(57)【要約】  【課題】  駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、表示応答性が良く、且つ長期保存による画像の劣化を抑制することができる表示媒体または表示装置を提供すること。  【解決手段】  画像表示媒体１０によれば、帯電粒子３１が自身の持つ帯電特性により刺激応答層１２ｂ、１３ｂに強固に付着してしまった場合でも、電界を付与して刺激応答層１２ｂ，１３ｂから低親和性液体３２を放出させることにより、帯電粒子３１を刺激応答層１２ｂ，１３ｂから乖離させることができる。したがって、適宜リフレッシュ動作を行うことにより、駆動可能な帯電粒子３１の不足による表示コントラストの低下や表示欠陥が抑制され、且つ帯電粒子の泳動が速やかになるので、画像の応答性が向上する。  【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示する表示媒体において、
前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設され、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体を、外部刺激に応じて前記液室に放出し又は前記液室から吸収することが可能な刺激応答層を備えていることを特徴とする表示媒体。
【請求項２】
前記低親和性液体は親水性溶媒であり、前記分散媒は疎水性溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体。
【請求項３】
前記帯電粒子は疎水性であるかまたは表面に疎水性処理が施されていることを特徴とする請求項２記載の表示媒体。
【請求項４】
複数の孔が設けられた実質的に透明の多孔性部材を前記液室と前記刺激応答層との間において備え、前記刺激応答層はその多孔性部材に設けられた孔を介して前記低親和性液体を前記液室に放出し又は前記液室から吸収するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項５】
前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させるために要する外部刺激の付与時間は、前記帯電粒子を泳動させるために要する電界の付与時間よりも短いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項６】
前記刺激応答層は、外部刺激の付与時に前記低親和性液体を放出し、外部刺激の除去時に前記低親和性液体を吸収するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項７】
前記表示媒体に含まれる低親和性液体の全体量は、外部刺激の除去時に前記刺激応答層が吸収可能な量以下であることを特徴とする請求項６に記載の表示媒体。
【請求項８】
前記刺激応答層に前記外部刺激を付与する刺激付与手段を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項９】
前記刺激応答層は電界を外部刺激として膨潤または収縮することにより、前記低親和性液体を吸収又は放出するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項１０】
前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界の強さは、前記帯電粒子を泳動させる電界の強さよりも小さいことを特徴とする請求項９記載の表示媒体。
【請求項１１】
表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、前記一対の基板のそれぞれに設けられ、それら一対の基板間に電界を発生させる電極と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を前記電極により発生される電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示する表示装置において、
前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設され、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体を、外部刺激に応じて前記液室に放出し又は前記液室から吸収することが可能な刺激応答層を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
前記刺激応答層は前記電極により発生される電界を外部刺激として膨潤または収縮し、前記低親和性液体を吸収または放出するものであることを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
電源が投入された場合に、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界を前記一対の電極により発生させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
【請求項１４】
前記帯電粒子を泳動させるための電界を発生させるに先だって、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界を前記一対の電極により発生させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示媒体および表示装置に関し、特に、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、表示応答性が良く、且つ長期保存による画像の劣化を抑制することができる表示媒体または表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、繰り返し書換え可能な表示媒体として、電気泳動表示媒体が提案されている。電気泳動表示媒体は、透明な表示基板と、これと微小間隙をもって対向する背面基板と、それら一対の基板の間を複数のセルに分割する間隙部材とを有し、そのセルの中に帯電性のある着色された帯電粒子群を封入する構成となっている。
【０００３】
この電気泳動表示媒体の基板間に、所定の記録電圧を印加し電界を発生させると、例えば黒色に着色された帯電粒子群が表示基板側に移動し、表示基板に黒色の画像を形成することが可能である。さらに、電界を消失させた後であっても、帯電粒子が自身の持つ帯電特性により基板や基板に付着した状態が維持される、いわゆるメモリ効果により表示した画像が維持される。
【０００４】
しかしながら、このような構成の電気泳動表示媒体では、画像表示を繰り返していくうちに、帯電粒子が間隙部材や基板に徐々に付着して、所定の記録電圧を印加しても移動しない帯電粒子や泳動し難い帯電粒子が徐々に増加する。その結果、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下や表示欠陥、および泳動し難い帯電粒子の存在による表示応答性の低下が発生するという問題点があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、帯電粒子または基板に表面処理を施して帯電粒子の基板への付着性を弱めることにより、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下や表示欠陥、および泳動し難い帯電粒子の存在による表示応答性の低下を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、帯電粒子の付着性を低下させると上述のメモリ効果が低下するので、電界を消失させた後は帯電粒子が基板から徐々に脱落し、長期保存により画像が劣化しやすいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、表示応答性が良く、且つ長期保存による画像の劣化を抑制することができる表示媒体または表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１記載の表示媒体は、表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示するものであって、前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設され、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体を、外部刺激に応じて前記液室に放出し又は前記液室から吸収することが可能な刺激応答層を備えている。
【０００９】
請求項２記載の表示媒体は、請求項１記載の表示媒体において、前記低親和性液体は親水性溶媒であり、前記分散媒は疎水性溶媒である。
【００１０】
請求項３記載の表示媒体は、請求項２記載の表示媒体において、前記帯電粒子は疎水性であるかまたは表面に疎水性処理が施されている。
【００１１】
請求項４記載の表示媒体は、請求項１から３のいずれかに記載の表示媒体において、複数の孔が設けられた実質的に透明の多孔性部材を前記液室と前記刺激応答層との間において備え、前記刺激応答層はその多孔性部材に設けられた孔を介して前記低親和性液体を前記液室に放出し又は前記液室から吸収するものである。
【００１２】
