(57)【要約】【課題】クロストークに起因する濃淡のムラを無くすことのできる画像表示装置の駆動方法を提供する。【解決手段】一方の基板上で行方向に延びる複数本の電極からなる行電極、及び、他方の基板上で列方向に延びる複数本の電極からなる列電極、に対し、行電極の一端から他端にスキャンして電圧を印加することで１画面の画像を表示するにあたり、１画面の表示が終了した後、第１の色にクロストークを発生させる電圧と第２の色にクロストークを発生させる電圧とを表示部のセル全てに各１回以上印加する。具体的には、スキャンの最後に２行以上行を付け足し、１スキャンが終了した後、第１の色の表示と第２の色の表示を各１回以上表示する駆動を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、第１の色と第２の色を有する少なくとも２種類の画像表示媒体を封入し、各基板に設けた電極から画像表示媒体に電界を与えて、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示装置の駆動方法において、一方の基板上で行方向に延びる複数本の電極からなる行電極、及び、他方の基板上で列方向に延びる複数本の電極からなる列電極、に対し、行電極の一端から他端にスキャンして電圧を印加することで１画面の画像を表示するにあたり、１画面の表示が終了した後、第１の色にクロストークを発生させる電圧と第２の色にクロストークを発生させる電圧とを表示部のセル全てに各１回以上印加することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項２】
スキャンの最後に２行以上行を付け足し、１スキャンが終了した後、第１の色の表示と第２の色の表示を各１回以上表示する駆動を行うことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項３】
画像表示に先立つ画像の消去方法が、行毎に消去してから行毎に画像を書き込むライン消去方法、または、全面一斉に消去してから画像を行毎に書き込む全消去方法である請求項１または２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、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、第１の色と第２の色を有する少なくとも２種類の画像表示媒体を封入し、電極から画像表示媒体に電界を与えて、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示装置の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。
【０００３】
これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液から成る分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。
【０００４】
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにして、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。
【０００５】
一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。
【０００６】
上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群または粉流体からなる画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示装置が知られている。
【非特許文献１】趙  国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”論文集、p.249-252
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した画像表示媒体を使用する画像表示装置において、一方の基板側で行方向に延びる複数本の電極からなる行電極、及び、他方の基板側で列方向に延びる複数本の電極からなる列電極、に対し、行電極の一端から他端にスキャンして電圧を印加することで１画面の画像を表示するにあたり、マトリックス表示するよう駆動させる場合や、セグメントをダイナミック駆動させる場合に、クロストークが発生する問題があった。
【０００８】
クロストーク（漏話）とは元々電話で他の回線の信号が混じり合う現象を言うが、この場合のクロストークとは、列電極が非選択にもかかわらず、他の行の影響を受けて実際とは違う画像が表示されてしまう現象である。上述した画像表示媒体を使用する画像表示装置のパッシブマトリックス駆動による表示では、列電極の非選択行には表示を保持するための電圧が印加される。この保持電圧が列電極の行数だけ印加される影響で、画像表示に濃淡が発生しムラになる。
【０００９】
図１０は従来の画像表示装置におけるクロストークに起因する濃淡のムラを説明するための図である。図１０に示す例では、簡単のため、下側の行電極５１−１〜５１−６と上側の列電極５２−１〜５２−８とから構成される８×６の画像を示す。そして、行電極と列電極との間に、互いに帯電特性が異なる白色及び黒色の画像表示媒体が充填され、行電極５１−１〜５１−６と列電極５２−１〜５２−８との間に印加される電圧に応じて、白黒の表示を行っている。駆動方式は、１行毎に消去と書込を繰り返すライン消去方式とし、行電極５１−１〜５１−６をその順にスキャンして画像表示を行っている。スキャンの際、行電極５１−１〜５１−６の選択行の消去は電圧１００を書込は電圧０を印加することで行うとともに、非選択行は消去の際は電圧０を、書込の際は電圧５０を印加することで行う。同時に、列電極５２−１〜５２−８は、消去時は電圧０を、書込時は書込列に電圧１００を印加し、書込列以外の列には電圧０を印加する。
【００１０】
図１０に示す例では、行電極５１−１からスキャンを開始して、最後の行電極５１−６において書込を終了した例を示す。図１０において、第１行の行電極５１−１と第２行の行電極５２−２のうち、本来は白表示であるべき部分がクロストークにより白っぽいグレイに表示され、黒表示であるべき部分がクロストークにより黒っぽいグレイに表示され、画像表示に濃淡が発生しムラになっている。
【００１１】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、クロストークに起因する濃淡のムラを無くすことのできる画像表示装置の駆動方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像表示装置の駆動方法は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、第１の色と第２の色を有する少なくとも２種類の画像表示媒体を封入し、各基板に設けた電極から画像表示媒体に電界を与えて、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示装置の駆動方法において、一方の基板上で行方向に延びる複数本の電極からなる行電極、及び、他方の基板上で列方向に延びる複数本の電極からなる列電極、に対し、行電極の一端から他端にスキャンして電圧を印加することで１画面の画像を表示するにあたり、１画面の表示が終了した後、第１の色にクロストークを発生させる電圧と第２の色にクロストークを発生させる電圧とを表示部のセル全てに各１回以上印加することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の画像表示装置の駆動方法の好適例としては、上記を実現する最も簡単方法として、スキャンの最後に２行以上行を付け足し、１スキャンが終了した後、第１の色の表示と第２の色の表示を各１回以上表示する駆動を行うこと、及び、画像表示に先立つ画像の消去方法が、行毎に消去してから行毎に画像を書き込むライン消去方法、または、全面一斉に消去してから画像を行毎に書き込む全消去方法であることがある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、１画面の表示が終了した後、第１の色にクロストークを発生させる電圧と第２の色にクロストークを発生させる電圧とを表示部のセル全てに各１回以上印加すること、好ましくは、スキャンの最後に２行以上行を付け足し、１スキャンが終了した後、第１の色の表示と第２の色の表示を各１回以上表示させることにより、例えば白黒表示の場合に、白色を若干黒く淡いグレイに表示するとともに黒色を若干白く濃いグレイに表示することができ、画像表示にあたりクロストークに起因する濃淡のムラを無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、本発明の対象となる画像表示装置が備える画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明で用いる画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した画像表示媒体（粒子群または粉流体）に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した画像表示媒体がクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した画像表示媒体がクーロン力などによって引き寄せられ、それら画像表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。
【００１６】
本発明の画像表示装置で用いる画像表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図２（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、２種以上の色の異なる粒子３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、２の外部の電極から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１（ｂ）に示す例では、図１（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、２種以上の色の異なる粒子３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２（ｂ）に示す例では、図２（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
【００１７】
本発明の画像表示装置の駆動方法の特徴は、一方の基板側で行方向に延びる複数本の電極からなる行電極、及び、他方の基板側で列方向に延びる複数本の電極からなる列電極、に対し、行電極の一端から他端にスキャンして電圧を印加することで１画面の画像を表示するにあたり、１画面の表示が終了した後、第１の色にクロストークを発生させる電圧＝クロストーク電圧１と、第２の色にクロストークを発生させる電圧＝クロストーク電圧２と、を表示部のセル全てに各１回以上印加する点にある。ここで、クロストーク電圧１、２とは、第１の色として白色を第２の色として黒色を表示するために電圧１００、電圧−１００を印加する例において、クロストーク電圧１として電圧５０を印加し、クロストーク電圧２として電圧−５０を印加する。具体的には、スキャンの最後に２行以上行を付け足し、１スキャンが終了した後、第１の色の表示と第２の色の表示を各１回以上表示させることがある。
【００１８】
図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の駆動方式を図１０に示した従来例に対し付加した一例を説明するための図である。図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、図１０に示す従来例のように、行電極１１−１〜１１−６と列電極１２−１〜１２−８を設ける他に、予め最後の２行として行電極１１−７、１１−８を追加して設けている。
【００１９】
図３（ａ）、（ｂ）に示す例においては、画像表示部分のスキャンが終了した後、ここでは、行電極１１−６までスキャンして８×６画素の１画面の画像を表示した後、最後の２行の１行目である行電極１１−７に対し、図３（ａ）に示すように消去を行った後、図３（ｂ）に示すように白色の書き込みを行う。次に、最後の２行の２行目である電極１１−８に対し、図４（ａ）に示すように消去を行った後、図４（ｂ）に示すように黒色の書き込みを行う。その結果、図４（ｄ）に示すように、白色は淡いグレイに統一され、黒色は濃いグレイに統一され、それぞれ１００％の白色または黒色とはならないが、白色に表示したい部分はすべて淡いグレイで表示され、黒色に表示したい部分はすべて濃いグレイで表示されるため、クロストークに起因する濃淡のムラを完全に無くすことができる。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、ライン毎に消去したから書き込むライン消去方法を例にとって説明したが、全面一斉に消してからライン毎書き込む全消去方法でも、同様に濃淡のムラを無くすことができる。また、消去の際の白色消去の例を示したが、黒色消去でも同様に濃淡のムラを無くすことができる。さらに、図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ａ）〜（ｄ）に示す例では、行電極１１−７、１１−８を追加し画像表示媒体を充填して実際に白黒の表示を行ったが、電極は設けなくても、駆動する行を２行以上追加し追加した行に白色の表示を行う電圧と黒色の表示を行う電圧を印加することでも、同様に濃淡のムラを無くすことができる。
【００２１】
上述したように、本発明の画像表示装置の駆動方法では、クロストークが発生することは前提として、発生するクロストークに起因してグレイになった画素の色に第１の色（例えば白色）または第２の色（例えば黒色）をあわせて、第１の色を淡いグレイとするか、または、第２の色を濃いグレイとすることで、濃淡を無くす点に最大の特徴がある。
【００２２】
図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。図５（ａ）または（ｂ）のように、最後の２行である行電極１１−７、１１−８にチェッカーパターンの表示を行うことで、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示す例と同様に、濃淡のムラを無くしている。ここで、チェッカーパターンの表示をすることで、最後の２行で各列に対し第１の色の表示と第２の色の表示を行うにあたり、最後の２行で各列毎に第１の色の表示と第２の色の表示を行うにあたり、各列において第１の色の表示と第２の色の表示の順が互いに異なるジグザグの表示を行うこと、または、新たに設けた行電極と各列電極の延長部分との間に、第１の色の表示を行う電圧と第２の色の表示を行う電圧を印加するにあたり、各列において第１の色の表示と第２の色の表示の順が互いに異なるジグザグの表示を行うよう電圧を印加することを達成することができる。
【００２３】
