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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示媒体及び画像表示装置かかり、特に、電界によって着色粒子を移動させて繰返し書き換え表示を行うことが可能な画像表示媒体と、該画像表示媒体を備えた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、繰返し書換え可能な表示媒体として、Ｔｗｉｓｔｉｇ ＢａｌｌＤｉｓｐｌａｙ（２色塗分け粒子回転表示）、電気泳動式表示媒体、磁気泳動式表示媒体、サーマルリライタブル表示媒体、メモリ性を有する液晶などが提案されている。
【０００３】
これら繰返し書換え可能な表示媒体のうち、サーマルリライタブル表示媒体や、メモリ性を有する液晶などは、画像のメモリ性に優れているという特徴を有している。
【０００４】
また、電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体は、電界あるいは磁界によって移動可能な着色粒子を白色液体中に分散させ、着色粒子の色と白色液体の色とで画像を形成するものである。例えば、画像部は着色粒子を表示面に付着させて着色粒子の色を表示し、非画像部では着色粒子を表示面から除去して、白色液体による白を表示する。電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体では、着色粒子の移動は電界あるいは磁界の作用がないと起こらないため、表示のメモリ性を有する。
【０００５】
また、Ｔｗｉｓｔｉｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙは、半面を白に、残りの反面を黒に塗分けた球状粒子を電界の作用によって反転駆動させ、例えば、画像部は黒面を表示面側に、非画像部では白面を表示面側にするように電界を作用させて表示を行うものである。
【０００６】
これによれば、電界の作用―がない限り粒子は反転駆動を起こさないため、表示のメモリ性を有する。また表示媒体の内部は、粒子周囲のキャビテイにのみオイルが存在するが、ほとんど固体状態であるため、表示媒体のシート化なども比較的容易である。
【０００７】
しかしながら、サーマルリライタブル表示媒体や、メモリ性を有する液晶などは、表示面を紙のように十分な白表示とすることができず、画像を表示した場合に画像部と非画像部のコントラストが小さいため、鮮明な表示を行うことが困難である。
【０００８】
また、電気泳動および磁気泳動を利用した表示媒体では、白色液体による自表示性は優れるものの、着色粒子の色を表示する場合は、着色粒子同士の隙間に白色液体が入り込むため、表示濃度が低下してしまう。したがって、画像部と非画像部のコントラストが小さくなり、鮮明な表示を得ることが困難である。
【０００９】
さらに、これらの表示媒体の中には白色液体が封入されているため、表示媒体を画像表示装置から取り外して紙のようにラフに取り扱った場合、白色液体が表示媒体から漏出するおそれがある。
【００１０】
Ｔｗｉｓｔｉｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙでは、白く塗分けられた半球面を表示側に完全に揃えた場合でも、球と球の隙間に入り込んだ光線は反射されず内部でロスしてしまうため、原理的に１００％の白色表示はできない。また、キャビティ部における光吸収や光散乱の影響もあるため、自表示が灰色がかってしまう。さらに粒子の反転を完全に行うことが難しく、これによってもコントラストの低下を招いてしまい、結果的に鮮明な表示を得ることが困難である。さらに、粒子サイズは画素サイズよりも小さいサイズであることが要求されるため、高解像度表示のためには色が塗り分けられた微細な粒子を製造しなければならず、高度な製造技術を要するという問題もある。
【００１１】
そのため、上記のような問題点を解決するための新規な表示媒体として、トナー（粒子）を用いた表示媒体が幾つか提案されている（Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ，'９９論文集，ｐ２４９‐ｐ２５２、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ，'９９ ｆａｌｌ予稿集，ｐ１０‐ｐ１３）。
【００１２】
これらの画像表示媒体は、透明な表示基板と、これと微小間隙をもって対向する背面基板との間に、色および帯電特性が異なる２種類の粒子群（トナー）を封入した構成となっており、これらの基板間に画像情報に応じて電界を印加することにより、表示基板に任意の色の粒子を付着させて、画像表示を行うものである。
【００１３】
このトナーを用いた表示媒体の表示基板と背面基板には電極が形成されており、各基板の内面は一方の極性の電荷（例えば正孔）のみを輸送する電荷輸送材料でコートされている。これらの基板間に電圧を印加すると、導電性の黒トナーのみに正孔が注入され、異トナーは正に帯電して、基板間に形成された電界に応じて白色粒子を押し分けながら基板間を移動する。黒トナーを表示基板側に移動させると黒表示が行われ、黒トナーを背面基板側に移動させると、白色粒子による白表示が行われる。したがって、画像情報に応じてき板間に電圧を印加し、黒トナーを任意の基板側へ移動させることによって、白黒の画像表示を行うことができる。
【００１４】
このようなトナーを用いた表示媒体によれば、電界が作用しない限りトナーは移動しないため、表示のメモリ性を有し、また画像表示媒体が全て固体で構成されているため、液漏れの問題も発生しない。そして、白と黒の表示を原理的に１００％切り替えることができるため、コントラストの高い鮮明な画像表示を行うことが可能である。さらに、隠蔽性の高い粒子を使用することによって、高い表示コントラストの２色画像（例えば白黒画像）を表示することができる。なお、以下ではトナーを用いた表示媒体を、単に画像表示媒体と称する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像表示媒体では、多色表示が難しいという問題がある。すなわち、従来の画像表示媒体において多色表示を行うためには、表示基板と背面基板との間に、色および帯電特性の異なる３種類以上の粒子を封入し、これらを電界の印加方法を異ならせることによって別々に駆動させる必要がある。
【００１６】
しかし、実際に、色および帯電特性の異なる３種類以上の粒子を電界の印加方法を異ならせることによって別々に駆動させるのは技術的に難しく、コントラストの低下や色濁りが発生してしまう。
【００１７】
そのため、従来の画像表示媒体で多色表示を行うためには、例えば、図２０に示すように、表示媒体の内部を複数の単位セル５０1〜５０p(但し、ｐは自然数)より構成し、各単位セル毎に色の異なる粒子を封入して、幾つかの隣接する単位セルで一つの色を表現するような方法をとらざるを得ない。
【００１８】
例えば、図２０では、白粒子６０とＭａｇｅｎｔａ粒子Ｍとを組合わせて封入した単位セル、白粒子６０とＹｅｌｌｏｗ粒子Ｙとを組合わせて封入した単位セル、白粒子６０とＣｙａｎ粒子Ｃとを組合わせて封入した単位セルという３種類の単位セルに順序正しく封入し、図２１に示すように、隣り合う３つの単位セルで一つの画素の色を表現している。
【００１９】
図２１に示したように、白表示はすべての単位セルの表示面側に白粒子を集め、黒表示はすべての単位セルの表示面側に着色粒子を集め、Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，Ｃｙａｎはそれぞれ対応する色の着色粒子が封入されている単位セルの表示面側に着色粒子を集めると共にその他の単位セルは白表示させ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎの表示は、それぞれ図２１に示したように各セル内の着色粒子の組合わせとなるように各単位セルの着色粒子を駆動させて、多色画像を表示する（但し、図２１において、Ｗ＝Ｗｉｔｅ，Ｍ＝Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙ＝Ｙｅｌｌｏｗ，Ｃ＝Ｃｙａｎ）。
【００２０】
しかしながらこの方法では、複数のセルで一つの画素の色を表現するため、解像度の低下を招いてしまい、特に文字品質を劣化させてしまう。また、表示の解像度を維持するには、単位セル当たりの表示面積が小さい微細な単位セルとしなければならず、このような微細な単位セルは、製造自体が難しいのと、製造できても製造効率が悪く、製造コストの上昇を避けられない。また、同じ面積内に多くの単位セルが形成されることとなるため、各単位セルを駆動するための駆動回路に負担がかかる。そのため、高性能の駆動回路が必要となり駆動回路の高コスト化が避けられないという問題もある。
【００２１】
更に、図２０および図２１に示した例では黒表示が灰色味を帯びてしまい、表示品質が低下してしまうという問題もある。なお、封入する着色粒子の色の組み合わせを前記した例と変えても、解像度の低下による文字品質の劣化、白と黒のコントラスト低下による表示品質の劣化など、根本的な問題は変わらない。
【００２２】
ところで、従来の画像表示媒体は完全に反射型の表示媒体であるため、夜間や周囲が暗いところでは視認性が極端に落ち、照明が必要になる。しかしながら画像表示媒体に使用する粒子は、隠蔽性が高いことが要求されるため、液晶のようなバックライト方式を採用することができない。このため、画像表示媒体はフロントライト方式に限定されてしまい、表示媒体としての表現能力および応用形態が限定されてしまうという課題がある。
【００２３】
以上のことから、本発明は、解像度の低下を招くことなく、あるいは解像度の低下を抑えて多色表示を行うことの可能な画像表示媒体及び画像表示装置を提供することを目的とする。また、品質の高い多色表示を行うことの可能な画像表示媒体及び画像表示装置提供することを目的とする。さらに、バックライト方式が採用可能な画像表示媒体及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２５】
本発明の画像表示装置は、少なくとも表示側が透明で、かつ、対向して配置された複数の基板と、前記複数の基板間に設けられ、単位セルを画定する支持部材と、前記単位セル内に封入されると共に、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群と、前記複数の基板の基板間に設けられた表示側電極と背面側電極とを有し、前記表示側電極と前記背面側電極とが前記単位セル内に電界を形成し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極との少なくとも２つの電極より構成された画像表示媒体と、粒子による色の表示を行うときには、前記表示側電極と前記背面側電極とに電圧を印加して前記表示側電極と前記背面側電極との間に電界を形成し、粒子による色の表示を解除するときには、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧を印加し、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記外側電極を接地又は開放し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の他方の電極を接地し、前記着色粒子群を前記外側電極に集めるよう制御する制御手段と、を備えている。
【００２７】
画像表示媒体は、表示側電極及び背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極より構成されている。
【００２８】
このような構成であるため、例えば、前記制御手段により、前記表示側電極と前記背面側電極とに同じ電圧を印加すると、前記着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側に粒子の色が表示される。
【００２９】
なお、複数種類の着色粒子群のうちの１種類の着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側が１色表示されるように、単位セルに封入する着色粒子群の種類を選択してもよいし、複数種類の着色粒子群のうちの２種類以上の着色粒子群が表示面側に移動して、該表示面側が混合色に表示されるように、単位セルに封入する着色粒子群の種類を選択してもよい。
【００３０】
なお、好ましくは、前記着色粒子群が、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群とすることにより、前記少なくとも２種類の着色粒子群のうちの一方の粒子のみが表示面側に移動して、該表示面側に一方の粒子の色のみを表示できる。
【００３２】
また、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極または前記背面側電極の一方の前記外側電極が接地又は開放され、例えば、前記制御手段により、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧が印加されると、交番電圧が印加された前記内側電極から接地された前記外側電極に粒子が移動する。
【００３３】
そのため、前記着色粒子群が前記外側電極に集まるので、交番電圧が印加された内側電極には粒子画殆ど存在しない状態を作り出すことができ、粒子による色の表示が解除される。
【００３４】
また、接地する前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の外側電極を、表示面の周縁に対応する枠状領域とし、交番電圧を印加する前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の内側電極を、枠状領域よりも内側の領域とすることにより、交番電圧を印加したときに、表示面には、粒子の色が写らず、交番電圧を印加された電極の色が写ることとなる。
【００３９】
また、本発明では、予め定めた所定の間隔を開けて平行配置された３つ以上の基板の基板間のそれぞれに前記着色粒子群が封入された単位セルが設けられており、上層と下層とで重なり合う単位セルが１つの表示セルを形成し、該重なり合う単位セルにはそれぞれ異なる色の前記着色粒子群が封入された構成とすることができる。この構成とすることにより、上層側のセルで表示できる少なくとも２種類の色と、下層側のセルで表示できる少なくとも２種類の色とで少なくとも４種類の色を１つの表示セルで表示できる。例えば、上層側のセルと下層側のセルと両方に全て色が異なるに２種類の着色粒子群を封入した場合、上層側のセルで表示できる２種類の色と、下層側のセルで表示できる２種類の色とで４種類の色を１つの表示セルで表示できる。したがって、解像度の高い多色表示を行うことができる。
【００４０】
なお、表示セルは、２つ以上の単位セルを積層した構成とすることが可能であるが、好ましくは、２つの単位セルを積層した２層構造の表示セル、及び３つの単位セルを積層した３層構造の表示セルとするのが製造上からも好ましい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態に係る画像表示装置は、図１に示すように、画像表示部１０及び電圧制御部１２とから構成されている。画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４が形成された表示側電極２２、スペーサ２６、表面コート層２８が形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）が順に形成された構成である。
【００４５】
なお、画像表示部１０は、本発明の画像表示媒体に相当し、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３は本発明の基板に相当し、表示側電極２２と背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は本発明の一対の電極に相当し、スペーサ２６は本発明の支持部材に相当する。また、電圧制御部１２は本発明の画像表示装置の表示制御手段に相当する。
【００４６】
本第１の実施の形態では、表示基板２０として、例えば、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍの透明なＩＴＯ付き７０５９ガラス基板を使用した。表示基板２０の単位セル側表面には、透明な電極材料で形成された表示側電極２２が形成されている。この表示側電極２２は、接地状態とされており、単位セル側表面に厚さ５μｍの透明なポリカーボネート樹脂層からなる表面コート層２４が形成されている。
【００４７】
スペーサ２６は、単位セルを画定しており、ここでは、単位セルは、例えば、５０×５０×０．３ｍｍのシリコンゴムシートの中央部を、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形に切り抜いて形成した空間より構成されている。この単位セル内には、着色粒子（黒粒子）４０および白粒子４２とが封入されている。
【００４８】
また、背面基板２３としては、例えば、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのエポキシ基板より構成されており、単位セル側には背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）が設けられている。
【００４９】
背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は、図２に示すように、銅薄膜より成る矩形状の内側電極３０ａと矩形輪状の銅薄膜より成る外側電極３０ｂとの２つの電極から構成されており、それぞれ電圧制御部１２に接続され、独立して電圧が印加されるように構成されている。なお、ここでは、内側電極３０ａの外形寸法を、例えば、縦×横＝１７ｍｍ×１７ｍｍとし、外側電極３０ｂとの間隙は、例えば、０．１ｍｍ、外側電極３０ｂの外形寸法を、例えば、縦×横＝２０ｍｍ×２０ｍｍとしている（幅１９．９ｍｍ）。
【００５０】
さらに、背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の単位セル側の表面には、厚さ５μｍの透明なポリカーボネート樹脂層からなる表面コート層２４が形成されている。
【００５１】
単位セル内に封入される白粒子４２としては、イソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末を、重量比１００対０．１の割合で混合した体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状白粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイト）を用い、黒粒子４０としては、アミノプロピルトリメトキシシラン処理したアエロジルＡ１３０微粉末を、重量比１００対０．２の割合で混合した体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレー卜の球状黒粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラック）を用いた。本第１の実施の形態では，白粒子４２と黒粒子４０とを重量比２対１の割合で混合した混合粒子を用いた。この際、白粒子４２は負に、黒粒子４０は正に帯電した。
【００５２】
本実施の形態では、画像表示部１０は、背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）及び表面コート層２８が形成された背面基板２３上に、単位セル領域が繰り抜かれたスペーサ２６を配置し、混合粒子約２０ｍｇを、スペーサ２６により画定された単位セル内にスクリーンを通して均一に振るい落とした後、表面コート層２４及び表示側電極２２が形成された表示基板２０を、表面コート層２４側を単位セル側にして配置し、両基板をダブルクリップで加圧保持して、シリコンゴムシートと両基板とを密着させることにより形成している。なお、ここでは、単位セルの体積に対する粒子の総体積比は、約１０％としている。
【００５３】
このようにして得られた画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第１の実施の形態の画像表示装置が得られる。
【００５４】
この画像形成装置において、電圧制御部１２により、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加した。これにより、単位セル内に発生した電界の作用により、図３（Ａ）に示すように、背面基板２３側の負に帯電する白粒子４２が表示基板２０側へ移動し、正に帯電する黒粒子４０は、静電的に背面基板２３側に吸引される。
【００５５】
このため、表示基板２０には白粒子４２のみが均一に付着し、良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。この際、逆極性に帯電した黒粒子４０が表示基板２０側に微小量存在していても、白粒子４２の量に比較して量が少ないため表示画像への影響はほとんど見られない。また、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの間隙が表示画像へ映り込むこともない。