請求項５記載の表示媒体は、請求項１から４のいずれかに記載の表示媒体において、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させるために要する外部刺激の付与時間は、前記帯電粒子を泳動させるために要する電界の付与時間よりも短い。
【００１３】
請求項６記載の表示媒体は、請求項１から５のいずれかに記載の表示媒体において、前記刺激応答層は、外部刺激の付与時に前記低親和性液体を放出し、外部刺激の除去時に前記低親和性液体を吸収するものである。
【００１４】
請求項７記載の表示媒体は、請求項６記載の表示媒体のいずれかに記載の表示媒体において、表示媒体に含まれる低親和性液体の全体量は、外部刺激の除去時に前記刺激応答層が吸収可能な量以下である。
【００１５】
請求項８記載の表示媒体は、請求項１から７のいずれかに記載の表示媒体において、前記刺激応答層に前記外部刺激を付与する刺激付与手段を有する。
【００１６】
請求項９記載の表示媒体は、請求項１から８のいずれかに記載の表示媒体において、前記刺激応答層は電界を外部刺激として膨潤または収縮することにより、前記低親和性液体を吸収又は放出するものである。
【００１７】
請求項１０記載の表示媒体は、請求項９記載の表示媒体において、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界の強さは、前記帯電粒子を泳動させる電界の強さよりも小さい。
【００１８】
請求項１１記載の表示装置は、表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、前記一対の基板のそれぞれに設けられ、それら一対の基板間に電界を発生させる電極と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を前記電極により発生される電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示するものであって、前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設され、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体を、外部刺激に応じて前記液室に放出し又は前記液室から吸収することが可能な刺激応答層を備えている。
【００１９】
請求項１２記載の表示装置は、請求項１１記載の表示装置において、前記刺激応答層は前記電極により発生される電界を外部刺激として膨潤または収縮し、前記低親和性液体を吸収または放出するものである。
【００２０】
請求項１３記載の表示装置は、請求項１２記載の表示装置において、電源が投入された場合に、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界を前記一対の電極により発生させる制御手段を備えている。
【００２１】
請求項１４記載の表示装置は、請求項１２記載の表示装置において、前記帯電粒子を泳動させるための電界を発生させるに先だって、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界を前記一対の電極により発生させる制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の表示媒体によれば、表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示するものにおいて、前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設された刺激応答層により、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体が、外部刺激に応じて前記液室に放出され又は前記液室から吸収される。
【００２３】
ここで、刺激応答層から液室へ放出された低親和性液体は、分散媒と相分離するので、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面に広がる。この低親和性液体の帯電粒子に対する親和性は、分散媒の帯電粒子に対する親和性に比較して低いため、第１基板側の面に付着していた帯電粒子は、親和性の低い低親和性液体の層から親和性の高い分散媒の層へ移動した方がエネルギー的に安定である。その結果、帯電粒子は分散媒中へ移動しようとするので、第１基板側の面に対する付着性が低下する。このように、刺激応答層が低親和性液体を放出又は吸収することにより、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面と帯電粒子との付着性を相対的に変化させることができる。
【００２４】
よって、請求項１記載の表示媒体によれば、外部刺激に応じて低親和性液体を液室から刺激応答層に吸収することにより、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に高め、第１基板側の面に付着された帯電粒子をそのまま維持できるので、長期保存による画像の劣化を抑制することができるという効果がある。一方、外部刺激に応じて低親和性液体を刺激応答層から液室へ放出することにより、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に低め、第１基板側の面から帯電粒子を乖離しやすくできるので、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、且つ帯電粒子の泳動が速やかとなり画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００２５】
請求項２記載の表示媒体によれば、請求項１記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記低親和性液体は親水性溶媒であり、前記分散媒は疎水性溶媒であるので、低親和性液体と分散媒とは相溶しない。よって、刺激応答層から放出された低親和性液体は分散媒に溶けずに第１基板側の面に広がり、第１基板側の面から帯電粒子を乖離しやすくするので、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の表示媒体によれば、請求項２記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記帯電粒子は疎水性であるかまたは表面に疎水性処理が施されているので、帯電粒子は低親和性液体よりも分散媒との親和性が高い。よって、外部刺激に応じて低親和性液体を刺激応答層から液室へ放出することにより、第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に低め、第１基板側の面から帯電粒子を乖離しやすくできるので、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００２７】
請求項４記載の表示媒体によれば、請求項１から３のいずれかに記載の表示媒体の奏する効果に加え、複数の孔が設けられた実質的に透明の多孔性部材を前記液室と前記刺激応答層との間において備え、前記刺激応答層はその多孔性部材に設けられた孔を介して前記前記低親和性液体を前記液室に放出し又は前記液室から吸収するので、刺激応答層に低親和性液体が吸収されている場合における帯電粒子の付着性をより一層高め、長期保存による画像の劣化を抑制することができるという効果がある。液室と刺激応答層の間に上記多孔性部材が設けられず、前記液室の壁面のうち第１基板側の面が刺激応答層により構成されると、液室内の帯電粒子は刺激応答層に直接付着することとなるが、この刺激応答層は低親和性液体を吸収しているため、帯電粒子の種類や刺激応答層の材料によっては、帯電粒子の付着性が充分ではなく、刺激応答層が低親和性液体を放出していない状態に置いても帯電粒子が徐々に脱落する場合がある。したがって、液室と刺激応答層との間に多孔性部材を設け、刺激応答層と帯電粒子とが直接付着する面積を減少させることにより、帯電粒子の脱落を抑制し長期保存による画像の劣化を抑制することができるのである。
【００２８】
請求項５記載の表示媒体によれば、請求項１から４のいずれかに記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させるために要する外部刺激の付与時間は、前記帯電粒子を泳動させるために要する電界の付与時間よりも短いので、一対の基板間に交番電圧を印加して帯電粒子を振動させることにより帯電粒子の付着性を低下させる従来の方法に比較して、短時間の処理で第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に低め、駆動可能な帯電粒子の不足による表示コントラストの低下および表示欠陥の発生を抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００２９】
請求項６記載の表示媒体によれば、請求項１から５のいずれかに記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記刺激応答層は、外部刺激の付与時に前記低親和性液体を放出し、外部刺激の除去時に前記低親和性液体を吸収する。よって、外部刺激を除去することにより、第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に高め、第１基板側の面に付着された帯電粒子をそのまま維持できるので、長時間画像を表示し続ける際に要するエネルギーを抑制できるという効果がある。これとは逆に、外部刺激の付与時に刺激応答層が低親和性液体を吸収する場合は、画像を長期保存するために、長時間にわたって外部刺激を付与し続けなければならないので要するエネルギー量が大きくなってまうのである。
