CN1479153A - 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覆写显示，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，已提出了一种具有良好存储显示图像能力的可重复写入的图像显示介质。例如，一种旋转球显示器(通过部分涂成两种不同颜色的粒子的滚动而显示)，磁致光泳型显示介质，热力可覆写显示介质，具有内存的液晶显示介质，以及类似介质都被提出。

然而，这些图像显示介质的问题是，它们不能像普通纸张一样显示白色，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，在日本Hardcopy’99，294-252页以及Japan Hardcopy’99 Fall 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，一个与显示基板对向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载流子材料，此材料输运只有一种极性的载流子(例如，正空穴)。当在此基板间施以电场时，正空穴只注入黑色导电色粉，且黑色的色粉是带正电的。因此，黑色色粉相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一侧时实现了黑色显示，而当黑色色粉移动到后基板一侧时由白色粒子实现了白色显示。

在日本专利申请Laid-Open申请号2001-33833中进一步描述了一种图像显示介质，其结构为对向放置的基板，该基板安装以一个导电层或者替代层，至少显示荧光面侧是透明的，且基板之间封闭着两种不同颜色的粒子，且此粒子不受同性电荷的影响。在这种图像显示介质中，电荷从导电层或替代层输送到彩色粒子，已电荷的彩色粒子在电场的作用下而移动，使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Laid-Open申请号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，一个与显示基板对向放置且其间保持一很小间隙的后基板，以及封闭在基板之间的两种具有不同颜色及电性的粒子群。这两种粒子群携带电性互为相反。当在基板间施以电压时，粒子群分别从基板一侧移向另一侧。通过在基板间施以与图像信息相应的电压，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Laid-Open申请号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不同的电泳特性的电泳细颗粒。这两种不同的电泳细颗粒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。这两种粒子带有互为相反的极性。当在两基板间施加电压时，这两种粒子分别从彼此不同的基板一侧移向基板另一侧移动。通过根据图像信息在两基板间施加不同的电压，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的表面而显示出图像来。通过使用具有高度光学压缩特性的彩色粒子，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，一种用于显示多色彩图像的显示方法是在显示基板上制作滤色膜。当在显示基板上制作一个滤色膜时，可以显示出粘附在显示基板内表面的粒子颜色以及滤色膜的颜色的混合颜色。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膜的颜色，当黑色粒子粘附其上是则实现了黑色显示。这些彩色滤色膜，如R，G和B滤色膜都可以采用，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一颜色的像素。黑色和白色粒子根据图像信号而运动，并且R、G和B光线的反射受到控制。因此，可以显示任意颜色。

另外一种方法已提出，其中一种单元结构是由显示基板和后基板间的隔块来分隔形成，不同颜色的彩色粒子分别封闭在各个单元里，且单一颜色由大量相邻单元表示。例如，一种情况是三种粒子组合，即，黑色粒子和红色粒子，黑色和绿色粒子，以及黑色粒子和蓝色粒子，以规则方式封闭在各个单元中，且单一颜色像素由红，绿和蓝色的相邻单元来表示。黑色粒子和红色、绿色以及蓝色粒子根据图像信号而移动，而可以控制R、G和B色光线反射以显示自由选择的颜色。

然而，由于在这些方法中，一个单一颜色像素是由大量控制红色、绿色和蓝色光线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点，被损失了。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实现的，因此多色彩显示整体暗化。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，引起的文本质量的恶化是由于分辨率的降低，白色显示质量或者黑色显示质量衰减、在周围环境黑暗的情况中多色彩图像显示质量的降低以及类似基本的问题而引起的，而即使改变滤色膜的颜色结构，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进行了改进，本发明的目的是提供一种图像显示介质以及图像写入装置，可利用少量种类的粒子群而实现多色彩显示，并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，与显示基板对向放置且之间距离很小；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，这样可使粒子根据施加在各个分隔的基板间电压而形成的电场在大量分格间移动，该分格是由显示基板和后基板间的内部空间分隔形成。

根据本发明，颜色不同于后基板的粒子群被密封于基板间。此外，粒子群被基板内侧空间的平行于基板表面的方向的大量分格分开。粒子被封闭，以便当对基板间各个分格施加电压时，根据所施加的电压而形成的电场，而使粒子可以在大量分格间移动。即，粒子群被封闭，使得粒子群既能在平行于基板表面的方向移动，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表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一侧是可看得见的。后基板材料本身的颜色可以不同于粒子群的颜色，或者相对显示基板的后基板的至少一侧的表面是彩色的，该颜色不同于粒子群的颜色。而且，即使在只有一种粒子群的情况也是足够可以显示彩色的。在只采用一种粒子群的情况下，可以通过将其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一侧或者后基板一侧，可以按照第一预定循环次数(一次或者多次循环)，施加直流电压或者交流电压而形成一个直流或者交流电场，该电场形成在显示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一侧或者后基板一侧。当根据图像信息而需要显示后基板表面的显示基板侧(曝光)时，可按照第二次循环次数(一个大的循环次数)重复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表面的方向而移动。结果，位于需要后基板位置的粒子移动到该位置的边缘，而可以显示出后基板的颜色。

与本发明的第一方面的图像显示介质中，大量种类的粒子群，其颜色和电性不同，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，且通过利用黑色基板的颜色也可显示其他的颜色。此外，当实现单色显示时，由于黑色基板的颜色是不相关的，单色显示的分辨率并没有降低。

