CN100394296C - 图像显示介质及图像写入装置 - Google Patents

Abstract

一种图像显示介质，可以用少量种类的粒子而实现多色彩显示且可以避免图像分辨率的降低，以及一种图像写入装置。图像显示介质的结构包括一个透明显示基板，一个彩色后基板，一个隔块，以维持基板内部空间的固定间距，以及白色粒子和黑色粒子。图像显示装置安装以图像显示介质，一个电极头和一个电压施加区段。电极头通过在基板间施加直流电压，将白色粒子和黑色粒子之一种移动到显示基板一侧，并将另一种粒子移动到后基板一侧，而实现单色显示。当要实现多色彩显示时，电极头在基板间施加以交流电压，并使粒子移动到某位置的边缘，以便暴露出该位置的后基板。

Description

图像显示介质及图像写入装置

技术领域

本发明涉及一种图像显示介质，其中由电场驱动彩色粒子实现重复可重写显示，还涉及一种采用图像显示介质的图像写入装置。

背景技术

迄今为止，己提出了一种具有显示图像的良好存储的重复地可重写的图像显示介质。例如，一种扭转球显示器(通过部分涂以两种区别颜色的粒子的旋转而显示)，磁致光泳型显示介质，热可重写显示介质，具有存储性的液晶，以及类似介质都被提出。

然而，这些图像显示介质的问题是，它们不能显示像普通纸一样的白色，并且图像对比度低。

为解决以上问题，提出了一种利用两种具有不同颜色的彩色粒子的图像显示介质作为图像显示介质。例如，在Japan Hardcopy’99Papers，249-252页以及Japan Hardcopy’99Fall Proceedings，10-13页中所描述的一种图像显示介质，其结构为一个透明显示基板，一个与显示基板相对放置且彼此保持一个很小间隙的后基板，以及两基板间封闭的黑色导电色粉以及白色绝缘色粉。显示基板和后基板上都制作有电极，且每一电极的内表面涂覆有电荷传输材料，此材料只传输一种极性的电荷载流子(例如，正空穴)。当在这些基板间施加电场时，正空穴只注入黑色导电色粉，且黑色色粉是带正电的。因此，黑色色粉响应于基板间形成的电场而在白色粒子间推进，且在基板间移动。当黑色色粉移动到了显示基板侧时实现了黑色显示，而当黑色色粉移动到后基板侧时由白色粒子实现了白色显示。

在日本专利申请公开号2001-33833中描述了另外的图像显示介质，其结构为相对的基板，该基板提供有导电层或者整流层，至少显示面侧是透明的，且基板之间封闭着两种具有相互不同颜色的粒子且不受同极性电荷影响的彩色粒子。在这种图像显示介质中，电荷从导电层或整流层到彩色粒子的传送被实施，己给予电荷的彩色粒子在电场的作用下而移动，并且任意种彩色粒子粘附在显示基板上。这样，实现了图像显示。

在日本专利申请公开号2001-312225中进一步说明了另外一种图像显示介质，其结构为一个透明显示基板，一个与显示基板相对放置且其间有很小间隙的后基板，以及封闭在基板之间的两种具有不同颜色及电极性的粒子群。这两种粒子群被携带相对极性的电荷。当在基板间施以电压时，粒子群移向彼此不同的基板侧。通过根据图像信息在基板间施以电压，以及使任意种彩色粒子粘附在显示基板上而实现图像显示。

在日本专利申请公开号2001-242492中，进一步说明了另一种显示介质，其结构为一对基板，至少其显示表面一侧是透明的，基板间封闭了一种高度绝缘无色的色散介质，且基板间封闭了至少两种具有相互不同的电泳特性的电泳细粒子。这两种不同的电泳细粒子的组成一方面是白色粒子，另一方面为与白色粒子具有不同色调的彩色粒子。这两种粒子被带有相对的极性的电荷。当在两基板间施加电压时，这两种粒子分别移向彼此不同的基板侧。通过根据图像信息在基板间施加电压，以及使任意种颜色粒子粘附到显示基板而实现图像显示。

在这些图像显示介质中，根据图像信息通过将两种彩色粒子中的任一种粒子粘附到透明显示基板表面而显示出图像来。通过使用具有高度光遮蔽性的彩色粒子，可用具有两种不同颜色的粒子而实现高清晰对比度的图像显示。

为了通过采用具有不同颜色的两种彩色粒子的图像显示介质而实现多色彩显示，首先，有一种类型的用于显示多色图像的显示，其中在显示基板上形成滤色器。当在显示基板上已经形成滤色器时，可以显示出粘附在显示基板内表面的粒子颜色以及滤色器的颜色的混合颜色。例如，如果使用了白色粒子和黑色粒子，则白色粒子粘附在显示基板上时显示出滤色器的颜色，当黑色粒子粘附其上是则实现了黑色显示。作为这些彩色滤色器，例如R，G和B滤色器都可以采用，并且可通过三个或者多个相邻的红、绿和蓝色的像素而构成一个单颜色的像素。黑色和白色粒子根据图像信号而移动，并且R、G和B光的反射受到控制。因此，可以显示任意颜色。

另外一种方法己提出，其中单元结构是由显示基板和后基板间的隔块来分开，具有不同颜色的彩色粒子被封闭在各个单元里，且单颜色由大量相邻单元表示。例如，一种情况是其中三种粒子组合，即，黑色粒子和红色粒子，黑色粒子和绿色粒子，以及黑色粒子和蓝色粒子，以规则方式封闭在各个单元中，且单色像素由红，绿和蓝色的三个相邻单元来表示。黑色粒子和红色、绿色以及蓝色粒子根据图像信号而移动，并且可以控制R、G和B光的反射以显示自由选择的颜色。

然而，由于在这些方法中，一个单颜色像素是由大量控制红色、绿色和蓝色光中的每一种的反射的像素而表示的，因此显示图像的分辨率降低了。特别地，文本质量的恶化显著。为维持文本显示的分辨率，有必要制造具有较高分辨率的显示介质，但是用以驱动电路的较高花费和生产成本增加也是不可避免的。

此外，在以上所述的多色彩显示方法中，白色显示受灰色调的影响，并且显示白度，作为采用彩色粒子的图像显示介质的主要特征，被丢失了。此外，由于一种颜色是通过对并列于彩色像素位置的红色、绿色以及蓝色的颜色选择而显示的，因此多色彩显示整体为暗的。这种情况在周围环境明亮的情况下是可以接受的，而在周围环境黑暗的情况中，就存在一个多色彩显示图像的显示质量显著恶化的问题。

在如上所述的多色彩显示方法中，由于分辨率的降低，白色显示质量或者黑色显示质量降低、在周围环境黑暗的情况中多色彩图像显示质量的降低等引起的文本质量的恶化是基本的问题，而即使改变滤色器的颜色结构，封闭的彩色粒子的色彩组合以及类似条件，这些基本问题也不可能得到改善。

发明内容

本发明在考虑上述情况的基础上而设计的，并且本发明的一个目的是提供一种图像显示介质以及图像写入装置，其可利用少量种类的粒子群而实现多色彩显示，并能够避免图像分辨率的降低。

本发明用以克服上述问题的第一方面是一种图像显示介质。该图像显示介质包括：一个显示基板，至少是半透明的；一个后基板，与显示基板相对且与其之间有很小的间隙；显示基板和后基板间分割成多个分格，以及至少一种粒子群，其颜色不同于后基板，且被密封于基板间，这样可使粒子根据由施加在各个分格的基板间电压而形成的电场在多个分格间移动，其中，所述至少一种粒子群由多种颜色以及静电特性不同的粒子群组成。

根据本发明，颜色不同于后基板的颜色的粒子群被封闭于基板间。此外，在平行于所述基板的表面的方向上，把所述基板间的空间分割成多个分格。粒子被封闭在基板间，以便当对基板间各个分格施加电压时，响应由所施加的电压而形成的电场，而使粒子可以在多个分格间移动。即，粒子群被封闭，使得粒子群既能在平行于基板面的方向移动，也可以在显示基板和后基板间移动。

因此，由于后基板的颜色不同于粒子群的颜色，有可能只用少量种类的粒子，通过沿平行于显示基板面的方向移动粒子而显示多种颜色，这样后基板从显示基板侧是可看得见的。后基板本身材料的颜色可以不同于粒子群的颜色，或者相对于显示基板的后基板的至少一侧的表面可以是彩色的，该颜色不同于粒子群的颜色。而且，即使在只有一种粒子群也是足够的。在只采用一种粒子群的情况下，可以通过与后基板的颜色组合而实现双色显示。