【００３０】
請求項７記載の表示媒体によれば、請求項６記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記表示媒体に含まれる低親和性液体の全体量は、外部刺激の除去時に前記刺激応答層が吸収可能な量以下であるので、外部刺激の除去時には、表示媒体に含まれる全ての低親和性液体が刺激応答層に吸収される。よって、外部刺激を除去することにより、帯電粒子の第１基板側の面に対する付着性が相対的に高められ、長期保存による画像の劣化を抑制することができるという効果がある。
【００３１】
請求項８記載の表示媒体によれば、請求項１から７のいずれかに記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記刺激応答層に前記外部刺激を付与する刺激付与手段を有するので、その刺激付与手段により外部刺激を付与することにより、第１基板側の面と帯電粒子との付着性を相対的に変化させ、長期保存による画像の劣化を抑制し、また、駆動可能な帯電粒子の不足により表示コントラストが低下することを抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００３２】
請求項９記載の表示媒体によれば、請求項１から８のいずれかに記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記刺激応答層は電界を外部刺激として膨潤または収縮することにより、前記低親和性液体を吸収又は放出するので、帯電粒子を泳動させるために電界を付与する電極を用いて前記刺激応答層に電界を付与することにより、第１基板側の面と帯電粒子との付着性を相対的に変化させることができる。よって、刺激応答層に外部刺激を付与するための構成を簡略化できるという効果がある。
【００３３】
請求項１０記載の表示媒体によれば、請求項９記載の表示媒体の奏する効果に加え、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界の強さは、前記帯電粒子を泳動させる電界の強さよりも小さいので、刺激応答層から低親和性液体を放出させるための電界では、帯電粒子は泳動しない。よって、低親和性液体を放出させるための電界により、第１基板が側の面に付着した帯電粒子が押し付けられてより付着性が高まってしまうことが抑制される。
【００３４】
請求項１１記載の表示装置によれば、表示面を構成する透明な第１基板と、その第１基板に対向する第２基板と、前記一対の基板のそれぞれに設けられ、それら一対の基板間に電界を発生させる電極と、その一対の基板間において分散媒が充填された液室と、その分散媒中を前記電極により発生される電界に応じて泳動し、前記液室を構成する壁面のうち少なくとも前記第１基板側の面へ移動可能な帯電粒子とを備え、その帯電粒子により前記表示面に画像を表示するものにおいて、前記一対の基板のうち少なくとも前記第１基板と前記液室との間に配設された刺激応答層により、前記帯電粒子に対する分散媒の親和性に比較して帯電粒子に対する親和性が低く前記分散媒とは相分離する低親和性液体が、外部刺激に応じて前記液室に放出され又は前記液室から吸収される。
【００３５】
ここで、刺激応答層から液室へ放出された低親和性液体は、分散媒と相分離するので、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面に広がる。この低親和性液体の帯電粒子に対する親和性は、分散媒の帯電粒子に対する親和性に比較して低いため、第１基板側の面に付着していた帯電粒子は、親和性の低い低親和性液体の層から親和性の高い分散媒の層へ移動した方がエネルギー的に安定である。その結果、帯電粒子は分散媒中へ移動しようとするので、第１基板側の面に対する付着性が低下する。このように、刺激応答層が低親和性液体を放出又は吸収することにより、液室を構成する壁面のうち第１基板側の面と帯電粒子との付着性を相対的に変化させることができる。
【００３６】
よって、請求項１１記載の表示装置によれば、外部刺激に応じて低親和性液体を液室から刺激応答層に吸収することにより、第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に高め、第１基板側の面に付着された帯電粒子をそのまま維持できるので、長期保存による画像の劣化を抑制することができるという効果がある。一方、外部刺激に応じて低親和性液体を刺激応答層から液室へ放出することにより、第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性を相対的に低め、第１基板側の面から帯電粒子を乖離しやすくできるので、駆動可能な帯電粒子の不足により表示コントラストが低下することを抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００３７】
請求項１２記載の表示装置によれば、請求項１１記載の表示装置の奏する効果に加え、前記刺激応答層は前記電極により発生される電界を外部刺激として膨潤または収縮し、前記低親和性液体を吸収または放出するので、帯電粒子を泳動させるために電界を付与する電極を用いて前記刺激応答層に電界を付与することにより、第１基板側の面と帯電粒子との付着性を相対的に変化させることができる。よって、刺激応答層に外部刺激を付与するための構成を簡略化できるという効果がある。
【００３８】
請求項１３記載の表示装置によれば、請求項１２記載の表示装置の奏する効果に加え、電源が投入された場合に、制御手段により、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界が前記一対の電極により発生させられるので、電源の投入後、帯電粒子を泳動させる際には、駆動可能な帯電粒子の不足によりコントラストが低下することを抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【００３９】
請求項１４記載の表示装置によれば、請求項１２記載の表示装置の奏する効果に加え、前記帯電粒子を泳動させるための電界を発生させるに先だって、制御手段により、前記刺激応答層から前記低親和性液体を放出させる電界が前記一対の電極により発生させられるので、帯電粒子を泳動させて画像を表示するに先立って、第１基板側の面に対する帯電粒子の付着性が相対的に低められる。よって、駆動可能な帯電粒子の不足によりコントラストが低下することを抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像表示媒体１０および表示装置１を説明する図であり、図１（ａ）は、画像表示媒体１０に画像を表示させる表示装置１全体の斜視図であり、図１（ｂ）は、画像表示媒体１０の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、表示装置１は、画像表示媒体１０と本体２０とから構成される装置であり、本体２０に画像表示媒体１０を配置した上で所定の操作を行うことにより、画像表示媒体１０に画像を表示できるものである。
【００４２】
本体２０は、画像表示媒体１０の大きさより一回り大きい矩形状に形成されたベースプレート２５と、そのベースプレート２５の周縁に沿って取り付けられた枠体２６とを備えている。枠体２６は、ベースプレート２５の周囲に、その一部（図１（ａ）ではベースプレート２５の左方）が開口されて設けられている。枠体２６が一部開口されて設けられていることにより、ユーザは、表示装置１への画像表示媒体１０の挿入や、表示装置１からの画像表示媒体１０の取り出しを容易に行い得る。この枠体２６には、画像表示媒体１０に備えられているＸ電極１２ａ及びＹ電極１３ａ（いずれも図１（ｂ）参照）に印加する電気信号（電流、電圧、極性）を制御する駆動制御ユニット７０（図４参照）が内包されている。
【００４３】
また、枠体２６の表面には、電源スイッチ２６ａと、操作ボタン２６ｂとが設けられている。電源スイッチ２６ａは、駆動制御ユニット７０（図４参照）に含まれるＣＰＵ７１（図４参照）によって管理されており、電源スイッチ２６ａが押下されたことがＣＰＵ７１により検出されると、本体２０の電源が投入されまたは切断される。操作ボタン２６ｂは、画像表示媒体１０に画像を表示させるために、ユーザにより操作されるボタンである。
【００４４】
画像表示媒体１０が表示装置１に挿入されて、ベースプレート２５上の所定位置に配置されると、画像表示媒体１０のＸ電極１２ａ及びＹ電極１３ａ（いずれも図１（ｂ）参照）が、枠体２６に内包された駆動制御ユニット７０（図４参照）に接続される。そして、ユーザが、操作ボタン２６ｂを操作することにより、駆動制御ユニット７０（図４参照）の制御により、所望の画像を画像表示媒体１０に表示することができる。
【００４５】
画像表示媒体１０は、図１（ｂ）に示すように、表示面を構成する透明な第１基板１２と、第２基板１３と、その第２基板１３と第１基板１２との間に配設された格子状の隔壁部材５と、その隔壁部材５の周縁を囲むギャップスペーサ１７とを主に備えており、これらが積層されて構成されたものである。
