(57)【要約】【課題】表示基板と背面基板との間に着色粒子を封入し、着色粒子の色と背面基板の色を利用して画像を表示する場合においても、画像の明度の低下や視野角依存性が大きくなるのを改善することができる画像表示媒体を提供する。【解決手段】画像表示媒体１０は、透明な表示基板１２及び背面基板１４を備えており、表示基板１２と背面基板１４との間には間隙部材１６が形成されている。基板間に形成されたセル１８内には、赤粒子２６及び白粒子２８が封入されている。表示基板１２には透明電極２０が形成され、背面基板１４には複数に分割された電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、粒子の色である白色や赤色よりも明度の低い黒色の着色層２４が形成されている。電圧印加部３２は、着色層２４の色を表示する場合、所定の交番電圧を透明電極２０と電極２２Ｂとの間にのみ印加し、赤粒子２６及び白粒子２８を電極２２Ａ、２２Ｃ上へ集合させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する表示基板と、前記表示基板と対向して配置された背面基板と、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、かつ前記背面基板側の色と異なる少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体において、
前記粒子群の色の明度及び彩度の少なくとも一方が、前記背面基板側の色よりも高いことを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】
前記粒子群は、白色粒子の粒子群を含むことを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【請求項３】
前記背面基板側の色が黒色であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像表示媒体。
【請求項４】
前記粒子群は、帯電特性の異なる白色の粒子群と有彩色の粒子群と、から成り、かつ前記背面基板側の色が黒色であることを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示媒体に係り、特に、基板間に画像に応じた電圧を印加することにより着色粒子を移動させて画像表示する繰り返し書換えが可能な画像表示媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透明表示基板と背面基板の間に着色粒子を封入し、着色粒子の色と背面基板の色を利用して画像を表示する画像表示技術が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献４参照）。
【０００３】
これらの方式では、着色粒子を表示基板あるいは背面基板に付着させることで着色粒子の色を表示し、着色粒子を基板間の一部の領域に集合させて背面基板の色を表示させている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６９１９１号公報
【特許文献２】
特願２００２−２５０２１４号
【特許文献３】
特開２００１−１７４８５３号公報
【特許文献４】
特開２００２−１６２６５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、表示基板と背面基板との間に着色粒子を封入するための間隙が設けられるため、着色粒子を表示基板に付着させて着色粒子の色を表示させた場所と、着色粒子を一部の領域に集合させて背面基板の色を表示させた場所とで表示位置の段差が生じる。すなわち、背面基板の色による表示は、着色粒子による表示と比べて表示面から奥まった位置での表示となるため、光の利用効率が悪く明度が低下してしまうと共に、視野角による明度の変化も大きい。
【０００６】
従って、例えば白粒子と黒粒子を使用し、背面基板を赤に着色して３色表示を行おうとすると、赤の明度が低下してくすんだ感じを与えてしまう。また、赤表示の視野角依存が大きく、斜め方向から画像を観察すると赤表示がよりくすんで見えてしまう、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決すべく成されたものであり、表示基板と背面基板との間に着色粒子を封入し、着色粒子の色と背面基板の色を利用して画像を表示する場合においても、画像の明度の低下や視野角依存性が大きくなるのを改善することができる画像表示媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、透光性を有する表示基板と、前記表示基板と対向して配置された背面基板と、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、かつ前記背面基板側の色と異なる少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体において、前記粒子群の色の明度及び彩度の少なくとも一方が、前記背面基板側の色よりも高いことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、透光性を有する表示基板と、表示基板と対向して配置された背面基板との基板間に、背面基板の色と異なる粒子群が封入されている。