(57)【要約】【課題】粒子を移動させて画像を表示する画像表示媒体を駆動する駆動部のコストを低減することができる画像駆動装置を提供する。【解決手段】透明電極２８、電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１、Ｃ２の一端が直流電源３２に接続されると共に他端が接地されるように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオンにし、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ１０をオフにして表示基板１８側、背面基板２０の電位を＋Ｖにすると共に、コンデンサＣ１、Ｃ２を充電する。コンデンサＣ１の一端が接地されると共に他端が透明電極２８に接続されるようにスイッチＳＷ３、ＳＷ５をオンにすると共にスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４をオフにしてコンデンサＣ１を放電し、表示基板１８側の電位を−Ｖにすることにより、白色粒子２６が表示基板１８側に移動し黒色粒子２４が背面基板２０側へ移動する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、
前記電圧を出力する電源と、
前記電源と前記一対の基板の一方の基板側に設けられた電極との間に設けられたスイッチと、
前記電源からの電荷を保持する電荷保持手段と、
前記スイッチがオンのときに前記電源が前記一方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記一方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える接続切替手段と、
を備えた画像駆動装置。
【請求項２】
前記電源と前記一対の基板の他方の基板側に設けられた電極との間に設けられた第２のスイッチと、
前記電源からの電荷を充電する第２の電荷保持手段と、
前記スイッチがオンのときに前記電源が前記他方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記他方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える第２の接続切替手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の画像駆動装置。
【請求項３】
前記電位点の電位が接地電位であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像駆動装置。
【請求項４】
少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、
前記電圧を出力する電源と、
前記電源からの電荷を保持する直列接続された複数の電荷保持手段と、
前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた電極とを接続する接続手段と、
を備えた画像駆動装置。
【請求項５】
前記接続手段は、前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた複数の電極の何れかとを接続することを特徴とする請求項４記載の画像駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繰り返し書き換えが可能な画像駆動装置に係り、特に、印加された電界に応じて移動する粒子により画像を表示する画像表示媒体の画像駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大画面の画像表示装置では、軽量で薄型かつ消費電力の少ないものが求められており、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従来から知られている。
【０００３】
このような画像表示装置では、例えば導電性の着色粒子及び白色粒子を、電極を備えた一対の基板間に封入した画像表示媒体を備えている。そして、基板間に画像情報に応じた電圧を印加して、非表示基板に設けられた電極の表示基板側の表面に設けられた電荷輸送層を介して導電性の着色粒子トナーへ電荷を注入する。これにより、電荷注入された導電性の着色粒子が基板間に形成された電界によって表示基板側へ移動して付着し、導電性の着色粒子と白色粒子とのコントラストにより画像表示される。そして、電圧の印加を停止しても鏡像力によって粒子が基板に付着した状態が維持されるため、画像の書き換え時のみ電界を発生させるだけで表示を行なうことができ、軽量で薄型にすることができると共に少ない消費電力で画像表示を行うことができる。
【０００４】
また、本出願人は特開２００１−３１２２２５号公報において、導電性の着色粒子に限らず、絶縁性粒子又は半導電性粒子を用いたり、電荷輸送層を設けずに電極から直接電荷注入したり、摩擦帯電により粒子に電荷を付与したりする方法により画像表示する技術を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−３１２２２５号公報に記載された技術では、基板間に高い電界を形成する必要があり、画像表示するために基板間の電位差を１６０Ｖ〜４００Ｖにする必要があると共に、画素毎に粒子を駆動させるのに必要なＭＯＳ型の素子等のドライバを、上記電圧以上の電圧に耐えうる高耐圧型のものを用いなければならないため、装置のコストが高くなる。
【０００６】
耐圧を引き下げる方法として、特開平１１−２３１８２９号公報には、プラズマディスプレーの表示駆動方法において、インピーダンスの異なる複数の開閉可能な電流路を設け、所謂チャージポンプを用いることにより耐圧を半減する技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、プラズマディスプレーは数１０ＭＨｚの高周波ＡＣ電源による駆動を行なうため、電圧波形については位相のずれのみを考慮すればよいが、粒子を用いた画像表示媒体においては特開２００１−３１２２２５号公報に記載されているように、基板間に印加する電圧を５ｍｓｅｃ程度の時間維持しなければならないため、特開平１１−２３１８２９号公報に記載された技術を画像表示媒体に適用することはできない。
