(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表示側が透明で、かつ、対向して配置された複数の基板と、
前記複数の基板間に設けられ、単位セルを画定する支持部材と、
前記単位セル内に封入されると共に、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群と、
前記複数の基板の基板間に設けられた表示側電極と背面側電極とを有し、前記表示側電極と前記背面側電極とが前記単位セル内に電界を形成し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極との少なくとも２つの電極より構成された画像表示媒体と、
粒子による色の表示を行うときには、前記表示側電極と前記背面側電極とに電圧を印加して前記表示側電極と前記背面側電極との間に電界を形成し、粒子による色の表示を解除するときには、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧を印加し、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記外側電極を接地又は開放し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の他方の電極を接地し、前記着色粒子群を前記外側電極に集めるよう制御する制御手段と、
を備えた画像表示装置。
【請求項２】
前記画像表示媒体は、予め定めた所定の間隔を開けて平行配置された３つ以上の基板の基板間のそれぞれに前記着色粒子群が封入された単位セルが設けられており、
上層と下層とで重なり合う単位セルが１つの表示セルを形成し、該重なり合う単位セルにはそれぞれ異なる色の前記着色粒子群が封入されたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示媒体及び画像表示装置かかり、特に、電界によって着色粒子を移動させて繰返し書き換え表示を行うことが可能な画像表示媒体と、該画像表示媒体を備えた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、繰返し書換え可能な表示媒体として、Ｔｗｉｓｔｉｇ  ＢａｌｌＤｉｓｐｌａｙ（２色塗分け粒子回転表示）、電気泳動式表示媒体、磁気泳動式表示媒体、サーマルリライタブル表示媒体、メモリ性を有する液晶などが提案されている。
【０００３】
これら繰返し書換え可能な表示媒体のうち、サーマルリライタブル表示媒体や、メモリ性を有する液晶などは、画像のメモリ性に優れているという特徴を有している。
【０００４】
また、電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体は、電界あるいは磁界によって移動可能な着色粒子を白色液体中に分散させ、着色粒子の色と白色液体の色とで画像を形成するものである。例えば、画像部は着色粒子を表示面に付着させて着色粒子の色を表示し、非画像部では着色粒子を表示面から除去して、白色液体による白を表示する。電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体では、着色粒子の移動は電界あるいは磁界の作用がないと起こらないため、表示のメモリ性を有する。
【０００５】
また、Ｔｗｉｓｔｉｇ  Ｂａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｙは、半面を白に、残りの反面を黒に塗分けた球状粒子を電界の作用によって反転駆動させ、例えば、画像部は黒面を表示面側に、非画像部では白面を表示面側にするように電界を作用させて表示を行うものである。
【０００６】
これによれば、電界の作用―がない限り粒子は反転駆動を起こさないため、表示のメモリ性を有する。また表示媒体の内部は、粒子周囲のキャビテイにのみオイルが存在するが、ほとんど固体状態であるため、表示媒体のシート化なども比較的容易である。
【０００７】
しかしながら、サーマルリライタブル表示媒体や、メモリ性を有する液晶などは、表示面を紙のように十分な白表示とすることができず、画像を表示した場合に画像部と非画像部のコントラストが小さいため、鮮明な表示を行うことが困難である。
【０００８】
また、電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体では、白色液体による自表示性は優れるものの、着色粒子の色を表示する場合は、着色粒子同士の隙間に白色液体が入り込むため、表示濃度が低下してしまう。したがって、画像部と非画像部のコントラストが小さくなり、鮮明な表示を得ることが困難である。
【０００９】
さらに、これらの表示媒体の中には白色液体が封入されているため、表示媒体を画像表示装置から取り外して紙のようにラフに取り扱った場合、白色液体が表示媒体から漏出するおそれがある。
【００１０】
Ｔｗｉｓｔｉｇ  Ｂａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｙでは、白く塗分けられた半球面を表示側に完全に揃えた場合でも、球と球の隙間に入り込んだ光線は反射されず内部でロスしてしまうため、原理的に１００％の白色表示はできない。また、キャビティ部における光吸収や光散乱の影響もあるため、自表示が灰色がかってしまう。さらに粒子の反転を完全に行うことが難しく、これによってもコントラストの低下を招いてしまい、結果的に鮮明な表示を得ることが困難である。さらに、粒子サイズは画素サイズよりも小さいサイズであることが要求されるため、高解像度表示のためには色が塗り分けられた微細な粒子を製造しなければならず、高度な製造技術を要するという問題もある。
【００１１】
そのため、上記のような問題点を解決するための新規な表示媒体として、トナー（粒子）を用いた表示媒体が幾つか提案されている（Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ，'９９論文集，ｐ２４９‐ｐ２５２、Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ，'９９  ｆａｌｌ予稿集，ｐ１０‐ｐ１３）。
【００１２】
これらの画像表示媒体は、透明な表示基板と、これと微小間隙をもって対向する背面基板との間に、色および帯電特性が異なる２種類の粒子群（トナー）を封入した構成となっており、これらの基板間に画像情報に応じて電界を印加することにより、表示基板に任意の色の粒子を付着させて、画像表示を行うものである。
【００１３】
このトナーを用いた表示媒体の表示基板と背面基板には電極が形成されており、各基板の内面は一方の極性の電荷（例えば正孔）のみを輸送する電荷輸送材料でコートされている。これらの基板間に電圧を印加すると、導電性の黒トナーのみに正孔が注入され、異トナーは正に帯電して、基板間に形成された電界に応じて白色粒子を押し分けながら基板間を移動する。黒トナーを表示基板側に移動させると黒表示が行われ、黒トナーを背面基板側に移動させると、白色粒子による白表示が行われる。したがって、画像情報に応じてき板間に電圧を印加し、黒トナーを任意の基板側へ移動させることによって、白黒の画像表示を行うことができる。
【００１４】
このようなトナーを用いた表示媒体によれば、電界が作用しない限りトナーは移動しないため、表示のメモリ性を有し、また画像表示媒体が全て固体で構成されているため、液漏れの問題も発生しない。そして、白と黒の表示を原理的に１００％切り替えることができるため、コントラストの高い鮮明な画像表示を行うことが可能である。さらに、隠蔽性の高い粒子を使用することによって、高い表示コントラストの２色画像（例えば白黒画像）を表示することができる。なお、以下ではトナーを用いた表示媒体を、単に画像表示媒体と称する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像表示媒体では、多色表示が難しいという問題がある。すなわち、従来の画像表示媒体において多色表示を行うためには、表示基板と背面基板との間に、色および帯電特性の異なる３種類以上の粒子を封入し、これらを電界の印加方法を異ならせることによって別々に駆動させる必要がある。
【００１６】
しかし、実際に、色および帯電特性の異なる３種類以上の粒子を電界の印加方法を異ならせることによって別々に駆動させるのは技術的に難しく、コントラストの低下や色濁りが発生してしまう。
【００１７】
そのため、従来の画像表示媒体で多色表示を行うためには、例えば、図２０に示すように、表示媒体の内部を複数の単位セル５０1〜５０p(但し、ｐは自然数)より構成し、各単位セル毎に色の異なる粒子を封入して、幾つかの隣接する単位セルで一つの色を表現するような方法をとらざるを得ない。
【００１８】
例えば、図２０では、白粒子６０とＭａｇｅｎｔａ粒子Ｍとを組合わせて封入した単位セル、白粒子６０とＹｅｌｌｏｗ粒子Ｙとを組合わせて封入した単位セル、白粒子６０とＣｙａｎ粒子Ｃとを組合わせて封入した単位セルという３種類の単位セルに順序正しく封入し、図２１に示すように、隣り合う３つの単位セルで一つの画素の色を表現している。
【００１９】
図２１に示したように、白表示はすべての単位セルの表示面側に白粒子を集め、黒表示はすべての単位セルの表示面側に着色粒子を集め、Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，Ｃｙａｎはそれぞれ対応する色の着色粒子が封入されている単位セルの表示面側に着色粒子を集めると共にその他の単位セルは白表示させ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎの表示は、それぞれ図２１に示したように各セル内の着色粒子の組合わせとなるように各単位セルの着色粒子を駆動させて、多色画像を表示する（但し、図２１において、Ｗ＝Ｗｉｔｅ，Ｍ＝Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙ＝Ｙｅｌｌｏｗ，Ｃ＝Ｃｙａｎ）。
