JP4491854B2 - 電気泳動表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスとマイナスの電位にそれぞれ帯電させた２色の帯電粒子を液体分散媒に多数分散させて封入した透明の樹脂製のマイクロカプセルを層状に形成した記録媒体を用い、この記録媒体を挟むように配設された電極を備え、この電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加して記録媒体に制御電界をかけることで、マイクロカプセルに封入された帯電粒子を任意の方向に移動させて、観察者に対して、表示面である記録媒体の一面に２色の帯電粒子のいずれかを集合させて画像を表示する電気泳動表示装置が提案されている。このような電気泳動表示装置においては、記録媒体を挟んで対向して設けられた電極に一定時間電圧を継続的に印加することにより制御電界を生じさせ、記録媒体の帯電粒子を電界の向きに従って泳動させることにより、表示面に表示したい色の帯電粒子を集合させ、表示させたくない色の帯電粒子は、表示面と反対方向に泳動させて隠し、表示したい色のみを観察者に対して表示する。このようにして画素毎に選択的に色を表示して画像を形成する。また、制御電界を消失させた後は、帯電粒子とマイクロカプセルの壁面との間に生じる鏡像効果により帯電粒子がマイクロカプセルの壁面に付着した状態が維持される、いわゆるメモリ効果で表示した画像が維持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、再び逆向きの制御電界を印加したときに、鏡像力の影響等でマイクロカプセルの壁面に付着して離れず、所望の方向に移動しない帯電粒子を生じ、このような不所望に表示面に残留した帯電粒子により画像のコントラストが低下してしまうという問題があった。また、一旦付着した帯電粒子は長時間制御電圧を印加しても剥離し難く、画像の表示速度が低下して応答性が悪くなる割にはコントラストが向上しないという問題があった。また、このような不所望に表示面に付着して残留した帯電粒子を、表示面から引き剥がすためにはさらに高い電圧を印加することも考えられるが、そのためには電気泳動表示装置自体を高電圧が印加可能なものにする必要があり、また消費電力も大きくなるという問題があった。
【０００４】
この発明は上記課題を解決するものであり、表示される画像のコントラストが高く、応答速度も高く、且つ省電力の電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置では、液体分散媒に分散させた泳動可能な帯電粒子を封入したマイクロカプセルを挟んだ電極を備え、当該電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加し前記マイクロカプセルに制御電界をかけることで、前記マイクロカプセルに封入された前記帯電粒子を任意の方向に移動させて画像を表示する電気泳動表示装置において、前記電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加する前に、前記マイクロカプセルに１の方向及びこれと逆方向とに交互に電界が生じるよう前記電極に交互に逆極性のパルス電圧を印加し、前記パルス電圧は、鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であることを特徴とする。
【０００６】
この構成に係る電気泳動表示装置では、画像形成の前段階で前記電極に交互に逆極性のパルス電圧（鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であるもの）を印加することで、マイクロカプセル内の壁面に不所望に付着した帯電粒子の剥離を容易にし帯電粒子の電気泳動による移動を促進して表示される画像のコントラストを高くし、応答速度も速くすることができる。そして、不所望に付着した帯電粒子の剥離をするための制御電界を形成するために過大な電圧を印加する必要がなく、電力の消費を少なくすることができる。また、この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の波形を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記パルス電圧は、周波数が１Ｈｚ以上４０Ｈｚ以下であることを特徴とする。
【０００８】
この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の周波数を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記パルス電圧は、印加する継続時間が５秒以内であることを特徴とする。
【００１２】
この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の印加時間を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を好ましい１の実施の形態である電気泳動表示装置１により、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。図１に示すように、電気泳動表示装置１は、記録媒体ＰＰを表裏から挟んで協働して搬送する２対の搬送ローラ５１，５２を有する移動手段である記録媒体搬送部５が備えられる。また、この２対の搬送ローラ５１，５２の間に配置され、記録媒体ＰＰの表示面側（図１上側）に接触又は近接して電圧を印加する上電極部２と、記録媒体ＰＰの裏面側（図１下側）に接触又は近接して電圧を印加する下電極部３とが備えられる。そして、上電極部２及び下電極部３のそれぞれのセグメント電極（図２参照）に配線８により接続され、画像データに基づいて変調された電圧を印加する制御部４とが備えられて構成されている。
【００１５】
記録媒体搬送部５は、駆動モータ９を備える。この駆動モータ９は、制御部４のコンピュータ１０から制御信号がモータ駆動回路７に送られ、モータ駆動回路７からの駆動信号により制御されて回転される。この回転が１対の搬送ローラ５１に伝達され、搬送ローラ５１は図１に示すように、記録媒体ＰＰを挟持しながら連れ回って、記録媒体ＰＰを搬送方向であるＸ方向（図１左方向）に搬送する。同様に他の１対の搬送ローラ５２も駆動モータ９に図示外の動力伝達手段を介して駆動されて搬送ローラ５１と同期して回転し、記録媒体ＰＰを搬送する。
【００１６】
図２は、記録媒体ＰＰに対する上電極部２及び下電極部３の配置を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、上電極部２は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎが、搬送される記録媒体ＰＰの表面側の画素に対応した位置に接触又は近接可能に配置され、記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直で記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極が直線状に並べられて配置され電極アレイ２１として構成されている。また、下電極部３は、上電極部２と同様な構成とされて、上電極部２のそれぞれの電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎに対応した電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，・・・３２ｎを備えた電極アレイ３１が対向配置される。従って、本実施の形態では、この電極アレイ２１，３１により記録媒体ＰＰの幅方向を一括して画素ごとに電界を印加して画像形成しながら記録媒体ＰＰをＸ方向に移動させて走査し、ページ全体の画像を形成するいわゆるページプリンタと同様な構成とされている。
【００１７】
ここで、本実施の形態の電気泳動表示装置１に用いられる記録媒体ＰＰについて説明する。図３は、記録媒体ＰＰの構成を示す模式断面図である。
【００１８】
図３に示すように記録媒体ＰＰは、基層Ｐ１の表面に多数のマイクロカプセルＰ１０を面状に配列し、マイクロカプセルＰ１０間の間隙を透明な可撓性を有する可撓性媒体Ｐ１２で充填して板状の帯電表示層Ｐ３を形成して構成される。この帯電表示層Ｐ３は、図３に示すようにマイクロカプセルＰ１０が１段の層状に形成されたもの以外にも複数段積層された層になっているものでもよい。また、基層Ｐ１は帯電表示層Ｐ３と一体に形成されてもよいが、ここでは、基層Ｐ１は白色に着色されて、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１に白色の帯電粒子Ｐ２ｂが集合し白色を表示する場合に、マイクロカプセルＰ１０の隙間から基層Ｐ１が見えても白色が濁らないように白色の着色層として構成されている。なお、この基層Ｐ１は、必ずしも必要ではない。
【００１９】
このように構成された記録媒体ＰＰは、図１に示すように、電気泳動表示装置１に配設された上電極部２、下電極部３に挟まれ、図３に示す帯電表示層Ｐ３に画像情報に基づいて画素単位で電界が印加されることにより、マイクロカプセルＰ１０の内部に多数封入された、帯電特性及び色の異なる２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ（図４参照）が移動し、図４の上側の表示面Ｐ１１に所望の画像を表示させるものである。以下、この記録媒体ＰＰの構成を詳細に説明する。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。ここで、図４（Ａ）は、本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。マイクロカプセルＰ１０は、液体分散媒Ｐ４に帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを分散させた分散系を、球状の透明な外殻部Ｐ５の中に内包する構造となっている。
