(57)【要約】【課題】画像の表示品質を保ちつつ多色表示を行う。【解決手段】画像表示媒体１２の表示基板２４及び背面基板３０に積層されるように、着色層１８を有する着色基板２２を取り付け、着色基板２２の着色層１８が表示基板側Ｘから視認可能となるように、電圧を印加して内部に封入された着色粒子（白色粒子３６及び黒色粒子３８）を周囲に移動させることによって多色表示を行うとともに、着色基板２２の取り替え、及び移動をすることができるので、画像の表示品質を保ちつつ多色表示を行うと共に、簡単に表示を変更可能な画像表示装置を提供することができる。【選択図】        図１
2004184684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙をもって対向する少なくとも透光性を有する背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に印加された電圧により形成された電界に応じて前記基板間を移動可能に封入された少なくとも１種類の着色粒子群と、を備えた画像表示媒体と、
前記背面基板側に、少なくとも前記着色粒子群の色と異なる色の着色領域を含む着色基板の少なくとも一部を、前記表示基板及び前記背面基板に積層されるように取り付け可能な取付手段と、
前記画像表示媒体に対して、前記基板間において前記着色粒子群を移動させるための電界を発生させるための電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記取付手段は、前記着色領域を前記背面基板に対して移動可能に前記着色基板を取り付け可能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】
前記着色基板は、シート状に形成され、前記取付手段は、前記着色基板をロール状に収納する収納手段及び前記収納手段に収納されたシート状の着色基板の少なくとも一部を前記表示基板と前記背面基板に積層されるように保持する保持手段から構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記取付手段は、着色基板面に沿う方向に前記着色基板を回転可能に取り付ける組付手段及び前記着色基板を回転する回転手段から構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記着色基板は、発光素子を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界によって着色粒子を駆動して画像表示媒体に画像を表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表示画像の保持性に優れ、繰返し書換え可能な画像表示装置として、電界によって移動する粒子を用いて画像表示を行う画像表示装置が知られている。このような画像表示装置は、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の間に、導電性の黒色粒子と絶縁性の白色粒子を封入した構成の画像表示媒体を備えている（例えば、非特許文献１参照。）。この技術によれば、これらの基板間に電圧を印加すると、黒色粒子は正に帯電して、基板間に形成された電界に応じて白色粒子を押し分けながら基板間を移動する。黒色粒子を表示基板側に移動させると黒表示が行われ、黒色粒子を背面基板側に移動させると、白色粒子による白表示が行われる。
【０００３】
また、少なくとも表示面側が透明な一対の基板間に、高絶縁性の無着色分散媒体と、電気泳動性が互いに異なる少なくとも２種類の電気泳動性微粒子を封入した画像表示媒体を備えた技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、２種類の電気泳動性微粒子は、一方が白色粒子で、他方が白色粒子と色調の異なる着色粒子からなっており、それぞれ逆の極性に帯電し、基板間に電圧を印加するとそれぞれ別々の基板側に移動する。このように、基板間に画像情報に応じて電圧を印加し、表示基板に任意の一方の着色粒子を付着させることによって、画像表示を行う。
【０００４】
これらの画像表示媒体は、透明な表示基板面に画像情報に応じて２種類の着色粒子の何れか１種類の着色粒子を付着させることで画像を表示するものであり、光隠蔽性の高い着色粒子を使用することで、色の異なる２種類の粒子によるコントラストの高い鮮明な画像表示を行うことが可能である。
【０００５】
また、色の異なる２種類の着色粒子を使用した画像表示媒体で多色表示を行うには、表示基板と背面基板の間を間隙部材によって区切ってセル構成とし、各セルに色の異なる着色粒子を封入し、幾つかの隣接するセルで一つの色を表現する方法が挙げられる。例えば、黒粒子とＲｅｄ粒子、黒粒子とＧｒｅｅｎ粒子、黒粒子とＢｌｕｅ粒子という３種類の粒子の組合せを各セルに規則正しく封入し、少なくとも隣接するＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの３つのセルで１つのカラー画素を表現するものである。画像信号に応じて黒粒子とＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ各色粒子を移動させ、ＲＧＢ光の反射を制御することで任意の色を表示することができる。
【０００６】
【非特許文献１】
ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ、１９９９論文集、Ｐ．２４９−２５２
【特許文献１】
