(57)【要約】【課題】  表示画像の画質に影響を与えることなく、画質維持性が改善でき、さらには、駆動電圧が改善できる画像表示媒体、及び画像表示装置。【解決手段】  画像表示装置１０は、透明電極１６、及び誘電体層１８を有する表示基板１４と、電極２２、及び誘電体層２４を有する背面基板２０とを仕切る仕切り部材２６を主体に構成される画像表示媒体１２と、当該画像表示媒体１２に電圧を印加して電界を付与する電圧印加部３０とを有して概略構成されている。  誘電体層１８、２４の間には、前記白色粒子２８Ａ、及び黒色粒子２８Ｂよりも粒子径が小さい導電性の小径粒子２８Ｃも封入されている。  小径粒子２８Ｃは粒子径が小さいため、該直流電圧により、白色粒子２８Ａ、及び黒色粒子２８Ｂに先駆け、まず小径粒子２８Ｃが移動を開始する。【選択図】  図１
2007108347.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基板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、前記基板間に付与された電界に応じて前記セル内を前記表面基板方向又は前記背面基板方向に移動する正又は負に帯電すると共に、少なくとも２種の異なる表面色又は濃度を持つ粒子群と、を備え、画像表示を行なう画像表示媒体であって、
前記粒子群には、相対的に粒子径が異なる前記画像表示における色または濃度に寄与する大径粒子群と前記画像表示における色または濃度に寄与しない小径粒子群とが混在されていることを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】
前記小径粒子群は、前記大径粒子群よりも比重が小さい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】
前記大径粒子群と前記小径粒子群とは、同一電界の空間において、前記大径粒子群及び前記小径粒子群と前記表面基板表面又は前記背面基板表面との間に働く付着力が相違す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】
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基板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、前記基板間に付与された電界に応じて前記セル内を前記表面基板方向又は前記背面基板方向に移動する正又は負に帯電すると共に、少なくとも２種の異なる表面色又は濃度を持つ大径粒子群と、前記大径粒子群に混在し、且つ相対的に小径とされ前記画像表示における色または濃度に寄与しない小径粒子群とで構成される画像表示媒体と、
電圧が印加されることにより、前記画像表示媒体を構成する表面電極と背面電極との間に、前記電界を付与する一対の電極と、
前記電圧を印加する電圧印加手段と、
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、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、の間に正又は負に帯電した粒子群を封入し、電界をかけることで画像が表示される画像表示媒体、及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、及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、及び画像表示装置が知られている。
【０００３】
特許文献１では、設定される駆動電圧が高いという課題と共に、画像表示の濃度コントラストが不安定であるという課題を、以下の特徴において解決している。即ち、特許文献１に記載された画像表示媒体は、対向配置された一対の基板と、該一対の基板間の空隙に封入された少なくとも色が異なる２種類以上の粒子からなる粒子群と、からなり、該２種類以上の粒子が、そのうちの少なくとも１種類が正に、他の少なくとも１種類が負に帯電し得る性質を有し、且つ前記正負に帯電し得る粒子が相互に異なる色である画像表示媒体であって、前記正負に帯電し得る双方の粒子の形状係数が、形状係数＝｛（Ｌ2／Ｓ）／４π｝×１００（ここでＬは、Ｓは粒子面積、Ｌは周囲長を表す）としたとき、１００＜形状係数≦１４０であることを特徴とするものである。
【０００４】
この構成によれば、色が異なることで、前記正に帯電し得る粒子群からなる画像部位と、前記負に帯電し得る粒子群からなる画像部位との間に濃度コントラストが得られる。また、形状係数を上記特定の範囲とすることで、相互の粒子間に適当な空間が生じて粒子群の流動性が向上し、前記正負に帯電し得る双方の粒子の摩擦帯電分布をシャープにすることができる。一方、帯電極性が相反する粒子と基板の接触による粒子基板間の付着力もこの正負粒子間に適当な空間が存在するために弱められる。このため、長期にわたって繰返し書き換えても画像濃度の変化が小さく、また濃度均一性の変化が小さく、安定した濃度コントラストの画像表示ができ、さらには画像表示に必要な駆動電圧も低減することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−５７６８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現状ではさらなる性能向上が要求されており、表示画像の画質に影響を与えることなく、画像濃度の安定性や均一性、濃度コントラストの安定性、ドット欠陥の防止等の画質維持性の改善、及び画像表示媒体を駆動させる駆動電圧の印加手段の自由度をさらに拡大させるための改善が求められている。