可采用一种具有若干分格的结构配置，其中至少一个分格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，后基板可配置为其后基板的分格的各种颜色包括红、绿及蓝色。因而可通过结合各种颜色，将出现在各个分格中的粒子群移动到其边缘的方式，并结合需要显示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。

后基板的结构可以配置为后基板的分格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了其边缘位置。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，可进一步安装一个或者多个隔块以将基板内部空间分隔成包括多个分格部分的单元。

因此，由于基板内部空间被分隔成单元，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，包括：一种同时将整个显示区域写入的方法；一种实现图像写入的扫描式方法，对以图像记录介质的确定方向排成直线的每列图像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过程中，在粒子已移离的位置，可能发生粒子因次排的图像写入而移回粒子的情况。因此，通过进行若干次重复的图像写入，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，而实现较好的多色彩图像的显示。

然而，由于当进行若干次重复图像写入时，其图像写入的时间较长，后基板分别对应于众分格的部分是矩形的，其众分格以长边相邻于另一分格，并且隔块可分隔基板内部的空间而沿与长边正切的方向形成单元。此时，图像写入方向被设置为沿分格的长边方向。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，也不会发生因随后排像素的图像写入而使粒子运动至已移开位置的情况。因而，可以用简单的扫描而实现扫描式图像写入，且图像写入时间可能大大缩短。采用扫描式图像写入方法对许多行同时写入时，可构建单元，以便可以一次对一个单元内的所有大量像素行进行图像写入。

此外，可以构建单元，使其包括各自颜色都不同于后基板的大量分格部分；例如，一个具有窄长单元的结构，使每个单元包含一个分格，每个分格的颜色与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小。而且，采用扫描式图像写入方法的图像写入时间能够缩短。

在本发明中，用以施加电压的电极可以安装在显示基板和后基板上，以产生上述电场。至少安排在显示基板上的电极是透明电极。当以这种方式在图像记录介质上安装电极时，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的结构中其电极是一组分立电极。

电极可以是若干线性电极，且安装在显示基板上的线性电极和后基板上的线性电极可以分别以彼此交叉的结构排列。因而，图像写入装置的成本较安装分立电极低。

图像显示介质的结构可以配置为后基板是半透明的。这时，可以进一步安装一个后灯，该灯从后基板外面发射光线照射到显示基板。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仪器，该仪器对第一方面的图像显示介质施加电压，以选择性地产生至少一种直流电场和交流电场，以便使粒子群在各个分格的基板内部空间内移动。

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，电压施加仪器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，从而形成一个以第一预定循环次数重复的交流和/或直流电场，以便使粒子群沿正交于显示基板表面的方向移动。这样，粒子根据图像信息而移动到显示基板一侧和/或后基板一侧。进而，根据图像信息在需要显示(爆光)的显示器后基板的彩色表面的显示基板一侧的地方，可以对该位置施加以交流电压，以便形成一个按照第二预定循环次数重复的电场，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，位于需要显示后基板颜色的位置的粒子，移动至该位置的边缘，且后基板的颜色被显示出来。

此外，电压施加仪器可安装大量呈直线排列的电极，当相对于图像显示介质，沿平行于图像器的表面的方向在图像显示器表面外侧移动时可以施加电压以产生电场。这时，例如通过以若干循环次数而重复施加电压，粒子一定能够从要被移去的位置而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，电压施加仪器可以进行控制第一次电压施加和随后第二次电压的施加。第一次电压是用以在基板间形成一个直流电场或者一个交流电场的电压，按照第一预定循环次数施加，以便根据图像信息而使粒子群以交叉于显示基板表面的方向移动。第二次电压是形成按照第二预定循环次数重复交流电场的电压，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表面的方向移动。

例如，在显示三种或者多种颜色的多色彩图像时，通常通过施加一个以第一预定循环次数重复的根据图像信息使带电粒子在基板间移动的直流电场或者交流电场而进行控制，以实现利用两种粒子来进行图像显示，随后产生一个以第二预定循环次数重复的交流电场，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边而显示后基板的颜色。通过利用两种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，其图像显示是从一个粒子分布均匀的状态而开始进行的。因此，可实现几乎没有噪音的较好的图像显示。此外，由于当显示后基板时粒子随后移到旁边，而在内部移动的两种粒子也已经移动到显示基板或者后基板一侧，所以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安装一个图像擦除仪器，该仪器对包括在至少一个单元中的所有分格中，通过施加交流电压而在至少一个单元上所显示的显示图像进行擦除。

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音。因此，当一个图像的显示是通过在显示一个多色彩图像后移动基板内的粒子而实现时，优选的方法是使粒子处于一种粒子在基板内部空间平均分布的状态。通过采用图像擦除仪器而对图像显示介质的整个显示区域作用的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，至少在图像显示之前，如果产生一个可以使带电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，图像显示介质的显示状态可通过指定一个交流电场的末态的场方向，使两种彩色粒子的任一种作用到显示基板一侧，而被设置为一种利用预先自由选择的彩色粒子的均匀显示色彩。

在图像显示介质由隔块分隔成大量单元的情况下，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，则图像显示介质的彩色粒子的偏移可不用通过将彩色粒子移动该区域之外而被均匀化。这样，图像擦除仪器的尺寸极大地缩小到大约单元区域的大小。此外，由于一个多色彩图像的擦除可以在各个分隔的区域实现，图像擦除可仅对于需要多色彩图像的单元进行，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介质的结构示意图。

