位（例えば、１８０Ｖ）を有する電圧と第２の電位（例えば、０Ｖ）を有する電圧とが交互に印加されてもよい。
【００２１】
第２フィルム層２０６は、透明な材料により形成されたフィルムである。第２フィルム層２０６は、絶縁性を有していなくてもよいが、共通電極層２０４が導電性であるので、第２フィルム層２０６は絶縁性を有していることが好ましい。第２フィルム層２０６の材料としては、透明性を有する材料であれば特に限定されることはない。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、シクロオレフィンコポリマー、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂を使用することができる。また、第２フィルム層２０６は、ラミネート加工が可能なベースフィルム材料とシーラントフィルム材料が積層された基材であることが好ましい。ベースフィルム材料としては、ラミネート加工時の加熱圧着による耐熱性を考慮して、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂を使用してもよい。シーラントフィルム材料としては、無延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを使用してもよい。また、ポリウレタン、ポリアクリル、エポキシ樹脂、シリコーン等の熱シール性を有する材料からなる塗膜等を用いてもよい。
【００２２】
ツイストボール層２０８は、低極性溶媒２０９と複数のツイストボール２１０とを含むエラストマーシートとして形成される。具体的には、エラストマー材料を用いて形成されるエラストマーシートに、複数のツイストボール２１０を分散させた後、エラストマーシートを低極性溶媒中に浸漬させてエラストマーシートを低極性溶媒で膨潤させて形成する。これにより、ツイストボール２１０が低極性溶媒２０９により覆われ、ツイストボール２１０が回転可能となる。
【００２３】
エラストマー材料としては、熱硬化型樹脂を挙げることができ、例えば、シリコーン樹脂、微架橋したアクリル樹脂、微架橋したスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂などを使用することができる。低極性溶媒は、エラストマーシートに膨潤されて使用される。このような低極性溶媒として、例えば、ジメチルシリコーンオイル、イソパラフィン系溶媒、直鎖パラフィン系溶媒、ドデカン、トリデカンなどを使用することができる。
【００２４】
ツイストボール２１０は、５０μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上７００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以上５００μｍ以下の直径を有する略球体である。ツイストボール２１０は、また、異なる少なくとも２色に着色された少なくとも２つの着色領域を有し、異なる着色領域が異なる帯電極性を有する双極性球状粒子である。例えば、正（＋）に帯電した黒色相と負（−）に帯電した白色相とを有する。但し、色相は上述の黒色／白色に限定されず、例えば、有色彩相／白色相（例えば、黒色／白色、赤色／白色など）或いは有色彩相／有色彩相（例えば、黒色／赤色、青色／赤色など）であってもよい。
【００２５】
ツイストボール２１０の色相を形成させる着色剤としては、後述する重合性樹脂成分を含有する流動性分散媒体に不溶性又は均一に分散される染料又は顔料であれば、特に限定されず、適宜選択して使用することができる。使用される着色剤の添加量は、その着色粒子の用途等によっても所望される色調が異なり、また、後述する着色連続相中での分散性等から、本発明においては、着色連続相中の重合硬化成分である全重合性樹脂成分１００重量部当たり、０．１重量部〜８０重量部で、好ましくは２〜１０重量部の範囲で適宜好適に添加することができる。
【００２６】
ツイストボール２１０は、例えば、マイクロチャンネル製造方法において製造することができる。すなわち、重合性樹脂成分を含有する油性又は水性の流動性分散媒体中に、この媒体不溶性の着色剤を含有する２色に分相させた着色連続相中の重合性樹脂成分を異なる極性に帯電する重合性モノマーで形成させて、第１マイクロチャンネルに移送させる。次いで、この着色連続相を、第２マイクロチャンネル内を流れる水性又は油性の球状粒子化相中に、連続又は不連続的に順次吐出させる。球状粒子化相中に吐出された吐出物は、マイクロチャンネル内での一連の吐出・分散・移送中に球状粒子化されながら、球状粒子化相中で順次球状化される。この球状化された粒子中の重合性樹脂成分を紫外線照射下及び／又は加熱下で重合硬化させることにより、異なる２色に着色された２つの着色領域を有し、異なる着色領域が異なる帯電極性を有する双極性２色相球状粒子であるツイストボール２１０が形成される。
【００２７】
本発明のツイストボール２１０に用いる重合性樹脂成分、又は重合性モノマーとして、重合性モノマーの官能基又は置換基の種類によって、ツイストボール２１０の帯電性がそれぞれ負（−）帯電性と正（＋）帯電性とを示す傾向にあるモノマー種を挙げることができる。従って、少なくとも２種以上の複数種のモノマーを本発明のツイストボール２１０の重合性樹脂成分として使用する場合には、その（＋）及び（−）帯電性を示す傾向を踏まえて、好ましくは、同種帯電性の傾向にあるモノマー同士を複数組み合わせて適宜好適に使用することができる。
【００２８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、ツイストボール２１０の回転を説明する図である。図４において、図２及び図３を参照して説明した表示部１０１の構成と同一又は類似の構成には同一の参照番号を付与する。図４において、共通電極２０４側を視認側とする。尚、ここでは、共通電極２０４にＧＮＤ電圧を印加し、表示電極２１４に負（−）極性又は正（＋）極性の電圧を印加するものとして、ツイストボール２１０の動作を説明する。ツイストボール２１０の少なくとも２つの着色領域は、異なる正負の帯電状態であれば、どちらの帯電状態であってもよい。
【００２９】
ツイストボール２１０は、正（＋）に帯電した黒色相２１０ａと負（−）に帯電した白色相２１０ｂとを有する。但し、色相は上述の黒色／白色に限定されない。ツイストボール２１０の２つの着色領域は、互いに異なる正負の帯電状態であれば、どちらの帯電状態であってもよい。ツイストボール２１０が、正（＋）に帯電した黒色相２１０ａと負（−）に帯電した白色相２１０ｂとを有する場合、ツイストボール２０８層を挟持する共通電極２０４及び表示電極２１４に電圧が印加されると、これにより発生する電位差により、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ツイストボール２１０の正（＋）に帯電した黒色相２１０ａと負（−）に帯電した白色相２１０ｂとが、それぞれの帯電極性とは逆の極性の電圧を印加された電極と対向するようにツイストボール２１０が回転する。共通電極２０４側から観察したとき、共通電極２０４にＧＮＤ電圧が印加されている状態で、表示電極２１４に負（−）の極性の電圧が印加されていると、図４（ａ）に示すように、ツイストボール２１０の白色相２１０ｂが共通電極２０４と対向して表示部１０１に「白」が表示されている状態となる。図４（ｂ）に示すように、表示電極２１４に正（＋）の極性の電圧が印加されると、ツイストボール２１０の黒色相２１０ａが共通電極２０４と対向して「黒」が表示されている状態となる。即ち、表示部１０１の表示が白の表示から黒の表示に書き換わる。さらに、図４（ｃ）に示すように、表示電極２１４に負（−）の極性の電圧が印加されると、ツイストボール２１０の白色相２１０ｂが共通電極２０４と対向して「白」が表示されている状態となる。即ち、表示部１０１の表示が黒の表示から白の表示に書き換わる。