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、表示画像の画質に影響を与えることなく、画質維持性が改善できると共に、画像表示媒体を駆動させる駆動電圧が改善できる画像表示媒体、及び画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、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基板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、前記基板間に付与された電界に応じて前記セル内を前記表面基板方向又は前記背面基板方向に移動する正又は負に帯電すると共に、少なくとも２種の異なる表面色又は濃度を持つ粒子群と、を備え、画像表示を行なう画像表示媒体であって、前記粒子群には、相対的に粒子径が異なる前記画像表示における色または濃度に寄与する大径粒子群と前記画像表示における色または濃度に寄与しない小径粒子群とが混合されていることを特徴としている。
【０００８】
このように、第１の発明では、粒子群に混合されている画像表示における色または濃度に寄与しない小径粒子群が、表示画像の画質に影響を与えることはなく、基板間に付与された電界に応じて、大径粒子群に先だってセル内を表面基板方向又は背面基板方向に移動する。この移動に追従するように、大径粒子群が移動し易くなる。
【０００９】
そして、第１の発明は、表示画像の画質に影響を与えることなく、画質維持性が改善できると共に、画像表示媒体を駆動させる駆動電圧が改善できる。
【００１０】
また、第１の発明においては、前記粒子群は、前記小径粒子群は、前記大径粒子群よりも比重が小さいことを特徴としている。
【００１１】
さらに、第１の発明においては、前記大径粒子群と前記小径粒子群とは、同一電界の空間において、前記大径粒子群及び前記小径粒子群と前記表面基板表面又は前記背面基板表面との間に働く付着力が相違することを特徴としている。
【００１２】
小径粒子群は、大径粒子群よりも粒子径が小さく、比重も小さい。そして、同一電界の空間において、小径粒子群と大径粒子群とは、表面基板表面又は前記背面基板表面との間に働く付着力が相違する。このため、小径粒子群が移動を開始したときの電界を生じさせる電圧は小さい。第１の発明の効果は、このような移動開始が容易な小径粒子群の存在による。
【００１３】
第２の発明は、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基板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、前記基板間に付与された電界に応じて前記セル内を前記表面基板方向又は前記背面基板方向に移動する正又は負に帯電すると共に、少なくとも２種の異なる表面色又は濃度を持つ大径粒子群と、前記大径粒子群に混在し、且つ相対的に小径とされ前記画像表示における色または濃度に寄与しない小径粒子群とで構成される画像表示媒体と、電圧が印加されることにより、前記画像表示媒体を構成する表面電極と背面電極との間に、前記電界を付与する一対の電極と、前記電圧を印加する電圧印加手段と、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、を備えることを特徴としている。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明と同様に作用する画像表示媒体を備えるので、第１の発明と同様に、表示画像の画質に影響を与えることなく、画質維持性が改善できると共に、画像表示媒体を駆動させる駆動電圧が改善できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明は、表示画像の画質に影響を与えることなく、画質維持性が改善できると共に、画像表示媒体を駆動させる駆動電圧が改善できる画像表示媒体、及び画像表示装置を得るという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
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。
【００１７】
画像表示装置１０は、画像表示する画像表示媒体１２と、当該画像表示媒体１２に電圧を印加して電界を付与する電圧印加部３０とで概略構成されている。
【００１８】
まず、画像表示媒体１２の詳細を説明する。画像表示媒体１２は、透明電極１６、及び誘電体層１８を有する表示基板１４と、電極２２、及び誘電体層２４を有する背面基板２０とを仕切る仕切り部材２６を主体に構成される。
【００１９】
画像表示媒体１２は、前記表示基板１４の方向から表示内容が見られる構成であり、該表示基板１４に対向するように配置された前記背面基板２０と、表示基板１４と背面基板２０との間を微小な間隔に対向配置させて保持するとともに、表示基板１４、及び背面基板２０に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２６と、表示基板１４と背面基板２０との間の微小な間隔が空けられた構成されている。
【００２０】
前記微小な間隔には、主として画像表示に寄与する大径粒子としての白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂが封入されている。また、前記微小な空間には、主として当該間隔における白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂの移動円滑性を促す作用を持つ小径粒子２８Ｃが封入されている（小径粒子２８Ｃについては後述にて詳細に説明する）。
【００２１】
表示基板１４は、透明性を有しており、透明な帯状の透明電極１６と、透明電極１６を保護するとともに白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電特性を安定化させる部材で形成された誘電体層１８とを積層して構成されている。なお、第１の実施の形態でいう透明性とは、可能な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。