【００２０】
しかしながらこの方法では、複数のセルで一つの画素の色を表現するため、解像度の低下を招いてしまい、特に文字品質を劣化させてしまう。また、表示の解像度を維持するには、単位セル当たりの表示面積が小さい微細な単位セルとしなければならず、このような微細な単位セルは、製造自体が難しいのと、製造できても製造効率が悪く、製造コストの上昇を避けられない。また、同じ面積内に多くの単位セルが形成されることとなるため、各単位セルを駆動するための駆動回路に負担がかかる。そのため、高性能の駆動回路が必要となり駆動回路の高コスト化が避けられないという問題もある。
【００２１】
更に、図２０および図２１に示した例では黒表示が灰色味を帯びてしまい、表示品質が低下してしまうという問題もある。なお、封入する着色粒子の色の組み合わせを前記した例と変えても、解像度の低下による文字品質の劣化、白と黒のコントラスト低下による表示品質の劣化など、根本的な問題は変わらない。
【００２２】
ところで、従来の画像表示媒体は完全に反射型の表示媒体であるため、夜間や周囲が暗いところでは視認性が極端に落ち、照明が必要になる。しかしながら画像表示媒体に使用する粒子は、隠蔽性が高いことが要求されるため、液晶のようなバックライト方式を採用することができない。このため、画像表示媒体はフロントライト方式に限定されてしまい、表示媒体としての表現能力および応用形態が限定されてしまうという課題がある。
【００２３】
以上のことから、本発明は、解像度の低下を招くことなく、あるいは解像度の低下を抑えて多色表示を行うことの可能な画像表示媒体及び画像表示装置を提供することを目的とする。また、品質の高い多色表示を行うことの可能な画像表示媒体及び画像表示装置提供することを目的とする。さらに、バックライト方式が採用可能な画像表示媒体及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２５】
本発明の画像表示装置は、少なくとも表示側が透明で、かつ、対向して配置された複数の基板と、前記複数の基板間に設けられ、単位セルを画定する支持部材と、前記単位セル内に封入されると共に、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群と、前記複数の基板の基板間に設けられた表示側電極と背面側電極とを有し、前記表示側電極と前記背面側電極とが前記単位セル内に電界を形成し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極との少なくとも２つの電極より構成された画像表示媒体と、粒子による色の表示を行うときには、前記表示側電極と前記背面側電極とに電圧を印加して前記表示側電極と前記背面側電極との間に電界を形成し、粒子による色の表示を解除するときには、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧を印加し、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記外側電極を接地又は開放し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の他方の電極を接地し、前記着色粒子群を前記外側電極に集めるよう制御する制御手段と、を備えている。
【００２７】
画像表示媒体は、表示側電極及び背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極より構成されている。
【００２８】
このような構成であるため、例えば、前記制御手段により、前記表示側電極と前記背面側電極とに同じ電圧を印加すると、前記着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側に粒子の色が表示される。
【００２９】
なお、複数種類の着色粒子群のうちの１種類の着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側が１色表示されるように、単位セルに封入する着色粒子群の種類を選択してもよいし、複数種類の着色粒子群のうちの２種類以上の着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側が混合色に表示されるように、単位セルに封入する着色粒子群の種類を選択してもよい。
【００３０】
なお、好ましくは、前記着色粒子群が、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群とすることにより、前記少なくとも２種類の着色粒子群のうちの一方の粒子のみが表示面側に移動して、該表示面側に一方の粒子の色のみを表示できる。
【００３２】
また、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極または前記背面側電極の一方の前記外側電極が接地又は開放され、例えば、前記制御手段により、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧が印加されると、交番電圧が印加された前記内側電極から接地された前記外側電極に粒子が移動する。
【００３３】
そのため、前記着色粒子群が前記外側電極に集まるので、交番電圧が印加された内側電極には粒子画殆ど存在しない状態を作り出すことができ、粒子による色の表示が解除される。
【００３４】
また、接地する前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の外側電極を、表示面の周縁に対応する枠状領域とし、交番電圧を印加する前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の内側電極を、枠状領域よりも内側の領域とすることにより、交番電圧を印加したときに、表示面には、粒子の色が写らず、交番電圧を印加された電極の色が写ることとなる。
【００３９】
また、本発明では、予め定めた所定の間隔を開けて平行配置された３つ以上の基板の基板間のそれぞれに前記着色粒子群が封入された単位セルが設けられており、上層と下層とで重なり合う単位セルが１つの表示セルを形成し、該重なり合う単位セルにはそれぞれ異なる色の前記着色粒子群が封入された構成とすることができる。この構成とすることにより、上層側のセルで表示できる少なくとも２種類の色と、下層側のセルで表示できる少なくとも２種類の色とで少なくとも４種類の色を１つの表示セルで表示できる。例えば、上層側のセルと下層側のセルと両方に全て色が異なるに２種類の着色粒子群を封入した場合、上層側のセルで表示できる２種類の色と、下層側のセルで表示できる２種類の色とで４種類の色を１つの表示セルで表示できる。したがって、解像度の高い多色表示を行うことができる。
【００４０】
なお、表示セルは、２つ以上の単位セルを積層した構成とすることが可能であるが、好ましくは、２つの単位セルを積層した２層構造の表示セル、及び３つの単位セルを積層した３層構造の表示セルとするのが製造上からも好ましい。
【００４３】
【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を説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態に係る画像表示装置は、図１に示すように、画像表示部１０及び電圧制御部１２とから構成されている。画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４が形成された表示側電極２２、スペーサ２６、表面コート層２８が形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）が順に形成された構成である。
【００４５】
なお、画像表示部１０は、本発明の画像表示媒体に相当し、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３は本発明の基板に相当し、表示側電極２２と背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は本発明の一対の電極に相当し、スペーサ２６は本発明の支持部材に相当する。また、電圧制御部１２は本発明の画像表示装置の表示制御手段に相当する。
【００４６】
本第１の実施の形態では、表示基板２０として、例えば、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍの透明なＩＴＯ付き７０５９ガラス基板を使用した。表示基板２０の単位セル側表面には、透明な電極材料で形成された表示側電極２２が形成されている。この表示側電極２２は、接地状態とされており、単位セル側表面に厚さ５μｍの透明なポリカーボネート樹脂層からなる表面コート層２４が形成されている。
【００４７】
スペーサ２６は、単位セルを画定しており、ここでは、単位セルは、例えば、５０×５０×０．３ｍｍのシリコンゴムシートの中央部を、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形に切り抜いて形成した空間より構成されている。この単位セル内には、着色粒子（黒粒子）４０および白粒子４２とが封入されている。
【００４８】
また、背面基板２３としては、例えば、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのエポキシ基板より構成されており、単位セル側には背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）が設けられている。
【００４９】