【００４６】
第１基板１２及び第２基板１３は、いずれも、約２０μｍ程度の厚さを有し、その材質として、ガラス、合成樹脂、天然樹脂、紙などが挙げられる。好ましい第１基板１２及び第２基板１３の材質は、可撓性を示す合成樹脂であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのポリエステル系樹脂、アラミド、ポリイミド、ナイロン、ポリプロピレン、硬質ポリエチレン（高密度ポリエチレン）などが挙げられる。これらの合成樹脂の中でも、透明性、強度、耐熱性の点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドが特に好ましい材質であり、最も好ましい材質は、ポリエチレンテレフタレートである。第１基板１２及び第２基板１３として、上記のような可撓性を示す材質を用いることにより、画像表示媒体１０全体が可撓性を示すものにすることができる。
【００４７】
第１基板１２および第２基板１３には、画像表示媒体１０において互いに対向する側の面上に、それぞれ、Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａが設けられている。Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａは、いずれも、複数本の略平行なライン状に形成されている。また、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとは、画像表示媒体１０において、互いに略直交するように構成されている。Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａは、電気泳動媒体３０（図２参照）に電界を与えるための極性を担う。画像表示媒体１０は、これらの電極１２ａ，１３ａに所定のタイミングで記録電圧を印加し、それらの電極１２ａ，１３ａの交差する場所のセルＣに所望の電界を発生させ、帯電粒子を第１基板１２側または第２基板１３側へ泳動させることによって画像を表示するものである。
【００４８】
Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａはいずれも、導電性を有するものであれば、特にその材料には限定されず、金属、半導体、導電性樹脂、導電性塗料、導電性インク、無機透明導電体などの材料により構成されている。Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａは、上記のような材料を用い、周知の無電界メッキ法、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法などの方法によって、それぞれ、第１基板１２及び第２基板１３上に形成することができる。特に、第１基板１２及び第２基板１３の材質が可撓性を示す合成樹脂である場合には、ポリチオフェン系導電性高分子などの導電性高分子を含むインクを用いるインクジェット法によって、基板（第１基板１２及び第２基板１３）を損傷することなく、Ｘ電極１２ａ及びＹ電極１３ａを容易に形成できる。
【００４９】
ギャップスペーサ１７は、第１基板１２及び第２基板１３の材質として上記で列挙した合成樹脂、天然樹脂、セラミクス又はガラスなどから構成されるものであり、その中央部に開口部１７ａが開口されている。ギャップスペーサ１７の厚さは約２０μｍ程度である。
【００５０】
隔壁部材５は、多数の孔５ａが穿設された格子状の板状部材であって約２０μｍ程度の厚さを有する。隔壁部材５は、ギャップスペーサ１７の開口部１７ａに嵌め入れられて第１基板１２と第２基板１３との間に配設される。なお、詳しくは図２を参照しつつ後述するが、第１基板１２と第２基板１３との間は隔壁部材５によって複数のセルＣに分割され、各セルＣ内には帯電粒子３１を含む電気泳動媒体３０が充填されると共に、刺激応答層１２ｂ，１３ｂとが設けられる（図２参照）。
【００５１】
図２を参照して、画像表示媒体１０の構造についてより具体的に説明する。図２は、画像表示媒体１０の模式的な断面図である。なお、図２の断面図は、第１基板１２上に形成されたＸ電極１２ａのうちの１本を通り、且つ、第２基板上に形成されたＹ電極１３ａのそれぞれに対して略直交する切断線で切断した場合の断面を図示したものである。また、図面による理解を容易にするために、図２では、基板１２，１３や、電極１２ａ，１３ａや、刺激応答層１２ｂ，１３ｂや、隔壁部材５や、スペーサ１７を模式的に図示しており、それぞれの部材の厚さの相対的な比率は、実際のものを無視して図示している。
【００５２】
図２に示すように、画像表示媒体１０における第１基板１２と液室Ｒとの間には刺激応答層１２ｂが設けられ、第２基板１３と液室Ｒとの間には刺激応答層１３ｂが設けられている。すなわち液室Ｒの壁面は、刺激応答層１２ｂ，１３ｂの面とギャップスペーサ１７の開口部１７ａとにより構成される。請求項における「液室を構成する壁面のうち少なくとも第１基板側の面」は、刺激応答層１２ｂの対向面に相当する。
【００５３】
液室Ｒは、隔壁部材５により複数のセルＣに分割され、正又は負に帯電された帯電粒子３１を含む電気泳動媒体３０が充填されている。請求項における、「分散媒が充填された液室」とは、電気泳動媒体３０により液室Ｒが完全に満たされている場合に限定されず、後述する低親和性液体３２（図３参照）が刺激応答層１２ｂ、１３ｂから放出された場合に、その低親和性液体３２が、液室Ｒを構成する壁面のうち基板側の略全面を覆う程度に、液室Ｒが電気泳動分散媒３０により満たされている状態も含む。
【００５４】
刺激応答層１２ｂ，１３ｂは、第１基板１２及び第２基板１３におけるＸ電極１２ａまたはＹ電極１３ａの形成面にそれぞれ設けられている。この刺激応答層１２ｂ，１３ｂは、電界に応じて膨潤または収縮して液体を吸収または放出することにより体積変化をする刺激応答性高分子から構成されるものである。なお、刺激応答層１２ｂ，１３ｂについては、後に図３を参照しつつ詳細に説明する。
【００５５】
帯電粒子３１は、正に帯電されている白色の白色帯電粒子３１ａと、負に帯電されている黒色の黒色帯電粒子３１ｂとから構成されている。白色帯電粒子３１ａや黒色帯電粒子３１ｂとしては、白色の酸化チタンや黒色のカーボンブラックなどの疎水性を有するもの、あるいは、フタロシアニン系顔料などの有機顔料の表面にフッ素系の単分子膜を形成する表面処理を施して疎水性を持たせたものや、同有機顔料の表面をシランカップリング剤で表面処理して疎水性を持たせたものが使用される。
【００５６】
これらの白色帯電粒子３１ａ及び黒色帯電粒子３１ｂは、それぞれ、画像表示媒体１０における各画素毎に、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に発生される電界に応じて、第１基板１２側又は第２基板１３側に泳動される。なお、画像表示媒体１０における「画素」は、格子状であるＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとが交差する部分を中心とし、且つ隔壁部材５により仕切られた１のセルＣに相当する領域のことであり、１つの交差するＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に発生された電界によって、帯電粒子３１が他の領域とは独立して移動する領域に相当する。
【００５７】
より具体的には、１の画素において、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して正となるように記録電圧が印加され電界が発生させられた場合には、負に帯電されている黒色帯電粒子３１ｂは、第１基板１２側（Ｘ電極１２ａ側）に泳動し、一方で、正に帯電されている白色帯電粒子３１ａは、第２基板１３側（Ｘ電極１３ａ側）に泳動する。この場合、ユーザは、第１基板１２により構成される表示面において、この画素が黒色で表示されていることを視認することになる。なお、以下において、ユーザが表示面を視認した場合に、黒色であることが視認される画素の状態を「表示状態」と称する。
【００５８】
一方で、１の画素において、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して負となるように記録電圧が印加され電界が発生させられた場合には、正に帯電されている白色帯電粒子３１ａが、第１基板１２側（Ｘ電極１２ａ側）に泳動し、一方で、負に帯電されている黒色帯電粒子３１ｂは、第２基板１３側（Ｙ電極１３ａ側）に泳動する。この場合、ユーザは、第１基板１２により構成される表示面において、この画素が白色で表示されていることを視認することになる。
【００５９】
電気泳動媒体３０は、電気抵抗が高い（絶縁性が高い）無極性の溶媒が好ましく、好ましい溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素溶媒（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなど）、脂肪族炭化水素溶媒（例えば、ヘキサン、シクロヘキサンなどの直鎖又は環状パラフィン系炭化水素溶媒、イソパラフィン系炭化水素溶媒、ケロシンなど）、ハロゲン化炭化水素溶媒（例えば、クロロホルム、トリクロロエチレン、ジクロロメタン、トリクロロトリフルオロエチレン、臭化エチルなど）、シリコーンオイルのようなオイル状のポリシロキサン、高純度石油などが挙げられる。本実施例ではイソパラフィン系炭化水素溶媒を用いるものとする。なお、画像表示媒体１０は、上記のような各溶媒を単独で用いても、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００６０】