【００３０】
なお、上述の説明において共通電極２０４にはＧＮＤ電圧を印加したが、これに限定されない。共通電極２０４には、共通電極２０４と表示電極２１４との電位差の絶対値が一定値以上（例えば、１８０Ｖ）であって、該電位差の極性が負（図４ａ、図４ｃ）、または正（図４ｂ）であればＧＮＤ以外の電圧が印加されてもよい。出力電圧が２値レベル（Ｈレベル又はＬレベル）の駆動ＩＣを用いる場合は、共通電極２０４の電位を交互にＨレベル又はＬレベルに制御し、同時に表示電極２１４の電位としてＬレベル又はＨレベルを適宜選択することによって、共通電極２０４と表示電極２１４との間に所定の電位差を発生させることで白表示又は黒表示を得ることができる。
【００３１】
第３フィルム層２１２は、透明な材料により形成されたフィルムであり、第２フィルム層２０６と同様の材料により形成される。ただし、表示部１０１において、第３フィルム層２１２の材料と第２フィルム層２０６の材料は同じである必要はない。
【００３２】
図３に示すように、ツイストボール層２０８は、第２フィルム層２０６と第３フィルム層２１２との間に挟持されて、第２フィルム層２０６と第３フィルム層２１２とをラミネート加工することによって密封されてもよい。また、第２フィルム層２０６及び第３フィルム層２１２とツイストボール層２０８とのそれぞれの間に、エポキシ樹脂などの熱硬化樹脂を使用したシール材を介して、ツイストボール層２０８を第２フィルム層２０６及び第３フィルム層２１２で挟持してもよい。
【００３３】
表示電極層２１３は、絶縁層２１６と絶縁層２１６上に配置された表示電極２１４を有する。表示電極２１４は、図３に示す表示電極２１４ａ及び２１４ｂのように、表示部１０１において所望の表示をするために、所望の形状にパターニングされてもよい。
【００３４】
絶縁層２１６は、絶縁性を有するフィルムであり、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、シクロオレフィンコポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などの絶縁性樹脂が使用されてもよい。絶縁性樹脂は単体で使用されてもよく、２種類以上に樹脂を組み合わせて使用してもよい。絶縁層２１６には、表示電極２１４と後述する配線層２１８とを電気的に接続する貫通電極（図示せず）が形成される。
【００３５】
表示電極２１４は、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、凸印刷法その他印刷法により、絶縁層２１６の上に、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕなどの金属、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ：Ａｌなどの透明導電体、導電剤を溶媒或いは合成樹脂バインダに混合したもの等の導電性材料を配置して形成される。
【００３６】
この表示電極２１４には、後述の配線を介して、電圧印加部１０３により電圧が印加される。これにより、表示電極２１４と共通電極２０４との間に電位差が発生し、方向２２２から見た場合に、表示電極２１４の部分が画像表示領域として見ることが可能となる。したがって、図３に示す表示電極２１４ａ及び２１４ｂの下の領域が表示領域（セグメント）となる。
【００３７】
配線層２１８は、絶縁性の樹脂材料などのフィルムに設けられた貫通電極（図示せず）を介して表示電極２１４と接続する配線（図示せず）が形成されたフィルムである。絶縁性の樹脂材料としては、上述した樹脂材料等を用いることができる。
【００３８】
第４フィルム層２２０は、絶縁性の樹脂材料などにより形成される。絶縁性の樹脂材料としては、上述した樹脂材料等を用いることができる。
【００３９】
尚、方向２２２から見た場合に、表示電極２１４以外の部分の色がツイストボール２１０の色相の一つと同等となるように、共通電極２０４にさらにマスク層を設けたり、表示電極層２１３の表示電極２１４以外の部分に、共通電極２０４との間で一定の電圧が印加されるように、背景用の電極が設けられたりしていてもよい。
【００４０】
図５は、ツイストボールを表示媒体とする画像表示装置１００をセグメント駆動型のタイマーとして実装した場合の表示部１０１の表示電極２１４の一例の配置図である。図５に示すように、ツイストボールを表示媒体とする画像表示装置をセグメント駆動型のタイマーとして実装した場合、表示部には、例えば、１秒桁〜１０時間桁を示す表示電極が配置されている。ここでは、１秒桁〜１０時間桁の各桁において、白色の合計７つの領域に矩形の表示電極が、全体として「８」字形を成して配置され、表示電極の領域以外の領域は黒色の背景となっている。これにより、電圧印加制御部１０３により、各桁の表示電極への電圧の印加を制御することにより、０から９の数字を表示することが可能となる。図５ではタイマーの各表示桁を７つの領域に分けて表示を行う７セグメントディスプレイとしたが、各表示桁は７つの領域とは限らず、２４個などの任意の数の領域から構成されていてもよい。
【００４１】
図５に示したタイマー表示においては、１秒桁の表示の表示期間を１つの単位時間とする。即ち、１秒桁は１秒ごとに表示が変化し得るので、１秒桁の表示を行う単位時間は１秒となる。同様に、１０秒桁の表示は単位時間の１０倍である１０秒、１分桁の表示は単位時間の６０倍である１分、１０分桁の表示は単位時間の６００倍である１０分、１時間桁の表示は単位時間の３６００倍である１時間、１０時間桁の表示は単位時間の３６０００倍である１０時間ごとに表示が変化する。また、タイマー表示において、白表示及び黒表示の書き換えの頻度は、７セグメントの各セグメントによって異なる。ここで、書き換え頻度とは、所定時間においてセグメント表示が白表示から黒表示に、又は黒表示から白表示に書き換わる頻度を示す。図５に示した表示電極の１秒桁を示す後述の図１０を参照すると、例えば、図１０の表示電極ａに対応する表示領域の書き換え頻度は４回である。
【００４２】