この粒子群は、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基板間に封入されている。この場合、粒子が全て表示基板側に移動するような電圧を基板間に印加することにより粒子の色を表示することができる。また、例えば、所定の交番電圧を一部の基板間に印加することにより、粒子を基板間の一部の領域に集合させ、背面基板側の色を表示することができる。なお、背面基板側に着色層を設け、この着色層の色を表示するようにしてもよいし、背面基板自身の色を表示するようにしてもよい。また、帯電特性の異なる複数種類の粒子群を基板間に封入してもよい。また、表示基板と背面基板との間に中間基板を設け、複数の層に異なる色の粒子群を封入するように構成してもよい。
【００１０】
そして、粒子群の色の明度及び彩度の少なくとも一方が、背面基板側の色よりも高くなっている。すなわち、表示すべき色のうち例えば明度の最も低い色を背面基板側の色とする。これにより、背面基板側の色を表示した場合において、多少明度が落ちたとしても、その影響を最小限に抑えることができる。同様に、視野角による明度の変化の影響も最小限に抑えることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記粒子群は、白色粒子の粒子群を含むことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、白色の粒子群を使用することにより、白色度が高く、視野角依存の少ない白表示を行うことができ、より白紙に近い表示を行うことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記背面基板側の色が黒色であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、背面基板側の色を黒色とすることにより、表示面から奥まった位置での表示により発生する背面基板側の色の明度の低下や視野角に依存した明度の変化の影響をほとんど受けることがなく、良好な品質で画像表示を行うことができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記粒子群は、帯電特性の異なる白色の粒子群と有彩色の粒子群と、から成り、かつ前記背面基板側の色が黒色であることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、白色の粒子群及び有彩色の粒子群を使用すると共に、背面基板側の色を黒色とすることにより、明度の低下や視野角依存の少ない白表示及び有彩色表示を行うことができると共に、背面基板側の色を黒色とすることにより、背面基板側の色の明度の低下や視野角に依存した明度の変化の影響のない良好な画像表示を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１には、本実施形態に係る画像表示媒体１０の一部断面図を示した。画像表示媒体１０は、透明な表示基板１２及び背面基板１４を備えており、表示基板１２と背面基板１４とは対向して配置されている。
【００１９】
表示基板１２と背面基板１４との間には例えば平面視した場合に格子状である間隙部材１６が形成されている。この間隙部材１６によって、表示基板１２と背面基板１４との基板間の距離が保持されると共に、基板間が複数のセル１８に区切られる。なお、図１では、説明を簡単にするため、１つのセルのみを示している。
【００２０】
表示基板１２の背面基板１４と対向する側の面には透明電極２０が形成され、背面基板１４の表示基板１２と対向する側の面には複数に分割された電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが形成されている。また、背面基板１４の表示基板１２と対向する側の面には、後述する粒子の色である白色や赤色よりも明度の低い黒色の着色層２４が形成されている。
【００２１】
基板間に形成されたセル１８内には、予め帯電された異なる帯電特性の赤粒子２６及び白粒子２８が封入されている。
【００２２】
本実施形態では、間隙部材１６により１ｍｍ×１ｍｍピッチでセル１８を形成し、そこへ正に帯電した直径約１０μｍの赤粒子２６と負に帯電した直径約１０μｍの白粒子２８を封入した。また、基板間距離、すなわち間隙部材１６の高さは１００μｍとした。
【００２３】
図２には、画像表示媒体１０を用いた画像表示装置３０を示した。図２に示すように、表示基板１２に設けられた透明電極２０は接地され、背面基板１４に設けられた電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、電圧印加部３２に接続されている。電圧印加部３２は、電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに対して、入力された画像信号に応じた電圧を印加する。
【００２４】