为根据图像信息而移动粒子到显示基板侧或者后基板侧，施加直流电压或者交流电压而形成一个直流电场或者第一预定循环次数(一个或者多个循环)交流电场，该电场形成在显示基板和后基板之间需要粒子移动的位置。因此，粒子群在与显示基板表面正交的方向上移动。因而，粒子根据图像信息移动至显示基板侧或者后基板侧。当根据图像信息而需要在显示基板侧显示(曝光)后基板的着色面时，可以第二预定循环次数(一个大的循环次数)对显示基板和后基板间需要显示后基板的位置施加交流电压以形成一个交流电场，该第二预定循环次数高于第一预定循环次数。因而，粒子以平行于显示基板面的方向而移动。结果，位于需要后基板显示的位置的粒子移动到该位置的周围，并且可以显示后基板的颜色。

在根据本发明的第一方面的图像显示介质中，多个种类的粒子群，其颜色和电荷特性不同，可被用作粒子群。因而，可以显示更多种颜色。例如，该粒子群的多个种类可以是一个白色粒子群和一个黑色粒子群。因而，可以实现具有高对比度的黑-白显示，且通过利用后基板的颜色也可显示其他的颜色。此外，当实现黑白显示时，由于后基板的颜色是不相关的，黑白显示的分辨率并没有降低。

可提供多个分格的一种结构，其中至少一个分格处的后基板的颜色不同于相邻其他分格的后基板的颜色。因而，可用较小数量种类的粒子显示较大数量的颜色。

此外，例如，后基板可被构造使所述分格的后基板的各种颜色包括红、绿及蓝色。因而可通过组合各种颜色，将处于各个分格中的粒子群移动到其周围并结合其显示被需要的颜色而显示多重颜色。此外，通过选择黑色和白色粒子群，白色显示的白度将不会受到不利的影响，且黑色显示的泛灰也可以避免。

后基板可以被构造以使所述分格的后基板的各种颜色包括黄色，洋红和青色。这样，通过结合黄色，洋红和青色的光谱反射特性而使图像显示较采用红、绿和蓝色更明亮。

在这种图像显示介质中，当进行显示后基板颜色的多色彩图像显示时，粒子从需要的位置移动到其周围。然而，可能存在这种情况，当重复显示多色彩图像时，可能发生图像显示介质中的粒子分布的偏移。这种粒子偏移可通过在基板间施加交流电场而使其均匀。但当偏移的程度很高时，需要一段时间而达到均匀化。

因而，可进一步提供一个或者多个隔块以将基板间空间分隔成包括多个分格的部分的单元。

因此，由于基板间空间被分成单元，粒子的偏移被限制在单元以内，并且彩色粒子分布的均匀化也可通过施加一个交流电场而在短时间内实现。

作为图像显示介质的图像显示方法，其为：一种同时写入整个显示区域的方法；一种实现图像写入的扫描式方法，对以图像记录介质的预定方向排列的每行像素进行顺次的图像写入；以及类似方法。然而，在进行扫描式图像写入的情况下，在粒子己移离的位置，可能发生粒子因随后行的像素写入而被移回的情况。响应于此，通过进行多次重复的图像写入，可以确保彩色粒子从需要移离的位置移动到不发生移离的位置，而可实现优选的多色彩图像的显示。

然而，由于当进行多次重复图像写入时，其图像写入的持续时间长，分别对应于多个分格的后基板部分可以是矩形的，其中多个分格在其长边处彼此相邻，并且隔块可分隔基板间的空间而沿与所述长边方向相交的方向形成单元。此时，图像写入方向被设置为分格的长边方向。因而，粒子在图像写入方向的移动由隔块所限制。这样，即使进行扫描式图像写入时，也不会发生因随后行像素的图像写入而使粒子运动至粒子已移开位置的情况。因而，可以用单个扫描而实现扫描式图像写入，且图像写入持续时间可能大大缩短。采用扫描式图像写入方法对多个行同时写入时，可构建单元，以便可以一次对一个单元内的所有多个像素行进行图像写入。

此外，可以构建单元，使其包括后基板的颜色各不相同的多个分格的一部分；例如，一个具有窄单元的结构，使每个单元包含一个分格，每个分格的后基板的颜色互不相同。这样，粒子在图像显示介质中的分布的偏移可被进一步的抵制，并且粒子位置的均匀化可能被进一步缩短。而且，采用扫描式图像写入方法的图像写入持续时间能够缩短。

在本发明中，用以施加电压的电极可以提供在显示基板和后基板处，以产生上述电场。至少提供在显示基板上的电极是透明电极。当以这种方式电极被提供到图像记录介质时，一个单独的图像写入装置的安装不是必须的。此外，在这种情况下，至少显示基板和后基板之一可具有一结构，其中电极是一组分立电极。

电极可以是多个线性电极，且可具有被提供在显示基板上的线性电极和被提供在后基板上的线性电极分别被设置以彼此交叉。因而，图像写入装置的成本较提供分立电极的情况低。

图像显示介质的结构可以为使后基板是半透明的。这时，该结构可以进一步被提供一个后灯，该灯从后基板外面朝显示基板发光。采用这种结构，能够使显示的图像更加明亮。

本发明第二方面的图像写入装置包括一个电压施加设备，该设备对第一方面的图像显示介质施加电压，以选择性地产生直流电场和交流电场的至少一个，以便使粒子群在各个分格处的基板间空间内移动。

特别地，为了根据图像信息而将粒子移动到显示基板侧和/或后基板侧，电压施加设备对显示基板和后基板之间需要移动粒子的位置施加以直流和/或交流电压，从而形成直流电场和/或第一预定循环次数的交流电场，以便使粒子群沿正交于显示基板面的方向移动。这样，粒子根据图像信息而移动到显示基板侧和/或后基板侧。进而，根据图像信息在显示基板侧显示后基板的着色面时，可以对该位置施加以交流电压，以便形成第二预定循环次数的电场，该循环次数高于第一预定循环次数，以便使位于显示基板和后基板之间，后基板需要显示的位置的粒子以平行显示基板表面的方向而移动。因此，位于需要后基板的色显示的位置的粒子，移动至该位置的周围，且后基板的颜色被显示出来。

此外，电压施加设备可形成多个呈直线排列的电极，当相对于图像显示介质，沿平行于图像显示表面的方向在显示基板面外侧移动时可以施加电压以产生电场。这时，例如通过以多个重复而重复施加电压，粒子一定能够从要被移去的位置移动到不将被移去的位置，而能够实现良好的多色彩的图像显示。此外，由于图像显示的分辨率是由电极头的分辨率而决定的，所以易于增加分辨率。

在由粒子群和后基板的颜色而实现多颜色图像显示的情况中，电压施加设备可以进行控制第一电压施加和随后第二电压施加。第一电压是用以在基板间形成直流电场或者第一预定循环次数的交流电场的电压，以便根据图像信息而使粒子群以与显示基板面相交的方向移动。第二电压是形成第二预定循环次数的交流电场的电压，该循环次数高于第一预定循环次数，以使粒子群根据图像信息而以平行于显示基板面的方向移动。

例如，在显示三种或者更多种颜色的多色彩图像时，通常通过施加直流电场或者第一预定循环次数的交流电场而进行控制，所述场能够根据图像信息使带电粒子在基板间移动，以实现利用两种粒子来进行图像显示，并且随后产生一个第二预定循环次数的交流电场，该循环次数高于第一预定循环次数，以通过将粒子移动到周围而显示后基板的颜色。通过利用两种有颜色的粒子第一次实现图像显示以及之后以这种方式实现后基板的颜色显示，在采用两种彩色粒子的图像显示时，显示从其中粒子分布均匀的状态而开始进行的。因此，可实现小噪声的良好的图像显示。此外，之后在显示背面基板时被移动的粒子将移到已经移到显示基板侧或后基板侧的2种粒子的内侧，所以已由两种粒子所显示的图像没有受到不利影响，且可以实现高质量的图像显示。

另一种可能的结构是提供有图像擦除设备，该设备通过对包括在至少一个单元中的所有分格施加交流电压来擦除在至少一个单元上所显示的显示图像。

本发明的图像显示介质中，在通过曝光后基板而显示多色彩图像的状态中，粒子处于一种非平均分布于基板之间的状态。当通过从这种状态移动粒子而实现连续图像的显示时，会因粒子的分布状态而产生显示噪声。因此，当一个图像的显示是通过在显示多色彩图像后在基板间粒子的移动而实现时，优选的是使粒子处于一种粒子在基板间空间平均分布的状态。通过使用所述图像擦除设备，对图像显示介质的整个显示区域同时产生一个交流电场，非均匀分布的粒子能够回到均匀分布的状态。

如果要连续地显示多色彩图像，可能连续地显示多颜色图像而不使彩色粒子返回到在基板之间均匀分布的状态，但是可能存在的情况是，当重复显示多颜色图像时，图像显示介质中的彩色粒子的分布会发生大的偏移。

因而，当重复显示多色彩图像时，优选的是如果至少在图像显示之前，产生一个可以使带电彩色粒子在整个图像显示介质的显示区域移动的交流电场，因此能使彩色粒子的偏移因此而均匀化。进而，通过指定所述交流电场的最终的场方向以使两种彩色粒子的任一种被带到显示基板侧，图像显示介质的显示状态可被设置为一种利用预先自由选择的有色粒子的均匀显示色。