特開平２００１―２４２４８２号公報  （第１頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法では任意の色をＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅそれぞれの粒子による複数の画素で表現するため、表示画像の解像度が低下する。また、任意の色領域が定型的である場合、その定型的な色領域に任意の色を表示するため、同様の制御が繰り返し要求され、無駄な制御が必要である。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して、画像の表示品質を保ちつつ多色表示を行うことができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像表示装置は、少なくとも透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙をもって対向する少なくとも透光性を有する背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に印加された電圧により形成された電界に応じて前記基板間を移動可能に封入された少なくとも１種類の着色粒子群と、を備えた画像表示媒体と、前記背面基板側に、少なくとも前記着色粒子群の色と異なる色の着色領域を含む着色基板の少なくとも一部を、前記表示基板及び前記背面基板に積層されるように取り付け可能な取付手段と、前記画像表示媒体に対して、前記基板間において前記粒子群を移動させるための電界を発生させるための電圧を印加する電圧印加手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像表示装置は、画像表示媒体を備えている。画像表示媒体は、少なくとも透光性を有する表示基板と、表示基板と間隙をもって対向する少なくとも透光性を有する背面基板との間に、着色粒子群が封入されている。着色基板は、表示基板と背面基板との間に封入された着色粒子群の色と異なる色の着色領域を含んでいる。取付手段は、着色基板の少なくとも一部を、表示基板及び背面基板に積層されるように取り付けられる。電圧印加手段は、画像表示媒体に電圧を印可するものであり、この電圧印加により、着色粒子群が基板間を移動する。これにより、画像表示媒体に画像が表示される。そして、積層された着色基板には着色領域を含むので、画像表示媒体を投下し着色領域を提示できる。
【００１１】
従って、画像表示媒体による画像表示と、着色基板の着色領域の提示とによる組み合わせた色の提示が可能となる。
【００１２】
また、取付手段では、任意の色の着色領域を含む着色基板に交換することができる。例えば、着色領域の色の異なる着色基板を予め複数用意し、随時交換するようにすれば、簡単に表示される色を変更することができる。また、着色基板を交換することによって異なる色を着色領域に表示することができるので、定型的な着色領域の提示も可能となり、多色表示による画像の解像度の低下を防ぐことができる。
【００１３】
画像表示媒体に画像を表示する場合の一例を説明する。この場合、電圧印加手段は、直流電界または第一の所定サイクル（数サイクル）の交流電界が形成されるように直流電圧または交番電圧を所定位置に印加する。これにより、各色粒子群は、表示基板側または背面基板側に移動する。このため、所定位置に、粒子色の表示、例えば白または黒表示を行うことができる。また、電圧印加手段が、背面基板の所定位置の表示基板と背面基板との間に、各色粒子群を表示基板面と平行な方向に移動させるための第一のサイクルよりも多いサイクル（第二のサイクル）の交流電界が形成されるように交番電圧を印加する。これにより、電圧を印加した位置の周囲に着色粒子群が移動し、透明な表示基板及び透明な背面基板を介して、着色基板の着色領域の色を表示させることができる。
【００１４】
このように、着色基板の着色領域の色を表示基板側から視認できるように粒子を移動させることにより多色表示を行うので、画像の表示品質を保ちつつ多色表示を行うことができる。
【００１５】
前記取付手段は、前記着色領域を前記背面基板に対して移動可能に前記着色基板を取り付けることができる。このため、着色基板を背面基板に当接したり、離間したりする方向に移動可能に取り付けることができる。例えば、当接すると、より明確に着色基板の着色領域の色を表示することができ、離間すると着色領域に距離感を有させることができる。また、着色基板を背面基板に対して平行方向に移動させると、簡単に表示色を変更することができる。この場合、その平行方向に着色領域を調整したり、着色基板自体を容易に交換できたりする。
【００１６】
前記着色基板は、シート状に形成され、前記取付手段は、前記着色基板をロール状に収納する収納手段及び前記収納手段に収納されたシート状の着色基板の少なくとも一部を前記表示基板と前記背面基板に積層されるように保持する保持手段から構成することができる。
【００１７】
取付手段を構成する収納手段は、シート状に形成された着色基板をロール状に収納する。収納手段に収納された着色基板は、着色基板の少なくとも一部を表示基板と背面基板に積層されるように送り出された状態で、保持手段によって保持される。このため着色基板を必要に応じて自動または手動により収納手段から送り出すことによって、表示基板側から表示基板及び背面基板を介して視認される着色基板の着色領域の位置や色を変更できるため、簡単に表示を変更することができる。
【００１８】
前記取付手段は、着色基板面に沿う方向に前記着色基板を回転可能に取り付ける組付手段及び前記着色基板を回転する回転手段から構成することができる。着色基板は、組付手段によって着色基板面に沿う方向に回転とされ、回転手段による着色基板の回転に伴って、表示基板側から表示基板及び背面基板を介して視認される着色基板の着色領域を変更することができる。このため、簡単に表示を変更することができる。
【００１９】