【０００８】
また、本出願人による特願２００１−１９３２３３号、特開２００１−２９０１７８号公報に記載されているように、粒子を用いた画像表示では、基板間に印加される電圧は、単に画素内の粒子を全て移動させるのに必要な電圧だけでなく、例えば中間調表示を行う場合や、粒子を少しでも移動しやすくするために画像表示に先立って印加する準備電圧等の複数種類（多値）の電圧が必要となる場合がある。
【０００９】
しかしながら、多値の電圧全てを電源により生成する場合、それぞれの電圧について電源を用意しなければならないため、コストが高くなると共に装置構成が非常に複雑となる。
【００１０】
また、図１６に示すように、スイッチ素子等を制御するロジックＩＣを用いて画像情報に応じた電圧印加のタイミングやＯＮ／ＯＦＦ、論理などを制御する必要がある場合、粒子を移動させるための駆動用のドライブ電源６２の他に、各々のロジックＩＣ用のロジック駆動電源６４も必要となるため、コストが高くなる。
【００１１】
本発明は、上記事実に鑑み成されたものであり、粒子を移動させて画像を表示する画像表示媒体を駆動する駆動部のコストを低減することができる画像駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、前記電圧を出力する電源と、前記電源と前記一対の基板の一方の基板側に設けられた電極との間に設けられたスイッチと、前記電源からの電荷を保持する電荷保持手段と、前記スイッチがオンのときに前記電源が前記一方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記一方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える接続切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、画像表示媒体は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板を備えている。透光性を有する基板が画像が表示される側の基板となる。一対の基板の各々には、基板間に電圧を印加するための電極が設けられる。この電極は、一対の基板の内側に各々設けてもよいし、外部に設けてもよい。一対の基板間には、少なくとも１種類の粒子群が封入されている。この粒子群は、電極に電圧が印加されることにより一対の基板間に形成された電界に応じて基板間を移動して何れかの基板に付着する。粒子群が１種類の場合には、例えば背面側の基板を着色された基板とし、背面側の基板が表示側の基板側から視認できるように粒子を移動させたりすることにより粒子と背面基板の色とのコントラストで画像を表示することができる。色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群を用いた場合には、表示させたい画像に応じて各々の粒子群を移動させることにより、異なる種類の粒子のコントラストで画像を表示することができる。
【００１４】
このような画像表示媒体を駆動する画像駆動装置は、一対の基板間に電界を形成するために電極に印加する電圧を出力する電源を備えている。また、この電源と一対の基板の一方の基板側に設けられた電極との間にはスイッチが設けられており、一方の基板と電源との接続、非接続を切り替えることができる。
【００１５】
電荷保持手段は、電源からの電荷を保持するもの、すなわち充電する機能を備えたものであり、例えばコンデンサ等を用いることができる。
【００１６】
接続切替手段は、スイッチがオンのときは、電源が一方の基板側に設けられた電極及び電荷保持手段の一端に接続されるように、また電荷保持手段の他端が電源の電位よりも低い電位点に接続されるように電荷保持手段の接続関係を切り替える。これにより、電荷保持手段に電源からの電荷が保持される。電源の電力により電荷保持手段が充電される。また、一方の基板側の電位は電源の電位となる。
【００１７】
また、接続切替手段は、スイッチがオフのときは、電荷保持手段の一端が電位点に接続されると共に電荷保持手段の他端が一方の基板側に設けられた電極に接続されるように、すなわち電荷保持手段の接続関係がスイッチがオンのときと逆になるように、電荷保持手段の接続関係を切り替える。これにより、電荷保持手段に保持されていた電荷が放電される。このため、一方の基板の電位が、放電量に応じた電位となる。この電位は、スイッチがオンのときの電位の極性と逆極性となる。
【００１８】
このように、一方の基板側の電位を電源の電位にしたり、この電位と逆極性の電位とすることができる。このため、例えば他方の基板側の電位を一方の基板側に設けられた電源の電位と同じ電位及びこの電位と逆極性の電位とを切り替えることができる電源を他方の基板側に設けることにより、電源を、粒子群を移動させるのに必要な電圧よりも低い電圧を発生する電源にすることができる。従って、スイッチや電荷保持部材の耐圧を下げることができ、低コストで装置を構成することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記電源と前記一対の基板の他方の基板側に設けられた電極との間に設けられた第２のスイッチと、前記電源からの電荷を充電する第２の電荷保持手段と、前記スイッチがオンのときに前記電源が前記他方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記他方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える第２の接続切替手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように、他方の基板側も一方の基板側と同様の構成とすることにより、電源を共用することができ、低コストで装置を構成することができる。
【００２１】