【００５６】
次に、電圧制御部１２により、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加した。これにより、単位セル内に発生した電界の作用により、図３（Ｂ）に示すように、背面基板２３側の正に帯電する黒粒子４０が表示基板２０側へ移動し、負に帯電する白粒子４２は、静電的に背面基板２３側に吸引される。
【００５７】
このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。この際、逆極性に帯電した白粒子４２が表示基板２０側に微小量存在していても、黒粒子４０の量に比較して量が少ないため表示画像への影響はほとんど見られない。また、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの間隙が表示画像へ映り込むこともない。
【００５８】
このように、第１の実施の形態では、良好な白表示と、濃度の高い黒表示とを実現することができ、コントラストの高い鮮明な表示を実現できる。
【００５９】
また、本第１の実施の形態の画像表示装置において、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地すると、図４に示すように、全ての粒子が接地された外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。
【００６０】
この状態では、表示基板２０側から背面基板２３の内面（内側電極３０ａ部分）がはっきりと確認できる。また、外側電極３０ｂを開放状態（フロート状態）にしても、同様に粒子を外側電極３０ｂ部分に集合させ、表示面側から背面基板２３の内面を確認することができる。また、この状態から、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとに、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同じように印加すると、外側電極３０ｂ上に集合した粒子が分散していき、最終的に全面均一な表示状態に戻すことができる。
【００６１】
なお、ここでは、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を印加して黒表示を行い、２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を印加して白表示を行うように構成したが、印加する電圧値は、適宜選択でき、これらの値に限定されるものではない。
【００６２】
また、交番電圧は、適宜適切な値を選択できるが、好ましくは、±１５０Ｖ以上±２５０Ｖ以下程度、周波数１００Ｈｚ以上２ＫＨｚ以下程度、好ましくは、１００Ｈｚ以上１ＫＨｚ以下程度とするとよい。もちろん、この交番電圧も使用する粒子や基板のコート材料によって適宜選択でき、これらの値に限定されるものではない。
【００６３】
ここで、図５に、本実施の形態の画像形成装置において、全面均一な表示状態から、外側電極３０ｂを接地すると共に内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加して、内側電極３０ａをほぼ透明な状態にするの要した時間と、逆に、内側電極３０ａを接地すると共に外側電極３０ｂに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加して、外側電極３０ｂをほぼ透明な状態にするの要した時間とを示す。
【００６４】
図５より明らかなように、内側電極３０ａ上の粒子を移動させて、対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明な状態にするの要した時間よりも、外側電極３０ｂ上の粒子を移動させて、対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明な状態にするの要した時間のほうが短い。
【００６５】
これは、内側電極３０ａの方が面積が大きいためと、内側電極３０ａ上の最も外側電極３０ｂから遠い位置の粒子と外側電極３０ｂまでの距離が、外側電極３０ｂ上の最も内側電極３０ａから遠い位置の粒子と外側電極３０ｂ間での距離よりも長いためと考えられる。
【００６６】
また、図５より明らかなように、電極に印加する交番電圧の周波数を高くすることによっても、内側電極３０ａ上の粒子を移動させて、画像表示部１０の表示面をほぼ透明な状態にするまでの時間を早くできる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００６８】
第２の実施の形態の画像表示装置では、画像表示部１０の背面基板２３の電極（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の形状を図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示す形状とした構成である。なお、図６（Ａ）は第１の参考例とする。なお、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの面積比は、上述した第１の実施の形態と同様の面積比とした。
【００６９】
電極の形状を図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す形状とした場合も、上述した第１の実施の形態と同様に、交番電圧を印加した電極（内側電極３０ａ又は外側電極３０ｂの一方の電極）上の粒子を移動させて透明化することができた。
【００７０】
ここで、図７に、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す電極形状のそれぞれの内側電極３０ａと第１の実施の形態の電極形状のそれぞれの内側電極３０ａに、周波数３００Ｈｚの交番電圧を印加した場合の「内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるのに要する時間」を示す。
【００７１】
図７に示すように、電極の形状によっても対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるまでの時間に大きな差があり、本実施例では図６（Ｄ）に示したように、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの形状を櫛形とし、両者を交互に組合わせた櫛状部の電極構成としたものが、もっとも早く内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態になった。
【００７２】
これは、交番で電圧が印加されている電極（以下、交番電極と称す。）と接地されている電極（以下、接地電極と称す。）とにおいて、交番電極上の最も接地電極から遠い位置の粒子と接地電極までの距離が最も短くなる構造であるため、と考えられる。
【００７３】
また、接地電極に集合させた粒子を、元の全面均一な状態に戻すのに要する時間は、どの形状の電極においても、集合させる時間よりも短くて済み、電極の形状の違いによる「元の全面均一な状態に戻すのに要する時間」の長短は、「粒子を接地電極に集合させたときの時間」の長短関係と同様であった。
【００７４】
なお、以上説明した内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの形状は一例であり、本発明は、一つの単位セル内に二つ以上の別々に電圧印加可能な電極が形成された構成であれば、これら以外の電極構成を適用することが可能である。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００７５】
図８に示すように、第３の実施の形態の画像表示装置は、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、例えば、Ｙｅｌｌｏｗに着色した厚み約５μｍの樹脂層２７が設けられた構成である。
【００７６】
この樹脂層２７は、単位セル内に封入された２種類の粒子のいずれとも異なる色であるため、２種類の粒子を外側電極３０ｂに集合させて内側電極３０ａに対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明化されると、樹脂層２７の色（ここでは黄色）が表示面領域に反映される。
【００７７】
樹脂層２７の色は、本第３の実施の形態では、Ｙｅｌｌｏｗとしたが、例えば、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎなどの対応する単位セル内に封入された粒子の色と異なる色であればよく、単位セル内に封入された粒子の色が第１の実施の形態のように、白と黒とした場合、紙のような白表示と、濃度の高い黒表示と、樹脂層２７の色を反映した色表示との３種類の色を１つの単位セルで表示することができる。
【００７８】
例えば、背面基板２３の内側電極３０ａに、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させたところ、２種類の粒子のいずれの粒子も外側電極３０ｂ部分に集合し、内側電極３０ａの領域にはほとんど粒子が存在しなくなった。この状態では、表示面側から背面基板２３の内面がはっきりと確認でき、背面基板２３に形成した着色樹脂層２７による鮮明なＹｅｌｌｏｗ表示を行うことができた。なお、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７を形成すれば、白表示、黒表示、Ｍａｇｅｎｔａ表示の３色表示を、またＣｙａｎに着色した樹脂層２７を形成すれば、白表示、黒表示、Ｃｙａｎ表示の３色表示を行うことが可能である。
【００７９】
また、この状態から、内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方に、±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同じように印加したところ、外側電極３０ｂ上に集合した粒子が単位セル内に分散されて、最終的に全面均一な白黒表示状態に戻すことができた。
【００８０】
このように、本第３の実施の形態では、２種類の粒子による白黒表示に加え、背面基板２３によるＹｅｌｌｏｗ表示の計３色の表示を一つの単位セルで行うことができる。
【００８１】
ここで、図９に示すように、表示基板２０と背面基板２３との間に、複数の単位セル１１1〜１１n（但し、ｎは正の整数）を並べて形成し、各単位セルのそれぞれに、Ｙｅｌｌｏｗに着色した樹脂層２７ａ、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７ｂ、Ｃｙａｎに着色した樹脂層２７ｃを形成した。なお、図９では、電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの単位セル１１1〜１１nごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【００８２】
これら３色の樹脂層の配置は、例えば、図１０に示すように、それぞれ３色を１単位として規則的に配置し、例えば、図１０中点線で囲んだ３つの単位セルを一つの画素に対応させることによって、多色表示を行うことができる。このとき、多色表示時の解像度は単位セル数の１／３の解像度となるが、文字画像を中心とした白黒画像表示は、１つのセルで一つの画素を形成することができるため、単位セル数に対応した解像度の表示を行うことができる。
【００８３】
また、色表示において３つの単位セルのうちの１つの単位セルの樹脂層２７の色が表示されるようにし、その他の２つの単位セルの色の白黒表示を任意に切り換えることにより、色の明るさを変化させることができる。
【００８４】
例えば、図１１に示すように、Ｍａｇｅｎｔａに着色した樹脂層２７ｂを備えた単位セルの粒子を、外側電極３０ｂ上に集合させてＭａｇｅｎｔａを表示させ、その他の２つの単位セルを白色表示させると，明るいＭａｇｅｎｔａ表示となり、その他の２つの単位セルを黒色表示させると，暗いＭａｇｅｎｔａ表示となり、その他の２つの単位セルの一方を白色表示、他方を黒表示させると、樹脂層２７ｂの色が反映された通常のＭａｇｅｎｔａ表示となる。
【００８５】
また、白黒粒子を使わず、例えばＭａｇｅｎｔａ粒子とＣｙａｎ粒子を使用し、背面基板の内面にＹｅｌｌｏｗに着色した樹脂層２７を形成すれば、一画素でＹＭＣの三色（色の三原色）を表示することができる。もちろん、Ｙｅｌｌｏｗ粒子とＭａｇｅｎｔａ粒子を使用し、樹脂層２７をＣｙａｎに着色した構成としたり、Ｙｅｌｌｏｗ粒子とＣｙａｎ粒子を使用して、樹脂層２７をＭａｇｅｎｔａに着色した構成とするなど、色の組み合わせを自由に変更することは可能である。
【００８６】
また、使用する色は、ＹＭＣの三色（色の三原色）に限らず、目的に応じて適宜変更できる。例えば、白黒粒子を封入した複数の単位セルを並べた構成の画像表示部１０において、樹脂層２７をＲｅｄに着色した単位セル、Ｇｒｅｅｎに着色した単位セル、Ｂｌｕｅに着色した単位セルというように、光の三原色に対応する色の３種類のセルを規則的に併置しても、多色表示を行うことができる。
【００８７】
また、白黒粒子を使わず、例えばＲｅｄ粒子とＢｌｕｅ粒子を使用し、背面基板の内面にＧｒｅｅｎに着色した樹脂層を形成すれば、一画素でＲ，Ｇ，Ｂの三色（光の三原色）を表示することができる。
【００８８】
また、これ以外にも、必要に応じて他の任意の着色粒子を組合せたり、背面基板２３の内面を任意の色に設定することもできる。
【００８９】
なお、樹脂層２７としては、ポリカーボネートやポリエチレン、ポリスチレン、ビニールなどに所望の色の顔料や染料を分散したものを使用することができる。また樹脂層２７を設けず、表面コート層２８に所望の顔料や染料を分散することにより着色する構成とすることも可能である。
【００９０】
またＹｅｌｌｏｗや、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎやその他の色の着色粒子としては、透明なポリエステルやポリスチレン、ポリメタクリル酸メタクリレートなどの樹脂に、一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料や、Ｙｅｌｌｏｗ顔料、Ｃｙａｎ顔料、および任意の色の顔料を含有させた粒子や、各色の染料を分散させた粒子を使用することができる。なお、粒子の帯電性を安定させるために、例えば、酸化ケイ素や酸化チタン等の帯電制御剤を付加してもよい。
【００９１】
（第４の実施形態）
第４の実施の形態の画像表示装置は、上述した第１の実施の形態の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【００９２】
第４の実施の形態の画像表示装置は、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３との両方が透明な材質により構成されると共に、表示基板２０と背面基板２３との間に、単位セルを複数並べて形成した構成である。
【００９３】
背面基板２３は、表示基板２０と同様にＩＴＯガラス基板より構成され、粒子と接する内側表面には透明なポリカーボネート樹脂を厚さ５μｍに塗布して形成した透明な表面コート層２８が設けられている。
【００９４】
この構成によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、全ての単位セルの内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させたところ、各単位セル内の粒子は、それぞれ外側電極３０ｂに集まり、背面基板２３の背面側の模様が表示基板２０側から見ることが可能である。
【００９５】
また、所望の位置の単位セルが黒表示されるように、電圧制御部１２により、所望の位置の単位セルの２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加し、その他は単位セルに対しては、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させた。
【００９６】
これにより、黒表示する単位セルと背面基板２３の背面側の模様を映し出する透明なセルとで画像表示を行うことができる。したがって、画像表示部１０背面側に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする新規な画像の表示方法を採用することができる。
【００９７】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の画像表示装置は、図１２に示すように、上述した第４の実施の形態の画像表示部１０の背面基板２３の背面側に発光部４４が設けられた構成である。なお、図１２では、電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの単位セル１１1〜１１nごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【００９８】
すなわち、第５の実施の形態では、図１２に示すように、黒表示する単位セル（例えば、図１２では、１１1、１１3、１１n）と背面基板２３の背面側の模様を映し出する透明なセル（例えば、図１２では、１１2、１１4）を透過した発光部４４からの光とで画像を表示する。このため、黒表示する単位セルと発光部４４からの光を透過させる単位セルとで非常にコントラストの高い白黒表示を行うことができる。
【００９９】
また、このような構成であるため、例えば、光を透過させる単位セルを部分的に形成することで、画像表示部１０と発光部４４との間に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする表示方法を適用することもできる。
【０１００】
なお、発光部４４の色を白色光とすることにより、最もコントラストの高い画像表示を行うことができるが、本発明では、バックライトの色は白色光に限定せず、オレンジや緑などの所望の色を適用することができる。この場合も、単位セル内の粒子の色とバックライトの色とのコントラストで画像を表示することができる。このような発光部４４としては、蛍光灯や電球、ＬＥＤなど、種々の発光装置を使用することができる。
【０１０１】
なお、単位セルを透明状態とした部位は光を良好に透過させ、白黒表示状態の部位は粒子の隠蔽性が高い（光透過性が低い）ため、発光部４４からの光を透過しない。そのため、バックライト方式で発光型のディスプレイと同様の表示を行うことができる。
【０１０２】
したがって、例えば、昼間や周囲が明るい場所においては、スイッチ（光照射手段）などにより発光部４４をオフにして単位セル内の白粒子４２と黒粒子４０とによる反射型の表示方法を採用し、夜間や周囲が暗い場所においては、発光部４４をオンにして発光部４４からの光と、発光部４４からの光を遮蔽する粒子とによる透過型の表示方法を採用することができる。これにより、いかなる周囲の明るさの元でも視認性の高い表示を行うことが可能である。
【０１０３】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の画像表示装置を図１３に示す。この画像表示装置は、上述した第３の実施の形態と第５の実施の形態との応用例であり、第３の実施の形態のように、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、所望の色に着色された樹脂層２７としてＲＧＢカラーフィルタを備えると共に、第５の実施の形態のように、画像表示部１０の背面基板２３の背面側に発光部４４が設けられた構成である。
【０１０４】
本第６の実施の形態の画像表示装置によれば、第３の実施の形態と同様に２種類の粒子による白黒表示に加え、背面基板２３に形成したカラーフィルタの色を表示することができる。さらに、第５の実施の形態で説明したように、背面基板２３の背後から光を照射し、カラー画像情報に応じて画像表示部１０の任意の場所を透明化することで、所望のフィルタの色を表示させることにより、バックライト方式によるカラー表示を行うことができる。
【０１０５】
図１３では、画像表示部１０の各セルに各色の色フィルタ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）力を規則的に設けている。発光部４４としてはハロゲンランプを使用し、背面基板２３の背後から均一に光照射を行うようにした。そして、例えば、Ｇｒｅｅｎのフィルタが配された単位セルを透明化させて、Ｇｒｅｅｎ光を発生させることによって、Ｇｒｅｅｎの表示を行うことができた。また、例えばＲｅｄとＧｒｅｅｎのフィルタが配された単位セルを同様に透明化させて、Ｒｅｄ光とＧｒｅｅｎ光を発生させることによって、Ｙｅｌｌｏｗの表示を行うことができる。
【０１０６】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態に係る画像表示装置は、第１の実施の形態の応用であり、図１４に示すように、２つの単位セルを積層して１つの表示セルとした構成である。
【０１０７】
