(57)【要約】【課題】  電源の省スペース化、及び装置の小型化とケーブレス化ができる画像表示媒体および画像表示装置を提供する。【解決手段】  透明性を有する表面基板２Ａと、表面基板２Ａに対向配置された背面基板３Ａと、表面基板２Ａと背面基板３Ａとの空間を複数のセル４Ａ〜４Ｄに仕切る仕切り部材５と、複数のセル内に封入され、付与された電界に応じてセル内を移動する正又は負に帯電した粒子群６Ａ，６Ｂと、背面基板３Ａに設けられた黒色太陽電池３３とを備えた画像表示媒体１Ａ、およびこれを備えた画像表示装置１０。【選択図】      図１
2005266008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性を有する表面基板と、
前記表面基板に対向配置された背面基板と、
前記表面基板と前記背面基板との空間を複数のセルに仕切る仕切り部材と、
前記複数のセル内に封入され、付与された電界に応じて前記セル内を移動する正又は負に帯電した粒子群と、
前記背面基板に設けられた太陽電池とを備えたことを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】
前記太陽電池は、前記複数のセルを介して、前記表面基板側から光照射される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】
前記太陽電池は、着色太陽電池であることを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【請求項４】
前記太陽電池は、透明太陽電池であり、その背面側に着色層を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【請求項５】
前記着色太陽電池と前記着色層の色は、黒、白、又は赤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】
前記画像表示媒体は、前記表面基板に、又は前記表面基板と前記仕切り部材との間に、さらに太陽電池を有していることを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示媒体を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
透明性を有する表面基板と、前記表面基板に対向配置された背面基板と、前記表面基板と前記背面基板との空間を複数のセルに仕切る仕切り部材と、前記複数のセル内に封入され、付与された電界に応じて前記セル内を移動する正又は負に帯電した粒子群と、前記背面基板に設けられた太陽電池とを備えた画像表示媒体と、
電圧が印加されることにより前記電界を付与する一対の電極と、
前記太陽電池によって充電されるとともに、前記一対の電極に前記電圧を印加するバッテリー電源と、
前記一対の電極への前記電圧の印加を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
前記一対の電極は、前記画像表示媒体に設けられていることを特徴とする請求項８記載の画像表示媒体。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記太陽電池から電力供給されて動作することを特徴とする請求項８記載の画像表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界により着色粒子を移動させて画像表示を行う画像表示媒体および画像表示装置に関し、特に、電源の省スペース化、及び装置の小型化とケーブレス化ができる画像表示媒体および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界により着色粒子を移動させて画像表示を行う画像表示媒体および画像表示装置として、例えば、特許文献１に記載された画像表示媒体および画像表示装置が知られている。
【０００３】
この画像表示媒体は、表面基板部材上に形成された列電極を誘電体膜により保護した透光性を有する表面基板と、背面基板部材上に形成された行電極を誘電体膜により保護した背面基板と、基板間を微小な間隔に対向配置させるとともに、基板間を基板と平行な方向に仕切って複数のセルを形成する仕切り部材と、負に帯電した白色粒子群と正に帯電した黒色粒子群とを各セル内に封入して構成され、セル毎に一つの画素を設けている。
【０００４】
この画像表示装置において、行電極と列電極との間に直流電圧（＋２００Ｖ又は−２００Ｖ）を印加すると、電極間の画素に電界が形成され、電界の向きに応じて白色粒子と黒色粒子が表面基板または背面基板側へ移動し、表面基板の内面に付着した白色粒子と黒色粒子とのコントラストにより表面基板を通して白黒の画像表示が行われる。
【０００５】