前記着色基板は、発光素子を含んで構成することができる。前記着色基板に含まれる発光素子を、発光または点滅させることによって、発光及び点滅された着色基板が視認されるので、表現力豊かな画像表示を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の画像表示装置に係る第一の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２１】
図１には、画像表示装置１０の概略構成を示した。画像表示装置１０は、画像表示媒体１２、駆動装置１４、取付部材１６、及び着色基板２２から構成されている。画像表示媒体１２は、画像を視認側Ｘに対して視認可能に表示するためのものであり、駆動装置１４に接続されている。駆動装置１４は、画像情報に応じて画像表示媒体１２に直流電圧または交流電圧を選択的に印加するためのものである。着色基板２２は、多色表示を行うためのものである。取付部材１６は、着色基板２２を画像表示媒体１２に積層されるように取り付けるためのものである。
【００２２】
画像表示媒体１２は、視認側Ｘに設けられた透明な表示基板２４、表示基板２４と微少間隙をもって対向する透明な背面基板３０、これらの基板間を所定間隔に保持する間隙部材３２、及びこれらの基板間に封入された帯電特性の異なる白色粒子３６及び黒色粒子３８で構成されている。
【００２３】
表示基板２４は、ガラス基板２５、ライン状電極２６、及び絶縁層２８が積層された構成となっている。ガラス基板２５としては、本実施の形態では、厚み１．１ｍｍの（コーニング社製♯１７３７）ガラス基板を使用する。このガラス基板２４上には、ＩＴＯ導電膜により、複数のライン状電極２６が形成されている。絶縁層２８は、ライン状電極２６にポリカーボネート樹脂を塗布することにより形成されている。
【００２４】
背面基板３０は、表示基板２４と同様に、ガラス基板４０、ライン状電極４２、及び絶縁層４４が積層された構成となっている。ライン状電極４２は、ライン状電極２６と互いに直交する方向に設けられている。
【００２５】
間隙部材３２は、表示媒体１２の透明性を損なわないように形成される。間隙部材３２は、本実施の形態では、ドライフィルム型フォトレジストのフォトエッチングによって形成され、高さ２００μｍとされている。なお、間隙部材３２は、背面基板３０または表示基板２４と一体成形とすることも可能である。
【００２６】
白色粒子３６は、本実施の形態では、イソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末を重量比１００対０．１の割合で混合した体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状白粒子（積水化成品工業社製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイト）を使用した。また、黒色粒子３８は、アミノプロピルトリメトキシシラン処理したアエロジルＡ１３０微粉末を重量比１００対０．２の割合で混合した体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状黒粒子（積水化成品工業社製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラック）を使用した。
【００２７】
白色粒子３６と黒色粒子３８とは、重量比２対１の割合で混合した。この際、白色粒子３６は負に、黒色粒子３８は正に帯電した。また、表示基板２４と背面基板３０間の基板間の空隙体積に対する白色粒子３６と黒色粒子３８の混合粒子の総体積比は、約１２％であった。なお、本実施の形態では白色粒子３６と黒色粒子３８を使用したが、帯電特性が異なる着色粒子であれば、白と黒の組合せ以外にも任意の色の着色粒子を使用することができる。また、正または負に帯電し、かつ着色された１種類の粒子のみを使用することも可能である。
【００２８】
着色基板２２は、背景板２０に着色層１８が積層された構成となっている。背景板２０としては、ガラス基板やアクリルなどの樹脂基板を含む各種フィルムを使用することができる。本実施の形態では、１．０ｍｍ厚のアクリル樹脂基板を使用する。着色層１８は、背景板２０上に任意のパターンで色剤を着色したものである。本実施の形態では、背景板２０上に白色の印刷インクで全面印刷して白色反射層を形成したあと、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのカラーフィルタ用インクを、図２に示すように、ストライプ状（長方形状）に規則的に並べて印刷し、着色層１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）を形成した着色基板２２を用意する。本実施の形態では、説明を簡略化するために、各色のストライプの幅及びピッチを、ライン状電極２６及びライン状電極４２と略同幅及び略同ピッチとして説明する。
【００２９】
また、着色層１８と異なる着色パターンの着色層を形成した着色基板を複数枚用意する。本実施の形態では、図３に示す、着色層１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）と異なる着色パターンの着色層１９（１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｃ）を形成する着色基板２３を、１枚用意するものとして説明する。
【００３０】
なお、着色層１８及び着色層１９の着色パターンは、ストライプ状に限られるものではなく、任意の文字や模様などを含む着色パターンを形成することが可能である。また、背景基板２０に白色反射層を形成せず、着色層のみとしてもよい。また、着色層１８は、光透過性を有さなくてもよい。
【００３１】
