JP2005242232A - Image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device capable of bright multicolor display with high resolution and a high contrast. <P>SOLUTION: An image display medium 1 is constituted by forming an internal space by arranging a surface substrate 2 which transmits light and a back substrate 3 having a colored layer 32 on its internal surface at a specified interval, forming cells 4A and 4B with partition members 5 and 5 in the formed internal space, and charging white particles 6A and black particles 6B in the respective cells. Row electrodes 21 for display and electrodes 22 for particle restriction are formed on the surface substrate 2 and column electrodes 31 are formed on the back substrate 3. A colored layer display voltage generation part 15 applies a 1st alternating voltage to the row electrodes 21 for display. The electrodes 22 for particle restriction are formed on the opposite side from a scanning direction and the electrodes 22 for particle regulation apply a 2nd alternating voltage to the column electrodes 31 so that the respective moved particles 6A to 6B will not return. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電界により着色粒子を移動させて画像表示する画像表示装置に関し、特に、高解像度でコントラストが高く、明るい多色表示を行うことができる画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display apparatus that displays an image by moving colored particles by an electric field, and more particularly to an image display apparatus that can perform bright multicolor display with high resolution and high contrast.

従来の画像表示装置として、電界により着色粒子を移動させて画像表示を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照。)   As a conventional image display apparatus, an apparatus that displays an image by moving colored particles by an electric field is known (see, for example, Patent Document 1).

この画像表示媒体は、表面基板部材上に形成された列電極を誘電体膜により保護した透光性を有する表面基板と、背面基板部材上に形成された行電極を誘電体膜により保護した背面基板と、基板間を微小な間隔に対向配置させるとともに、基板間を基板と平行な方向に仕切って複数のセルを形成する仕切り部材と、負に帯電した白色粒子群と正に帯電した黒色粒子群とを各セル内に封止して構成され、セル毎に一つの画素が設定されている。   The image display medium has a translucent surface substrate in which column electrodes formed on a surface substrate member are protected by a dielectric film, and a back surface in which row electrodes formed on the back substrate member are protected by a dielectric film. A substrate, a partition member that forms a plurality of cells by partitioning the substrates in a direction parallel to the substrate, and a negatively charged white particle group and a positively charged black particle A group is sealed in each cell, and one pixel is set for each cell.

この画像表示装置において、行電極と列電極との間に直流電圧を印加すると、電極間の画素に電界が形成され、電界の向きに応じて白色粒子と黒色粒子が表面基板または背面基板側へ移動し、表面基板の内側に付着した白色粒子と黒色粒子とのコントラストにより表面基板を通して白黒の画像表示が行われる。   In this image display device, when a DC voltage is applied between the row electrode and the column electrode, an electric field is formed in the pixel between the electrodes, and white particles and black particles move toward the front substrate or the rear substrate depending on the direction of the electric field. Due to the contrast between the white particles and the black particles that have moved and adhered to the inside of the surface substrate, black and white image display is performed through the surface substrate.

この構成によれば、電界を変化させない限り表示が消えないため、メモリ性を持たせることができるとともに、電気泳動や磁気泳動を用いた画像表示媒体のように液体を必要としないため、表示切替速度が速く、コントラストの高い画像を表示することができる。   According to this configuration, since the display does not disappear unless the electric field is changed, it is possible to provide a memory property, and liquid is not required unlike an image display medium using electrophoresis or magnetophoresis. A high-speed and high-contrast image can be displayed.

また、カラー表示を行えるようにした従来の画像表示装置として、背面基板側に着色層を設け、粒子色の他に着色層の色を表示するものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。   Further, as a conventional image display device capable of performing color display, a device in which a colored layer is provided on the back substrate side and the color of the colored layer is displayed in addition to the particle color is known (for example, see Patent Document 2). .)

この画像表示装置は、白黒の表示方法は上記特許文献1と同じであるが、背面基板の着色層の色を表示させる場合には、その画素に対応する電極間に所定の周波数の交番電圧を印加するとともに、周辺の電極を接地(0V印加)あるいは粒子が基板間を移動する電圧以下とすることにより、その画素に存在する粒子を周辺に退避させ、着色層の上の白色粒子および黒色粒子が存在しないようにし、表面基板を通して着色層の色が見えるようにする。これにより、3色以上の多色表示が可能になる。
特開2003−107533号公報([0015]〜[0044]、図1〜図6) 特開2002−169191号公報([0075]〜[0090]、[0106]〜[0110]、図8)
In this image display device, the black and white display method is the same as that of Patent Document 1, but when displaying the color of the colored layer on the back substrate, an alternating voltage having a predetermined frequency is applied between the electrodes corresponding to the pixels. In addition to applying the voltage, the surrounding electrodes are grounded (0 V applied) or less than the voltage at which the particles move between the substrates, so that the particles existing in the pixel are retreated to the periphery, and white particles and black particles on the colored layer So that the color of the colored layer can be seen through the surface substrate. Thereby, multi-color display of three or more colors becomes possible.
JP 2003-107533 A ([0015] to [0044], FIGS. 1 to 6) JP 2002-169191 A ([0075] to [0090], [0106] to [0110], FIG. 8)

しかし、従来の画像表示装置によると、セル毎に一つの画素を設けているため、画素ピッチを小さくして解像度を上げようとすると、仕切り部材には一定以上の幅が必要であることから、有効開口率が小さくなり、明るい画像を表示できなくなる。そこで、セル毎に複数の画素を設け、各画素に対応して電極を形成して単純マトリックス駆動方式(パッシブマトリックス)により走査を行い、交番電圧を印加して背面基板の色を表示しようとすると、交番電圧の印加によって除去された粒子は全方向に同程度に移動するため、この移動した粒子が先に走査して粒子を除去した画素に戻り、背面基板の色のコントラストの低下を招くことになる。   However, according to the conventional image display device, since one pixel is provided for each cell, when trying to increase the resolution by reducing the pixel pitch, the partition member needs a certain width or more, The effective aperture ratio becomes small and a bright image cannot be displayed. Therefore, when a plurality of pixels are provided for each cell, electrodes are formed corresponding to each pixel, scanning is performed by a simple matrix driving method (passive matrix), and an alternating voltage is applied to display the color of the back substrate. Since the particles removed by applying the alternating voltage move in the same direction in all directions, the moved particles return to the pixel from which the particles have been scanned first, and the color contrast of the back substrate is lowered. become.