【００２１】
次に、マイクロカプセルＰ１０の製造方法の概略について説明する。マイクロカプセル化の方法としては、既に当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるイン・サイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書等に示される融解分散冷却法等があるが、これらに限定されるものではない。本実施の形態のマイクロカプセルＰ１０の製造方法は、界面重合法により行っており、以下この場合に基づいてマイクロカプセルＰ１０の製造方法を説明する。
【００２２】
マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の形成材料としては、上述のカプセル製造方法にて外殻部Ｐ５が作製可能であれば、無機物質でも有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【００２３】
図４（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄは、高解像度の表示装置を実現するためには、理論的には小さいほど好ましいといえるが、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包する構造であるため、実際には、約５μｍ以上、約３００μｍ以下であることが望ましい。本実施の形態の記録媒体ＰＰでは、２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは液体分散媒と共に約３００μｍのマイクロカプセルＰ１０に封入させている。
【００２４】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、染料または顔料を分散した有機化合物や、顔料などの無機化合物が挙げられる。
【００２５】
染料としては、以下のようなものがある。従来から油性インク組成物に用いられている染料であればどれでも使用可能であるが、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく、これらの染料は、組み合わせて使用することも可能である。
【００２６】
また、顔料としては、以下のようなものが使用できる。日本で通用する有機顔料の通称名として、黄色では、Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｅｎｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ等が使用できる。赤色では、Ｐａｒｍａｎｅｎｔ Ｒｅｄ、ｂｅｎｚｉｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌｏｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎ ｏｒａｎｇｅ、ｏｒａｎｇｅ ｌａｋｅ、ｐａｒａ ｒｅｄ、ｌａｋｅ ｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ ｒｅｄ、ｂｒｉｌｌ ｆａｓｔ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌ ｃａｒｍｉｎｅ、ｂｒｉｌｌ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａｔｃｈｕｎｇ ｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌ ｒｅｄ、ｂｏｎ ｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅ ｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒ ｌａｋｅ等が使用できる。紫色では、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ｂ ｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅ ｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｋｅ等が使用できる。青色では、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｐｕｒｅ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｂｌｕｅ、ｆａｓｔ ｓｋｙ ｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅ ｂｌｕｅ ｒｓ等が使用できる。緑色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｇｒｅｅｎ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ、ｐｉｇｍｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｂ、ｇｒｅｅｎ ｇｏｌｄ等が使用できる。黒色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｂｌａｃｋが使用できる。
【００２７】
また、無機顔料としては以下のようなものが使用できる。黒色では、カーボンブラック等が使用でき、白色では、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すずなどが使用できる。
【００２８】
有機化合物としては、以下のような合成樹脂、合成ワックスなどの合成物や、天然ワックスなどが使用できる。
【００２９】
合成樹脂、合成ワックスとして、その出発モノマーにメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉｓｏ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等を使用することが可能である。
【００３０】
更に、前記モノマーには、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するモノマーが混合されても良い。カルボキシル基を有するものはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等、水酸基を有するものはβ−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキシプロピルメタアクリレート、アリルアルコール等、メチロール基を有するものはＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、アミノ基を有するものはジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、酸アミド基を有するものはアクリルアミド、メタクリルアミド等、グリシジル基を有するものはグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等が例示される。また、これらのモノマーを単体、または、複数のモノマーを混合して使用することが可能である。
【００３１】
天然ワックスとしては、以下のような植物系、動物系、鉱物系、石油系ワックスなどが使用できる。
【００３２】
植物系ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などが使用できる。動物系ワックスとしては、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどが、鉱物系ワックスとしては、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどが、石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどがそれぞれ使用できる。
【００３３】
次に、液体分散媒Ｐ４としては、少なくとも高絶縁性、無色透明性が求められ、水、アルコール類、各種エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、四環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素等のほか、天然または合成の各種の油などを使用できる。
【００３４】
分散系を生成するには、まず液体分散媒Ｐ４にプラスの帯電極性を持つ黒色の帯電粒子Ｐ２ａとマイナスの帯電極性を持つ白色の帯電粒子Ｐ２ｂとを均一分散させる。更に、この分散液と、界面活性剤を添加した蒸留水を撹拌混合させ、分散液のエマルジョンを作製する。分散液エマルジョンの大きさは、撹拌速度、または、乳化剤、界面活性剤の種類と量とにより所望の大きさに調節される。また、必要に応じて１種類以上の乳化剤、界面活性剤、電解質、潤滑剤、安定化剤などを適宜添加することができる。