【００２２】
透明電極１６は、透明導電性材料を用い形成したもの、あるいは半透明になる程度に薄く形成したものが用いられる。
【００２３】
また、第１の実施の形態の透明電極１６は、１つのセルに１本設けられる構成となっているが、解像度を上げるために複数本設けてもよい。
【００２４】
誘電体層１８は、透明性を有している。また、誘電体層１８は、透明電極１６への電圧印加が終了した後でも、表示基板１４側に付着した白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電が保持されるようにするために、絶縁性、あるいは半導電性の素材が用いられるようになっている。
【００２５】
なお、誘電体層１８は封入する白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電特性に応じて、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、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電性の向上や、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電量を安定させるなどの効果を得ることができる。
【００２６】
背面基板２０の片面には、紙面と垂直方向に所定間隔で平行に配設された帯状の電極２２と、電極２２を保護するとともに、白色粒子２８Ａの帯電性特性を安定化させる誘電体層２４とを有して構成されている。また、誘電体層２４は、電極２２への電圧印加が終了した後でも、背面基板２０側に付着した白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの帯電が保持されるようにするために、誘電体層１８と同様に絶縁性、あるいは半導電性の素材が用いられるようになっている。
【００２７】
前記電極２２は、透明電極１６と同様に、１つのセルに１本ではなく、複数設けてもよい。
【００２８】
誘電体層２４は、着色層、例えば、着色材を背面基板２０に塗布、あるいはフィルム状にしたものを貼付して形成した層としてもよい。この場合は、白色粒子２８Ａ、及び黒色粒子２８Ｂの２色とあわせて３色表示とすることができる。背面基板２０の色を画面表示させるには、その対象セル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、対象セルに存在する粒子を周辺に退避させ、着色層上に白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂが存在しないようにし、表示基板１４を通して背面基板２０の色が見えるようにすればよい。
【００２９】
背面基板２０の誘電体層２４上に形成される仕切り部材２６は、誘電体層２４上に形成された仕切り部材２６の端面と表示基板１４側の誘電体層１８とは、接着剤により接合される。
【００３０】
なお、図１において、１つのセルのみを図示しているが、実際には、透明電極１６と電極２２は交差するように配置され、多数のセルが２次元アレイ状に配列されており、単純マトリックス駆動により透明電極１６と電極２２との間のセルに電圧が印加されるように構成されている。
【００３１】
次に、電圧印加部３０の詳細を説明する。電圧印加部３０は、初期化用の交番電圧を発生する交番電圧発生部（図示省略）と、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂ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（図示省略）とを含む電源装置３２、当該電源装置３２に接続される制御装置３４、電極２２を駆動する電極駆動部３６、及び透明電極１６を駆動する透明電極駆動部３８を備えている。前記制御装置３４は電源装置３２から供給される電力により作動する。また、電源装置３２及び制御装置３４は電極駆動部３６及び透明電極駆動部３８に接続されている。
【００３２】
電源装置３２に含まれる交番電圧発生部は、初期状態、例えば、白色粒子２８Ａを一方の基板側に付着させ、黒色粒子２８Ｂ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、±１００Ｖ〜３００Ｖ）を全部のセルに印加するようになっている。
【００３３】
一方、電源装置３２に含まれる直流電圧発生部は、直流電圧（例えば、＋１４０Ｖ〜＋２１０Ｖ又は−１４０Ｖ〜−２１０Ｖ）を出力して白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂを用いて２色表示を行う際に用いられるようになっている。
【００３４】
制御装置３４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路等（各々図示省略）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交番電圧発生部、及び直流電圧発生部の１つを選択して動作させるとともに、画像記憶部（図示省略）からの画像データに基づいて透明電極１６、及び電極２２に電圧を印加させるようになっている。
【００３５】
ところで、画像表示媒体１２の表示画像のコントラストを向上させるためには、画像の書き込みに先立って画像表示媒体１２の各セルの表示濃度を一律に白色又は黒色にすること（以下、これを「リフレッシュ」と称する）が有効であることが確認されている。
【００３６】
図２に示すように、電源装置３２にはリフレッシュ用電源４０と駆動用電源４２が設けられている。
【００３７】