一般的なツイストボールを表示媒体とする画像表示装置では、表示を書き換える期間（以下、書き込み期間という）と表示を保持する期間（以下、表示保持期間という）とに応じて電圧の印加を行なう。表示保持期間とは、表示部１０１の表示を保持する所定の期間である。ここで、セグメント型タイマーの表示が維持される表示画素の所定の表示保持期間は１秒桁の表示の期間、即ち１秒である。所定の表示保持期間を超えて表示が連続して保持される場合は、保持される期間の間、表示保持期間が連続して繰り返される。即ち、所定の表示保持期間を超えて表示が連続して保持される場合、その表示が保持される期間は、所定の表示保持期間の整数倍となる。書き込み期間とは、表示保持期間の直前の所定の期間であり、表示部に表示を書き込むための所定の電圧が共通電極と表示電極とに所定の回数印加される。ここで、セグメント型タイマーの場合、表示が書き換わる表示部１０１の書き込み期間は、１秒桁の表示の期間、即ち1秒である。書き込み期間には、共通電極と表示電極との間に所定の大きさの電位差が生じるように共通電極と表示電極とに電圧を印加し、表示保持期間には、各電極に電圧を印加せずにツイストボールのメモリー性に依存してその表示を維持している。しかしながら、ツイストボールを表示媒体とする画像表示装置をセグメント駆動型のタイマーとして実装した場合、最も頻繁に表示が変更される桁、例えば、図５に示した１秒桁を示すセグメントの一部に滑らかな秒表示ができないという問題があることが判明した。また、表示部の１秒桁を示すセグメントの一部のコントラストが悪化するという問題があることが判明した。また、表示桁毎に電圧印加時間が異なるため、ツイストボールのメモリー性が弱い場合、各桁間で表示ムラがでるという問題も判明した。
【００４３】
本願発明者は、前述した問題の発生を抑制するために検討を進めた結果、書き込み期間においては、共通電極と表示電極との間に所定の大きさの電位差が複数回生じるように、共通電極と表示電極とに所定の電圧を印加し、表示保持期間においても、書き込み期間と同様に、共通電極と表示電極との間に電位差が複数回生じるように、共通電極と表示電極との間に所定の電圧を印加することに想到し、以上に述べた問題を抑制ができることを確認した。以下、本願発明者が想到した本願発明について説明する。尚、以下、「共通電極と表示電極とに所定の電圧を印加して共通電極と表示電極との間に電位差を生じさせる」ことを、「共通電極と表示電極との間にパルスを印加する」と記載する場合がある。
【００４４】
本願発明の画像表示装置においては、表示部１０１の表示を保持する所定の期間である表示保持期間の単位時間に、表示を保持するための所定のパルスが共通電極２０４と表示電極２１４との間に所定の回数、例えばｍ回（ｍは、２以上の整数）印加される。ここで、前述のように、画像表示装置がセグメント型タイマーである場合、表示が維持される表示画素の所定の表示保持期間の単位時間は１秒桁の表示の期間、即ち１秒である。一表示保持期間を超えて表示が連続して保持される場合、その表示が保持される期間は、一表示保持期間の整数倍となる。また、表示保持期間の直前の所定の期間である書き込む期間には、表示部１０１に表示を書き込むための所定のパルスが共通電極２０４と表示電極２１４との間に所定の回数、例えば、ｎ回（ｎは２以上の整数）印加される。ここで、セグメント型タイマーの場合、表示が書き換わる表示部１０１の書き込み期間は、１秒桁の表示の期間、即ち1秒である。表示部１０１の表示を保持するための所定のパルスの大きさと表示部１０１に表示を書き込むための所定のパルスの大きさとは、同じであってもよく、互いに異なってもよい。また、ｍとｎとは同じ数であってもよく、互いに異なる数であってもよい。ｍとｎとが互いに異なる数である場合、例えば、ｍ＜ｎであってもよい。
【００４５】
ｍとｎとが同じ数である場合１０秒桁以上を表示するセグメントにおいては、コントラストが良好であり、各桁間で表示ムラのない表示を得ることができる。一方、ｍとｎとが互いに異なる数である場合、例えば、ｍ＜ｎである場合、表示の表示期間が短い１秒桁を表示するセグメントにおいて、白表示又は黒表示の表示に偏りがあるなどの一部のセグメントで良好な表示を得ることができる。
【００４６】
図６は、本発明の画像表示装置１００を図５に示したようなセグメント駆動型のタイマーとした場合、白の書き込み期間、黒の書き込み期間、白の表示保持期間及び黒の表示保持期間の１つの単位時間内において表示部１０１の共通電極２０４及び表示電極２１４に印加される電圧の印加パターンの一例を示す図である。前述したように、本発明の画像表示装置１００がセグメント駆動型のタイマーであれば、書き込み期間及び表示保持期間の単位時間は、１秒間となる。
【００４７】
本発明の画像表示装置１００の表示部１０１に所望の画像を表示するため、電圧印加部１０３により、共通電極２０４と表示電極２１４との間にパルスを印加する。本発明の一実施形態においては、画像表示装置１００の共通電極及び表示電極２１４に、それぞれ第１の電位、例えば１８０Ｖの電圧（Ｈレベル）、又は、第２の電位、例えば、０Ｖ（Ｌレベル）の電圧が、図６に示すように印加される。但し、共通電極２０４及び表示電極２１４に印加する電圧の電位は、０Ｖ、又は１８０Ｖに限定されず、共通電極２１４にＧＮＤ電圧を印加し、表示電極２１４には、ＧＮＤ電圧に対して表示部１０１に所望の画像が表示できる程度の電位差を発生させる、極性が互いに反対であり且つ絶対値が等しい電圧を適宜印加してもよい。共通電極２０４及び表示電極２１４に印加する電圧の電位は、電圧表示部１０１の特性、及び、電圧発生回路１０４及び電印加部１０３の仕様に合わせて適宜調整することができる。
【００４８】
図６において、パルス幅（電圧の印加時間）は２０ｍｓとし、１つの書き込み期間又は表示保持期間、即ち、単位時間当たりに共通電極２０４と表示電極２１４との間にパルスを２４回印加するパターンを示す。但し、パルス幅は、２０ｍｓに限定されるわけではなく、１０ｍｓ〜１００ｍｓの範囲であることが好ましい。パルス幅が１０ｍｓを下回ると、ツイストボールを回転させるのに十分な電位差の作用が生じず、１００ｍｓを上回ると、人の目にフリッカが視認されてしまう可能性がある。また、パルスの印加回数も２４回に限定されるわけではなく、パルス幅に応じて、適宜調整することが可能である。但し、セグメント型タイマーでは、表示色の書き換えと表示色の維持とに要するパルスの印加が終了する時間は、書き込み期間又は表示保持期間以内である必要がある。パルスの印加期間が書き込み期間又は表示保持期間を超えると、表示の書き換え又は保持が１秒以内に終了しないため、１秒桁では秒表示の遅れが発生して正確な時間表示ができなくなる。印加される１つのパルスのパルス幅及びパルスとパルスとの間の１つのパルス間隔（パルスの休止期間）の和とパルスの印加回数との積が、１つの書き込み期間又は表示保持期間、即ち、単位時間のほとんどの時間、特に５０％以上１００％以下であることが好ましい。パルスの印加期間が、単位時間の５０％未満の場合は、表示の書き換えが不十分となることがあり、１００％を越えると上述のように秒表示の遅れが発生する。
【００４９】