第７の実施の形態で使用した画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４ａが形成された透明な第１表示側電極２２ａ、第１スペーサ２６ａ、透明な表面コート層２８ａが形成された透明な第１背面側電極２５ａ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な中間基板２１、透明な表面コート層２４ｂが形成された透明な第２表示側電極２２ｂ、第２スペーサ２６ｂ、透明な表面コート層２８ｂが形成された透明な第２背面側電極２５ｂ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、が順に形成された構成である。
【０１０８】
第１スペーサ２６ａにより画定された第１単位セル内には、第１の実施の形態と同様に、黒粒子４０および白粒子４２が封入されている。また、第２スペーサにより画定された第２単位セル内には、第１単位セル内に封入された粒子と異なる２種類の着色粒子４１、４３が封入されている。
【０１０９】
２種類の着色粒子４１、４３は、透明なポリエステルやポリスチレン、ポリメタクリル酸メタクリレートなどの樹脂に、一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料や、Ｙｅｌｌｏｗ顔料、Ｃｙａｎ顔料、Ｒｅｄ顔料、Ｇｒｅｅｎ顔料、Ｂｌｕｅ顔料などの任意の顔料や、あるいは任意の色の染料を含有させた粒子を使用することができ、これらの着色粒子から任意の２種類を選択できる。もちろん、必要に応じてその他の色の着色粒子を使用することもできる。また、粒子の帯電性を安定させるために、例えば、酸化ケイ素や酸化チタンのような帯電制御剤を付加してもよい。なお、本第７の実施の形態では、正に帯電する着色粒子を第１着色粒子４１、負に帯電する着色粒子を第２着色粒子４３とする。
【０１１０】
本第７の実施の形態では、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、図１５（Ａ）に示すように、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると負に帯電する白粒子４２が表示基板２０側に移動し、正に帯電する黒粒子４０は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。
【０１１１】
また、逆に、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると、正に帯電する黒粒子４０が表示基板２０側に移動し、負に帯電する白粒子４２は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には黒粒子４０のみが均一に付着し、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。
【０１１２】
なお、このとき、第２単位セル内の粒子の状態がどのような状態であっても、第１単位セル内の粒子の色が表示基板に表示されるので、第２背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとに電圧を印加する必要はない。
【０１１３】
また、第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、図１５（Ｂ）に示すように、第１単位セル内は透明になり、第２単位セルの色が表示される。
【０１１４】
このとき、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると、第１着色粒子４１が表示基板２０側に移動し、負に帯電する第２着色粒子４３は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には第１着色粒子４１のみが均一に付着し、第１着色粒子４１の色が表示されることになる。
【０１１５】
また、逆に、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加すると負に帯電する第２着色粒子４３が表示基板２０側に移動し、正に帯電する第１着色粒子４１は、静電的に背面基板２３側に吸引される。このため、表示基板２０には第２着色粒子４３のみが均一に付着し、第２着色粒子４３の色が表示されることになる。
【０１１６】
このように、本第７の実施の形態の画像表示装置では、第１の単位セルと第２の単位セルとが積層されてなる１つの積層セルにおいて、第１の単位セル内の２種類の粒子による色表示、及び、第２の単位セル内の２種類の粒子による色表示の合計４色の色表示が可能であり、より表現豊かで高解像度の多色表示を行うことができる。
【０１１７】
なお、図１６に示すように、第２背面側電極２５ｂと、表面コート層２８ｂとの間に、着色した樹脂層２７を設けることで、１つの積層セルに対応する表示領域において、第１の単位セル内の２種類の粒子による色表示、第２の単位セル内の２種類の粒子による色表示、及び、着色した樹脂層２７による色表示の合計５色の色表示を行うことができ、更に表現豊かな多色表示を行うことができる。
【０１１８】
第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子及び着色した樹脂層２７の色は、特に限定しないが、好ましくは、全ての色が異なるように第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子及び着色した樹脂層２７の色を設定するとよい。例えば、第１の単位セル内の２種類の粒子を白粒子と黒粒子とし、第２の単位セル内の２種類の粒子と着色した樹脂層２７の３種類の色を色の三原色であるＹｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの３種類の色としたり、光の三原色であるＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの３種類の色とすることにより、高解像度で多彩な多色表示を行うことができる。
【０１１９】
また、図１７に示すように、第４の実施の形態の画像表示装置と同様に、画像表示部１０を構成する表示基板２０と背面基板２３との両方が透明な材質により構成すると共に、表示基板２０と背面基板２３との間に、表示セル１３1〜１３m（但し、ｍは正の整数）を複数並べて形成することにより、多彩な多色表示を行えることに加えて、背面基板２３の背面側の模様が表示基板２０側から見ることが可能である。なお、図１７においても電圧制御部１２の図示は省略するが、電圧制御部１２は、それぞれの表示セル(単位セル)１３1〜１３mごとに設けられた内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方の電圧制御をそれぞれ独立して行っている。
【０１２０】
これにより、第１の単位セル内の２種類の粒子、第２の単位セル内の２種類の粒子とで、４色の色表示、又は、着色した樹脂層２７を設けた場合は５色の色表示を行えると共に、画像表示部１０背面側に配置した画像や物体の任意の個所を部分的に見せたり隠したりする新規な画像の表示方法を採用することができる。
【０１２１】
さらに、表示基板２０と背面基板２３との両方を透明な材質により構成した場合において、背面基板２３の背面側に発光部４４を設け、光を透過させる透明化した表示セルを部分的に形成させることで、発光部４４からの光を表示面側に導いて、コントラストが高く、高解像度の多色表示を行うことができる。
【０１２２】
また、図１８に示すように、表示基板２０と背面基板２３との間に、表示セルを複数並べて形成した画像表示部１３1〜１３mにおいて、各表示セル毎の第２背面側電極２５ｂと表面コート層２８ｂとの間に、着色した樹脂層２７を設けると共に、背面基板２３の背面側に発光部４４を設ける構成とすることができる。
【０１２３】
また、着色した樹脂層２７は、例えば、ＲＧＢカラーフィルタのように、ＲＧＢの色領域を規則的に配置されるようにそれぞれ積層セル単位毎に設けるとよい。
【０１２４】
なお、上述した第５の実施の形態のように、例えば、昼間や周囲が明るい場所においては、発光部４４をオフにして単位セル内の白粒子と黒粒子とによる反射型の表示方法を採用し、夜間や周囲が暗い場所においては、発光部４４をオンにして発光部４４からの光と、発光部４４からの光を遮蔽する粒子とによる透過型の表示方法を採用することができる。これにより、いかなる周囲の明るさの元でも視認性の高い表示を行うことが可能である。
【０１２５】
（第２の参考例）
第２の参考例の画像表示装置は、上述した第３の実施の形態の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１２６】
第２の参考例の画像表示装置では、図２２に示すように、単位セル１１内に白粒子４２のみが封入された構成である。また、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間には、例えば、カーボンを分散して黒に着色した厚み約５μｍの樹脂層２７が設けられている。
【０１２７】
この樹脂層２７は、単位セル内に封入された白粒子４２と異なる色であるため、白粒子４２を外側電極３０ｂに集合させて内側電極３０ａに対応する画像表示部１０の表示面領域をほぼ透明化すると、樹脂層２７の色（ここでは黒色）が表示面領域に反映される。
【０１２８】
なお、白粒子４２は、単体でも表面コート層２４、２８との摩擦帯電で帯電させることが可能であるが、本第２の参考例では、白粒子を予め外部で十分に帯電させてから単位セル１１内に封入した。封入した白粒子４２の量は、個々では、例えば、約１４ｍｇとし、基板間の空隙体積（すなわち、単位セル１１の体積）に対する粒子の総体積比は約５％となるようにしている。なお、白粒子４２の帯電状態は表示駆動を繰り返し行っても安定していた。
【０１２９】
画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第２の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１３０】
本第２の参考例の画像形成装置において、電圧制御部１２により、背面側電極２５の外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、図２２（Ｂ）に示すように、白粒子４２は接地された外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。
【０１３１】
このため、単位セル１１内は透明になり、樹脂層２７の色が表示されて、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。また、電圧制御部１２により、背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加すると、外側電極３０ｂに集まっていた白粒子４２が離散されて図２２（Ａ）のような混濁した状態となり、さらにこの状態から図２３（Ａ）又は図２３（Ｂ）に示すように良好な白表示（反射濃度≦０．３）が達成される。
【０１３２】
なお、本第２の参考例において、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すような白表示状態から、図２２（Ｂ）に示すような黒表示状態にするのに要した時間と、図２２（Ｂ）に示すような黒表示状態から図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示すような白表示状態にするのに要する時間は、上述した図５と同様であった。
【０１３３】
なお、樹脂層２７の色は、本第２の参考例では、黒としたが、例えば、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎなどの対応する単位セル内に封入された粒子の色と異なる色であればよく、単位セル内に封入された粒子の色が第２の参考例のように、白とした場合、紙のような白表示と、樹脂層２７の色を反映した黒表示との２種類の色を１つの単位セルで表示することができる。また、粒子の色も白に限定されるものではなく、封入された粒子の色に応じて色表示を行うことが可能である。
【０１３４】
（第３の参考例）
第３の参考例の画像表示装置は、上述した第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１３５】
第３の参考例の画像表示装置では、図２４に示すように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入された構成である。また、画像表示部１０の背面基板２３には着色樹脂層２７がなく白色ガラスより構成されている。また、背面基板２３の表面の背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）は透明電極より構成されている。また、表面側電極２２及び背面側電極２５の表面には表面コート層が設けられておらず、夫々単位セル１１内に露出して単位セル１１の内面を形成している。
【０１３６】
導電性黒粒子４０は、ポリメタクリレートに黒色顔料であるカーボンブラックを高含有率で分散した球状黒粒子を使用している。もちろん、導電性の黒粒子であれば、その他の材料を適用することも可能である。
【０１３７】
画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第３の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１３９】
また、電圧制御部１２により、背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に−２００Ｖ或いは＋２００Ｖの直流電圧を同時に印加することにより、外側電極３０ｂに集まっていた黒粒子４０が離散されて図２４に示すような混濁した状態となり、良好な黒表示（反射濃度≧１．５）が達成される。
【０１４０】
なお、本第３の参考例においても、黒表示状態から白表示状態にするのに要する時間と、白表示状態から黒表示状態にするのに要した時間は、上述した図５と同様であった。
【０１４１】
（第４の参考例）
第４の参考例の画像表示装置は、上述した第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１４２】
第４の参考例の画像表示装置では、図２５に示すように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入された構成である。また、画像表示部１０を構成する背面基板２３には着色樹脂層２７がなく、表示基板２０と同様にが透明な材質により構成されている。
【０１４３】
背面基板２３は、表示基板２０と同様にＩＴＯガラス基板より構成され、粒子と接する内側表面には透明なポリカーボネート樹脂を厚さ５μｍに塗布して形成した透明な表面コート層２８が設けられている。
【０１４４】
このような構成の画像表示部１０の表示基板２０側の電極２２を接地し、背面基板２３側に設けられた２つの電極３０ａ、３０ｂをそれぞれ電気的に独立して電圧制御部１２に接続することにより、本第４の参考例の画像表示装置が得られる。
【０１４５】
本第４の参考例の画像表示装置に対し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地させることにより、単位セル１１内の導電性黒粒子４０は、外側電極３０ｂに集まって画像表示部１０が透明化されるので、画像表示部１０の背面基板２３の背面側の模様が画像表示部１０を透過して表示基板２０側から見ることが可能である。
【０１４６】
また、背面側電極２５の内側電極３０ａと外側電極３０ｂとの両方に、例えば、±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を同時に印加すると、外側電極３０ｂに集まっていた黒粒子４０が離散されて混濁した状態となり、画像表示部１０が不透明化されるので、画像表示部１０の背面基板２３の背面側の模様を表示基板２０側から見ることができなくなる。
【０１４７】
このように本第４の参考例では、１種類の粒子を駆動することで粒子表示媒体の透明化、不透明化を制御することができるので、新たな表現形態が可能である。例えば、画像形成部以外は透明な状態とすることかできるので、透明基板上に着色粒子による画像を表示したような表現や、画像表示部１０の背後に配置した画像や物体の任意の個所を見せたり、隠したりすることができる。また、画像表示部１０の背後に、第５の実施の形態と同様な発光部４４を設けることで、バックライト方式で発光型のディスプレイと同様の表示を行うことができるので、コントラストの高い画像表示を行うことができる。
【０１４８】
なお、本第４の参考例においても、画像表示部１０を不透明状態から透明状態にするのに要する時間と、画像表示部１０を透明状態から不透明状態にするのに要する時間とは、上述した図５と同様であった。
【０１４９】
（第５の参考例）
第５の参考例の画像表示装置を図２６に示す。この画像表示装置は、上述した第２の参考例及び第４の参考例の応用例であり、第２の参考例のように、画像表示部１０の背面基板２３の表面に形成された背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）と、表面コート層２８との間に、所望の色に着色された樹脂層としてＲＧＢカラーフィルタ２７Ｆを備えると共に、第４の参考例のように、単位セル１１内に導電性黒粒子４０のみが封入されると共に、画像表示部１０を構成する背面基板２３が表示基板２０と同様にが透明な材質よりなる構成である。
【０１５０】
この構成によれば、１種類の粒子を駆動することで画像表示媒体１０の透明化、及び、不透明化を制御することができ、かつ、１種類の粒子を駆動することで画像表示媒体１０を透明化して背面基板２３に形成したカラーフィルタ２７Ｆの色を表示することができる。さらに、第５の実施の形態で説明したように、背面基板２３の背後から光を照射し、カラー画像情報に応じて画像表示部１０の任意の場所を透明化することで、所望のフィルタの色を表示させることにより、バックライト方式によるカラー表示を行うことができる。
【０１５１】
勿論、第５の実施の形態のように、単位セルごとに異なる色のカラーフィルタを設けるようにしてもよい。
【０１５２】
（第６の参考例）
第６の参考例の画像表示装置は、上述した及び第２の参考例の画像表示装置の応用例であり、異なる個所だけ説明する。
【０１５３】
第６の参考例で使用した画像表示部１０は、画像表示面を形成する透明な表示基板２０と背面基板２３との間に、透明な表面コート層２４ａが形成された透明な第１表示側電極２２ａ、第１スペーサ２６ａ、透明な表面コート層２８ａが形成された透明な第１背面側電極２５ａ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な第１中間基板２１ａ、透明な表面コート層２４ｂが形成された透明な第２表示側電極２２ｂ、第２スペーサ２６ｂ、透明な表面コート層２８ｂが形成された透明な第２背面側電極２５ｂ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、透明な第２中間基板２１ｂ、透明な表面コート層２４ｃが形成された透明な第３表示側電極２２ｃ、第３スペーサ２６ｃ、透明な表面コート層２８ｃと着色樹脂層２７とが形成された透明な第３背面側電極２５ｃ（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）、が順に形成された構成である。
【０１５４】
第１スペーサ２６ａにより画定された第１単位セル１１ａ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＹｅｌｌｏｗ顔料を分散した第３着色粒子４５Ｙが封入されており、第２スペーサ２６ｂにより画定された第２単位セル１１ｂ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＭａｇｅｎｔａ顔料を分散した第４着色粒子４５Ｍが封入されており、第３スペーサ２６ｃにより画定された第３単位セル１１ｃ内には、透明なポリエステル、ポリスチレン、及びポリメタクリル酸メタクリレート等の樹脂に一般的なＣｙａｎ顔料を分散した第５着色粒子４５Ｃが封入されている。これら、第３着色粒子４５Ｙ、第４着色粒子４５Ｍ、及び第５着色粒子４５Ｃは夫々透明性が得られるように顔料の分散率が調整されている。また、着色樹脂層２７は、白色顔料である酸化チタン微粒子を分散されて白色に着色されている。
【０１５５】
本第６の参考例の画像表示装置に対し、第１表示側電極２２ａを接地し、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第１単位セル１１ａ内の第３着色粒子４５Ｙを均一に分散され、これにより、Ｙｅｌｌｏｗ表示が行れる。
【０１５６】
また、第１表示側電極２２ａ及び第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、第１背面側電極２５ａの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第１単位セル１１ａ内の第３着色粒子４５Ｙが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、単位セル１１ａ内は透明になり、下層の単位セル１１ｂ、１１ｃの色、及び着色樹脂層２７の色の少なくとも１つの色が表示される。