背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は、図２に示すように、銅薄膜より成る矩形状の内側電極３０ａと矩形輪状の銅薄膜より成る外側電極３０ｂとの２つの電極から構成されており、それぞれ電圧制御部１２に接続され、独立して電圧が印加されるように構成されている。なお、ここでは、内側電極３０ａの外形寸法を、例えば、縦×横＝１７ｍｍ×１７ｍｍとし、外側電極３０ｂとの間隙は、例えば、０．１ｍｍ、外側電極３０ｂの外形寸法を、例えば、縦×横＝２０ｍｍ×２０ｍｍとしている（幅１９．９ｍｍ）。
【００５０】
さらに、背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の単位セル側の表面には、厚さ５μｍの透明なポリカーボネート樹脂層からなる表面コート層２４が形成されている。
【００５１】
単位セル内に封入される白粒子４２としては、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を、重量比１００対０．１の割合で混合した体積平均粒径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白粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイト）を用い、黒粒子４０としては、アミノプロピルトリメトキシシラン処理したアエロジルＡ１３０微粉末を、重量比１００対０．２の割合で混合した体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレー卜の球状黒粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラック）を用いた。本第１の実施の形態では，白粒子４２と黒粒子４０とを重量比２対１の割合で混合した混合粒子を用いた。この際、白粒子４２は負に、黒粒子４０は正に帯電した。
【００５２】
本実施の形態では、画像表示部１０は、背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）及び表面コート層２８が形成された背面基板２３上に、単位セル領域が繰り抜かれたスペーサ２６を配置し、混合粒子約２０ｍｇを、スペーサ２６により画定された単位セル内にスクリーンを通して均一に振るい落とした後、表面コート層２４及び表示側電極２２が形成された表示基板２０を、表面コート層２４側を単位セル側にして配置し、両基板をダブルクリップで加圧保持して、シリコンゴムシートと両基板とを密着させることにより形成している。なお、ここでは、単位セルの体積に対する粒子の総体積比は、約１０％としている。
【００５３】
このようにして得られた画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第１の実施の形態の画像表示装置が得られる。
【００５４】
この画像形成装置において、電圧制御部１２により、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加した。これにより、単位セル内に発生した電界の作用により、図３（Ａ）に示すように、背面基板２３側の負に帯電する白粒子４２が表示基板２０側へ移動し、正に帯電する黒粒子４０は、静電的に背面基板２３側に吸引される。
【００５５】
このため、表示基板２０には白粒子４２のみが均一に付着し、良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。この際、逆極性に帯電した黒粒子４０が表示基板２０側に微小量存在していても、白粒子４２の量に比較して量が少ないため表示画像への影響はほとんど見られない。また、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの間隙が表示画像へ映り込むこともない。
【００５６】
次に、電圧制御部１２により、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加した。これにより、単位セル内に発生した電界の作用により、図３（Ｂ）に示すように、背面基板２３側の正に帯電する黒粒子４０が表示基板２０側へ移動し、負に帯電する白粒子４２は、静電的に背面基板２３側に吸引される。
【００５７】
このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。この際、逆極性に帯電した白粒子４２が表示基板２０側に微小量存在していても、黒粒子４０の量に比較して量が少ないため表示画像への影響はほとんど見られない。また、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの間隙が表示画像へ映り込むこともない。
【００５８】
このように、第１の実施の形態では、良好な白表示と、濃度の高い黒表示とを実現することができ、コントラストの高い鮮明な表示を実現できる。
【００５９】
また、本第１の実施の形態の画像表示装置において、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地すると、図４に示すように、全ての粒子が接地された外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。
【００６０】
この状態では、表示基板２０側から背面基板２３の内面（内側電極３０ａ部分）がはっきりと確認できる。また、外側電極３０ｂを開放状態（フロート状態）にしても、同様に粒子を外側電極３０ｂ部分に集合させ、表示面側から背面基板２３の内面を確認することができる。また、この状態から、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとに、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同じように印加すると、外側電極３０ｂ上に集合した粒子が分散していき、最終的に全面均一な表示状態に戻すことができる。
【００６１】
なお、ここでは、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を印加して黒表示を行い、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を印加して白表示を行うように構成したが、印加する電圧値は、適宜選択でき、これらの値に限定されるものではない。
【００６２】
また、交番電圧は、適宜適切な値を選択できるが、好ましくは、±１５０Ｖ以上±２５０Ｖ以下程度、周波数１００Ｈｚ以上２ＫＨｚ以下程度、好ましくは、１００Ｈｚ以上１ＫＨｚ以下程度とするとよい。もちろん、この交番電圧も使用する粒子や基板のコート材料によって適宜選択でき、これらの値に限定されるものではない。
【００６３】
ここで、図５に、本実施の形態の画像形成装置において、全面均一な表示状態から、外側電極３０ｂを接地すると共に内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加して、内側電極３０ａをほぼ透明な状態にするの要した時間と、逆に、内側電極３０ａを接地すると共に外側電極３０ｂに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加して、外側電極３０ｂをほぼ透明な状態にするの要した時間とを示す。
【００６４】
図５より明らかなように、内側電極３０ａ上の粒子を移動させて、対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明な状態にするの要した時間よりも、外側電極３０ｂ上の粒子を移動させて、対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明な状態にするの要した時間のほうが短い。
【００６５】
これは、内側電極３０ａの方が面積が大きいためと、内側電極３０ａ上の最も外側電極３０ｂから遠い位置の粒子と外側電極３０ｂまでの距離が、外側電極３０ｂ上の最も内側電極３０ａから遠い位置の粒子と外側電極３０ｂ間での距離よりも長いためと考えられる。
【００６６】
また、図５より明らかなように、電極に印加する交番電圧の周波数を高くすることによっても、内側電極３０ａ上の粒子を移動させて、画像表示部１０の表示面をほぼ透明な状態にするまでの時間を早くできる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００６８】
第２の実施の形態の画像表示装置では、画像表示部１０の背面基板２３の電極（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の形状を図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示す形状とした構成である。なお、図６（Ａ）は第１の参考例とする。なお、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの面積比は、上述した第１の実施の形態と同様の面積比とした。
【００６９】
電極の形状を図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す形状とした場合も、上述した第１の実施の形態と同様に、交番電圧を印加した電極（内側電極３０ａ又は外側電極３０ｂの一方の電極）上の粒子を移動させて透明化することができた。
【００７０】
ここで、図７に、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す電極形状のそれぞれの内側電極３０ａと第１の実施の形態の電極形状のそれぞれの内側電極３０ａに、周波数３００Ｈｚの交番電圧を印加した場合の「内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるのに要する時間」を示す。
【００７１】