白表示を行う場合、電圧印加部３２は、背面基板１４上に設けられた電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの全てに負の所定電圧、例えば−１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば１０ｍｓｅｃ印加する。これにより、背面基板１４側の負に帯電した白粒子２８が表示基板１２側に移動すると共に、表示基板１２側の正に帯電した赤粒子２６が背面基板１４側に移動し、図１に示すような白表示となる。なお、電圧の印加を停止した後も、鏡像力等によって白粒子２８は表示基板１２に付着したままになると共に、赤粒子２６は背面基板１４に付着したままとなり、画像表示は維持される。
【００２５】
また、赤表示を行う場合、電圧印加部３２は、背面基板１４上に設けられた電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの全てに正の所定電圧、例えば＋１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば１０ｍｓｅｃ印加する。これにより、背面基板１４側の正に帯電した赤粒子２６が表示基板１２側に移動すると共に、表示基板１２側の負に帯電した白粒子２８が背面基板１４側に移動し、図３に示すような赤表示となる。
【００２６】
また、黒表示を行う場合、電圧印加部３２は、背面基板１４上に設けられた電極２２Ｂにのみにのみ所定の交番パルス電圧、例えば±１００Ｖ、周波数５００Ｈｚの交番パルス電圧を、所定時間、例えば６０ｍｓｅｃ印加する。これにより、電極２２Ｂ上の基板間にある赤粒子２６及び白粒子２８が、電界が発生していない電極２２Ａ上の基板間及び電極２２Ｃ上の基板間に移動し、図４に示すように電極２２Ｂ上の着色層２４が露出された状態となる。このため、表示基板１２側から着色層２４の色である黒色を視認することができる。なお、図１〜図４では、電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの幅をほぼ同一としているが、電極２２Ｂの幅を電極２２Ａ、２２Ｃよりも大きくすることにより、着色層２４が露出される領域の面積を大きくすることができ、黒表示をより支配的にすることができる。
【００２７】
上記のように、本実施形態では、白表示又は赤表示は、表示基板１２に付着させた白粒子２８又は赤粒子２６によって行うため、明度の低下や視野角依存がほとんどなく、良好な白表示又は赤表示を行うことができる。
【００２８】
また、着色層２４の色による表示では、着色粒子による表示と比較して表示面から奥まった位置での表示となるため、光の利用効率が低下し明度が低下するが、本実施形態では、着色層２４の色を、粒子の色である白色や赤色よりも明度の低い黒色としている。すなわち、表示すべき色のうち、最も明度の低い色を着色層２４の色として選択している。このため、多少明度が落ちたとしても、その影響を最小限に抑えることができる。また、同様に、視野角による明度の変化の影響も最小限に抑えることができる。
【００２９】
これに対して、例えば粒子として白粒子及び黒粒子を使用すると共に、赤色の背面基板１４を使用して赤白黒の３色表示を行う場合には、赤表示の明度の低下及び視野角に依存した明度の変化が大きくなり、画像表示の品質が低下してしまう。また、粒子として赤粒子及び黒粒子を使用すると共に、白色の背面基板１４を使用して赤白黒の３色表示を行う場合も同様に、白表示の明度の低下及び視野角に依存した明度の変化が大きくなり、画像表示の品質が低下してしまう。
【００３０】
従って、表示すべき色のうち、最も明度の低い色を着色層２４の色として選択するのが好ましく、本実施形態の画像表示媒体１０によれば、コントラストの高い赤白黒の３色表示を視野角によらず良好に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態では、着色粒子として白粒子２８を使用することにより、白色度が高く、視野角依存の少ない白表示を行うことができ、より白紙に近い表示を行うことができる。また、着色層２４の色を黒色とすることにより、表示面から奥まった位置での表示により発生する着色層２４の色の明度の低下や視野角に依存した明度の変化の影響をほとんど受けることがなく、良好な品質で画像表示を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、赤粒子２６、白粒子２８、黒色の着色層２４の組み合わせによる表示例について説明したが、使用する着色粒子及び着色層２４の色は、これらに限定されるものではない。すなわち、表示すべき色のうち最も明度の低い色を着色層２４の色とするものであれば、着色層２４の色は任意に選択することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、表示すべき色のうち最も明度の低い色を着色層２４の色とした場合について説明したが、これに限らず、表示すべき色のうち最も彩度の低い色を着色層２４の色としてもよい。この場合も、表示面から奥まった位置での表示により発生する着色層２４の色の彩度の低下や視野角に依存した彩度の変化の影響をほとんど受けることがなく、良好な品質で画像表示を行うことができる。
【００３４】
（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、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