图3所示为一个电极头的剖面视图。

图4所示为说明电极扫描过程的示意图。

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运动的示意图。

图8所示为一个图像擦除仪器的结构示意图。

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示意图。

图29所示为第十实施例的图像显示装置的结构示意图。

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厚度的关系图。

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：具有要被显示一侧的透明显示基板12、一个与显示基板12对向放置且之间保持一很小间隙的彩色后基板14、搁置基板之间用以维持基板内部间隔不变的隔块16以及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，并且粒子18和黑色粒子20具有不同的静电特性。

透明玻璃板、树脂基板，例如，有机玻璃等等类似基板，以及各种透明薄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，采用的是一种厚度为0.05mm透明的聚碳酸脂薄膜。

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，呈薄片状。后基板14采用玻璃基板22，其上制作了一个为1.1mm的导电薄膜24。白色反射层26，整个表面印刷有印刷颜料，制作在ITO导电薄膜24的一侧之上，该ITO导电薄膜制作在玻璃基板22上。其上，制作有彩色层28，其整个表面印刷有红色滤色膜的颜料。

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

后基板14所采用的隔块16是通过丝网印刷一种热环氧树脂制成理想的模型，经过加热的固化处理，并重复该过程直到达到理想的高度。在本发明的实施例中，隔块16的高度是0.2mm。

除印刷工艺外，隔块16也可以利用干膜光阻等材料通过光蚀刻的方法而制成。此外，隔块16也可以通过涂覆热塑性材料薄膜而制作在后基板14上，该薄膜是通过注射加压成形或者压花加工，或热压加工工艺等而制作成理想的形状。还可以利用压花加工或者热压工艺而将隔块16与后基板14结合成一个整体而制作成形。当然，隔块16也可以制作在显示基板12一侧，且可以与显示基板12一体制作，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20μm的包含交联的聚甲基异丁烯酸盐的球形氧化钛的白色粒子(由Sekisui 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20μm的包含交联的聚甲基异丁烯酸盐的球形氧化钛的黑色粒子(由Sekisui Plastics有限公司生产的TECHPOLYMER MBX-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。

白色粒子和黑色粒子以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，只要这两种粒子具不同的静电特性即可。

白色粒子18和黑色粒子20以大约4mg/cm²的比率，经筛网均匀地洒在其上已制作有隔块16的后基板14的上面。然后，显示基板12上叠置采用彩色粒子的后基板14，利用UV-setting型胶粘剂将两基板粘接在一起，制成图像显示介质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，以及一个电压施加区段36。电极头32作为一个图像写入仪器，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。电压施加区段36可根据从外部的图像输入仪器34，诸如一个计算等类似装置，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以及电压施加区段36对应于本发明的电压施加仪器。

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，其上装配有大量分离的规则排列的电极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排成一列的0.35mm×0.35mm的正方形电极。

电压施加区段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上没有安装有ITO导电薄膜24的基板，其电极安装在后基板14的后面，与电极头32相对处。

如图2和4所示，当根据图像信息从电压施加区段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仪器，沿图像显示介质10的显示基板一侧，沿箭头A的方向被驱动。这样，根据由图像输入仪器34所输入的图像信息，在整个图像显示介质10上形成了一个图像。或者，电极头32可以是固定的，而图像显示介质10可以移动，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时的白色显示状态。

首先，电极头32的分立电极38A和38C接地，对分立电极38B施加一个例如-220V的脉冲电压。这样，只在分立电极38B和与其相对的后基板14间产生电势差。因此，如图6所示，在图像显示介质10正对分立电极38B的区域，带负电的白色粒子18移向后基板14一侧，带正电的黑色粒子20移向显示基板的12一侧。因而，在白色显示表面上实现了高对比度的黑点的显示。

从如图6所示的显示状态开始，对分立电极38施加以一个脉冲电压，例如，+220V，同时带正电的黑色粒子20移向后基板14一侧，带负电的白色粒子18移向显示基板12一侧移动。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施加以任意脉冲电压，例如+220V和-220V，可实现高对比度的单色图像显示。只要所采用的电压值可以在基板之间产生势差而能够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，位于正对分立电极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之间所形成的边缘电场而沿分立电极38A和38C的方向移动扩散。此外，当白色粒子18和黑色粒子20往复在基板间移动时，由于粒子间发生的碰撞而在分立电极38A和38C的方向上发生散射。

因此，位于正对分立电极38B区域的黑色粒子20和白色粒子18，移动到正对分立电极38A和38C的位置，而在该位置并没有施加电压，如图7所示。

这样，制作在后基板14上的彩色层28在显示基板12的一侧上显示出来，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分立电极38任意施加以频率为200HZ、±200V的交流脉冲电压，除上面提及的高对比度的单色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。

当在一个多色彩显示中，按照电极头32的扫描方向，如图4中的箭头所示，排列的像素以多颜色显示的方式而连续显示时，粒子可因对随后像素的图像写入而移回至粒子已移离的像素位置，因而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进行若干次重复写入可得到改善。这样做的结果是，通过电极头32的扫描而进行若干次重复的图像写入，粒子可以从粒子将移离的像素而精确地移动到粒子不应移离的像素。

下文说明了一种用于擦除多色彩显示图像的方法。

如图7所示，在一个多色彩显示态中，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所示的方式实现单色图像的显示。

因此，当要在一个多色彩图像显示之后进行一个单色图像的显示时，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)。只有这样，才足以同时在图像显示介质10的整个显示区域形成一个交流的电场。然而，在本实施例中，由于所采用的线性电极头32，其电极是按照如图3所示的方式排成一列，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，图像的擦除是由如图8所示的单独安装的图像擦除仪器40而实现的，该仪器在图像显示的整个表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表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仪器。

