(57)【要約】【課題】表示の妨げとならずに粒子の駆動状態を遠隔で把握することが可能な画像表示装置および画像表示方法を提供する。【解決手段】初期化モードにおいて、電圧印加部４は、制御部５の制御により、交番電圧を電極２１，３１間に印加すると、粒子９Ａ，９Ｂは基板２，３間を往復運動し、圧電素子１１は、そのときの振動を電位変動に変換し、検出信号として制御部５に送信する。制御部５は、検出信号に基づき、必要に応じて電圧印加部４の初期化モードあるいは表示モードにおける電圧印加条件を変更する。【選択図】図１
2007279211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を備えた透光性を有する第１の基板と、
前記第１の基板と所定の間隔を設けて対向配置され、電極を備えた第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に封入され、帯電特性および色が異なる複数種類の粒子からなる粒子群と、
前記電極間に電圧を印加して形成された電界に応じて前記粒子群を前記第１及び第２の基板間で移動させる電圧印加部と、
画像データに基づいて前記電圧印加部を制御する制御部と、
前記粒子群の移動によって発生する振動を検出する振動検出手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記振動検出手段は、前記第２の基板側に設けられ、前記第２の基板の振動を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記振動検出手段は、前記粒子群の移動によって発生する振動を、直接、又は音圧変動若しくは歪み変動に変換して、電位変動として検出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記振動検出手段は、圧電素子、マイク又は歪み計を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果に基づいて前記電圧印加部による電圧印加条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果と基準範囲との比較し、その比較結果に基づいて前記電圧印加条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電圧印加条件のうち、電圧値、周波数、または印加時間を制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記粒子群に機械的に振動を付与する振動発生手段と、前記振動発生手段を駆動する駆動部とを備え、
前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果に基づいて前記駆動部の駆動条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果と基準範囲との比較し、その比較結果に基づいて前記駆動条件を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記駆動条件のうち、電圧値、周波数、または印加時間を制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記振動検出手段は、前記振動発生手段を兼ねることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記制御部は、画像データと無関係に前記粒子群を振動させる初期化モードのときに前記振動検出手段に前記粒子群の移動によって発生する振動を検出させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記初期化モードのときに前記電圧印加部から前記電極間に交番電圧を印加させて前記粒子群を前記第１および第２の基板間で移動させることを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記制御部は、画像データに基づいて前記粒子群を移動させる表示モードのときに前記振動検出手段に前記粒子群の移動によって発生する振動を検出させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
それぞれ電極を備えた第１及び第２の基板間に封入された帯電特性および色が異なる複数種類の粒子からなる粒子群を、前記電極間に電圧を印加して形成された電界に応じて前記第１及び第２の基板間で移動させる第１のステップと、
前記第１のステップにおいて、前記粒子群の移動によって発生する振動を検出する第２のステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を電極間に封入して電極間に電圧を印加することにより粒子を駆動して画像を表示する画像表示装置および画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子を電極間に封入して電極間に電圧を印加することにより粒子を駆動して画像を表示する従来の画像表示装置として、例えば、粒子の帯電劣化による表示ムラの発生やコントラスト低下を防止するために初期化を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この画像表示装置は、電極を備えた透光性を有する第１の基板と、第１の基板と所定の間隔を設けて対向配置され、電極を備えた第２の基板と、第１及び第２の基板間に封入され、帯電特性および色が異なる複数種類の粒子からなる粒子群と、電極間に電圧を印加して形成された電界に応じて粒子群を第１及び第２の基板間で移動させて画像を表示する電圧印加部とを有し、表示に寄与する粒子の数の減少を防止する粒子利用促進手段として、第２の基板に配置された圧電体からなる振動発生部を有する。