図７に示すように、電極の形状によっても対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるまでの時間に大きな差があり、本実施例では図６（Ｄ）に示したように、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの形状を櫛形とし、両者を交互に組合わせた櫛状部の電極構成としたものが、もっとも早く内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態になった。
【００７２】
これは、交番で電圧が印加されている電極（以下、交番電極と称す。）と接地されている電極（以下、接地電極と称す。）とにおいて、交番電極上の最も接地電極から遠い位置の粒子と接地電極までの距離が最も短くなる構造であるため、と考えられる。
【００７３】
また、接地電極に集合させた粒子を、元の全面均一な状態に戻すのに要する時間は、どの形状の電極においても、集合させる時間よりも短くて済み、電極の形状の違いによる「元の全面均一な状態に戻すのに要する時間」の長短は、「粒子を接地電極に集合させたときの時間」の長短関係と同様であった。
【００７４】
なお、以上説明した内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの形状は一例であり、本発明は、一つの単位セル内に二つ以上の別々に電圧印加可能な電極が形成された構成であれば、これら以外の電極構成を適用することが可能である。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００７５】
図８に示すように、第３の実施の形態の画像表示装置は、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、例えば、Ｙｅｌｌｏｗに着色した厚み約５μｍの樹脂層２７が設けられた構成である。
【００７６】
この樹脂層２７は、単位セル内に封入された２種類の粒子のいずれとも異なる色であるため、２種類の粒子を外側電極３０ｂに集合させて内側電極３０ａに対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明化されると、樹脂層２７の色（ここでは黄色）が表示面領域に反映される。
【００７７】
樹脂層２７の色は、本第３の実施の形態では、Ｙｅｌｌｏｗとしたが、例えば、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎなどの対応する単位セル内に封入された粒子の色と異なる色であればよく、単位セル内に封入された粒子の色が第１の実施の形態のように、白と黒とした場合、紙のような白表示と、濃度の高い黒表示と、樹脂層２７の色を反映した色表示との３種類の色を１つの単位セルで表示することができる。
【００７８】
例えば、背面基板２３の内側電極３０ａに、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させたところ、２種類の粒子のいずれの粒子も外側電極３０ｂ部分に集合し、内側電極３０ａの領域にはほとんど粒子が存在しなくなった。この状態では、表示面側から背面基板２３の内面がはっきりと確認でき、背面基板２３に形成した着色樹脂層２７による鮮明なＹｅｌｌｏｗ表示を行うことができた。なお、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７を形成すれば、白表示、黒表示、Ｍａｇｅｎｔａ表示の３色表示を、またＣｙａｎに着色した樹脂層２７を形成すれば、白表示、黒表示、Ｃｙａｎ表示の３色表示を行うことが可能である。
【００７９】
また、この状態から、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方に、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同じように印加したところ、外側電極３０ｂ上に集合した粒子が単位セル内に分散されて、最終的に全面均一な白黒表示状態に戻すことができた。
【００８０】
このように、本第３の実施の形態では、２種類の粒子による白黒表示に加え、背面基板２３によるＹｅｌｌｏｗ表示の計３色の表示を一つの単位セルで行うことができる。
【００８１】
ここで、図９に示すように、表示基板２０と背面基板２３との間に、複数の単位セル１１1〜１１n（但し、ｎは正の整数）を並べて形成し、各単位セルのそれぞれに、Ｙｅｌｌｏｗに着色した樹脂層２７ａ、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７ｂ、Ｃｙａｎに着色した樹脂層２７ｃを形成した。なお、図９では、電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの単位セル１１1〜１１nごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【００８２】
これら３色の樹脂層の配置は、例えば、図１０に示すように、それぞれ３色を１単位として規則的に配置し、例えば、図１０中点線で囲んだ３つの単位セルを一つの画素に対応させることによって、多色表示を行うことができる。このとき、多色表示時の解像度は単位セル数の１／３の解像度となるが、文字画像を中心とした白黒画像表示は、１つのセルで一つの画素を形成することができるため、単位セル数に対応した解像度の表示を行うことができる。
【００８３】
また、色表示において３つの単位セルのうちの１つの単位セルの樹脂層２７の色が表示されるようにし、その他の２つの単位セルの色の白黒表示を任意に切り換えることにより、色の明るさを変化させることができる。
【００８４】
例えば、図１１に示すように、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７ｂを備えた単位セルの粒子を、外側電極３０ｂ上に集合させてＭａｇｅｎｔａを表示させ、その他の２つの単位セルを白色表示させると，明るいＭａｇｅｎｔａ表示となり、その他の２つの単位セルを黒色表示させると，暗いＭａｇｅｎｔａ表示となり、その他の２つの単位セルの一方を白色表示、他方を黒表示させると、樹脂層２７ｂの色が反映された通常のＭａｇｅｎｔａ表示となる。
【００８５】
また、白黒粒子を使わず、例えばＭａｇｅｎｔａ粒子とＣｙａｎ粒子を使用し、背面基板の内面にＹｅｌｌｏｗに着色した樹脂層２７を形成すれば、一画素でＹＭＣの三色（色の三原色）を表示することができる。もちろん、Ｙｅｌｌｏｗ粒子とＭａｇｅｎｔａ粒子を使用し、樹脂層２７をＣｙａｎに着色した構成としたり、Ｙｅｌｌｏｗ粒子とＣｙａｎ粒子を使用して、樹脂層２７をＭａｇｅｎｔａに着色した構成とするなど、色の組み合わせを自由に変更することは可能である。
【００８６】
また、使用する色は、ＹＭＣの三色（色の三原色）に限らず、目的に応じて適宜変更できる。例えば、白黒粒子を封入した複数の単位セルを並べた構成の画像表示部１０において、樹脂層２７をＲｅｄに着色した単位セル、Ｇｒｅｅｎに着色した単位セル、Ｂｌｕｅに着色した単位セルというように、光の三原色に対応する色の３種類のセルを規則的に併置しても、多色表示を行うことができる。
【００８７】
また、白黒粒子を使わず、例えばＲｅｄ粒子とＢｌｕｅ粒子を使用し、背面基板の内面にＧｒｅｅｎに着色した樹脂層を形成すれば、一画素でＲ，Ｇ，Ｂの三色（光の三原色）を表示することができる。
【００８８】
また、これ以外にも、必要に応じて他の任意の着色粒子を組合せたり、背面基板２３の内面を任意の色に設定することもできる。
【００８９】
なお、樹脂層２７としては、ポリカーボネートやポリエチレン、ポリスチレン、ビニールなどに所望の色の顔料や染料を分散したものを使用することができる。また樹脂層２７を設けず、表面コート層２８に所望の顔料や染料を分散することにより着色する構成とすることも可能である。
【００９０】
またＹｅｌｌｏｗや、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎやその他の色の着色粒子としては、透明なポリエステルやポリスチレン、ポリメタクリル酸メタクリレートなどの樹脂に、一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料や、Ｙｅｌｌｏｗ顔料、Ｃｙａｎ顔料、および任意の色の顔料を含有させた粒子や、各色の染料を分散させた粒子を使用することができる。なお、粒子の帯電性を安定させるために、例えば、酸化ケイ素や酸化チタン等の帯電制御剤を付加してもよい。
【００９１】
（第４の実施形態）
第４の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００９２】
第４の実施の形態の画像表示装置は、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３との両方が透明な材質により構成されると共に、表示基板２０と背面基板２３との間に、単位セルを複数並べて形成した構成である。
【００９３】
背面基板２３は、表示基板２０と同様にＩＴＯガラス基板より構成され、粒子と接する内側表面には透明なポリカーボネート樹脂を厚さ５μｍに塗布して形成した透明な表面コート層２８が設けられている。
【００９４】
この構成によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、全ての単位セルの内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させたところ、各単位セル内の粒子は、それぞれ外側電極３０ｂに集まり、背面基板２３の背面側の模様が表示基板２０側から見ることが可能である。
【００９５】
また、所望の位置の単位セルが黒表示されるように、電圧制御部１２により、所望の位置の単位セルの２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加し、その他は単位セルに対しては、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させた。
【００９６】