この構成によれば、電界を変化させない限り表示が消えないため、画像書き込み後は無電源で画像を保持できることから、低消費電力にて表示することができる。
【０００６】
また、３色以上の表示を行えるようにした従来の画像表示装置として、背面基板側に着色層を設け、粒子色の他に着色層の色（背面基板色）を表示するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この画像表示装置は、白黒の表示方法は上記特許文献１と同じであるが、背面基板色を表示させる場合には、その対象画素に対応する電極間に所定の周波数の交番電圧（±２００Ｖ）を印加することにより、対象画素に存在する粒子を周辺に退避させ、着色層上に白色粒子および黒色粒子が存在しないようにし、表面基板を通して背面基板色が見えるようにする。これにより、３色以上の多色表示が可能になる。
【特許文献１】特開２００２−９９００２号公報（［０００８］、図２３〜図２４）
【特許文献２】特開２００２−１６９１９１号公報（［００５９］〜［００６２］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の画像表示装置によると、２００Ｖ程度の直流電圧又は交番電圧を印加する必要がある画像表示の際に、商用電源もしくは大容量電源に接続しなければならないことから、設置場所に一定の制約がある。また、バッテリーを搭載している場合においてもある程度の大きさのバッテリーが必要となるとともに、充電のために商用電源に接続しなければならないことから、装置の大型化と設置場所の問題が生じる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、電源の省スペース化、及び装置の小型化とケーブレス化ができる画像表示媒体および画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、透明性を有する表面基板と、前記表面基板に対向配置された背面基板と、前記表面基板と前記背面基板との空間を複数のセルに仕切る仕切り部材と、前記複数のセル内に封入され、付与された電界に応じて前記セル内を移動する正又は負に帯電した粒子群と、前記背面基板に設けられた太陽電池とを備えたことを特徴とする画像表示媒体、およびこれを備えた画像表示装置を提供する。
【００１１】
本発明の好ましい形態においては、前記太陽電池は、前記複数のセルを介して、前記表面基板側から光照射されることを特徴とする。また、前記太陽電池は、着色太陽電池である、又は、透明太陽電池であってその背面側に着色層を備えていることを特徴とし、前記着色太陽電池と前記着色層の色は、黒、白、又は赤であることを特徴とする。また、前記画像表示媒体は、前記表面基板に、又は前記表面基板と前記仕切り部材との間に、さらに太陽電池を有していることを特徴とする。なお、本発明における着色太陽電池とは、太陽電池自体が有色である場合のほか、例えば透明太陽電池等に着色剤を塗布したものも含む。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、透明性を有する表面基板と、前記表面基板に対向配置された背面基板と、前記表面基板と前記背面基板との空間を複数のセルに仕切る仕切り部材と、前記複数のセル内に封入され、付与された電界に応じて前記セル内を移動する正又は負に帯電した粒子群と、前記背面基板に設けられた太陽電池とを備えた画像表示媒体と、電圧が印加されることにより前記電界を付与する一対の電極と、前記太陽電池によって充電されるとともに、前記一対の電極に前記電圧を印加するバッテリー電源と、前記一対の電極への前記電圧の印加を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置を提供する。
【００１３】
本発明の好ましい形態においては、前述した画像表示媒体の特徴と同じ特徴を有する。また、前記一対の電極は、前記画像表示媒体に設けられていることを特徴とする。さらに、前記制御手段は、前記太陽電池から電力供給されて動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像表示媒体および画像表示装置によれば、省エネルギーが実現されるとともに、電源の省スペース化、及び画像表示装置の小型化とケーブレス化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［第１の実施の形態］