とろこで、画像表示媒体１２は、電極２２と透明電極１６の間に印加する電圧を比較的大きくした場合にも、印加電圧の増大に対して若干ではあるものの濃度（表示画像のコントラスト）が変化する特性を有している。これに対して、画像表示媒体１２に画像を書き込むに先立って画像表示媒体１２の表示をリフレッシュする（全セルの表示濃度をより濃度の低い白又は濃い黒にする）と表示画像のコントラストの改善を図ることができる。当該表示画像のコントラストは、この際に、より高い電圧を印加した方が向上するため、第１の実施の形態では電源装置３２にリフレッシュ用電源４０を設けてある。
【００３８】
当該リフレッシュ用電源４０は、例えば図３に示す構成を採用することができる。
【００３９】
図３に示す構成では、直流電源６２Ａ、６２Ｂが設けられており、直流電源６２Ａのマイナス端子と直流電源６２Ｂのプラス端子は互いに接続されると共に接地されている。なお、これに代えて後述する基準電位ＶCLに維持するようにしてもよい。また、直流電源６２Ａ、６２Ｂには出力電位を安定させるための大容量のコンデンサ（図示省略）が並列に接続されている。さらに、直流電源６２Ａのプラス端子はスイッチング部６４の２個の入力端の一方に接続されており、他方の入力端は直流電源６２Ｂのマイナス端子に接続されている。
【００４０】
スイッチング部６４は半導体スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）等で構成されており、２個の入力端を介して入力された２つの信号（電位）のうちの一方を選択的に出力するように構成されている。スイッチング部６４は制御装置３４に接続（図示省略）されており、出力する信号（電位）が一定周期で切り替わるように制御される。従って、リフレッシュ用電源４０からは、リフレッシュ用の出力として、一定周期で極性が切り替わる電位（図３に示す波形も参照）が出力されることになる。
【００４１】
これにより、図４に例として示されるリフレッシュ期間のように、画像表示媒体１２の透明電極１６と電極２２の各交差位置（各セル位置）において、透明電極１６と電極２２の間に、一定周期で極性が切り替わるリフレッシュ電圧が印加されることになり、このリフレッシュ電圧の印加に伴って生ずる交番電界により、表示基板１４側と背面基板２０側の間隙に封入されている白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂが大きく移動し、画像表示媒体１２の全面の表示濃度が濃い黒→より濃度の低い真っ白→濃い黒と切り替わることになる。
【００４２】
なお、リフレッシュ期間に行われるリフレッシュの駆動シーケンスは予め定められている。
【００４３】
一方、駆動用電源４２は、電極駆動部３６に供給する電位を発生させるための第１電源部４２Ａと、透明電極駆動部３８に供給する電位を発生させるための第２電源部４２Ｂを含んで構成されている。第１電源部４２Ａは、電極２２の基準電位ＶCLを発生させる基準電位発生部４４と、基準電位ＶCLを接地電位として電位差(ＶCH−ＶCL)を発生させることで高圧出力を出力する高圧出力部４８と、基準電位ＶCLを接地電位として電位差ＴＴＬを発生させることで信号電源出力としての電位(ＶCL＋ＴＴＬ)を出力する信号電源出力部５０を備えている。なお、高圧出力部４８にも出力電位を安定させるための大容量のコンデンサが並列に接続されている。
【００４４】
上記構成により、第１電源部４２Ａは高圧出力（電位ＶCH）、ＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）及び信号電源出力（電位(ＶCL＋ＴＴＬ))を出力する。第１電源部４２Ａは電極駆動部３６に接続されており、上記各出力のうち、ＧＮＤ出力及び信号電源出力は電極駆動部３６に直接供給される。また、第１電源部４２Ａの高圧出力は切替部６０に入力され、リフレッシュ用電源４０のリフレッシュ用の出力も切替部６０に入力される。
【００４５】
切替部６０も半導体スイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）等で構成されており、入力された第１電源部４２Ａの高圧出力及びリフレッシュ用電源４０のリフレッシュ用の出力の一方を選択的に出力するように構成されている。切替部６０は制御装置３４に接続されており、高圧出力及びリフレッシュ用の出力の何れを出力するかは制御装置３４によって制御される。切替部６０の出力端は電極駆動部３６接続されており、切替部６０から出力された高圧出力又はリフレッシュ用の出力は電極駆動部３６に供給される。
【００４６】
また、第２電源部４２Ｂは、透明電極１６の基準電位ＶRHを発生させる基準電位発生部４６と、基準電位ＶRHを接地電位として電位差(ＶRL−ＶRH)を発生させることで高圧出力としての電位ＶRLを出力する高圧出力部５２と、基準電位ＶRHを接地電位として電位差ＴＴＬを発生させることで信号電源出力としての電位(ＶRH＋ＴＴＬ)を出力する信号電源出力部５４を備えている。第２電源部４２Ｂは透明電極駆動部３８に接続されており、高圧出力（電位ＶRL）、ＧＮＤ出力（基準電位ＶRH）及び信号電源出力（電位(ＶRH＋ＴＴＬ))が透明電極駆動部３８に供給される。
【００４７】
一方、電極駆動部３６は、画像表示媒体１２に設けられている電極２２の数と同数のスイッチング素子５６を備えており、第１電源部４２ＡからのＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）と、切替部６０からの高圧出力又はリフレッシュ用の出力は個々のスイッチング素子５６に各々供給される。
【００４８】
ところで、図２ではスイッチング素子５６を模式的にスイッチとして示しているが、スイッチング素子５６は実際には半導体スイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ等）で構成されている。