このように構成された表示装置１によれば、画像表示媒体１０が本体２０に装着されると、各画素単位でＸ電極１２ａ及びＹ電極１３ａの極性が、駆動制御ユニット７０（図４参照）により制御され、それによって、画像表示媒体１０における各画素の表示状態と非表示状態とが電気的に切り換えられる。その結果として、画像表示媒体１０は、コネクタ（図示せず）を介して外部装置から入力される画像データに従う画像を表示したり、表示されている画像を消去したりすることができる。
【００６１】
また、画像表示媒体１０によれば、Ｘ電極１２ａおよびＹ電極１３ａへの電圧の印加を終了させて、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間の電界を消失させた後であっても、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに付着した帯電粒子３１は自身の持つ帯電特性により刺激応答層１２ｂ，１３ｂに付着し続けるため、画像表示状態が維持される（いわゆるメモリ効果）。
【００６２】
図３を参照して、画像表示媒体１０に設けられた刺激応答層１２ｂ，１３ｂについて詳細に説明する。図３は、図２に示す断面図のうち刺激応答層１２ｂを拡大して示す断面図である。刺激応答層１２ｂは、電界を外部刺激として、その外部刺激に応じて低親和性液体３２を吸収または放出する刺激応答性高分子（刺激応答性高分子ゲル）から構成されている。また、第１基板１２と第２基板１３との間に発生させられた電界における電位が高いほど膨潤して低親和性液体３２を吸収し、電位が低いほど収縮して低親和性液体３２を放出する性質を有する。このような刺激応答性高分子として、本実施例では、アクリル酸−アクリルアミド共重合体を用いる。その他、公知のアクリル化合物やジビニルベンゼン、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドなどの架橋性モノマーをグラフト重合したポリエーテル、ポリビニルアルコール、セルロース、デンプン、ポリアクリル酸系の材料であってもよい。なお、第２基板１３に設けられた刺激応答層１３ｂは、その構成および作用が刺激応答層１２ｂとほぼ同様であるので説明を省略する。
【００６３】
低親和性液体３２としては親水性の極性溶媒が好ましく、水、エタノールなどが挙げられる。本実施例では低親和性液体３２として水を用いるものとして説明する。画像表示媒体１０全体に含まれている低親和性液体３２の量は、第１基板１２と第２基板１３との間が無電場のとき（外部刺激が除去されているときに相当）、刺激応答層１２ｂ，１３ｂが吸収可能な液量の合計に等しいかそれ以下である。すなわち、第１基板１２と第２基板１３との間が無電場のときに、画像表示媒体１０中に存在する全ての低親和性液体３２が刺激応答層１２ｂ，１３ｂに吸収される。なお、ここで無電場とは、第１電極１２ａ及び第２電極１３ａに電圧が印加されていない状態に限られず、第１電極１２ａと第２電極１３ａとにほぼ等しい電圧が印加され、第１電極１２ａと第２電極１３ａとの間の電圧差がほぼ０である状態を含む。
【００６４】
図３（ａ）は、第１基板１２と第２基板１３との間が無電場であるときの刺激応答層１２ｂを示す図である。図３（ａ）に示すように、無電場のとき、刺激応答層１２ｂは膨張して低親和性液体３２を吸収し、帯電粒子３１が自身の持つ帯電特性により付着されている。一方、図３（ｂ）は、刺激応答層１２ｂが収縮して低親和性液体３２を放出した状態を示す図である。図３（ｂ）に示すように、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対し負となるようにＸ電極１２ａに電圧を印加して電界を付与することにより、刺激応答層１２ｂから低親和性液体３２が放出される。低親和性液体３２は親水性溶媒であり、電気泳動媒体３０は上述のように疎水性溶媒なので、低親和性液体３２と電気泳動媒体３０とは相溶せずに相分離し、低親和性液体３２は、刺激応答層１２ｂの帯電粒子３１が付着した面に広がる。なお、本明細書及び特許請求の範囲における「相分離」とは、両方の液体の境界が完全に分離されていることに限定されず、境界領域において両方の液体が混合したほぼ相分離されている状態も含む。
【００６５】
また、帯電粒子３１の表面は疎水性とされているため、低親和性液体３２の帯電粒子３１に対する親和性は、電気泳動媒体３０の帯電粒子３１に対する親和性に比較して低い。よって、刺激応答層１２ｂに付着していた帯電粒子は、親和性の低い低親和性液体３２の層から親和性の高い電気泳動媒体３０の層へ移動した方がエネルギー的に安定である。その結果、帯電粒子３１の刺激応答層１２ｂに対する付着性が低下し、帯電粒子３１が刺激応答層１２ｂから乖離する。このように、刺激応答層１２ｂ，１３ｂが低親和性液体３２を放出又は吸収することにより、液室Ｒを構成する刺激応答層１２ｂ、１３ｂと帯電粒子３１との付着性を相対的に変化させることができる。
【００６６】
上述のように構成された画像表示媒体１０によれば、例えば、長時間継続して同じ画像を表示させ続けたために、帯電粒子３１が自身の持つ帯電特性により刺激応答層１２ｂ、１３ｂに強固に付着してしまった場合でも、電界を付与して刺激応答層１２ｂ，１３ｂから低親和性液体３２を放出させることにより、帯電粒子３１を刺激応答層１２ｂ，１３ｂから乖離させることができる（以下、このような動作をリフレッシュ動作という）。したがって、適宜リフレッシュ動作を行うことにより、駆動可能な帯電粒子３１の不足による表示コントラストの低下や表示欠陥が抑制され、且つ帯電粒子の泳動が速やかになるので、画像の応答性が向上する。さらに、外部刺激としていた電界を除去して、第１基板１２と第２基板１３との間を無電場にすれば、画像表示媒体１０内の低親和性液体３２は全て刺激応答層１２ｂ、１３ｂに吸収される。よって、帯電粒子３１は自身の持つ帯電特性により、刺激応答層１２ｂ、１３ｂに付着し続けることができるので、長期保存による画像の劣化を抑制することができる。
【００６７】
次に、図４を参照して、上記構成を有する画像表示媒体１０に画像を表示させる制御について説明する。図４は、画像表示媒体１０に画像を表示させる装置である表示装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【００６８】
表示装置１は、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとを備える画像表示媒体１０と、本体２０とから構成されるものである。本体２０は、画像表示媒体１０への画像表示を制御する制御ユニット７０を備えており、この制御ユニット７０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ７１と、ＲＯＭ７２と、ＲＡＭ７３と、記憶装置７４と、画像インターフェイス７５（画像Ｉ／Ｆ７５）と、Ｙパルス電圧制御回路７６と、そのＹパルス電圧制御回路７６に電圧を供給するＹ駆動電源７７と、Ｘパルス電圧制御回路７８と、そのＸパルス電圧制御回路７８に電圧を供給するＸ駆動電源７９とを備えている。
【００６９】
ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラムや、それらの制御プログラムをＣＰＵ７１により実行する上で必要なデータなどを格納した書き換え不能なメモリである。なお、ＲＯＭ７２に記憶される制御プログラムは、所定のラインを形成するＸ電極１２ａおよびＹ電極１３ａに対し、ＲＡＭ７３や記憶装置７４に記憶されている画像データに基づく電圧を印加するようにプログラムされている。
【００７０】
ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１により実行される各種処理に必要なデータやプログラムを一時的に記憶したり、外部から非図示のインターフェイスを介して入力された画像データを一時的に格納したりするための揮発的なメモリである。記憶装置７４は、ハードディスクなどの不揮発性メモリであり、外部から非図示のインターフェイスを介して入力された画像データなどが格納される。なお、ＲＡＭ７３及び記憶装置７４に記憶される画像データは、ＣＰＵ７１により処理されて画素データとして画像Ｉ／Ｆ７５へ出力される。
【００７１】
画像Ｉ／Ｆ７５は、ＲＡＭ７３又は記憶装置７４からＣＰＵ７１を介して入力された画素データに対し各処理を行い、Ｙパルス電圧制御回路７６及びＸパルス電圧制御回路７８へ出力するためのインターフェイスである。
【００７２】
Ｙパルス電圧制御回路７６は、Ｙ駆動電源７７から供給された電圧を、画像Ｉ／Ｆ７５から出力される信号に従う駆動パルスに変換して、Ｙ電極１３ａへ出力するものである。
【００７３】
Ｘパルス電圧制御回路７８は、Ｘ駆動電源７９から供給された電圧を、画像Ｉ／Ｆ７４から出力される信号に従って駆動パルスに変換して、Ｘ電極１２ａへ出力するものである。
【００７４】