在图像显示介质由隔块分隔成多个单元的情况下，可同时在每个单元区域产生交流电场。如果交流电场只在由隔块所分隔开的区域而产生，因为在该区域之外彩色粒子没有移动，则图像显示介质的彩色粒子的偏移可以被均匀化。这样，图像擦除设备的尺寸可以小型化到大约单元区域的大小。此外，由于多色彩图像的擦除可以在各个分开的区域实现，图像擦除可仅对于需要多色彩图像擦除的单元进行，不用进行非必要的驱动。

附图说明

图1所示为第一实施例的图像显示介质结构的剖面视图。

图2所示为第一实施例的图像显示装置的结构示意图。

图3所示为一个电极头的结构的剖面视图。

图4所示为说明电极头的扫描的示意图。

图5所示为说明第一实施例的图像显示介质的粒子移动的示意图。

图6所示为说明第一实施例的图像显示介质的粒子移动的示意图。

图7所示为说明第一实施例的图像显示介质的粒子移动的示意图。

图8所示为一个图像擦除设备的概略结构示意图。

图9所示为第二实施例的图像显示介质的结构的剖面视图。

图10所示为第二实施例的图像显示介质的平面视图。

图11所示为第二实施例的图像显示装置的概略结构示意图。

图12所示为说明第二实施例的图像显示介质的粒子运动的示意图。

图13所示为说明第二实施例的图像显示介质的粒子运动的示意图。

图14的示为说明第二实施例的图像显示介质的粒子运动的示意图。

图15所示为第三实施例的图像显示介质的结构剖面视图。

图16所示为第三实施例的图像显示介质的平面视图。

图17所示为第三实施例的图像显示装置的概略结构示意图。

图18所示为第四实施例的图像显示介质的剖面结构视图。

图19所示为第五实施例的图像显示介质的平面视图。

图20所示为第六实施例的图像显示介质的平面视图。

图21所示为第七实施例的图像显示介质的平面视图。

图22所示为第八实施例的图像显示介质的结构剖面视图。

图23所示为描述第八实施例的图像显示介质的电极形状的示意图。

图24所示为第八实施例的图像显示装置的概略结构示意图。

图25所示为第九实施例的图像显示介质结构的剖面视图。

图26所示为第九实施例的图像显示装置的概略结构示意图。

图27所示为第十实施例的图像显示介质的结构剖面视图。

图28A和28B所示为说明第十实施例的图像显示介质的线性电极的平面示意图。

图29所示为第十实施例的图像显示装置的概略结构示意图。

图30所示为说明第十实施例的图像显示介质的图像显示方法的平面视图。

图31所示为说明所施加电压与反射密度的关系图。

具体实施方式

第一实施例

以下结合附图对本发明的第一实施例给予详细的说明。

图1所示为本发明的图像显示介质10的结构示意图。图像显示介质10的结构为：具有被显示一侧的透明显示基板12、一个与显示基板12相对且与其之间具有小间隙的彩色后基板14、基板之间用以不变地维持基板间间隔的隔块16，以及封闭(密封)在基板之间的白色粒子18和黑色粒子20。白色粒子18作为第一彩色粒子，黑色粒子20作为第二彩色粒子，并且白色粒子18和黑色粒子20具有不同的静电特性。

透明玻璃基板、树脂基板，例如，有机玻璃等等类似基板，以及各种透明膜可用来作为图像显示介质10的显示基板12。在本实施例中，用的是一种厚度为0.05mm透明的聚碳酸酯膜。

后基板14的结构为：一个玻璃基板22，一个ITO导电层24，一个白色反射层26以及一个彩色层28，其呈薄片状。后基板14采用玻璃基板22，其上ITO导电膜24被形成到1.1mm的厚度。在形成于玻璃基板22上的ITO导电膜24的整个面上印刷白色印刷颜料，形成白色反色层26，然后，在其整个面上用红色的滤色器用的颜料进行全面印刷，形成彩色层28。

玻璃基板22不要求一定是透明的。一种通常的树脂基板，诸如环氧基板等、或者板形塑料基板等都可以采用。其中，白色反射层26的反射率是为88％。

隔块16以所需样式的形式应用到后基板14是通过丝网印刷热固性的环氧树脂，经加热使其固化，并重复该过程直到达到所需的高度。在实施例中，隔块16的高度是0.2mm。

除印刷过程外，隔块16也可以利用干膜型光致抗蚀剂等通过光蚀刻而形成。此外，隔块16也可以通过将热塑性膜粘附到后基板14而形成，该膜是通过注射压缩成形或者压花过程，或热压过程等而形成理想的形式。还可以利用压花过程或者热压过程而将隔块16与后基板14整体地形成。当然，隔块16也可以被形成在显示基板12侧，也可以与显示基板12整体地形成，只要对透明度不产生不利的影响。

在本实施例中，可以将平均空间直径为20um的包含交联的聚甲基异丁烯酸盐的氧化钛的球形白色粒子(由Seki sui Plastics有限公司生产的TECHPOLYMER MBX-20-WHITE)，按100比0.1的重量比与异丙基三甲氧基硅烷处理的氧化钛的细粉末相混合，作为白色粒子18。

可以将平均空间直径为20um的包含交联的聚甲基异丁烯酸盐的碳的球形黑色粒子(由Sekisui Plastics有限公司生产的TECHPOLYMERMBX-20-BLACK)，按100比0.2的重量比与氨丙基三甲氧基硅烷处理的AEROSIL A130的细粉末相混合，作为黑色粒子20。

白色粒子18和黑色粒子20以2比1的重量比混合。此时，白色粒子18带负电，而黑色粒子20带正电。虽然本发明采用的是白色粒子18和黑色粒子20，但除黑色和白色外可以采用任意颜色的彩色粒子的结合，只要这两种彩色粒子具不同的静电特性即可。

白色粒子18和黑色粒子20的混合粒子以大约4mg/cm²的比率，经筛网均匀地洒在其上已形成隔块16的后基板14的上面。然后，显示基板12上叠置已施加了彩色粒子的后基板14，利用UV-硬化型粘合剂将两基板粘附在一起，以及形成图像显示介质10。此时，白色粒子18和黑色粒子20的总体积对于基板之间的空间的体积比约为12％。

图2所示为采用图像显示介质10的一种图像显示装置30的总体结构图。图像显示装置30的结构为：图像显示介质10，一个电极头32，以及一个电压施加部分36。电极头32作为一个图像写入设备，可选择性地在图像显示介质10的基板之间形成直流电场和/或交流电场。电压施加部分36可根据从外部的图像输入设备34，诸如一个计算机等，输入的图像信息而选择性地对电极头32施加以直流电压或者交流电压。电极头32以及电压施加部分36对应于本发明的电压施加设备。

在本实施例中，电极头32所采用的是如图3所示的一种电极头，其上规则放置了多个分立电极38，可以独立地对这些电极施加以电压。更具体地，所采用的电极头上装配了480个以间距0.4mm排成单行的0.35mm×0.35mm的正方形电极。

电压施加部分36在电极头32的分立电极38和后基板14的ITO导电薄膜24间施加以电压。可采用一种后基板14上没有安装ITO导电膜24的基板，其电极设置在后基板14的后面，以与电极头32相对。

如图2和4所示，当根据图像信息从电压施加部分36在基板间施加以电压时，电极头32由一个未给予图例说明的驱动设备，沿图像显示介质10的显示基板侧，沿箭头A的方向被驱动。这样，根据由图像输入设备34所输入的图像信息，在整个图像显示介质10上形成了图像。还有，把电极头32固定并使图像显示介质10移动，或者二者可相对移动。

下面，说明图像显示介质10的图像显示过程。

图5所示为电极头32和图像显示介质10的部分放大视图，处于白色粒子18粘附到显示基板12的白色显示状态。

首先，电极头32的分立电极38A和38C接地，对分立电极38B施加例如-200V的脉冲电压。这样，只在分立电极38B和相对的后基板14间产生电势差。因此，如图6所示，在面对分立电极38B的图像显示介质10的区域，带负电的白色粒子18移向后基板14侧，带正电的黑色粒子20移向显示基板12侧。因而，在白色显示面上实现了高对比度的黑点的显示。

从如图6所示的显示状态，对分立电极38B施加以一个脉冲电压，例如，+200V，同时带正电的黑色粒子20移向后基板14侧，带负电的白色粒子18移向显示基板12侧。因此，图像显示介质10回到如图5所示的白色显示状态。

以同样的方式，根据图像信息通过对分立电极38任意施加脉冲电压，例如+200V或-200V，可实现高对比度的黑白图像显示。只要所施加的电压值能够通过在基板之间产生势差而使粒子移动就可以了。