従って、本発明の目的は、高解像度でコントラストが高く、明るい多色表示を行うことができる画像表示装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image display device capable of performing bright multicolor display with high resolution and high contrast.

本発明は、上記目的を達成するため、正又は負に帯電した粒子群がそれぞれ封入された複数のセルをアレイ状に配列し、前記セル毎に複数の画素を有するように構成された画像表示媒体と、前記セル内の前記複数の画素に第1の交番電界を付与する走査を所定の走査方向に行う第1の電界付与手段と、前記粒子群を前記所定の走査方向に移動させる第2の交番電界を付与する第2の電界付与手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an image display configured such that a plurality of cells each enclosing a group of positively or negatively charged particles are arranged in an array, and each cell has a plurality of pixels. A medium, first electric field applying means for applying a first alternating electric field to the plurality of pixels in the cell in a predetermined scanning direction, and second moving the particle group in the predetermined scanning direction. And a second electric field applying means for applying the alternating electric field.

上記構成によれば、ある対象画素に第1の交番電界を付与すると、その対象画素に存在する粒子群は、第1の交番電界が付与されていない隣接する画素へと移動する。そこで、その対象画素に第2の交番電界を付与することにより、対象画素に第1の交番電界を付与して待避させた粒子群が先に走査した画素に戻らなくなり、セルの背面色を高いコントラストで表示することができる。   According to the above configuration, when the first alternating electric field is applied to a certain target pixel, the particle group existing in the target pixel moves to an adjacent pixel to which the first alternating electric field is not applied. Therefore, by applying the second alternating electric field to the target pixel, the particle group that has been saved by applying the first alternating electric field to the target pixel does not return to the previously scanned pixel, and the back color of the cell is increased. It can be displayed with contrast.

「複数のセル」は、重力と垂直方向のストライプ状、あるいは格子状、千鳥状等のような2次元アレイ状に配列されているのが好ましい。これにより、粒子の重力による落下や、粒子の偏りを防止することができる。セルが有する「複数の画素」は、マトリックス状に配列されていてもよく、走査方向に一列に配列されていてもよい。「セルの背面色」は、セルを構成する背面基板に着色を施しているときは、その背面基板の色、透明な背面基板を用いたときは、背面基板の背後から入射し背面基板を透過する光の色となる。   The “plurality of cells” are preferably arranged in a two-dimensional array such as a stripe in the direction perpendicular to gravity, or a lattice or staggered pattern. Thereby, the fall by the gravity of particle | grains and the bias | inclination of particle | grains can be prevented. The “plural pixels” of the cell may be arranged in a matrix or may be arranged in a line in the scanning direction. “Back color of the cell” is the color of the back substrate when the back substrate that constitutes the cell is colored. When a transparent back substrate is used, it enters from the back of the back substrate and passes through the back substrate. It becomes the color of light.

「第1の交番電界の走査」は、アレイ状のセル(セルアレイ)を介して一対の電極を配置し、一方の電極を複数の列電極、他方の電極を複数の行電極として、単純マトリックス駆動により行うことができる。また、一対の電極のうち一方の電極を画素毎に独立した画素電極とし、他方の電極を全面電極とするか、両方を画素電極として、画素毎に独立して電圧を印加するアクティブマトリックス駆動を用いることができる。また、セルアレイの背面側の電極を全面電極とし、孤立電極をライン状に形成した電極ヘッドをセルアレイの上側を近接して移動させながら電圧を印加してもよい。ここで、セル内の各画素を表示するための駆動電圧が、各電極毎に走査される場合(つまり、セル内の各電極が同時に電圧印加されない場合)に、本発明は有効である。   “First alternating electric field scanning” is a simple matrix drive in which a pair of electrodes are arranged via an array of cells (cell array), one electrode being a plurality of column electrodes and the other electrode being a plurality of row electrodes. Can be performed. Also, active matrix driving that applies a voltage independently for each pixel, with one electrode of the pair of electrodes being an independent pixel electrode for each pixel and the other electrode being a full-surface electrode, or both as pixel electrodes. Can be used. Alternatively, a voltage may be applied while moving an electrode head in which an electrode on the back side of the cell array is a full-surface electrode and an isolated electrode is formed in a line in proximity to the upper side of the cell array. Here, the present invention is effective when the drive voltage for displaying each pixel in the cell is scanned for each electrode (that is, when no voltage is applied to each electrode in the cell simultaneously).

本発明の画像表示装置によれば、第1の交番電界を付与する走査方向に粒子群を移動させる第2の交番電界を付与しているので、粒子群が先に走査した画素に戻らないため、コントラストの高い背面色の表示を行うことができる。また、セル毎に複数の画素を設けているので、解像度の高く、明るい画像が得られる。   According to the image display device of the present invention, since the second alternating electric field for moving the particle group is applied in the scanning direction for applying the first alternating electric field, the particle group does not return to the previously scanned pixel. High-contrast back color display can be performed. Further, since a plurality of pixels are provided for each cell, a bright image with high resolution can be obtained.

(画像表示装置の全体の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の概略を示す。この画像表示装置10は、表面基板2、背面基板3、および白色粒子6A、黒色粒子6Bからなる粒子群を主体に構成された画像表示媒体1と、画像表示媒体1に電圧を印加して電界を付与する電界付与手段としての電圧印加部13と、画像記憶部11に記憶された画像データに基づいて電圧印加部13を制御する制御部12とを有して概略構成されている。
(Overall configuration of image display device)
FIG. 1 schematically shows an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. This image display device 10 includes an image display medium 1 mainly composed of a surface group 2, a back substrate 3, and particle groups composed of white particles 6A and black particles 6B, and an electric field by applying a voltage to the image display medium 1. The voltage application unit 13 serving as an electric field application unit for applying voltage and the control unit 12 for controlling the voltage application unit 13 based on image data stored in the image storage unit 11 are schematically configured.