（画像表示装置の全体の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置を示す。この画像表示装置１０は、表面基板２Ａ、黒色太陽電池３３を備えた背面基板３Ａ、仕切り部材５、および粒子６Ａ，６Ｂからなる粒子群を主体に構成される画像表示媒体１Ａと、太陽電池２３と接続されたバッテリー充電回路１１と、バッテリー充電回路１１の充電制御により充電されるバッテリー電源１２と、画像表示媒体１Ａに電圧を印加して電界を付与する電界付与手段としての電圧印加部１４と、バッテリー電源１２と電圧印加部１４とを接続するスイッチ１３と、画像記憶部１６に記憶された画像データに基づいて電圧印加部１４を制御する制御回路１５とを有して概略構成されている。
【００１６】
（画像表示装置の各部の構成）
バッテリー充電回路１１は、黒色太陽電池３３にて発電された電気エネルギーをバッテリー電源１２へ充電する際の制御を行う充電コントロール部と、逆流防止用のダイオードとを備えている。
【００１７】
充電コントロール部は、過充電防止回路と過放電防止回路を備えて充電の制御を行っており、黒色太陽電池３３に光が当たると充電を開始させ、過充電設定電圧に達したとき、又は光が当たらなくなると充電を停止させる。
【００１８】
バッテリー電源１２には、リチウムイオン二次電池等の二次電池を用いることができるが、小型かつ大容量の性能を有するものであることが好ましい。本発明においては、望ましくは、補助バッテリーを必要としない性能を備えた黒色太陽電池３３とバッテリー電源１２を搭載するが、バッテリー電源１２は、補助的に使用するために外部のバッテリーや商用電源と接続可能な構成としてもよい。この際、黒色太陽電池３３からの充電不足によりバッテリー電源１２の蓄電量が低下して電圧値が閾値を下回り、電源閾値検出信号が制御回路１５に入力されると、警告ランプが点灯し外部バッテリーを接続するよう促す、あるいは接続されている外部バッテリーからの充電を自動的に開始する。
【００１９】
電圧印加部１４は、初期化用の第１の交番電圧を発生する第１の交番電圧発生部１４Ａと、画像表示媒体１Ａの背面基板３Ａの色表示を行うため及び黒色太陽電池３３への光照射を可能とするための第２の交番電圧を発生する第２の交番電圧発生部１４Ｂと、粒子６Ａ，６Ｂによる２色表示を行うための直流電圧を発生する直流電圧発生部１４Ｃとを備えている。
【００２０】
第１の交番電圧発生部１４Ａは、初期状態、例えば、赤色粒子６Ａを一方の基板側に付着させ、白色粒子６Ｂを他方の基板側に付着させるために用いられ、所定の周波数（例えば、２００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ）の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を全部の画素に印加する。
【００２１】
第２の交番電圧発生部１４Ｂは、第１の交番電圧発生部１４Ａよりも低い周波数（例えば、１０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の第２の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を、背面基板３Ａの色表示を行いたい対象画素に印加し、その対象画素に存在する粒子６Ａ，６Ｂを仕切り部材５の壁面方向に移動させるために用いられる。
【００２２】
直流電圧発生部１４Ｃは、直流電圧（例えば、＋１４０Ｖ又は−１４０Ｖ）を出力して赤色粒子６Ａと白色粒子６Ｂを用いて２色表示を行う際に用いられる。
【００２３】
制御回路１５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って第１の交番電圧発生部１４Ａ、第２の交番電圧発生部１４Ｂ、および直流電圧発生部１４Ｃを選択して動作させるとともに、画像記憶部１６からの画像データに基づいて表面基板２Ａおよび背面基板３Ａ内の各電極に電圧を印加させる。この際、ＣＰＵは、スイッチ１３に対し開閉の制御を行い、バッテリー電源１２から電圧印加部１４への電力供給を制御する。なお、制御回路１５と画像記憶部１６によってパーソナルコンピュータを構成してもよい。また、画像データは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から画像記憶部１６に入力してもよく、ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークを介して画像記憶部１６に入力してもよい。また、ＣＰＵは、表面基板２Ａ等に設けた外光を検出する光センサーによる信号に基づき、バッテリー充電回路１１に対して充電のオン・オフの制御を行うようにしてもよい。
【００２４】
制御回路１５は、日照時は黒色太陽電池３３から直接に電力を受け取り動作するが、光が当たらなくなるとバッテリー電源１２からの電力により動作する。
【００２５】
（画像表示媒体の全体の構成）