図５には、本実施形態に係る画像表示媒体１０の一部断面図を示した。画像表示媒体１０は、透明な表示基板１２、中間基板４２及び背面基板１４を備えており、表示基板１２と中間基板４２、中間基板４２と背面基板１４とは対向して配置されている。
【００３６】
表示基板１２と中間基板４２との間には例えば平面視した場合に格子状である間隙部材１６Ａが形成されている。この間隙部材１６Ａによって、表示基板１２と中間基板４２との基板間の距離が保持されると共に、基板間が複数のセル１８Ａに区切られる。
【００３７】
また、表示基板１２と背面基板１４との間には間隙部材１６Ａと同一形状の間隙部材１６Ｂが形成されている。この間隙部材１６Ｂによって、表示基板１２と背面基板１４との基板間の距離が保持されると共に、基板間が複数のセル１８Ｂに区切られる。なお、図１では、説明を簡単にするため、１つのセル１８Ａ、１８Ｂのみを示している。
【００３８】
中間基板４２の表示基板１２と対向する側の面には複数に分割された透明電極２０Ａ、２０Ｂが形成され、背面基板１４の中間基板４２と対向する側の面には複数に分割された電極２２Ａ、２２Ｂが形成されている。また、背面基板１４の中間基板４２と対向する側の面には、粒子の色である白色や赤色よりも明度の低い黒色の着色層２４が形成されている。
【００３９】
表示基板１２と中間基板４２との基板間に形成されたセル１８Ａ内には、予め帯電された白粒子２８が封入されている。また、中間基板４２と背面基板１４との基板間に形成されたセル１８Ｂ内には、予め帯電された赤粒子２６が封入されている。
【００４０】
本実施形態では、間隙部材１６Ａ、１６Ｂにより０．３ｍｍ×０．３ｍｍピッチでセル１８Ａ、１８Ｂを形成し、セル１８Ａ内には、負に帯電した直径約２μｍの白粒子２８が分散された透明な絶縁性液体を封入し、セル１８Ｂ内には、正に帯電した直径約２μｍの赤粒子２６が分散された透明な絶縁性液体を封入した。また、間隙部材１６Ａ、１６Ｂの高さは５０μｍとした。
【００４１】
図６には、画像表示媒体４０を用いた画像表示装置５０を示した。図６に示すように、透明電極２０Ａ、２０Ｂ、電極２２Ａ、２２Ｂは、ともに電圧印加部３２に接続されている。電圧印加部３２は、透明電極２０Ａ、２２Ｂ、電極２２Ａ、２２Ｂに対して、入力された画像信号に応じた電圧を印加する。
【００４２】
白表示を行う場合、電圧印加部３２は、中間基板４２上に設けられた透明電極２０Ａと透明電極２０Ｂとの間に、透明電極２０Ａに対して透明電極２０Ｂが正となる所定電圧、例えば＋１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば５０ｍｓｅｃ印加する。これにより、透明電極２０Ａ側の負に帯電した白粒子２８が透明電極２０Ｂ上へ移動し、図５に示すように白表示となる。なお、電圧の印加を停止した後も、鏡像力等によって白粒子２８は中間基板４２に付着したままになり、画像表示は維持される。
【００４３】
また、赤表示を行う場合、電圧印加部３２は、中間基板４２上に設けられた透明電極２０Ａと透明電極２０Ｂとの間に、透明電極２０Ａに対して透明電極２０Ｂが負となる所定電圧、例えば−１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば５０ｍｓｅｃ印加する。また、これと同時に、中間基板４２上に設けられた透明電極２０Ｂと背面基板１４上に設けられた電極２２Ａとの間、透明電極２０Ｂと電極２２Ｂとの間に、透明電極２０Ｂに対して電極２２Ａ、２２Ｂが正となる所定電圧、例えば＋１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば５０ｍｓｅｃ印加する。これにより、透明電極２０Ｂ上の負に帯電した白粒子２８が透明電極２０Ａ側に移動すると共に、正に帯電した赤粒子２６が、中間基板４２の透明電極２０Ｂと対向する側の面に移動して付着し、図７に示すように赤表示となる。
【００４４】
また、黒表示を行う場合、電圧印加部３２は、中間基板４２上に設けられた透明電極２０Ａと透明電極２０Ｂとの間に、透明電極２０Ａに対して透明電極２０Ｂが負となる所定電圧、例えば−１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば５０ｍｓｅｃ印加する。また、これと同時に、背面基板１４上に設けられた電極２２Ａと電極２２Ｂとの間に、電極２２Ａに対して電極２２Ｂが正となる所定電圧、例えば＋１００Ｖのパルス電圧を所定時間、例えば５０ｍｓｅｃ印加する。これにより、電極２２Ｂ上の正に帯電した赤粒子２６が電極２２Ａ上へ移動し、図８に示すように着色層２４が露出し、黒表示となる。
【００４５】
上記のように、本実施形態では、白表示又は赤表示は、中間基板４２に付着させた白粒子２８又は赤粒子２６によって行うため、明度の低下や視野角依存がほとんどなく、良好な白表示又は赤表示を行うことができる。
【００４６】
また、着色層２４の色による表示では、着色粒子による表示と比較して表示面から奥まった位置での表示となるため、光の利用効率が低下し明度が低下するが、本実施形態では、着色層２４の色を、粒子の色である白色や赤色よりも明度の低い黒色としている。すなわち、表示すべき色のうち、最も明度の低い色を着色層２４の色として選択している。このため、多少明度が落ちたとしても、その影響を最小限に抑えることができる。また、同様に、視野角による明度の変化の影響も最小限に抑えることができる。