【０１５７】
第２単位セル１１ｂも同様に、第２表示側電極２２ｂを接地し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第２単位セル１１ｂ内の第４着色粒子４５Ｍが均一に分散され、これにより、Ｍａｇｅｎｔａ表示が行れる。
【０１５８】
また、第２表示側電極２２ｂ及び第２背面側電極２５ｂの外側電極３０ｂを接地し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第２単位セル１１ｂ内の第１着色粒子４５Ｍが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、第２単位セル１１ｂ内は透明になり、上層の第１単位セル１１ａの色、下層の第３単位セル１１ｃの色、及び着色樹脂層２７の色の少なくとも１つの色が表示される。
【０１５９】
第３単位セル１１ｃも同様に、第３表示側電極２２ｃを接地し、第３背面側電極２５ｃの内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第３単位セル１１ｃ内の第５着色粒子４５Ｃが均一に分散され、これにより、Ｍａｇｅｎｔａ表示が行れる。
【０１６０】
また、第３表示側電極２２ｃ及び第３背面側電極２５ｃの外側電極３０ｂを接地し、第３背面側電極２５ｃの内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加することにより、第３単位セル１１ｃ内の第５着色粒子４５Ｃが外側電極３０ｂに集まり、内側電極３０ａの領域には、殆ど粒子が存在しなくなる。このため、第３単位セル１１ｃ内は透明になり、上層の第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂの色、及び着色樹脂層２７の少なくとも１つの色が表示される。
【０１６１】
また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃのいずれか２つの単位セル内の着色粒子を単位セル内に均一に分布させ、残りの１つの単位セル内の粒子を外側電極３０ｂに集めることにより、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの色表示を任意に表示できる。また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃの全ての単位セル内の着色粒子を夫々外側電極３０ｂに集めることにより、白色に着色された着色樹脂層２７による白色表示を行うことができ、る。また、第１単位セル１１ａ、第２単位セル１１ｂ、および、第３単位セル１１ｃの全ての単位セル内の着色粒子を夫々単位セル内に均一に分布させることにより黒表示を行うことができる。
【０１６２】
従って、本第６の参考例の画像表示装置によれば、１つの画素で白黒表示と、色の三原色であるＹｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの混色による多色表示を行うことが可能であり、表現豊かな多色表示を行うことができる。
【０１６３】
なお、上述した第１の実施の形態から第７の実施の形態及び第１の参考例から第６の参考例において、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、単位セルの表示面側の周縁に、外側電極３０ｂを覆う遮光性の枠部４６を形成することもできる。
【０１６４】
このような枠部４６を形成することにより、外側電極３０ｂに集合された粒子が枠部４６により覆われるため、集合した粒子の色が表示面側に映らず、粒子の集合体に起因する表示画像の鮮鋭性の低下や表示ノイズがなくなり、非常にすっきりとした表示を行うことができる。
【０１６５】
なお、このような枠部４６は、スクリーン印刷やフォトレジストなどにより形成することができる。また枠部４６の色は、遮光性が高ければ特に限定されないが、黒いマスクパターンを使用すると、表示画像にシャープさや深みが感じられ適当である。
【０１６６】
なお、上述した全ての実施の形態及び全ての参考例では、１つの電圧制御部１２により各電極に対する印加電圧を独立して制御する構成としたが、各電極毎に電圧制御部１２を設けて、各々独立して印加電圧を制御するように構成することもできる。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、解像度の低下を招くことなく、あるいは解像度の低下を抑えて多色表示を行うことの可能である、という効果がある。
【０１６８】
また、品質の高い多色表示を行うことが可能である、という効果もある。
【０１６９】
更に、背面側から光を照射するバックライト方式を採用できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】 図１に示した画像表示装置の画像表示部を構成する背面側電極２５（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の上面図である。
【図３】 図３（Ａ）は２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、−２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加したときの画像表示部の状態を示す断面説明図であり、図３（Ｂ）は２つの電極領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに例えば、＋２００Ｖの負の直流電圧を同等に印加したときの画像表示部の状態を示す断面説明図である。
【図４】 内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、外側電極３０ｂを接地したときの画像表示部の状態を示す断面説明図である。
【図５】 内側電極３０ａをほぼ透明な状態にするの要した時間と外側電極３０ｂをほぼ透明な状態にするの要した時間とを示すグラフである。
【図６】 図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、画像表示部１０の背面基板２３の電極（内側電極３０ａ、外側電極３０ｂ）の別の形状の例を示す上面図である。
【図７】 図６（Ａ）〜図６（Ｄ）及び図２に示した形状の電極を用い、周波数３００Ｈｚの交番電圧を印加した場合の内側電極３０ａ上の粒子が移動して、対応する画像表示部１０の表示面領域がほぼ透明な状態となるのに要する時間を示すグラフである。
【図８】 第３の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】 表示基板２０と背面基板２３との間に複数の単位セル１１1〜１１n（但し、ｎは正の整数）を並べて形成し、かつそれぞれ単位セル毎に着色樹脂層２７を形成した場合の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１０】 着色した単位セルの配置例を示す上面説明図である。
【図１１】 色表示方法の一例を説明する上面説明図である。
【図１２】 第５の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１３】 第６の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１４】 第７の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図１５】 図１５（Ａ）は、例えば、−２００Ｖの正の直流電圧を内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに同等に印加したときの状態を示す断面説明図であり、図１５（Ｂ）は、第１背面側電極２５ａの外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±２００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加し、第２背面側電極２５ｂの内側電極３０ａと外側電極３０ｂとのそれぞれに、例えば、＋２００Ｖの正の直流電圧を同等に印加したときの状態を示す断面説明図である。
【図１６】 第７の実施の形態の画像表示装置に色フィルタとしての着色樹脂層を設けた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１７】 第７の実施の形態の画像表示装置の基板を全て透明化し、背面側発光部を設けてた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１８】 図１７に示した画像表示装置の表示セル毎に色フィルタとしての着色樹脂層を設けた場合の概略構成を示す説明図である。
【図１９】 図１９（Ａ）は、単位セルの表示面側の周縁に、外側電極３０ｂを覆う遮光性の枠部４６を形成したときの画像表示部の状態を示す断面説明図であり、図１９（Ｂ）は、遮光性の枠部４６の上面図である。
【図２０】 従来の粒子を用いた画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２１】 ３種類の単位セルを用いた色表示方法の例を示す説明図である。
【図２２】 第２の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図であり、図２２（Ａ）は第２の参考例の画像表示装置の背面側電極２５の内側電極３０ａ及び外側電極３０ｂとの両方に±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加したときの状態を示す断面説明図であり、図２２（Ｂ）は、第２の参考例の画像表示装置の背面側電極２５の外側電極３０ｂを接地し、内側電極３０ａに±３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を印加したときの状態を示す断面説明図である。
【図２３】 図２３（Ａ）は図２２に示した画像表示装置において、白粒子４２が表示基板側に集まって白表示を行うときの状態を説明する断面説明図であり、図２３（Ｂ）は図２２に示した画像表示装置において、白粒子４２が背面基板側に集まって白表示を行うときの状態を説明する断面説明図である。
【図２４】 第３の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２５】 第４の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２６】 第５の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２７】 第６の参考例の画像表示装置の概略構成を示す説明図であり、３種類の単位セルを積層した構成の用いた色表示方法の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 画像表示部
１１、１１1〜１１n 単位セル
１２ 電圧制御部
１３、１３1〜１３m 表示セル
２０ 表示基板
２１、２１ａ、２１ｂ 中間基板
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 表示側電極
２３ 背面基板
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 表面コート層
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 背面側電極
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ スペーサ
２７、２７ａ、２７ｂ 、２７Ｆ 着色樹脂層
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 表面コート層
３０ａ 内側電極
３０ｂ 外側電極
４０ 黒粒子
４１ 第１着色粒子
４２ 白粒子
４３ 第２着色粒子
４４ 発光部
４５Ｙ 第３着色粒子
４５Ｍ 第４着色粒子
４５Ｃ 第５着色粒子
４６ 枠部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display medium and an image display device, and more particularly, to an image display medium capable of repeatedly rewriting display by moving colored particles by an electric field, and an image display device including the image display medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Twisted Ball Display (two-color coated particle rotation display), electrophoretic display medium, magnetophoretic display medium, thermal rewritable display medium, liquid crystal having memory properties, etc. have been proposed as repetitive rewritable display media. Yes.
[0003]
Among these display media that can be repeatedly rewritten, a thermal rewritable display medium, a liquid crystal having a memory property, and the like have a feature that the image memory property is excellent.
[0004]
A display medium using electrophoresis and magnetophoresis disperses colored particles that can be moved by an electric field or a magnetic field in a white liquid, and forms an image with the color of the colored particles and the color of the white liquid. For example, the image portion attaches colored particles to the display surface to display the color of the colored particles, and the non-image portion removes the colored particles from the display surface to display white due to the white liquid. In a display medium using electrophoresis and magnetophoresis, the movement of the colored particles does not occur without the action of an electric field or a magnetic field, and thus has a display memory property.
[0005]
In addition, the Twist Ball Display has a spherical surface in which half of the surface is white and the other side is black, and is reversed by the action of an electric field. For example, the black portion of the image portion is on the display surface side, and the white surface is non-image portion. The display is performed by applying an electric field so that is on the display surface side.
[0006]
According to this, since the particles do not cause inversion driving unless there is an action of the electric field, the display has a memory property. In the display medium, oil exists only in the cavities around the particles, but since it is almost in a solid state, it is relatively easy to make the display medium into a sheet.
[0007]
However, the thermal rewritable display medium and the liquid crystal having a memory property cannot display the display surface sufficiently white like paper, and the contrast between the image portion and the non-image portion is small when an image is displayed. Therefore, it is difficult to perform a clear display.
[0008]
In addition, the display medium using electrophoresis and magnetophoresis is superior in self-display by white liquid, but when displaying the color of the colored particles, the white liquid enters the gaps between the colored particles, so the display density decreases. Resulting in. Therefore, the contrast between the image portion and the non-image portion is reduced, and it is difficult to obtain a clear display.
[0009]
Furthermore, since the white liquid is sealed in these display media, when the display medium is removed from the image display device and handled roughly like paper, the white liquid may leak from the display medium.
[0010]
In the Twistig Ball Display, even if the white-coated hemisphere is perfectly aligned on the display side, the light beam that enters the gap between the spheres is not reflected and is lost internally, so in principle 100% White display is not possible. In addition, the self-display is grayed out due to light absorption and light scattering in the cavity. Further, it is difficult to completely invert the particles, which also causes a decrease in contrast, and as a result, it is difficult to obtain a clear display. Furthermore, since the particle size is required to be smaller than the pixel size, fine particles with different colors must be manufactured for high-resolution display, which requires advanced manufacturing techniques. There is also a problem.