上記Ｙパルス電圧制御回路７６とＸパルス電圧制御回路７８とにより、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとに電圧が印加され、画像表示媒体１０におけるＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に電界が形成される。
【００７５】
図５および図６を参照して、上述のように構成された表示装置１の動作について説明する。図５は、画像表示媒体１０の１のセルＣに電界を発生させるＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとに印加される電圧のタイミングチャートである。図６は、図５に示すそれぞれのタイミングにおけるセルＣ内の帯電粒子３１の泳動状態を示す図である。
【００７６】
図５に示すように、まず、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとのいずれもに電圧が印加されておらず、第１基板１２と第２基板１３との間が無電場であるときは、図６（ａ）に示すように、前回の画像表示により刺激応答層１２ｂ，１３ｂのいずれかに付着された帯電粒子３１がそのまま維持されている。
【００７７】
次に、時間ｔ０において、電源スイッチ２６ａが操作されることにより電源が投入されると、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに付着した帯電粒子３１を乖離させるリフレッシュ動作を行う。まず、図５の時間ｔ０からｔ１に示すように、駆動制御ユニット７０（図４参照）の制御により、全てのＸ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して負となるように電極１２ａ，１３ａへ電圧が印加される。例えば、Ｘ電極１２ａに１Ｖ、Ｙ電極１３ａに２Ｖの電圧が印加され、その電圧が所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）維持される。このとき、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に発生する電界の中で低電位側に位置する刺激応答層１２ｂが収縮して低親和性液体３２を排出する。したがって、図６（ｂ）に示すように、刺激応答層１２ｂに付着していた帯電粒子３１は電気泳動媒体３０側へ移動して刺激応答層１２ｂから乖離する。
【００７８】
なお、白色帯電粒子３１ａは正に帯電しているが、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの電圧差がわずか（例えば１Ｖ程度）なので、その電圧差では白色帯電粒子３１ａはＸ電極１２ａ側へ泳動できず、白色帯電粒子３１ａは刺激応答層１２ｂから乖離する。また、黒色帯電粒子３１ｂは負に帯電しているが、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの電圧差がわずかなので、黒色帯電粒子３１ｂが電気的な力により刺激応答層１３ｂにさらに押し付けられてしまうことはない。
【００７９】
次に、図５の時間ｔ１からｔ２に示すように、駆動制御ユニット７０（図４参照）により、全てのＸ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して１Ｖの電圧差で正となるように電圧が制御される。例えば、Ｘ電極１２ａに１Ｖの電圧が印加され、Ｙ電極１３ａが０Ｖとされ、その状態が所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）維持される。したがって、図６（ｃ）に示すように、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に発生した電界の中で低電位側に位置する刺激応答層１３ｂから低親和性液体３２が放出されて、刺激応答層１３ｂに付着していた電気泳動粒子３１が刺激応答層１３ｂから乖離する。また、このときＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間に発生する電界の中で、高電位側に位置する刺激応答層１２ｂは、低親和液体３２を吸収するが、白色帯電粒子３１ａは既に刺激応答層１２ｂから乖離しているので低親和性液体３２が放出されていなくても再び付着することはほとんどない。
【００８０】
図６（ｄ）は、リフレッシュ動作が完了した時間ｔ２における電気泳動粒子３１の状態を示す図である。図６（ｄ）に示すように、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに付着していた帯電粒子３１は、リフレッシュ動作により刺激応答層１２ｂ，１３ｂから乖離する。したがって、表示面に表示されていた画像は消去される。
【００８１】
次に、図５の時間ｔ２から時間ｔ３に示すように、駆動制御ユニット７０（図４参照）の制御により、ユーザが操作ボタン２６ｂを操作することにより指定した画像を書き込むための記録電圧がＸ電極１２ａまたはＹ電極１３ａの少なくとも一方に印加される。なお、本実施例の表示装置１は、単純マトリックス方式で画像表示媒体１０に画像の書き込みを行う。すなわち、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとに、所定のタイミングで記録電圧を印加することにより、そのＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとの交差する場所のセルＣにおいて電界を発生させ、帯電粒子３１を泳動させるものであるが、ここでは理解を容易にするために、１のセルＣについてのみ帯電粒子３１を泳動させる場合について説明する。
【００８２】
まず、制御ユニット７０（図４参照）の制御により、Ｘ電極１２ａまたはＹ電極１３ａの少なくとも一方に所定の記録電圧が印加され、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）継続される。図５の時間ｔ２から時間ｔ３までに示すように、記録電圧として、Ｘ電極１２ａには＋４０Ｖが印加され、Ｙ電極１３ａに＋８０Ｖが印加される場合、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して負となるように電界が発生するので、図６（ｅ）に示すように、表示面側の刺激応答層１２ｂに正に帯電した白色帯電粒子３１ａが付着し、この画素は非表示状態となる。なお、このとき、刺激応答層１２ｂは刺激応答層１３ｂに比較して低電位側に位置しているので、刺激応答層１２ｂからは低親和性液体３２が放出され、白色帯電粒子３１ａの刺激応答層１２ｂに対する付着性は低下するが、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの電圧差が充分に大きいため（例えば４０Ｖ）、電気的な力により刺激応答層１２ｂに付着し、維持される。
【００８３】
一方、図５の時間ｔ２から時間ｔ３までにおいて一点鎖線にて示すように、記録電圧として、Ｘ電極１２ａに＋４０Ｖが印加されると共に、Ｙ電極１３ａが０Ｖとされた場合、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して正となるように電界が発生するので、図６（ｆ）に示すように、表示面側の刺激応答層１２ｂに負に帯電した黒色帯電粒子３１ｂが付着し、この画素は表示状態となる。
【００８４】
時間ｔ３ において記録電圧の印加が終了し、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間が無電場になると、帯電粒子３１は泳動せず、時間ｔ２から時間ｔ３までにおいて印加された記録電圧に応じて、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに付着している。また、低親和性液体３２は、全て刺激応答性高分子１２ｂ，１３ｂに吸収された状態となる。よって、図６（ｇ）に示すように、刺激応答性高分子１２ｂ，１３ｂに付着した帯電粒子３１は自身の持つ帯電特性によりそのまま維持され、長期保存による劣化が生じ難い。
【００８５】
次に、図５の時間ｔ４に示すように、ユーザが電源スイッチ２６ａを操作したことに基づいて、制御ユニット７０（図４参照）は電源を切断する。
【００８６】
上述のような表示装置１によれば、画像表示媒体１０において、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間が無電場とされると、低親和性液体３２が液室Ｒから刺激応答層１２ｂ，１３ｂに吸収された状態となるので、液室Ｒを構成する壁面のうち、第１基板１２，第２基板１３側の面に対する帯電粒子３１の付着性を相対的に高め、付着された帯電粒子３１をそのまま維持できるので、長期保存による画像の劣化を抑制することができる。一方、電界を付与して低親和性液体３２を刺激応答層１２ｂ，１３ｂから液室Ｒへ放出することにより、液室Ｒを構成する壁面のうち第１基板１２，第２基板１３側の面に対する帯電粒子３１の付着性を相対的に低め、帯電粒子３１を乖離しやすくできるので、駆動可能な帯電粒子３１の不足により表示コントラストが低下することを抑制し、且つ画像表示の応答性を向上することができる。
【００８７】