圧電体に交番電圧を印加して振動を発生させ、基板に付着した粒子や凝集した粒子を剥離、解離させて初期化することにより、表示ムラの発生やコントラスト低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−２５８６１８号公報（００１７段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の画像表示装置は、粒子の状態や断線、制御トラブル等によりうまく初期化できない場合がある。初期化ができているか否かを確認する方法として、目視又は遠隔で光学的に自動検出するという方法をとっていたが、目視では遠隔操作ができず、光学的な検出では構成が複雑になり、また表示側に検出器を設置する場合、表示が見づらいという問題や表示エリアが検出器のため狭くなるといった問題がある。また、光学的な検出では、表示媒体の厚み方向に検出手段を設けることになるので、表示媒体の薄型化が困難であるという問題がある。さらに、表示画像を撮像しコントラストを測定する場合、撮像したデータを処理する必要がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、表示の妨げとならずに粒子の駆動状態を遠隔で把握することが可能な画像表示装置および画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、以下の画像表示媒体および画像表示方法を提供する。
【０００７】
［１］電極を備えた透光性を有する第１の基板と、前記第１の基板と所定の間隔を設けて対向配置され、電極を備えた第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に封入され、帯電特性および色が異なる複数種類の粒子からなる粒子群と、前記電極間に電圧を印加して形成された電界に応じて前記粒子群を前記第１及び第２の基板間で移動させる電圧印加部と、画像データに基づいて前記電圧印加部を制御する制御部と、前記粒子群の移動によって発生する振動を検出する振動検出手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【０００８】
上記構成の画像表示装置において、粒子群が正常に移動しているときの振動と、粒子が基板に付着していたり、凝集を生じていて粒子群が正常に移動していないときの振動とに差がある。従って、粒子群の移動によって生じる振動を検出することにより、粒子群の駆動状態を、表示の妨げとならずに、また、装置を厚くせずに、遠隔で把握することが可能となる。
【０００９】
両電極は、互いに直交するように配置された複数の行電極と複数の列電極との組合せ、各画素共通の全面電極と画素毎に設けられた複数の画素電極との組合せ等を用いることができる。
【００１０】
［２］前記振動検出手段は、前記第２の基板側に設けられ、前記第２の基板の振動を検出することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。振動検出手段を表示側と反対側の第２の基板側に設けることで、振動検出手段が表示の妨げとなるのを避けることができる。
【００１１】
［３］前記振動検出手段は、前記粒子群の移動によって発生する振動を、直接、又は音圧変動若しくは歪み変動に変換して、電位変動として検出することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。振動を電子変動として検出することにより、例えば、電圧印加部による電圧印加条件を変更するか否かの判断が容易となる。
【００１２】
［４］前記振動検出手段は、圧電素子、マイク又は歪み計を有することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。振動検出手段としてマイクを用いることにより、振動を音圧変動に変換し、さらに電位変動に変換することができる。振動検出手段として歪み計を用いることにより、振動を歪み変動に変換し、さらに電位変動に変換することができる。
【００１３】
［５］前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果に基づいて前記電圧印加部による電圧印加条件を制御することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。電圧印加条件を制御することで、粒子の駆動状態を改善することができる。
【００１４】
［６］前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果と基準範囲との比較し、その比較結果に基づいて前記電圧印加条件を制御することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。検出結果と基準範囲と比較して電圧印加条件を制御することで、画像表示媒体間でばらつきの少ない表示特性が得られる。
【００１５】