【００４７】
これに対して、例えば粒子として白粒子及び黒粒子を使用すると共に、赤色の背面基板１４を使用して赤白黒の３色表示を行う場合には、赤表示の明度の低下及び視野角に依存した明度の変化が大きくなり、画像表示の品質が低下してしまう。また、粒子として赤粒子及び黒粒子を使用すると共に、白色の背面基板１４を使用して赤白黒の３色表示を行う場合も同様に、白表示の明度の低下及び視野角に依存した明度の変化が大きくなり、画像表示の品質が低下してしまう。
【００４８】
従って、表示すべき色のうち、最も明度の低い色を着色層２４の色として選択するのが好ましく、本実施形態の画像表示媒体１０によれば、コントラストの高い赤白黒の３色表示を視野角によらず良好に行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、着色粒子として白粒子２８を使用することにより、白色度が高く、視野角依存の少ない白表示を行うことができ、より白紙に近い表示を行うことができる。また、着色層２４の色を黒色とすることにより、表示面から奥まった位置での表示により発生する着色層２４の色の明度の低下や視野角に依存した明度の変化の影響をほとんど受けることがなく、良好な品質で画像表示を行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態では、画像表示媒体４０を２層構造とし、各層に１種類の粒子を封入した構造としているため、例えば着色層２４の黒色を表示させた場合、下側の層に封入された赤粒子２６が表示面側から視認されることがなく、より良好な画質で画像表示することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、赤粒子２６、白粒子２８、黒色の着色層２４の組み合わせによる表示例について説明したが、使用する着色粒子及び着色層２４の色は、これらに限定されるものではない。すなわち、表示すべき色のうち最も明度の低い色を着色層２４の色とするものであれば、着色層２４の色は任意に選択することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、表示すべき色のうち最も明度の低い色を着色層２４の色とした場合について説明したが、これに限らず、表示すべき色のうち最も彩度の低い色を着色層２４の色としてもよい。この場合も、表示面から奥まった位置での表示により発生する着色層２４の色の彩度の低下や視野角に依存した彩度の変化の影響をほとんど受けることがなく、良好な品質で画像表示を行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態では、画像表示媒体４０を２層構造としたが、３層以上の構造としてもよい。これにより、より多くの色を表示することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示基板と背面基板との間に着色粒子を封入し、着色粒子の色と背面基板の色を利用して画像を表示する場合においても、画像の明度の低下や視野角依存性が大きくなるのを改善することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図２】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３】第１実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図４】第１実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図５】第２実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【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】第２実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図８】第２実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【符号の説明】
１０、４０          画像表示媒体
１２  表示基板
１４  背面基板
１６  間隙部材
１８  セル
２０  透明電極
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ    電極
２４  着色層
２６  赤粒子
２８  白粒子
３０、５０          画像表示装置
３２  電圧印加部
４２  中間基板
５０  画像表示装置
【図１】
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【図２】
2005003771.tif 000004
【図３】
2005003771.tif 000005
【図４】
2005003771.tif 000006
【図５】
2005003771.tif 000007
【図６】
2005003771.tif 000008
【図７】
2005003771.tif 000009
【図８】
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