然后，例如，将电极头32的分立电极38A和38C接地，而对分立电极38B施加以频率为200HZ、±200V的交流脉冲电压。这样，位于面对分立电极38B区域的白色粒子18和黑色粒子20，由于分立电极38B在基板间所形成的交流电场而往复地在基板间移动。此时，粒子由于在分立电极38A和38B以及分立电极38B和38C之间所形成的边缘场而移动以沿分立电极38A和38C的方向扩散。此外，当白色粒子18和黑色粒子20往复在基板间移动时，白色粒子18和黑色粒子20由于粒子间发生的碰撞而在分立电极38A和38C的方向上被散射地移动。

因此，位于面对分立电极38B区域的黑色粒子20和白色粒子18，移动到面对分立电极38A和38C的位置，在该位置没有施加电压，如图7所示。

这样，形成在后基板14处的彩色层28在显示基板12侧被显示，因而红颜色可以较好地观察到。

以同样的方式，根据图像信息通过对任意的分立电极38施加以频率为200HZ、±200V的交流脉冲电压，除上面提及的高对比度的黑白显示外还可以实现红色图像的显示。因此，可以实现多色彩(三色)图像的显示。

当按照电极头32的扫描方向(如图4中的箭头所示)排列的像素被连续显示在多色彩显示中时，粒子可通过随后像素的图像写入而移回至粒子已移离的像素，并且多色彩显示图像的显示质量可能恶化。这种情况可通过扫描电极头32进行多次重复写入可得到改善。这样做的结果是，通过电极头32的扫描而进行多次重复的图像写入，粒子可以令人满意地从粒子将移离的像素移动到粒子不将移离的像素。

下文说明了一种用于擦除多色显示图像的方法。

如图7所示，在一个多色彩显示状态中，粒子非均匀地分布于基板之间。不可能直接从这种状态以如图6所示的方式实现黑白图像的显示。

因此，当要在一个多色彩图像显示之后进行一个黑白图像的显示时，首先，必须从如图7所示的状态返回到如图5所示的状态(在此状态中粒子均匀分布于基板之间)。为此，同时在图像显示介质10的整个显示区域上形成一个交流的电场是足够的。然而，在本实施例中，由于所采用是其中电极是按照如图3所示以单行排列的线性电极头32，因而不可能同时对图像显示介质10的整个显示区域产生一个交流电场。所以，在这种情况下，图像擦除是由如图8所示的单独提供的图像擦除设备40而实现的，该设备在图像显示的整个面同时产生一个交流电场。

显然，如果图像写入装置能够在显示区域的整个面同时产生一个交流电场，则图像写入装置也可以用作一个图像擦除设备。

图8所示为一个图像擦除设备的实例。图像擦除设备40提供有一个擦除电极42，对应于图像显示介质10的整个显示区域。通过电压施加部分36将一个交流脉冲电压施加于其上。电压施加部分36对图像擦除设备40的擦除电极42和后基板14的ITO导电膜24之间施加电压，以便擦除图像。当采用一种其中在后基板14没有包括ITO导电膜24的基板时，与擦除电极42相对应的一个面对电极，可以被设置于后基板14的后面。

对于处于如图8所示的多色彩显示状态的图像显示介质10，图像擦除设备40对擦除电极42施加了一个频率为200HZ、±200V的交流脉冲电压。这样，图像显示介质10能够返回如图5所示的显示状态，在该状态中白色粒子18和黑色粒子20均匀分布在基板之间。这是由于当白色粒子18和黑色粒子20在图像显示介质10的基板间所形成的交流电场的作用下而作往复移动时，粒子间发生碰撞等而使粒子散射地移动所造成的。

通过将擦除多色显示图像时的交流脉冲电压的最终脉冲电压设置为+200V，可以指定图像擦除后的白色显示状态，其中白色粒子18已经都被移向显示基板12。通过将最终脉冲电压设置为-200V，可以形成黑色显示状态，其中黑色粒子20都已经被移向显示基板12。

然后，将如图5所示的均匀的白色显示状态作为一个初始显示状态，可以以各种循环次数对电极头32的分立电极38B施加一个频率为200HZ、±200V的交流脉冲电压。这种交流脉冲电压的最终脉冲电压设置为-200V。循环次数为数次以下时，实现很好的黑色显示。然而当循环次数进一步增加时，黑色显示的密度渐渐降低。如果循环次数超过20次，粒子几乎完全被消除，并且显示出极好的红颜色。

因此，在本实施例中，通过根据图像信息由图像显示介质10的外面在基板间产生直流电场和/或者几次循环交流电场，采用与传统图像显示介质相同的方式，可利用两种粒子而提供一个高对比度的显示图像。

进而，根据图像信息通过以大次数循环对基板间施加以交流电场，两种彩色粒子可从基板间自由选择的位置移动到其周围，被着上理想颜色的后基板的颜色能够被显示出来。因此，多色显示成为可能。换言之，三色显示能够采用两种具有不同颜色的粒子而实现。其中，当黑-白图像和红色图像一同显示时，不会发生分辨率损失的情况。

此外，通过在图像显示介质10的整个显示区域产生一个交流电场，粒子分布的偏移可以被均匀化，而且图像显示介质10的显示状态能够用自由选择的粒子而同时设置成均匀显示颜色。

第二实施例

下面将对本发明的第二实施例给予说明。与上述说明的实施例相同的部件使用了相同的参考数字，且省略其具体的说明。

图9所示为关于本实施例的图像显示介质50的总体结构示意图。图像显示介质50包括：透明显示基板12、彩色后基板52、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12被提供在图像被显示的一侧。后基板52与显示基板12相对，具有与其之间的小间隙。隔块16用于固定地保持基板间空间，并且其电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭于显示基板12和后基板52之间。

后基板52包括：玻璃基板22、ITO导电层24、白色反射层26以及彩色层54，它们被叠置。后基板52采用了玻璃基板22，其上形成了厚度为1.1mm的ITO导电膜24。白色反射层26，其整个面印刷有白色印刷颜料，形成在玻璃基板22上形成的ITO导电膜24的一面上。其上形成彩色层54，该层被以用于红、绿和蓝色滤色器的颜料印刷有规则排列的条形(纵向形状)，如图10所示(彩色层54R，54G和54B)。在本实施例中，每种颜色的条形宽度设置为0.4mm，且条形以红、绿、蓝的重复次序排列。其中，白色反射层26的反射率为88％。

在彩色层54R，54G和54B之上的基板间区域分别对应于本发明的分格。

图11所示为采用图像显示介质50的图像显示装置56的总体结构。图像显示装置56包括图像显示介质50、电压施加部分36以及电极头32。

电极头32与第一实施例中所采用的电极头32相同。如图3所示，所采用的电极头32是一种其上具有480个以0.4mm间距排成一行的分立电极38的电极头，可分别对这些电极施加电压。分立电极38的尺寸为0.35mm×0.35mm。在此结构中，为了在图像显示介质50的整个面上形成一个图像，电极头32按照如图4所示的相同方式沿图像显示介质50的整个面扫描。在本实施例中，电压施加部分36对电极头32的分立电极38和后基板52的ITO导电膜24之间施加电压。

以下，对图像显示介质50的图像显示过程给予说明。首先，电极头32的分立电极38A和38C接地，且对分立电极38B施加一个例如-200V的脉冲电压。这样，如图12所示，可在面对图像显示介质50的分立电极38B的区域实现极好的黑色显示。进而，如果对分立电极38B施加以+200V的脉冲电压，则图像显示介质50能够从如图12所示的显示状态返回到如图11所示的白色显示状态。

以这种方式，根据图像信息，高对比度的黑白图像显示可以通过对任意的分立电极38施加+200V或-200V的脉冲电压而实现。

然后，将电极头32的分立电极38A和38C接地，并且对分立电极38B施加以频率为200HZ的±200V的交流脉冲电压。因而，白色粒子18和黑色粒子20几乎彻底从图像显示介质50面对分立电极38B的区域被消除，如图13所示。因此，在显示基板12侧显示出形成在后基板14上的彩色层54G，并且绿颜色可以很好地被观察到。

以同样的方式，如果将分立电极38B和38C接地，并且对分立电极38A施加以频率为200HZ的±200V的交流脉冲电压，形成在后基板52处的彩色层54R的红颜色可以被显示在显示基板12侧，并且如果交流脉冲电压施加在分立电极38C上，彩色层54B的蓝颜色可以在显示基板12侧显示出来。

此外，如果将电极头32的分立电极38C接地，并且交流脉冲电压施加在分立电极38A和38B上，则如图14所示，白色粒子18和黑色粒子20将几乎全部从图像显示介质50面对分立电极38A和38B的区域而除去。因而，形成在后基板52上的彩色层54R和54G可以被满意地观察到，且通过结合来自彩色层54R和54G的反射光可以显示出黄色。

进一步，如果交流脉冲电压施加在分立电极38B和38C上，则通过结合彩色层54G和彩色层54B所反射的光，可以显示出青色。以同样的方式，对分立电极38A和38C施加以交流脉冲电压，通过结合彩色层54R和彩色层54B所反射的光，可以显示出洋红色。