取付部材１６は、画像表示媒体１２に取り付けられており、着色基板２２を表示基板２４及び背面基板３０に積層されるように取り付けるためのものである。取付部材１６としては、ガラス、プラスチック、アクリル樹脂など様々な素材を使用することができる。着色基板２２は、取付部材１６によって、背面基板３０に微少な間隙をもって積層される。この微少な間隙は、視認側Ｘから表示機版２４及び背面基板３０を介して着色基板２２の着色層１８の色を視認可能な程度の間隙であればいよい。
【００３２】
なお、取付部材１６は、着色基板２２を背面基板３０に当接して配置してもよい。この場合、取付部材１６として、着色基板２２取り外しが可能な、脆弱な接着性を有する樹脂等を使用すればよい。具体的には、着色基板２２及び背面基板３０の双方または何れか一方の対向面に、脆弱な接着性を有する樹脂層をコーティングすればよい。
【００３３】
なお、表示基板２４が本発明の表示基板に相当し、背面基板３０が本発明の背面基板に相当し、白色粒子３６及び黒色粒子３８が本発明の着色粒子群に相当する。また、画像表示媒体１２が本発明の画像表示媒体に相当し、取付部材１６が本発明の取付手段に相当する。また、ライン状電極２６及びライン状電極４２が本発明の電圧印加手段に相当する。
【００３４】
図４には、本実施の形態に係る画像表示装置１０の電気的な構成をブロック図として示した。
【００３５】
画像表示媒体１２は、表示基板２４に形成されたライン状電極２６と、背面基板３０に形成されたライン状電極４２とが互いに交差するように配置された単純マトリクス駆動方式の構成となっている。なお、図示は省略するが、ライン状電極２６及びライン状電極４２は、各々画像表示に必要な縦横画素数に対応した本数の電極が各基板に形成されている。
【００３６】
駆動装置１４は、列電極駆動回路５０、行電極駆動回路５２、シーケンサ５４、外部電源５６、及び画像入力装置５８から構成されている。ライン状電極２６、及びライン状電極４２は、各々列電極駆動回路５０及び行電極駆動回路５２に接続されている。列電極駆動回路５０及び行電極駆動回路５２はシーケンサ５４と外部電源５６に接続されている。シーケンサ５４は、画像入力装置５８に接続されており、画像入力装置５８から入力される画像情報に応じて、列電極駆動回路５０及び行電極駆動回路５２に信号を出力する。
【００３７】
このような画像表示装置１０では、シーケンサ５４から各ライン状電極４２毎の画像書込信号（走査信号）が行電極駆動回路５２に送られ、行電極駆動回路５２からライン状電極４２に画像書込み電圧（以下、走査電圧という）が順次印加される。同時に走査電圧の印加と同期して、列電極駆動回路５０を介してライン状電極２６に画像情報に応じた画像書込み電圧（以下、画像信号電圧という）を印加する。なお、ライン状電極４２に印加した走査電圧の走査方向は、矢印Ｚ方向とする。これにより、所望の画像が表示媒体１２に表示されるようになっている。
【００３８】
ここで、例えば、背面基板３０のライン状電極４２ａと表示基板２４のライン状電極２６ｂとの交点５９の画素を表示する場合、交点５９の画素には、Ｖｃｏｎ（画像信号電圧）―Ｖｒｏｎ（走査電圧）の電圧が印加されて画像が表示される。このとき、交点５９の画素以外にも、ライン状電極４２ａに沿った画素列にはＶｃｏｎの電圧が同時に印加されるため、Ｖｃｏｎまたは−Ｖｒｏｎの電圧では粒子が移動せず画像が表示されないことが単純マトリクス駆動を実施するための前提条件となる。
【００３９】
図７には、本実施の形態で使用した画像表示媒体１２の印加電圧と表示濃度との関係を示した。これば、全てのライン状電極４２を接地し、全てのライン状電極２６にパルス電圧を印加したときの画像表示濃度の結果である。なお、画像表示濃度（反射濃度）の測定はＸ−Ｒｉｔｅ４０４（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で行った。図７からあきらかなように、画像表示媒体１２は白表示状態から黒表示を行う場合、約−６０Ｖ以上になるまでは表示が行われない。また、黒表示状態から白表示を行う場合、約＋６０Ｖ以上になるまでは表示が行われない。このため、本実施の形態では、印加電圧として±６０Ｖを使用する。
【００４０】
次に、本実施の形態の画像表示媒体１２の画像表示方法について説明する。
【００４１】
本実施の形態では、図４に示す、ライン状電極４２ａとライン状電極２６ｂとの交点５９の画素について着色表示を行う場合を説明する。なお、以下の説明において、画像を書き込まない電極はすべて０Ｖあるいは設置されていることとする。
【００４２】
図５には、画像表示媒体１２の白色粒子３６及び黒色粒子３８の動きについて、図４の画像表示媒体１２のＡ−Ａ断面図を用いて示した。また、図６には、画像表示媒体１２の表示の遷移を示した。
【００４３】
白黒表示を行う場合、ライン電極４２に走査電圧Ｖｒｏｎとして−６０Ｖのパルス電圧を印加し、ライン電極２６画像信号電圧Ｖｃｏｎとして＋６０Ｖパルス電圧を印加する。これにより、図５（Ａ）に示すように、電圧を印加した領域において、負に帯電した白色粒子３６が表示基板２４側に移動し、正に帯電した黒色粒子３８が背面基板３０側へ移動して、良好な白表示を行うことができる。また同様に、ライン電極４２に走査電圧Ｖｒｏｎとして＋６０Ｖのパルス電圧を印加し、ライン電極２６画像信号電圧Ｖｃｏｎとして−６０Ｖパルス電圧を印加する。これにより、電圧を印加した領域において、正に帯電した黒色粒子３８が表示基板２４側に移動し、負に帯電した白色粒子３６が背面基板３０側へ移動して、良好な黒表示を行なうことができる。これにより、白色粒子３６及び黒色粒子３８による白黒表示画像を得ることができる。
【００４４】
