(57)【要約】【課題】周囲が暗い状態でも表示画像を良好に認識することができる画像表示媒体及び画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示媒体１２は、透明な表示基板１８と背面基板２０との間に透明な部材で構成された間隙部材２２が設けられ、基板間に黒色粒子２４及び白色粒子２６が封入されている。表示基板１８の内側には透明電極２８が形成されており、背面基板２０の内側には電極３０が形成されている。透明電極２８及び電極３０に電圧印加装置１４により透明電極２８及び電極３０に電圧が印加されることにより黒色粒子２４及び白色粒子２６が基板間を移動して画像表示される。背面基板２０側には間隙部材２２の位置に対応して発光部３２が設けられており、発光部３２から発光された光が間隙部材２２によって拡散されて黒色粒子２４に照射される。【選択図】　　　　図１
2004139006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が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して配置され、少なくとも一部が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る電圧により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色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、
前記基板間に設けられ、外部から発光された光を前記表示基板側に導光する導光手段と、
を備えた画像表示媒体。
【請求項２】
少なくとも一部が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して配置され、少なくとも一部が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る電圧により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、前記背面基板の色と異なる少なくとも１種類の粒子群と、
前記基板間に設けられ、外部から発光された光を前記表示基板側に導光する導光手段と、
を備えた画像表示媒体。
【請求項３】
前記導光手段は、前記基板間の距離を規制する間隙部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示媒体。
【請求項４】
前記間隙部材が透光性を有し、且つ前記背面基板の前記導光手段が接する部位が透光性を有することを特徴とする請求項３記載の画像表示媒体。
【請求項５】
前記間隙部材は、前記基板間を複数のセルに仕切る仕切部材であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の画像表示媒体。
【請求項６】
前記間隙部材の前記表示基板に接する面積が、前記間隙部材の前記背面基板に接する面積よりも小さいことを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の画像表示媒体。
【請求項７】
前記導光手段は、前記発光された光を拡散する拡散手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像表示媒体。
【請求項８】
前記導光手段は、絶縁性であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の画像表示媒体。
【請求項９】
前記間隙部材と前記表示基板とが接する領域の少なくとも一部に反射手段をさらに設けたことを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れか１項に記載の画像表示媒体。
【請求項１０】
前記間隙部材の少なくとも一部が鋸型状であることを特徴とする請求項４乃至請求項９の何れか１項に記載の画像表示媒体。
【請求項１１】
前記請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の画像表示媒体と、
前記導光手段に向けて発光する発光手段と、
前記表示基板側に設けられた透明電極と前記背面基板側に設けられた電極との間に画像情報に応じた電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えた画像表示装置。
【請求項１２】
前記画像表示媒体に照射された外光の光量を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段により検出された光量に基づいて前記発光手段による発光を制御する発光制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記画像表示媒体へ照射された外光により発電する発電手段と、前記発電手段により発電された電力を蓄積する充電手段と、前記発電手段により発生した起電力に基づいて前記発光手段による発光を制御する発光制御手段と、をさらに備え、前記発光手段は、前記充電手段に充電された電力により発光することを特徴とする請求項１１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、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体及び画像表示装置に係り、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及び画像表示装置に関する。