［７］前記制御部は、前記電圧印加条件のうち、電圧値、周波数、または印加時間を制御することを特徴とする前記［５］又は［６］に記載の画像表示装置。この構成によれば、電圧値、周波数、または印加時間を制御することで、粒子群の振動状態を制御することができる。
【００１６】
［８］前記粒子群に機械的に振動を付与する振動発生手段と、前記振動発生手段を駆動する駆動部とを備え、前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果に基づいて前記駆動部の駆動条件を制御することを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。粒子群は機械的に振動を付与することで基板間を往復運動し、振動を発生する。
【００１７】
［９］前記制御部は、前記振動検出手段による検出結果と基準範囲との比較し、その比較結果に基づいて前記駆動条件を制御することを特徴とする前記［８］に記載の画像表示装置。基準範囲は、幅を持たない基準値を含む。検出結果と基準範囲と比較して駆動条件を制御することで、画像表示媒体間でばらつきの少ない表示特性が得られる。
【００１８】
［１０］前記制御部は、前記駆動条件のうち、電圧値、周波数、または印加時間を制御することを特徴とする前記［８］又は［９］に記載の画像表示装置。この構成によれば、電圧値、周波数、または印加時間を制御することで、粒子群の振動状態を制御することができる。
【００１９】
［１１］前記振動検出手段は、前記振動発生手段を兼ねることを特徴とする前記［８］に記載の画像表示装置。この構成によれば、振動検出手段を振動発生手段として用いることにより、基板が振動し、この振動が粒子群に伝わり、粒子群を往復運動させることができる。
【００２０】
［１２］前記制御部は、画像データと無関係に前記粒子群を振動させる初期化モードのときに前記振動検出手段に前記粒子群の移動によって発生する振動を検出させることを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。初期化モードで振動を検出し、その結果に基づいて電圧印加条件を変更することで、初期化モードに続く表示モードで表示不良を無くすことができる。
【００２１】
［１３］前記制御部は、前記初期化モードのときに前記電圧印加部から前記電極間に交番電圧を印加させて前記粒子群を前記第１および第２の基板間で移動させることを特徴とする前記［１２］に記載の画像表示装置。この構成によれば、電圧印加条件を変えることで初期化モードと表示モードを実行することができる。
【００２２】
［１４］前記制御部は、画像データに基づいて前記粒子群を移動させる表示モードのときに前記振動検出手段に前記粒子群の移動によって発生する振動を検出させることを特徴とする前記［１］に記載の画像表示装置。表示モードで画像を書き替えるときに、粒子群が移動し、振動を発生するので、振動検出手段はその振動を検出することができる。
【００２３】
［１５］それぞれ電極を備えた第１及び第２の基板間に封入された帯電特性および色が異なる複数種類の粒子からなる粒子群を、前記電極間に電圧を印加して形成された電界に応じて前記第１及び第２の基板間で移動させる第１のステップと、前記第１のステップにおいて、前記粒子群の移動によって発生する振動を検出する第２のステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
【００２４】
上記構成の画像表示方法によれば、第１のステップにおいて、粒子群が正常に移動しているときの振動と、粒子が基板に付着していたり、凝集を生じていて粒子群が正常に移動していないときの振動とに差がある。従って、第２のステップにおいて、粒子群の移動によって生じる振動を検出することにより、粒子群の駆動状態を、表示の妨げとならずに、また、装置を厚くせずに、遠隔で把握することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、表示の妨げとならずに粒子の駆動状態を遠隔で把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の実施の形態］
（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の構成図である。
【００２７】
この画像表示装置１は、画像を表示する画像表示媒体１０と、画像表示媒体１０の振動を検出する振動検出手段としての圧電素子１１と、画像表示媒体１０に電圧を印加する電圧印加部４と、画像表示媒体１０に表示する画像データを記憶する画像記憶部６と、画像記憶部６に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部４を制御するとともに、圧電素子１１の検出結果に基づいて電圧印加部４の電圧印加条件を変更する制御部５とから概略構成される。
【００２８】
画像表示媒体１０は、透光性を有する表面基板２と、背面基板３と、表面基板２と背面基板３とを対向させて保持するとともに、両基板２，３間の空間を区画して複数のセル８を形成する仕切部材７と、セル８に封入された色が異なり逆性に帯電した第１の粒子９Ａと第２の粒子９Ｂとからなる２種類の粒子群とを有して構成される。この画像表示媒体１０は、画像の書き換えが可能で、無電源で表示画像を保持可能である。
【００２９】