【００４９】
個々のスイッチング素子５６は、第１電源部４２Ａから供給された信号電源出力を電源とし、ＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力（又はリフレッシュ用の出力）を、オフ状態ではＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）を出力する。なお、個々のスイッチング素子５６には制御装置３４から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子５６のオンオフは制御装置３４によって制御されるようになっている。。
【００５０】
図１にも示されるように、電極駆動部３６は画像表示媒体１２の背面基板２０側に取付けられており、電極駆動部３６の個々のスイッチング素子５６は、背面基板２０側に形成された個々の電極２２と接続されている。従って、画像表示媒体１２の個々の電極２２の電位は、接続されているスイッチング素子５６のオンオフの状態に応じて高圧出力に相当する電位ＶCH又はリフレッシュ用の出力に相当する電位又は基準電位ＶCLに切り替わることになる。
【００５１】
また、透明電極駆動部３８は、画像表示媒体１２に設けられている透明電極１６の数と同数のスイッチング素子５８を備えており、第２電源部４２Ｂからの高圧出力（電位ＶRL）及びＧＮＤ出力（基準電位ＶRH）は個々のスイッチング素子５８に各々供給される。スイッチング素子５８も実際には半導体素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等）で構成されている。個々のスイッチング素子５８は、第２電源部４２Ｂから供給された信号電源出力を電源とし、ＧＮＤ出力（基準電位ＶRH）を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力（電位ＶRL）を、オフ状態ではＧＮＤ出力（基準電位ＶRH）を出力する。なお、個々のスイッチング素子５８には制御装置３４から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子５８のオンオフは制御装置３４によって制御される。
【００５２】
図１にも示されるように、透明電極駆動部３８は画像表示媒体１２の表示基板１４側に取付けられており、透明電極駆動部３８の個々のスイッチング素子５８は、表示基板１４側に形成された個々の透明電極１６と接続されている。従って、画像表示媒体１２の個々の透明電極１６の電位は、接続されているスイッチング素子５８のオンオフの状態に応じて電位ＶRL又は基準電位ＶRHに切り替わることになる。
【００５３】
電極２２の電位を電位ＶCH又は基準電位ＶCLに切り替えると共に、透明電極１６の電位を電位ＶRL又は基準電位ＶRHに切り替えることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体１２を駆動するので、電極２２と透明電極１６の間には、画像表示媒体１２の駆動
時に、次の表１に示す電圧Ｖ１〜Ｖ４の何れかが印加されるようになっている。
【００５４】
なお、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの移動は、電圧Ｖ１が印加されたときに生じるようになっている。このように、電圧Ｖ１が印加されたときにセルの表示濃度は変化する。
【００５５】
【表１】
2007108347.tif 000003
【００５６】
これに対し、表１に示す電圧Ｖ２〜Ｖ４（即ち、前記電圧Ｖ１以外）は、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの移動を生じさせない大きさである必要がある。従って、画像表示媒体１２における保持電圧の最大値をＸとすると、
｜Ｖ２｜＜Ｘ、｜Ｖ３｜＜Ｘ、｜Ｖ４｜＜Ｘ
よって
｜ＶCH−ＶRH｜＜Ｘ、｜ＶCL−ＶRL｜＜Ｘ、｜ＶCL−ＶRH｜＜Ｘ
となる。また、
｜Ｖ２｜＝（ＶCH−ＶCL）―（ＶRH−ＶCL）＜Ｘ
―Ｘ＜（ＶCH−ＶCL）―（ＶRH−ＶCL）＜Ｘ
従って、
−２Ｘ＜（ＶCH−ＶCL）＜２Ｘ
同様に
−２Ｘ＜（ＶRH−ＶRL）＜２Ｘ
となり、画像表示媒体１２の駆動時における電極２２の電位ＶCH／ＶCLの電位差、透明電極１６の電位ＶRL／ＶRHの電位差は、何れも保持電圧の最大値Ｘの２倍が限度となっている。従って、画像表示媒体１２の駆動時に電極２２と透明電極１６の間に印加可能な最大電圧（電位差）は、
｜Ｖ１｜＝（ＶCH−ＶRL）＜２Ｘ＋Ｘ＝３Ｘ
となる。
【００５７】
次に、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの各々の粒子について説明する。
【００５８】
白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ同士は、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２８Ａは負に帯電しており、黒色粒子２８Ｂは正に帯電するようになっている。
【００５９】
小径粒子２８Ｃは、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと同様に導電性粒子であり、金属粒子、若しくは酸化金属粒子等で形成される。白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの粒子径と小径粒子２８Ｃの粒子径との比は、１０：１〜１：１０である。第１の実施の形態では、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと小径粒子２８Ｃとで同じ材質が使われているため、粒子径の差が粒子の比重の差に比例する。こうして、小径粒子２８Ｃは、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと比較して粒子径が小さく、比重が小さくなるように形成されている。