表示部１０１において、あるセグメントに白の表示を行なう場合は、図６に示すように、共通電極２０４に、白の書き込み期間中の間、即ち、単位時間（１秒）の間、Ｈレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とＬレベルである第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Ｈレベル、Ｌレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第２の電位（０Ｖ）の電圧を白の書き込み期間中の間、常に印加する。また、セグメントに黒を表示する場合は、図６に示すように、共通電極２０４には、黒の書き込み期間中の間、即ち、単位時間（１秒）の間、Hレベルの第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とLレベルの第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Hレベル、Lレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第１の電位（１８０Ｖ）の電圧を黒の書き込み期間中の間、常に印加する。
【００５０】
図７は、白の書き込み期間及び黒の書き込み期間において、Ｈレベル又はＬレベルの電圧を図６に示すパターンに従って共通電極２０４及び表示電極２１４に印加した際の、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加したパルスの波形を示す。即ち、図６に示した白の書き込み期間及び黒の書き込み期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図７に示すようなパルスが２０ｍｓごとに印加される。ここで、パルスの幅を２０ｍｓとしたのは、パルス幅が１００ｍｓを上回る場合、フリッカが生じて視認性が悪くなる虞があるためである。また、白又は黒の書き込み期間に複数のパルスを印加することにより、異なる表示部分に対応したセグメントの表示色を擬似的に同時に書き換えることができるため、違和感のない滑らかな秒表示を実現することができる。
【００５１】
図５に示したようなセグメントにおいて、白の書き込みを行って白を１秒表示した後にさらに白の表示を維持する白の表示保持期間、及び、セグメントに黒の書き込みを行って黒を１秒表示した後にさらに黒の表示を維持する黒の表示保持期間においても、書き込み期間と同様に、共通電極２０４及び表示電極２１４にそれぞれ第１の電位（１８０Ｖ）の電圧、及び／又は第２の電位（０Ｖ）の電圧を印加する。
【００５２】
例えば、白の書き込みを行った後にさらに白の表示を維持する場合、白の表示保持期間において、図６に示すように、白の書き込み期間と同様に、共通電極には、Ｈレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とＬレベルである２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Ｈレベル、Ｌレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第２の電位（０Ｖ）の電圧を白の表示保持期間中の間、常に印加する。逆に、黒の書き込みを行った後、さらに黒の表示を維持する場合、黒の表示保持期間において、図６に示すように、黒の書き込み期間と同様に、共通電極にはHレベルの第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とLレベルの第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Hレベル、Lレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第２の電位（０Ｖ）の電圧を黒の表示保持期間中の間、常に印加する。
【００５３】
図８（ａ）は、前述したような、白の書き込みを行った後にさらに白の表示を維持する場合の白の書き込み期間及び白の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されたパルスの波形図である。図８（ｂ）は、黒の書き込みを行った後にさらに黒の表示を維持する場合の黒の書き込み期間及び黒の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されたパルスの波形図である。即ち、白の表示保持期間及び黒の表示保持期間において、図６に示したように、共通電極２０４と表示電極２１４とにＨレベル及びＬレベルの電圧を印加した際、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような波形のパルスが２０ｍｓごとに印加される。なお、以後において、図８（ａ）に示す、白の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形を保持波形１とし、図８（ｂ）に示す、黒の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形を保持波形１´とする。
【００５４】
図６、図７、及び図８（ａ）、（ｂ）に示すように、白の表示保持期間及び黒の表示保持期間において、白の書き込み期間及び黒の書き込み期間中に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加するパルスと同じパルスである保持波形１又は保持波形１´のパルスを共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加すると、セグメント駆動型のタイマーである画像表示装置１００の一部のセグメントのコントラストが改善する。以下に、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１００の表示部１０１において、書き込み期間に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加するパルスと同じパルスを有する保持波形１又は保持波形１´のパルスを、表示保持期間に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加した際における、表示部１０１のセグメントのコントラストの測定例を説明する。
【００５５】
（測定例１）
それぞれ正と負に帯電した黒色と白色の２色に着色された双極性球状粒子であるツイストボールが分散されたシートであるツイストボール層を作製し、一方が一様な透明電極が形成されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムであり、視認側にＡＲコートが施されたアクリル板が貼付された第１のフィルムと他方が７セグメントの表示電極にパターニングしたアルミ電極が形成されたＰＥＴフィルムである第２のフィルムとの間に該ツイストボール層を配置して、第１のフィルムと第２のフィルムとで該ツイストボール層を挟持したツイストボール表示素子に、外部電源より電極間にツイストボールの応答時間である２００ｍｓよりも長い時間直流電圧を印加して、一定の表示色（例えば黒色）とした。次に、第１フィルム上に形成された共通電極に第１の電位（１８０Ｖ）であるＨレベルの第１電圧と第２の電位（０Ｖ）であるＬレベルの第２電圧とを２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、第２のフィルム上に形成された各セグメントの表示電極には第１電圧又は第２電圧を適宜選択して印加し、黒の表示から白の表示、又は白の表示から黒の表示の表示書換えにより時計表示を行なった。