次に、多色表示を行う場合を説明する。図６（Ａ）に示す白表示から図６（Ｂ）に示すように、交点５９に着色表示を行う場合、まず、背面基板３０のライン状電極４２ａに、走査電圧Ｖｒｏｎとして±６０Ｖ、周波数２００Ｈｚの交番パルス電圧を２０サイクル印加する。これと同時に、ライン状電極２６ｂに、画像信号電圧Ｖｃｏｎとして±６０Ｖ、周波数２００Ｈｚで走査電圧Ｖｒｏｎとは位相が１８０度異なる交番パルス電圧を２０サイクル印加する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、ライン状電極２６ｂとライン状電極４２ａとの交点５９に相当する領域において、白色粒子３６及び黒色粒子３８がほとんど存在しなくなる。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、視認側Ｘから表示基板２４及び背面基板３０を介して、着色基板２２に形成された着色層１８の１８Ｇの色、この場合Ｇｒｅｅｎ色を良好に視認することができる。
【００４５】
次に、表示色を変更する方法を説明する。図５（Ｃ）に示すように、着色基板２２を取付部材１６から取り外し、図３に示す異なるパターンの着色層１９（１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｃ）を有する着色基板２３を取付部材１６に取り付ける。すると、視認側Ｘから表示基板２４及び背面基板３０を介して着色基板２３の着色層１９Ｙが視認される。すなわち、図６（Ｃ）に示すように、視認側Ｘから着色基板２３に形成された着色層１９の１９Ｙの色、この場合Ｙｅｌｌｏｗ色を良好に視認することができる。
【００４６】
なお、交点５９以外のその他のライン状電極２６とライン状電極４２との交点の画素においても、同様に交番パルス電圧を印加することによって、画像情報に応じて白色粒子３６及び黒色粒子３８を任意の個所からその周囲に移し、着色基板の着色層の色を表示することができる。
【００４７】
このため、画像情報に応じて白色粒子３６及び黒色粒子３８を、着色基板２２の着色層１８の色が視認可能となるように移動させることによって、多色表示を行うので、表示画像の品質を保ちつつ多色表示を行うことができる。
【００４８】
また、着色基板を交換することによって、多色表示の表示色を変更するので、表示色を簡単に変更することが出来るとともに、表示画像の品質を保ちつつ多色表示を行うことができる。
【００４９】
また、上記白黒表示と上記多色表示を組み合わせることによって、少ない種類の粒子群で良好な多色表示を実現することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、画像表示媒体１２は、マトリクス駆動方式の構成として説明したが、この方式に限定されるものではなく、独立して電圧を印加可能な複数の孤立電極を規則的に配置した電極ヘッドを使用し、表示画素毎に電界を印加することによって画像を表示するアクティブ駆動方式の構成を用いてもよい。なお、このときに印可する電圧は、電圧の印加により基板間に発生する電位差によって、黒色粒子３８及び白色粒子３６が移動できる程度の電圧であればよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、ＩＴＯ電極膜としてのライン電極２６及びライン電極４２は、それぞれ、ガラス基板２５及びガラス基板４０の互いに対向する方向に積層されているとして説明したが、ＩＴＯ電極膜を備えない構成を採用することも可能である。この場合、電圧を印加するための印加ヘッドなどを用いて、画像表示媒体１２の外部から電界を印加するようにすればよい。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第一の実施の形態では、多色表示における表示色の変更を、取付部材１６によって取り付けられた着色基板２２を、着色層の着色バターンの異なる着色基板２３に交換することによって、表示される表示色を変更する場合を説明した。本実施の形態では、着色基板６２を、着色基板６２の板面に沿う方向に回転可能に取り付け、着色基板６２の回転によって表示色を変更する場合を説明する。
【００５３】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部分には同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８に示すように、本実施の形態の画像書込装置２０は、画像表示媒体１２、駆動装置６４、着色基板６２、モータ６６、及びモータ駆動部６８から構成されている。画像表示媒体１２は、駆動装置６４に接続されている。駆動装置６４は、画像情報に応じて画像表示媒体１２に直流電圧または交流電圧を選択的に印加するとともに、着色基板６２の回転を制御するためのものである。着色基板６２は、多色表示を行うためのものであり、背面基板３０に対して、微少な間隙をもって積層されている。なお、この微少間隙は、視認側Ｘから画像表示媒体１２を介して着色基板６２の着色層６０を視認可能な程度の間隙であればよい。着色基板６２は、支持軸７０によって取り付けられ、支持軸７０を中心軸として着色基板６２の板面に沿う方向に回転可能に取り付けられている。モータ６６は、支持軸７０を介して着色基板６２を回転するためのものであり、モータ駆動装置６８を介して駆動装置６４の制御によって動作する。
【００５５】
着色基板６２は、背景板２０に着色層６０が積層された構成となっている。着色層６０は、背景基板２０上に、任意のパターンで色剤を着色したものである。本実施の形態では、図９（Ａ）に示すように、背景板２０上に白色の印刷インクで全面印刷して白色反射層を形成したあと、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎのカラーフィルタ用インクを、ライン状に印刷した着色層６０（６０Ｒ、６０Ｇ）を形成した着色基板６２を用意する。着色基板６２は、回転形態にあわせた形状が可能である。
【００５６】
なお、モータ６６及びモータ駆動部６８が本発明の回転手段に相当し、支持軸７０が本発明の組付手段に相当する。
【００５７】