画像表示媒体１Ａは、図１に示すように、矢印Ａの方向が表示内容を見る方向になる。画像表示媒体１Ａは、透光性を有する表面基板２Ａと、この表面基板２Ａに対向するように配置された背面基板３Ａと、基板２Ａ，３Ａ間を微小な間隔に対向配置させて保持するとともに、基板２Ａ，３Ａに平行な方向に仕切って複数のセル４（４Ａ〜４Ｄ）を形成する仕切り部材５と、セル４に封入されるとともに、色および帯電特性が異なる赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂからなる２つの帯電性粒子群とを有して構成されている。なお、図１において、セル４Ａ〜４Ｄは、４つのみを図示したが、実際には、画素数に応じて更に多数のセルが２次元アレイ状に配列されている。
【００２６】
（画像表示媒体の各部の構成）
表面基板２Ａは、全体として透明性を有しており、例えば、１．１ｍｍ厚さの透明ガラス基板等からなる表面基板部材２０と、表面基板部材２０上に形成されたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明な帯状の複数の列電極２１（２１Ａ〜２１Ｄ）と、これらの列電極２１を保護するとともに赤色粒子６Ａと白色粒子６Ｂの帯電特性を安定化させるポリカーボネート等からなる誘電体層２２とを積層して構成されている。複数の列電極２１Ａ〜２１Ｄは、実際には、紙面に平行なセル数に対応する数だけ所定間隔で配設されている。なお、本発明でいう透明性とは、できる限り透明度が高いことが望ましいが、半透明又は有色透明であってもよい。
【００２７】
誘電体層２２には、セル４に封入する赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂの帯電特性に応じて、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。また、誘電体層２２は、その絶縁性材料中に電荷輸送物質を含有させることができる。電荷輸送物質を含有させることにより、赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂへの電荷注入による粒子帯電性の向上や、これら粒子６Ａ，６Ｂの帯電量が極度に大きくなった場合に粒子６Ａ，６Ｂの電荷を漏洩させ、粒子６Ａ，６Ｂの帯電量を安定させるなどの効果を得ることができる。
【００２８】
背面基板３Ａは、透明性を有しており、例えば、１．１ｍｍ厚さの透明ガラス基板等からなる背面基板部材３０と、背面基板部材３０の片面に形成され、紙面と垂直方向に所定間隔で平行に配設されたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明な帯状の複数の行電極３１と、複数の行電極３１を保護するとともに、粒子６Ａ，６Ｂの帯電性特性を安定化させる誘電体層３２と、背面基板部材３０のより背面側のもう一方の片面に形成され、保護層３４で覆われた黒色太陽電池３３とを積層して構成されている。
【００２９】
行電極３１は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明な帯状の複数の電極が１つのセルに１本設けられるが、解像度を上げるために１つのセルに複数本設けてもよい。同様に、列電極２１も１つのセルに１本ではなく、複数本設けてもよい。行電極３１と列電極２１は交差するように配置され、単純マトリックス駆動により電極２１，３１間の画素に電圧が印加されるように構成されている。
【００３０】
誘電体層３２の母材には、誘電体層２２と同様の母材、すなわち、透明性を有し、かつ行電極３１に直流電圧が印加されたときに帯電する誘電体を素材に用いて、行電極３１への電圧印加が終了した後でも、背面基板３Ａ側に付着した粒子６Ａ，６Ｂの帯電が保持されるようにする。
【００３１】
黒色太陽電池３３には、保護層２４で覆われた、黒色の太陽電池を用いる。保護層２４には、ポリプロピレン系樹脂フィルム等が用いられ、粒子６Ａ，６Ｂの劣化を防ぐため、紫外線吸収剤等を含有することが望ましい。太陽電池自体に表面保護シートが形成されている場合には、保護層２４は特に必要とされない。
【００３２】
黒色太陽電池３３は、黒色の太陽電池であれば、種々の太陽電池を使用できる。例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物半導体を用いたものなど、一般に広く普及しているものが使用できる。アモルファスシリコンであることが、発電量およびコストの観点から望ましい。そのほか、酸化亜鉛半導体等からなる透明太陽電池を用いて、その背面側を黒に着色する、あるいは、保護層３４を黒色としても良い。
【００３３】