【００６０】
粒子径が小さく、比重が小さなるように形成されているため、小径粒子２８Ｃは、直流電圧が印加されることにより、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂに先駆け、まず移動を開始する。このように、小径粒子２８Ｃは移動開始が容易である。
【００６１】
ところで、基板間に形成される電界にしたがって、粒子が基板間を移動する際、粒子が移動を開始する電圧は粒子に作用する電界強度によるクーロン力が、粒子と基板表面との間に働く付着力（静電気力、ファンデルワールス力）に打ち勝ったときであることから、この付着力が弱いことを意味する。基板間に封入された粒子群が移動開始しやすくなるメカニズムとして、動きやすい粒子、即ち粒子径が小さく、比重が小さなるように形成されていることで移動開始が容易な小径粒子２８Ｃが先ず移動を開始し、これらが所謂「呼び水」となって、比較的移動開始が容易ではない他の白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂに衝突してほぼ同電圧にて移動を開始させ、全体として移動開始電圧の低下を実現していると考えられる。また、これに伴い、多くの白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃが移動して画像表示濃度がほぼ飽和する電圧も低くすることが可能となり、画像表示媒体１２を駆動させる駆動電圧の低減化を図ることができる。
【００６２】
また、画像表示を繰り返していると、移動開始電圧が上昇し、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃが凝集して移動しにくくなったり、摩擦帯電量が低下したりして、画像のドット欠陥等が生じることが知られているが、第１の実施の形態のように、小径粒子２８Ｃを添加混合することにより、ドット欠陥を防止し、画質を維持した画像表示の繰り返し回数の増加が可能となる。
【００６３】
小径粒子２８Ｃは、移動開始が容易であるとともに透明電極１６、及び電極２２への付着力が小さいことをその特性としている。かかる小径粒子２８Ｃとしては、小径粒子の表面をミラーコートした粒子を用いる。小径粒子２８Ｃの粒子表面をミラーコートすることにより、小径粒子２８Ｃの色が周辺の色と同化する。従って、当該小径粒子２８Ｃの存在により、表示画像の画質が低下することはない。
【００６４】
ところで、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと小径粒子２８Ｃとの上記特性の差あるいは移動開始の容易性の差が小さい場合ほど、小径粒子２８Ｃを多めに添加混合する必要がある。なお、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと粒子径の差が小さい小径粒子２８Ｃを大量に加えるよりも、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂとの粒子径の差が大きい小径粒子２８Ｃを少量加えた方がより大きな効果が望める点で好ましい。
【００６５】
なお、小径粒子２８Ｃは、透明なガラス等の素材で形成された粒子であってもよい。ガラス等の透明な素材で形成すると、小径粒子２８Ｃ自身が透明となり、見えなくなる。従って、当該小径粒子２８Ｃの存在により、表示画像の画質が低下することはない。
【００６６】
また、第１の実施の形態においては、白色、及び黒色の２種類の白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂを混合したものを示したが、２種類に限らず、３種類以上（赤色、青色等）であってもよい。また、小径粒子２８Ｃも２種類以上を混合してもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
制御装置３４は、画像表示媒体１２の全面が所定の表示濃度（例えば、より濃度の低い白に相当する表示濃度）となっている状態で、第１電源部４２Ａからの高圧出力が電極駆動部３６に供給されるように切替部６０を制御し、且つ、入力された画像データに基づき、電極駆動部３６の各スイッチング素子５６、及び透明電極駆動部３８の各スイッチング素子５８を各々オンオフさせることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体１２に画像を書き込む。
【００６９】
即ち、制御装置３４は、まず透明電極駆動部３８の各スイッチング素子５８のうち、特定の透明電極１６（書き込み対象の透明電極１６）に接続されたスイッチング素子５８のみをオンさせる（他のスイッチング素子５８はオフ状態とする）。これにより、書き込み対象の透明電極１６のみが電位ＶRHに切り替わり、他の透明電極１６は基準電位ＶRLのまま維持される。また制御装置３４は、前述の画像データから、書き込み対象の透明電極１６と各電極２２との交差位置に相当する各セルのデータを抽出し、抽出したデータが表す各セルの階調値（濃度）が白か黒かに応じて、電極駆動部３６の各スイッチング素子５６のオンオフを制御する（例えば階調値が黒のセルについてのみスイッチング素子５６をオンする等）。
【００７０】