图8所示为一个图像擦除仪器的实例。图像擦除仪器40上安装了一个擦除电极42，对应于图像显示介质10的整个显示区域。通过电压施加区段36将一个交流脉冲电压施加于其上。电压施加区段36对图像擦除仪器40的擦除电极42和后基板14的ITO导电薄膜24之间施加电压，以便擦除图像。当所采用一种其在后基板14上没有安装ITO导电膜24的基板时，与擦除电极42相一致的一个对面电极，可以安装于后基板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，图像擦除仪器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和粒子20均匀分布在基板之间。这是由于当白色粒子18和粒子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，粒子间发生碰撞而使粒子散射所造成的。

通过将擦除多色彩显示图像时的一个交流脉冲电压的末态脉冲电压设置为+220V，图像擦除后形成了白色显示状态，在该状态下白色粒子18都向显示基板12的方向移动。通过将末态脉冲电压设置为-200V，可以形成黑色显示状态，在该状态下黑色粒子20都向显示基板12的方向移动。

然后，将如图5所示的白色显示状态作为一个初始显示状态，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末态脉冲电压设置为-220V。小循环次数时，很好地实现黑色显示。然而当循环次数进一步增加时，黑色显示的厚度渐渐降低。如果循环次数超过20次，粒子几乎完全被擦除，而极好地显示出红颜色。

因此，在本实施例中，通过根据图像信息由图像显示介质10的外面数次重复地在基板间产生直流电场和/或者交流电场，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重复地对基板间施加以交流电场，两种彩色粒子可在基板间从自由选择的位置移动到其边缘位置，已涂上理想颜色的后基板的颜色能够被显示出来。因此，多色彩显示成为可能。换言之，三色显示可能采用两种不同颜色的粒子而实现。其中，当黑一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、一个彩色后基板52、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12安装在图像显示的一侧。后基板52与显示基板12正对之间有一很小的间隙。隔块16用于保持基板内部的确定间距，白色粒子18和黑色粒子20彼此电性不同，密封于显示基板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，呈薄片状。后基板52采用了玻璃基板22，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电薄膜24。白色反射层26，其整个表面印刷有白色印刷颜料，制作在玻璃基板22上面的ITO导电薄膜24的一面上。其上，制作了彩色层54，该层用红、绿和蓝色滤色膜的颜料印刷成规则排列的条形(纵向形状)，如图10所示(彩色层54R，54G，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之上的基板内部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、电压施加区段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间距排成一列的分立电极38的电极头，可单独对这些电极施加电压。分立电极38的规格为0.35mm×0.35mm。在此结构中，为了在图像显示介质50的整个表面上形成一个图像，电极头32按照如图4所示的相同方式沿图像显示介质50的显示面扫描。在本实施例中，电压施加区段36对电极头32的分立电极38和后基板52的ITO导电薄膜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-220V的脉冲电压。这样，如图12所示，可在正对图像显示介质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+220V的电压，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，高对比度的单色图像显示可以通过对分立电极38任意施加+200V或者-220V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±220V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正对分立电极38B的区域被擦除，如图13所示。因此，在显示基板12一侧显示出制作在后基板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220HZ的±220V的交流脉冲电压，则制作在后基板52上的彩色层54R的红颜色可以在显示基板12一侧被显示出来，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，而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正对分立电极38A和38B的区域而除去。因而，制作在后基板52上的彩色层54R和54G可以被满意地观察到，且通过结合彩色层54R和54G的反射光线可以显示出黄色。

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所反射的光线，也可以显示出青色。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所反射的光线，可以显示出洋红色。

采用与第一实施例相同的方式，可利用图像擦除仪器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，则可以从一个多色彩显示状态，例如图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一个黑色显示状态，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，当显示单色图像时不会发生分辨率的损失，因而不成为主要的问题。

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的规则涂有红、绿和蓝色区域的自由选择的区域移动到其边缘，而显示出后基板52涂有红、绿、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一颜色像素，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而影响的，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、一个彩色的后基板62、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12安装在要显示图像的一侧。后基板62与显示基板12正对且之间保持一个很小的间隙。隔块16用于保持基板内部的确定间距，而白色粒子18和黑色粒子20彼此电性不同，密封于显示基板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，呈薄片状。后基板62采用了玻璃基板22，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电薄膜24。白色反射层26，其整个表面印刷有白色印刷颜料，制作在玻璃基板22上面的ITO导电薄膜24的一面上。其上，制作了彩色层64，该层用黄色、洋红和青色滤色膜的颜料印刷成规则排列的条形，如图16所示(彩色层64Y，64M，64C)，作为大量分格。在本实施例中，每种颜色的条形宽度设置为0.4mm，且条形以黄、洋红、青色的重复次序排列。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、电压施加区段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的间距排成一列的分立电极38的电极头，可单独对这些电极施加以电压。分立电极38的规格为0.35mm×0.35mm。为了在图像显示介质60的整个表面上形成一个图像，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，电压施加区段36对电极头32的分立电极38和后基板62的ITO导电薄膜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，可以自由地对分立电极38施加以+200V或者-220V的脉冲电压，而实现高对比度的单色图像显示。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压区域的白色粒子18和黑色粒子20移动到不产生交流脉冲电压的区域。因而，可以极好地显示出制作在后基板62上的彩色层64的颜色。