(画像表示装置の各部の構成)
電圧印加部13は、初期化用の交番電圧を出力する初期化用電圧発生部14と、画像表示媒体1の背面基板3の色表示を行うための第1の交番電圧を発生する着色層表示用電圧発生部15と、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bの動きを規制する第2の交番電圧を発生する粒子規制用電圧発生部16と、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bによって画像を形成するための直流電圧を発生する粒子色表示用電圧発生部17とを備えている。
(Configuration of each part of the image display device)
The voltage application unit 13 includes an initialization voltage generation unit 14 that outputs an alternating voltage for initialization, and a colored layer display that generates a first alternating voltage for performing color display on the rear substrate 3 of the image display medium 1. An image is formed by the voltage generator 15 for voltage generation, the voltage generator 16 for voltage regulation for generating a second alternating voltage that regulates the movement of the white particles 6A and the black particles 6B, and the white particles 6A and the black particles 6B. And a particle color display voltage generator 17 for generating a DC voltage.

初期化用電圧発生部14は、所定の周波数(例えば、100Hzから10kHz)の交番電圧(例えば、±200V)を全ての画素に印加して、白色粒子6Aを一方の基板側に付着させ、黒色粒子6Bを他方の基板側に付着させるために用いられる。   The initialization voltage generator 14 applies an alternating voltage (for example, ± 200 V) of a predetermined frequency (for example, 100 Hz to 10 kHz) to all the pixels, and attaches the white particles 6A to one of the substrates to make the black Used to attach the particles 6B to the other substrate side.

着色層表示用電圧発生部15は、初期化用電圧発生部14により発生する交番電圧は、所定の周波数(例えば、400Hz)の第1の交番電圧(例えば、±70V)を発生して背面基板3の色表示を行いたい対象画素に印加し、その対象画素に存在する粒子6A,6Bを他の方向に移動させるために用いられる。   The colored layer display voltage generating unit 15 generates a first alternating voltage (for example, ± 70 V) having a predetermined frequency (for example, 400 Hz) as the alternating voltage generated by the initialization voltage generating unit 14 to generate a back substrate. 3 is applied to the target pixel to be displayed in color 3, and used to move the particles 6A and 6B existing in the target pixel in other directions.

粒子規制用電圧発生部16は、第1の交番電圧に同期した第2の交番電圧(例えば、±100V)を出力して、セル4内での白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bの動きを規制するために用いられるものである。   The particle regulating voltage generator 16 outputs a second alternating voltage (for example, ± 100 V) synchronized with the first alternating voltage, and regulates the movement of the white particles 6A and the black particles 6B in the cell 4. It is used for this purpose.

粒子色表示用電圧発生部17は、白色粒子6Aと黒色粒子6Bを用いて2色表示を行う際に用いられ、例えば、DC140Vの直流電圧を出力する。   The particle color display voltage generator 17 is used when performing two-color display using the white particles 6A and the black particles 6B, and outputs, for example, a DC voltage of DC 140V.

制御部12は、例えば、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース(I/F)回路等を備えて構成されている。CPUは、ROMに格納された制御プログラムに従って各電圧発生部14〜17を選択して動作させるとともに、画像記憶部11からの画像データに基づいて表面基板2および背面基板3内の各電極に電圧を印加させる。なお、制御部12と画像記憶部11によってパーソナルコンピュータを構成してもよい。また、画像記憶部11は、CD−ROM等の記録媒体やLAN(Local Area Network)等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。   The control unit 12 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface (I / F) circuit, and the like. The CPU selects and operates each of the voltage generators 14 to 17 according to a control program stored in the ROM, and applies a voltage to each electrode in the front substrate 2 and the rear substrate 3 based on the image data from the image storage unit 11. Is applied. The control unit 12 and the image storage unit 11 may constitute a personal computer. The image storage unit 11 may input image data via a recording medium such as a CD-ROM or a network such as a LAN (Local Area Network).

(画像表示媒体の全体の構成)
画像表示媒体1は、図1に示すように、矢印Aの方向が表示内容を見る方向になる。画像表示媒体1は、透光性を有する第1の基板としての表面基板2と、この表面基板2に対向するように配置された第2の基板としての背面基板3と、基板2,3間を微小な間隔に対向配置させて保持するとともに、基板2,3に平行な方向に仕切って複数のセル4A,4Bを形成する仕切り部材5と、セル4A,4Bに封入されるとともに、色および帯電特性が異なる白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bからなる2つの帯電性粒子群とを有して構成されている。なお、図1においては、セル4A,4Bの2つのみを図示したが、実際には、画素数に応じて更に多数のセルが存在する。また、本実施例では白と黒の粒子を使用しているが、他の色の粒子の組合せとしてもよい。
(Overall configuration of image display medium)
In the image display medium 1, as shown in FIG. 1, the direction of the arrow A is the direction in which the display content is viewed. An image display medium 1 includes a surface substrate 2 as a first substrate having translucency, a back substrate 3 as a second substrate disposed so as to face the surface substrate 2, and between the substrates 2 and 3. Are opposed to each other at a minute interval and held in a direction parallel to the substrates 2 and 3 to form a plurality of cells 4A and 4B, and are enclosed in the cells 4A and 4B. It has two chargeable particle groups composed of white particles 6A and black particles 6B having different charging characteristics. In FIG. 1, only two cells 4A and 4B are shown, but in actuality, there are more cells depending on the number of pixels. In this embodiment, white and black particles are used, but other color particles may be combined.