采用与第一实施例相同的方式，可利用图像擦除设备40而实现对多色彩显示图像的擦除。如果多色彩显示要连续实现，则可以从多色彩显示状态，如图13和14中所示，不经过返回到如图11所示的白色显示状态或者黑色显示状态，而实现连续的多色彩图像的显示。

因此，在本实施例中，根据图像信息，通过从图像显示介质50之外，在基板之间产生直流电场和/或低循环次数的交流电场，可用两种颜色的粒子，以与传统图像显示介质相同的方式提供高对比度的显示图像。其中，当显示黑白图像时不会发生分辨率的损失，因而不是特别有问题的。

此外，根据多色彩图像信息，通过将两种彩色粒子从后基板52的规则地着有红、绿和蓝色区域的自由选择的区域移动到其周围，而显示出后基板52处着有红、绿和蓝颜色的自由选择区域的颜色。此外，通过将规则排列的红、绿和蓝色相结合而表达单独颜色像素，可显示任意的颜色。换言之，可用两种不同颜色的粒子而显示许多颜色的像素。

在本实施例中，由于白色显示是通过白色粒子18而实现的，白色显示的白度是不受瑕疵影响的，而由于黑色显示是由黑色粒子20实现的，黑色显示将不会变灰。

第三实施例

下面对本发明的第三实施例给予说明。与上述说明的实施例相同的部件使用了相同的参考数字，且省略了其具体说明。

图15所示为本实施例的图像显示介质60的总体结构示意图。图像显示介质60包括：透明显示基板12、彩色的后基板62、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12被提供在要显示图像的一侧。后基板62与显示基板12相对且之间保持小的间隙。隔块16用于固定地保持基板间空间，并且其电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭于显示基板12和后基板62之间。

后基板62包括：玻璃基板22、ITO导电层24、白色反射层26以及彩色层64，它们被叠置。后基板62采用了玻璃基板22，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电膜24。白色反射层26，其整个面印刷有白色印刷颜料，形成在玻璃基板22上形成的ITO导电膜24的一面上。其上，形成彩色层64，其以用黄色、洋红和青色滤色器的颜料印刷有规则排列的条形，以作为多个分格，如图16所示(彩色层64Y，64M，64C)。在本实施例中，每种颜色的条的宽度设置为0.4mm，且条形以黄、洋红、青的重复次序排列。其中，白色反射层26的反射率为88％。

图17所示为采用图像显示介质60的图像显示装置66的总体结构。图像显示装置66包括图像显示介质60、电压施加部分36以及电极头32。

电极头32与第一实施例中所采用的电极头32相同。如图3所示，所采用的电极头32是一种其上具有480个以0.4mm的间距排成单行的分立电极38的电极头，可分别对这些电极施加以电压。分立电极38的尺寸为0.35mm×0.35mm。为了在图像显示介质60的整个面上形成一个图像，电极头32按照与如图4所示相同的方式沿图像显示介质60的显示面而扫描。在本实施例中，电压施加部分36对电极头32的分立电极38和后基板62的ITO导电膜24之间施加电压。

以下，对图像显示介质60的图像显示过程给予了说明。采用与第二实施例相同的方法，通过根据图像信息，任意地对分立电极38施加以+200V或-200V的脉冲电压，可实现高对比度的黑白显示。此外，通过对电极头32的自由选择的分立电极38施加以频率为200HZ的±200V的交流脉冲电压，并且将其他的分立电极38接地，采用与第二实施例相同的方法，可以使位于产生交流脉冲电场的区域的白色粒子18和黑色粒子20移动到不产生交流脉冲电场的区域。因而，可以在显示基板12侧极好地显示出形成在后基板62上的彩色层64的颜色。

例如，如图17所示如果对分立电极38A施加以交流脉冲电压，则形成在后基板62上的彩色层64Y的黄颜色可以被显示出来，若对分立电极38B施加以交流脉冲电压，则彩色层64M的洋红色可以被显示出来，如果交流脉冲电压施加在分立电极38C上，则彩色层64C的青色可以显示出来。

此外，若交流脉冲电压施加在分立电极38A和38B上，形成在后基板62上的彩色层64Y和64M可以被很好地观察到，且通过结合来自彩色层64Y和彩色层64M的反射光可以显示出红色。同理，如果交流脉冲电压施加在分立电极38B和38C上，则通过结合彩色层64M和彩色层64C所反射的光，可以显示出蓝色，如果对分立电极38A和38C施加以交流脉冲电压，通过结合彩色层64Y和彩色层64C所反射的光，可以显示出绿色。

采用与第一实施例中同样的方式，可利用图像擦除设备40而实现对多色彩显示图像的擦除。如果要连续实现多色彩显示，可以实现连续的多色图像的显示而不返回到白色显示状态或者黑色显示状态。

因此，在本实施例中，可提供一种高对比度的黑-白显示图像。其中，当显示黑白图像时不发生分辨率的损失，并因此不是特别有问题。

此外，根据多色彩图像信息，通过将彩色粒子从位于后基板62的规则着有黄色、洋红和青色的彩色层的自由选择的区域移动到其周围，可以显示出后基板62着有黄色、洋红和青颜色的自由选择区域的颜色。此外，通过结合规则排列的黄色、洋红和青色而表示单独彩色像素，任意的颜色可以被显示出来。

此外，由于白色显示是通过白色粒子18而实现的，白色显示的白度是不受瑕疵影响，而由于黑色显示是由黑色粒子20实现，黑色显示将不会变灰。

当显示多色彩图像时，本实施例的图像显示介质60提供较第二实施例所描述的图像显示介质50更明亮的显示。这是由于形成在后基板62的彩色层的光谱反射特性。有颜色层64，组合黄色、洋红色和青色，形成在图像显示介质60的后基板62上，较形成在图像显示介质50的后基板52的组合红色、绿色和蓝色的彩色层54提供较大数量的反射光。

第四实施例

下面对本发明的第四实施例给予了说明。与上述说明的实施例相同的部件使用了相同的参考数字，且省略了其具体说明。

图18所示为本实施例的图像显示介质70和图像显示装置72的总体结构示意图。图像显示介质70包括：透明显示基板12、后基板74、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12被提供在显示图像的一侧。后基板74与显示基板12相对且与其之间保持小间隙，着有所需颜色，并且是光学透射的。隔块16，用于固定地保持基板间空间，以及其电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭于显示基板12和后基板74之间。

后基板74包括：玻璃基板22、ITO导电层24、白色反射层76以及彩色层54，它们被叠置。后基板74采用了玻璃基板22，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电膜24。白色反射层76，其整个表面印刷有白色印刷颜料，形成在玻璃基板22上形成的ITO导电膜24的一面上。其上形成彩色层54，该层以用于红色、绿色和蓝色滤色器的颜料印刷有规则排列的条形，如图10所示(彩色层54R、54G和54B)。在本实施例中，每种颜色的条的宽度设置为0.4mm，且条以红色、绿色和蓝色的重复次序排列。该白色反射层76比上述实施例中所描述的白色反射层26形成得较薄，并具有透光的特征。其中，白色反射层76的反射率为50％。在后基板74的结构中不需要提供白色反射层，透明的彩色层可以被单独提供。

图像显示装置72包括图像显示介质70，电压施加部分36，电极头32以及后灯78。后灯78设置在接近或毗邻图像显示介质70的后基板74侧。

电极头32与第一实施例中所采用的电极头32相同。电极头32按照如图4所示的相同方式沿图像显示介质70的显示面扫描。电压施加部分36对电极头32的分立电极38和后基板74的ITO导电膜24之间施加电压。后灯78的结构为采用一个普通的冷阴极管作为光源，并通过一个棱镜片实现对显示区域的整个面的均匀的光照射。

图像显示介质70的图像显示过程与上述描述的实施例相同。根据图像信息，通过对任意的分立电极38施加以+200V或-200V的脉冲电压，而实现高对比度的黑白显示。此外，通过对电极头32的自由选择的分立电极38施加以频率为200HZ的±200V的交流脉冲电压，并且将其他的分立电极38接地，而使位于产生交流脉冲电场区域的白色粒子18和黑色粒子20移动到不产生交流脉冲电场的区域。因此，形成在后基板74上的彩色层54(彩色层54R，54G和54B)的自由选择区的颜色可显示在显示基板12侧。

其中，由于形成在图像显示介质70的后基板74上的白色反射层76的反射率被设置为50％，多色彩显示较第二实施例(其中白色反射层26的反射率为88％)所述的图像显示介质50中的较多但轻微地暗些。然而，在明亮环境的位置，多色彩显示可被提供而没有特殊的问题。

如果在周围暗的环境中观察其上形成有多色彩图像的图像显示介质50和图像显示介质70，则会看到其上的图像都较暗，且显示质量降低。然而，如果点亮后灯78，光透过图像显示介质70的后基板74，则多色彩图像变得比较明亮。因而，即使在暗的环境下观察，图像显示介质70的多色彩图像也可达到满意的效果。