この場合、黒色太陽電池３３の黒色と赤白粒子の２色とあわせて３色表示とすることができる。黒色太陽電池３３の黒色を画面表示させるには、その対象画素に対応する電極間に所定の周波数の交番電圧を印加することにより、図１のセル４Ａ，４Ｂに示されるように、対象画素に存在する粒子を周辺に退避させ、誘電体層２２，３２上に赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂが存在しないようにし、表面基板２Ａを通して黒色太陽電池３３の黒色が見えるようにする。見えるようになったと同時に黒色太陽電池３３に光が照射され、発電が開始される。
【００３４】
仕切り部材５は、例えば、熱硬化性樹脂からなるインクをスクリーン印刷し、オーブン中で加熱焼成する処理を仕切り部材５が所望の高さになるまで複数回繰り返すことにより、背面基板３Ａ上に形成される。あるいは、ドライレジストフィルムなどの感光性樹脂を背面基板３Ａ上積層して貼り付け、フォトリソグラフィ法により所定のパターンに露光・現像して形成しても良い。背面基板３Ａ上に形成された仕切り部材５の端面と表面基板２Ａとは、接着剤により接合される。仕切り部材５としては、熱硬化性樹脂の他に、熱可塑性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化性樹脂、ゴム等の絶縁材料を用いることができる。仕切り部材５と表面基板２Ａとを接合する接着剤としては、熱可塑性接着剤、熱活性型接着剤、熱圧接着剤、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。
【００３５】
赤色粒子６Ａと白色粒子６Ｂは、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。ここでは、赤色粒子６Ａは正に帯電しており、白色粒子６Ｂは負に帯電している。
【００３６】
赤色粒子６Ａおよび白色粒子は、例えば、以下の材料を用いることができる。
ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタン等の絶縁性の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に絶縁性の着色剤を含有する粒子等が挙げられる。
【００３７】
粒子の製造に使用される熱可塑性樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体を例示することができる。
【００３８】
また、粒子の製造に使用される熱硬化性樹脂としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体や架橋ポリメチルメタクリレート等の架橋樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。具体的には、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
【００３９】
着色剤としては、有機若しくは無機の顔料や、油溶性染料等を使用することができ、赤色着色剤として、デュポンオイルレッド、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１等のレッド色剤を使用でき、白色着色剤として、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の白色顔料などを使用できる。また、空気を内包した多孔質のスポンジ状粒子や中空粒子は白色粒子として使用できる。
【００４０】
なお、粒子の色は赤白に限らず、種々の色を採用できる。本第１の実施の形態においては、黒色太陽電池を用いているため、より多くの色を表示するには黒色粒子以外であることが望ましい。種々の色の粒子の着色剤としては、例えば、マグネタイト、フェライト等の磁性紛、カーボンブラック、フタロシアニン銅系シアン色材、アゾ系イエロー色材、アゾ系マゼンタ色材、キナクリドン系マゼンタ色材、グリーン色材、ブルー色材等の公知の着色剤を挙げることができる。具体的には、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、等を代表的なものとして例示することができる。これらは２種類の粒子の色調が異なるように選択される。
【００４１】
粒子の形状は特に限定されないが、粒子と基板の物理的な付着力が小さく、粒子の流動性が良好な球状粒子が好ましい。球状の粒子を形成するには、懸濁重合、乳化重合、分散重合等が使用できる。粒子の一次粒子は、一般的には、１〜１０００μｍであり、好ましくは５〜５０μｍであるが、これに限定されない。高いコントラストを得るには、２種類の粒子の粒子径をほぼ同じにすることが好ましい。このようにすると、大きい粒子が小さい粒子に囲まれ、大きい粒子本来の色濃度が低下するという事態が回避される。
【００４２】