【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、本出願人は特許文献１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】
さらに、本出願人は、特許文献２において、フィルターを用いてカラー画像を表示する方法を提案し、光量の不足を補う手段として、フィルターが形成された基板の一部の領域を透明にして白色表示時の反射率を向上させる方法を開示している。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術のように表示体として粒子を用いた画像表示媒体に画像を表示させる技術では、表示体である粒子は発光体ではないため、夜間等の周囲が暗い状況における画像の認識が非常に困難である、という問題があった。
【０００７】
粒子と同様に発光体ではない液晶を表示体とする液晶表示装置では、光の利用効率が低いため、背面側又は表面側から液晶層に強制的に光を照射することにより絶対的な光反射量を確保している。例えば、特許文献３や特許文献４には、半透過型液晶を用いた装置が開示されている。この装置は、図９に示すように、透明基板１００、１０２間に液晶層１０４が設けられており、透明基板１０２上に透明電極１０６が、その上に反射板１０８が形成されている。そして、周囲が明るい場合には外光を反射板１０８により選択的に反射させることにより反射型表示を行うと共に、周囲が暗い場合には、背面側に設けられた導光板１１０により、発光体１１１からの光を液晶層１０４に光を照射することにより画像を視認可能にする透過型表示を行う。
【０００８】
ところが、表示体として粒子を用いた画像表示媒体、例えば図１０に示すように電極１１２が形成された表示基板１１４と電極１１６が形成された背面基板１１８との間に黒色粒子１２０及び白色粒子１２２を封入した画像表示媒体１２４に画像を表示させる技術では、液晶表示装置と異なり、表示体である黒色粒子１２０及び白色粒子１２２の光の反射又は吸収によって画像を視認させることを原理としており、光を透過する機能を備えていない。
【０００９】
従って、図１１に示すように発光体１２６及び発光体１２６からの光を背面基板１１８側へ照射する導光板１２８を設けて背面基板１１８側から内部へ光を照射しても、白色粒子１２２によって光が吸収されてしまうため表示基板１１４側へ光を透過させることができず、表示画像を認識するのが困難となる。
【００１０】
明度を確保するための手段としては、液晶装置では、表示側からフロントライトを照射して反射型表示を行う方法がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−３１２２２５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３９７５０号公報
【特許文献３】
特開平１１−３３７９３１号公報
【特許文献４】
特開２００１−２８１６５３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フロントライト方式では、導光させるためにプリズムシートを必要とし、そのプリズム面は表示面側に段差を与えなければならず微細な構造となるため、これを保護する機能を設ける必要がある。従って、大画面化することが難しい。
【００１３】
また、フロントライトを用いない場合には、プリズムシートが逆に外光を吸収することによりコントラストを低下させるため、常時光を照射しなければならない。
【００１４】
また、ＰＤＡなどのパーソナルユースとしての画像表示装置では、使用者がスイッチなどの操作により容易に発光時期の選択を容易に行なうことができるが、看板、サインボードといった公衆の面前に恒常的に設置する場合には、発光時期の選択を容易に行うことはできない。
【００１５】
本発明は、上記事実に鑑みて成されたものであり、周囲が暗い状態でも表示画像を良好に認識することができる画像表示媒体及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【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記載の発明の画像表示媒体は、少なくとも一部が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して配置され、少なくとも一部が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る電圧により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色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、前記基板間に設けられ、外部から発光された光を前記表示基板側に導光する導光手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、表示基板と背面基板との間に色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群が封入されている。