【００３５】
このとき、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、体積平均粒子径／個数平均粒子径で表される粒度分布の分散度が約２以下であることが好ましい。
【００３６】
また、図４（Ａ）に示す帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの平均粒子径ｄは、マイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄに対し約１／１０００以上、約１／５以下であることが好ましい。粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／５以上である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包したマイクロカプセルＰ１０では、電界を印加して画像形成する際に、極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがお互いの泳動の妨げとなり、応答速度が極端に低下する。また、粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／１０００以下である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、マイクロカプセルＰ１０内で凝集してしまい、電界に対する応答性の低下や、表示ムラを引き起こしてしまうことがある。本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいては、微粒子は平均粒子径ｄが約２０μｍであり、黒いプラスの帯電粒子Ｐ２ａと、白いマイナスの帯電粒子Ｐ２ｂの２種類が用いられている。
【００３７】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの量は、マイクロカプセルＰ１０中において、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、前記マイクロカプセルＰ１０の容積に対し、各々約１．５％以上、約２５％以下であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されているすべての帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して各々約１．５％以上、約５０％以下であるように調整することが好ましい。
【００３８】
マイクロカプセルＰ１０に内包される帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約１．５％以下である場合、制御電界により帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁端部に移動しても、カプセル半球面の１／２を占めることができず、低コントラストを招いたり、または背後の他色の帯電粒子や背面の電極等の色が観測者の目に触れてしまう。
【００３９】
また、帯電極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積がマイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約２５％以上であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されている帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して約５０％以上であるような場合、制御電界に対し帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが応答する際に、衝突によりお互いの帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが泳動の妨げとなってしまう。このため、制御電界の印加から画像形成が完結するまでの応答速度が著しく低下してしまう。
【００４０】
次に帯電表示層Ｐ３を形成するには、図３に示すように、多数のマイクロカプセルＰ１０を平面状に配列して並べ、可撓性媒体Ｐ１２により、その間隙を充填して全体を薄板状に形成する。この可撓性媒体Ｐ１２には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明で可撓性のある材質が用いられる。
【００４１】
さらに、帯電表示層Ｐ３の表示面側と反対の面を不透明な白色に着色した着色層である基層Ｐ１を配設するようにしてもよく（図３参照）、この場合は、基層Ｐ１上に帯電表示層Ｐ３を積層する。着色層を設けることで、例えば、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの色がそれぞれ黒色と白色の場合に、着色層を白色に着色することで、帯電粒子Ｐ２ｂにより帯電表示層Ｐ３の表面を白色に表示すべきときに、マイクロカプセルＰ１０の隙間を白色で埋めて、完全に隙間のない白色の表示面を構成することができる。
【００４２】
本実施の形態の記録媒体ＰＰは、上述のような構成を備えるため以下のような作用を有する。ここで図４（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０は、未だ電界を印加されない状態であり、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、均一の状態でマイクロカプセル内に分散して存在する。なお、ここでは図の上方（反Ｚ方向）が、表示方向である。
【００４３】
図５は、記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。図５に示すように、対応する上電極部２と下電極部３のそれぞれの電極２２ａと３２ａ、２２ｂと３２ｂにそれぞれ電圧が印加されると、印加された電圧の極性に応じた向きの電界が生じる。ここでは、電気力線をＥＬで示す。図５左に示す電極２２ａは陰極で、電極３２ａは陽極である。従って、上向きの電界を生じるが、この電界の中におかれたマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂを例に説明する。図４（Ｂ）は、均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。図４（Ｂ）において、上電極部２を陰極、下電極部３を陽極とするように電圧を印加すると、上向きの電界が生じ、プラスに帯電した黒色の帯電粒子Ｐ２ａは陰極である上の電極２２ａの方向に、マイナスに帯電した白色の帯電粒子Ｐ２ｂは陽極である下の電極３２ａの方向に、それぞれ引き寄せられる。帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、それぞれ電極２２ａ，３２ａ側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂの外殻部Ｐ５の内壁面に付着する。図４（Ｃ）は帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す模式図である。そのため、上電極部２側、即ち表面側の表示面Ｐ１１側から観察すると、帯電粒子Ｐ２ａのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ａに着色された黒色のみが表示面に表示される。
【００４４】
なお、この状態で電圧の印加を停止しても、液体分散媒Ｐ４の粘度及び鏡像力により図４（Ｃ）に示す状態が維持される、いわゆるメモリ効果がある。また、この状態で、ある程度の強度までの電界を受けたとしても、ヒステリシスのためこの状態が維持される。すなわち、ここで形成された画像はこの記録媒体ＰＰに記録されることになる。
【００４５】
一方、図５右側に示すマイクロカプセルＰ１０ｃ，Ｐ１０ｄのように、マイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂに示した上電極部２と下電極部３に異なる極性で再び電圧を印加した場合、ヒステリシスの限界を超える逆向きの電界が印加されれば、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは再び移動して位置が逆転し、図５右側に示すマイクロカプセルＰ１０ｃ，Ｐ１０ｄのように帯電粒子Ｐ２ｂが表示面Ｐ１１側に付着し、表面側の表示面Ｐ１１側から観察すると、帯電粒子Ｐ２ｂのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ｂに着色された白色のみが表示面に表示され画像は書き替えられる。
【００４６】
図１に示す制御部４は、制御用の図示しないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えた周知のコンピュータ１０を備え、このコンピュータ１０は、外部コンピュータにより構成されるものであってもよい。制御部４には、図示しないインタフェイスを介して画像情報が取り込まれ、コンピュータ１０はこの画像情報に基づいて制御信号を発生させる。このコンピュータ１０からの微弱な制御信号に応じて各電極２２，３２から記録媒体ＰＰに十分な電界を印加できるように電極アレイ駆動回路６を備え、この電極アレイ駆動回路６から配線８を介して駆動信号を出力して各電極２２，３２に電圧を印加し、搬送される記録媒体ＰＰに対して各画素に応じた電界の向きになるように各電極から電界を印加して画像を形成する。また、前述のように記録媒体搬送部５に備えられた駆動モータ９を、コンピュータ１０からの制御信号に基づいて駆動信号を出力して駆動するモータ駆動回路７を備える。