[0011]
For this reason, several display media using toner (particles) have been proposed as new display media for solving the above-mentioned problems (Japan Hardcopy, '99 papers, p249-p252, Japan Hardcopy). , '99 fall proceedings, p10-p13).
[0012]
These image display media have a configuration in which two types of particle groups (toners) having different colors and charging characteristics are enclosed between a transparent display substrate and a back substrate facing this with a minute gap. By applying an electric field between these substrates in accordance with image information, particles of an arbitrary color are attached to the display substrate to display an image.
[0013]
Electrodes are formed on the display substrate and the back substrate of the display medium using this toner, and the inner surface of each substrate is coated with a charge transport material that transports only charges of one polarity (for example, holes). When a voltage is applied between these substrates, holes are injected only into the conductive black toner, the different toners are positively charged, and the white particles are pushed between the substrates according to the electric field formed between the substrates. Moving. When the black toner is moved to the display substrate side, black display is performed, and when the black toner is moved to the rear substrate side, white display by white particles is performed. Therefore, a black and white image can be displayed by applying a voltage between the plates according to the image information and moving the black toner to an arbitrary substrate side.
[0014]
According to such a display medium using toner, since the toner does not move unless an electric field acts, it has a display memory property, and the image display medium is entirely made of solid, so that there is a problem of liquid leakage. Does not occur. Since the display of white and black can be switched 100% in principle, it is possible to display a clear image with high contrast. Furthermore, by using particles with high concealability, it is possible to display a two-color image (for example, a black and white image) with a high display contrast. Hereinafter, a display medium using toner is simply referred to as an image display medium.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional image display medium has a problem that multicolor display is difficult. That is, in order to perform multicolor display on a conventional image display medium, three or more kinds of particles having different colors and charging characteristics are encapsulated between the display substrate and the back substrate, and these are applied with different electric field application methods. Need to be driven separately.
[0016]
However, in practice, it is technically difficult to drive three or more types of particles having different colors and charging characteristics separately by changing the method of applying an electric field, resulting in a decrease in contrast and color turbidity.
[0017]
Therefore, in order to perform multicolor display on a conventional image display medium, for example, as shown in FIG. 1 ~ 50 p (Where p is a natural number), and a method of enclosing particles having different colors for each unit cell and expressing one color by several adjacent unit cells is unavoidable.
[0018]
For example, in FIG. 20, a unit cell in which white particles 60 and Magenta particles M are combined and enclosed, a unit cell in which white particles 60 and Yellow particles Y are combined and enclosed, white particles 60 and Cyan particles C are combined. The unit cells are sealed in order in three types of unit cells, which are unit cells sealed together, and as shown in FIG. 21, the color of one pixel is expressed by three adjacent unit cells.
[0019]
As shown in FIG. 21, white display collects white particles on the display surface side of all unit cells, black display collects colored particles on the display surface side of all unit cells, and Magenta, Yellow, and Cyan correspond to each other. The colored particles are collected on the display surface side of the unit cell in which the colored particles of the color to be encapsulated are collected, and the other unit cells are displayed in white. The display of Red, Blue, and Green is shown in FIG. The colored particles of each unit cell are driven so as to be a combination of the colored particles in the unit, and a multicolor image is displayed (however, in FIG. 21, W = Wite, M = Magenta, Y = Yellow, C = Cyan ).
[0020]
However, in this method, since the color of one pixel is expressed by a plurality of cells, the resolution is lowered, and character quality is particularly deteriorated. Also, in order to maintain the display resolution, it is necessary to make a fine unit cell with a small display area per unit cell. Such a fine unit cell is difficult to manufacture, and even if it can be manufactured, it is manufactured. Inefficiency is inevitable and manufacturing costs are inevitable. In addition, since many unit cells are formed in the same area, a load is applied to the drive circuit for driving each unit cell. Therefore, there is a problem that a high-performance drive circuit is required and the drive circuit is inevitably increased in cost.
[0021]
Further, in the example shown in FIGS. 20 and 21, there is a problem that the black display is grayish and the display quality is deteriorated. Even if the combination of the colors of the colored particles to be encapsulated is changed from the above-described example, fundamental problems such as deterioration in character quality due to a decrease in resolution and deterioration in display quality due to a decrease in contrast between white and black remain unchanged.
[0022]
By the way, since the conventional image display medium is a completely reflective display medium, visibility is extremely lowered at night or in a dark place and illumination is necessary. However, since the particles used for the image display medium are required to have high concealability, a backlight system such as liquid crystal cannot be employed. For this reason, the image display medium is limited to the front light system, and there is a problem that the expression capability and application form as a display medium are limited.
[0023]
In view of the above, an object of the present invention is to provide an image display medium and an image display device capable of performing multicolor display without causing a decrease in resolution or suppressing a decrease in resolution. It is another object of the present invention to provide an image display medium and an image display device capable of performing high-quality multicolor display. Furthermore, it aims at providing the image display medium and image display apparatus which can employ | adopt a backlight system.
[0025]
Book Invention image display apparatus Is transparent at least on the display side, and is disposed between the plurality of substrates, a support member that is provided between the plurality of substrates and delimits the unit cells, is enclosed in the unit cells, and has a color. And charging characteristics are different, and Formation At least two types that move in opposite directions between the substrates according to the applied electric field Coloring Particles and The display-side electrode and the back-side electrode provided between the plurality of substrates, wherein the display-side electrode and the back-side electrode form an electric field in the unit cell, and the display-side electrode And at least one of the back side electrodes is an image display medium composed of at least two electrodes of an inner electrode electrically separated from each other and an outer electrode arranged outside the inner electrode, When performing display, a voltage is applied to the display-side electrode and the back-side electrode to form an electric field between the display-side electrode and the back-side electrode, and when releasing the color display by particles, An alternating voltage is applied to one inner electrode of the display side electrode and the back side electrode having at least two electrodes, and the one of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes Grounded or open side electrode, and grounding the other electrode of the display-side electrode and the rear electrode is controlled so as to collect the colored particles in the outer electrode control means And.
[0027]
The image display medium is Display side electrode and back side electrode At least one The inner electrode is electrically separated from the inner electrode and the outer electrode disposed outside the inner electrode. It is configured.
[0028]
Because of this configuration, for example, by the control means, For the display side electrode and the back side electrode When the same voltage is applied, the colored particle group moves to the display surface side, and the color of the particles is displayed on the display surface side.
[0029]
In addition , Double Even if one kind of colored particle group out of several kinds of colored particle groups moves to the display surface side and the display surface side is displayed in one color, the kind of the colored particle group enclosed in the unit cell may be selected. The two or more types of colored particle groups of the plurality of types of colored particle groups may move to the display surface side, and the colored particle groups sealed in the unit cell may be displayed in a mixed color. You may choose the type.
[0030]
Preferably, the colored particles are different in color and charging characteristics, and Formation At least two types that move in opposite directions between the substrates according to the applied electric field Coloring By using a particle group, the at least two types of Coloring Only one particle in the particle group moves to the display surface side, and only the color of one particle can be displayed on the display surface side.
[0032]
Also, Said At least two electrodes One outer electrode of the display side electrode or the back side electrode Is grounded or opened, for example by the control means The inside of one of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes Electric Extremely Police box Pressure When applied, the alternating power Pressure Applied Inside Electric Extreme Grounded Outside Electric Extremely Particles move.
[0033]
Therefore, the colored particle group is the Outside Electric Extremely Because it gathers, police box Pressure Applied Inside Electric Extremely Can create a state in which there is almost no particle image, and the color display by the particles is canceled.
[0034]
Also ground One outer side of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes Electric The pole Apply an alternating voltage to the frame area corresponding to the periphery of the display surface. One of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes Electric The pole By setting the area inside the frame-like area, when alternating voltage is applied, the color of the particles does not appear on the display surface, and the alternating voltage is applied. Extreme The color will be reflected.
[0039]
In the present invention, it is determined in advance. The 3 or more arranged in parallel at predetermined intervals Substrate A unit cell in which the colored particle group is enclosed between the substrates is provided, and the unit cell overlaps with the upper layer and the lower layer But Unit cells that form one display cell and overlap In Respectively Different colors The colored particles The group was enclosed It can be configured. With this configuration, at least the cells that can be displayed on the upper layer side 2 At least the type of color and the lower cell 2 At least with different colors 4 Different colors can be displayed in one display cell. For example, when two types of colored particle groups are enclosed in both the upper layer cell and the lower layer cell, the colors can be displayed in the upper layer cell and the lower layer cell. With two types of colors, four types of colors can be displayed in one display cell. Accordingly, multi-color display with high resolution can be performed.
[0040]
The display cell can have a structure in which two or more unit cells are stacked. Preferably, the display cell has a two-layer structure in which two unit cells are stacked, and three unit cells are stacked. From the viewpoint of production, a display cell having a three-layer structure is preferable.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0044]
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the image display device according to the first embodiment includes an image display unit 10 and a voltage control unit 12. In the image display unit 10, a display-side electrode 22 having a transparent surface coat layer 24 formed thereon, a spacer 26, and a surface coat layer 28 are formed between a transparent display substrate 20 and a back substrate 23 that form an image display surface. The back side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) is formed in order.
[0045]
The image display unit 10 corresponds to the image display medium of the present invention, the display substrate 20 and the back substrate 23 constituting the image display unit 10 correspond to the substrate of the present invention, and the display side electrode 22 and the back side electrode 25. The (inner electrode 30a, outer electrode 30b) corresponds to a pair of electrodes of the present invention, and the spacer 26 corresponds to a support member of the present invention. The voltage control unit 12 corresponds to display control means of the image display device of the present invention.
[0046]
In the first embodiment, for example, a 7059 glass substrate with transparent ITO of vertical × horizontal × thickness = 50 mm × 50 mm × 1.1 mm is used as the display substrate 20. A display-side electrode 22 made of a transparent electrode material is formed on the surface of the display substrate 20 on the unit cell side. The display side electrode 22 is grounded, and a surface coat layer 24 made of a transparent polycarbonate resin layer having a thickness of 5 μm is formed on the surface of the unit cell.
[0047]
The spacer 26 defines a unit cell. Here, the unit cell is a space formed by, for example, cutting a central part of a silicon rubber sheet of 50 × 50 × 0.3 mm into a square of 20 mm × 20 mm, for example. It is made up of. In this unit cell, colored particles (black particles) 40 and white particles 42 are enclosed.
[0048]
The back substrate 23 is composed of, for example, an epoxy substrate of length × width × thickness = 50 mm × 50 mm × 3 mm, and the back side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) is provided on the unit cell side. Is provided.
[0049]
As shown in FIG. 2, the back-side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) is composed of two electrodes, a rectangular inner electrode 30a made of a copper thin film and an outer electrode 30b made of a rectangular ring-shaped copper thin film. Each is connected to the voltage control unit 12 and is configured to be independently applied with a voltage. Here, the outer dimension of the inner electrode 30a is, for example, vertical × horizontal = 17 mm × 17 mm, the gap with the outer electrode 30b is, for example, 0.1 mm, and the outer dimension of the outer electrode 30b is, for example, vertical × Horizontal = 20 mm × 20 mm (width 19.9 mm).
[0050]
Further, a surface coat layer 24 made of a transparent polycarbonate resin layer having a thickness of 5 μm is formed on the surface of the back side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) on the unit cell side.
[0051]
As the white particles 42 enclosed in the unit cell, titanium oxide-containing crosslinked polymethylmethacrylate having a volume average particle size of 20 μm obtained by mixing fine powder of titania treated with isopropyltrimethoxysilane at a weight ratio of 100 to 0.1. White particles (Techpolymer MBX-20-White manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) and as the black particles 40, aminopropyltrimethoxysilane-treated Aerosil A130 fine powder was used at a weight ratio of 100 to 0.2. Spherical black particles of carbon-containing cross-linked polymethylmethacrylic soot having a volume average particle size of 20 μm mixed at a ratio (Techpolymer MBX-20-Black manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) were used. In the first embodiment, mixed particles in which white particles 42 and black particles 40 are mixed at a weight ratio of 2: 1 are used. At this time, the white particles 42 are negatively charged and the black particles 40 are positively charged.
[0052]
In the present embodiment, the image display unit 10 includes a spacer 26 in which a unit cell region is pulled out on the back substrate 23 on which the back electrode 25 (inner electrode 30a and outer electrode 30b) and the surface coat layer 28 are formed. After approximately 20 mg of the mixed particles are uniformly shaken through the screen into the unit cell defined by the spacer 26, the display substrate 20 on which the surface coat layer 24 and the display-side electrode 22 are formed is replaced with the surface coat layer 24. They are arranged with the unit cell side, and both substrates are pressed and held with a double clip, and the silicon rubber sheet and both substrates are brought into close contact with each other. Here, the total volume ratio of the particles to the volume of the unit cell is about 10%.
[0053]
The electrode 22 on the display substrate 20 side of the image display unit 10 thus obtained is grounded, and the two electrodes 30a and 30b provided on the back substrate 23 side are electrically independent from each other to the voltage control unit 12. By connecting, the image display apparatus of the first embodiment is obtained.
[0054]
In this image forming apparatus, a negative DC voltage of −200 V, for example, is equally applied to each of the two electrode regions 30 a and 30 b by the voltage control unit 12. As a result, the negatively charged white particles 42 on the back substrate 23 side move to the display substrate 20 side due to the action of the electric field generated in the unit cell, as shown in FIG. The particles 40 are electrostatically attracted to the back substrate 23 side.
[0055]
For this reason, only the white particles 42 are uniformly attached to the display substrate 20, and a good white display (reflection density ≦ 0.3) is achieved. At this time, even if a small amount of black particles 40 charged in the reverse polarity are present on the display substrate 20 side, the amount of the black particles 40 is small compared to the amount of the white particles 42, and thus the display image is hardly affected. Further, the gap between the inner electrode 30a and the outer electrode 30b does not appear in the display image.
[0056]
Next, a positive DC voltage of, for example, +200 V was equally applied to each of the two electrode regions 30a and 30b by the voltage control unit 12. Accordingly, as shown in FIG. 3B, the positively charged black particles 40 on the back substrate 23 side move to the display substrate 20 side due to the action of the electric field generated in the unit cell, and the negatively charged white particles 40 The particles 42 are electrostatically attracted to the back substrate 23 side.
[0057]
For this reason, only the black particles 40 are uniformly attached to the display substrate 20, and a good black display (reflection density ≧ 1.5) is achieved. At this time, even if a small amount of white particles 42 charged in the opposite polarity are present on the display substrate 20 side, the amount of the white particles 42 is small compared to the amount of the black particles 40, and thus the display image is hardly affected. Further, the gap between the inner electrode 30a and the outer electrode 30b does not appear in the display image.
[0058]
As described above, in the first embodiment, it is possible to realize good white display and high density black display, and it is possible to realize clear display with high contrast.