この粒子群は、表示基板側に設けられる透明電極と背面基板に設けられる電極との間に画像情報に応じた電圧が印加されることにより形成された電界に応じて基板間を移動してそれぞれの粒子群が表示基板側又は背面基板側に付着する。これにより、表示基板側から画像を認識することができる。なお、表示基板側に設けられる透明電極及び背面基板側に設けられる電極は基板に直接設けてもよいし、基板と別個独立に設けてもよい。例えば基板に直接電極を設ける場合は、表示基板及び背面基板の対向面に各々設けてもよいし、表示基板及び背面基板の対向面と反対側の面、すなわち外側の面に各々設けてもよいし、基板の中に各々設けてもよい。
【００１８】
また、基板間には、外部から発光された光を表示基板側、すなわち、表示基板側に付着した粒子群に導光する導光手段が設けられている。このように、基板間に導光手段が設けられているため、確実に表示基板側の粒子群に光を照射することができる。これにより、画像表示媒体の周辺が暗い場合でも、画像を良好に視認することが可能となる。
【００１９】
また、請求項２に記載したように、少なくとも一部が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して配置され、少なくとも一部が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る電圧により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、前記背面基板の色と異なる少なくとも１種類の粒子群と、前記基板間に設けられ、外部から発光された光を前記表示基板側に導光する導光手段と、を備えた構成としてもよい。
【００２０】
この場合、背面基板を粒子群と異なる色に着色してもよく、背面基板の素材そのものの色が粒子群の色と異なっていても良く、背面基板を透明基板として、粒子群の色と異なる色の着色部材を背面基板と別個独立に設けてもよい。
【００２１】
そして、粒子群の色による表示を行なう場合には、直流電圧又は第１の交番電圧を基板間に印加する。また、背面基板の色による表示を行なう場合は、表示基板を含む面と平行方向に粒子群を移動させるための第２の交番電圧、すなわち、粒子群を周囲へ移動させるための第２の交番電圧を基板間の一部に印加する。これにより、粒子群が電圧が印加されていない周辺の領域へ移動して背面基板が露呈し、表示基板側から背面基板の色を視認することができる。
【００２２】
また、請求項３に記載したように、前記導光手段は、前記基板間の距離を規制する間隙部材としてもよい。すなわち、表示基板と背面基板との間隙を保つための間隙部材に、表示基板側に光を導光する機能を兼用させる。これにより、専用の導光手段を設ける必要がない。
【００２３】
また、請求項４に記載したように、前記間隙部材が透光性を有し、且つ前記背面基板の前記導光手段が接する部位が透光性を有する構成としてもよい。
【００２４】
この場合、背面基板の外側から、背面基板の導光手段が接する部位、すなわち透光性を有する部位へ光を照射することにより、間隙部材を透過した光が表示基板側へ照射される。このように、間隙部材を透光性とすることにより、簡易な構成で効率よく表示基板側へ光を照射することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載したように、前記間隙部材は、前記基板間を複数のセルに仕切る仕切部材としてもよい。これにより、粒子群の偏在を防ぐことができる。
【００２６】
また、請求項６に記載したように、前記間隙部材の前記表示基板に接する面積が、前記間隙部材の前記背面基板に接する面積よりも小さい構成とすることが好ましい。すなわち、例えば、間隙部材の形状を、背面基板側から表示基板側へ向けて徐々に細くなるような柱状の形状とする。また、円錐や、三角錐、四角錐等のような形状としてもよい。これにより、表示基板側から見たときに間隙部材が目立ってしまうのを防ぐことができ、良好に画像を表示することができる。
【００２７】
また、請求項７に記載したように、前記導光手段は、前記発光された光を拡散する拡散手段とすることが好ましい。これは、上記のように間隙部材の形状を三角錐のような形状とすることにより間隙部材の側面に照射された光を屈折させることによっても光を拡散させることができるが、間隙部材の表面や内部に光を拡散させるための加工を施して光を拡散させるようにしてもよい。
【００２８】
また、請求項８に記載したように、前記導光手段は、絶縁性である構成としてもよい。これにより、表示基板に付着している粒子に効率よく光を照射することができる。
【００２９】
また、請求項９に記載したように、前記間隙部材と前記表示基板とが接する領域の少なくとも一部に反射手段をさらに設けた構成としてもよい。