画像記憶部６は、ＨＤＤ等により構成され、画像表示媒体１０に画像を表示されるための画像データを記憶している。なお、画像データは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やネットワークを介して画像記憶部６に取り込んでもよい。
【００３０】
（圧電素子）
圧電素子１１は、画像表示媒体１０の背面基板３に取り付けられ、画像表示媒体１０内の粒子９Ａ，９Ｂの振動を電位変動に変換し、それを検出信号として制御部５に送信する。圧電素子１１は、例えば、圧電体を電極間に挟んだ構成を有する。圧電体は、例えば、水晶、ＬｉＴａＯ３等の単結晶、ＺｎＯ等の薄膜、圧電セラミック、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電高分子膜等から構成される。
【００３１】
（表面基板）
表面基板２は、透明ガラス基板等からなる表面支持基板２０と、表面支持基板２０上に形成されたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明な複数の帯状の列電極２１と、列電極２１を保護するとともに粒子９Ａ、９Ｂ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膜２２とを積層して構成されている。
【００３２】
表面支持基板２０は、上記透明ガラス基板の他に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル等の透明樹脂フィルム又は透明樹脂シートを用いることができ、さらに半透明又は有色透明の基板を用いることができる。
【００３３】
列電極２１には、上記ＩＴＯの他に、透光性を有する、インジリウム、錫、カドミニウム、アンチモン等の酸化物、およびこれらの複合酸化物、金、銀、銅、炭素、ニッケル等の単層膜、混合膜、または複合膜を、蒸着法またはスパッタリング法で１００〜２０００オングストロームの厚さとしたもの、またはポリピロール、ポリチオフェン等の有機導電性材料等を用いることができる。
【００３４】
誘電体膜２２には、上記ポリカーボネートの他に、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ、ポリイソシアネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート、共重合ナイロン、紫外線硬化アクリル樹脂、非晶質テフロン（登録商標）等を用いることができる。
【００３５】
（背面基板）
背面基板３は、エポキシ樹脂等からなる背面支持基板３０と、背面支持基板３０上に形成された銅等からなる複数の帯状の行電極３１と、行電極３１を保護するとともに粒子９Ａ、９Ｂ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膜３２とを積層して構成されている。なお、背面支持基板３０として、表面基板２の表面支持基板２０と同様の基板を用いてもよい。誘電体膜３２には、表面基板２の誘電体膜２２と同様に、セル８に封入する粒子９Ａ、９Ｂの帯電特性に応じた材料を用いることができる。
【００３６】
行電極３１は、図１では、１つのみを示しているが、実際には、複数の行電極３１が紙面に平行に所定の間隔を有して配設されている。また、行電極３１は、列電極２１に直交するように形成されている。
【００３７】
（仕切部材）
仕切部材７は、樹脂等の絶縁性材料からなり、フォトリソグラフィ法または印刷法等によって形成することができる。
【００３８】
図１では、２つのセル８を図示しているが、実際には、多数のセル８がマトリックス状に配列されている。本実施の形態では、１つのセル８が複数の画素を含むが、１つのセル８で１画素を構成してもよい。ここで、１画素とは、列電極２１と行電極３１の交差する領域をいう。
【００３９】
（粒子）
第１および第２の粒子９Ａ、９Ｂは、色が異なり、別々の極性に帯電する。ここでは、第１の粒子９Ａが白色粒子で、第２の粒子９Ｂが黒色粒子である。白色粒子は、酸化亜鉛、酸化スズ、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、亜鉛華、鉛白、硫化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の白色顔料を含む粒子を用いることができる。黒色粒子は、カーボンブラック、マンガンンフェライトブラック、チタンブラック、磁性粉、オイルブラック等有機、無機系の染・顔料系の黒色顔料を含む粒子を用いることができる。
【００４０】
第１および第２の粒子９Ａ、９Ｂの基材としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、尿素ホリマリン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂等を単独又は複数組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。これらの樹脂は、架橋構造を有していることが好ましく、更に、併用する樹脂相よりも屈折率が高いものであることがより好ましい。
【００４１】
上記した白の第１の粒子９Ａと黒の第２の粒子９Ｂを重量比白：黒＝１：１で混合しミキサーで１０分間攪拌して混合粒子を得る。
【００４２】
（電圧印加部）
電圧印加部４は、交番電圧を発生する交番電圧発生回路と、直流電圧を発生する直流電圧発生回路とを備える。