また、従来においては、画像表示に先立って、一対の電極間に交番電圧（極性が交互に代わる電圧）を付与して帯電粒子３１を振動させることにより、液室Ｒを構成する壁面に対する帯電粒子３１の付着性を低下させていた。しかし、帯電粒子３１を移動させるためには、比較的長時間（例えば、本実施例の表示装置１では１００ｍｓｅｃ程度）の電圧を極性を替えて複数回印加する必要があるので、リフレッシュ動作全体に要する時間も長いものとなっていた。これに対し、本発明の表示装置１によれば、刺激応答層１２ｂ，１３ｂから低親和性液体３２が放出される程度の時間（本実施例では１０ｍｓｅｃ程度）電界を付与すればよいため、従来の方法に比較して極めて短時間で、液室Ｒを構成する壁面のうち基板１２，１３側の面に対する帯電粒子３１の付着性を低下させることができる。
【００８８】
また、刺激応答層１２ｂ，１３ｂは、第１基板１２と第２基板１３との間が無電場のときに液室Ｒから低親和性液体３２を吸収するので、長時間画像を表示し続ける際に要するエネルギーを抑制できる。もし、刺激応答層１２ｂ，１３ｂが電界の付与時に低親和性液体３２を吸収するものである場合は、画像を長期保存するために、長時間にわたって電界を付与し続けなければならないので要するエネルギー量が大きくなってまうのである。
【００８９】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【００９０】
例えば、本実施例では、刺激応答層１２ｂ，１３ｂにより液室Ｒを形成し、刺激応答層１２ｂ、１３ｂが液室Ｒを構成する壁面に相当するものであったが、刺激応答層１２ｂ，１３ｂと液室Ｒとの間に、液室Ｒを構成する壁面に相当する多孔性部材を配設するものであってもよい。
【００９１】
図７は、多孔性部材３３を示す図であり、図３に相当する図である。図７に示すように、多孔性部材３３は複数の孔３３ａを有しており、例えば、第１基板１２や第２基板１３について説明したのと同様の材料で構成することができる略透明の部材である。刺激応答層１２ｂは、その孔３３ａを介して、低親和性液体３２を液室Ｒへ放出し、液室Ｒから吸収することができる。よって、本発明の表示装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、このように構成すれば、帯電粒子３１は多孔性部材３３に付着するので、刺激応答層１２ｂに帯電粒子３１を付着させる場合に比較して付着性を向上できる。すなわち、低親和性液体３２を刺激応答層１２ｂに吸収させることにより帯電粒子３１を刺激応答層１２ｂに付着させることが可能だが、刺激応答層１２ｂが低親和性液体３２を含むため、材料の選択や帯電粒子３１の表面処理の方法によっては、その付着性が充分ではない場合もあるからである。
【００９２】
また、本実施例では、電源が投入された場合にリフレッシュ動作を行っていたが、帯電粒子３１を泳動させるための記録電圧を印加して電界を発生させるに先だって、リフレッシュ動作を行うものであってもよい。
【００９３】
図８は、帯電粒子３１を泳動させるための電界を発生させるに先だって、リフレッシュ動作を行う変形例を示すタイミングチャートであり、図５に相当する図である。なお、図８の時間ｔ３までは、図５において説明したのと同様の動作となるためその説明を省略し、時間ｔ３から説明を開始する。
【００９４】
時間ｔ３ において記録電圧の印加が終了すると、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａを、無電場状態にする。このとき、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの間の電圧差はほぼ０なので、帯電粒子３１は泳動しない。図８の時間ｔ２から時間ｔ３までは、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａと負なるように記録電圧が印加されているため、セルＣにおいて白色帯電粒子３１ａが表示面側の刺激応答層１２ｂに付着し、その画素は非表示状態とされている（図６（ｅ）参照）。
【００９５】
次に、ユーザにより操作ボタン２６ｂが操作され、画像の書き換えが指示された場合には、時間ｔ５から時間ｔ１０においてリフレッシュ動作を行うための電圧が全てのＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとにそれぞれ印加されるので、表示面に表示された画像が消去される。なお、時間ｔ５から時間ｔ７における動作ついては、図５において時間ｔ０から時間ｔ２について説明したのと同様であるため詳細な説明は省略する。
【００９６】
本変形例によれば、時間ｔ５から時間ｔ７において、刺激応答層１２ｂ，１３ｂから低親和性液体３２を放出させることにより、帯電粒子３１の付着性を低下させた後、時間ｔ７から時間ｔ１０において、帯電粒子３１が移動可能な程度の電圧（例えば４０Ｖ）を、交互に極性を入れ替えて印加する。これにより、時間ｔ７までのリフレッシュ動作のみで画像の消去が不十分な場合、もしくは白色帯電粒子３１aおよび黒色帯電粒子３１ｂの分布が不均一になってしまった場合であっても、帯電粒子３１が充分に攪拌され、均一に分散される。従来より、画像表示に先立って、交互に極性が入れ替わる交番電圧を印加することにより、帯電粒子３１を攪拌しリフレッシュ動作することは行なわれていたが、本変形例では、刺激応答層１２ｂ，１３ｂにより、予め帯電粒子３１の付着性を低下させているので、より少ない交番電圧の印加回数で、帯電粒子３１を充分に均一化することができる。
【００９７】
時間ｔ１０においてリフレッシュ動作が完了すると、駆動制御ユニット７０（図４参照）の制御により、Ｘ電極１２ａまたはＹ電極１３ａの少なくとも一方に所定の記録電圧が印加される。なお、画像の書き換えを書き込みを行う場合は、画像の書き込みを行う場合と同様に、Ｘ電極１２ａまたはＹ電極１３ａとのそれぞれに、所定のタイミングで記録電圧を印加することにより、そのＸ電極１２ａとＹ電極１３ａとの交差する場所のセルＣにおいて電界を発生させ、帯電粒子３１を泳動させるが、ここでは理解を容易にするために、１のセルＣについてのみ帯電粒子３１を泳動させる場合について説明する。
【００９８】
図８の時間ｔ１０に示すように、制御ユニット７０（図４参照）の制御により、Ｘ電極１２ａまたはＹ電極１３ａの少なくとも一方に所定の記録電圧が印加され、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）継続される。図８の時間ｔ１０から時間ｔ１１までに示すように、記録電圧として、Ｘ電極１２ａには＋４０Ｖが印加され、Ｙ電極１３ａは０Ｖとされる場合、Ｘ電極１２ａがＹ電極１３ａに対して正となるように電気泳動媒体３０に電界が発生するので、図６（ｅ）に示すように、表示面側の刺激応答層１２ｂに負に帯電した黒色帯電粒子３１ｂが付着し、この画素は表示状態となる。なお、このとき、刺激応答層１３ｂは刺激応答層１２ｂに比較して低電位側に位置しているので、刺激応答層１３ｂからは低親和性液体３２が放出され、白色帯電粒子３１ａの刺激応答層１３ｂに対する付着性は低下するが、Ｘ電極１２ａとＹ電極１３ａとの電圧差が充分に大きいため（例えば４０Ｖ）、電気的な力により刺激応答層１２ｂに付着し、維持される。  
【００９９】
このように、図８のタイミングチャートにて示される変形例によれば、帯電粒子３１を泳動させるための電界を発生させるに先立ってリフレッシュ動作を行うことにより、画像の書き込み時や画像の書き換え時における表示の応答性を向上させることができる。また、一般的に、同一の画像を長時間維持し続ける程、帯電粒子３１の液室Ｒの壁面に対する付着性が高くなる。よって、同一の画像を所定時間以上表示し続けた場合に、上述のリフレッシュ動作を行うように構成しても良い。このようにすれば、帯電粒子３１の液室Ｒの壁面に対する付着性がそれほど高くないときにはリフレッシュ動作が行われないので、表示応答性をさらに向上することができる。
【０１００】
また、本実施例では、帯電粒子３１を泳動させるための記録電圧として、Ｘ電極１２ａに＋４０Ｖを印加し、Ｙ電極１３ａは０ＶとしまたはＹ電極１３ａに＋８０Ｖを印加するものであったが、記録電圧として印加される電圧値はこれに限られるものではなく、当業者が適宜設計し得るものである。
【０１０１】
また、本実施例では、刺激応答層１２ｂ，１３ｂは、電界を外部刺激として体積変化し、液体を吸収又は放出するアクリル酸−アクリルアミド共重合体から構成されるものであったが、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに用いられる刺激応答性高分子の種類、および外部刺激の種類はこれに限られず、以下に挙げる刺激応答性高分子を用いることができる。
【０１０２】