【００３０】
このような構成とすることにより、背面基板の外側から照射され間隙部材内を透過した光が、反射手段により反射されて基板間の粒子群又は背面基板に効率よく照射される。これにより、周辺が暗い場合でも良好に画像を視認することができる。
【００３１】
また、請求項１０に記載したように、前記間隙部材の少なくとも一部が鋸型状である構成としてもよい。
【００３２】
このような構成とすることにより、間隙部材内を透過し、反射手段で反射された光が様々な方向に屈折して基板内に照射される。これにより、より効果的に基板内の粒子群や背面基板に光を照射することができる。
【００３３】
請求項１１記載の発明は、前記請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の画像表示媒体と、前記導光手段に向けて発光する発光手段と、前記表示基板側に設けられた透明電極と前記背面基板側に設けられた電極との間に画像情報に応じた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。
【００３４】
この発明によれば、発光手段により導光手段に向けて発光される。これにより、電圧印加手段によって表示基板側に設けられた透明電極と背面基板側に設けられた電極との間に印加された電圧に応じて表示基板側に移動した粒子群に光が照射される。これにより、画像表示媒体の周囲が暗い場合でも良好い画像を視認することができる。
【００３５】
なお、請求項２に記載した画像表示媒体を用いた場合において、粒子群の色による表示を行なう場合には、直流電圧又は第１の交番電圧を基板間に印加する。また、背面基板の色による表示を行なう場合は、表示基板を含む面と平行方向に粒子群を移動させるための第２の交番電圧、すなわち、粒子群を周囲へ移動させるための第２の交番電圧を基板間の一部に印加する。これにより、基板間の粒子群が、第２の交番電圧が印加されていない周辺の領域へ移動して背面基板が露呈し、表示基板側から背面基板の色を視認することができる。
【００３６】
また、請求項１２に記載したように、前記画像表示媒体に照射された外光の光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段により検出された光量に基づいて前記発光手段による発光を制御する発光制御手段と、をさらに備えた構成としてもよい。
【００３７】
発光制御手段は、例えば光量検出手段によって検出した外光の光量が、画像を良好に視認することができない値として設定された所定閾値以下の場合に、発光手段を発光させて表示基板側の粒子群に光を照射させる。これにより、周辺が暗い場合にのみ発光手段により発光させることができ、無駄な電力を消費するのを防ぐことができる。
【００３８】
また、請求項１３に記載したように、前記画像表示媒体へ照射された外光により発電する発電手段と、前記発電手段により発電された電力を蓄積する充電手段と、前記発電手段により発生した起電力に基づいて前記発光手段による発光を制御する発光制御手段と、をさらに備え、前記発光手段は、前記充電手段に充電された電力により発光する構成としてもよい。
【００３９】
発光制御手段は、例えば発電手段により発生した起電力が所定閾値以下の場合、すなわち外光が少なく、画像を良好に視認することができないほど起電力が小さい場合に発光手段を発光させる。また、発光手段は、充電手段に蓄積された外光によって発電した電力により発光する。
【００４０】
すなわち、発電手段は、外光を検出する手段として機能すると共に、発光手段を発光させる電力を発生する電源としての機能を有する。これにより、外光を検知するセンサや電源が必要なく、装置を低コストにすることができる。
【００４１】
【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。
【００４２】
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、電圧印加装置１４、及び発光装置１６を備えている。
【００４３】
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、これと間隙をもって対向する背面基板２０との間に、基板間の距離を距離ｄに一定に保持する間隙部材２２が設けられ、基板間に黒色粒子２４及び白色粒子２６が封入されている。
【００４４】
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。
【００４５】
透明電極２８及び電極３０は、電圧印加装置１４と接続されている。電圧印加は表示基板側、背面基板側の何れに行ってもよく、双方の基板に行ってもよい。
【００４６】
背面基板２０側には、発光装置１６を備えている。発光装置１６は、間隙部材２２に対応した位置に配置された発光部３２を備えている。発光部３２は図示しない電源から電力を供給されて発光する。
【００４７】
発光部３２は、一般に用いられる圧電インバータによる電圧を利用した冷陰極管や、間欠電位付与の低電圧で駆動される発光ダイオードを用いることができ、画像表示媒体１２を室外に設置する場合には、白熱灯や蛍光灯、ハロゲンランプを用いることができ、粒子に蛍光性物質を用いた場合には紫外線などを出力するものでもよい。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