[0059]
In the image display device according to the first embodiment, when an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b is grounded, all particles are grounded as shown in FIG. The particles gathered on the outer electrode 30b, and almost no particles are present in the region of the inner electrode 30a.
[0060]
In this state, the inner surface (the inner electrode 30a portion) of the rear substrate 23 can be clearly confirmed from the display substrate 20 side. Further, even when the outer electrode 30b is in an open state (floating state), the particles can be similarly gathered in the outer electrode 30b portion, and the inner surface of the back substrate 23 can be confirmed from the display surface side. In this state, when an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b in the same manner, the particles gathered on the outer electrode 30b are dispersed, and finally the entire surface is uniform. Display state can be restored.
[0061]
Here, for example, a positive DC voltage of +200 V is applied to each of the two electrode regions 30a and 30b to perform black display, and a positive DC of −200 V is applied to each of the two electrode regions 30a and 30b. Although white display is performed by applying a voltage, the voltage value to be applied can be selected as appropriate and is not limited to these values.
[0062]
The alternating voltage can be appropriately selected, but is preferably about ± 150 V to ± 250 V, frequency about 100 Hz to 2 KHz, and preferably about 100 Hz to 1 KHz. Of course, this alternating voltage can be appropriately selected depending on the particles to be used and the coating material of the substrate, and is not limited to these values.
[0063]
Here, in FIG. 5, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the outer electrode 30b is grounded and an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a from the uniform display state on the entire surface. On the contrary, the inner electrode 30a is grounded and an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the outer electrode 30b to make the outer electrode 30b substantially transparent. It shows the time it took to do.
[0064]
As apparent from FIG. 5, the particles on the outer electrode 30b are moved more than the time required to move the particles on the inner electrode 30a to make the display surface area of the corresponding image display unit 10 substantially transparent. The time required to move the display surface area of the corresponding image display unit 10 to be almost transparent is shorter.
[0065]
This is because the inner electrode 30a has a larger area and the distance from the outermost electrode 30b on the inner electrode 30a to the outermost electrode 30b is farthest from the innermost electrode 30a on the outer electrode 30b. This is probably because it is longer than the distance between the particles and the outer electrode 30b.
[0066]
Further, as apparent from FIG. 5, by increasing the frequency of the alternating voltage applied to the electrodes, the particles on the inner electrode 30a are moved to make the display surface of the image display unit 10 substantially transparent. Can be made faster.
[0067]
(Second Embodiment)
The image display apparatus according to the second embodiment is an application example of the image display apparatus according to the first embodiment described above, and only different points will be described.
[0068]
In the image display device of the second embodiment, the shape of the electrodes (inner electrode 30a, outer electrode 30b) of the back substrate 23 of the image display unit 10 is shown in FIG. B ) To FIG. 6 (D). Note that FIG. 6A is a first reference example. The area ratio between the inner electrode 30a and the outer electrode 30b was the same as that in the first embodiment described above.
[0069]
6A to 6D, the electrode to which an alternating voltage is applied (the inner electrode 30a or the outer electrode 30b) is also applied, as in the first embodiment described above. The particles on one electrode) could be moved and made transparent.
[0070]
Here, FIG. 7 shows an alternating shape having a frequency of 300 Hz on each of the inner electrodes 30a having the electrode shape shown in FIGS. 6A to 6D and each inner electrode 30a having the electrode shape of the first embodiment. The “time required for the particles on the inner electrode 30a to move and the corresponding display surface area of the image display unit 10 to be in a substantially transparent state” when a voltage is applied is shown.
[0071]
As shown in FIG. 7, there is a large difference in the time until the corresponding display surface area of the image display unit 10 becomes almost transparent depending on the shape of the electrode. As described above, the inner electrode 30a and the outer electrode 30b are comb-shaped, and the electrode configuration of the comb-like portion in which both are alternately combined corresponds to the earliest movement of particles on the inner electrode 30a. The display surface area of the image display unit 10 is almost transparent.
[0072]
This is because the electrode that is applied with an alternating voltage (hereinafter referred to as an alternating electrode) and the electrode that is grounded (hereinafter referred to as a ground electrode) are located on the alternating electrode farthest from the ground electrode. This is probably because the distance between the particles and the ground electrode is the shortest.
[0073]
In addition, the time required to return the particles assembled on the ground electrode to the original uniform state on the whole surface is shorter than the time required to collect the electrodes in any shape. The length of the “time required for returning to a uniform state over the entire surface” was the same as the length of the “time when the particles were collected on the ground electrode”.
[0074]
In addition, the shape of the inner electrode 30a and the outer electrode 30b described above is an example, and the present invention has a configuration in which two or more electrodes to which voltage can be separately applied are formed in one unit cell. It is possible to apply electrode configurations other than these.
(Third embodiment)
The image display apparatus according to the third embodiment is an application example of the first embodiment described above, and only different points will be described.
[0075]
As shown in FIG. 8, the image display apparatus according to the third embodiment includes a back-side electrode 25 (an inner electrode 30a and an outer electrode 30b) formed on the surface of the rear substrate 23 of the image display unit 10, and a surface coat. For example, a resin layer 27 having a thickness of about 5 μm colored Yellow is provided between the layer 28 and the layer 28.
[0076]
Since the resin layer 27 has a different color from both of the two types of particles enclosed in the unit cell, the two types of particles are aggregated on the outer electrode 30b to display the image display unit 10 corresponding to the inner electrode 30a. When the surface area is substantially transparent, the color (here yellow) of the resin layer 27 is reflected in the display surface area.
[0077]
The color of the resin layer 27 is Yellow in the third embodiment, but may be any color as long as it is different from the color of the particles enclosed in the corresponding unit cell such as Magenta or Cyan. When the color of the particles enclosed in the inside is white and black as in the first embodiment, white color such as paper, high density black display, and a color reflecting the color of the resin layer 27 Three types of display colors can be displayed in one unit cell.
[0078]
For example, when an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a of the back substrate 23 and the outer electrode 30b is grounded, both particles of the two kinds of particles gather at the outer electrode 30b portion, Almost no particles were present in the region of the electrode 30a. In this state, the inner surface of the back substrate 23 could be clearly confirmed from the display surface side, and clear yellow display by the colored resin layer 27 formed on the back substrate 23 could be performed. If the resin layer 27 colored in Magenta is formed, three color displays of white display, black display, and Magenta display are formed. If the resin layer 27 colored in Cyan is formed, white display, black display, and Cyan display are displayed. Three-color display can be performed.
[0079]
Further, from this state, when an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b in the same manner, particles gathered on the outer electrode 30b are dispersed in the unit cell. Finally, it was possible to return to a uniform monochrome display state on the entire surface.
[0080]
As described above, in the third embodiment, in addition to black and white display by two types of particles, yellow display by the back substrate 23 can be displayed in a total of three colors in one unit cell.
[0081]
Here, as shown in FIG. 9, a plurality of unit cells 11 are provided between the display substrate 20 and the back substrate 23. 1 ~ 11 n (Where n is a positive integer) formed side by side, and in each unit cell, a yellow colored resin layer 27a, a Magenta colored resin layer 27b, and a Cyan colored resin layer 27c were formed. In FIG. 9, the voltage control unit 12 is not shown, but the voltage control unit 12 includes each unit cell 11. 1 ~ 11 n Voltage control of both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b provided for each is performed independently.
[0082]
For example, as shown in FIG. 10, these three color resin layers are regularly arranged with each of the three colors as one unit. For example, three unit cells surrounded by a dotted line in FIG. By making it correspond, multicolor display can be performed. At this time, the resolution at the time of multicolor display is a resolution of 1/3 of the number of unit cells. However, since monochrome image display centering on a character image can form one pixel by one cell, Display with a resolution corresponding to the number of cells can be performed.
[0083]
Further, in the color display, the color of the resin layer 27 of one unit cell among the three unit cells is displayed, and the black and white display of the colors of the other two unit cells is arbitrarily switched, so that the brightness of the color is displayed. It can be changed.
[0084]
For example, as shown in FIG. 11, when particles of a unit cell having a resin layer 27b colored in Magenta are gathered on the outer electrode 30b to display Magenta, and the other two unit cells are displayed in white, When the other two unit cells are displayed in black when the other two unit cells are displayed in black, when the other two unit cells are displayed in white and the other two unit cells are displayed in black, the color of the resin layer 27b is reflected. Normal Magenta display is displayed.
[0085]
Also, if the resin layer 27 colored yellow is formed on the inner surface of the back substrate without using black and white particles, for example, using Magenta particles and Cyan particles, three colors of YMC (the three primary colors) are displayed in one pixel. be able to. Of course, yellow particles and magenta particles are used and the resin layer 27 is colored cyan, or yellow particles and cyan particles are used and the resin layer 27 is colored magenta. It is possible to change freely.
[0086]
The colors to be used are not limited to the three colors of YMC (the three primary colors), and can be changed as appropriate according to the purpose. For example, in the image display unit 10 having a configuration in which a plurality of unit cells enclosing black and white particles are arranged, a unit cell colored red, a unit cell colored green, and a unit cell colored blue, Even if the three types of cells corresponding to the three primary colors of light are regularly juxtaposed, multicolor display can be performed.
[0087]
Also, if black and white particles are not used, for example, red particles and blue particles are used, and a green colored resin layer is formed on the inner surface of the back substrate, three colors of R, G, and B (three primary colors of light) are formed in one pixel. Can be displayed.
[0088]
In addition, other arbitrary colored particles can be combined as required, or the inner surface of the back substrate 23 can be set to an arbitrary color.
[0089]
In addition, as the resin layer 27, what disperse | distributed the pigment or dye of a desired color in polycarbonate, polyethylene, a polystyrene, vinyl, etc. can be used. Further, the resin layer 27 may not be provided, and the surface coating layer 28 may be colored by dispersing a desired pigment or dye.
[0090]
Yellow, Magenta, Cyan, and other colored particles include transparent polyester, polystyrene, polymethacrylic acid methacrylate and other resins, general Magenta pigments, Yellow pigments, Cyan pigments, and any color. Particles containing pigments or particles in which dyes of various colors are dispersed can be used. In order to stabilize the chargeability of the particles, for example, a charge control agent such as silicon oxide or titanium oxide may be added.
[0091]
(Fourth embodiment)
The image display apparatus of the fourth embodiment is an application example of the first embodiment described above, and only different points will be described.
[0092]
In the image display device of the fourth embodiment, both the display substrate 20 and the back substrate 23 constituting the image display unit 10 are made of a transparent material, and between the display substrate 20 and the back substrate 23. In this configuration, a plurality of unit cells are formed side by side.
[0093]
The back substrate 23 is made of an ITO glass substrate like the display substrate 20, and a transparent surface coat layer 28 formed by applying a transparent polycarbonate resin to a thickness of 5 μm is provided on the inner surface in contact with the particles. .
[0094]
According to this configuration, as in the first embodiment described above, an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrodes 30a of all unit cells, and the outer electrodes 30b are grounded. The particles in the cell gather at the outer electrode 30b, respectively, and the back side pattern of the back substrate 23 can be seen from the display substrate 20 side.
[0095]
Further, a positive DC voltage of, for example, +200 V is applied to each of the two electrode regions 30a and 30b of the unit cell at the desired position by the voltage control unit 12 so that the unit cell at the desired position is displayed in black. For the other unit cells, an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz was applied to the inner electrode 30a, and the outer electrode 30b was grounded.
[0096]
As a result, it is possible to display an image with the unit cell that displays black and the transparent cell that displays the pattern on the back side of the back substrate 23. Therefore, it is possible to employ a novel image display method in which an arbitrary part of an image or an object arranged on the back side of the image display unit 10 is partially shown or hidden.
[0097]
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 12, the image display apparatus according to the fifth embodiment has a configuration in which a light emitting unit 44 is provided on the back side of the back substrate 23 of the image display unit 10 according to the fourth embodiment described above. . In FIG. 12, the voltage control unit 12 is not shown, but the voltage control unit 12 includes each unit cell 11. 1 ~ 11 n Voltage control of both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b provided for each is performed independently.
[0098]
That is, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 12, a unit cell (for example, 11 in FIG. 1 , 11 Three , 11 n ) And a transparent cell (for example, 11 in FIG. 2 , 11 Four The image is displayed with the light from the light-emitting unit 44 that has passed through). For this reason, it is possible to perform black-and-white display with very high contrast between the unit cell that displays black and the unit cell that transmits light from the light emitting unit 44.
[0099]
In addition, because of such a configuration, for example, by partially forming a unit cell that transmits light, an arbitrary portion of an image or an object disposed between the image display unit 10 and the light emitting unit 44 is partially included. It is also possible to apply a display method of showing or hiding the target.
[0100]
In addition, although the image display with the highest contrast can be performed by setting the color of the light emitting unit 44 to white light, in the present invention, the color of the backlight is not limited to white light, but desired colors such as orange and green. Any color can be applied. Also in this case, an image can be displayed with the contrast between the color of the particles in the unit cell and the color of the backlight. As such a light emitting unit 44, various light emitting devices such as a fluorescent lamp, a light bulb, and an LED can be used.
[0101]
It should be noted that the portion where the unit cell is in the transparent state transmits light well, and the portion in the black and white display state has high particle concealment property (low light transmittance), and therefore does not transmit light from the light emitting unit 44. Therefore, display similar to that of a light-emitting display can be performed by a backlight method.
[0102]
Therefore, for example, in a daytime or a bright place, a light-emitting unit 44 is turned off by a switch (light irradiation means) or the like, and a reflection type display method using white particles 42 and black particles 40 in the unit cell is adopted. At night or in a dark place, a transmissive display method using light from the light emitting unit 44 and particles that shield the light from the light emitting unit 44 with the light emitting unit 44 turned on can be employed. Thereby, it is possible to perform display with high visibility under any ambient brightness.
[0103]
(Sixth embodiment)
FIG. 13 shows an image display apparatus according to the sixth embodiment. This image display device is an application example of the third embodiment and the fifth embodiment described above, and is formed on the surface of the back substrate 23 of the image display unit 10 as in the third embodiment. In the fifth embodiment, an RGB color filter is provided as a resin layer 27 colored in a desired color between the rear electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) and the surface coat layer 28. As described above, the light emitting unit 44 is provided on the back side of the back substrate 23 of the image display unit 10.
[0104]
According to the image display apparatus of the sixth embodiment, the color of the color filter formed on the back substrate 23 can be displayed in addition to the black and white display by two kinds of particles, as in the third embodiment. . Further, as described in the fifth embodiment, light is irradiated from behind the back substrate 23, and an arbitrary place of the image display unit 10 is made transparent according to the color image information. By displaying the color, color display by a backlight method can be performed.