また、駆動装置６４は、電気的な構成図を省略したが、上記画像表示装置１０の駆動装置１４の電気的な構成と略同様の構成である。モータ駆動部６８は、駆動装置６４に含まれる画像入力装置５８の制御によって駆動する。
【００５８】
次に、本実施の形態の多色画像表示方法について説明する。
【００５９】
本実施の形態では、画像表示媒体１２の画像表示方法について、第一の実施の形態と同様に、図４に示す、ライン状電極４２ａとライン状電極２６ｂとの交点５９の画素について着色表示を行う場合を説明する。なお、以下の説明において、画像を書き込まない電極はすべて０Ｖあるいは設置されていることとする。
【００６０】
図１０には、画像表示媒体１２の白色粒子３６及び黒色粒子３８の動きを図４の画像表示媒体１２のＡ−Ａ断面図を用いて示すとともに、着色基板６２の回転について示した。また、図１１には、図１０の遷移に伴う画像表示媒体１２の表示の遷移を示した。
【００６１】
まず、多色表示を行う場合、第１の実施の形態と同様に、白表示（図１１（Ａ）参照）の状態で図１０（Ａ）に示すように、白色粒子３６が表示基板２４側に付着している。
【００６２】
交番パルス電圧を印加することで、図１０（Ｂ）に示すように、白色粒子３６及び黒色粒子３８がほとんど存在しなくなりることで、図１１（Ｂ）に示すように、着色層６０の６０Ｒ及び６０Ｇの色、すなわち、Ｒｅｄ色とＧｒｅｅｎ色の２色を良好に提示することができる。
【００６３】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、駆動装置６４の制御によって、モータ６６を介して着色基板６２をＹ方向へ回転させる。本実施の形態では、１８０度回転、すなわち反転させた場合を説明する。視認側Ｘから表示基板２４及び背面基板３０を介して視認される着色基板６２の着色層６０は、図１１（Ｃ）に示すように、６０Ｒ及び６０Ｇの色が反転されて表示される。
【００６４】
なお、交点５９以外のその他のライン状電極２６とライン状電極４２との交点の画素においても、同様に交番パルス電圧を印加することによって、画像情報に応じて白色粒子３６及び黒色粒子３８を任意の個所からその周囲に移し、着色基板６２を回転させることによって、表示色を変更することができる。
【００６５】
このため、着色基板６２を回転させることによって簡単に表示色を変更することができるので、表示画像の品質を保ちつつ簡単に多色表示される表示色を変更することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、着色基板６２を、１８０度回転する場合を説明したが、所定の回転度数で停止することも可能である。
【００６７】
また、予め着色層６０の着色パターンを画像入力装置５８に記憶し、画像情報に応じた回転がなされるようにモータ６６の回転を制御してもよい。
【００６８】
また、着色基板６２は、着色板面に沿う方向に回転可能であればよいため、第一の実施の形態に示した取付手段１６によって取り付けられた状態で、手動で回転するようにしてもよい。
【００６９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第２の実施形態では、着色基板６２を、着色基板６２の板面に沿う方向に回転可能に取り付け、着色基板６２の回転によって表示色を変更する場合を説明したが、本実施の形態では、シート状の着色基板をロール状に収納し、着色基板の少なくとも一部を表示基板と背面基板に積層されるように保持し、着色基板を板面に沿う方向に送ることによって、表示色を変更する場合を説明する。
【００７０】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様の構成のため、同一部分には同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１２に示すように、本実施の形態の画像書込装置３０は、画像表示媒体１２、駆動装置７４、ロールホルダ７６、ロールホルダ７８、着色基板７２、モータ８２、モータ８４、及びモータ駆動部８８から構成されている。画像表示媒体１２は、駆動装置７４に接続されている。駆動装置７４は、画像情報に応じて画像表示媒体１２に直流電圧または交流電圧を選択的に印加するとともに、モータ８２及びモータ８４の回転を制御するためのものである。着色基板７２は、シート状に形成され、多色表示を行うためのものである。着色基板７２の両端は、ロールホルダ７６及びロールホルダ７８に固着されている。ロールホルダ７６及びロールホルダ７８は、略円筒状であり、シート状の着色基板７２を外周に沿って巻き付けるためのものであり、軸中心に回転可能に設けられている。着色基板７２は、ロールホルダ７６及びロールホルダ７８に両端を巻き付けられた状態で保持されることにより、背面基板３０に微少な間隙をもって積層されるように保持される。なお、この微少間隙は、視認側Ｘから表示基板２４及び背面基板３０を介して着色基板７２の着色層９２を視認可能な程度の間隙であればよい。
【００７２】
モータ８２及びモータ８４は、各々ロールホルダ７６及びロールホルダ７８を回転するためのものである。モータ駆動装置８８は、駆動装置７４の制御によってモータ８２及びモータ８４を駆動するためのものである。このため、着色基板７２は、ロールホルダ７６及びロールホルダ７８の回転によって送り方向Ｙへ送られる。なお、着色基板７２は、ロールホルダ７６及びロールホルダ７８の回転によって、逆方向へ送られることも可能である。
【００７３】