これにより、黒表示する単位セルと背面基板２３の背面側の模様を映し出する透明なセルとで画像表示を行うことができる。したがって、画像表示部１０背面側に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする新規な画像の表示方法を採用することができる。
【００９７】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の画像表示装置は、図１２に示すように、上述した第４の実施の形態の画像表示部１０の背面基板２３の背面側に発光部４４が設けられた構成である。なお、図１２では、電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの単位セル１１1〜１１nごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【００９８】
すなわち、第５の実施の形態では、図１２に示すように、黒表示する単位セル（例えば、図１２では、１１1、１１3、１１n）と背面基板２３の背面側の模様を映し出する透明なセル（例えば、図１２では、１１2、１１4）を透過した発光部４４からの光とで画像を表示する。このため、黒表示する単位セルと発光部４４からの光を透過させる単位セルとで非常にコントラストの高い白黒表示を行うことができる。
【００９９】
また、このような構成であるため、例えば、光を透過させる単位セルを部分的に形成することで、画像表示部１０と発光部４４との間に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする表示方法を適用することもできる。
【０１００】
なお、発光部４４の色を白色光とすることにより、最もコントラストの高い画像表示を行うことができるが、本発明では、バックライトの色は白色光に限定せず、オレンジや緑などの所望の色を適用することができる。この場合も、単位セル内の粒子の色とバックライトの色とのコントラストで画像を表示することができる。このような発光部４４としては、蛍光灯や電球、ＬＥＤなど、種々の発光装置を使用することができる。
【０１０１】
なお、単位セルを透明状態とした部位は光を良好に透過させ、白黒表示状態の部位は粒子の隠蔽性が高い（光透過性が低い）ため、発光部４４からの光を透過しない。そのため、バックライト方式で発光型のディスプレイと同様の表示を行うことができる。
【０１０２】
したがって、例えば、昼間や周囲が明るい場所においては、スイッチ（光照射手段）などにより発光部４４をオフにして単位セル内の白粒子４２と黒粒子４０とによる反射型の表示方法を採用し、夜間や周囲が暗い場所においては、発光部４４をオンにして発光部４４からの光と、発光部４４からの光を遮蔽する粒子とによる透過型の表示方法を採用することができる。これにより、いかなる周囲の明るさの元でも視認性の高い表示を行うことが可能である。
【０１０３】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の画像表示装置を図１３に示す。この画像表示装置は、上述した第３の実施の形態と第５の実施の形態との応用例であり、第３の実施の形態のように、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、所望の色に着色された樹脂層２７としてＲＧＢカラーフィルタを備えると共に、第５の実施の形態のように、画像表示部１０の背面基板２３の背面側に発光部４４が設けられた構成である。
【０１０４】
本第６の実施の形態の画像表示装置によれば、第３の実施の形態と同様に２種類の粒子による白黒表示に加え、背面基板２３に形成したカラーフィルタの色を表示することができる。さらに、第５の実施の形態で説明したように、背面基板２３の背後から光を照射し、カラー画像情報に応じて画像表示部１０の任意の場所を透明化することで、所望のフィルタの色を表示させることにより、バックライト方式によるカラー表示を行うことができる。
【０１０５】
図１３では、画像表示部１０の各セルに各色の色フィルタ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）力を規則的に設けている。発光部４４としてはハロゲンランプを使用し、背面基板２３の背後から均一に光照射を行うようにした。そして、例えば、Ｇｒｅｅｎのフィルタが配された単位セルを透明化させて、Ｇｒｅｅｎ光を発生させることによって、Ｇｒｅｅｎの表示を行うことができた。また、例えばＲｅｄとＧｒｅｅｎのフィルタが配された単位セルを同様に透明化させて、Ｒｅｄ光とＧｒｅｅｎ光を発生させることによって、Ｙｅｌｌｏｗの表示を行うことができる。
【０１０６】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態に係る画像表示装置は、第１の実施の形態の応用であり、図１４に示すように、２つの単位セルを積層して１つの表示セルとした構成である。
【０１０７】
第７の実施の形態で使用した画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４ａが形成された透明な第１表示側電極２２ａ、第１スペーサ２６ａ、透明な表面コート層２８ａが形成された透明な第１背面側電極２５ａ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な中間基板２１、透明な表面コート層２４ｂが形成された透明な第２表示側電極２２ｂ、第２スペーサ２６ｂ、透明な表面コート層２８ｂが形成された透明な第２背面側電極２５ｂ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、が順に形成された構成である。
【０１０８】
第１スペーサ２６ａにより画定された第１単位セル内には、第１の実施の形態と同様に、黒粒子４０および白粒子４２が封入されている。また、第２スペーサにより画定された第２単位セル内には、第１単位セル内に封入された粒子と異なる２種類の着色粒子４１、４３が封入されている。
【０１０９】
２種類の着色粒子４１、４３は、透明なポリエステルやポリスチレン、ポリメタクリル酸メタクリレートなどの樹脂に、一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料や、Ｙｅｌｌｏｗ顔料、Ｃｙａｎ顔料、Ｒｅｄ顔料、Ｇｒｅｅｎ顔料、Ｂｌｕｅ顔料などの任意の顔料や、あるいは任意の色の染料を含有させた粒子を使用することができ、これらの着色粒子から任意の２種類を選択できる。もちろん、必要に応じてその他の色の着色粒子を使用することもできる。また、粒子の帯電性を安定させるために、例えば、酸化ケイ素や酸化チタンのような帯電制御剤を付加してもよい。なお、本第７の実施の形態では、正に帯電する着色粒子を第１着色粒子４１、負に帯電する着色粒子を第２着色粒子４３とする。
【０１１０】
本第７の実施の形態では、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、図１５（Ａ）に示すように、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると負に帯電する白粒子４２が表示基板２０側に移動し、正に帯電する黒粒子４０は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。
【０１１１】
また、逆に、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると、正に帯電する黒粒子４０が表示基板２０側に移動し、負に帯電する白粒子４２は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。
【０１１２】
なお、このとき、第２単位セル内の粒子の状態がどのような状態であっても、第１単位セル内の粒子の色が表示基板に表示されるので、第２背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとに電圧を印加する必要はない。
【０１１３】
また、第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、図１５（Ｂ）に示すように、第１単位セル内は透明になり、第２単位セルの色が表示される。
【０１１４】
このとき、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると、第１着色粒子４１が表示基板２０側に移動し、負に帯電する第２着色粒子４３は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には第１着色粒子４１のみが均一に付着し、第１着色粒子４１の色が表示されることになる。
【０１１５】
また、逆に、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると負に帯電する第２着色粒子４３が表示基板２０側に移動し、正に帯電する第１着色粒子４１は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には第２着色粒子４３のみが均一に付着し、第２着色粒子４３の色が表示されることになる。
【０１１６】
このように、本第７の実施の形態の画像表示装置では、第１の単位セルと第２の単位セルとが積層されてなる１つの積層セルにおいて、第１の単位セル内の２種類の粒子による色表示、及び、第２の単位セル内の２種類の粒子による色表示の合計４色の色表示が可能であり、より表現豊かで高解像度の多色表示を行うことができる。
【０１１７】
なお、図１６に示すように、第２背面側電極２５ｂと、表面コート層２８ｂとの間に、着色した樹脂層２７を設けることで、１つの積層セルに対応する表示領域において、第１の単位セル内の２種類の粒子による色表示、第２の単位セル内の２種類の粒子による色表示、及び、着色した樹脂層２７による色表示の合計５色の色表示を行うことができ、更に表現豊かな多色表示を行うことができる。