ここで、表示電極の領域以外の領域は黒色の背景とし、０から９の数字を白の表示とした。尚、表示書換えがない表示保持期間のセグメントの表示電極についても、書き込み期間と同じように共通電極及び表示電極に第１電圧又は第２電圧を印加して表示の上書きを行なった。測定例１の条件では、書き込み期間のセグメントにおいて、２０ｍｓ毎に共通電極と表示電極との間にパルスが印加されるように、共通電極及び表示電極に第１電圧及び第２電圧を選択して印加したため、書き込み期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの波形図は、図７に示したような波形図となった。また、表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されたパルスの波形図は、図８（ａ）、（ｂ）に示したような保持波形１又は保持波形１´のようになった。尚、使用したツイストボール素子の厚さは約３００μｍであった。
【００５６】
以上に述べた条件で、図５に示したセグメント駆動型のタイマーのようにツイストボール表示素子で時計表示を行ったところ、表示の書き換え頻度の少ない１０秒桁以上を表示するセグメントにおいて、コントラストの低下のない良好な表示が得られた。
【００５７】
一方、表示書き換えがない表示保持期間中のセグメントの表示電極について、パルスを印加する書き込み期間とは異なり、表示保持期間の間に対応するセグメントの共通電極と表示電極とに印加される電圧の電位差を０Ｖとしたところ、全ての桁を表示するセグメントにおいて、コントラストが５以下に低下し、桁間および桁内のセグメントの表示で表示ムラが生じた。これは、書き込み期間の後に表示保持期間に移行した直後はツイストボールに蓄積された電荷がすぐには消失しないため、ツイストボールに印加する書き込みの電界とは逆方向の電界が加わり、表示のメモリー性が弱くなったからであると考えられる。
【００５８】
図９は、測定例１の条件で時計表示を行ったツイストボール表示素子において、１時間桁を表示するセグメントの経過時間ごとの白反射率及び黒反射率の測定結果とコントラストの測定結果を示す図である。ここでは、白黒反射濃度計ＭＯＤＥＬＲ７００（伊原電子工業株式会社）を用いて、白反射率及び黒反射率を測定した。図９を参照すると、表示保持期間のセグメントの表示電極についても、表示書き換えと同様のパルスを印加して表示の上書きを行なったことによって、１時間桁を表示するセグメントにおいて、コントラストが７程度の良好な表示が得られ、１７時間が経過してもコントラストの低下がほとんどなかった。１時間桁を含む表示の書き換え頻度の少ない１０秒桁以上を表示するセグメントにおいても、１時間桁と同様に良好なコントラストの表示が得られた。また、表示保持期間において、書き込み期間と同様にパルスを印加して表示の上書きを行なったことによって、書き換え頻度の少ない１０秒桁以上を表示するセグメントにおいて、各桁間の表示ムラが改善された。
【００５９】
しかしながら、測定例１の条件で時計表示を行ったツイストボール表示素子において、書き換え頻度の多い１秒桁を表示するセグメントのうち、特定の表示電極に対応するセグメントで、表示のコントラストが経時的に低下するという問題が発生した。
【００６０】
図１０は、測定例１の条件で時計表示を行ったツイストボール表示素子の１秒桁を表示するセグメントの平面図である。図１１は、図１０に示した１秒桁を表示するセグメントの各表示電極ａ〜ｇにおいて、０乃至９の数字を表示するためにパルスを印加するときの制御及び表示の視認性の結果を示す表である。「○」は表示電極と共通電極との間に白色を表示するパルスを印加し、「●」は表示電極と共通電極との間に黒色を表示するパルスを印加することを表す。
【００６１】
図１０に示すように、１秒桁を示すセグメントにおいて、ａ〜ｇのそれぞれの符号により示される表示電極が配置されている。例えば、０を表示するためには、表示電極ａ〜ｆと共通電極との間に、白色を表示するためのパルスを印加し、表示電極ｇと共通電極との間に、黒色を表示するためのパルスを印加する。これにより、表示電極ｇの部分は背景と同化し、表示電極ａ〜ｆの部分が全体として数字の０の形状に見える。
【００６２】
しかしながら、図１１に示すように、図１０における表示電極ａ及びｃに対応するセグメントは、上述した測定例１の条件では、良好な表示特性を得ることができなかった。これは、表示電極ａ及びｃでは、白の表示と黒の表示との表示に偏りがあるためであると考えられる。表示電極ａ及びｃでは、白の表示が連続して表示される際、白の書き込み期間及び白の表示保持期間において、同じ極性のパルスが長時間印加され続けるため、ツイストボールに過剰な電荷が蓄積される。その後、黒の書き込み期間において白の表示保持期間に印加されたパルスとは逆極性のパルスが共通電極と表示電極とに印加されても、逆極性のパルス印加の直後は、逆極性のパルスの電荷と白の表示保持期間でツイストボールに蓄積した過剰な電荷とが互いの電荷を打ち消しあうため、ツイストボールは、黒の書き込みのためのパルスの印加から遅れて回転を始めることになる。そのため、１秒桁の最小の表示期間である単位時間における電圧の印加のみでは、ツイストボールが完全に回転を終えることができなくなり、黒の表示が不完全になると考えられる。図１１から分かるように、表示電極ａ及びｃでは、白の表示保持期間が連続した後の黒の書き込み期間の直後が再度白の書き込み期間となっている。白の表示保持期間が連続した後の黒の書き込み期間の黒の表示が不完全であるため、直後の白の書き込み期間における白の表示も不完全なものとなり、結果として、表示電極ａ及びｃに対応するセグメントのコントラストが悪化してしまったと考えられる。
【００６３】
尚、１０秒桁以上の各桁については、上述した測定例１の条件で、１秒桁とは異なり、良好な表示特性を得ることができた。これは、例えば１０秒桁では、黒の表示期間が単位時間の１０倍であり、黒の表示の書き込み期間（１秒）の後に９秒間の黒の表示保持期間が続くため、黒の表示の不完全さが解消され、これにより直後の白の書き込み期間における黒から白への書き換えが良好に行われるためと考えられる。また、表示保持期間が連続して、ツイストボールに過剰な電荷が溜まることがあっても、直前の表示色とは異なる表示色を表示する際に、少なくとも一つの表示期間において、直前に表示されていた表示色の表示期間に印加されていたパルスとは逆極性のパルスが１０秒間印加されるため、ツイストボールの回転に十分な電圧が印加され、ツイストボールが完全に回転することができる。
【００６４】
また、図１０における１秒桁の表示電極ｅでは、３〜７の数字を表示する際、黒の書き込み期間と黒の表示保持期間とが連続した後に白の書き込み期間があり、この白の書き込み期間の直後に再度黒の書き込み期間がある。１秒桁の表示電極ｅでは、連続した黒の表示保持期間において、同じ極性のパルスが印加され続けたため、ツイストボールの過剰な電荷が蓄積して、白の書き込み期間においてツイストボールの回転が遅くなり、黒の表示から白の表示への書き込みが遅くなることから、表示の尾引きが発生してスムーズな表示書き換えができないという問題も生じた。