(画像表示媒体の各部の構成)
表面基板2は、例えば、1.1mm厚さの透明ガラス基板等からなる表面基板部材20と、表面基板部材20上に形成されたインジウム錫酸化物(ITO)等からなる透明な帯状の複数の表示用行表示用行電極21A,21B,21Cと、これらの表示用行電極21A,21B,21Cの走査方向7と逆側にそれぞれ形成された粒子規制用電極22A,22B,22Cと、これらの表示用行表示用行電極21A,21B,21Cおよび粒子規制用電極22A,22B,22Cを保護するとともに白色粒子6Aと黒色粒子6B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層23とを積層して構成されている。複数の表示用行表示用行電極21A,21B,21Cは、図1の紙面に垂直な方向に所定間隔で平行に配設されている。
(Configuration of each part of the image display medium)
For example, the surface substrate 2 includes a surface substrate member 20 made of a transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm and a plurality of transparent strips made of indium tin oxide (ITO) formed on the surface substrate member 20. Display row display row electrodes 21A, 21B, and 21C, particle regulation electrodes 22A, 22B, and 22C formed on the opposite side of the scanning direction 7 of these display row electrodes 21A, 21B, and 21C, and these A dielectric layer 23 made of polycarbonate or the like that protects the display row electrodes 21A, 21B, 21C and the particle regulating electrodes 22A, 22B, 22C and stabilizes the charging characteristics of the white particles 6A and the black particles 6B. It is configured by stacking. The plurality of display row display row electrodes 21A, 21B, and 21C are arranged in parallel at predetermined intervals in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

誘電体層23は、セル4A,4Bに封入する白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bの帯電特性に応じて、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。また、誘電体層23は、その絶縁性材料中に電荷輸送物質を含有させることができる。電荷輸送物質を含有させることにより、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bの性質によっては電荷注入による粒子帯電性の向上や、これら粒子の帯電量が極度に大きくなった場合に粒子6A,6Bの電荷を漏洩させ、粒子6A,6Bの帯電量を安定させるなどの効果を得ることができる。   For the dielectric layer 23, polycarbonate, polyester, polyimide, epoxy, or the like can be used according to the charging characteristics of the white particles 6A and the black particles 6B enclosed in the cells 4A and 4B. The dielectric layer 23 can contain a charge transport material in the insulating material. Depending on the properties of the white particles 6A and the black particles 6B, the chargeability of the particles 6A and 6B can be improved by increasing the chargeability of the particles by charge injection or when the charge amount of these particles becomes extremely large. It is possible to obtain effects such as leakage and stabilizing the charge amount of the particles 6A and 6B.

背面基板3は、例えば、0.6mm厚さのエポキシ樹脂等からなる背面基板部材30と、背面基板部材30の片面に形成され、銅箔等からなる帯状の複数の列電極31と、これらの列電極31を保護するとともに、粒子6A,6Bの帯電性特性を安定化させるとともに、粒子6A,6Bと異なる色、例えば、赤色の着色が施されている着色層32とを有して構成されている。着色層32と粒子6A,6Bの帯電特性の相性が悪い場合は、着色層の上に前記したような粒子6A,6Bの帯電特性に合う誘電体層を設けてもよい。   The back substrate 3 includes, for example, a back substrate member 30 made of epoxy resin having a thickness of 0.6 mm, a plurality of strip-like column electrodes 31 formed on one side of the back substrate member 30 and made of copper foil, and the like. The column electrode 31 is protected, the charging characteristics of the particles 6A and 6B are stabilized, and a color layer 32 having a color different from that of the particles 6A and 6B, for example, red coloring, is provided. ing. When the charging characteristics of the colored layer 32 and the particles 6A and 6B are not compatible, a dielectric layer that matches the charging characteristics of the particles 6A and 6B as described above may be provided on the colored layer.

図1では、列電極31は、1つのセル4に3本設けられ、表示用行表示用行電極21A,21B,21Cも1つのセル4に3本設けられ、列電極31と表示用行表示用行電極21A,21B,21Cは交差するように配置され、単純マトリックス駆動により電極間の画素に電圧が印加されるように構成されている。列電極31は、図1の紙面に垂直な方向に所定間隔で平行に配設されているため、1本しか見えていない。なお、1つのセル4の行電極と列電極は、各々が3本であるとしたが、任意の本数にすることができ、セル当たりの本数が多くなるほど、解像度を上げることができる。   In FIG. 1, three column electrodes 31 are provided in one cell 4, three display row display row electrodes 21A, 21B, and 21C are also provided in one cell 4, and the column electrode 31 and display row display are provided. The row electrodes 21A, 21B, and 21C are arranged so as to intersect with each other, and configured to apply a voltage to the pixels between the electrodes by simple matrix driving. Since only one column electrode 31 is arranged in parallel at a predetermined interval in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Although the number of row electrodes and column electrodes of each cell 4 is three, the number can be any number, and the resolution can be increased as the number per cell increases.

着色層32は、例えば、着色した樹脂材を背面基板部材30に塗布し、あるいはフィルム状にしたものを貼付して形成される。着色層32の母材には、誘電体層23と同様に電極21,31間に直流電圧が印加されたときに帯電する誘電体を素材に用い、電極21,31間への電圧印加が終了した後でも、背面基板3側に付着した粒子6A,6Bに帯電が保持されるようにする。   The colored layer 32 is formed, for example, by applying a colored resin material to the back substrate member 30 or attaching a film-like material. As the base material of the colored layer 32, a dielectric material that is charged when a DC voltage is applied between the electrodes 21 and 31 is used as a material in the same manner as the dielectric layer 23, and the voltage application between the electrodes 21 and 31 is completed. Even after the charging, the particles 6A and 6B attached to the back substrate 3 side are kept charged.