【０１１８】
第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子及び着色した樹脂層２７の色は、特に限定しないが、好ましくは、全ての色が異なるように第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子及び着色した樹脂層２７の色を設定するとよい。例えば、第１の単位セル内の２種類の粒子を白粒子と黒粒子とし、第２の単位セル内の２種類の粒子と着色した樹脂層２７の３種類の色を色の三原色であるＹｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの３種類の色としたり、光の三原色であるＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの３種類の色とすることにより、高解像度で多彩な多色表示を行うことができる。
【０１１９】
また、図１７に示すように、第４の実施の形態の画像表示装置と同様に、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３との両方が透明な材質により構成すると共に、表示基板２０と背面基板２３との間に、表示セル１３1〜１３m（但し、ｍは正の整数）を複数並べて形成することにより、多彩な多色表示を行えることに加えて、背面基板２３の背面側の模様が表示基板２０側から見ることが可能である。なお、図１７においても電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの表示セル(単位セル)１３1〜１３mごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【０１２０】
これにより、第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子とで、４色の色表示、又は、着色した樹脂層２７を設けた場合は５色の色表示を行えると共に、画像表示部１０背面側に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする新規な画像の表示方法を採用することができる。
【０１２１】
さらに、表示基板２０と背面基板２３との両方を透明な材質により構成した場合において、背面基板２３の背面側に発光部４４を設け、光を透過させる透明化した表示セルを部分的に形成させることで、発光部４４からの光を表示面側に導いて、コントラストが高く、高解像度の多色表示を行うことができる。
【０１２２】
また、図１８に示すように、表示基板２０と背面基板２３との間に、表示セルを複数並べて形成した画像表示部１３1〜１３mにおいて、各表示セル毎の第２背面側電極２５ｂと表面コート層２８ｂとの間に、着色した樹脂層２７を設けると共に、背面基板２３の背面側に発光部４４を設ける構成とすることができる。
【０１２３】
また、着色した樹脂層２７は、例えば、ＲＧＢカラーフィルタのように、ＲＧＢの色領域を規則的に配置されるようにそれぞれ積層セル単位毎に設けるとよい。
【０１２４】
なお、上述した第５の実施の形態のように、例えば、昼間や周囲が明るい場所においては、発光部４４をオフにして単位セル内の白粒子と黒粒子とによる反射型の表示方法を採用し、夜間や周囲が暗い場所においては、発光部４４をオンにして発光部４４からの光と、発光部４４からの光を遮蔽する粒子とによる透過型の表示方法を採用することができる。これにより、いかなる周囲の明るさの元でも視認性の高い表示を行うことが可能である。
【０１２５】
（第２の参考例）
第２の参考例の画像表示装置は、上述した第３の実施の形態の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１２６】
第２の参考例の画像表示装置では、図２２に示すように、単位セル１１内に白粒子４２のみが封入された構成である。また、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間には、例えば、カーボンを分散して黒に着色した厚み約５μｍの樹脂層２７が設けられている。
【０１２７】
この樹脂層２７は、単位セル内に封入された白粒子４２と異なる色であるため、白粒子４２を外側電極３０ｂに集合させて内側電極３０ａに対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明化すると、樹脂層２７の色（ここでは黒色）が表示面領域に反映される。
【０１２８】
なお、白粒子４２は、単体でも表面コート層２４、２８との摩擦帯電で帯電させることが可能であるが、本第２の参考例では、白粒子を予め外部で十分に帯電させてから単位セル１１内に封入した。封入した白粒子４２の量は、個々では、例えば、約１４ｍｇとし、基板間の空隙体積（すなわち、単位セル１１の体積）に対する粒子の総体積比は約５％となるようにしている。なお、白粒子４２の帯電状態は表示駆動を繰り返し行っても安定していた。
【０１２９】
画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第２の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１３０】
本第２の参考例の画像形成装置において、電圧制御部１２により、背面側電極２５の外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、図２２（Ｂ）に示すように、白粒子４２は接地された外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。
【０１３１】
このため、単位セル１１内は透明になり、樹脂層２７の色が表示されて、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。また、電圧制御部１２により、背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、外側電極３０ｂに集まっていた白粒子４２が離散されて図２２（Ａ）のような混濁した状態となり、さらにこの状態から図２３（Ａ）又は図２３（Ｂ）に示すように良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。
【０１３２】
なお、本第２の参考例において、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すような白表示状態から、図２２（Ｂ）に示すような黒表示状態にするのに要した時間と、図２２（Ｂ）に示すような黒表示状態から図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すような白表示状態にするのに要する時間は、上述した図５と同様であった。
【０１３３】
なお、樹脂層２７の色は、本第２の参考例では、黒としたが、例えば、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎなどの対応する単位セル内に封入された粒子の色と異なる色であればよく、単位セル内に封入された粒子の色が第２の参考例のように、白とした場合、紙のような白表示と、樹脂層２７の色を反映した黒表示との２種類の色を１つの単位セルで表示することができる。また、粒子の色も白に限定されるものではなく、封入された粒子の色に応じて色表示を行うことが可能である。
【０１３４】
（第３の参考例）
第３の参考例の画像表示装置は、上述した第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１３５】
第３の参考例の画像表示装置では、図２４に示すように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入された構成である。また、画像表示部１０の背面基板２３には着色樹脂層２７がなく白色ガラスより構成されている。また、背面基板２３の表面の背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は透明電極より構成されている。また、表面側電極２２及び背面側電極２５の表面には表面コート層が設けられておらず、夫々単位セル１１内に露出して単位セル１１の内面を形成している。
【０１３６】
導電性黒粒子４０は、ポリメタクリレートに黒色顔料であるカーボンブラックを高含有率で分散した球状黒粒子を使用している。もちろん、導電性の黒粒子であれば、その他の材料を適用することも可能である。
【０１３７】
画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第３の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１３９】
また、電圧制御部１２により、背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に−２００Ｖ或いは＋２００Ｖの直流電圧を同時に印加することにより、外側電極３０ｂに集まっていた黒粒子４０が離散されて図２４に示すような混濁した状態となり、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。
【０１４０】
なお、本第３の参考例においても、黒表示状態から白表示状態にするのに要する時間と、白表示状態から黒表示状態にするのに要した時間は、上述した図５と同様であった。
【０１４１】
（第４の参考例）
第４の参考例の画像表示装置は、上述した第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１４２】
第４の参考例の画像表示装置では、図２５に示すように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入された構成である。また、画像表示部１０を構成する背面基板２３には着色樹脂層２７がなく、表示基板２０と同様にが透明な材質により構成されている。