これにより、接続されているスイッチング素子５６がオンされた電極２２は電位ＶCHに切り替わるので、該電極２２と書き込み対象の透明電極１６との交差位置に位置しているセルに電圧Ｖ１（表１参照）が印加されることで白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの移動が生じ、該セルの表示濃度が変化する（例えばより濃度の低い白→黒へ変化する）。また、接続されているスイッチング素子５６がオフされている電極２２は基準電位ＶCLとされるので、該電極２２と書き込み対象の透明電極１６との交差位置に位置しているセルには電圧Ｖ３（表１参照）が印加されることになり、該セルの表示濃度の変化は生じない。
【００７１】
なお、この間、書き込み対象の透明電極１６以外の各透明電極１６と各電極２２との交差位置に相当する各セルは、上述のように電極２２は電位ＶCH又は基準電位ＶCLとされるものの、透明電極１６が基準電位ＶRLのまま維持されているために電圧Ｖ３又は電圧Ｖ４が印加されることになるので、前記各セルは表示濃度が変化しない状態で維持される。
【００７２】
制御装置３４は、特定の透明電極１６に接続されたスイッチング素子５８をオンさせてから所定時間が経過する毎に、書き込み対象の透明電極１６を別の透明電極１６に切り替えて上記処理を行うことを繰り返す。これにより、透明電極１６が単純マトリクス方式における走査電極として用いられ、電極２２がデータ電極として用いられることになり、書込対象の画像が画像表示媒体１２に書き込まれることになる。
【００７３】
透明電極１６、電極２２への電圧の印加を停止しても、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃと誘電体層１８、２４との間の静電付着力が維持されるため、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃは誘電体層１８、２４の内面に付着したまま保持され、長時間に渡り白黒画像が表示される。
【００７４】
初期状態にする場合には、制御部は、電圧印加部３０の交番電圧発生部を動作させ、透明電極１６に所定の周波数（例えば、４００Ｈｚ）の交番電圧（例えば、±２１０Ｖ）を印加するとともに、これと逆位相の交番電圧（例えば、±２１０Ｖ）を電極２２に印加し、最終パルスとして例えば透明電極１６に正の直流電圧を印加することにより、白色粒子２８Ａが表示基板１４の誘電体層１８の内面全体に付着し、黒色粒子２８Ｂが背面基板２０の誘電体層２４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１２を表示基板１４側から見ると、白色粒子２８Ａによる白色画面のみが見えている。
【００７５】
次に、小径粒子２８Ｃのリフレッシュの駆動シーケンスを図５のフローチャートを用いて説明する。
【００７６】
図５（Ａ）に示すように、まず、ステップ１００で、小径粒子リフレッシュを行なう。ここで、小径粒子リフレッシュとは、表示基板１４と背面基板２０との基板間に前述した電圧Ｖ２を印加して行なうリフレッシュである。前述の通り、基板間に電圧Ｖ２を印加したとしても、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの移動が生ずることはない。しかし、粒子径が小さく、比重の小さな小径粒子２８Ｃは電圧Ｖ２の印加によっても移動が生じ、当該移動により、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと接触する。そして、当該接触により、小径粒子２８Ｃは、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの凝集を破壊すると共に、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの摩擦帯電量を、接触による摩擦により、適切なレベルに復活させる。
【００７７】
次に、ステップ１０２へ移行し、通常リフレッシュを行なう。ここで、通常リフレッシュとは、基板間に前述した電圧Ｖ１を印加して行なうリフレッシュであり、当該通常リフレッシュにより、白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃの各々に移動が生ずる。
【００７８】
このように、当該リフレッシュの駆動シーケンスでは、まず、小径粒子リフレッシュにより、小径粒子２８Ｃに移動が生じ、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂの凝集を破壊すると共に、摩擦帯電量を上げる。これにより、従来、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂに対して行なわれていたリフレッシュよりも低い電圧の印加により、画像表示媒体１２のリフレッシュの効果を上げることが可能となる。
【００７９】
なお、図５（Ｂ）に示すように、まず、ステップ１１０で、前記通常リフレッシュを行い、次に、ステップ１１２で、前記小径粒子リフレッシュを行なってもよい。
【００８０】
また、画像表示媒体１２における画像表示は、当該通常リフレッシュ電圧の印加を開始してから所定時間が経過してから行なわれる。
（リフレッシュの駆動シーケンスの変形例１）
図６には、リフレッシュの駆動シーケンスの変形例１のフローチャートが示されている。
【００８１】
まず、ｎ（ｎは整数である）に「１」が代入される（ステップ１２０）。
【００８２】
次に、ｎ番目のセルのみの前述の通常リフレッシュが行なわれ（ステップ１２２）、当該ｎ番目のセルのみに画像が書き込まれる（ステップ１２４）。
【００８３】
次に、ステップ１２６では、ｎ＝ｎ＋１のように、ｎに「１」が加算される。
【００８４】
次に、ステップ１２８では、ｎが「Ｎ」（「Ｎ」は、全てのセルの数である）を超えたか否か、即ち、全てのセルが通常リフレッシュ、及び画像の書き込みが行なわれたか否かが判断される。Ｎを超えて肯定された場合は当該フローは終了し、前記ステップ１１８で否定された場合は、前記ステップ１２０へ移行する。
（リフレッシュの駆動シーケンスの変形例２）