粒子の表面には、必要に応じて、外添剤を付着させてもよい。外添剤の色は、粒子の色に影響を与えないように、白か透明であることが好ましい。外添剤としては、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、アルミナのような金属酸化物等の無機微粒子が用いられる。微粒子の帯電性、流動性、及び環境依存性等を調整するために、これらをアミノシラン系カップリング剤等のカップリング剤やアミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルで表面処理することができる。これらは外添剤の所望の抵抗に応じて選択される。
【００４３】
例えば、白色粒子６Ｂは、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）性テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイトを分級）１００重量部に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０．４重量部を外添して得ることができる。
【００４４】
（画像表示装置の動作）
次に、この第１の実施の形態に係る画像表示装置１０の動作を説明する。
【００４５】
黒色太陽電池３３に太陽光又は照明が照射されると、発生した電気エネルギーは制御回路１５の電力として使用されるほか、バッテリー充電回路１１に制御されてバッテリー電源１２に充電される。
【００４６】
（赤白画像の表示）
赤色粒子６Ａと白色粒子６Ｂにより２色表示を行う場合、制御部１５は、まずスイッチ１３を閉じるよう指令を出し、バッテリー電源１２から電圧印加部１４へ電力供給を可能として、画像記憶部１６に記憶された画像データに基づいて電圧印加部１４の直流電圧発生部１４Ｃを動作させる。直流電圧発生部１４Ｃは、行電極３１に順次選択電圧（例えば、０Ｖ）を印加し、各列電極２１Ａ〜２１Ｄには、画像データに応じて正又は負の画像電圧（例えば、＋１４０Ｖ又は−１４０Ｖ）を所定の時間（例えば、３０ｍｓ）印加する。
【００４７】
例えば、図１に示すセル４Ｃ、４Ｄの場合は、行電極３１への選択電圧の印加に同期して列電極２１Ｃ、２１Ｄに正、負の直流電圧を順次印加したものである。負に帯電した白色粒子６Ｂは、正が印加された列電極２１Ｃ側に移動して表面基板２Ａの内面に付着し、正に帯電した赤色粒子６Ａは、これとは逆の行電極３１側の背面基板３Ａの内面に付着する。正に帯電した赤色粒子６Ａは、負が印加された列電極２１Ｄ側に移動して表面基板２Ａの内面に付着し、負に帯電した白色粒子６Ｂは、これとは逆の行電極３１側の背面基板３Ａの内面に付着する。このようにして赤白画像が表面基板２Ａを通して表示される。
【００４８】
電極２１Ｃ、２１Ｄ，電極３１への電圧の印加を停止しても、粒子６Ａ，６Ｂと誘電体層２２，３２との間の静電付着力が維持されるため、粒子６Ａ，６Ｂは基板２Ａ，３Ａの内面に付着したまま保持され、長時間に渡り赤白画像が表示される。
【００４９】
（黒色太陽電池の黒色の表示）
黒色太陽電池３３の黒色の表示を行う場合、制御部１５は、まずスイッチ１３を閉じるよう指令を出し、バッテリー電源１２から電圧印加部１４へ電力供給を可能として、画像記憶部１６に記憶された画像データに基づいて電圧印加部１４の第２の交番電圧発生部１４Ｂを動作させる。
【００５０】
第２の交番電圧発生部１４Ｂは、図１のセル４Ａ，４Ｂの列電極２１Ａ，２１Ｂに所定の周波数（例えば、２００Ｈｚ）の第２の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を印加し、それとは逆位相の第２の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を行電極３１に印加する。これにより、列電極２１Ａ，２１Ｂと行電極３１が交差する位置の画素に存在する赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂは、仕切り部材５の壁面方向に移動する。
【００５１】
この結果、図１のセル４Ａ，４Ｂに示すように、列電極２１Ａ，２１Ｂと行電極３１の交差する画素に赤色粒子６Ａおよび白色粒子６Ｂが仕切り部材５の壁面に寄り、黒色太陽電池３３の黒色が表面基板２Ａを通してＡ方向から見えるようになる。
【００５２】
初期状態にする場合には、制御部１５は、電圧印加部１４の交番電圧発生部１４Ａを動作させ、行電極３１に所定の周波数（例えば、８００Ｈｚ）の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を印加するとともに、これと逆位相の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を各列電極２１に印加し、最終パルスとして例えば列電極２１に正の直流電圧を印加することにより、白色粒子６Ｂが表面基板２Ａの内面全体に付着し、赤色粒子６Ａが背面基板３Ａの内面全体に付着し、初期状態に戻される。このとき、画像表示媒体１を方向Ａから見ると、白色粒子６Ｂによる白色画面のみが見えている。