仕切り部材5は、例えば、熱硬化性樹脂からなるインクをスクリーン印刷し、オーブン中で加熱焼成する処理を仕切り部材5が所望の高さになるまで複数回繰り返すことにより、背面基板3上に形成される。背面基板3上に形成された仕切り部材5の端面と表面基板2は、接着剤等により接合されていると基板間隔の安定化や粒子のセル間移動防止の点で好ましい。仕切り部材5としては、熱硬化性樹脂の他に、熱可塑性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化性樹脂、ゴム等の絶縁材料を用いることができる。仕切り部材5と表面基板2とを接合する接着剤としては、熱可塑性接着剤、熱活性型接着剤、熱圧接着剤、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。   The partition member 5 is formed on the back substrate 3 by, for example, screen-printing ink made of a thermosetting resin and repeating the process of heating and baking in an oven a plurality of times until the partition member 5 reaches a desired height. Is done. The end face of the partition member 5 formed on the back substrate 3 and the front substrate 2 are preferably joined with an adhesive or the like from the viewpoint of stabilizing the substrate interval and preventing the movement of particles between cells. As the partition member 5, in addition to the thermosetting resin, an insulating material such as a thermoplastic resin, an electron beam curable resin, a photocurable resin, or rubber can be used. As an adhesive that joins the partition member 5 and the surface substrate 2, a thermoplastic adhesive, a thermally activated adhesive, a hot-pressure adhesive, an ultraviolet curable adhesive, or the like can be used.

白色粒子6Aと黒色粒子6Bは、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。ここでは、白色粒子6Aは負に帯電しており、黒色粒子6Bは正に帯電している。   The white particles 6 </ b> A and the black particles 6 </ b> B are charged with different polarities due to frictional charging caused by mutual friction. Here, the white particles 6A are negatively charged, and the black particles 6B are positively charged.

白色粒子6Aは、例えば、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微粒子(積水化成品工業(株)製テクポリマーMBX−20−ホワイトを分級)100重量部に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0.4重量部を外添して得ることができる。   The white particles 6A are, for example, spherical particles of titanium oxide-containing crosslinked polymethyl methacrylate having a volume average particle diameter of 20 μm (classified by Sekisui Plastics Co., Ltd. Techpolymer MBX-20-White) in 100 parts by weight of isopropyltrimethoxysilane. It can be obtained by externally adding 0.4 parts by weight of the treated titania fine powder.

黒色粒子6Bは、例えば、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トの球状微粒子(積水化成品工業(株)製テクポリマーMBX−20−ブラックを分級)を用いることができる。   As the black particles 6B, for example, spherical fine particles of carbon-containing cross-linked polymethyl methacrylate having a volume average particle diameter of 20 μm (classified by Sekisui Plastics Co., Ltd. Techpolymer MBX-20-Black) can be used.

次に、この画像表示装置10の動作を説明する。   Next, the operation of the image display device 10 will be described.

(白黒画像の表示)
白色粒子6Aと黒色粒子6Bにより2色表示を行う場合、制御部12は、画像記憶部11に記憶された画像データに基づいて電圧印加部13に制御信号を出力する。ここでは初期化用電圧発生部14によって初期化用の交番電圧が全電極に印加され、全面が白表示となっていることを前提とする。電圧印加部13は、制御部12からの制御信号に基づいて、粒子色表示用電圧発生部17から各行電極21A,21B,21Cに選択電圧(例えば、−70V)を図1に示す走査方向7に沿って順次印加し、これに同期して各列電極31には、画像データに応じて画像電圧(例えば、+70V)を所定の時間(例えば、20ms)印加する。すると、図1に示すように、正に帯電した黒色粒子6Bは、負が印加された行電極21側に移動して表面基板2の内面に付着し、負に帯電した白色粒子6Aは、正が印加された列電極31側に移動して背面基板3の内面に付着する。このようにして黒画像が表面基板2を通して表示される。
(Display of black and white image)
When performing two-color display using the white particles 6 </ b> A and the black particles 6 </ b> B, the control unit 12 outputs a control signal to the voltage application unit 13 based on the image data stored in the image storage unit 11. Here, it is assumed that an initialization alternating voltage is applied to all electrodes by the initialization voltage generator 14 and the entire surface is white. Based on the control signal from the control unit 12, the voltage application unit 13 applies a selection voltage (for example, −70V) to the row electrodes 21A, 21B, and 21C from the particle color display voltage generation unit 17 in the scanning direction 7 shown in FIG. The image voltage (for example, +70 V) is applied to each column electrode 31 in accordance with the image data for a predetermined time (for example, 20 ms) in synchronization with this. Then, as shown in FIG. 1, the positively charged black particles 6B move to the side of the row electrode 21 to which negative is applied and adhere to the inner surface of the surface substrate 2, and the negatively charged white particles 6A become positive. It moves to the column electrode 31 side to which is applied and adheres to the inner surface of the back substrate 3. In this way, a black image is displayed through the front substrate 2.

列電極31,表示用行電極21A,21B,21Cへの電圧の印加を停止しても、粒子6A,6Bと誘電体層23及び誘電体層を兼ねる着色層32との間の静電付着力が維持されるため、粒子6A,6Bは基板2,3の内面に付着したまま保持され、長時間に渡り白黒画像が表示される。また、ここで表示用行電極21A,21B,21Cへの電圧印加と同時に粒子規制用電極22A,22B,22Cへ同じ電圧を印加すると、粒子規制用電極部も粒子による白黒表示に使用できるため、よりコントラストの高い白黒表示を行うことができる。   Even if the application of voltage to the column electrode 31 and the display row electrodes 21A, 21B, and 21C is stopped, the electrostatic adhesion force between the particles 6A and 6B and the dielectric layer 23 and the colored layer 32 that also serves as the dielectric layer. Therefore, the particles 6A and 6B are held while adhering to the inner surfaces of the substrates 2 and 3, and a black and white image is displayed for a long time. Further, when the same voltage is applied to the particle regulating electrodes 22A, 22B, and 22C simultaneously with the voltage application to the display row electrodes 21A, 21B, and 21C, the particle regulating electrode portion can also be used for black and white display by particles. Black and white display with higher contrast can be performed.

(着色層の表示の原理)
次に、着色層32の表示の原理を図2,図3を用いて説明する。
(Principle of colored layer display)
Next, the display principle of the colored layer 32 will be described with reference to FIGS.