第五实施例

下面对本发明的第五实施例给予了说明。与上述说明的实施例相同的部件使用相同的参考数字，且省略了其具体说明。

图19所示为本实施例的图像显示介质80的从显示基板侧观察得到的局部放大平面视图。图像显示介质80的基板间空间被隔块82分隔成多个(图19所示为4个)单元84。

为便于说明，显示图像的最小的像素单位用像素86来表示。在本实施例中，像素86按每个单元84中6×6方式排列。其他的结构与上述实施例的结构相同，且其显示过程也同上述实施例一样。因此，省略其说明。

在该图像显示介质80中，由于基板间空间被分成单元，从而可防止粒子的不均匀分布。当利用电极头32将各种多色彩图像连续50次重写到图像显示介质80时，并且之后显示的多色彩图像被检查，会得到较好显示的多色彩图像。反之，当利用电极头32将各种多色彩图像连续50次重写到其基板间空间没有被分隔成单元的图像显示介质时，并且之后显示的多色彩图像被检查，会得到不均匀的显示，这种情况被认为是由于粒子的偏移引起的。

为擦除多色彩图像，对这些图像显示介质的整个显示区域施加了频率为200HZ的±200V的交流脉冲电压。没有被分隔成单元的图像显示介质的粒子分布的结果均匀化要几秒。反之，在基板间空间被分隔成多个单元的图像显示介质80中，粒子分布可在一秒或更少的时间内而被均匀化。

由于在其基板间空间被分隔成单元的图像显示介质80被使用情况中，粒子的运动被限制在单元以内，因此没有必要在擦除多色彩图像的同时在图像显示介质80的整个显示区域产生交流电场。因而，可通过利用分别对单元区域产生交流电场的图像擦除设备，在由隔块82所分隔的单元区域分别产生交流电场而实现多色彩图像的擦除。例如，通过采用具有至少一个其形状对应于单独单元区域，并且只在多色图像需要被擦除的单元区域产生交流电场的擦除电极的图像擦除仪器，在产生交流电场的区域的图像可以被满意地擦除。其中，不会出现影响相邻单元区域的特殊问题。

因此，当图像显示介质的基板间空间被分隔成多个单元时，粒子的偏移被限制在所述单元内，并且即使多色图象的显示被连续地实施，所述显示能够被可靠地实施。另外，多色图象的删除可以在短时间内被执行以及，由于图象擦除设备可单独在所分隔的单元处产生交流电场，因此能做到使图象擦除设备的尺寸减小。

第六实施例

下面对本发明的第六实施例给予了说明。与上述说明的实施例相同的部件使用相同的参考数字，且省略了其具体说明。

图20所示是本实施例的图像显示介质90的从显示基板侧观察的局部放大平面视图。图像显示介质90的基板间空间由隔块92分隔成各个像素行，沿与图像写入方向(图中箭头A的方向)横向的方向排列。

在本实施例中，在每个单元84中，像素86被排成单个的1乘12的行。其他的结构与上述实施例相同，其显示过程与上述实施例也相同。因而，省略其说明。

在图像显示介质90中，由于基板间空间被分隔成各个像素行，沿与电极头32扫描方向(图像写入方向)横向的方向排列，即使图像显示是对沿电极头32的扫描方向排列的像素而连续进行的，粒子也不会因到后续像素的图像写入，而返回到粒子已经移离的像素，因而可以用单个的扫描而显示极好的多色彩图像。

反之，当图像显示是通过对沿其基板间空间没有分隔成单元的图像显示介质的电极头32的扫描方向而排列的像素而连续进行时，粒子将因在后续像素的图像写入而返回到粒子已移离的像素，并且可能出现多色图像的显示质量降低的情况。

因此，由于图像显示介质90的基板间空间被分隔成各个像素行，该像素行沿与图像写入横向的方向排列，能够可靠地实现连续多色彩图像的显示。进而，可在短时间内执行粒子分布均匀化。此外，只用电极头32的单个扫描可以显示极好的多色彩图像。

第七实施例

下面对本发明的第七实施例进行说明。与上述实施例相同的部件使用相同的参考数字，且其细致的说明被省略。

图21所示为本实施例的图像显示介质94，从显示基板侧观察得到的局部放大平面视图。图像显示介质94的基板间空间被隔块96分隔成各个像素行，并沿与图像写入方向(图中箭头A的方向)横向的方向而排列，且每个单元84由构成多色彩显示图像的最小像素的三个像素86构成。换言之，在本实施例中，各个单元84是1乘3的像素86。

一种其上形成彩色层54，其上由红、绿和蓝色按照与第二实施例中的相同方式而规则排列，或者彩色层64，其上由黄、洋红和青色以与第三实施例的相同方式规则排列，的基板可被用于图像显示介质94的后基板。此外，彩色层的三种颜色(红、绿和蓝或者黄、洋红和青)被设置于对应于相应像素86的三个像素的位置，该像素86由隔块96分成1乘3像素的单位。其他的结构与上述实施例的结构相同，且其显示过程也同上述实施例相同。所以，省略其说明。

因此，由于被隔块96分成三像素组而防止了粒子的不均匀分布，因此较第五实施例所描述的图像显示介质80可更一贯地实现多色彩图像的连续显示。此外，在多色彩图像擦除期间，粒子分布可以在较短时间中被均匀化。而且，如第六实施例，通过电极头32单次经过可显示极好的多色彩图像。

第八实施例

以下对本发明的第八实施例进行了说明。其中与上述实施例相同的部件采用相同的参考数字，且其详细的说明被省略。

图22所示为本实施例的图像显示介质100的总体结构。图像显示介质100包括透明显示基板102、后基板14、隔块16、白色粒子18和黑色粒子20。显示基板102被提供在图像被显示的一侧。后基板14与显示基板12相对，与其之间有小间隙。用以固定地维持基板间空间的隔块16，以及其电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭在显示基板12和后基板14之间。

显示基板102包括一个玻璃基板104，一个ITO导电层106，以及一个表面涂层108，它们被叠置。显示基板102采用玻璃基板104，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电层106。ITO导电层106是通过使用光掩模图案，以及包括根据显示图像的所需图案形式的图案电极106A，106B以及106C进行化学蚀刻而形成的。表面涂层108通过涂敷透明聚碳酸酯树脂到5um的厚度而形成在ITO导电层106的后基板14侧的。

后基板14与第一实施例的后基板相同。在本实施例中，显示基板102的ITO导电层106被图案化。然而，后基板14的ITO导电膜24可以被图案化，或者显示基板102的ITO导电层106和后基板14的ITO导电膜24两者都可以被图案化。

图23所示为制作在图像显示介质100的显示基板102上的ITO导电层106的电极图案实例。在此实例中，具有大约为10mm字母大小的文本图案被形成。每个字母的图案被形成为单个电极，且可对每个字母独立地施加电压。字母部分之外的区完全被具有与字母区间距为0.05mm的背景电极覆盖，且可同时对其施加电压。例如，在如图22所示的显示基板102的图案电极106A、106B和106C的情况下，字母图案电极对应于图案电极106B，并且图案电极106A和106C对应于背景电极。因此，可以实现字母图案显示或者字母图案显示的颠倒显示。

图24所示为采用图像显示介质100的图像显示装置110的总体结构。图像显示装置110包括图像显示介质100和电压施加部分36。电压施加部分36根据从外部图像输入设备34所输入的图像信息，选择性地对形成在显示基板102上的图案电极106A，106B和106C和后基板14的ITO导电膜24之间施加直流电压或者交流电压。

以下，将描述图像显示介质100的图像显示过程。首先，从如图24所示的白色显示状态开始，将显示基板102的图案电极106A和106C接地，且对图案电极106B施加以一个-140V的脉冲电压。这样，在图像显示介质100面对图案电极106B区域中，带负电的白色粒子18向后基板14侧移动，而带正电的黑色粒子20向显示基板102侧移动。因而，可以实现良好的黑色显示。

然后，如果对图案电极106B施加以+140V的脉冲电压，则位于面对图案电极106B区域的白色粒子18和黑色粒子20以相反方向移回，并且从黑色显示状态回到如图24所示的白色显示状态。以同样方式，根据图像信息，通过对任意字母图案电极和背景电极施加以+140V和-140V的脉冲电压，则可以实现高对比度的黑白图像显示。

然后，显示基板102的图案电极106A和106C可以被接地，并且可以对图案电极106B施加以频率为200HZ的、±140V的交流脉冲电压。这样，白色粒子18和黑色粒子20几乎完全从面对图案电极106B的区域清除，形成在后基板14上的彩色层28的红颜色可以从显示基板102侧被满意地观察。因而，当将图案电极106A和106C(背景电极)接地，并且根据图像信息将一频率为200HZ的，±140V的交流脉冲电压任意施加到字母图案电极时，可以显示一个良好的红色文本图像。进而，通过对显示基板102的所有图案电极106A、106B和106C施加一个频率为200HZ、±140V的交流脉冲电压可实现对红色文本图像的擦除。