【０１４３】
背面基板２３は、表示基板２０と同様にＩＴＯガラス基板より構成され、粒子と接する内側表面には透明なポリカーボネート樹脂を厚さ５μｍに塗布して形成した透明な表面コート層２８が設けられている。
【０１４４】
このような構成の画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第４の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１４５】
本第４の参考例の画像表示装置に対し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させることにより、単位セル１１内の導電性黒粒子４０は、外側電極３０ｂに集まって画像表示部１０が透明化されるので、画像表示部１０の背面基板２３の背面側の模様が画像表示部１０を透過して表示基板２０側から見ることが可能である。
【０１４６】
また、背面側電極２５の内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方に、例えば、±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同時に印加すると、外側電極３０ｂに集まっていた黒粒子４０が離散されて混濁した状態となり、画像表示部１０が不透明化されるので、画像表示部１０の背面基板２３の背面側の模様を表示基板２０側から見ることができなくなる。
【０１４７】
このように本第４の参考例では、１種類の粒子を駆動することで粒子表示媒体の透明化、不透明化を制御することができるので、新たな表現形態が可能である。例えば、画像形成部以外は透明な状態とすることかできるので、透明基板上に着色粒子による画像を表示したような表現や、画像表示部１０の背後に配置した画像や物体の任意の個所を見せたり、隠したりすることができる。また、画像表示部１０の背後に、第５の実施の形態と同様な発光部４４を設けることで、バックライト方式で発光型のディスプレイと同様の表示を行うことができるので、コントラストの高い画像表示を行うことができる。
【０１４８】
なお、本第４の参考例においても、画像表示部１０を不透明状態から透明状態にするのに要する時間と、画像表示部１０を透明状態から不透明状態にするのに要する時間とは、上述した図５と同様であった。
【０１４９】
（第５の参考例）
第５の参考例の画像表示装置を図２６に示す。この画像表示装置は、上述した第２の参考例及び第４の参考例の応用例であり、第２の参考例のように、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、所望の色に着色された樹脂層としてＲＧＢカラーフィルタ２７Ｆを備えると共に、第４の参考例のように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入されると共に、画像表示部１０を構成する背面基板２３が表示基板２０と同様にが透明な材質よりなる構成である。
【０１５０】
この構成によれば、１種類の粒子を駆動することで画像表示媒体１０の透明化、及び、不透明化を制御することができ、かつ、１種類の粒子を駆動することで画像表示媒体１０を透明化して背面基板２３に形成したカラーフィルタ２７Ｆの色を表示することができる。さらに、第５の実施の形態で説明したように、背面基板２３の背後から光を照射し、カラー画像情報に応じて画像表示部１０の任意の場所を透明化することで、所望のフィルタの色を表示させることにより、バックライト方式によるカラー表示を行うことができる。
【０１５１】
勿論、第５の実施の形態のように、単位セルごとに異なる色のカラーフィルタを設けるようにしてもよい。
【０１５２】
（第６の参考例）
第６の参考例の画像表示装置は、上述した及び第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１５３】
第６の参考例で使用した画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４ａが形成された透明な第１表示側電極２２ａ、第１スペーサ２６ａ、透明な表面コート層２８ａが形成された透明な第１背面側電極２５ａ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な第１中間基板２１ａ、透明な表面コート層２４ｂが形成された透明な第２表示側電極２２ｂ、第２スペーサ２６ｂ、透明な表面コート層２８ｂが形成された透明な第２背面側電極２５ｂ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な第２中間基板２１ｂ、透明な表面コート層２４ｃが形成された透明な第３表示側電極２２ｃ、第３スペーサ２６ｃ、透明な表面コート層２８ｃと着色樹脂層２７とが形成された透明な第３背面側電極２５ｃ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、が順に形成された構成である。
【０１５４】
第１スペーサ２６ａにより画定された第１単位セル１１ａ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＹｅｌｌｏｗ顔料を分散した第３着色粒子４５Ｙが封入されており、第２スペーサ２６ｂにより画定された第２単位セル１１ｂ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料を分散した第４着色粒子４５Ｍが封入されており、第３スペーサ２６ｃにより画定された第３単位セル１１ｃ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＣｙａｎ顔料を分散した第５着色粒子４５Ｃが封入されている。これら、第３着色粒子４５Ｙ、第４着色粒子４５Ｍ、及び第５着色粒子４５Ｃは夫々透明性が得られるように顔料の分散率が調整されている。また、着色樹脂層２７は、白色顔料である酸化チタン微粒子を分散されて白色に着色されている。
【０１５５】
本第６の参考例の画像表示装置に対し、第１表示側電極２２ａを接地し、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第１単位セル１１ａ内の第３着色粒子４５Ｙを均一に分散され、これにより、Ｙｅｌｌｏｗ表示が行れる。
【０１５６】
また、第１表示側電極２２ａ及び第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第１単位セル１１ａ内の第３着色粒子４５Ｙが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、単位セル１１ａ内は透明になり、下層の単位セル１１ｂ、１１ｃの色、及び着色樹脂層２７の色の少なくとも１つの色が表示される。
【０１５７】
第２単位セル１１ｂも同様に、第２表示側電極２２ｂを接地し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第２単位セル１１ｂ内の第４着色粒子４５Ｍが均一に分散され、これにより、Ｍａｇｅｎｔａ表示が行れる。
【０１５８】
また、第２表示側電極２２ｂ及び第２背面側電極２５ｂの外側電極３０ｂを接地し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第２単位セル１１ｂ内の第１着色粒子４５Ｍが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、第２単位セル１１ｂ内は透明になり、上層の第１単位セル１１ａの色、下層の第３単位セル１１ｃの色、及び着色樹脂層２７の色の少なくとも１つの色が表示される。
【０１５９】
第３単位セル１１ｃも同様に、第３表示側電極２２ｃを接地し、第３背面側電極２５ｃの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第３単位セル１１ｃ内の第５着色粒子４５Ｃが均一に分散され、これにより、Ｍａｇｅｎｔａ表示が行れる。
【０１６０】
また、第３表示側電極２２ｃ及び第３背面側電極２５ｃの外側電極３０ｂを接地し、第３背面側電極２５ｃの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第３単位セル１１ｃ内の第５着色粒子４５Ｃが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、第３単位セル１１ｃ内は透明になり、上層の第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂの色、及び着色樹脂層２７の少なくとも１つの色が表示される。
【０１６１】
また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃのいずれか２つの単位セル内の着色粒子を単位セル内に均一に分布させ、残りの１つの単位セル内の粒子を外側電極３０ｂに集めることにより、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの色表示を任意に表示できる。また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃの全ての単位セル内の着色粒子を夫々外側電極３０ｂに集めることにより、白色に着色された着色樹脂層２７による白色表示を行うことができ、る。また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃの全ての単位セル内の着色粒子を夫々単位セル内に均一に分布させることにより黒表示を行うことができる。
【０１６２】
従って、本第６の参考例の画像表示装置によれば、１つの画素で白黒表示と、色の三原色であるＹｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの混色による多色表示を行うことが可能であり、表現豊かな多色表示を行うことができる。