背面基板２０に形成された電極３０は、電界形成に必要な部位に設けられ、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。
【００５１】
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、球状微粒子、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、電界に追従して移動しやすくすることができる。
【００５２】
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が正に帯電する特性を有し、白色粒子２６が負に帯電する特性を有する場合には、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、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。
【００５３】
間隙部材２２は、例えば透明な樹脂で構成され、例えばアクリル、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＭＭＡ、ＰＶＣなどの材質で構成される。また、間隙部材２２は、表示基板１８側から視認できないように、図２に示すように先端が尖った形状となっており、例えばスクリーン印刷、エンボス加工、射出成型、熱プレス、サンドブラスト等の方法により製造することができる。
【００５４】
また、図２に示すような形状や円錐形状、三角錐や四角錐等の形状の複数の間隙部材２２を基板間に配置するようにしてもよいが、図３に示すように、間隙部材２２をマス目状にして、基板間を複数のセルに仕切る形状とすることが好ましい。これにより、各マスを１画素として画素単位で粒子移動を行うことができ、粒子の偏在を防ぐことができる。また、発光部３２からの光を全体に均一に照射することができる。
【００５５】
なお、間隙部材２２は、黒色粒子２４や白色粒子２６ができるだけ付着しない材質のものが好ましい。また、表示、裏面基板の粒子付着部の材質と間隙部材２２の材質が異なる場合、間隙部材２２と基板との間で粒子付着力に差が発生するので、材質はできるだけ同じものを用いるほうがよい。また、付着した粒子を除去する例えば振動機構や機械的な除去機構などを備えてもよい。
【００５６】
背面基板２０は、例えば表示基板１８と同様の透明な材質で構成され、間隙部材２２間に電極３０が形成されている。発光部３２は、図４に示すように、間隙部材２２に対応した位置にそれぞれ設けられている。これにより、発光部３２から発光した光が間隙部材２２を通って表示基板１８側に照射される。なお、背面基板２０は、少なくとも間隙部材２２が接する部位だけ透明であればよいので、電極３０が形成されている部位は透明でない材質で構成してもよい。
【００５７】
また、背面基板２０の透明な部位は、少なくとも間隙部材２２の背面基板２０と接する部位と同一以上の面積を有することが好ましい。
【００５８】
間隙部材２２は、図５に示すように、側面から見た場合に三角形状となっているので、発光部３２から間隙部材２２へ向けて発光された光は間隙部材２２の内部を通って、側面で屈折して表示基板１８に付着した粒子に照射される。すなわち、間隙部材２２の側面に対して発光部３２からの光が角度をもっているため、間隙部材２２からの光は屈折して拡散光となって表示基板１８側に照射される。これにより、表示基板１８に付着した粒子に効率よく光を照射することができる。また、粒子は球状であるため一様に光を拡散する。これにより、視野角依存を生じることがない。
【００５９】
このように、本実施形態では、背面基板２０側から発光された光が基板間に設けられた間隙部材２２によって導光され、拡散光として表示基板１８側へ照射される。これにより、確実かつ効率よく表示基板１８に付着した粒子に光を照射することができるため、画像表示媒体１２の周辺が暗い場合でも良好に画像を視認することができる。
【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６には、本実施形態に係る画像表示装置４０を示した。図６に示すように、画像表示装置４０は、画像表示媒体１２、電圧印加装置１４（図示省略）、及び発光装置１６、外光検出センサ４２、及び発光制御装置４４を備えている。
【００６２】
外光検出センサ４２は、フォトＩＣやフォトダイオード等を用いることができ、図６に示すように、表示基板１８の近傍に配置される。外光検出センサ４２は、外光の光量を検出し、該検出した光量を例えば電圧（外光量検知電圧）に変換して発光制御装置４４へ出力する。
【００６３】
発光制御装置４４では、例えば外光量検知電圧が予め定めた所定閾値以下の場合には、発光部３２を発光させる。この所定閾値は、外光量検知電圧がこの値以下になった場合に、画像を良好に視認することができなくなる値に設定される。このように、画像表示媒体１２の周辺が暗い場合には、これを自動的に検出して発光部３２を発光させる。これにより、周辺が暗い場合にのみ発光部３２を発光させることができ、無駄な電力を消費するのを防ぐことができる。