【００５３】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）電力源として、バッテリー電源１２と共に背面基板３Ａに配置した黒色太陽電池３３を用いているため、省エネルギーが実現されるとともに、画像表示装置のケーブレス化が可能となる。また、太陽電池３３の配置構成とバッテリー電源１２の小型化による省スペース化が可能となるため、画像表示装置の小型化、軽量化も可能となる。
（ロ）低消費電力で動作可能な制御回路１５の電力源を日照時は黒色太陽電池３３から直接供給されるように構成したことにより、バッテリー電源１２を小型化でき、また、バッテリー電源１２の電力消費と消耗（寿命）を遅らせることができるとともに、エネルギー効率を高めることが可能となる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る画像表示媒体を示す。この第２の実施の形態に係る画像表示媒体１Ｂは、図１に示す背面基板３Ａの黒色太陽電池３３に代えて、背面基板３Ｂの白色太陽電池３５を設け、白色粒子６Ｂに代えて黒色粒子６Ｃを用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。赤色粒子６Ａと黒色粒子６Ｃは、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。ここでは、赤色粒子６Ａは負に帯電しており、黒色粒子６Ｃは正に帯電している。
【００５５】
白色太陽電池３５は、図２のセル４Ａ，４Ｂに示されるように、表面基板２Ａを通してＡ方向から見たときに、白色表示できるものであれば、種々の太陽電池を使用できる。例えば、酸化亜鉛半導体等からなる透明太陽電池を用いて、その背面側を白に着色する、あるいは、保護層３４を白色としても良い。具体的には、透明太陽電池の保護層３４として白色化剤である酸化チタン等を添加したポリプロピレン樹脂フィルムなどを使用することにより実現できる。
【００５６】
この場合、白色太陽電池３３の白色と赤黒粒子の２色とあわせて３色表示とすることができる。白色太陽電池３３の白色を画面表示させるには、第１の実施の形態において黒色太陽電池３３の黒色を画面表示させた方法と同様の方法により表示できる。
【００５７】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が期待できる。
【００５８】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示媒体を示す。この第３の実施の形態に係る画像表示媒体１Ｃは、図１に示す背面基板３Ａの黒色太陽電池３３に代えて、背面基板３Ｂの透明太陽電池３６を設け、保護層３４に代えて、種々の色をとり得る着色層３７を用い、また、赤色粒子６Ａに代えて、黒色粒子６Ｃを用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。白色粒子６Ｂと黒色粒子６Ｃは、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。ここでは、白色粒子６Ｂは負に帯電しており、黒色粒子６Ｃは正に帯電している。
【００５９】
透明太陽電池３６には、酸化亜鉛半導体等からなる透明太陽電池を用いる。また、着色層３７には、前述したような公知の着色剤を添加したポリプロピレン樹脂フィルムなどを用いる。
【００６０】
この場合、着色層３７の色と白黒粒子の２色とあわせて３色表示とすることができる。着色層３７の色を画面表示させるには、第１の実施の形態において黒色太陽電池３３の黒色を画面表示させた方法と同様の方法により表示できる。
【００６１】
なお、着色層３７により色表示させるのではなく、透明太陽電池３６の背面側に着色剤を塗布する、又は種々の色の太陽電池を使用する、ことによっても上記と同様の効果が得られる。
【００６２】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が期待できるほか、着色層３７を設けたため、表示できる色の自由度が大きい。
【００６３】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る画像表示媒体を示す。この第４の実施の形態に係る画像表示媒体１Ｄは、図１に示す表面基板２Ａに代えて、透明太陽電池２３を備えた表面基板２Ｂを用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００６４】