例如，对分立电极38A施加以交流脉冲电压，则制作在后基板62上的彩色层64Y的黄颜色可以被显示出来，若对分立电极3B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，制作在后基板62上的彩色层64Y和64M可以被很好地观察到，且通过结合彩色层64Y和彩色层64M所反射的光线可以显示出红色。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所反射的光线，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所反射的光线，可以显示出绿色。

采用与第一实施例中同样的方式，可利用图像擦除仪器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，而不返回到白色显示状态或者黑色显示状态，可以实现连续的多色彩图像的显示。

因此，在本实施例中，可产生一种高对比度的黑-白显示图像。其中，当显示单色图像时不会发生分辨率的损失，因此该问题不成为特别的问题。

此外，根据多色彩图像信息，通过将位于后基板62的规则涂有黄色、洋红和青色的自由选择的区域上的彩色粒子移动到其边缘，而显示出后基板62涂有黄色、洋红和青绿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、洋红和青色而表示出单一彩色像素，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。

当显示多色彩图像时，本实施例的图像显示介质60较第二实施例所描述的图像显示介质50提供的显示图像要更明亮。这是由于制作在后基板62上的彩色层的光谱反射特征。颜色层64，由黄色、洋红色和青色组成，制作在图像显示介质60的后基板62上，较制作在图像显示介质50的后基板52上的由红色、绿色和蓝色而组成的彩色层54反射更多的光线。

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的总体结构示意图。图像显示介质70包括：透明显示基板12、一个后基板74、隔块16以及白色粒子18和黑色粒子20。显示基板12安装在要显示图像的一侧。后基板74与显示基板12正对且之间保持一个很小的间隙，并且是透射的。隔块16，用于保持基板内部的确定间距，而白色粒子18和黑色粒子20，彼此电性不同，密封于显示基板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，呈薄片状。后基板74采用了玻璃基板22，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电薄膜24。白色反射层76，其整个表面印刷有白色印刷颜料，制作在玻璃基板22上的ITO导电薄膜24的一面上。其上制作了彩色层54，该层用红色、绿色和蓝色滤色膜的颜料印刷成规则排列的条形，如图10所示(彩色层54R、54G和54B)。在本实施例中，每种颜色的条形的宽度设置为0.4mm，且条形以红色、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要制作得更薄，具有可透射光线的特点。其中，白色反射层76的反射率为50％。在后基板74的结构中不必需装配白色反射层，透明的彩色层可以被单独安装。

图像显示装置72包括图像显示介质70，电压施加区段36，电极头32以及后灯78。后灯78安装在接近或毗邻图像显示介质70的后基板74侧面。

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。电压施加区段36对电极头32的分立电极38和后基板74的ITO导电薄膜24之间施加电压。后灯78的结构为采用一个通常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表面发射均匀光线。

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，通过对分立电极38任意施加以+200V或者-220V的脉冲电压，而实现高对比度的单色图像显示。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压区域的白色粒子18和黑色粒子20移动到不产生交流脉冲电压的区域。因此，制作在后基板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，由于制作在图像显示介质70的后基板74上的白色反射层76的反射率为50％，所以多色彩显示较第二实施例所述的图像显示介质50的要暗(其中白色反射层26的反射率为88％)。然而，在明亮的环境位置，多色彩显示的提供没有特殊的问题。

如果在周围较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，光线透过图像显示介质70的后基板74，则多色彩图像变得比较明亮。因而，即使在较暗的环境下观察，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，从显示基板一侧观察得到的局部放大平面视图。图像显示介质80的基板内部空间被隔块82分隔成若干(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元用像素86来表示。在本实施例中，像素86按每单元86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，由于内部空间被分成若干单元，从而抑制了粒子的不均匀分布。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，检察之后显示的多色彩图像，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次重写到图像显示介质，而该图像显示介质的基板内部空间没有被分隔成单元时，对显示的多色彩图像进行检察之后，会得到不均匀的显示效果，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。对于没有被分隔成单元的图像显示介质而进行的粒子分布的均匀化要进行几秒。反之，在基板内部空间被分隔成若干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。

由于在采用将图像显示介质80的基板内部空间被分隔成单元的情况中，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整个图像显示介质80的显示区域产生一个交流电场。因而，可通过利用图像擦除仪器在单元区域分别产生交流电场，通过对由隔块82所分隔的单元区域分别施加以交流电场而实现多色彩图像的擦除。例如，通过采用一个具有至少一个形状对应于单一单元区域的擦除电极的图像擦除仪器，并且只对多色彩图像需要被擦除的单元区施加交流电场，在施加交流电场的区域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。

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，从显示基板一侧观察的局部放大平面视图。图像显示介质90的基板内部空间由隔块92分隔成各个像素排，沿与图像写入方向(图中箭头的方向)相切的方向排列。

在本实施例中，每个单元84中的像素86每12排排成一个。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，由于基板内部空间被分隔成单独的像素排，沿与电极头32扫描方向(图像写入方向)正切的方向排列，即使图像显示是沿电极头32的扫描方向排列的像素而连续进行的，粒子也不会因对后续像素进行的图像写入，而返回到粒子已经离开的位置，因而可以用一个单次的扫描而得到良好的多色彩图像的显示效果。

反之，当图像显示是通过对沿其基板内部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，粒子将因对后续像素的写入而返回到粒子已移离的像素位置，而可能出现多色彩图像的显示效果降低的情况。