【００４７】
電気泳動表示装置１は、以上のように構成される。次にこのように構成された電気泳動表示装置１の制御方法について説明する。ここで、図６（Ｄ），（Ｅ）、図７（Ｆ），（Ｇ）は、マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。図４（Ａ）〜（Ｃ）に示した帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの動きは理想的なものであって、実際には、種々の条件から図４（Ｃ）の状態から、再び逆向きの制御電界を印加したときに、図６（Ｄ），（Ｅ）、図７（Ｆ），（Ｇ）に示すような鏡像力の影響等でマイクロカプセルＰ１０の壁面に付着して離れず、所望の方向に移動しない帯電粒子Ｐ２ｃが生じることがあり、このような不所望に表示面Ｐ１１に残留した帯電粒子Ｐ２ｃにより画像のコントラストが低下してしまうという問題があった。そこで、本発明においては以下に述べる本実施の形態の電気泳動表示装置１のような制御方法により、このような問題を解決している。
【００４８】
この制御方法では、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを移動させる制御電界を生じさせるための上電極部２及び下電極部３に電圧を所定の方向に継続して印加してする前に、上電極部２及び下電極部３に１の方向及びこれと逆方向とに電界が生じるように交互にパルス電圧を印加することを特徴とする。以下、この制御方法を詳述する。
【００４９】
本実施の形態の上電極部２及び下電極部３は、いずれも画素に対応したセグメント電極からなる電極アレイ２１，３１から構成されており、記録媒体ＰＰの画素毎に必要な電界を容易に印加できる。
【００５０】
ここで従来の電気泳動表示装置における、制御方法を説明する。図１１は、従来の電気泳動表示装置の制御電界の印加を示すグラフである。図１１に示すグラフにおいてＶ１は上電極部の電極、Ｖ２は下電極部の電極を示す。また、Ｖ１−Ｖ２は両電極の電位差を示す。また、ｔ１はパルス電界の印加時間、ｔ２は制御電界の印加時間を示す。以下、図８、図９、図１０において同じである。図１１（Ａ）は、上電極部における電圧の印加を示し、図１１（Ｂ）は、対応する下電極部における電圧の印加を示し、図１１（Ｃ）は、これらの電位差を示す。ここで、ｔ２は、制御電界を印加する時間を示す。従来のように制御電界のみを印加する制御方法では、図４（Ｃ）に示す状態から図１１（Ａ）に示すように上電極部にプラス、図１１（Ｂ）に示すように下電極部にマイナスの電圧を印加すれば、その電位差は図１１（Ｃ）に示すようになり、図６（Ｄ）に示すように、プラスの電位を帯びた黒色の帯電粒子Ｐ２ａは電気泳動により下方に、マイナスの電位を帯びた白色の帯電粒子Ｐ２ｂは上方に移動する。しかし、制御電界を印加し続けても、鏡像力により一旦マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に付着した帯電粒子Ｐ２ｃは図６（Ｅ）、図７（Ｆ）に示すように電気泳動によって移動しない。そのため、図７（Ｇ）に示すように表示面Ｐ１１に残留し、すべて白色の帯電粒子Ｐ２ｂで表示面Ｐ１１を表示しようとしても不所望に残留した帯電粒子Ｐ２ｃによりグレーがかった発色となり、その結果表示される画像のコントラストを低下させた。
【００５１】
ここで図８は、電気泳動表示装置１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。図８（Ａ）は、上電極部２おける電圧の印加を示し、図８（Ｂ）は、対応する下電極部３おける電圧の印加を示し、図８（Ｃ）は、これらの電位差を示す。本実施の形態の電気泳動表示装置１においては、黒色を表示したい記録媒体ＰＰの画素に対応する上電極部２の電極、例えば２２ａに対して、図８（Ａ）に示すように、短時間に極性を交互に変化させたパルス電圧をｔ１に示す時間印加し、その後本来の制御電圧であるマイナスの電圧を印加してしている。また、このとき電極２２ａに対応する電極３２ａには、図８（Ｂ）に示すように２２ａとは逆極性の電圧を印加する。その結果、両電極２２ａ，３２ａの電位の差は図８（Ｃ）に示すようになって記録媒体ＰＰに電界を印加する。また、白色を表示したい画素には、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）と逆の極性の電圧を上電極部及び下電極部の対応する電極に印加することで表示ができる。グラフは模式的なもので、好ましい周波数等は後述する。
【００５２】
このように、画像を形成するために一定時間極性を変えずに電圧を印加して制御電界を形成する前の段階に、極性が短時間に変化するパルス電圧を印加すると後述の実験例のように形成される画像のコントラストが向上し且つ応答が良くなるのであるが、その理由は以下のようであると考えられる。即ち、鏡像力により付着していた帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがパルス電圧を印加されることにより電気泳動のエネルギを与えられ、その多くがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面から離れて電気泳動を始めるが、一部は鏡像力のため付着したままになっている。そのとき、極性の異なるパルス電圧を連続的に印加することで、マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面から既に剥離した帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが激しく往復運動をすることにより、帯電粒子同士がぶつかり合う。その運動エネルギにより、マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に鏡像力のため未だ付着していた帯電粒子Ｐ２ｃが壁面から剥離するのを促進し、剥離後は印加された制御電界の方向に応答性よく従って電気泳動されるからであると考えられる。
【００５３】
このパルス電圧は、印加する電圧の極性を短時間に変化させる電圧であり、即ち交流電圧である。そして波形は、正弦波でもよいが好ましくはパルス波形であり、より好ましいのは矩形波である。
【００５４】
また、印加するパルス電圧の時間は、少なくとも７秒以内がよく、好ましくは５秒以内であり、より好ましいのは３秒以内である。
【００５５】
また、印加するパルス電圧の周波数は４０Ｈｚ以下がよく、好ましくは３Ｈｚから４０Ｈｚが望ましい。
【００５６】
そして、印加するパルス電圧は、一般に大きな電圧であるほどよいが、制御電界を印加するための電圧と同じであってもよい。
【００５７】
なお、実施の形態においてはデューティー比が１：１であるが、これに限定されるものではない。
【００５８】
以下の電気泳動表示装置１についての実験例を示す。
【００５９】
（実験例１）
実験例１は、粒径が２０μｍの白色に着色しマイナスに帯電した帯電粒子と黒色に着色しプラスに帯電した帯電粒子を液体分散媒としての絶縁溶媒とともに封入した直径３００μｍの透明樹脂製のマイクロカプセルを対向する電極間に挿入して、電極に極性を変えて電圧を印加して、マイクロカプセルの表示面に表示された白色の画像と黒色の画像の光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ（以下ＯＤ値という））を測定し、そのＯＤ値の差（以下ΔＯＤという）をコントラストとして比較した。ここでは一応の基準として概ねΔＯＤが０．８５前後を境界として、これ以上を高コントラスト、これ以下を低コントラストとして扱ったが、単に比較のための基準で実用性の有無を問うものではない。なお、同じΔＯＤの場合でも、黒色のＯＤ値の低下に比較して白色のＯＤ値の上昇の方が官能的には敏感に識別されるため、同じΔＯＤでは、白色のＯＤ値が低いほど好ましい。光学濃度の測定にはマクベス（Ｍａｃｈｂｅｔｈ）株式会社製の反射濃度測定器ＲＤ９１４を使用した。
【００６０】
実験例１では、パルス印加時間は３秒間とし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００６１】
上記の条件において、パルス電圧の波形を矩形波、正弦波、三角波に変え、且つパルス電圧の周波数を４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚと変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。表１にその結果を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．８９を示した４０Ｈｚの矩形波を印加した場合であった。矩形波の場合は、６０Ｈｚ、８０Ｈｚの場合でもΔＯＤが０．８４と概ね良好であった。これと比較して、正弦波では、４０ＨｚのときにΔＯＤが０．８７と矩形波に比べやや劣るも比較的良好なコントラストを得られたが、６０ＨｚではΔＯＤが０．８２、８０ＨｚではΔＯＤが０．８０とコントラストの低下が目立った。さらに三角波では、４０ＨｚのときにΔＯＤが０．８６と矩形波や正弦波に比べやや劣るも比較的良好なコントラストを得られたが、６０ＨｚではΔＯＤが０．８０、８０ＨｚではΔＯＤが０．７８と周波数が上がるに連れてコントラストの低下が著しかった。