また、請求項３記載に記載したように、前記電位点の電位が接地電位である構成とすることにより、粒子駆動用の電源を１つにすることができ、装置をさらに低コストで構成することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、前記電圧を出力する電源と、前記電源からの電荷を保持する直列接続された複数の電荷保持手段と、前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた電極とを接続する接続手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、複数の電荷保持手段が直列接続されており、この複数の電荷保持手段に電源からの電荷が充電される。そして、接続手段は、複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と一方の基板側に設けられた電極とを接続する。すなわち、複数の電圧保持手段により電源からの電圧が分割されるため、複数種類の電圧を生成することができ、画像に応じて選択した電圧を一方の基板側の電極に印加することができる。このように、電圧の種類毎に電源を設けることなく１つの電源で複数種類の電圧を生成することができるため、複雑な電圧印加の制御を行う装置を低コストで構成することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載したように、前記接続手段は、前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた複数の電極の何れかとを接続する構成とすることにより、濃度階調制御等が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１には、本発明に係る画像表示装置１０の概略構成を示した。図１に示すように、画像表示装置１０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置１４を備えている。
【００２７】
画像表示媒体１２は、画像が表示される側の透明な表示基板１８と、これと間隙ｄをもって対向する背面基板２０との間に、黒色粒子２４及び白色粒子２６が封入されている。
【００２８】
また、表示基板１８の背面基板２０と対向する側の面には透明電極２８が形成されており、背面基板２０の表示基板１８と対向する側の面には、電極３０が形成されている。透明電極２８及び電極３０は、画像駆動装置１４と接続されている。
【００２９】
表示基板１８は、可視光を透過させる材質で構成され、例えば透明なガラス、フィルム、プラスチック製の板材、例えばアクリル材などを用いることができる。
【００３０】
表示基板１８に形成される透明電極２８は、例えばＩＴＯ電極を用いることができるが、透明で電圧を印加することができる電極であれば他の材料を用いた電極でもよい。
【００３１】
背面基板２０に形成された電極３０は、必ずしも全面透明である必要は無く、銅箔などの不透明な物質を用いた電極でもよい。
【００３２】
黒色粒子２４や白色粒子２６は、均一な帯電量をもつ流動性に優れた粒子が好ましく、粒径が均一な球形の粒子がよい。例えば、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０．４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微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイトを分級）や体積平均粒径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微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラックを分級）のような粒径、球形粒子に帯電制御を施した形態の粒子を用いることにより電界に追従し移動のしやすい粒子を用いることができる。
【００３３】
黒色粒子２４及び白色粒子２６は、各々帯電特性が異なる粒子を用いる。例えば黒色粒子２４が負に帯電する特性を有し、白色粒子２６が正に帯電する特性を有する場合には、負の電圧を表示基板１８側に印加することにより、黒色粒子２４を背面基板２０側に移動させると共に白色粒子２６を表示基板１８側へ移動させることができ、正の電圧を表示基板１８側に印加することにより、黒色粒子２４を表示基板１８側に移動させると共に白色粒子２６を背面基板２０側へ移動させることができる。
【００３４】
表示基板１８及び背面基板２０は、１種類の所定の画像を表示させる構成の場合には、エポキシ基板の表面上にエッチング加工により所定の画像の形状に銅箔を形成したものを用いることができる。また、複数種類の任意の画像を表示させる構成の場合には、例えば短冊状の複数の電極が形成されたフレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いて所謂単純マトリクス構造にすることができる。
【００３５】
画像駆動装置１４は、直流電源３２及び駆動部３４で構成されている。駆動部３４は、図２に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０、コンデンサＣ１、Ｃ２で構成されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は、図示しないロジック電源から電源供給され、制御部３６により制御される。
【００３６】
スイッチＳＷ１の一端は直流電源３２に接続されており、他端はスイッチＳＷ２、ＳＷ５、コンデンサＣ１の一端に接続されている。スイッチＳＷ２の他端はスイッチＳＷ３の一端及び表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続されている。スイッチＳＷ３の他端は、スイッチＳＷ４の一端及びコンデンサＣ１の他端に接続されている。スイッチＳＷ４、ＳＷ５の他端は、接地されている。
【００３７】