図2は、電圧印加部13から各電極21,31に出力される電圧波形を示す。(a)は表示用行電極21へ印加される第1の交番電圧、(b)は列電極31へ印加される第1の交番電圧、(c)は(f)に示す対象画素aへの印加電圧、(d)は(f)に示す隣接画素b,cへ印加される印加電圧、(e)は(f)に示す隣接画素dへ印加される0Vを示す。図3(a)は、着色層32を表示するための第1の交番電圧の印加状態を示す。ここで、表示用行電極21B,21Cに白色粒子6Aが付着し、その表示用行電極21B、21Cに対応する列電極31に黒色粒子6Bが存在する状態とする。   FIG. 2 shows voltage waveforms output from the voltage application unit 13 to the electrodes 21 and 31. (A) is the 1st alternating voltage applied to the row electrode 21 for a display, (b) is the 1st alternating voltage applied to the column electrode 31, (c) is to the object pixel a shown to (f). The applied voltage, (d) shows the applied voltage applied to the adjacent pixels b and c shown in (f), and (e) shows 0V applied to the adjacent pixel d shown in (f). FIG. 3A shows an application state of the first alternating voltage for displaying the colored layer 32. Here, the white particles 6A are attached to the display row electrodes 21B and 21C, and the black particles 6B are present in the column electrodes 31 corresponding to the display row electrodes 21B and 21C.

次に、制御部12は、電圧印加部13に制御信号を送り、着色層表示用電圧発生部15から図2(a)に示すような第1の交番電圧を出力させて表示用行電極21Bに印加し、列電極31に、それとは逆位相の第1の交番電圧を印加する。図3(a)に示すように表示用行電極21Bに−70Vが印加されたとき、列電極31に+70Vが印加され、他の表示用行電極21A,21Cおよび粒子規制用電極22Cは、0Vが印加される。また、粒子規制用電極22Bには−100Vが印加される。   Next, the control unit 12 sends a control signal to the voltage application unit 13 to output a first alternating voltage as shown in FIG. 2A from the colored layer display voltage generation unit 15 to display the display row electrode 21B. And a first alternating voltage having a phase opposite to that of the column electrode 31 is applied to the column electrode 31. As shown in FIG. 3A, when −70 V is applied to the display row electrode 21B, +70 V is applied to the column electrode 31, and the other display row electrodes 21A and 21C and the particle regulating electrode 22C are set to 0 V. Is applied. Further, −100 V is applied to the particle regulating electrode 22B.

このとき、粒子規制用電極22Bから静電気力F1,F2、および表示用行電極21Bから静電気力F3のベクトルが発生する。白色粒子6Aは、全体的には表示用行電極21BからF2、F3の方向に平行な方向に移動し、黒色粒子6Bは上方に移動する。   At this time, vectors of electrostatic forces F1 and F2 from the particle regulating electrode 22B and electrostatic forces F3 from the display row electrode 21B are generated. The white particles 6A generally move from the display row electrode 21B in a direction parallel to the directions F2 and F3, and the black particles 6B move upward.

次に、図3(b)に示すように表示用行電極21Bに+70Vが印加され、列電極31に−70Vが印加され、他の表示用行電極21A,21Cおよび粒子規制用電極22Cは、0Vが印加される。また、粒子規制電極22Bには+100Vが印加される。   Next, as shown in FIG. 3B, + 70V is applied to the display row electrode 21B, −70V is applied to the column electrode 31, and the other display row electrodes 21A and 21C and the particle regulating electrode 22C are 0V is applied. Further, +100 V is applied to the particle regulating electrode 22B.

このとき、粒子規制用電極22Bから静電気力F1,F2、および表示用行電極21Bから静電気力F3のベクトルが発生し、黒色粒子6Bは、全体的に静電気力F2、F3と平行な方向に移動し、白色粒子6Aは上方に移動する。   At this time, vectors of electrostatic forces F1 and F2 from the particle regulating electrode 22B and electrostatic force F3 from the display row electrode 21B are generated, and the black particles 6B move in a direction parallel to the electrostatic forces F2 and F3 as a whole. Then, the white particles 6A move upward.

このように、表示用行電極21Bにおいて第1の交番電圧を印加されたとき、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bは、全体的にF2、F3の方向に平行な方向に移動させられるので、図3の(a),(b)に示す印加を繰り返すことで、粒子6A,6Bは、静電気力F2、F3の方向に平行な方向に移動させられ、表示用行電極21Bおよびそれに対応する列電極31に白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bが存在しなくなり、着色層32の色がコントラストを低下することなく表面基板2を通してA方向から見えるようになる。   As described above, when the first alternating voltage is applied to the display row electrode 21B, the white particles 6A and the black particles 6B are moved in a direction parallel to the directions of F2 and F3 as a whole. By repeating the application shown in (a) and (b), the particles 6A and 6B are moved in a direction parallel to the electrostatic forces F2 and F3, and the display row electrode 21B and the corresponding column electrode 31 are moved. Thus, the white particles 6A and the black particles 6B do not exist, and the color of the colored layer 32 can be seen from the A direction through the surface substrate 2 without lowering the contrast.

(着色層の表示の具体例)
図4は、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bの移動の規制方法を示す。まず、着色層表示用電圧発生部15は、制御部12の制御の下に、図4のセル4の1行目の表示用行電極21Aに第1の交番電圧(±70V)を印加し、これとは逆位相の第1の交番電圧(±70V)を列電極31に印加し、粒子規制用電極22Aに第2の交番電圧(±100V)を印加するとともに、他の電極に0Vを印加する。すると、図4(a)に示すように、1行目の画素に存在していた粒子6A,6Bが基板2,3間を往復運動しながら他の画素(同図では2行目および3行目の画素)に移動する。
(Specific example of display of colored layer)
FIG. 4 shows a method for restricting the movement of the white particles 6A and the black particles 6B. First, the colored layer display voltage generator 15 applies a first alternating voltage (± 70 V) to the first display row electrode 21A of the cell 4 in FIG. A first alternating voltage (± 70V) in reverse phase is applied to the column electrode 31, a second alternating voltage (± 100V) is applied to the particle regulating electrode 22A, and 0V is applied to the other electrodes. To do. Then, as shown in FIG. 4A, the particles 6A and 6B existing in the pixels in the first row reciprocate between the substrates 2 and 3, while other pixels (in the second row and the third row in the figure). Move to the eye pixel).