透明太陽電池２３には、保護層２４で覆われた、酸化亜鉛半導体等からなる透明太陽電池を用いる。太陽電池自体に表面保護シートが形成されている場合には、保護層２４は特に必要とされない。透明太陽電池２３は、表面基板部材２０上の全体を覆うように設けるほか、表面基板部材２０上の枠部（端部）にのみ設けるようにしてもよく、上側半分のみに設ける等の種々の形態を採用し得る。また、透明太陽電池２３は、表面基板部材２０の外側ではなく、内側へ設ける構成とすることもできる。
【００６５】
透明太陽電池２３は、発電効率が高く、かつ画像をクリアに見ることができるよう透明度の高いものを用いることが望ましい。また、保護層２４には、ポリプロピレン系樹脂フィルム等が用いられ、粒子６Ａ，６Ｂの劣化を防ぐため、紫外線吸収剤等を含有することが望ましい。
【００６６】
（第４の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が期待できるほか、表面基板および背面基板の両方に太陽電池を設ける構成としたため、より発電効率を高めることができるとともに、省スペース化が実現される。
【００６７】
本発明において、着色太陽電池、又は着色層３７（保護層３４）の色は、黒、白、赤のような、表示によく用いる色とすることが望ましい。これにより、太陽電池へ光照射される表面積が大きくなる。
【００６８】
以上説明した第１乃至第４の実施の形態において、さらに太陽電池を、仕切り部材５と表面基板２の誘電体層２２との間に、すなわち仕切り部材５上に設けてもよい。かかる太陽電池には、あらゆる種類の太陽電池を使用でき、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物半導体を用いたものなど、一般に広く普及しているものが使用できる。仕切り部材５との間、および表面基板２Ｂとの間は、前述した仕切り部材５と表面基板２とを接合する接着剤を用いることができ、表面基板２Ｂとの間は、太陽電池への光照射を遮らないように透光性を有しているものが用いられる。これにより、さらなる発電量の増加、かつ省スペース化が実現される。
【００６９】
なお、上記の実施の形態においては、一対の電極（列電極、行電極）を一対の基板（表面基板、背面基板）に設けたが、一対の電極は画像表示媒体の外に設けてもよい。これにより、表示画面の透明度が高くなる点で本発明の望ましい一態様である。また、一対の電極は、全面電極と画素電極、画素電極同士の組み合わせでもよい。また、太陽電池の位置は図１乃至図４に示す位置に限られず、例えば、行電極３１と誘電体層３２との間に設けても良い。また、２色の粒子をセル内に設けたが、１色の粒子であってもよく、このときは、背面基板の色との２色表示となる。さらに、画像表示媒体としては、その他強誘電液晶に代表されるメモリー性のある液晶や、帯電された粒子を移動させて表示を切り替える電気泳動方式、帯電された粒子を回転させて表示を切り替える粒子回転方式、磁気により粒子を移動させて表示を切り替える磁気泳動方式を用いても良い。 
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示媒体の要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る画像表示媒体の要部断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る画像表示媒体の要部断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  画像表示媒体
２Ａ，２Ｂ  表面基板
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  背面基板
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  セル
５  仕切り部材
６Ａ  赤色粒子
６Ｂ  白色粒子
６Ｃ  黒色粒子
１０  画像表示装置
１１  バッテリー充電回路
１２  バッテリー電源
１３  スイッチ
１４  電圧印加部
１４Ａ  第１の交番電圧発生部
１４Ｂ  第２の交番電圧発生部
１４Ｃ  直流電圧発生部
１５  制御回路
１６  画像記憶部
２０  表面基板部材
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ  列電極
２２  誘電体層
２３，３６  透明太陽電池
２４，３４  保護層
３３  黒色太陽電池
３５  白色太陽電池
３０  背面基板部材
３１  行電極
３２  誘電体層
３７  着色層
【図１】
2005266008.tif 000003
【図２】
2005266008.tif 000004
【図３】
2005266008.tif 000005
【図４】
2005266008.tif 000006