【００６４】
この結果から、波形は、パルス波であれば正弦波や三角波でもよいが、より好ましいのは矩形波であることが判った。特に、パルス波の幅が狭いときは、矩形波が有利であった。
【００６５】
（実験例２）
実験例２では、パルス電圧の波形を矩形波、周波数を４０Ｈｚとし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００６６】
上記の条件において、パルス電圧の印加時間を１秒、３秒、５秒、７秒と変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表２にその結果を示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
表２に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．８９を示した印加時間が１秒及び３秒の場合で、極めて良好な結果であった。またΔＯＤが０．８９と同じでも、印加時間が１秒のときの方が白色のＯＤ値が低いため、官能的には、印加時間が１秒のときの方が良好な結果であった。これと比較して、印加時間が５秒の場合は、ΔＯＤが０．８５と比較的良好なコントラストを得られたが、印加時間が７秒のときはΔＯＤが０．７８とコントラストの低下が目立った。
【００６９】
この結果から、印加するパルス電圧の時間は、少なくとも７秒以内がよく、好ましくは５秒以内であり、より好ましいのは３秒以内であることが判った。
【００７０】
（実験例３）
実験例３では、パルス電圧の波形を矩形波とし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を３秒間印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００７１】
上記の条件において、印加するパルス電圧の周波数を１Ｈｚ、２Ｈｚ、３Ｈｚ、４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚと変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表３にその結果を示す。
【００７２】
【表３】
【００７３】
表３に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．９４を示した周波数が３Ｈｚの場合で、極めて良好な結果であった。また周波数が４０Ｈｚの場合もΔＯＤが０．８９と良好で、周波数が１Ｈｚ及び２Ｈｚの場合もΔＯＤが０．８７と良好であった。なお、周波数が１Ｈｚのときの方が白色のＯＤ値が低いため、官能的には、印加時間が１Ｈｚのときの方が良好な結果であった。これと比較して、周波数が６０Ｈｚの場合は、ΔＯＤが０．８３とコントラストがやや低下し、周波数が８０ＨｚのときにはΔＯＤが０．８４と大きな変化がなかった。
【００７４】
この結果から、印加するパルス電圧の周波数は、少なくとも６０Ｈｚ以下がよく、好ましくは４０Ｈｚ以下であり、より好ましいのは３Ｈｚから４０Ｈｚであることが判った。
【００７５】
（実験例４）
実験例４では、周波数が３Ｈｚで波形が矩形波のパルス電圧を４００Ｖ／ｍｍの電界となるように３秒間印加した。その後制御電界の印加時間をそれぞれ０．１秒、０．２秒、０．３秒、０．４秒、０．５秒と変化させて印加し画像を形成した。そして、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表４にその結果を示す。
【００７６】
【表４】
【００７７】
表４に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．９９を示した印加時間が０．５秒の場合で、極めて良好な結果であった。また印加時間が長くなるに従って、ΔＯＤが良好になり、印加時間が０．２秒のときもΔＯＤが０．９１と良好であった。なお、印加時間が０．１秒のときは、ΔＯＤが０．８４とコントラストがやや低下した。
【００７８】
この結果から、制御電界の印加時間は０．１秒以上がよく、好ましくは０．２秒以上、より好ましいのは０．５秒以上であることが判った。
【００７９】
上述のように構成され、制御される電気泳動表示装置１は、上記実験結果からも裏付けられるように、表示される画像のコントラストが高く、応答速度も速くなるという効果がある。また、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂをマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５から完全に剥離させるように制御電界を強くするように大きな電圧を印加する必要がなく、装置の構成の簡易化及び省電力化を図ることができるという効果もある。
【００８０】
以上、本発明を実施の形態である電気泳動表示装置１により説明したが、以下のような変形例である電気泳動表示装置１０１のような構成でも本発明は実施が可能である。以下、変形例である電気泳動表示装置１０１について説明する。図１２は、電気泳動表示装置１０１の構成を示す模式図である。
【００８１】
電気泳動表示装置１では記録媒体ＰＰを搬送することにより、アレイ状に形成された上電極部２及び下電極部３が記録媒体ＰＰと相対的に移動しつつ電界を印加するように構成されていたが（図１参照）、電気泳動表示装置１０１は、図１２に示すように、上電極部２と同様に構成されたアレイ状の上電極部１０２が電極部搬送体６１に記録媒体ＰＰに対向可能に収容され、記録媒体ＰＰを固定させたまま上電極部１０２を搬送することで、両者を相対的に移動させて電界を印加する。この電極部搬送体６１は図示しない案内部材により案内されて記録媒体ＰＰに電圧が印加可能に移動するように構成される。電極部搬送体６１の移動方向の端部にはベルト部材である駆動ベルト６４の両端部が固着され、電極部搬送体６１と駆動ベルト６４が環状に連結される。駆動ベルト６４は、図示しないモータ及び動力伝達手段により駆動される駆動プーリ６２と、回動可能に構成された従動プーリ６３に掛架される。このように構成されるため、上電極部１０２は記録媒体ＰＰ上を移動しつつ電圧の印加が可能となっている。
【００８２】
また、電気泳動表示装置１では下電極部３が上電極部２と同様のアレイ状の電極により構成されていたが（図２参照）、電気泳動表示装置１０１の下電極部１０３は、記録媒体ＰＰの下部に配設され、記録媒体ＰＰの全面に対応する共通電極として構成される。なお、下電極部１０３は、上電極部１０２と対応して移動するような共通電極部として構成してもよい。
【００８３】
電気泳動表示装置１０１の電極構成は、上電極部１０２が電気泳動表示装置１と同様の画素に対応するように分割されたセグメント電極であるのに対して、下電極部１０３が電気泳動表示装置１と異なる共通電極である。制御部４等上記構成以外は電気泳動表示装置１と共通の構成である。そして、記録媒体ＰＰに電界を印加する制御方法が以下のように行われる。
【００８４】
ここで図９（Ａ）〜（Ｅ）は、電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。図９（Ａ）は、黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｂ）は、共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｃ）は、黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図９（Ｄ）は、白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｅ）は、白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。本変形例の電気泳動表示装置１０１においては、下電極部１０３は、共通電極を用いているので、アレイ状に構成された上電極部１０２のそれぞれの個別の電極に対応して電圧を印加することはできないので、図９（Ｂ）に示すように下電極部１０３は、アース電位とされ、プラス及びマイナスのいずれの電位ともすることができない。このとき上電極部１０２の電極に対応する画素に黒色を表示したいときは、図９（Ａ）に示すようにプラスとマイナスに変化するパルス電圧を印加した後、マイナスの電圧を印加する。これらの電極で電圧を印加された結果、画素には図９（Ｃ）のような電位差が生じ、パルス電界及び制御電界が形成され黒色の画像が形成される。一方、白色を表示したい画素に対応する上電極部１０２の電極には、図９（Ｄ）に示すように、図９（Ｂ）と逆極性になるように電圧を印加する。このように電圧を印加すれば、下電極部１０３はアース電位とされているので、白色を表示したい画素には、図９（Ｅ）のように電界が印加される。以上のように制御することで、それぞれの画素にパルス電界を印加した後制御電界を印加して選択的に黒色又は白色を表示できる。
【００８５】