下面，将如图24所示的均匀的白色显示状态作为初始显示状态，可以以各种循环次数对显示基板102的图案电极106B施加以200Hz频率的±140V的交流脉冲电压。将这个交流脉冲电压的最终脉冲电压设置为-140V。在达到最小循环次数之前，可实现较佳的黑色显示。然而，随循环次数的进一步增加，文本的厚度渐渐降低。当循环次数超过20次时，粒子几乎完全被清除，而且显示出良好的红色文本。

因而，在图像显示装置110中，通过根据图像信息而在图像显示介质100的基板间产生的直流电场和/或数个循环次数的交流电场，可以用与传统的图像显示介质的相同方式，由两种粒子提供一个高对比度的显示图像。此外，通过根据多色图像信息以大循环次数施加交流电场，两种彩色粒子能够从自由选择的位置而移动到周围，并且后基板所着有的颜色可以被显示出来。

第九实施例

下面将说明本发明的第九实施例。其中与上述实施例相同的部件采用相同的参考数字，而其具体说明被省略。

图25所示为本实施例图像显示介质120的总体结构。该图像显示介质120包括：一个透明显示基板122、一个彩色后基板123、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板122被提供在图像被显示的一侧。后基板123与122相对，且具有与其之间的小间隙。用以固定地维持基板间空间的隔块16，以及其电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭在显示基板122和后基板123之间。

显示基板122包括：一个玻璃基板124、一个ITO导电层126以及一个表面涂层128，它们被叠置。显示基板122采用玻璃基板124，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电层126。通过涂敷透明的聚碳酸酯树脂到5um的厚度，表面涂层128形成在ITO导电层126的后基板123侧。

用与第二实施例相同的方式，后基板123采用了一个玻璃基板132，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电层130。整个面印刷有白色印刷颜料的白色反射层134，形成在玻璃基板132上形成的ITO导电层130的一侧上。其上，形成了彩色层54，其被以用于红、绿及蓝色滤色器的颜料印刷有规则排列的条形，如图10所示(彩色层54R、54G和54B)。

本实施例中，后基板123的ITO导电层130的图案化被执行，并且电极组130A，130B和130C对应于显示图像的最小像素而形成。更具体地，电极组130A、130B和130C的形状为0.38mm×0.38mm的正方形且每个电极的间距为0.4mm。电压可独立地施加在每个电极上。彩色层54R、54G和54B的条的宽度设为0.4mm，且彩色层54R、54G和54B对应于电极组130A、130B及130C被排列。

图26所示为采用图像显示介质120的图像显示装置136的总体结构。图像显示装置136包括图像显示介质120和电压施加部分36。电压施加部分36根据从外部图像输入设备34所输入的图像信息，有选择地对显示基板122的ITO导电层126和形成在后基板123上的电极组130A、130B和130C之间施加直流电压和/或者交流电压。

以下将对图像显示介质120的图像显示过程给予描述。采用与第八实施例相同的方式，根据图像信息，在图像显示介质120的基板之间产生一个直流电场或者交流电场，这样可由白色粒子18和黑色粒子20提供一个高对比度的黑白显示图像。其中，当显示黑白图像时，不发生分辨率的损失，因此不是一个特别有问题的。

进而，通过根据多色图像信息，在图像显示介质120的基板间产生大循环次数的交流电场，白色粒子18和黑色粒子20被从在后基板123上规则提供的彩色层54R、54G和54B的自由选择的位置移动到其周围。因而，红、绿和蓝色的任意色能够被显示。

其中，通过将位于规则排列的彩色层54R、54G和54B的彩色层的自由选择组合处的粒子移动到周围来表示黑白像素，以及从而在显示基板122侧显示那些彩色层，任意的颜色可以被显示。

由于在图像显示介质120中，白色显示是由白色粒子18实现的，白色显示的白度是不受瑕疵影响的，而由于黑色显示是由黑色粒子20实现的，所以其黑色显示不会变灰。

在单色图像与多色彩图像混合显示的情况下，可同时在图像显示介质120的基板间单色图像显示和多色彩图像显示的相应区域产生显示黑白图像的直流电场或者低循环次数的交流电场，以及显示多色彩图像的高循环次数的交流电场。因而，可以实现黑白图像和多色彩图像混合显示。

如果黑白图像和多色彩图像是以这种方式而同时显示的，则单色图像可能在位于单色图像部分显示部分和多色彩图像显示部分的边界部分而恶化，这是由于用以显示多色彩图像的交流脉冲电场的影响。

在这种情况下，首先可根据黑白图像信息而在图像显示介质120的基板间产生一个直流电场或者低循环次数的交流电场，以实现黑白图像的显示，而随后可根据多色彩图像信息而产生一个高循环次数的交流电场，以实现多色彩图像的显示。因而，在黑白图像显示部分和多色彩图像显示部分的边界部分的黑白图像显示的显示噪声和显示恶化可以被减少。

通过对后基板123的所有电极组130A、130B和130C施加高循环次数的交流脉冲电压可实现对多色彩显示图像的擦除。此外，当要连续实现多色彩显示时，可以在先前多色彩图像未被擦除的情况下实现连续多色彩图像的显示。其中，本实施例的图像显示介质120的基板间空间由隔块16而分隔成多个单元。这样，粒子的偏移被限制在单元之内，即使在连续实现多色彩图像显示时，也能可靠地实现显示。再有，多色彩图像的擦除可以在短时间内进行，即使图像显示装置单独地在分隔的单元区域施加交流脉冲电压，也能极好地擦除多色彩图像。

第十实施例

下面将说明本发明的第十实施例。其与上述实施例相同的部件采用相同的参考数字，而其具体说明被省略。

图27所示为图像显示介质140的总体结构。该图像显示介质140包括一个透明显示基板142、一个彩色后基板144、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板142被提供在图像被显示的一侧。后基板144与显示基板142相对，且具有与其之间的小间隙。隔块16用以固定地维持基板间空间。其颜色以及电荷特性不同的白色粒子18和黑色粒子20被封闭在基板之间。尽管在图中没有给出，但是图像显示介质140的基板间空间被隔块16分隔成沿与图像写入方向横向的方向的每个像素行，以及分隔成构成多色彩图像显示的最小像素的三个像素的单位。

图像显示介质140采用一个玻璃基板148作为显示基板142，其上形成厚度为1.1mm的ITO导电层146。ITO导电层146被图案化，因此形成如图28A所示的线性电极146。线性电极146对应于显示图像垂直方向的像素行单位，且具体形成宽度为0.38mm以及间距为0.4mm。通过涂敷透明的聚碳酸酯树脂到5um的厚度，表面涂层150被形成在ITO导电层146的后基板144侧。

与显示基板142相似，后基板144采用了一个玻璃基板154，其上形成有厚度为1.1mm的ITO导电层152。该ITO导电层152被经历图案化，并且因此线性电极152被形成为如图28B所示。线性电极152对应于显示图像的水平方向的像素行单位，且具体形成宽度为0.38mm且间距为0.4mm。

在形成图像显示介质140时，形成在显示基板142的线性电极146和形成在后基板144的线性电极152被设置以使线性电极146与线性电极152相交。

在后基板144中，与第三实施例相似，白色反射层156被形成在ITO导电层152上，在白色反射层156上形成彩色层158Y、158M和158C，它们是施以用于黄色、洋红和青滤色器的颜料而规则排列的条形。

彩色层158Y、158M和158C被形成以面对形成在显示基板142处的线性电极146。每个条的宽度被设置为，例如，0.4mm，间距为0.4mm。白色反射层156形成得薄，且具有透光性。其中，白色反射层156的反射率为约50％。在后基板144处不需要形成白色反射层，并且提供透光的彩色层是足够的。由后基板144形成的彩色层158Y，158M和158C可以被形成为沿形成在后基板144处的线性电极152而布设。

图29所示为采用图像显示介质140的图像显示装置160的总体结构。图像显示装置160包括：图像显示介质140、电压施加部分36以及后灯162。后灯162被设置为接近或毗邻图像显示介质140的后基板144侧。电极施加部分36根据由外部图像输入设备34所输入的图像信息，在显示基板142的线性电极146和形成在后基板144处的线性电极152之间选择性地施加直流电压或者交流电压。后灯162与第四实施例中所述后灯相似。

以下，将对图像显示介质140的图像显示过程给予说明。如图30所示，图像显示介质140具有一个简单矩阵驱动型结构，其中形成在显示基板142的线性电极146以及形成在后基板144的线性电极152被设置以使其相交。在简单矩阵驱动中，图像写入电压(扫描电压)被以一个方向顺序地施加到线性电极。同时，图像写入电压(图像信号电压)根据图像信息以另一方向施加到线性电极。

在本实施例中，扫描电压施加在后基板144的线性电极152上，且图像信号电压施加在显示基板142的线性电极146上。施加到后基板144的线性电极152的扫描电压的扫描方向设置为如图30所示的箭头A的方向。