【００４３】
（制御部）
制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を有して構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶されているプログラムにしたがい、画像データとは無関係に粒子９Ａ，９Ｂを駆動する初期化モードと、画像データに基づいて粒子９Ａ，９Ｂを駆動する表示モードとを実行する。また、制御部５は、初期化モード時に、圧電素子１１からの検出信号を受信し、検出値を記録するとともに、フィードバック制御を行い、必要に応じて電圧印加部４による電圧印加条件を変更する。たとえば、初期化時に圧電素子１１から得られた検出値とＲＯＭ等に予め記憶されている基準範囲とを比較し、検出値が基準範囲に入っていれば、初期化は終了し、検出値と基準範囲とに差が生じていれば、その差に応じて電圧印加部４による電圧印加条件を変更する。電圧印加条件として、例えば、列電極２１および行電極３１間への交番電圧の印加時間、電圧値、周波数等がある。
【００４４】
なお、初期化モードは、表示モードで複数回の画像の書換えを行う前に実行してもよく、画像の書換えを行う度にその直前に実行してもよい。
【００４５】
（第１の実施の形態の画像表示装置の動作）
次に、第１の実施の形態の画像表示装置１の動作を図２のフローチャートに従って説明する。
【００４６】
（１）初期化モード
初期化モードを実行する場合は、電圧印加部４は、制御部５の制御により、交番電圧発生回路から各行電極３１に所定の周期（例えば、４００Ｈｚ）の交番電圧（例えば、±２８０Ｖ）を所定の時間（例えば、１ｓ）印加するとともに、これとは逆位相の交番電圧（例えば、±２８０Ｖ）を各列電極２１に所定の時間（例えば、１ｓ）印加する（Ｓ１）。
【００４７】
第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂは、表面基板２と背面基板３間を移動し、第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂが相互に摩擦して安定した帯電特性が得られる。また、交番電圧の最終パルスとして、列電極２１に正の直流電圧を印加するとともに、行電極３１に負の直流電圧を印加すると、負に帯電した第１の粒子９Ａは、正が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着し、全面白画像が表面基板２を通して表示される。なお、初期化では、全面黒画像を表示するようにしてもよい。
【００４８】
初期化により粒子９Ａ，９Ｂが基板２，３間を往復運動することにより、振動が発生する。圧電素子１１は、その振動を電位変動に変換し、その電位変動を検出信号として制御部５に送信する（Ｓ２）。
【００４９】
制御部５は、圧電素子１１からの検出信号が示す検出値と基準範囲とを比較する（Ｓ３）。検出値が基準範囲に入っていれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、初期化は終了する。検出値が基準範囲に入っていない場合は（Ｓ３：ＮＯ）、検出値と基準範囲との差に応じて電圧印加部４による電圧印加条件を変更し（Ｓ４）、再び初期化を行う（Ｓ１）。この動作を圧電素子１１からの検出値が基準範囲に入るまで行う。
【００５０】
具体的には、電極２１，３１間に交流電圧を印加して粒子９Ａ，９Ｂを往復運動させることにより、圧電素子１１が振動により変形し、起電力を発生する。この電位差を検出信号として制御部５に送信する。例えば、基板間電位差Ｖｐ-ｐ６００Ｖ、周波数４００Ｈｚでの圧電素子の起電力は、粒子９Ａ，９Ｂが正常に移動しているときは±２０Ｖの起電力が生じ、粒子９Ａ，９Ｂが固着すると±１０Ｖ以下となる。例えば、基準範囲を±１５〜２５Ｖとした場合、検出値が±８Ｖのときは、基準範囲の中央値２０Ｖよりも１２Ｖ小さいため、その差に応じて、例えば、交番電圧の印加時間を長く（例えば５秒）して再度初期化を行う。交番電圧の印加時間を長くすることにより、粒子９Ａ，９Ｂの帯電を促すことができる。
【００５１】
（２）表示モード
上記初期化モードで検出値が基準範囲に入ったとき（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部５は、第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂによる白黒画像の表示を行う（Ｓ５）。制御部５は、画像記憶部６に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部４を制御する。電圧印加部４は、制御部５の制御により、直流電圧発生回路から行電極３１に選択電圧（例えば、０Ｖ）を順次印加し、各列電極２１に表示用画像に応じた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。
【００５２】
列電極２１に正の電圧が印加された基板２、３間の領域（画素）では、負に帯電した第１の粒子９Ａは、正の電圧が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着する。一方、列電極２１に負の電圧が印加された領域では、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、負の電圧が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、負に帯電した第１の粒子９Ｂは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着する。このようにして白黒画像が表面基板２を通して表示される。