また、この制御方法は、以下のような制御方法に代えることができる。上述の方法では、パルス電圧が黒色を表示する画素と白色を表示する画素に対して、それぞれ逆極性の電界が印加されていた。図１０（Ａ）〜（Ｆ）は、電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法の変形例を示すグラフである。図１０（Ａ）は、黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｃ）は、黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図１０（Ｄ）は、白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｅ）は、白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図１０（Ｆ）は、書き換えをしない画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。この変形例では、パルス電界においては、極性は問われないことから、パルス電圧を印加する場合に、黒色を表示する画素と白色を表示する画素に対応する電極に共通の極性のパルス電圧を印加することに特徴がある。
【００８６】
即ち、図１０（Ｂ）に示すように、下電極部１０３に対し、マイナス−プラス−マイナス−プラス−マイナスの順にパルス電圧を印加する。このとき、図１０（Ａ）に示すように、黒色を表示する画素に対応した上電極部１０２の電極には、プラス−マイナス−プラス−マイナス−プラスの順に下電極部１０３とは逆極性の電圧を印加する。その後、黒色を表示するためにマイナスの電圧を印加する。この結果、図１０（Ｃ）に示すように対応する画素には、大きな電位差により強いパルス電界を形成した後に、所定の向きの電界を印加することで黒色を表示させることができる。一方、図１０（Ｄ）に示すように、白色を表示する画素に対応した上電極部１０２の電極には、プラス−マイナス−プラス−マイナス−プラスの順に下電極部１０３とは逆極性の電圧を印加する。その後、白色を表示するためにプラスの電圧を印加する。この結果、図１０（Ｅ）に示すように対応する画素には、大きな電位差により強いパルス電界を印加した後に、所定の向きの電界を印加することで白色を表示させることができる。このように制御することで、より効果的なパルス電界を印加することが可能になり、不所望にマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に付着する帯電粒子Ｐ２ｃを少なくし、コントラストのより高い画像を得ることができる。
【００８７】
さらに、画像を形成する場合に、必要な画素のみ書き換えるような制御をする場合、書き換えを行わない画素に対応する上電極部１０２の電極に、図１０（Ｆ）に示すような、下電極部１０３に印加した図１０（Ａ）に示すパルス電圧と同じ極性の電圧を印加することで、電位差をなくして電界が印加されないようにすることで、既に表示されている表示の状態を変化させないで、他の書き換えが必要な画素に対して有効なパルス電界を印加することができる。
【００８８】
また、例えば、記録媒体の構成、例えばマイクロカプセルや帯電粒子が構成される材料、大きさ、帯電電位、着色される色彩等種々の変形実施が可能である。また、電極の構成や、印加される電圧の大きさ等も同様である。
【００８９】
以上、１の実施の形態及びその変形例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態及びその変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良をし変更することが可能であることは容易に推察できるものである。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の電気泳動表示装置によれば、画像形成の前段階で前記電極に交互に逆極性のパルス電圧（鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であるもの）を印加することで、マイクロカプセル内の壁面に不所望に付着した帯電粒子の剥離を容易にし帯電粒子の電気泳動による移動を促進して表示される画像のコントラストを高くし、応答速度も速くすることができるという効果がある。そして、不所望に付着した帯電粒子の剥離をするための制御電界を形成するための過大に電圧を印加する必要がなく、電力の消費を少なくすることができるという効果もある。また、印加するパルス電圧の波形を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【００９１】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に記載の電気泳動表示装置の効果に加え、印加するパルス電圧の周波数を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【００９２】
【００９３】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の効果に加え、印加するパルス電圧の印加時間を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。
【図２】 記録媒体ＰＰに対する、上電極部２及び下電極部３の配置を模式的に示す斜視図である。
【図３】 記録媒体ＰＰの構成を示す模式断面図である。
【図４】 マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。
（Ａ） 本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。
（Ｂ） 均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。
（Ｃ） 帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す模式図である。
【図５】 記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。
【図６】 （Ｄ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
（Ｅ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
【図７】 （Ｆ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
（Ｇ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
【図８】 電気泳動表示装置１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。
（Ａ） 上電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 対応する下電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） これらの電位差を示すグラフである。
【図９】
電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。
（Ａ） 黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） 黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｄ） 白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｅ） 白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
【図１０】 電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法の変形例を示すグラフである。
（Ａ） 黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） 黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｄ） 白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｅ） 白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｆ） 書き換えをしない画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
【図１１】 従来の電気泳動表示装置の制御電界の印加を示すグラフである。
（Ａ） 上電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 対応する下電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） これらの電位差を示すグラフである。
【図１２】 電気泳動表示装置１０１の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 電気泳動表示装置
２ 上電極部
３ 下電極部
４ 制御部
５ 記録媒体搬送部
６ 電極アレイ駆動回路
７ モータ駆動回路
８ 配線
９ 駆動モータ
１０ コンピュータ
２１ 電極アレイ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎ 電極
３１ 電極アレイ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，・・・３２ｎ 電極
５１，５２ 搬送ローラ
ＥＬ 電気力線
ＰＰ 記録媒体
Ｐ２ａ （黒色）帯電粒子