図4(a)の状態において、着色層表示用電圧発生部15は、制御部12の制御の下に、図4のセル4の2行目の表示用行電極21Bに第1の交番電圧(±70V)を印加し、これとは逆位相の第1の交番電圧(±70V)を列電極31に印加し、粒子規制用電極22Bに第2の交番電圧(±100V)を印加するとともに、他の電極に0Vを印加する。すると、図4(b)に示すように、2行目の画素に存在していた粒子6A,6Bが他の画素(同図では3行目の画素)に移動する。   In the state of FIG. 4A, the colored layer display voltage generator 15 applies a first alternating voltage (to the second display row electrode 21B of the cell 4 of FIG. 4 under the control of the controller 12). ± 70 V) is applied, a first alternating voltage (± 70 V) having a phase opposite to that is applied to the column electrode 31, a second alternating voltage (± 100 V) is applied to the particle regulating electrode 22 B, and 0V is applied to the other electrodes. Then, as shown in FIG. 4B, the particles 6A and 6B existing in the pixels in the second row move to other pixels (pixels in the third row in the figure).

その結果、1行目および2行目の画素に白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bが存在しなくなり、列電極31の前面の着色層32の色がコントラストを低下することなく表面基板2を通してA方向から見えるようになる。なお、3行目の画素を表示するときは、白色粒子6Aおよび黒色粒子6Bは走査方向と直交する方向、つまり選択した列電極の隣の列電極部に移動する。   As a result, the white particles 6A and the black particles 6B do not exist in the pixels in the first and second rows, and the color of the colored layer 32 on the front surface of the column electrode 31 does not decrease the contrast from the A direction through the surface substrate 2. Become visible. When displaying the pixels in the third row, the white particles 6A and the black particles 6B move to the direction orthogonal to the scanning direction, that is, to the column electrode portion adjacent to the selected column electrode.

(初期化)
セル4の表示用行電極21を最後まで走査し、画像表示媒体1における着色層32による画像表示が終了すると、制御部12は、電圧印加部13の初期化用電圧発生部14を動作させ、表示用行電極21A〜21Cに初期化用電圧を印加するとともに、これと逆位相の初期化用交番電圧を各列電極31に印加し、最終パルスとして、例えば、表示用行電極21に正の直流電圧を印加することにより、白色粒子6Aが表面基板2の内面に付着し、全てのセルの着色層32が粒子6A,6Bによって隠蔽され、初期状態(全面白表示状態)に戻される。このとき、画像表示媒体1を方向Aから見ると、白色粒子6Aによる白色画面のみが見えている。
なお、画像表示状態を保持する場合は、次の画像表示を行う前に前記初期化駆動を行う。
(Initialization)
When the display row electrode 21 of the cell 4 is scanned to the end and the image display by the colored layer 32 in the image display medium 1 is finished, the control unit 12 operates the initialization voltage generation unit 14 of the voltage application unit 13, An initialization voltage is applied to the display row electrodes 21A to 21C, and an alternating alternating voltage for initialization is applied to each column electrode 31. As a final pulse, for example, a positive voltage is applied to the display row electrode 21. By applying a DC voltage, the white particles 6A adhere to the inner surface of the surface substrate 2, the colored layers 32 of all cells are hidden by the particles 6A and 6B, and the initial state (entire white display state) is restored. At this time, when the image display medium 1 is viewed from the direction A, only the white screen by the white particles 6A is visible.
When the image display state is maintained, the initialization drive is performed before the next image display.

以上、本実施の形態では走査電極が表面基板側にある場合を説明してきたが、もちろん背面基板側に走査電極を配置してもよい。   As described above, although the case where the scan electrode is on the front substrate side has been described in the present embodiment, the scan electrode may of course be arranged on the rear substrate side.

(実施の形態の効果)
この実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ)着色層32の色表示を行う場合に、第1の交番電界を付与する走査方向に粒子群6A,6Bを移動させる第2の交番電界を付与しているため、粒子6A,6Bが既に走査した画素に戻らないため、コントラストの高い着色層32の色表示を行うことができ、彩度の高い表示が可能となる。
(ロ)第1の交番電界による走査を走査方向7へシフトするのに伴って着色層32の見える範囲が拡大するので、着色層32の色による階調表示を行うことができる。
(ハ)セル4毎に複数の画素を設定しているので、解像度が高く、明るい画像が得られる。
なお、白黒表示のとき、粒子規制用電極にも表示用行電極と同じ直流電圧を印加してもよい。粒子による白黒表示時は粒子規制用電極も表示用電極の一部として使用できるため、これによる表示部面積の低下がなくなる。
(Effect of embodiment)
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(A) When performing color display of the colored layer 32, since the second alternating electric field for moving the particle groups 6A and 6B in the scanning direction for applying the first alternating electric field is applied, the particles 6A and 6B are Since the pixel does not return to the already scanned pixel, it is possible to perform color display of the colored layer 32 with high contrast and display with high saturation.
(B) As the scanning by the first alternating electric field is shifted in the scanning direction 7, the visible range of the colored layer 32 is enlarged, so that gradation display by the color of the colored layer 32 can be performed.
(C) Since a plurality of pixels are set for each cell 4, a bright image with high resolution can be obtained.
In the case of monochrome display, the same DC voltage as that of the display row electrode may be applied to the particle regulating electrode. During monochrome display using particles, the particle regulating electrode can also be used as a part of the display electrode, so that the display area is not reduced.