【００５３】
なお、電極２１、３１間への電圧の印加を停止しても、粒子９Ａ、９Ｂと誘電体膜２２、３２との間の静電付着力が維持されるため、粒子９Ａ、９Ｂは基板２０、２１の内面に付着したまま保持され、長時間に亘り白黒画像が表示される。
【００５４】
（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、以下の効果を得ることができる。
（イ）粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を背面基板３側で、検出できるので、表示の妨げとなることなく、粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を遠隔で把握することができる。
（ロ）粒子９Ａ，９Ｂの振動を圧電素子の薄型センサで検出できるので、画像表示媒体１０の薄型化を図ることができる。
（ハ）粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態が良好な状態で初期化を行えるので、画像書込時における表示不良を減らすことができる。
【００５５】
なお、表示モードの実行中に圧電素子１１により振動を検出してもよい。表示モードにおいても、粒子９Ａ，９Ｂが移動して振動が発生する。圧電素子１１は、その振動を電位変動に変換し、その電位変動を検出信号として制御部５に送信する。制御部５は、圧電素子１１からの検出信号が示す検出値と基準範囲とを比較する。検出値が基準範囲に入っていれば、電圧印加部４による電圧印加条件を変更しない。検出値が基準範囲に入っていない場合は、検出値と基準範囲との差に応じて電圧印加条件を変更するので、次回の画像書換え時に表示不良を防止することができる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態の画像表示装置の構成図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の画像表示媒体１０、電圧印加部４および画像記憶部６を備えるとともに、画像表示媒体１０の振動を検出するとともに、画像表示媒体１０に振動を付与する振動検出手段及び振動発生手段としての第１の実施の形態と同様の圧電素子１１と、圧電素子１１にスイッチ１２を介して接続され圧電素子駆動部１３と、圧電素子１１の検出結果に基づいて電圧印加部４の電圧印加条件を変更する制御部５とを備える。
【００５７】
圧電素子駆動部１３は、制御部５により、圧電素子１１の固有周波数の駆動信号を圧電素子１１に供給して強制的に振動させる。
【００５８】
圧電素子１１は、画像表示媒体１０の背面基板３に取り付けられ、画像表示媒体１０内の粒子９Ａ，９Ｂの振動を起電力に変換し、それを検出信号としてスイッチ１２を介して
制御部５に出力する。また、圧電素子１１は、圧電素子駆動部１３からスイッチ１２を介して出力された駆動信号により励振して背面基板３を振動させることにより、粒子９Ａ、９Ｂを往復運動させる。
【００５９】
制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を有して構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶されているプログラムにしたがい、画像データとは無関係に粒子９Ａ，９Ｂを駆動する初期化モードと、画像データに基づいて粒子９Ａ，９Ｂを駆動する表示モードとを実行する。また、制御部５は、初期化モード時は、圧電素子駆動部１３からの駆動信号が圧電素子１１に出力されるようにスイッチ１２を制御するとともに、圧電素子１１を駆動するように圧電素子駆動部１３を制御する。また、制御部５は、表示モード時は、圧電素子１１からの検出信号が制御部５に出力されるようにスイッチ１２を制御するとともに、圧電素子１１からの検出信号を受信し、検出値を記録するとともに、フィードバック制御を行い、必要に応じて電圧印加部４の電圧印加条件を変更する。たとえば、圧電素子１１から得られた検出値とＲＯＭ等に予め記憶されている基準範囲とを比較し、検出値が基準範囲に入っていれば、電圧印加条件は変更せず、検出値と基準範囲とに差が生じていれば、その差に応じて電圧印加条件を変更する。
【００６０】
（第２の実施の形態の画像表示装置の動作）
次に、第２の実施の形態の画像表示装置１の動作を図４のフローチャートに従って説明する。
【００６１】
（１）初期化モード
初期化モードを実行する場合は、制御部５はスイッチ１２を制御して圧電素子駆動部１３と圧電素子１１とを接続する。圧電素子駆動部１３は、制御部５の制御により、交番電圧からなる駆動信号をスイッチ１２を介して圧電素子１１に印加する（Ｓ１１）。
【００６２】
圧電素子１１は、駆動信号により励振し、背面基板３を振動させ、これにより、粒子９Ａ，９Ｂは、表面基板２と背面基板３間を移動し、第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂが相互に摩擦して安定した帯電特性が得られる。
【００６３】
（２）表示モード