【００６４】
なお、図７に示すように、外光量検知電圧と発光体発光電圧との対応関係を予め定め、この対応関係を表すルックアップテーブルを発光制御装置４４に記憶させておき、このルックアップテーブルから外光量検知電圧に対応する発光体発光電圧を設定して発光部３２を発光させるようにしてもよい。すなわち、外光量検知電圧が高くなるに従って、すなわち外光量が多くなるに従って、発光体発光電圧が低くなるように、すなわち発光部３２の発光量が少なくなるように制御し、外光量検知電圧が低くなるに従って、すなわち外光量が少なくなるに従って、発光体発光電圧が高くなるように、すなわち発光部３２の発光量が多くなるように制御する。これにより、画像表示媒体１２の周辺の明るさに応じて適切な発光量で発光させることができ、画像の視認性をさらに向上させることができる。
【００６５】
（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、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。
【００６６】
図８には、本実施形態に係る画像表示装置５０を示した。図８に示すように、画像表示装置５０は、画像表示媒体１２、電圧印加装置１４（図示省略）、及び発光装置１６、発光制御装置４４、太陽光発電装置５２、及び充電装置５４を備えている。
【００６７】
太陽光発電装置５２は、表示基板１８の近傍に配置され、太陽光によって発電する。発電した電力は、充電装置５４に充電される。そして、充電装置５４に充電された電力によって発光部３２が発光する。
【００６８】
発光制御装置４４は、例えば太陽光発電装置５２により発生した起電力をモニタし、この起電力が所定閾値以下の場合、すなわち外光が少なく発電量が少ない場合に、充電装置５４から発光部３２へ電力が供給されるように制御して発光部３２を発光させる。この閾値は、これ以下の場合に画像を良好に視認することができないと判断できる値に設定される。
【００６９】
すなわち、太陽光発電装置５２は、外光を検出する手段として機能すると共に、発光部３２を発光させる電力を発生する電源としての機能を有する。これにより、外光を検知するセンサや発光部３２を発光させるための電源が必要なく、装置を低コストにすることができる。
【００７０】
なお、第２実施形態で説明したのと同様に、太陽光発電装置５２により発生した起電力と発光体発光電圧との対応関係を予め定め、この対応関係を表すルックアップテーブルを発光制御装置４４に記憶させておき、このルックアップテーブルから起電力に対応する発光体発光電圧を設定して発光部３２を発光させるようにしてもよい。すなわち、起電力が高くなるに従って、すなわち外光量が多くなるに従って、発光体発光電圧が低くなるように、すなわち発光部３２の発光量が少なくなるように制御し、起電力が低くなるに従って、すなわち外光量が少なくなるに従って、発光体発光電圧が高くなるように、すなわち発光部３２の発光量が多くなるように制御する。これにより、画像表示媒体１２の周辺の明るさに応じて適切な発光量で発光させることができ、画像の視認性をさらに向上させることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４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。
【００７２】
図８には、本実施形態に係る画像表示装置５０を示した。図８に示すように、画像表示装置６０は、画像表示媒体６２、電圧印加装置６４、及び発光装置１６で構成されている。
【００７３】
画像表示媒体６２は、画像が表示される側の透明な表示基板１８と、これと間隙をもって対向する背面基板２０との間に、間隙部材２２が設けられ、基板間に黒色粒子２４及び白色粒子２６が封入されている。
【００７４】
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、例えば矩形状の内側電極６６及び内側電極６６の周囲に形成された矩形輪状の外側電極６８からなる電極層が形成されている。さらに、この電極層上には、黒色粒子２４及び白色粒子２６の色と異なる着色層７０が形成されている。
【００７５】
透明電極２８、内側電極６６及び外側電極６８は、電圧印加装置６４と接続されている。
【００７６】
電圧印加装置６４は、直流電源及び交流電源を含んで構成され、画像情報に応じて透明電極２８及び外側電極６８に所定の直流電圧を印加したり接地したりすると共に内側電極６６に所定の交番電圧を印加したり接地したりする。
【００７７】
次に、電圧印加装置６４による画像表示媒体６２の駆動について説明する。
【００７８】
まず、図１２に示すような白表示を行う場合には、電圧印加装置６４は、内側電極６６及び外側電極６８の各々に、負の直流電圧を所定時間印加すると共に、透明電極２８を接地する。これにより、基板間に発生した電界の作用により、背面基板２０側の負に帯電した白色粒子２６が表示基板１８側へ移動し、表示基板側１８側の正に帯電した黒色粒子２４は、背面基板２０側へ移動し、白表示となる。また、第１の交番電圧として例えば数サイクル程度の交番電圧を印加し、最終パルスを負の電圧としても同様に白表示状態とすることができる。