スイッチＳＷ６の一端は直流電源３２に接続されており、他端はスイッチＳＷ７、ＳＷ１０、コンデンサＣ２の一端に接続されている。スイッチＳＷ１０の他端はスイッチＳＷ９の一端及び背面基板２０に設けられた電極３０に接続されている。スイッチＳＷ９の他端は、スイッチＳＷ８の一端及びコンデンサＣ２の他端に接続されている。スイッチＳＷ７、ＳＷ８の他端は、接地されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は例えばオープンコレクタ方式のスイッチで構成され、その開閉は、図２では図示は省略したが、制御部３６によって制御される。
【００３８】
なお、画像表示媒体１２が本発明の画像表示媒体に相当し、表示基板１８が本発明の一方の基板に相当し、背面基板２０が本発明の他方の基板に相当し、透明電極２８及び電極３０が本発明の電極に相当し、黒色粒子２４及び白色粒子２６が本発明の粒子群に相当し、直流電源３２が本発明の電源に相当し、スイッチＳＷ１が本発明のスイッチに相当し、コンデンサＣ１が本発明の電荷保持手段に相当し、スイッチＳＷ２〜ＳＷ５が本発明の接続切替手段に相当し、スイッチＳＷ６が本発明の第２のスイッチに相当し、コンデンサＣ２が本発明の第２の電荷保持手段に相当し、スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０が本発明の第２の接続切替手段に相当する。
【００３９】
次に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０の開閉動作について説明する。なお、基板間を黒色粒子２４及び白色粒子２６が移動するのに必要な基板間に印加する電圧は２Ｖ（ボルト）であると共に、直流電源３２は、電圧Ｖを出力する電源であり、コンデンサＣ１、Ｃ２は、電圧Ｖに相当する電荷を蓄積することができるコンデンサである。
【００４０】
図３には、表示画像の変化無しの状態から白表示、黒表示を行う場合において、各フェーズにおけるＳＷ１〜ＳＷ１０の開閉状態、コンデンサＣ１、Ｃ２の充電状態、表示基板１８、背面基板２０の電位について示した。
【００４１】
まず、表示画像の変化無しの状態（シーケンスＮｏ１）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオンにし、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ１０をオフにする。
【００４２】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオンになると共にスイッチＳＷ３、ＳＷ５がオフになるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００４３】
また、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオンになると共にスイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオフになるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、背面基板２０側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ２が充電状態となる。
【００４４】
このように、表示基板１８及び背面基板２０共に電位が＋Ｖとなり、基板間の電位差が０となるため、黒色粒子２４及び白色粒子２６は移動せず、表示画像に変化はない。
【００４５】
次に、白表示の状態（シーケンスＮｏ２）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオンにし、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ１０をオフにする。
【００４６】
スイッチＳＷ３、ＳＷ５がオンになると共に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオフになるため、コンデンサＣ１の一端が接地されると共に、他端が表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続される。これにより、コンデンサＣ１が放電され、表示基板１８側の電位が−Ｖになる。
【００４７】
また、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオンのままであると共にスイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオフのままであるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地された状態のままとなる。これにより、背面基板２０側の電位は＋Ｖのままで、コンデンサＣ２が充電状態のままとなる。
【００４８】
このように、表示基板１８の電位が−Ｖになると共に背面基板２０の電位が＋Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が表示基板１８側に移動すると共に黒色粒子２４が背面基板２０側へ移動し、白表示となる。
【００４９】
次に、黒表示の状態（シーケンスＮｏ３）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ１０をオンにし、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオフにする。
【００５０】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオンになると共にスイッチＳＷ３、ＳＷ５がオフになるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００５１】
また、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオンになると共に、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオフになるため、コンデンサＣ２の一端が接地されると共に、他端が背面基板２０に設けられた電極３０に接続される。これにより、コンデンサＣ２が放電され、背面基板２０側の電位が−Ｖになる。