[0105]
In FIG. 13, the color filter (Red, Green, Blue) force of each color is regularly provided in each cell of the image display unit 10. A halogen lamp was used as the light emitting unit 44, and the light was uniformly irradiated from behind the back substrate 23. For example, Green can be displayed by making a unit cell provided with a Green filter transparent and generating Green light. Further, for example, Yellow can be displayed by generating red light and green light by making the unit cell provided with the red and green filters transparent in the same manner.
[0106]
(Seventh embodiment)
The image display apparatus according to the seventh embodiment is an application of the first embodiment, and has a configuration in which two unit cells are stacked to form one display cell as shown in FIG.
[0107]
The image display unit 10 used in the seventh embodiment is a transparent first display in which a transparent surface coat layer 24a is formed between a transparent display substrate 20 and a back substrate 23 that form an image display surface. The side electrode 22a, the first spacer 26a, the transparent first back side electrode 25a (inner electrode 30a, outer electrode 30b) on which the transparent surface coat layer 28a is formed, the transparent intermediate substrate 21, and the transparent surface coat layer 24b The formed transparent second display-side electrode 22b, the second spacer 26b, and the transparent second back-side electrode 25b (inner electrode 30a, outer electrode 30b) formed with the transparent surface coat layer 28b were sequentially formed. It is a configuration.
[0108]
In the first unit cell defined by the first spacer 26a, black particles 40 and white particles 42 are encapsulated as in the first embodiment. Also, in the second unit cell defined by the second spacer, two kinds of colored particles 41 and 43 different from the particles enclosed in the first unit cell are enclosed.
[0109]
The two kinds of colored particles 41 and 43 are made of any resin such as a general Magenta pigment, a Yellow pigment, a Cyan pigment, a Red pigment, a Green pigment, and a Blue pigment on a resin such as transparent polyester, polystyrene, and polymethacrylic acid methacrylate. Particles containing pigments or dyes of any color can be used, and any two types can be selected from these colored particles. Of course, colored particles of other colors can be used as required. In order to stabilize the chargeability of the particles, for example, a charge control agent such as silicon oxide or titanium oxide may be added. In the seventh embodiment, positively charged colored particles are referred to as first colored particles 41, and negatively charged colored particles are referred to as second colored particles 43.
[0110]
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 15A, for example, a positive DC voltage of −200 V is equally applied to each of the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the first backside electrode 25a. When applied, the negatively charged white particles 42 move to the display substrate 20 side, and the positively charged black particles 40 are electrostatically attracted to the back substrate 23 side. For this reason, only the black particles 40 are uniformly attached to the display substrate 20, and a good white display (reflection density ≦ 0.3) is achieved.
[0111]
Conversely, when a positive DC voltage of, for example, +200 V is equally applied to each of the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the first back side electrode 25a, the positively charged black particles 40 are displayed on the display substrate 20 side. The negatively charged white particles 42 are electrostatically attracted to the back substrate 23 side. For this reason, only the black particles 40 are uniformly attached to the display substrate 20, and a good black display (reflection density ≧ 1.5) is achieved.
[0112]
At this time, since the color of the particles in the first unit cell is displayed on the display substrate regardless of the state of the particles in the second unit cell, the inside of the second back side electrode 25a. It is not necessary to apply a voltage to the electrode 30a and the outer electrode 30b.
[0113]
Further, when the outer electrode 30b of the first backside electrode 25a is grounded and an alternating voltage of ± 200 V and frequency 100 Hz is applied to the inner electrode 30a, the inside of the first unit cell becomes transparent as shown in FIG. Thus, the color of the second unit cell is displayed.
[0114]
At this time, for example, when a positive DC voltage of +200 V is applied equally to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the second backside electrode 25b, the first colored particles 41 move to the display substrate 20 side, The negatively charged second colored particles 43 are electrostatically attracted to the back substrate 23 side. For this reason, only the first colored particles 41 are uniformly attached to the display substrate 20 and the color of the first colored particles 41 is displayed.
[0115]
On the contrary, the second colored particles 43 that are negatively charged when a positive DC voltage of −200 V, for example, is equally applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the first back electrode 25a, respectively, are displayed on the display substrate. The first colored particles 41 that move to the 20 side and are positively charged are electrostatically attracted to the back substrate 23 side. For this reason, only the second colored particles 43 uniformly adhere to the display substrate 20 and the color of the second colored particles 43 is displayed.
[0116]
As described above, in the image display device according to the seventh embodiment, in one stacked cell in which the first unit cell and the second unit cell are stacked, two types of the first unit cell are included. A total of four color displays, that is, a color display by particles and a color display by two kinds of particles in the second unit cell, can be performed, and a more expressive and high-resolution multicolor display can be performed.
[0117]
As shown in FIG. 16, by providing a colored resin layer 27 between the second back surface side electrode 25b and the surface coat layer 28b, in the display area corresponding to one stacked cell, the first Color display by two types of particles in the unit cell, color display by two types of particles in the second unit cell, and color display by the colored resin layer 27 can be performed in total five colors, Furthermore, a richly multicolored display can be performed.
[0118]
The colors of the two types of particles in the first unit cell, the two types of particles in the second unit cell, and the colored resin layer 27 are not particularly limited, but are preferably the first so that all colors are different. The two types of particles in the unit cell, the two types of particles in the second unit cell, and the color of the colored resin layer 27 may be set. For example, two types of particles in the first unit cell are white particles and black particles, and three types of colors of the two types of particles in the second unit cell and the colored resin layer 27 are three primary colors of yellow. , Magenta, and Cyan, or three colors of light, that is, Red, Green, and Blue, can be displayed with high resolution and various colors.
[0119]
In addition, as shown in FIG. 17, both the display substrate 20 and the back substrate 23 constituting the image display unit 10 are made of a transparent material and display as in the image display device of the fourth embodiment. The display cell 13 is interposed between the substrate 20 and the back substrate 23. 1 ~ 13 m By forming a plurality of (where m is a positive integer) side by side, various multicolor displays can be performed, and in addition, the back side pattern of the back substrate 23 can be viewed from the display substrate 20 side. In FIG. 17, the voltage control unit 12 is not shown, but the voltage control unit 12 includes each display cell (unit cell) 13. 1 ~ 13 m Voltage control of both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b provided for each is performed independently.
[0120]
As a result, when two types of particles in the first unit cell and two types of particles in the second unit cell are used to display four colors or a colored resin layer 27, five colors are displayed. In addition to performing color display, it is possible to employ a novel image display method in which an arbitrary portion of an image or object arranged on the back side of the image display unit 10 is partially shown or hidden.
[0121]
Further, in the case where both the display substrate 20 and the back substrate 23 are made of a transparent material, a light emitting portion 44 is provided on the back side of the back substrate 23 to partially form a transparent display cell that transmits light. Thus, the light from the light emitting unit 44 can be guided to the display surface side, and high-resolution multicolor display can be performed with high contrast.
[0122]
In addition, as shown in FIG. 18, an image display unit 13 formed by arranging a plurality of display cells between the display substrate 20 and the back substrate 23. 1 ~ 13 m 2, a colored resin layer 27 is provided between the second backside electrode 25 b and the surface coat layer 28 b for each display cell, and a light emitting portion 44 is provided on the backside of the back substrate 23. .
[0123]
In addition, the colored resin layer 27 is preferably provided for each stacked cell unit so that RGB color regions are regularly arranged, such as an RGB color filter.
[0124]
As in the fifth embodiment described above, for example, in the daytime or in a bright place, a reflective display method using white particles and black particles in the unit cell with the light emitting unit 44 turned off is adopted. However, at night or in a dark place, a transmissive display method using light from the light emitting unit 44 and particles that shield the light from the light emitting unit 44 by turning on the light emitting unit 44 can be employed. Thereby, it is possible to perform display with high visibility under any ambient brightness.
[0125]
(No. 2 of Reference example )
First 2 of Reference example This image display apparatus is an application example of the image display apparatus according to the third embodiment described above, and only different points will be described.
[0126]
First 2 of Reference example In this image display device, as shown in FIG. 22, only the white particles 42 are enclosed in the unit cell 11. Further, between the back side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) formed on the surface of the back substrate 23 of the image display unit 10 and the surface coat layer 28, for example, carbon is dispersed to become black. A colored resin layer 27 having a thickness of about 5 μm is provided.
[0127]
Since the resin layer 27 has a color different from that of the white particles 42 enclosed in the unit cell, the white particles 42 are gathered on the outer electrode 30b so that the display surface area of the image display unit 10 corresponding to the inner electrode 30a is almost the same. When transparent, the color of the resin layer 27 (here, black) is reflected in the display surface area.
[0128]
The white particles 42 can be charged alone or by triboelectric charging with the surface coat layers 24 and 28. 2 of Reference example In this case, the white particles were sufficiently charged outside in advance and then enclosed in the unit cell 11. The amount of the encapsulated white particles 42 is individually about 14 mg, for example, and the total volume ratio of the particles to the void volume between the substrates (that is, the volume of the unit cell 11) is about 5%. The charged state of the white particles 42 was stable even when the display drive was repeated.
[0129]
By grounding the electrode 22 on the display substrate 20 side of the image display unit 10 and connecting the two electrodes 30a and 30b provided on the back substrate 23 side to the voltage control unit 12 electrically independently, 2 of Reference example The image display device can be obtained.
[0130]
Book number 2 of Reference example In the image forming apparatus, when the outer electrode 30b of the back electrode 25 is grounded by the voltage control unit 12 and an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a, as shown in FIG. The white particles 42 gather at the grounded outer electrode 30b, and almost no particles exist in the region of the inner electrode 30a.
[0131]
For this reason, the inside of the unit cell 11 becomes transparent, the color of the resin layer 27 is displayed, and good black display (reflection density ≧ 1.5) is achieved. Further, when the voltage control unit 12 applies an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz to both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the back electrode 25, the white particles 42 gathered on the outer electrode 30b are dispersed. The cloudy state as shown in FIG. 22 (A) is obtained, and a good white display (reflection density ≦ 0.3) is achieved from this state as shown in FIG. 23 (A) or FIG. 23 (B).
[0132]
This book 2 of Reference example 23A and FIG. 23B, the time required to change from the white display state as shown in FIGS. 23A and 23B to the black display state as shown in FIG. 22B, and as shown in FIG. The time required to change from such a black display state to a white display state as shown in FIGS. 23A and 23B was the same as that in FIG. 5 described above.
[0133]
The color of the resin layer 27 is 2 of Reference example However, the color of the particles enclosed in the unit cell may be different from the color of the particles enclosed in the corresponding unit cell such as Yellow, Magenta, and Cyan. 2 of Reference example As described above, when white is used, two types of colors, white display such as paper, and black display reflecting the color of the resin layer 27 can be displayed in one unit cell. Also, the color of the particles is not limited to white, and color display can be performed according to the color of the encapsulated particles.
[0134]
(No. 3 of Reference example )
First 3 of Reference example The image display apparatus of the first embodiment described above. 2 of Reference example Only the different parts will be described.
[0135]
First 3 of Reference example In this image display device, as shown in FIG. 24, only the conductive black particles 40 are enclosed in the unit cell 11. The back substrate 23 of the image display unit 10 is made of white glass without the colored resin layer 27. Further, the back-side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) on the surface of the back substrate 23 is composed of a transparent electrode. Moreover, the surface coat layer is not provided on the surface of the front surface side electrode 22 and the back surface side electrode 25, and is exposed inside the unit cell 11 to form the inner surface of the unit cell 11.
[0136]
The conductive black particles 40 are spherical black particles in which carbon black, which is a black pigment, is dispersed in polymethacrylate at a high content. Of course, other materials can be applied as long as they are conductive black particles.
[0137]
By grounding the electrode 22 on the display substrate 20 side of the image display unit 10 and connecting the two electrodes 30a and 30b provided on the back substrate 23 side to the voltage control unit 12 electrically independently, 3 of Reference example The image display device can be obtained.
[0139]
Further, the voltage controller 12 simultaneously applies a DC voltage of −200 V or +200 V to both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the back side electrode 25, whereby the black particles 40 gathered on the outer electrode 30b are dispersed. Thus, the cloudy state as shown in FIG. 24 is obtained, and a good black display (reflection density ≧ 1.5) is achieved.
[0140]
This book 3 of Reference example The time required for changing from the black display state to the white display state and the time required for changing from the white display state to the black display state were the same as those in FIG.
[0141]
(No. 4 of Reference example )
First 4 of Reference example The image display apparatus of the first embodiment described above. 2 of Reference example Only the different parts will be described.
[0142]
First 4 of Reference example In the image display device shown in FIG. 25, only the conductive black particles 40 are enclosed in the unit cell 11 as shown in FIG. Further, the rear substrate 23 constituting the image display unit 10 does not have the colored resin layer 27 and is made of a transparent material as in the display substrate 20.
[0143]
The back substrate 23 is made of an ITO glass substrate like the display substrate 20, and a transparent surface coat layer 28 formed by applying a transparent polycarbonate resin to a thickness of 5 μm is provided on the inner surface in contact with the particles. .
[0144]
The electrode 22 on the display substrate 20 side of the image display unit 10 having such a configuration is grounded, and the two electrodes 30a and 30b provided on the back substrate 23 side are electrically connected to the voltage control unit 12 independently of each other. By this 4 of Reference example The image display device can be obtained.
[0145]
Book number 4 of Reference example In the image display device, by applying an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz to the inner electrode 30a and grounding the outer electrode 30b, the conductive black particles 40 in the unit cell 11 gather on the outer electrode 30b. Since the image display unit 10 is made transparent, the pattern on the back side of the back substrate 23 of the image display unit 10 can be seen from the display substrate 20 side through the image display unit 10.
[0146]
Further, when an alternating voltage of, for example, ± 300 V and a frequency of 100 Hz is simultaneously applied to both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the back side electrode 25, the black particles 40 gathered on the outer electrode 30b become discrete and cloudy. Since the image display unit 10 becomes opaque, the pattern on the back side of the back substrate 23 of the image display unit 10 cannot be seen from the display substrate 20 side.
[0147]
This book like this 4 of Reference example Then, since the transparency and opacity of the particle display medium can be controlled by driving one kind of particle, a new form of expression is possible. For example, since the image forming unit other than the image forming unit can be in a transparent state, an expression such as displaying an image with colored particles on a transparent substrate, or an arbitrary part of an image or object placed behind the image display unit 10 Can be shown or hidden. Further, by providing the light emitting unit 44 similar to that of the fifth embodiment behind the image display unit 10, it is possible to perform the same display as the light emitting display by the backlight method, so that an image with high contrast is obtained. Display can be made.
[0148]
This book 4 of Reference example The time required to change the image display unit 10 from the opaque state to the transparent state and the time required to change the image display unit 10 from the transparent state to the opaque state are the same as those in FIG.