Ｐ２ｂ （白色）帯電粒子
Ｐ２ｃ （残留した）帯電粒子
Ｐ３ 帯電表示層
Ｐ４ 液体分散媒
Ｐ５ 外殻部
Ｐ１０ マイクロカプセル
Ｐ１１ 表示面
Ｐ１２ 可撓性媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスとマイナスの電位にそれぞれ帯電させた２色の帯電粒子を液体分散媒に多数分散させて封入した透明の樹脂製のマイクロカプセルを層状に形成した記録媒体を用い、この記録媒体を挟むように配設された電極を備え、この電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加して記録媒体に制御電界をかけることで、マイクロカプセルに封入された帯電粒子を任意の方向に移動させて、観察者に対して、表示面である記録媒体の一面に２色の帯電粒子のいずれかを集合させて画像を表示する電気泳動表示装置が提案されている。このような電気泳動表示装置においては、記録媒体を挟んで対向して設けられた電極に一定時間電圧を継続的に印加することにより制御電界を生じさせ、記録媒体の帯電粒子を電界の向きに従って泳動させることにより、表示面に表示したい色の帯電粒子を集合させ、表示させたくない色の帯電粒子は、表示面と反対方向に泳動させて隠し、表示したい色のみを観察者に対して表示する。このようにして画素毎に選択的に色を表示して画像を形成する。また、制御電界を消失させた後は、帯電粒子とマイクロカプセルの壁面との間に生じる鏡像効果により帯電粒子がマイクロカプセルの壁面に付着した状態が維持される、いわゆるメモリ効果で表示した画像が維持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、再び逆向きの制御電界を印加したときに、鏡像力の影響等でマイクロカプセルの壁面に付着して離れず、所望の方向に移動しない帯電粒子を生じ、このような不所望に表示面に残留した帯電粒子により画像のコントラストが低下してしまうという問題があった。また、一旦付着した帯電粒子は長時間制御電圧を印加しても剥離し難く、画像の表示速度が低下して応答性が悪くなる割にはコントラストが向上しないという問題があった。また、このような不所望に表示面に付着して残留した帯電粒子を、表示面から引き剥がすためにはさらに高い電圧を印加することも考えられるが、そのためには電気泳動表示装置自体を高電圧が印加可能なものにする必要があり、また消費電力も大きくなるという問題があった。
【０００４】
この発明は上記課題を解決するものであり、表示される画像のコントラストが高く、応答速度も高く、且つ省電力の電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置では、液体分散媒に分散させた泳動可能な帯電粒子を封入したマイクロカプセルを挟んだ電極を備え、当該電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加し前記マイクロカプセルに制御電界をかけることで、前記マイクロカプセルに封入された前記帯電粒子を任意の方向に移動させて画像を表示する電気泳動表示装置において、前記電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加する前に、前記マイクロカプセルに１の方向及びこれと逆方向とに交互に電界が生じるよう前記電極に交互に逆極性のパルス電圧を印加し、前記パルス電圧は、鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であることを特徴とする。
【０００６】
この構成に係る電気泳動表示装置では、画像形成の前段階で前記電極に交互に逆極性のパルス電圧（鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であるもの）を印加することで、マイクロカプセル内の壁面に不所望に付着した帯電粒子の剥離を容易にし帯電粒子の電気泳動による移動を促進して表示される画像のコントラストを高くし、応答速度も速くすることができる。そして、不所望に付着した帯電粒子の剥離をするための制御電界を形成するために過大な電圧を印加する必要がなく、電力の消費を少なくすることができる。また、この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の波形を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記パルス電圧は、周波数が１Ｈｚ以上４０Ｈｚ以下であることを特徴とする。
【０００８】
この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の周波数を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記パルス電圧は、印加する継続時間が５秒以内であることを特徴とする。
【００１２】
この構成に係る電気泳動表示装置では、印加するパルス電圧の印加時間を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を好ましい１の実施の形態である電気泳動表示装置１により、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。図１に示すように、電気泳動表示装置１は、記録媒体ＰＰを表裏から挟んで協働して搬送する２対の搬送ローラ５１，５２を有する移動手段である記録媒体搬送部５が備えられる。また、この２対の搬送ローラ５１，５２の間に配置され、記録媒体ＰＰの表示面側（図１上側）に接触又は近接して電圧を印加する上電極部２と、記録媒体ＰＰの裏面側（図１下側）に接触又は近接して電圧を印加する下電極部３とが備えられる。そして、上電極部２及び下電極部３のそれぞれのセグメント電極（図２参照）に配線８により接続され、画像データに基づいて変調された電圧を印加する制御部４とが備えられて構成されている。
【００１５】
記録媒体搬送部５は、駆動モータ９を備える。この駆動モータ９は、制御部４のコンピュータ１０から制御信号がモータ駆動回路７に送られ、モータ駆動回路７からの駆動信号により制御されて回転される。この回転が１対の搬送ローラ５１に伝達され、搬送ローラ５１は図１に示すように、記録媒体ＰＰを挟持しながら連れ回って、記録媒体ＰＰを搬送方向であるＸ方向（図１左方向）に搬送する。同様に他の１対の搬送ローラ５２も駆動モータ９に図示外の動力伝達手段を介して駆動されて搬送ローラ５１と同期して回転し、記録媒体ＰＰを搬送する。
【００１６】
図２は、記録媒体ＰＰに対する上電極部２及び下電極部３の配置を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、上電極部２は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎが、搬送される記録媒体ＰＰの表面側の画素に対応した位置に接触又は近接可能に配置され、記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直で記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極が直線状に並べられて配置され電極アレイ２１として構成されている。また、下電極部３は、上電極部２と同様な構成とされて、上電極部２のそれぞれの電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎに対応した電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，・・・３２ｎを備えた電極アレイ３１が対向配置される。従って、本実施の形態では、この電極アレイ２１，３１により記録媒体ＰＰの幅方向を一括して画素ごとに電界を印加して画像形成しながら記録媒体ＰＰをＸ方向に移動させて走査し、ページ全体の画像を形成するいわゆるページプリンタと同様な構成とされている。
【００１７】
ここで、本実施の形態の電気泳動表示装置１に用いられる記録媒体ＰＰについて説明する。図３は、記録媒体ＰＰの構成を示す模式断面図である。
【００１８】
図３に示すように記録媒体ＰＰは、基層Ｐ１の表面に多数のマイクロカプセルＰ１０を面状に配列し、マイクロカプセルＰ１０間の間隙を透明な可撓性を有する可撓性媒体Ｐ１２で充填して板状の帯電表示層Ｐ３を形成して構成される。この帯電表示層Ｐ３は、図３に示すようにマイクロカプセルＰ１０が１段の層状に形成されたもの以外にも複数段積層された層になっているものでもよい。また、基層Ｐ１は帯電表示層Ｐ３と一体に形成されてもよいが、ここでは、基層Ｐ１は白色に着色されて、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１に白色の帯電粒子Ｐ２ｂが集合し白色を表示する場合に、マイクロカプセルＰ１０の隙間から基層Ｐ１が見えても白色が濁らないように白色の着色層として構成されている。なお、この基層Ｐ１は、必ずしも必要ではない。
【００１９】