【００５２】
このように、表示基板１８の電位が＋Ｖになると共に背面基板２０の電位が−Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が背面基板２０側に移動すると共に黒色粒子２４が表示基板１８側へ移動し、黒表示となる。
【００５３】
このようにして黒色粒子２４及び白色粒子２６を移動させて白表示及び黒表示を行うことができるため、例えば電極の形状を任意の形状にすることにより、電極形状に応じた任意の画像を形成することができる。
【００５４】
例えば、実際の粒子の駆動においては、基板間の距離ｄが０．２ｍｍの場合では、粒子を移動させるのに最低限必要な電位差は８０Ｖであり、すべての粒子の移動を行なうためには１２０Ｖ必要となる。このような場合でも、本発明によれば、直流電源３２は１２０Ｖでなく６０Ｖの電圧を出力できればよく、従来と比較して半分の電源電圧でよい。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０、コンデンサＣ１、Ｃ２の耐圧も１２０Ｖ以上である必要はなく６０Ｖ以上でよい。さらに、負電圧の電源を用意する必要もない。これにより、装置の大幅なコスト低下を図ることができ、応答速度も高めることが可能となる。
【００５５】
また、例えば画像表示媒体１２の面積が２０ｃｍ２の場合において、表示切替に必要な電荷量は０．１μＣであり、粒子の帯電量の積算値にほぼ等しい。この状態で、図４に示すようにコンデンサの容量と電圧を変化させたとき、表示切替が可能な範囲は上記電荷量により決定され、０．１μＣよりも大きい充電量であれば表示切替が可能であることを確認した。
【００５６】
ところで、面積が数十ｃｍ２の画像表示媒体の全体を駆動する場合には、瞬間的にμＡオーダーの電流が必要となるため、図５に示すように、画像駆動装置１４と画像表示媒体１２が離れている場合、静電気により配線３８に電圧がかかるだけで、表示に変化が発生する。
【００５７】
そこで、図６に示すように、画像表示媒体１２と画像駆動装置１４を近接させることが好ましい。これにより、静電気で発生する電圧変化をコンデンサＣ１、Ｃ２により吸収し、画像を安定に保持することが可能である。
【００５８】
このとき、背面基板２０にはエポキシ樹脂に銅箔電極を蒸着、エッチングにより構成された基板を用いると、同一基板上に画像駆動装置１４を搭載することが可能になり、表示基板１８と近接していることから、配線回路上で発生するノイズを減ずることが可能になる。
【００５９】
なお、任意の画像を表示させる場合には、図７に示すように、例えば電極３０を画素に対応して複数に分割し、所謂アクティブマトリクス駆動により任意の画像を表示することができる。また、図８に示すように、電極３０を短冊状の複数の電極に分割し、透明電極２８も同様の短冊状の複数の電極に分割して、透明電極２８と電極３０とが直交するように配置して、所謂単純マトリクス駆動により、任意の画像を表示させることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６１】
図９には、本実施形態に係る画像表示装置４０を示した。図９に示すように、画像表示装置４０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置４２を備えている。画像駆動装置４２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４、コンデンサＣ１、Ｃ２、直流電源３２で構成されている。
【００６２】
スイッチＳＷ１１は図２のスイッチＳＷ１に相当し、スイッチＳＷ１２は、図２のスイッチＳＷ２、ＳＷ５を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１３は、図２のスイッチＳＷ３、ＳＷ４を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１４は図２のスイッチＳＷ６に相当し、スイッチＳＷ１５は、図２のスイッチＳＷ７、ＳＷ１０を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１６は、図２のスイッチＳＷ８、ＳＷ９を１つにしたものに相当する。
【００６３】
スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３，ＳＷ１５、ＳＷ１６は、図９では図示は省略したが、制御部３６により接点Ａ又は接点Ｂに切り替えられる。スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３，ＳＷ１５、ＳＷ１６は、例えばｐｈｏｔｏＭＯＳタイプのものを用いることができる。
【００６４】
次に、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１６の開閉動作について説明する。図１０には、表示画像の変化無しの状態から白表示、黒表示を行う場合において、各フェーズにおけるＳＷ１１〜ＳＷ１６の開閉状態、コンデンサＣ１、Ｃ２の充電状態、表示基板１８、背面基板２０の電位について示した。
【００６５】
まず、表示画像の変化無しの状態（シーケンスＮｏ１）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１４をオンにし、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１６を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１３、ＳＷ１５を接点Ｂに接続させる。
【００６６】
スイッチＳＷ１１がオンになり、スイッチＳＷ１２が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１３が接点Ｂに接続されるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００６７】