第１の粒子８と第２の粒子９による白黒画像の表示を行う場合は、制御部５は、画像記憶部６に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部４を制御する。電圧印加部４は、制御部５の制御により、直流電圧発生回路から行電極３１に選択電圧（例えば、０Ｖ）を順次印加し、各列電極２１に表示用画像に応じた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。また、制御部５は、スイッチ１２を、圧電素子１１からの検出信号が制御部５に出力されるように切り換える（Ｓ１２）。
【００６４】
列電極２１に正の電圧が印加された基板２、３間の領域（画素）では、負に帯電した第１の粒子９Ａは、正の電圧が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着する。一方、列電極２１に負の電圧が印加された領域では、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、負の電圧が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、負に帯電した第１の粒子９Ａは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着する。このようにして白黒画像が表面基板２を通して表示される。
【００６５】
粒子９Ａ，９Ｂが移動すると、振動が発生する。圧電素子１１は、その振動を電位変動に変換し、その電位変動を検出信号として制御部５に送信する。制御部５は、圧電素子１１からの検出信号が示す検出値と基準範囲とを比較する（Ｓ１３）。
【００６６】
検出値が基準範囲に入っていれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、電圧印加部４の電圧印加条件を変更しない。検出値が基準範囲に入っていない場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、検出値と基準範囲との差に応じて電圧印加条件を変更し（Ｓ１４）、次回の画像書換え（Ｓ１５）に備える。
【００６７】
（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、以下の効果が得られる。
（イ）粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を背面基板３側で、検出できるので、表示の妨げとなることなく、粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を遠隔で把握することができる。
（ロ）粒子９Ａ，９Ｂの振動を圧電素子の薄型センサで検出できるので、画像表示媒体１０の薄型化を図ることができる。
（ハ）画像書込時も粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を把握することができるので、次回の画像書込時に直ちにフィードバックして表示不良を減らすことができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態では、初期化を圧電素子１１を用いて行ったが、電圧印加部４による交番電圧を併用してもよい。これにより、圧電素子あるいは電圧印加部の駆動力を小さくすることができる。
【００６９】
また、圧電素子１１の検出結果に基づいて圧電素子１１を駆動する圧電素子駆動部１３の駆動条件を変更してもよい。この駆動条件には、交番電圧の電圧値、周波数、印加時間等がある。
【００７０】
また、上記実施の形態では、振動検出用と粒子駆動用として圧電素子を共用化したが、それぞれ専用の圧電素子を用いてもよい。これによりスイッチとスイッチに対する制御が不要になる。
【００７１】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態の画像表示装置の構成図である。第３の実施の形態では、振動検出手段としてマイク１４を用いたものである。その他の構成は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００７２】
マイク１４は、背面基板３から所定の距離を設けて配置され、粒子９Ａ，９Ｂの振動を音圧変動として検出し、音圧変動をさらに電位変動に変換し、検出信号として制御部５に送信する。また、マイク１４は、例えば、コンデンサマイク等、一般の集音マイクを用いることができる。
【００７３】
（第３の実施の形態の画像表示装置の動作）
次に、第３の実施の形態の画像表示装置１の動作を前述した図２のフローチャートに従って説明する。
【００７４】
（１）初期化モード
初期化モードを実行する場合は、電圧印加部４は、制御部５の制御により、交番電圧発生回路から各行電極３１に所定の周期（例えば、４００Ｈｚ）の交番電圧（例えば、±２８０Ｖ）を所定の時間（例えば、１ｓ）印加するとともに、これとは逆位相の交番電圧（例えば、±２８０Ｖ）を各列電極２１に所定の時間（例えば、１ｓ）印加する（Ｓ１）。
【００７５】