因此，由于图像显示介质90的基板内部空间被分隔成独立的像素排，该像素排沿与图像写入正切的方向排列，可稳定地实现多色彩图像的连续显示。进而，可在短时间内使粒子分布均匀化。此外，只用一个电极头32的单次扫描可以实现极好的多色彩图像的显示效果。

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，从显示基板一侧观察得到的局部放大平面视图。图像显示介质94的基板内部空间被隔块92分隔成独立的像素排，并沿与图像写入方向(图中箭头A的方向)相切的方向而排列，且每个单元84中制作有三个像素86，该像素86构成多色彩显示图像的最小像素。换言之，在本实施例中，每个独立的单元84由3个像素86组成。

一种其上制作有彩色层54，彩色层54上由红、绿和蓝色按照第二实施例中的相同方式而规则排列，或者彩色层64，彩色层64上由黄、洋红和青色而以第三实施例的相同的方式规则排列，的基板可作为图像显示介质94的后基板。此外，彩色层的三种颜色(红、绿和蓝或者黄、洋红和青色)按照分别对应于像素86的三个像素的方式而排列，该像素86由隔块96而以按照每三个像素分成一个单元的方式被分组。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，由于隔块96将像素划分成每三个一组的结构而抑制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可实现更加持续的多色彩图像的连续显示。此外，在进行多色彩图像的擦除中，粒子可以在短期中被均匀化。而且，如第六实施例，通过电极头32的一个单次扫描即可实现良好的多色彩图像的显示。

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的结构包括一个透明显示基板102、后基板14、隔块16、白色粒子18和黑色粒子20。显示基板102安装在所显示图像一侧。后基板14与显示基板102正对，且其间距很小。隔块16用以维持基板内部的间距，白色粒子18和黑色粒子20，携带不同的电荷，被封闭在显示基板102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，以有一个表面覆层108，呈薄片状。显示基板102采用玻璃基板104，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电层106。ITO导电层106可通过对光掩模，以及包括根据显示图像而制成模型形状的模型电极头106A，106B以及106C的进行化学蚀刻方法而制作。表面覆层108通过对后基板14的ITO导电层106表面涂覆一层厚度为5μm的透明聚碳酸酯树脂而制成。

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是模塑的。另一方面，后基板14的导电薄膜24也可以是模塑的，或者显示基板102的ITO导电层106和后基板14的ITO导电薄膜24都可以是模塑的。

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的电极模型实例。在此实例中，制作了一个大约为10mm大小的字母文本模型。每个字母模型制作为一个单一电极，且可对每个字母独立地施加电压。非字母区完全覆盖与字母区间距为0.05mm的背景电极，且可同时对其施加电压。例如，如图22所示的显示基板102的模型电极106A、106B和106C，字母模型电极对应于模型电极106B，而模型电极106A和106C对应于背景电极。因此，可以实现一个字母模型的显示或者字母模型的反相显示。

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和电压施加区段36。电压施加区段36根据从外部图像输入仪器34所输入的图像信息，有选择地对制作在显示基板102上的模型电极106A，106B和106C和后基板14的ITO导电薄膜24之间施加直流或者交流电压。

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的模型电极106A和106C接地，且对模型电极106B施加以一个-140V的脉冲电压。这样，在图像显示介质100正对模型电极106B区域中，带负电的白色粒子18向后基板14侧面移动，而带正电的黑色粒子20向显示基板102侧面移动。因而，可以实现良好的黑色显示。

然后，如果对模型电极106B施加以+140V的脉冲电压，则位于正对模型电极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，通过对字母型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单色图像显示。

然后，将显示基板102的模型电极106A和106C接地，并且对模型电极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几乎完全从正对模型电极106B的区域清除，制作在后基板14上的彩色层28的红颜色可以在显示基板102一侧观察到满意的效果。因而，当将模型电极106A和106C(背景电极)接地，而根据图像信息将一频率为200HZ的，±140V的交流脉冲电压施加到字母模型电极时，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的所有模型电极106A、106B和106施加一个频率为100HZ、±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所示的白色显示状态作为初始显示状态，以各种循环次数对显示基板102的模型电极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末态脉冲电压设置为-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的基板间产生直流电场或者低频交流电场，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，根据多色彩图像信息，以高循环次施加以交流电场，两种彩色粒子能够从自由选择的位置而移动到周边，而使后基板的颜色被显示出来。

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安装在图像显示的一侧。后基板123与122对向放置且二者间隔一小的间隙。隔块16用以维持基板内部的固定间距，而白色粒子18和黑色粒子20，电性互不相同，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以及一个表面覆层128，呈薄片状。显示基板122采用玻璃基板124，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电层126。通过对ITO导电层126涂覆以厚度为5μm的聚碳酸酯树酯而将表面覆层128制作在ITO导电层126的后基板123的侧面上。

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，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电层130。整个表面印刷有白色印刷颜料的白色反射层134，制作在玻璃基板132上的ITO导电层130的表面上。其上，制作了彩色层54，该层印刷有规则排列条形的红、绿及蓝色滤色膜的颜料，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是进行塑模的，并且电极组130A，130B和130C是根据显示图像的最小像素而制作的。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的条形宽度设为0.4mm，且彩色层54R、54G和54B的排列对应于电极组130A、130B及130C。

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和电压施加区段36。电压施加区段36根据从外部图像输入仪器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和制作在后基板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单色显示图像。其中，当显示单色图像时，不发生分辨率的损失，因此不是一个特别的问题。