本発明の実施の形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態において、電圧印加部から各電極に出力される電圧波形を示す図である。(a)は表示用行電極へ印加される第1の交番電圧、(b)は列電極へ印加される第1の交番電圧、(c)は対象画素aへの印加電圧、(d)は隣接画素b,cへ印加される第1の交番電圧、(d)は隣接画素dへ印加される電圧を示す図である。In embodiment of this invention, it is a figure which shows the voltage waveform output to each electrode from a voltage application part. (A) is the first alternating voltage applied to the display row electrode, (b) is the first alternating voltage applied to the column electrode, (c) is the applied voltage to the target pixel a, and (d) is The first alternating voltage applied to adjacent pixels b and c, (d) is a diagram showing the voltage applied to adjacent pixel d. 本発明の実施の形態において着色層を表示するための第1の交番電圧の印加状態を示す図である。(a)は選択された表示用行電極に白色粒子が付着した状態で、これに負電圧が印加されたときの状態を示す図、(b)は選択された表示用行電極に黒色粒子が付着した状態で、これに正電圧が印加されときの状態を示す図である。It is a figure which shows the application state of the 1st alternating voltage for displaying a colored layer in embodiment of this invention. (A) is a figure which shows the state when a white voltage has adhered to the selected display row electrode and a negative voltage is applied to this, and (b) is a black particle on the selected display row electrode. It is a figure which shows a state when a positive voltage is applied to this in the adhering state. 本発明の実施の形態に係る画像表示装置において、白色粒子および黒色粒子の移動の規制方法を示す図である。It is a figure which shows the control method of the movement of a white particle and a black particle in the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像表示媒体
2 表面基板
3 背面基板
4 セル
5 仕切り部材
6A 白色粒子
6B 黒色粒子
10 画像表示装置
11 画像記憶部
12 制御部
13 電圧印加部
14 初期化用電圧発生部
15 着色層表示用電圧発生部
16 粒子規制用電圧発生部
17 粒子色表示用電圧発生部
20 表面基板部材
21A,21B,21C 表示用行電極
22A,22B,22C 粒子規制用電極
23 誘電体層
30 背面基板部材
31 列電極
32 着色層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display medium 2 Front substrate 3 Back substrate 4 Cell 5 Partition member 6A White particle 6B Black particle 10 Image display apparatus 11 Image storage part 12 Control part 13 Voltage application part 14 Voltage generation part 15 for initialization Color generation for color layer display Part 16 Particle Regulatory Voltage Generator 17 Particle Color Display Voltage Generator 20 Surface Substrate Member 21A, 21B, 21C Display Row Electrodes 22A, 22B, 22C Particle Regulator Electrode 23 Dielectric Layer 30 Back Substrate Member 31 Column Electrode 32 Colored layer

Claims (8)

正又は負に帯電した粒子群がそれぞれ封入された複数のセルを配列し、前記セル毎に複数の画素を有するように構成された画像表示媒体と、
前記セル内の前記複数の画素に第1の交番電界を付与する走査を所定の走査方向に行う第1の電界付与手段と、
前記粒子群を前記所定の走査方向に移動させる第2の交番電界を付与する第2の電界付与手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
An image display medium configured to arrange a plurality of cells each enclosing positively or negatively charged particles, and to have a plurality of pixels for each cell;
First electric field applying means for performing scanning for applying a first alternating electric field to the plurality of pixels in the cell in a predetermined scanning direction;
An image display apparatus comprising: a second electric field applying unit that applies a second alternating electric field that moves the particle group in the predetermined scanning direction.
前記粒子群は、色および帯電特性が異なる複数種類の粒子群であることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the particle group is a plurality of types of particle groups having different colors and charging characteristics. 前記画像表示媒体は、透光性を有する第1の基板と、この第1の基板に対向配置された所定の色を有する第2の基板とを備え、
前記粒子群は、前記所定の色と異なる色を有することを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
The image display medium includes a first substrate having translucency, and a second substrate having a predetermined color disposed opposite to the first substrate,
The image display device according to claim 1, wherein the particle group has a color different from the predetermined color.
前記第1および第2の基板の一方の基板は、前記所定の走査方向に直交する方向に沿うライン状の複数の第1の電極と、前記複数の第1の電極のそれぞれの前記所定の走査方向と逆側に複数の粒子規制用電極とを備え、
前記第1および第2の基板の他方の基板は、前記所定の走査方向に沿うライン状の複数の第2の電極を備え、
前記第1の電界付与手段は、前記第1および第2の電極間に第1の交番電圧を印加して前記第1の交番電界を付与する第1の電圧印加部を備え、
前記第2の電界付与手段は、前記粒子規制用電極と前記第2の電極間に第2の交番電圧を印加して前記第2の交番電界を付与する第2の電圧印加部を備えたことを特徴とする請求項3記載の画像表示装置。
One of the first and second substrates has a plurality of linear first electrodes along a direction orthogonal to the predetermined scanning direction, and the predetermined scanning of each of the plurality of first electrodes. Provided with a plurality of particle regulating electrodes on the opposite side to the direction,
The other substrate of the first and second substrates includes a plurality of line-shaped second electrodes along the predetermined scanning direction,
The first electric field applying means includes a first voltage applying unit that applies a first alternating voltage between the first and second electrodes to apply the first alternating electric field,
The second electric field applying means includes a second voltage applying unit that applies a second alternating voltage between the particle regulating electrode and the second electrode to apply the second alternating electric field. The image display device according to claim 3.
前記第2の交番電圧は、電圧値の絶対値が前記第1の交番電圧よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 4, wherein the second alternating voltage has an absolute value of a voltage value larger than the first alternating voltage. 前記第2の交番電圧は、パルス幅が前記第1の交番電圧よりも短いことを特徴とする請求項5記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 5, wherein the second alternating voltage has a pulse width shorter than that of the first alternating voltage. 前記画像表示媒体は、前記第1および第2の基板間を基板に平行な方向に仕切ることにより前記複数のセルを形成する仕切り部材を備えたことを特徴とする請求項3記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 3, wherein the image display medium includes a partition member that forms the plurality of cells by partitioning the first and second substrates in a direction parallel to the substrate. . 前記複数の第1の電極および前記複数の粒子規制用電極は、画像形成データに応じて同一の直流電圧が印加され、前記粒子群が有する前記色による表示を行うことを特徴とする請求項4記載の画像表示装置。   5. The plurality of first electrodes and the plurality of particle regulating electrodes are applied with the same DC voltage according to image forming data, and display by the color of the particle group is performed. The image display device described.
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