【００６５】
本願発明者は、前述したような１秒桁を表示するセグメントで発生した問題を抑制するための検討を進め、表示保持期間において、共通電極と表示電極との間に印加するパルスの印加回数を直前の書き込み期間における共通電極と表示電極との間に印加するパルスの印加回数よりも減らすことに想到した。すなわち、表示保持期間において、共通電極と表示電極との間で電位差の発生する回数を、書き込み期間よりも減少させることに想到した。その結果、以上に述べた１秒桁を表示するセグメントで発生した問題を抑制ができることを確認した。以下、説明する。
【００６６】
図１２は、本発明の画像表示装置１００を図５に示したようなセグメント駆動型のタイマーとした場合、白の表示保持期間及び黒の表示保持期間の１つの単位時間において表示部１０１の共通電極２０４及び表示電極２１４に印加される電圧の印加パターンの一例を示す図である。図１２において、各電圧の印加時間は２０ｍｓとするが、各電圧の印加時間は、２０ｍｓに限定されるわけではなく、１０ｍｓ〜１００ｍｓの範囲であることが好ましい。但し、印加される１つのパルスのパルス幅及びパルスとパルスとの間の１つのパルス間隔（パルスの休止期間）の和とパルスの印加回数との積が単位時間（１秒）を越えないように、電圧パルス幅又はパルスの印加回数を選択する。パルスの印加期間が単位時間を越えると、タイマーによる１秒の表示期間が１秒を超えてしまい、１秒桁では秒表示の遅れが生じるためである。
【００６７】
本発明の画像表示装置１００の共通電極２０４及び表示電極２１４には、それぞれ第１の電位、例えば１８０Ｖの電圧（Ｈレベル）、又は、第２の電位、例えば、０Ｖ（Ｌレベル）の電圧が、図１２に示すように印加される。但し、共通電極２０４及び表示電極２１４に印加する電圧の電位は、０Ｖ、又は１８０Ｖに限定されず、共通電極２１４にＧＮＤ電圧を印加し、表示電極２１４には、ＧＮＤ電圧に対して表示部１０１に所望の画像が表示できる程度の電位差を発生させる、極性が互いに反対であり且つ絶対値が等しい電圧を適宜印加してもよい。共通電極２０４及び表示電極２１４に印加する電圧の電位は、電圧表示部１０１の特性、及び、電圧発生回路１０４及び電印加部１０３の仕様に合わせて適宜調整することができる。
【００６８】
図１２を参照すると、白の表示保持期間において、共通電極２０４には、Ｈレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とＬレベルである第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Ｈレベル、Ｌレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、Ｌレベルである第２の電位（０Ｖ）の電圧とＨレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とを、Ｌレベル、Ｌレベル、Ｈレベル、Ｌレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ４８回連続して印加する。尚、白の表示保持期間の直前の白の書き込み期間では、図６に示した白の書き込み期間と同様に、共通電極２０４には、Ｈレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とＬレベルである第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Ｈレベル、Ｌレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第２の電位（０Ｖ）の電圧を白の書き込み期間中の間、常に印加する。
【００６９】
一方、黒の表示保持期間において、共通電極２０４には、Hレベルの第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とLレベルの第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Hレベル、Lレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、Ｈレベルの第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とＬレベルの第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Ｈレベル、Ｈレベル、Ｌレベル、Ｈレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ４８回連続して印加する。尚、黒の表示保持期間の直前の黒の書き込み期間では、図６に示した黒の書き込み期間と同様に、共通電極２０４には、Hレベルである第１の電位（１８０Ｖ）の電圧とLレベルである第２の電位（０Ｖ）の電圧とを、Hレベル、Lレベル、・・・の順に２０ｍｓずつ交互に４８回連続して印加し、表示電極２１４には、第１の電位（１８０Ｖ）の電圧を黒の書き込み期間中の間、常に印加する。
【００７０】
図１３（ａ）は、セグメントに白の書き込みを行った後にさらに白の表示を維持する白の表示保持期間において、図１２に示したように共通電極２０４と表示電極２１４とにＨレベル及びＬレベルの電圧を印加した際の、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加したパルスの波形図である。即ち、白の表示保持期間において、図１２に示したように、共通電極２０４と表示電極２１４とにＨレベル及びＬレベルの電圧をそれぞれ印加した際、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図１３（ａ）に示すような波形のパルスが６０ｍｓごとに印加される。図１３（ａ）に示す白の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形を保持波形３とする。「保持波形３」の「３」は、パルス間隔、即ち、共通電極２０４と表示電極２１４との間に電位差が発生しないパルスの休止期間が、パルス幅、即ち、共通電極２０４と表示電極２１４との間に電位差が発生している期間の長さの３倍となっていることを表す。尚、図１３（ａ）の白の書き込み期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形は、図７に示した白の書き込み期間のパルスと同じである。
【００７１】