进而，通过根据多色彩图像信息，在图像显示介质120的基板间产生高循环次数的交流电场，白色粒子18和黑色粒子20可从自由选择的彩色层54R、54G和54B的位置，该层在后基板123上是规则排列的，移动到其周边位置。因而，任意的红、绿和蓝色都能够被显示。

其中，通过将位于规则排列的彩色层54R、54G和54B中自由选择组合的彩色层位置上的粒子移动到其周边，在显示基板122一侧显示出该彩色层的颜色，而表达一个单一彩色像素以显示出任意的颜色。

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，其白色显示是不受瑕疵点影响的，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的基板间对应于单色图像显示和多色彩图像显示的区域，分别产生显示单色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，可以实现单色图像和多色彩的图像混合显示。

如果单色图像和多色彩的图像是以这种方式而同时显示的，则单色图像可能会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，首先可根据单色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，以实现单色图像的显示，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，在单色图像显示部分和多色彩图像显示部分的边界部分产生的单色图像显示的显示噪音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施加一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，当要实现多色彩显示的连续显示时，可以不经历对在前多色彩图像的擦除而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的基板内部空间由隔块16而分隔成大量单元。这样，粒子的偏移被限制在单元之内，即使在实现多色彩图像的连续显示时，也可实现稳定的显示。再有，多色彩图像的擦除可以在短时间内进行，即使图像显示装置对独立的单元区域分别地施加以交流脉冲电压，也可能实现极好的多色彩图像的擦除效果。

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所示为本实施例图像显示介质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安装在图像显示的一侧。后基板144与显示基板142对向放置且其间距很小。隔块16用以维持基板内部的固定距离，白色粒子18和黑色粒子20，颜色和电性各不相同，封闭在基板之间。尽管在附图中没有给出，但是图像显示介质140的基板内部空间被隔块16分隔成若干像素排，每像素排沿与图像写入方向相切的方向而排列，且构成多色彩显示图像的最小像素的每三个像素构成一个单元。

图像显示介质140采用一个玻璃基板148作为显示基板142，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电层146。ITO导电层146是塑模的，因此制作了如图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排单元，且具体制作成宽度为0.38mm以及间距为0.4mm。通过对ITO导电层146涂覆以厚度为5μm的聚碳酸酯树酯而将表面覆层150制作在ITO导电层146的后基板144一侧。

与显示基板142相同，后基板144采用了一个玻璃基板154，其上制作了厚度为1.1mm的ITO导电层152。该ITO导电层152是塑模的，而因此线性电极152制作成如图28B所示的样式。线性电极152对应于显示图像的水平方向的像素排单元，且具体制作成宽度为0.38mm且间距为0.4mm。

在制作图像显示介质140时，制作在显示基板142上的线性电极146和制作在后基板144上的线性电极152按照使线性电极146与线性电极152相切的排列方式而制作。

在后基板144上，与第三实施例相同，白色反射层156制作在ITO导电层152上，在白色反射层156上制作了彩色层158Y、158M和158C，该层采用对应黄色、洋红和青色的滤色膜的颜料呈规则排列的条形。彩色层158Y、158M和158C制作成正对制作在显示基板142上的线性电极146。每个条形带的宽度设置为，例如，0.4mm且间距为0.4mm。白色反射层156制作得较窄，且具有透光性。其中，白色反射层156的反射度约为50％。在后基板144上不需要制作白色反射层，而制作一个光学可透性的彩色层即可。由后基板144制作的彩色层158Y，158M和158C制作成沿制作在后基板144上的线性电极152的方向而排列。

图29所示为一采用图像显示介质40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、电压施加区段35以及后灯162。后灯162位于与图像显示介质140的后基板144接近或毗邻的位置。电极施加区段36根据由外部图像输入仪器34所输入的图像信息，对显示基板142的线性电极146和后基板144的线性电极152，有选择地施加以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同。

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具有一个单纯矩阵驱动型结构，其中线性电极146制作在显示基板142上，而线性电极152制作在后基板144上，正交排列。在单纯矩阵驱动时，图像写入电压(扫描电压)沿一个方向顺序施加在线性电极上。同时，图像写入电压(图像信号电压)根据图像沿另一方向施加在线性电极上。

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，而将其余的线性电极152接地。同时类似地，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的显示基板142的线性电极162上，而将位于非图像部分的显示基板142的线性电极146接地。这样，在对应于后基板144的第一线性电极152的像素排显示出图像。

然后，对后基板144的第二线性电极152B施加以扫描电压Vron，而将其他线性电极152接地。同时类似地，根据相应于后基板144的第二线性电极152B的图像信息，对位于图像部分的后基板142的线性电极146施加以图像信号电压Vcon，而将位于非图像部分的后基板142的线性电极146接地。这样，对应于后基板144的第二线性电极152B的像素排的图像显示出来。因此，重复上述过程直到后基板144的最后一个线性电极152，而显示出理想的图像。

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的正交点164的一个像素时，将电压Vcon-Vron施加到正交点164的像素上，而显示出一个图像。此时，除正交点164外，电压-Vron也同时施加到沿后基板144的第二线性电极152B排列的像素排，而电压Vcon也同时施加到沿显示基板142的线性电极146B排列的像素排。因而，进行单纯矩阵驱动的前提条件是粒子不移动，而由Vcon或者-Vron之一来显示图像。

图31所示为本实施例所采用的图像显示介质140的电压以及显示厚度(反射厚度)的关系。该图像显示厚度的结果是在将所有的后基板144的线性电极152接地，对显示基板142的所有线性电极146施加以脉冲电压的情况得到的。