着色基板７２は、シート状の背景シート９０に着色層９２が積層されて構成されている。背景シート９０は、例えば、紙媒体やＰＥＴフィルムなどで構成される。本実施の形態では、背景シート９０として、０．３ｍｍ厚のＰＥＴフィルムを使用する。着色層９２は、背景シート９０上に、任意のパターンで色剤を着色したものである。本実施の形態では、背景シート９０上に白色の印刷インクで全面印刷して白色反射層を形成した後、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのカラーフィルタ用インクを印刷し、着色層９２（９２Ｒ、９２Ｇ、９２Ｂ）を形成する。なお、着色層９２の着色パターンは、上記パターンに限られるものではなく、任意の文字や模様、及びＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ以外の色の着色パターンを形成することが可能である。
【００７４】
なお、ロールホルダ７６及びロールホルダ７８が本発明の収納手段に相当し、モータ８２、モータ８４、及びモータ駆動部８８が本発明の保持手段に相当する。
【００７５】
また、駆動装置７４は、電気的な構成図を省略したが、上記画像表示装置１０の駆動装置１４の電気的な構成と略同様の構成である。モータ駆動部８８は、駆動装置７４に含まれる画像入力装置５８の制御によって駆動する。
【００７６】
次に、本実施の形態の多色画像表示方法について説明する。
【００７７】
なお、以下の説明において、画像を書き込まない電極はすべて０Ｖあるいは設置されていることとする。
【００７８】
図１２には、画像表示装置１０の概略構成図を示した。また、図１０には、着色基板７２の駆動に伴う画像表示媒体１２の表示の遷移を示した。
【００７９】
多色表示を行う場合、第１の実施の形態と同様に、交番パルス電圧を印加することで、図１２に示すように、白色粒子３６及び黒色粒子３８がほとんど存在しなくなりることで、着色基板７２に形成された着色層９２の色を良好に視認することができる。例えば、図１３（Ａ）に示す、着色層９２の９２Ｒの色（Ｒｅｄ）を良好に提示することができる。
【００８０】
次に、駆動装置７４の制御によって、モータ８２及びモータ８４を介してロールホルダ７６及びロールホルダ７８をＹ方向へ回転させる。このロールホルダ７６及びロールホルダ７８の回転によって、着色基板７２が送り方向Ｙへ送られる。すると、視認側Ｘから表示基板２４及び背面基板３０を介して視認される着色基板７２の着色層９２の範囲が代わる。例えば、視認側Ｘには、図１３（Ｂ）に示すように、着色基板７２が送り方向Ｙに送られることによって、異なる着色領域が視認可能となり、表示色が変更される。本実施の形態では、着色基板７８に形成された着色層９２の９２Ｒの色（Ｒｅｄ）とともに、着色基板７２が送られることによって視認可能となった、Ｇｒｅｅｎ色を良好に提示することができる。
このように、シート状の着色基板７２をロール状に収納し、着色基板７２を表示基板２４と背面基板３０に積層されるように保持し、着色基板７２を送り方向Ｙへ送ることによって、簡単に多色表示の表示色を変更することができる。
【００８１】
なお、駆動装置７４の制御によるロールホルダ７６及びロールホルダ７８の回転は、予め着色層９２の着色パターンを画像入力装置５８に記憶し、画像情報に対応した多色表示の表示色の変更がなされるように、着色基板９２を送るように制御してもよい。
【００８２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施の形態では、着色基板として、発光素子を設けた着色基板を使用する場合を説明する。
【００８３】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様の構成のため、同一部分には同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【００８４】
図１４に示すように、本実施の形態の画像書込装置４０は、画像表示媒体１２、駆動装置１００、スイッチ１０２、取付部材１６、及び着色基板９８から構成されている。着色基板９８は、ガラス基板やアクリルなどの背景板２０に、着色部９６が積層されて構成されている。着色部９６は、図１５（Ａ）に示すように、発光部９６Ａ、及び着色層９６Ｃで構成されている。発光部９６Ａには、ＬＥＤやＥＬなどの図示を省略した複数の発光素子が設けられており、各々の発光素子は、スイッチ１０２を介して駆動装置１００に接続されている。発光素子は、駆動装置１００の制御によって、スイッチ１０２を介して発光及び点滅可能に設けられている。着色層９６Ｃは、本実施の形態では、背景板２０上に白色の印刷インクで全面印刷して白色反射層を形成したあと、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのカラーフィルタ用インクを、ストライプ状（長方形状）に規則的に並べて印刷し、着色層９６Ｃ（９６Ｒ、９６Ｇ、９６Ｂ）を形成する。なお、不規則に、上記Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ以外の色または文字等を着色するようにしてもよい。また、着色部９６は、着色層９６Ｃを形成せず、発光部９６Ａのみで構成されるようにてもよい。
【００８５】
駆動装置１００は、画像情報に応じて画像表示媒体１２に直流電圧または交流電圧を選択的に印加するとともに、発光部９６Ａの発光及び点滅を制御するためのものである。駆動装置１００は、電気的な構成図を省略したが、上記画像表示装置１０の駆動装置１４の電気的な構成と略同様の構成である。スイッチ１０２は、駆動装置１００に含まれる画像入力装置５８の制御によって、オン／オフの切替がなされる。スイッチ１０２は、図示を省略するが、複数の発光素子各々のオン／オフを切り替えるための、複数のスイッチ及びコンデンサで構成されている。
【００８６】
なお、画像表示装置４０の他の構成は、上記画像表示装置１０と同様のため、詳細な説明を省略する。
【００８７】
次に、本実施の形態の多色画像表示方法について説明する。
【００８８】
なお、以下の説明において、画像を書き込まない電極はすべて０Ｖあるいは設置されていることとする。
【００８９】