図７には、リフレッシュの駆動シーケンスの変形例２のフローチャートが示されている。
【００８５】
まず、ｎ（ｎは整数である）に「Ｌ（Ｌは「１」以上、且つ前記「Ｎ」以下の整数である）」が代入される（ステップ１３０）。
【００８６】
次に、ｎ番目のセルのみに前述の通常リフレッシュが行なわれ（ステップ１３２）、当該ｎ番目のセルのみに画像が書き込まれる（ステップ１３４）。
【００８７】
次に、ステップ１３６では、ｎ＝ｎ＋１のように、ｎに「１」が加算される。
【００８８】
次に、ステップ１３８では、ｎが「Ｍ（「Ｍ」は前記「Ｌ」以上、且つ前記「Ｎ」以下の整数である）」を超えたか否か、即ち、特定（「Ｌ」以上「Ｍ」以下）のセルが通常リフレッシュ、及び画像の書き込みが行なわれたか否かが判断される。「Ｍ」を超えて肯定された場合は当該フローは終了し、前記ステップ１３８で否定された場合は、前記ステップ１３０へ移行する。
（リフレッシュの駆動シーケンスの変形例３）
図８には、リフレッシュの駆動シーケンスの変形例３のフローチャートが示されている。
【００８９】
当該変形例３では、まず、全てのセルに前述の通常リフレッシュを行い（ステップ１４０）、次に、全てのセルに画像を書き込む（ステップ１４２）。
【００９０】
なお、上記の第１の実施の形態においては、一対の電極（電極２２、透明電極１６）を一対の基板（表示基板１４、背面基板２０）に設けたが、一対の電極は画像表示媒体１２の外に設けてもよい。これにより、表示基板１４の透明度が高くなる点で望ましい。また、一対の電極は、全面電極とセル電極、又はセル電極同士の組み合わせでもよい。
【００９１】
このように、第１の実施の形態における白色粒子２８Ａ、黒色粒子２８Ｂ、及び小径粒子２８Ｃ群は、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂと小径粒子２８Ｃとを所定の割合で混合して得られる混合粒子群である。こうして、第１の実施の形態では、小径粒子２８Ｃの粒子径が小さいため、白色粒子２８Ａ及び黒色粒子２８Ｂに混ぜても目立ちにくく、表示画像の画質に影響を与えることなく、ドット欠陥の防止等の表示画像の画質の低下を防ぐことができる。
【００９２】
また、表示濃度が略飽和する電圧を低くすることが可能となるため、駆動用電源４２から印加する電圧の低電圧化を実現することができる。
【００９３】
さらに、小径粒子２８Ｃは、複数種類の粒子を採用可能である。
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【００９４】
第２の実施の形態の特徴は、小径粒子２８Ｃに、形成される磁界により移動を開始する磁気粒子を適用する点にある。
【００９５】
図９に示すように、第２の実施の形態の画像表示媒体７０は、表示基板１４面を矢印１０Ａで示すように移動可能な磁気ヘッド７２を備えている。磁気ヘッド７２には、磁気コイル（図示省略）が入っており、表示基板１４面上を移動させられることにより、表示基板１４と背面基板２０との間の微小な間隔に封入されている小径粒子２８Ｃを振動させるようになっている。
【００９６】
こうして、第２の実施の形態では、小径粒子２８Ｃの振動により、画像表示媒体１２のリフレッシュを行なうようになっている。リフレッシュの駆動シーケンスは、第１の実施の形態と同様である。
【００９７】
このように、第２の実施の形態は、小径粒子２８Ｃとして、磁気粒子を採用することで、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】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】第１の実施の形態に係る電源装置、電極駆動部、及び透明電極駆動部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に係るリフレッシュ用電源の構成の一例を示す。
【図４】第１の実施の形態に係る画像表示媒体の特定のセルに印加される電圧の推移の一例を示す線図である。
【図５】第１の実施の形態に係るリフレッシュの駆動シーケンスが示されている。
【図６】第１の実施の形態に係るリフレッシュの駆動シーケンスの変形例１の流れが示されている。
【図７】第１の実施の形態に係るリフレッシュの駆動シーケンスの変形例２の流れが示されている。
【図８】第１の実施の形態に係るリフレッシュの駆動シーケンスの変形例３の流れが示されている。
【図９】第２の実施の形態に係る画像表示媒体の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０   画像表示装置
１２   画像表示媒体
１４   表示基板
１６   透明電極
１８   誘電体層
２０   背面基板
２２   電極
２４   誘電体層
２６   仕切り部材
２８   粒子
３０   電圧印加部
３２   電源装置
３４   制御装置
３６   電極駆動部
３８   透明電極駆動部
４０   リフレッシュ用電源
４２   駆動用電源
４２Ａ 第１電源部
４２Ｂ 第２電源部
４４、４６    基準電位発生部
４８、５２    高圧出力部
５０、５４    信号電源出力部
５６、５８    スイッチング素子
６０   切替部
６２Ａ、６２Ｂ       直流電源
６４   スイッチング部
７０   画像表示媒体
７２   磁気ヘッド
【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】
2007108347.tif 000009
【図７】
2007108347.tif 000010
【図８】
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【図９】
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