第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂは、表面基板２と背面基板３間を移動し、第１および第２の粒子９Ａ，９Ｂが相互に摩擦して安定した帯電特性が得られる。また、交番電圧の最終パルスとして、列電極２１に正の直流電圧を印加するとともに、行電極３１に負の直流電圧を印加すると、負に帯電した第１の粒子９Ａは、正が印加された列電極２１側に移動して表面基板２の内面に付着し、正に帯電した第２の粒子９Ｂは、これとは逆の行電極３１側に移動して背面基板３の内面に付着し、全面白画像が表面基板２を通して表示される。なお、初期化では、全面黒画像を表示するようにしてもよい。
【００７６】
初期化により粒子９Ａ，９Ｂが基板２，３間を往復運動することにより、振動が発生する。マイク１４は、その振動を音圧変動に変換し、音圧変動を電位変動に変換し、検出信号として制御部５に送信する（Ｓ２）。
【００７７】
制御部５は、圧電素子１１からの検出信号が示す検出値と基準範囲とを比較する（Ｓ３）。検出値が基準範囲に入っていれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、初期化は終了する。検出値が基準範囲に入っていない場合は（Ｓ３：ＮＯ）、検出値と基準範囲との差に応じて電圧印加条件を変更し（Ｓ４）、再び初期化を行う（Ｓ１）。この動作を圧電素子１１からの検出値が基準範囲に入るまで行う。
【００７８】
具体的には、電極２１，３１間に交流電圧を印加すると、粒子９Ａ，９Ｂを往復運動さする。その粒子９Ａ，９Ｂの振動周波数は４００Ｈｚ〜６００Ｈｚであり、粒子９Ａ，９Ｂが通常振動しているときの音圧レベルは、約５０ｄＢ、粒子９Ａ，９Ｂが駆動されていないときの音圧レベルは、３５ｂＢ以下になる。例えば、基準範囲を４５〜５５ｄＢとした場合、検出値が音圧レベルで４０ｄＢのときは、基準範囲の中央値５０ｄＢよりも１０ｄＢ小さいため、その差に応じて、例えば、交番電圧の印加時間を長く（例えば５秒）して再度初期化を行う。交番電圧の印加時間を長くすることにより、粒子９Ａ，９Ｂの帯電を促すことができる。
【００７９】
（２）表示モード
第１の実施の形態で説明したように、制御部５は、画像記憶部６に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部４を駆動する。粒子９Ａ，９Ｂは電極２１，３１間に印加されて形成された電界に応じて基板２、３間を移動し、白黒画像を表示する。
【００８０】
（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、以下の効果を得ることができる。
（イ）粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を背面基板３側で、検出できるので、表示の妨げとなることなく、粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を遠隔で把握することができる。
（ロ）粒子９Ａ，９Ｂの振動をマイク１４により検出できるので、画像表示媒体１０の薄型化を図ることができる。
（ハ）粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態が良好な状態で初期化を行えるので、画像書込時における表示不良を減らすことができる。
【００８１】
また、第１の実施の形態と同様に、表示モード時に粒子９Ａ，９Ｂの駆動状態を把握してもよい。これにより、次回の画像書込時に直ちにフィードバックして表示不良を減らすことができる。
【００８２】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々と変形実施が可能である。また、上記各実施の形態の構成要素を発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることができる。
【００８３】
例えば、振動検出手段として、圧電素子以外に、歪み計を用いて、粒子の振動により生ずる応力変動（歪み変動）を検出して電位変動に変換してもよい。また、振動検出手段として、高周波発振型近接スイッチや静電容量型近接スイッチを用いて、粒子の振動による、周波数の変動や静電容量の変動を検出して、電位変動に変換してもよい。
【００８４】
また、上記実施の形態では、電圧印加部からの交番電圧や、圧電素子による励振により粒子９Ａ，９Ｂを往復運動させたが、スピーカからの音圧で背面基板を振動させ、それにより粒子９Ａ，９Ｂを振動させてもよい。
【００８５】
上記各実施の形態では、気体中で移動する帯電粒子を用いた表示媒体について説明したが、液体中を移動する帯電粒子を用いた表示媒体にも適用可能である。
【００８６】
上記各実施の形態では、白黒２値画像について説明したが、本発明は、３値以上の階調を有する画像やカラー画像にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  画像表示装置
２  表面基板
２０  表面支持基板
２１  列電極
２２  誘電体膜
３  背面基板
３０  背面支持基板
３１  行電極
３２  誘電体膜
４  電圧印加部
５  制御部
６  画像記憶部
７  仕切部材
８  セル
９Ａ  第１の粒子
９Ｂ  第２の粒子
１０  画像表示媒体
１１  圧電素子
１２  スイッチ
１３  圧電素子駆動部
１４  マイク
【図１】
2007279211.tif 000003
【図２】
2007279211.tif 000004
【図３】
2007279211.tif 000005
【図４】
2007279211.tif 000006
【図５】
2007279211.tif 000007