また、スイッチＳＷ１４がオンになり、スイッチＳＷ１５が接点Ｂに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ａに接続されるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、背面基板２０側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ２が充電状態となる。
【００６８】
このように、表示基板１８及び背面基板２０共に電位が＋Ｖとなり、基板間の電位差が０となるため、黒色粒子２４及び白色粒子２６は移動せず、表示画像に変化はない。
【００６９】
次に、白表示の状態（シーケンスＮｏ２）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１をオフにし、スイッチＳＷ１２を接点Ｂに接続させると共に、スイッチＳＷ１３を接点Ａに接続させる。
【００７０】
これにより、コンデンサＣ１の一端が接地されると共に、他端が表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続される。これにより、コンデンサＣ１が放電され、表示基板１８側の電位が−Ｖになる。
【００７１】
また、スイッチＳＷ１４がオンのままであり、スイッチＳＷ１５が接点Ｂに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ａに接続されたままであるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地された状態のままとなる。これにより、背面基板２０側の電位は＋Ｖのままで、コンデンサＣ２が充電状態のままとなる。
【００７２】
このように、表示基板１８の電位が−Ｖになると共に背面基板２０の電位が＋Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が表示基板１８側に移動すると共に黒色粒子２４が背面基板２０側へ移動し、白表示となる。
【００７３】
次に、黒表示の状態（シーケンスＮｏ３）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１をオンにし、スイッチＳＷ１２を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１３を接点Ｂに接続させる。また、スイッチＳＷ１４をオフにし、スイッチＳＷ１５を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１６を接点Ｂに接続させる。
【００７４】
スイッチＳＷ１１がオンになり、スイッチＳＷ１２が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１３が接点Ｂに接続されるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００７５】
また、スイッチＳＷ１４がオフになり、スイッチＳＷ１５が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ｂに接続されるため、コンデンサＣ２の一端が接地されると共に、他端が背面基板２０に設けられた電極３０に接続される。これにより、コンデンサＣ２が放電状態となり、背面基板２０側の電位が−Ｖになる。
【００７６】
このように、表示基板１８の電位が＋Ｖになると共に背面基板２０の電位が−Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が背面基板２０側に移動すると共に黒色粒子２４が表示基板１８側へ移動し、黒表示となる。
【００７７】
このようにして黒色粒子２４及び白色粒子２６を移動させて白表示及び黒表示を行うことができるため、例えば電極の形状を任意の形状にすることにより、電極形状に応じた任意の画像を形成することができる。
【００７８】
本実施形態では、接続切替手段として、単にオンオフを切り替えるスイッチではなく、接点Ａ又は接点Ｂに切り替えることができるスイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１５、ＳＷ１６を用いて構成したので、素子数を少なくすることができるため簡便な構成とすることができると共に、省スペース化を図ることができる。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１１には、本実施形態に係る画像表示装置５０を示した。図１１に示すように、画像表示装置５０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置５２を備えている。
【００８１】
画像駆動装置５２は、直流電源３２、コンデンサＣ１〜Ｃ５、及び接続手段としてのスイッチ部５４で構成されている。コンデンサＣ１〜Ｃ５は直列接続されている。
【００８２】
また、直流電源３２とコンデンサＣ１の接続点Ａ１、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の接続点Ａ２、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３の接続点Ａ３、コンデンサＣ３とコンデンサＣ４の接続点Ａ４、コンデンサＣ４とコンデンサＣ５の接続点Ａ５は、スイッチ部５４に接続されている。
【００８３】
スイッチ部５４は、図１２に示すように、スイッチＳ１〜Ｓ５、ＳＡ〜ＳＥで構成されており、これらのスイッチは図示しないロジック駆動電源により電源供給され、その開閉は制御部３６によって制御される。
【００８４】
ここで、コンデンサＣ１〜Ｃ５を例えば同一容量のコンデンサで構成することにより、直流電源３２の出力電圧がＶの場合、Ｖ５＝Ｖ、Ｖ４＝４Ｖ／５、Ｖ３＝３Ｖ／５、Ｖ２＝２Ｖ／５、Ｖ５＝Ｖ／５となり、１つの電源で複数種類（５個）の電圧を生成することができる。
【００８５】