白黒表示を行う場合、第一の実施の形態と同様に、画像情報に応じて、ライン電極４２に走査電圧を印加するとともに、ライン状電極２６に画像信号電圧を印加することによって、白黒表示を行なう。これにより、例えば、図１６（Ａ）に示す黒白表示がなされる。
【００９０】
多色表示を行う場合、第１の実施の形態と同様に、交番パルス電圧を印加することで、図１４に示すように、白色粒子３６及び黒色粒子３８がほとんど存在しなくなる。更に、画像情報に応じて、駆動装置１００の制御によりスイッチ１０２を介して発光部９６Ａの所定箇所の発光素子を点滅または発光させる。これにより、例えば、図１６（Ａ）に示す白黒表示から、図１６（Ｂ）に示すように多色表示部分が発光及び点滅、または着色された表示がなされる。
【００９１】
このように、着色基板として、発光素子を設けた着色基板を使用することによって、より表現力豊かな多色表示を実現することができる。
【００９２】
なお、第一の実施例と同様に、着色基板９８を着色パターン及び発光素子の配置箇所の異なる着色基板、例えば、図１５（Ｂ）に示すような着色基板９８に変更することができる。
【００９３】
従って、多色表示における表示色を簡便に変更することができるとともに、表現力豊かな画像表示を行うことができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像表示装置によれば、画像表示媒体の表示基板及び背面基板に積層されるように、着色層を有する着色基板を取り付け、着色基板の着色層が表示基板側から視認可能となるように、電圧を印加して内部に封入された着色粒子を周囲に移動させることによって多色表示を行うとともに、着色基板の着色領域を背面基板に対して移動することができるので、画像の表示品質を保ちつつ多色表示を行うと共に、簡単に表示を変更可能な画像表示装置を提供することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示したものである。
【図２】第１の実施の形態に係る着色基板の着色層の着色パターンの一例を示したものである。
【図３】第１の実施の形態に係る着色基板の着色層の着色パターンの一例を示したものである。
【図４】第１の実施の形態に係る画像表示装置の電気的な構成をブロック図として示したものである。
【図５】第１の実施の形態に係る画像表示媒体の粒子の動き及び着色基板の交換について一例を示したものであり、（Ａ）は電界を印加していない状態、（Ｂ）は交番電界を印加した状態、（Ｃ）は着色基板を交換した状態を示したものである。
【図６】第１の実施の形態に係る画像表示媒体の表示の推移について一例を示したものであり、（Ａ）は電界を印加していない状態、（Ｂ）は交番電界を印加した状態、（Ｃ）は着色基板を交換した状態の表示の一例を示したものである。
【図７】本発明の実施の形態に係る表示媒体に印可する電圧と反射濃度との関係を示す線図である。
【図８】第２の実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図を示したものである。
【図９】第２の実施の形態に係る着色基板の着色層の着色パターンの一例を示したものであり、（Ａ）は着色基板を回転していない状態、（Ｂ）は着色基板を１８０度回転した状態を示したものである。
【図１０】第２の実施の形態に係る画像表示媒体の粒子の動き及び着色基板の交換について一例を示したものであり、（Ａ）は電界を印加していない状態、（Ｂ）は交番電界を印加した状態、（Ｃ）は着色基板を回転した状態を示したものである。
【図１１】第２の実施の形態に係る画像表示媒体の表示の推移について一例を示したものであり、（Ａ）は電界を印加していない状態、（Ｂ）は交番電界を印加した状態、（Ｃ）は着色基板を１８０度回転した状態の表示の一例を示したものである。
【図１２】第３の実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示したものである。
【図１３】第３の実施の形態に係る画像表示媒体の表示の推移について一例を示したものであり、（Ａ）は交番電界を印加し且つロール未送りの状態、（Ｂ）は着色基板をロール送りした状態の表示の一例を示したものである。
【図１４】第４の実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図を示したものである。
【図１５】第４の実施の形態に係る着色基板の発光部及び着色層の一例を示したものである。
【図１６】第４の実施の形態に係る画像表示媒体の表示の推移について一例を示したものであり、（Ａ）は白黒表示、（Ｂ）は着色表示の一例を示したものである。
【符号の説明】
１０  画像表示装置
１２  画像表示媒体
１６  取付部材
２４  表示基板
２６  ライン状電極
３０  背面基板
３６  白色粒子
３８  黒色粒子
４２  ライン状電極
【図１】
2004184684.tif 000003
【図２】
2004184684.tif 000004
【図３】
2004184684.tif 000005
【図４】
2004184684.tif 000006
【図５】
2004184684.tif 000007
【図６】
2004184684.tif 000008
【図７】
2004184684.tif 000009
【図８】
2004184684.tif 000010
【図９】
2004184684.tif 000011
【図１０】
2004184684.tif 000012
【図１１】
2004184684.tif 000013
【図１２】
2004184684.tif 000014
【図１３】
2004184684.tif 000015
【図１４】
2004184684.tif 000016
【図１５】
2004184684.tif 000017
【図１６】
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