図１３（ｂ）は、セグメントに黒の書き込みを行った後にさらに黒の表示を維持する黒の表示保持期間において、図１２に示したように共通電極２０４と表示電極２１４とにＨレベル及びＬレベルの電圧を印加した際の、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加したパルスの波形図である。即ち、黒の表示保持期間において、図１２に示したように、共通電極２０４と表示電極２１とにＨレベル及びＬレベルの電圧をそれぞれ印加した際、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図１３（ｂ）に示すような波形のパルスが６０ｍｓごとに印加される。図１３（ｂ）に示す、黒の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形を保持波形３´とする。「保持波形３´」の「３」についても、パルス間隔が、パルス幅の３倍となっていることを表す。尚、図１３（ｂ）の黒の書き込み期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加されるパルスの波形は、図７に示した黒の書き込み期間のパルスと同じである。
【００７２】
図１３（ａ）では、白の表示保持期間において、６０ｍｓおきに共通電極２０４と表示電極２１４との間にパルスが印加される保持波形３のパルスを示したが、本発明はこれに限定されない。図１４（ａ）に示す保持波形４のように、８０ｍｓおきに共通電極２０４と表示電極２１４との間にパルスが印加されるように、共通電極２０４と表示電極２１４とにセグメントの表示に適切な電圧をそれぞれ印加してもよく、図１４（ｂ）に示す保持波形５のように、１００ｍｓおきに共通電極２０４と表示電極２１４との間にパルスが印加されるように、共通電極２０４と表示電極２１４とにセグメントの表示に適切な電圧を印加してもよい。尚、「保持波形４」の「４」は、パルス間隔が、パルス幅の４倍となっていることを表し、「保持波形５」の「５」は、パルス間隔が、パルス幅の５倍となっていることを表す。
【００７３】
図示はしないが、黒の表示保持期間において、８０ｍｓおきに共通電極２０４と表示電極２１４との間に電位差が生じるように共通電極２０４と表示電極２１４とに印加する電圧を制御する場合、黒の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図１３（ｂ）に示したような極性のパルスが、図１３（ｂ）とは異なり８０ｍｓごとに印加される。また、黒の表示保持期間において、１００ｍｓおきに共通電極２０４と表示電極２１４との間に電位差が生じるように共通電極２０４と表示電極２１４とに印加する電圧を制御する場合、黒の表示保持期間において、共通電極２０４と表示電極２１４との間には、図１３（ｂ）に示したような極性のパルスが、図１３（ｂ）とは異なり１００ｍｓごとに印加される。
【００７４】
図１２、図１３（ａ）、（ｂ）、及び図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、白の表示保持期間及び黒の表示保持期間において、白の書き込み期間及び黒の書き込み期間中に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加するパルスのパルス間隔、即ち、表示電極と共通電極とに電位差が略発生しない期間の時間長とは異なるパルス間隔を有するパルスを共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加すると、セグメント駆動型のタイマーである画像表示装置１００の一部のセグメントのコントラストが改善する。以下に、本発明の画像表示装置１００の表示部１０１において、書き込み期間に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加するパルスのパルス間隔とは異なるパルス間隔を有するパルスを、表示保持期間に共通電極２０４と表示電極２１４との間に印加した際における、表示部１０１のセグメントのコントラストの測定例を説明する。
【００７５】
（測定例２）
測定例２では、測定例１と同様に、表示書き換えがない表示保持期間のセグメントの表示電極について、表示書き換えと同じ電位の電圧を印加して表示の上書きを行なった。測定例２では、表示保持期間のセグメントにおいて、６０ｍｓ毎に共通電極と表示電極との間に電位差が生じるように、表示保持期間のセグメントの共通電極及び表示電極に第１の電位（１８０Ｖ）でＨレベルの第１電圧又は第２の電位（０Ｖ）でＬレベルの第２電圧を適宜選択して２０ｍｓずつ連続して印加したこと以外は、測定例１と同じ条件でツイストボール表示素子を用いた時計表示を行った。測定例２の条件では、表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの波形図は、例えば、図１３（ａ）、（ｂ）に示したような保持波形３及び保持波形３´になる。
【００７６】
（測定例３）
測定例３では、測定例１と同様に、表示書き換えがない表示保持期間のセグメントの表示電極について、表示書き換えと同じ電位の電圧を印加して表示の上書きを行なった。測定例３では、表示保持期間のセグメントにおいて、８０ｍｓ毎に共通電極と表示電極との間に電位差が生じるように、表示保持期間のセグメントの共通電極及び表示電極に第１電圧又は第２電圧を適宜選択して印加したこと以外は、測定例１又は測定例２と同じ条件でツイストボール表示素子を用いた時計表示を行った。測定例３の条件では、例えば、白の表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの波形図は、図１４（ａ）に示したような保持波形４になる。
【００７７】
（測定例４）
測定例４では、測定例１と同様に、表示書き換えがない表示保持期間のセグメントの表示電極について、表示書き換えと同じの電位の電圧を印加して表示の上書きを行なった。測定例４では、表示保持期間のセグメントにおいて、１００ｍｓ毎に共通電極と表示電極との間に電位差が生じるように、表示保持期間のセグメントの共通電極及び表示電極に第１電圧又は第２電圧を適宜選択して印加したこと以外は、測定例１、測定例２又は測定例３と同じ条件でツイストボール表示素子を用いた時計表示を行った。測定例４の条件では、例えば、白の表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの波形図は、図１４（ｂ）に示したような保持波形５になる。
【００７８】
以上に述べた測定例２〜測定例４の条件で、ツイストボール表示素子でタイマー表示を行ったところ、表示の書き換え頻度の少ない１秒桁を表示するセグメントにおいて、測定例１の条件下の表示よりも表示書き換えが高速で視認性が良く、コントラストの低下のない良好な表示が得られた。
【００７９】
図１５は、前述の測定例１〜測定例４の条件におけるツイストボール表示素子の１秒桁を表示するセグメントにおいて、図１０に示した１秒桁の表示電極ａ、ｃ、ｅに対応するセグメントの白反射率、黒反射率、及びコントラストを示す。測定例１〜測定例４において、１秒桁の表示は秒単位で切り替わるため、測定は１秒以内に行った。図１５に示すコントラストは、１秒桁を表示する表示電極ａ、ｂ、ｃに対応するセグメントの白反射率、黒反射率及びコントラストを３回測定した平均値である。図１６は、１秒桁を表示する表示電極ｃに対応するセグメントの白反射率、黒反射率及びコントラストを、測定例１〜測定例４のそれぞれについて、３回測定した際の平均値のグラフである。白反射率及び黒反射率は、白黒反射濃度計ＭＯＤＥＬＲ７００（伊原電子工業株式会社）を用いて測定した。図１５及び図１６を参照すると、特に、測定例２の条件下では、測定例１の条件下で問題が生じていた表示電極ａ、ｃ、ｅに対応するセグメントの表示が良好になったことが分かる。特に、図１６を参照すると、測定例２の条件下で、測定例１の条件下で生じていた表示電極ｃのセグメントの表示が著しく改良され、良好になったことが分かる。