[0149]
(No. 5 of Reference example )
First 5 of Reference example FIG. 26 shows the image display apparatus. This image display apparatus has the above-mentioned first. 2 of Reference example And the second 4 of Reference example Application example 2 of Reference example As described above, a resin colored in a desired color between the back-side electrode 25 (inner electrode 30a, outer electrode 30b) formed on the surface of the back substrate 23 of the image display unit 10 and the surface coat layer 28. In addition to the RGB color filter 27F as a layer, 4 of Reference example As described above, only the conductive black particles 40 are enclosed in the unit cell 11, and the back substrate 23 constituting the image display unit 10 is made of a transparent material like the display substrate 20.
[0150]
According to this configuration, the transparency and opacity of the image display medium 10 can be controlled by driving one type of particle, and the image display medium 10 can be controlled by driving one type of particle. The color of the color filter 27F that is transparent and formed on the back substrate 23 can be displayed. Further, as described in the fifth embodiment, light is irradiated from behind the back substrate 23, and an arbitrary place of the image display unit 10 is made transparent according to the color image information. By displaying the color, color display by a backlight method can be performed.
[0151]
Of course, a different color filter may be provided for each unit cell as in the fifth embodiment.
[0152]
(No. 6 of Reference example )
First 6 of Reference example The image display apparatus of the above-mentioned and the first. 2 of Reference example Only the different parts will be described.
[0153]
First 6 of Reference example The image display unit 10 used in the above includes a transparent first display side electrode 22a, a first display side electrode 22a in which a transparent surface coat layer 24a is formed between a transparent display substrate 20 and a back substrate 23 forming an image display surface. Transparent first backside electrode 25a (inner electrode 30a, outer electrode 30b) on which spacer 26a, transparent surface coat layer 28a are formed, transparent first intermediate substrate 21a, and transparent on which transparent surface coat layer 24b is formed The second display side electrode 22b, the second spacer 26b, the transparent second back side electrode 25b (inner electrode 30a, outer electrode 30b) on which the transparent surface coat layer 28b is formed, the transparent second intermediate substrate 21b, transparent The transparent third display side electrode 22c, the third spacer 26c, the transparent surface coat layer 28c, and the transparent resin layer 27 formed with the transparent surface coat layer 24c are formed. c (inner electrode 30a, the outer electrode 30b), but a structure in which are formed in this order.
[0154]
In the first unit cell 11a defined by the first spacer 26a, third colored particles 45Y in which a general yellow pigment is dispersed in a resin such as transparent polyester, polystyrene, and polymethacrylate methacrylate are encapsulated. In the second unit cell 11b defined by the second spacer 26b, fourth colored particles 45M in which a general Magenta pigment is dispersed in a resin such as transparent polyester, polystyrene, and polymethacrylate methacrylate are encapsulated. In the third unit cell 11c defined by the third spacer 26c, fifth colored particles 45C in which a general cyan pigment is dispersed in a resin such as transparent polyester, polystyrene, and polymethacrylic acid methacrylate are encapsulated. ing. The third colored particles 45Y, the fourth colored particles 45M, and the fifth colored particles 45C have their pigment dispersion adjusted so as to obtain transparency. The colored resin layer 27 is colored white by dispersing titanium oxide fine particles, which are white pigments.
[0155]
Book number 6 of Reference example For the image display apparatus, the first display cell 22a is grounded, and an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the first back electrode 25a, whereby the first unit cell The third colored particles 45Y in 11a are uniform. In Thus, the yellow display is performed.
[0156]
Further, the first display side electrode 22a and the outer electrode 30b of the first back electrode 25a are grounded, and an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a of the first back electrode 25a. The third colored particles 45Y in the unit cell 11a gather at the outer electrode 30b, and almost no particles exist in the region of the inner electrode 30a. For this reason, the inside of the unit cell 11a is transparent, and at least one color of the color of the lower unit cells 11b and 11c and the color of the colored resin layer 27 is displayed.
[0157]
Similarly, in the second unit cell 11b, the second display side electrode 22b is grounded, and an alternating voltage having a frequency of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the second back side electrode 25b. The fourth colored particles 45M in the unit cell 11b are uniformly dispersed, whereby the Magenta display can be performed.
[0158]
The second display side electrode 22b and the outer electrode 30b of the second backside electrode 25b are grounded, and an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a of the second backside electrode 25b, thereby The first colored particles 45M in the unit cell 11b gather at the outer electrode 30b, and almost no particles exist in the region of the inner electrode 30a. For this reason, the inside of the second unit cell 11b is transparent, and at least one color of the color of the upper first unit cell 11a, the color of the lower third unit cell 11c, and the color of the colored resin layer 27 is displayed. .
[0159]
Similarly, in the third unit cell 11c, the third display side electrode 22c is grounded, and an alternating voltage having a frequency of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the third back side electrode 25c. The fifth colored particles 45C in the unit cell 11c are uniformly dispersed, whereby the Magenta display can be performed.
[0160]
Further, the third electrode on the third display side 22c and the outer electrode 30b on the third rear electrode 25c are grounded, and an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a on the third rear electrode 25c, so that the third The fifth colored particles 45C in the unit cell 11c gather at the outer electrode 30b, and almost no particles exist in the region of the inner electrode 30a. For this reason, the inside of the third unit cell 11c is transparent, and at least one color of the first unit cell 11a and the second unit cell 11b in the upper layer and the colored resin layer 27 is displayed.
[0161]
Further, the colored particles in any two unit cells of the first unit cell 11a, the second unit cell 11b, and the third unit cell 11c are uniformly distributed in the unit cell, and the remaining one unit cell By collecting the particles on the outer electrode 30b, red, green, and blue color display can be arbitrarily displayed. Further, by collecting colored particles in all the unit cells of the first unit cell 11a, the second unit cell 11b, and the third unit cell 11c on the outer electrode 30b, respectively, the colored resin layer 27 colored in white is used. White display can be performed. Further, black display can be performed by uniformly distributing the colored particles in all the unit cells of the first unit cell 11a, the second unit cell 11b, and the third unit cell 11c in the unit cell.
[0162]
Therefore, this book 6 of Reference example According to this image display apparatus, it is possible to perform monochrome display with one pixel and multicolor display by mixing the three primary colors of Yellow, Magenta, and Cyan, and to perform expressive multicolor display. it can.
[0163]
The first embodiment to the first embodiment 7 Embodiment And the first to sixth reference examples As shown in FIGS. 19A and 19B, a light-shielding frame portion 46 that covers the outer electrode 30b may be formed on the periphery of the unit cell on the display surface side.
[0164]
By forming such a frame portion 46, the particles assembled on the outer electrode 30 b are covered with the frame portion 46, so that the color of the aggregated particles is not reflected on the display surface side, and the display is caused by the aggregate of particles. There is no reduction in image sharpness or display noise, and a very neat display can be performed.
[0165]
Such a frame portion 46 can be formed by screen printing, photoresist, or the like. The color of the frame part 46 is not particularly limited as long as the light shielding property is high. However, when a black mask pattern is used, the display image is sharp and deep, which is appropriate.
[0166]
All the above-described embodiments And all reference examples In the above configuration, the voltage applied to each electrode is controlled independently by one voltage control unit 12, but the voltage control unit 12 is provided for each electrode so that the applied voltage is controlled independently. You can also.
[0167]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to perform multicolor display without causing a decrease in resolution or suppressing a decrease in resolution.
[0168]
In addition, there is an effect that high-quality multicolor display can be performed.
[0169]
Furthermore, there is an effect that a backlight system that irradiates light from the back side can be adopted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a top view of a back-side electrode 25 (an inner electrode 30a and an outer electrode 30b) constituting an image display unit of the image display device shown in FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional explanatory view showing the state of the image display unit when a negative DC voltage of −200 V, for example, is equally applied to each of two electrode regions 30a and 30b. 3B is a cross-sectional explanatory diagram illustrating the state of the image display unit when a negative DC voltage of +200 V, for example, is equally applied to each of the two electrode regions 30a and 30b.
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a state of the image display unit when an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz is applied to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b is grounded.
FIG. 5 is a graph showing the time required to make the inner electrode 30a substantially transparent and the time required to make the outer electrode 30b substantially transparent.
6A to 6D are top views showing examples of other shapes of the electrodes (inner electrode 30a, outer electrode 30b) of the back substrate 23 of the image display unit 10. FIG.
7A to 6D and FIG. 2 are used, and particles on the inner electrode 30a move when an alternating voltage with a frequency of 300 Hz is applied, correspondingly. It is a graph which shows the time required for the display surface area | region of the image display part 10 to be in a substantially transparent state.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an image display device according to a third embodiment.
FIG. 9 shows a case where a plurality of unit cells 111 to 11n (n is a positive integer) are arranged between the display substrate 20 and the back substrate 23, and a colored resin layer 27 is formed for each unit cell. It is explanatory drawing which shows schematic structure of this image display apparatus.
FIG. 10 is a top view for explaining an arrangement example of colored unit cells.
FIG. 11 is a top view for explaining an example of a color display method.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an image display device according to a fifth embodiment;
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an image display device according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image display device according to a seventh embodiment.
15A is a cross-sectional explanatory view showing a state when, for example, a positive DC voltage of −200 V is applied equally to the inner electrode 30a and the outer electrode 30b, FIG. B) Grounds the outer electrode 30b of the first backside electrode 25a, applies an alternating voltage of ± 200 V and a frequency of 100 Hz to the inner electrode 30a, and connects the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the second backside electrode 25b. It is sectional explanatory drawing which shows a state when the positive DC voltage of + 200V is applied equally to each, for example.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a schematic configuration when a colored resin layer as a color filter is provided in the image display apparatus according to the seventh embodiment.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a schematic configuration in a case where the entire substrate of the image display device according to the seventh embodiment is made transparent and a back side light emitting unit is provided.
18 is an explanatory diagram showing a schematic configuration when a colored resin layer as a color filter is provided for each display cell of the image display device shown in FIG. 17;
FIG. 19A is an explanatory cross-sectional view showing the state of the image display unit when a light-shielding frame portion 46 covering the outer electrode 30b is formed on the periphery of the unit cell on the display surface side; FIG. 19B is a top view of the light-shielding frame portion 46.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image display device using conventional particles.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of a color display method using three types of unit cells.
FIG. 22 2 of Reference example It is explanatory drawing which shows schematic structure of the image display apparatus of FIG. 2 of Reference example FIG. 22B is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a state when an alternating voltage of ± 300 V and a frequency of 100 Hz is applied to both the inner electrode 30a and the outer electrode 30b of the back electrode 25 of FIG. First 2 of Reference example It is a cross-sectional explanatory view showing a state when the outer electrode 30b of the back side electrode 25 of the image display apparatus of FIG.
FIG. 23A is a cross-sectional explanatory view illustrating a state when white particles 42 gather on the display substrate side to perform white display in the image display device shown in FIG. 22, and FIG. ) Is a cross-sectional explanatory view for explaining a state in which white display is performed by collecting white particles 42 on the rear substrate side in the image display device shown in FIG.
FIG. 24 3 of Reference example It is explanatory drawing which shows schematic structure of this image display apparatus.
FIG. 25 4 of Reference example It is explanatory drawing which shows schematic structure of this image display apparatus.
FIG. 26 5 of Reference example It is explanatory drawing which shows schematic structure of this image display apparatus.
FIG. 27 6 of Reference example It is explanatory drawing which shows schematic structure of this image display apparatus, and is explanatory drawing which shows the example of the color display method using the structure which laminated | stacked three types of unit cells.
[Explanation of symbols]
10 Image display section
11, 111 to 11n unit cell
12 Voltage controller
13, 131 ~ 13m display cell
20 Display board
21, 21a, 21b Intermediate substrate
22, 22a, 22b, 22c Display side electrode
23 Back substrate
24, 24a, 24b, 24c Surface coat layer
25, 25a, 25b, 25c Back side electrode
26, 26a, 26b, 26c Spacer
27, 27a, 27b, 27F Colored resin layer
28, 28a, 28b, 28c Surface coat layer
30a Inner electrode
30b outer electrode
40 black particles
41 First colored particles
42 white particles
43 Second colored particles
44 Light emitter
45Y third colored particles
45M 4th colored particles
45C Fifth colored particles
46 Frame

Claims (2)

少なくとも表示側が透明で、かつ、対向して配置された複数の基板と、
前記複数の基板間に設けられ、単位セルを画定する支持部材と、
前記単位セル内に封入されると共に、色及び帯電特性が異なり、かつ、形成された電界に応じて前記基板間を互いに逆方向に移動する少なくとも２種類の着色粒子群と、
前記複数の基板の基板間に設けられた表示側電極と背面側電極とを有し、前記表示側電極と前記背面側電極とが前記単位セル内に電界を形成し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の少なくとも一方が、互いに電気的に分離された内側電極と前記内側電極の外側に配置された外側電極との少なくとも２つの電極より構成された画像表示媒体と、
粒子による色の表示を行うときには、前記表示側電極と前記背面側電極とに電圧を印加して前記表示側電極と前記背面側電極との間に電界を形成し、粒子による色の表示を解除するときには、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記内側電極に交番電圧を印加し、前記少なくとも２つの電極を有する前記表示側電極及び前記背面側電極の一方の前記外側電極を接地又は開放し、かつ、前記表示側電極及び前記背面側電極の他方の電極を接地し、前記着色粒子群を前記外側電極に集めるよう制御する制御手段と、
を備えた画像表示装置。 A plurality of substrates that are transparent at least on the display side and arranged opposite to each other;
A support member provided between the plurality of substrates and defining a unit cell;
At least two kinds of colored particles that are enclosed in the unit cell, have different colors and charging characteristics, and move in opposite directions between the substrates according to the formed electric field;
The display-side electrode and the back-side electrode provided between the plurality of substrates, wherein the display-side electrode and the back-side electrode form an electric field in the unit cell, and the display-side electrode And an image display medium in which at least one of the back side electrodes is composed of at least two electrodes of an inner electrode electrically separated from each other and an outer electrode disposed outside the inner electrode ;
When displaying colors by particles, voltage is applied to the display-side electrode and the back-side electrode to form an electric field between the display-side electrode and the back-side electrode, thereby canceling the color display by particles. When applying, an alternating voltage is applied to one inner electrode of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes, and one of the display side electrode and the back side electrode having the at least two electrodes. Control means for controlling to collect or collect the colored particles on the outer electrode by grounding or opening the outer electrode and grounding the other electrode of the display side electrode and the back side electrode;
An image display device comprising: 前記画像表示媒体は、予め定めた所定の間隔を開けて平行配置された３つ以上の基板の基板間のそれぞれに前記着色粒子群が封入された単位セルが設けられており、
上層と下層とで重なり合う単位セルが１つの表示セルを形成し、該重なり合う単位セルにはそれぞれ異なる色の前記着色粒子群が封入されたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 The image display medium is provided with a unit cell in which the colored particle group is sealed between each of three or more substrates arranged in parallel at predetermined intervals.
2. The image display device according to claim 1, wherein the unit cells overlapping each other in the upper layer and the lower layer form one display cell, and the overlapping unit cells enclose the colored particle groups having different colors .
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