采用X-RITE 404(X-Rite制作)进行对图像显示厚度(反射厚度)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中实现黑色显示时，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，只有当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，而施加以一个-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提供单色显示图像。

当显示多色彩图像时，采用一个20次循环的、±60V、200HZ的交流脉冲电压作为扫描电压Vron，而采用一个20次循环的、±60V、200HZ、与扫描电压Vron相差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边缘，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一个单一像素，可以显示任意的颜色。

图像显示介质140的基板内部空间由隔块16沿与图像写入方向(如图中箭头A的方向)正切的方向而分隔成像素排，以如图20或者图21相同的方式，即与制作在后基板144上的线性电极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)的连续像素而实现的，也可不经历由后续的图像写入而将彩色粒子再次移回到彩色粒子已经移走的像素，而由单次扫描实现多色彩图像显示的满意效果。

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点影响，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，单色显示图像的分辨率不会降低。进而，由于将制作在后基板144上的白色反射层56的反射率设置为50％，所以在图像显示介质140上显示的多色彩图像较第三实施例)中所描述的图像显示介质60(其中白色反射层的反射率设置为88％上显示的图像，其显示效果会更暗一些。然而，在环境明亮的情况下，可以提供多色彩显示而不会遇到特殊的问题。在环境黑暗的情况下，图像显示效果也会更暗，且显示质量降低。然而，当后灯162被点亮时，后灯放射出的光线可以穿透具有透光性的后基板144，且多色彩图像可以显示得更加明亮。

可以通过，例如，将所有后基板144的线性电极152接地，而对显示基板142的所有线性电极146施加以高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的基板内部空间由隔块16分隔成若干单元，使多色彩图像的擦除可以在短时间内实现。此外，由于本实施例中各个像素排之间由隔块16沿正切于图像写入方向而分隔，即，沿后基板144的各个线性电极152的方向，所以对后基板144的各个线性电极152而分别实现多色彩图像的擦除。

当要实现多色彩图像的连续显示时，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的基板内部空间被分隔成若干单元，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是连续实现的，其显示也可以稳定地实现。

本发明的目标是一个多色彩的显示可以针对等于或者大于粒子颜色的数目的大量颜色而实现，且可以避免图像的分辨率的降低。

Claims (18)

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，与显示基板对向放置且其间保持一个很小的间隙；

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内部空间被分隔成大量的分格，该粒子群根据由施加在基板间的各个分格内的电压形成的电场，在大量分格之间移动。

2.如权利要求1所述的图像显示介质，其特征在于，所述的至少一个粒子群由多种颜色和静电特性各不相同的粒子群所组成。

3.如权利要求2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。

4.如权利要求1至3任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，在大量分格的至少一个，彼此相邻的分格其后基板的颜色不相同。

5.如权利要求4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。

6.如权利要求4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。

7.如权利要求4到6任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，进一步包括一个隔块，用于将基板内部空间分隔成包括若干分格部分的单元。

8.如权利要求7所述的图像显示介质，其特征在于，分别对应于大量分格的后基板的部分是由矩形构成的，大量分格分别以其长边与另一分格相邻，且隔块将基板内部空间分隔，以便沿与长边相切的方向形成许多单元。

9.如权利要求8所述的图像显示介质，其特征在于，单元包括大量的分格部分，该分格的颜色各自不同于后基板的颜色。

10.如权利要求1到9任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，进一步包括，显示基板和后基板上的电极，对该电极施加电压以产生电场，至少安装在显示基板的电极是由透明电极组成的。

11.如权利要求10所述的图像显示介质，其特征在于，至少显示基板的电极和各种后基板的电极之一包括一个分立电极组。

12.如权利要求10所述的图像显示介质，其特征在于，电极包括大量线性电极，安装在显示基板的一个线性电极和安装在后基板的一个线性电极分别排列，以便彼此交叉。

13.如权利要求1到12任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，后基板是半透明的。

14.如权利要求13所述的图像显示介质，进一步包括一个从后基板的外表面向显示基板放射光线的后灯。

15.一种图像写入装置包括一个电压施加仪器，该仪器对图像显示介质的各个分格施加电压，以有选择地产生至少直流电场和交流电场之一，图像显示介质包括：

(i)一个显示基板，至少能够透过光线；

(ii)一个后基板，与显示基板对向放置且之间保持一个很小的间隙；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隔的基板间电压而形成的电场在大量分格间移动，该分格是由显示基板和后基板间的基板内部空间分隔形成。

其中图像写入装置产生至少直流电场和交流电场之一，以使粒子在基板内部空间移动。

16.如权利要求15所述的图像显示介质，其特征在于，电压施加仪器包括大量以线性形式排列的电极，电压施加仪器在相对于图像显示介质、平行于而显示基板表面并在显示基板外侧移动时，施加电压以产生电场。

17.如权利要求15或者16所述的图像显示介质，其特征在于，为利用后基板和粒子群的颜色而实现多色彩图像显示，

电压施加仪器根据图像信息施加电压，以形成至少以第一预定循环次数循环的交流电场和直流电场中的一种，使粒子沿与显示基板表面相交的方向移动，然后

电压施加仪器根据图像信息施加电压，以形成一个以第二预定循环次数循环的交流电场，该循环次数高于第一预定循环次数，使粒子沿平行于显示基板表面的方向移动。

18.如权利要求15到17任何一项所述的图像显示介质，其特征在于，进一步包括一个图像擦除装置，该装置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内的显示图像。

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