ｐＨ変化を外部刺激として体積変化する刺激応答性高分子としては、高分子電解質ゲルが好ましく、その例としては、ポリ（メタ）アクリル酸の架橋物やその塩、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその塩、ポリマレイン酸の架橋物やその塩、マレイン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその塩、ポリビニルスルホン酸の架橋物やビニルスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物、ポリビニルベンゼンスルホン酸の架橋物やその塩、ビニルベンゼンスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその塩、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物やその塩、アクリルアミドアルキルスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその塩、ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドの架橋物やその塩酸塩、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドと（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその４級化物や塩、ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドとポリビニルアルコールとの複合体の架橋物やその４級化物や塩、ポリビニルアルコールとポリ（メタ）アクリル酸との複合体の架橋物やその塩、カルボキシアルキルセルロース塩の架橋物、ポリ（メタ）アクリロニトリルの架橋物の部分加水分解物やその塩などが用いられる。これらの中でも、ポリ（メタ）アクリル酸系高分子材料は好ましく使用される。なお、ｐＨ変化は、液体の電気分解や添加される化合物の酸化還元反応などの電極反応、さらにはｐＨを変化させる化学物質の添加によるものであることが好ましい。
【０１０３】
また、イオン濃度変化を外部刺激として体積変化する刺激応答性高分子としては、前記したｐＨ変化による刺激応答性高分子ゲルと同様な高分子電解質ゲルが用いられる。またイオン濃度変化としては、塩等の添加、イオン交換性樹脂などによるものが好ましい。
【０１０４】
また、化学物質の吸脱着を外部刺激として体積変化する刺激応答性高分子としては、強イオン性の高分子電解質ゲルが好ましく、その例としては、ポリビニルスルホン酸の架橋物やビニルスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物、ポリビニルベンゼンスルホン酸の架橋物やビニルベンゼンスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物、ポリ（メタ）アクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物や（メタ）アクリルアミドアルキルスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物などが用いられる。これらの中でも、特にポリアクリルアミドアルキルスルホン酸系高分子が好ましく使用される。ここで、化学物質としては、界面活性剤、例えば、ｎ−ドデシルピリジニウムクロライドなどのアルキルピリジニウム塩、アルキルアンモニウム塩、フェニルアンモニウム塩、テトラフェニルホスフォニウムクロライドなどのホスフォニウム塩などのカチオン系界面活性剤を使用することができる。
【０１０５】
熱の付与によって体積変化する高分子としては、ＬＣＳＴ（下限臨界共融温度）やＵＳＣＴ（上限臨界共融温度）をもつ高分子の架橋体や、互いに水素結合する２成分の高分子ゲルのＩＰＮ（相互侵入網目構造）体などが好ましい。ＬＣＳＴをもつ高分子の架橋体は高温において収縮し、ＵＣＳＴをもつ高分子の架橋体やＩＰＮ体は逆に高温で膨潤する特性をもっている。ＬＣＳＴをもつ高分子の架橋体の具体的な化合物例としては、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミドなどの〔Ｎ−アルキル置換（メタ）アクリルアミド〕の架橋体やＮ−アルキル置換（メタ）アクリルアミドと（メタ）アクリル酸およびその塩、または（メタ）アクリルアミド、または（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどの２成分以上の共重合体の架橋体、ポリビニルメチルエーテルの架橋物、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのアルキル置換セルロース誘導体の架橋体などが挙げられる。これらのなかでも、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミドが特に好ましい。ＵＣＳＴをもつ高分子の架橋体の具体的な化合物例としては、ポリ［３−ジメチル（メタクリロイルオキシエチル）アンモニウムプロパンスルフォネート］などの分子内にアニオンとカチオンとの両成分を有する双性イオン高分子の架橋体などが挙げられる。互いに水素結合する２成分の高分子ゲルのＩＰＮ体の具体的な化合物例としては、ポリ（メタ）アクリルアミドの架橋体とポリ（メタ）アクリル酸の架橋体からなるＩＰＮ体およびその部分中和体（アクリル酸単位を部分的に塩化したもの）、ポリ（メタ）アクリルアミドを主成分とする共重合体の架橋体とポリ（メタ）アクリル酸の架橋体からなるＩＰＮ体およびその部分中和体などが挙げられる。より好ましくは、ポリ［Ｎ−アルキル置換アルキルアミド］の架橋体、ポリ（メタ）アクリルアミドの架橋体とポリ（メタ）アクリル酸の架橋体とのＩＰＮ体およびその部分中和体などが挙げられる。
【０１０６】
また、本実施例の画像表示媒体１０は、第１基板１２と第２基板１３とのそれぞれに刺激応答層１２ｂ，１３ｂを設けていたが、表示面側を構成する第１基板１２にのみ刺激応答層１２ｂを設けてもよい。このようにすれば、電源投入時または画像の書き込み、書き換えに際し、一方の刺激応答層１２ｂにのみ外部刺激を付与して液体を放出させればよいので、リフレッシュ動作に要する時間がさらに短縮される。なお、この場合、第２基板１３の電極形成面には、帯電粒子３１の付着性を低下させる表面処理をしておくことが望ましい。液室Ｒを構成する壁面のうち、第２基板１３側の面において、帯電粒子３１の付着性が低くても、表示面に表示される画像の劣化には影響が少ないため、第２基板１３側の面は常時、帯電粒子３１の付着性が低い状態であってもよいからである。
【０１０７】
なお、帯電粒子３１の付着性を低下させるための第２基板１３の表面処理の方法としては、例えば、フルオキシランカップリング剤でコートする、フッ素でコートする、ロジンまたはロジン誘導体でコートするなど種々の方法が挙げられる。なお、これらの処理が基板の透過性を低下させるものであっても、第２基板１３は表示面側の基板でないため表示面の視認性に影響を与えない。
【０１０８】
また、本実施例では、画像表示媒体１０は、表示装置１の本体２０とが分離可能であるものとして説明したが、画像表示媒体１０が、本体２０と一体的に構成されて表示装置１となっているものであってもよい。
【０１０９】
また、本実施例の画像表示媒体は、第１基板１２にＸ電極１２ａが設けられ、第２基板１３にＹ電極１３ａが設けられていたが、これらの電極１２ａ、１３ａを有しない画像表示媒体であってもよい。例えば、第１基板１２の外面と第２基板１３の外面から電圧や刺激を付与し、帯電粒子３１を泳動させ、また、刺激応答層１２ｂ，１３ｂに刺激を付与するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】（ａ）は、画像表示媒体に画像を表示させる表示装置全体の斜視図であり、（ｂ）は、画像表示媒体の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】画像表示媒体の模式的な断面図である。
【図３】図２に示す断面図のうち刺激応答層を拡大して示す断面図である。
【図４】画像表示媒体に画像を表示させる装置である表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】画像表示媒体の１のセルに電界を発生させるＸ電極とＹ電極とに印加される電圧のタイミングチャートである。
【図６】図５に示すそれぞれのタイミングにおけるセル内の帯電粒子の泳動状態を示す図である。
【図７】刺激応答層と液室との間に配設された多孔性部材を示す図であり、図３に相当する図である。
【図８】帯電粒子を泳動させるための電界を発生させるに先だって、リフレッシュ動作を行う変形例を示すタイミングチャートであり、図５に相当する図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０                画像表示媒体（表示媒体）
１２                第１基板
１２ａ              Ｘ電極（刺激付与手段、電極）
１２ｂ              刺激応答層
１３                第２基板
１３ａ              Ｙ電極（刺激付与手段、電極）
１３ｂ              刺激応答層
３０                電気泳動媒体（分散媒）
３１ａ              白色帯電粒子（帯電粒子）
３１ｂ              黒色帯電粒子（帯電粒子）
３２                低親和性液体
３３                多孔性部材
７０                駆動制御ユニット（制御手段）
Ｒ                  液室
【図１】
2006184716.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006184716.tif 000009
【図８】
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