次に、実際に本発明の画像表示装置の駆動方法を適用した例について説明する。図６、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方法の効果を説明するための図である。まず、本例では図６に示す画像を表示させるものとする。そして、ライン消去において従来の駆動方法で画像を表示した例を図７（ａ）に示し、同じくライン消去において最後の２行に白色と黒色とを書き込んだ本発明の駆動方法で画像を表示した例を図７（ｂ）に示す。また、全消去において従来の駆動方法で画像を表示した例を図８（ａ）に示し、同じく全消去において最後の２行に白色と黒色とを書き込んだ本発明の駆動方法で画像を表示した例を図８（ｂ）に示す。図７（ａ）と図７（ｂ）、及び、図８（ａ）と図８（ｂ）を比較すると、ライン消去方法でも全消去方法でも、従来例ではクロストークに起因する濃淡のムラが顕著なのに対し、本発明例ではクロストークに起因する濃淡のムラが無いことがわかる。
【００２４】
なお、上述した例では、画素の消去や書込時に印加する電圧１００について触れなかったが、画像表示装置の構造に応じて電圧Ｖの値により画像の濃淡が大きく異なる。一般に、電圧Ｖが低いと黒色の表示が出来ず、一方、電圧１００が高いとクロストークに起因するグレイの部分と黒色の部分との差がなくなる。そのため、画像表示装置の構造に応じて最適な電圧を選択する必要があり、一例として８０Ｖ〜１１０Ｖ程度の電圧を使用する。
【００２５】
以下、本発明の対象となる画像表示装置を構成する各部材について説明する。
【００２６】
基板については、少なくとも一方の基板は装置外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板２であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。基板１は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、５０００μｍより厚いと、薄型画像表示装置とする場合に不都合がある。
【００２７】
各基板側に設ける電極については、視認側であり透明である必要のある基板２側に設ける電極６は、透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、例示すると、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類やＩＴＯ、酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。基板１側に設ける電極５の材質や厚みなどは上述した電極６と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
【００２８】
必要に応じて設ける隔壁４については、その形状は表示にかかわる画像表示媒体の種類により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。本発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
【００２９】
これらのリブからなる隔壁により形成される表示セルは、図９に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁の形成方法を例示すると、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法が好適に用いられる。
【００３０】
次に、本発明の画像表示装置において画像表示媒体として用いる粒子について説明する。粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００３１】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。
【００３２】
荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。
【００３３】
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【００３４】
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。
【００３５】
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【００３６】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。
【００３７】
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
【００３８】
また、本発明の粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜５０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。
【００３９】
更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
【００４０】
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。
【００４１】
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
【００４２】
粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に粒子の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。
【００４３】
本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、粒子の帯電量測定を行うことにより、画像表示媒体に用いる粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。
【００４４】
次に、本発明の画像表示装置において画像表示媒体として用いる粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示装置で用いる粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）」の権利を得ている。
【００４５】
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。
【００４６】
すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。
【００４７】
本発明の対象となる画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
【００４８】
エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。
【００４９】
また、本発明では、粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ１０／Ｖ５＞０．８
ここで、Ｖ５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ３）、Ｖ１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ１０／Ｖ５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ１０／Ｖ５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。
【００５０】