【０１６３】
なお、上述した第１の実施の形態から第７の実施の形態及び第１の参考例から第６の参考例において、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、単位セルの表示面側の周縁に、外側電極３０ｂを覆う遮光性の枠部４６を形成することもできる。
【０１６４】
このような枠部４６を形成することにより、外側電極３０ｂに集合された粒子が枠部４６により覆われるため、集合した粒子の色が表示面側に映らず、粒子の集合体に起因する表示画像の鮮鋭性の低下や表示ノイズがなくなり、非常にすっきりとした表示を行うことができる。
【０１６５】
なお、このような枠部４６は、スクリーン印刷やフォトレジストなどにより形成することができる。また枠部４６の色は、遮光性が高ければ特に限定されないが、黒いマスクパターンを使用すると、表示画像にシャープさや深みが感じられ適当である。
【０１６６】
なお、上述した全ての実施の形態及び全ての参考例では、１つの電圧制御部１２により各電極に対する印加電圧を独立して制御する構成としたが、各電極毎に電圧制御部１２を設けて、各々独立して印加電圧を制御するように構成することもできる。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、解像度の低下を招くことなく、あるいは解像度の低下を抑えて多色表示を行うことの可能である、という効果がある。
【０１６８】
また、品質の高い多色表示を行うことが可能である、という効果もある。
【０１６９】
更に、背面側から光を照射するバックライト方式を採用できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】  図１に示した画像表示装置の画像表示部を構成する背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の上面図である。
【図３】  図３（Ａ）は２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加したときの画像表示部の状態を示す断面説明図であり、図３（Ｂ）は２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加したときの画像表示部の状態を示す断面説明図である。
【図４】  内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地したときの画像表示部の状態を示す断面説明図である。
【図５】  内側電極３０ａをほぼ透明な状態にするの要した時間と外側電極３０ｂをほぼ透明な状態にするの要した時間とを示すグラフである。
【図６】  図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、画像表示部１０の背面基板２３の電極（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の別の形状の例を示す上面図である。
【図７】  図６（Ａ）〜図６（Ｄ）及び図２に示した形状の電極を用い、周波数３００Ｈｚの交番電圧を印加した場合の内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるのに要する時間を示すグラフである。
【図８】  第３の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】  表示基板２０と背面基板２３との間に複数の単位セル１１1〜１１n（但し、ｎは正の整数）を並べて形成し、かつそれぞれ単位セル毎に着色樹脂層２７を形成した場合の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１０】  着色した単位セルの配置例を示す上面説明図である。
【図１１】  色表示方法の一例を説明する上面説明図である。
【図１２】  第５の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１３】  第６の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１４】  第７の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１５】  図１５（Ａ）は、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに同等に印加したときの状態を示す断面説明図であり、図１５（Ｂ）は、第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加したときの状態を示す断面説明図である。
【図１６】  第７の実施の形態の画像表示装置に色フィルタとしての着色樹脂層を設けた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１７】  第７の実施の形態の画像表示装置の基板を全て透明化し、背面側発光部を設けてた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１８】  図１７に示した画像表示装置の表示セル毎に色フィルタとしての着色樹脂層を設けた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１９】  図１９（Ａ）は、単位セルの表示面側の周縁に、外側電極３０ｂを覆う遮光性の枠部４６を形成したときの画像表示部の状態を示す断面説明図であり、図１９（Ｂ）は、遮光性の枠部４６の上面図である。
【図２０】  従来の粒子を用いた画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２１】  ３種類の単位セルを用いた色表示方法の例を示す説明図である。
【図２２】  第２の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図であり、図２２（Ａ）は第２の参考例の画像表示装置の背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加したときの状態を示す断面説明図であり、図２２（Ｂ）は、第２の参考例の画像表示装置の背面側電極２５の外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加したときの状態を示す断面説明図である。
【図２３】  図２３（Ａ）は図２２に示した画像表示装置において、白粒子４２が表示基板側に集まって白表示を行うときの状態を説明する断面説明図であり、図２３（Ｂ）は図２２に示した画像表示装置において、白粒子４２が背面基板側に集まって白表示を行うときの状態を説明する断面説明図である。
【図２４】  第３の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２５】  第４の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２６】  第５の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２７】  第６の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図であり、３種類の単位セルを積層した構成の用いた色表示方法の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 画像表示部
１１、１１1〜１１n 単位セル
１２ 電圧制御部
１３、１３1〜１３m 表示セル
２０ 表示基板
２１、２１ａ、２１ｂ 中間基板
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 表示側電極
２３ 背面基板
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 表面コート層
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 背面側電極
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ スペーサ
２７、２７ａ、２７ｂ 、２７Ｆ 着色樹脂層
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 表面コート層
３０ａ 内側電極
３０ｂ 外側電極
４０ 黒粒子
４１ 第１着色粒子
４２ 白粒子
４３ 第２着色粒子
４４ 発光部
４５Ｙ 第３着色粒子
４５Ｍ 第４着色粒子
４５Ｃ 第５着色粒子
４６ 枠部
【図１】
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【図２】
0004106870.tif 000003
【図３】
0004106870.tif 000004
【図４】
0004106870.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004106870.tif 000007
【図７】
0004106870.tif 000008
【図８】
0004106870.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004106870.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004106870.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0004106870.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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