そして、基板間の電位差Ｖと画像濃度Ｄの関係が例えば図１３に示すような関係の場合、スイッチＳ１〜Ｓ５、ＳＡ〜ＳＥの開閉を制御して透明電極２８Ａ〜２８Ｅにそれぞれ電圧Ｖ１〜Ｖ５の電圧を印加することにより、画像濃度Ｄ１〜Ｄ５の５値の濃度設定が可能となる。
【００８６】
次に、スイッチＳ１〜Ｓ５、ＳＡ〜ＳＥの開閉動作について説明する。
【００８７】
図１４に示すように、まず０〜Ｔ１の時間にスイッチＳ１、ＳＡをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ａの電位がＶ１となる。次に、Ｔ１〜Ｔ２の時間にスイッチＳ２、ＳＢをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｂの電位がＶ２となる。次に、Ｔ２〜Ｔ３の時間にスイッチＳ３、ＳＣをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｃの電位がＶ３となる。次に、Ｔ３〜Ｔ４の時間にスイッチＳ４、ＳＤをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｄの電位がＶ４となる。次に、Ｔ４〜Ｔ５の時間にスイッチＳ５、ＳＥをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｅの電位がＶ１となる。
【００８８】
このように、スイッチＳ１〜Ｓ５、ＳＡ〜ＳＥの開閉を制御して透明電極２８Ａ〜２８Ｅに各々異なる電圧を印加することにより、濃度を異ならせた階調表示が可能となる。
【００８９】
本実施の形態では、コンデンサを用いて複数の電圧を生成しているため、バリスタなどの電位制御部材を用いるものと比較して、蓄積した電荷を失うことなく粒子を移動させることができるので、エネルギー効率が高く、余分な熱発生などによる電力損失を防止することができる。
【００９０】
なお、単純マトリックスの構成で表示内容の切り替えを行う場合には、表示の切り替えを終了した画素又は表示の切り替えを行わない画素が変化してしまう現象、すなわちクロストークを防止するため、表示基板１８の画像保持電位と背面基板２０の画像保持電位に電位差を持たせることが好ましい。
【００９１】
従来では、図１６に示すように、表示基板１８側、背面基板２０側にそれぞれドライブ電源６２、ロジック駆動電源６４を必要とし、さらにクロストーク防止用の電位差を持たせるための電源を必要とするため、全部で６個の電源が必要となり、装置のコストが高くなると共に、電源部のパッケージを画像表示媒体に装着することも困難であり、外部に専用の電源装置を設ける必要があった。
【００９２】
これに対し、本実施の形態では、コンデンサを直列接続することにより複数種類の電圧を生成しており、また、クロストーク防止用の電位差が必要な場合でも、この電位差をコンデンサによって生み出すことができる。このため、単純マトリックスの構成で表示内容の切り替えを行う場合、図１５に示すように、電源を１種類の直流電源３２と駆動部３４に電源を供給するためのロジック駆動電源６０だけで構成することができる。これにより、安価且つ簡易な構成でコストを低減することができると共に、ノイズに対して安定した動作をすることができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、粒子を移動させて画像を表示する画像表示媒体を駆動する駆動部を簡易且つ安価な構成にすることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る画像駆動装置の概略構成図である。
【図３】第１実施形態におけるスイッチのオンオフ、コンデンサの充電状態、基板の電位等の状態をシーケンス毎に表した表である。
【図４】電荷量と電圧との関係及び粒子の駆動に必要な電荷量について説明するための図である。
【図５】画像表示媒体と画像駆動装置の配置について説明するための図である。
【図６】画像表示媒体と画像駆動装置の配置について説明するための図である。
【図７】アクティブマトリクス構造の場合の電極について説明するための図である。
【図８】単純マトリクス構造の場合の電極について説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る画像駆動装置の概略構成図である。
【図１０】第２実施形態におけるスイッチのオンオフ、コンデンサの充電状態、基板の電位等の状態をシーケンス毎に表した表である。
【図１１】第３実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１２】スイッチ部の概略構成図である。
【図１３】電圧と濃度との関係を示す線図である。
【図１４】第３実施形態におけるスイッチのオンオフの状態をシーケンス毎に表した表である。
【図１５】第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１６】従来における画像表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０　　画像表示装置
１２　　画像表示媒体
１４、４２、５２　　画像駆動装置
１８　　表示基板
２０　　背面基板
２４　　黒色粒子
２６　　白色粒子
２８　　透明電極
３０　　電極
３２　　直流電源
３４　　駆動部
３６　　制御部
３８　　配線
５４　　スイッチ部
６０、６４　　ロジック駆動電源
６２　　ドライブ電源
６４　　ロジック駆動電源
【図１】
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【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】
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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１６】
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