【００７９】
一方、黒表示を行う場合には、電圧印加装置６４は、内側電極６６及び外側電極６６の各々に、正の直流電圧を所定時間印加すると共に透明電極２８を接地する。これにより、基板間に発生した電界の作用により、背面基板２０側の正に帯電した黒色粒子２４が表示基板１８側へ移動し、表示基板側１８側の負に帯電した白色粒子２６は、背面基板２０側へ移動し、黒表示となる。また、第１の交番電圧として例えば数サイクル程度の交番電圧を印加し、最終パルスを正の電圧としても同様に黒表示状態とすることができる。
【００８０】
なお、電圧の印加を停止した後も、鏡像力やファンデルワース力等の付着力により粒子は表示基板１８又は背面基板２０に付着したままとなり、表示状態は維持される。
【００８１】
また、黒色粒子２４及び白色粒子２６をセルの外側、すなわち外側電極６８側に退避させ、着色層７０の色を表示させる場合には、電圧印加装置６４は、内側電極６６に第１の交番電圧よりも多いサイクル数の第２の交番電圧を印加し、外側電極６８及び透明電極２８を接地する。これにより、図１３に示すように、黒色粒子２４及び白色粒子２６は基板面と平行な方向へ移動し、接地された外側電極６８側、すなわち電界が発生していない基板間に集まる。従って、内側電極６６上に殆ど粒子が存在しなくなり、着色層７０の色を表示基板１８側から視認することができる。このとき、発光部３２から照射された光が間隙部材２２を透過して基板内に拡散され、背面基板２０側に照射されるため、周辺が暗い場合でも良好に着色層７０の色を視認することができる。
【００８２】
なお、この状態から、内側電極６６と外側電極６８とに、前記第２の交番電圧を印加すると、外側電極６８上に集合した粒子が分散していき、粒子の分布を均一な状態に戻すことができる。
【００８３】
このように、本実施形態では、背面基板側に粒子の色と異なる着色層を設けているので、より多くの色を用いた画像を表示することができる。
【００８４】
なお、図１４に示すように、間隙部材２２を鋸型状とし、間隙部材２２と表示基板１８とが接する領域の少なくとも一部に反射層７２をさらに設けた構成としてもよい。
【００８５】
これにより、発光部３２から照射された光は、図１４の点線で示すように、間隙部材２２を透過して反射層７２で反射され、間隙部材２２の側面で屈折して着色層７０に照射される。
【００８６】
このように、間隙部材２２を鋸型状とすることにより、発光部３２から照射された光が間隙部材２２を透過し、その側面から様々な方向に屈折した光が基板内に照射される。これにより、効率よく基板内に光を照射することができ、周辺が暗い場合でも良好に着色層７０の色を視認することができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、周囲が暗い状態でも表示画像を良好に認識することができる、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】間隙部材の形状について説明すための図である。
【図３】間隙部材全体の形状について説明すための図である。
【図４】画像表示媒体の一部断面図である。
【図５】間隙部材による光の拡散について説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図７】外光量検知電圧と発光体発光電圧との対応関係を表す線図である。
【図８】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９】液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】従来の画像表示媒体の概略構成を示す断面図である。
【図１１】従来の画像表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】第４実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１３】第４実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１４】第４実施形態に係る画像表示装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０　画像表示装置
１２　画像表示媒体
１４　電圧印加装置（電圧印加手段）
１６　発光装置
１８　表示基板
２０　背面基板
２２　間隙部材（導光手段）
２４　黒色粒子（粒子群）
２６　白色粒子（粒子群）
２８　透明電極
３０　電極
３２　発光部（発光手段）
４２　外光検出センサ（光量検出手段）
４４　発光制御装置（発光制御手段）
５２　太陽光発電装置（発電手段）
５４　充電装置（充電手段）
７２　反射層（反射手段）
【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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