首先，扫描电压Vron施加在后基板144的第一线性电极152A上，并且另外的线性电极152被接地。与此同时，根据对应于后基板144的第一线性电极152A的图像信息，图像信号电压Vcon施加到位于图像部分中的显示基板142的线性电极146上，而将位于非图像部分中的显示基板142的线性电极146接地。这样，图像被显示在对应于后基板144的第一线性电极152A的像素行处。

然后，对后基板144的第二线性电极152B施加以扫描电压Vron，并且其他线性电极152接地。与此同时，根据对应于后基板144的第二线性电极152B的图像信息，对位于图像部分中的显示基板142的线性电极146施加以图像信号电压Vcon，并且将位于非图像部分中的显示基板142的线性电极146接地。这样，图象被显示在对应于后基板144的第二线性电极152B的像素行处。其后，顺序地重复上述过程直到后基板144的最后的线性电极152，并且显示出所需的图像。

例如，如果要显示位于后基板144的第二线性电极152B和显示基板142的线性电极146B的相交点164的一个像素时，将电压Vcon-Vron施加到相交点164的像素上，并且图像被显示。此时，除相交点164外，电压-Vron也同时施加到沿后基板144的第二线性电极152B的像素行，并且电压Vcon也同时施加到沿显示基板142的线性电极146B的像素行。因而，进行简单矩阵驱动的前提条件是粒子不移动，以由Vcon或者-Vron的电压来显示图像。

图31所示为本实施例所采用的施加到图像显示介质140的电压以及显示密度(反射密度)之间的关系。这些图像显示密度结果是从后基板144的所有线性电极152接地，并且对显示基板142的所有线性电极146施加脉冲电压的情况得到的。

采用X-RITE404(X-Rite制造)进行图像显示密度(反射密度)的测量。由图31可以明确看出，当从白色显示状态而在图像显示介质140实现黑色显示时，直到电压达到且超过约-60V时才可以实现显示。而且，当要从黑色显示状态而实现白色显示时，直到电压达到且超过大约+60V时才可以实现显示。因此，例如，当要从白色显示状态而实现黑色显示时，施加以一个+60V的脉冲电压以作为扫描电压Vron，并且施加以一个-60V的脉冲电压以作为图像信号电压Vcon。因而，可由白色粒子18和黑色粒子20提供黑白显示图像。

当显示多色图像时，施加一个20次循环的、±60V、频率在200HZ的交流脉冲电压作为扫描电压Vron，而施加一个20次循环的、±60V、频率在200HZ、具有与扫描电压Vron相位差为180°的交流脉冲电压作为图像信号电压Vcon。因而，白色粒子18和黑色粒子20可以根据图像信息，从规则排列在后基板144上的彩色层158Y、158M和158C的自由选择的位置移到其周围，而且可以显示黄色、洋红和青色中的任意颜色。通过结合规则排列的彩色层158Y、158M和158C的任意彩色层而表示单个彩色像素，可以显示任意的颜色。

图像显示介质140的基板间空间由隔块16分隔成沿与图像写入方向(图中箭头A的方向)横向的方向的像素行，采用与如图20或者图21相同的方式，即与形成在后基板144的线性电极152相一致。因此，即使多彩色显示是在沿图像写入方向(扫描方向)的连续像素而被执行，满意的多色图像可以被显示在单个扫描中，而不经历由后续像素的图像写入而将彩色粒子再次移回到彩色粒子已经被移离的像素。

在图像显示介质140中，由于白色显示是由白色粒子18而实现的，白色显示的白度不受瑕疵影响，而由于黑色显示是由黑色粒子20而实现的，所以黑色显示也不会变灰。此外，黑白显示图像的分辨率不会降低。进而，由于形成在后基板144的白色反射层156的反射率设置为50％，所以在图像显示介质140显示的多色彩图像较第三实施例所描述的图像显示介质60(其中白色反射层的反射率为88％)中的稍微暗些。然而，在环境明亮的位置，可以提供多色彩显示而没有特殊的问题。在环境黑暗的位置，图像较暗，且显示质量被降低。然而，当后灯162被点亮时，来自后灯的光被透过光学透射的后基板144，且多色彩图像可以显示得更明亮。

可以通过，例如，将后基板144的所有线性电极152接地，并且对显示基板142的所有线性电极146施加以大循环次数的交流脉冲电压而实现多色彩显示图像的擦除。其中，由于本实施例中的图像显示介质140的基板间空间被隔块16分隔成多个单元，多色彩图像的擦除可以在短时间内实现。此外，由于本实施例在各个像素行之间由隔块16所分隔，其中所述各个像素行沿横向于图像写入方向的方向，即，沿后基板144的各个线性电极152的方向而排列，所以对后基板144的各个线性电极152实现多色彩图像的擦除。

当要连续实现多色彩显示时，可不经历擦除在先的多色彩图像而实现连续多色彩图像的显示。其中，由于本实施例中的图像显示介质140的基板间空间被分隔成多个单元，彩色粒子分布的偏移被限制在单元之内，且即使多色彩图像的显示被连续实现，显示也能够可靠地实现。

本发明具有效果：可以实现等于或大于粒子的颜色种类的多色彩显示，且可以避免图像的分辨率的损失。

Claims (17)

1.一种图像显示介质，包括：

一个显示基板，该基板至少是可透光的；

一个后基板，与显示基板相对且具有与其之间的很小的间隙；以及

至少一种其颜色不同于后基板颜色的粒子群，且被密封于基板之间，显示基板和后基板的基板间空间被分隔成多个分格，该粒子群根据由施加在基板间的各个分格的电压形成的电场可在多个分格之间移动，

其中，所述至少一种粒子群由多种颜色以及静电特性不同的粒子群组成。

2.如权利要求1所述的图像显示介质，其特征在于，所述的多种粒子群包括一个白色粒子群和一个黑色粒子群。

3.如权利要求1至2任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，在多个分格的至少一个处，后基板的颜色与所述多个分格的另一个处的后基板的颜色不同，该另一个分格与多个分格的所述一个相邻。

4.如权利要求3所述的图像显示介质，其特征在于，在各种分格处，后基板的颜色包括红色、绿色和蓝色。

5.如权利要求3所述的图像显示介质，其特征在于，在各种分格处，后基板的颜色包括黄色、洋红色和青色。

6.如权利要求3所述的图像显示介质，其特征在于，进一步包括隔块，用于将基板间空间分隔成包括多个分格部分的单元。

7.如权利要求6所述的图像显示介质，其特征在于，分别对应于多个分格的后基板的部分是由矩形构成的，多个分格在其相应的长侧彼此相邻，且隔块划分基板间空间，以使单元以与长侧的方向相交的方向被形成。

8.如权利要求7所述的图像显示介质，其特征在于，单元包括多个分格部分，其中所述分格在后基板的颜色方面分别不同。

9.如权利要求1所述的图像显示介质，其特征在于进一步包括显示基板和后基板处的电极，该电极施加电压以产生电场，至少提供在显示基板处的电极由透明电极组成。

10.如权利要求9所述的图像显示介质，其中在显示基板的电极和在后基板的电极的至少一个包括分立电极组。

11.如权利要求9所述的图像显示介质，其中所述电极包括多个线性电极，提供在显示基板的线性电极和提供在后基板的线性电极被分别排列以彼此相交。

12.如权利要求1所述的图像显示介质，其中后基板是半透明的。

13.如权利要求12所述的图像显示介质，进一步包括一个从后基板的面的外侧向显示基板发射光的后灯。

14.一种图像写入装置包括一个电压施加设备，其施加电压，以在图像显示介质的各个分格处选择性地产生直流电场和交流电场的至少一个，其包括：

(i)一个显示基板，至少能够透过光；

(ii)一个后基板，与显示基板相对且具有与其之间的很小的间隙；以及

(iii)至少一种粒子群，该粒子群的颜色不同于后基板，且被密封于基板之间，这样可使粒子根据施加在各个分格处的基板间的电压而形成的电场在多个分格间移动，所述多个分格是由显示基板和后基板之间的基板间空间分隔形成；

其中图像写入装置产生直流电场和交流电场的至少一个，用于在基板间空间中移动粒子。

15.如权利要求14所述的图像写入装置，其特征在于，电压施加设备包括多个以线性形式排列的电极，电压施加设备在相对于图像显示介质、平行于显示基板表面并在显示基板的面的外侧移动时，施加电压以产生电场。

16.如权利要求14或者15所述的图像写入装置，其中利用后基板和粒子群的颜色而实现多色彩图像显示，

电压施加设备根据图像信息施加电压，以在基板间形成第一预定循环次数的交流电场和直流电场的至少一个，用于在与显示基板的面相交的方向上移动粒子，并且然后

电压施加设备根据图像信息施加电压，以在基板间形成第二预定循环次数的交流电场，该循环次数高于第一预定循环次数，用于在平行于显示基板的面的方向上移动粒子。

17.如权利要求14所述的图像写入装置，进一步包括一个图像擦除设备，该设备对包括在至少一个单元内的所有分格施加交流电压，以擦除显示在上述至少一个单元处的显示图像。

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