【００８０】
図１５及び図１６に示すように、表示電極ａ、ｃに対応するセグメントの表示のコントラストは、測定例２の条件、即ち、表示保持期間におけるセグメントの共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの波形図が保持波形３のようになるときに最大となった。これは、表示電極ａ、ｃに対応するセグメントの表示保持期間において、測定例２の条件下での共通電極と表示電極とに印加した電圧の印加時間、即ち、共通電極と表示電極との間に印加したパルス印加回数が最適であり、ツイストボールに過剰な電荷が蓄積しなかったためだと考えられる。
【００８１】
また、ツイストボール表示素子の１分桁を表示するセグメントにおいて、上述の測定例１及び測定例２の条件下で、図１７の３ａとして示した表示電極に対応するセグメントの白反射率、黒反射率、及びコントラストを測定した。この測定結果を図１８に示す。また、図１９は、図１８に示した表示電極３ａの白反射率、黒反射率、及びコントラストを示すグラフである。測定に際しては、分桁の表示は３０分程度の間行った。図１８及び図１９に示す黒反射率、白反射率及びコントラストは、表示電極３ａの黒反射率、白反射率及びコントラストを３回測定した際の平均値である。尚、白反射率及び黒反射率は、白黒反射濃度計ＭＯＤＥＬＲ７００（伊原電子工業株式会社）を用いて測定した。
【００８２】
図１８及び図１９を参照すると、秒桁の場合とは異なり、測定例２、即ち、表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極との間に保持波形３のパルスが印加される場合の方が、保持波形１のパルスが印加される場合よりもコントラストが低くなった。これは、１秒桁を表示するセグメントよりも１分桁のセグメントの表示書き換え周期が著しく長くなるために、共通電極と表示電極との間に電位差が生じない期間が長くなると、即ち、共通電極と表示電極との間に印加されるパルスの印加回数が減少すると、表示保持期間における電圧印加時間が減り、表示保持期間中にツイストボールのメモリー性が弱まり、ツイストボールが回転して反射率が減衰しまうことが原因であると考えられる。
【００８３】
前述したとおり、秒桁を表示する特定のセグメント（例えば、表示電極ａ、ｃ、ｅに対応するセグメント）と書き換え頻度が秒桁よりも少ない他の桁を表示するセグメントとでは、表示保持期間において、共通電極と表示電極とに印加する電圧の好ましい印加時間、即ち、共通電極と表示電極との間に印加するパルスの好ましい印加回数が異なる場合がある。したがって、表示保持期間におけるパルスの印加回数を、電圧印加制御回路１０５などで制御することによって、秒桁の該特定のセグメントと書き換え頻度が秒桁よりも少ない他の桁とで別々に調整することで、表示むらのない時計表示が実現できる。
【００８４】
（比較例１）
比較例１では、表示書き換えがない表示保持期間のセグメントの表示電極に対して、共通電極と電位差が生じないように第１電圧又は第２電圧を印加したことを除いて、測定例１と同じ条件でツイストボール表示素子を用いた時計表示を行った。比較例１の条件では、例えば、白の書き込み期間及び白の表示保持期間のセグメントの共通電極と表示電極とに印加されるパルスの波形図は、図２０に示すような波形のようになる。
【００８５】
この結果、１秒桁を表示するセグメントの秒表示において、白の表示から黒の表示及び黒の表示から白の表示の書き換えは、ほとんど同時に終了していて滑らかな秒表示が実現できていたものの、表示保持期間では、表示のコントラストが低下し、良好な表示が得られなかった。このとき、１秒桁の表示電極a、ｃに対応するセグメントの白反射率はほとんど変化しないものの、黒反射率が上昇してコントラストが低下した。例えば、測定例２において表示電極ａに対応するセグメントのコントラストが６．７であったのに対し、本比較例１の場合は２．３に低下した。
【００８６】
比較例２では、表示書き換え期間において、共通電極に第１の電位（１８０Ｖ）の電圧と、第２の電位（０Ｖ）の電圧とを１００ｍｓずつ交互に５回連続して印加し、各セグメントに対応する表示電極には第１の電位または第２の電位の電圧を選択して１００ｍｓずつ印加して黒の表示から白の表示、又は、白の表示から黒の表示の表示書き換えを行ない、且つ、表示書換えがない表示保持期間においても、共通電極と表示電極とに表示書き換え期間と同様に、同一の電位の電圧を１００ｍｓずつ印加して表示の上書きを行なったことを除いて、測定例１と同じ条件でツイストボール表示素子を用いた時計表示を行った。
【００８７】
この結果、１秒桁を表示するセグメントの秒表示において、白の表示から黒の表示及び黒の表示から白の表示の書き換えは、測定例１乃至測定例４の場合ほど短時間ではないがほぼ同時に終了していて滑らかな秒表示が実現できていたものの、書き換えの最中に白黒のフリッカが生じて視認性が若干低下した。パルス幅が１００ｍｓよりも大きな場合、例えばパルス幅が１５０ｍｓの場合は、表示書き換えの最中に白黒のフリッカが生じて視認性が著しく低下した。保持表示期間においても、パルス幅が１００ｍｓより大きな場合は表示のちらつきが生じて良好な表示が得られなかった。表示のちらつきは、１００ｍｓ以下、好ましくはパルス幅が３０ｍｓ以下になると目立たなくなった。
【００８８】
上述の測定例１乃至測定例４におけるツイストボール表示素子の視認性及びコントラストの測定結果を参照すると、該ツイストボール表示素子を本発明の画像表示装置１００の表示部１０１として実装する場合、本発明の画像表示装置１００において所望の表示を行う際に、同じ表示を一定期間維持する間も、共通電極と表示電極との間に電位差を複数回生成させることによって、即ち、共通電極と表示電極との間にパルスを印加することによって、表示中の画像のコントラストの低下を抑制し、各桁間の表示ムラを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１００  画像表示装置
１０１  表示部
１０３  電圧印加部
１０４  電圧発生回路
１０５  電圧印加制御回路
２０１  共通電極層
２０６  第２フィルム層
２０８  ツイストボール層
２１０  ツイストボール
２１２  第３フィルム層
２１３  表示電極層
２１８  配線層
２２０  第４フィルム層
【図１】
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【図２】
0006014973.tif 000003
【図３】
0006014973.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図１６】
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【図１９】
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