また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、好ましくは０．１〜２０μｍ、更に好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．９〜８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示上の鮮明さに欠けるようになる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、次の粒子径分布Spanにおけるｄ（０．５）と同様である。
【００５１】
粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Spanが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Span＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の５０％がこれより大きく、５０％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．１）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Spanを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。
【００５２】
なお、以上の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粉流体にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。この粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、測定を行うことができる。
【００５３】
粉流体の作製は、必要な樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、モノマーから重合しても、既存の粒子を樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。以下、粉流体を構成する樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００５４】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００５５】
荷電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
【００５６】
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【００５７】
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。
【００５８】
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【００５９】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。
【００６０】
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
【００６１】
しかしながら、このような材料を工夫無く混練り、コーティングなどを施しても、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することはできない。エアロゾル状態を示す粉流体の決まった製法は定かではないが、例示すると次のようになる。
まず、粉流体を構成する粒子物質の表面に、平均粒子径が２０〜１００ｎｍ、好ましくは２０〜８０ｎｍの無機微粒子を固着させることが適当である。更に、その無機微粒子がシリコーンオイルで処理されていることが適当である。ここで、無機微粒子としては、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。この無機微粒子を固着させる方法が重要であり、例えば、ハイブリダイザー（奈良機械製作所（株）製）やメカノフュージョン（ホソカワミクロン（株）製）などを用いて、ある限定された条件下（例えば処理時間）で、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することができる。
【００６２】
更に、本発明においては基板間の画像表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１（ａ）、（ｂ）〜図２（ａ）、（ｂ）において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６、画像表示媒体（粒子群あるいは粉流体３）の占有部分、隔壁４の占有部分（存在する場合）、装置シール部分を除いた、いわゆる画像表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
【００６３】
本発明の画像表示装置が備える画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、画像表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の空間における画像表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には画像表示媒体の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の駆動方法の対象となる画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の粒子を用いる画像表示装置の一例を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の粒子を用いる画像表示装置の他の例を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方式を図１０に示した従来例に対し付加した一例を説明するための図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方式を図１０に示した従来例に対し付加した他の例を説明するための図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。
【図６】本発明の画像表示装置の駆動方法の効果を説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方法の効果を説明するための図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の駆動方法の効果を説明するための図である。
【図９】本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。
【図１０】従来の画像表示装置におけるクロストークに起因する濃淡のムラを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、２  基板
３  粒子（粉流体）
３Ｗ  白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ  黒色粒子（黒色粉流体）
４  隔壁
５、６  電極
１１−１〜１１−８  行電極
１２−１〜１２−８  列電極
【図１】
2005331904.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】
2005331904.tif 000008
【図７】
2005331904.tif 000009
【図８】
2005331904.tif 000010
【図９】
2005331904.tif 000011
【図１０】
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