このように構成された記録媒体ＰＰは、図１に示すように、電気泳動表示装置１に配設された上電極部２、下電極部３に挟まれ、図３に示す帯電表示層Ｐ３に画像情報に基づいて画素単位で電界が印加されることにより、マイクロカプセルＰ１０の内部に多数封入された、帯電特性及び色の異なる２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ（図４参照）が移動し、図４の上側の表示面Ｐ１１に所望の画像を表示させるものである。以下、この記録媒体ＰＰの構成を詳細に説明する。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。ここで、図４（Ａ）は、本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。マイクロカプセルＰ１０は、液体分散媒Ｐ４に帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを分散させた分散系を、球状の透明な外殻部Ｐ５の中に内包する構造となっている。
【００２１】
次に、マイクロカプセルＰ１０の製造方法の概略について説明する。マイクロカプセル化の方法としては、既に当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるイン・サイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書等に示される融解分散冷却法等があるが、これらに限定されるものではない。本実施の形態のマイクロカプセルＰ１０の製造方法は、界面重合法により行っており、以下この場合に基づいてマイクロカプセルＰ１０の製造方法を説明する。
【００２２】
マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の形成材料としては、上述のカプセル製造方法にて外殻部Ｐ５が作製可能であれば、無機物質でも有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【００２３】
図４（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄは、高解像度の表示装置を実現するためには、理論的には小さいほど好ましいといえるが、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包する構造であるため、実際には、約５μｍ以上、約３００μｍ以下であることが望ましい。本実施の形態の記録媒体ＰＰでは、２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは液体分散媒と共に約３００μｍのマイクロカプセルＰ１０に封入させている。
【００２４】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、染料または顔料を分散した有機化合物や、顔料などの無機化合物が挙げられる。
【００２５】
染料としては、以下のようなものがある。従来から油性インク組成物に用いられている染料であればどれでも使用可能であるが、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく、これらの染料は、組み合わせて使用することも可能である。
【００２６】
また、顔料としては、以下のようなものが使用できる。日本で通用する有機顔料の通称名として、黄色では、Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｅｎｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ等が使用できる。赤色では、Ｐａｒｍａｎｅｎｔ Ｒｅｄ、ｂｅｎｚｉｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌｏｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎ ｏｒａｎｇｅ、ｏｒａｎｇｅ ｌａｋｅ、ｐａｒａ ｒｅｄ、ｌａｋｅ ｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ ｒｅｄ、ｂｒｉｌｌ ｆａｓｔ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌ ｃａｒｍｉｎｅ、ｂｒｉｌｌ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａｔｃｈｕｎｇ ｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌ ｒｅｄ、ｂｏｎ ｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅ ｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒ ｌａｋｅ等が使用できる。紫色では、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ｂ ｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅ ｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｋｅ等が使用できる。青色では、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｐｕｒｅ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｂｌｕｅ、ｆａｓｔ ｓｋｙ ｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅ ｂｌｕｅ ｒｓ等が使用できる。緑色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｇｒｅｅｎ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ、ｐｉｇｍｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｂ、ｇｒｅｅｎ ｇｏｌｄ等が使用できる。黒色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｂｌａｃｋが使用できる。
【００２７】
また、無機顔料としては以下のようなものが使用できる。黒色では、カーボンブラック等が使用でき、白色では、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すずなどが使用できる。
【００２８】
有機化合物としては、以下のような合成樹脂、合成ワックスなどの合成物や、天然ワックスなどが使用できる。
【００２９】
合成樹脂、合成ワックスとして、その出発モノマーにメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉｓｏ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等を使用することが可能である。
【００３０】
更に、前記モノマーには、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するモノマーが混合されても良い。カルボキシル基を有するものはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等、水酸基を有するものはβ−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキシプロピルメタアクリレート、アリルアルコール等、メチロール基を有するものはＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、アミノ基を有するものはジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、酸アミド基を有するものはアクリルアミド、メタクリルアミド等、グリシジル基を有するものはグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等が例示される。また、これらのモノマーを単体、または、複数のモノマーを混合して使用することが可能である。
【００３１】
天然ワックスとしては、以下のような植物系、動物系、鉱物系、石油系ワックスなどが使用できる。
【００３２】
植物系ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などが使用できる。動物系ワックスとしては、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどが、鉱物系ワックスとしては、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどが、石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどがそれぞれ使用できる。
【００３３】
次に、液体分散媒Ｐ４としては、少なくとも高絶縁性、無色透明性が求められ、水、アルコール類、各種エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、四環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素等のほか、天然または合成の各種の油などを使用できる。
【００３４】
分散系を生成するには、まず液体分散媒Ｐ４にプラスの帯電極性を持つ黒色の帯電粒子Ｐ２ａとマイナスの帯電極性を持つ白色の帯電粒子Ｐ２ｂとを均一分散させる。更に、この分散液と、界面活性剤を添加した蒸留水を撹拌混合させ、分散液のエマルジョンを作製する。分散液エマルジョンの大きさは、撹拌速度、または、乳化剤、界面活性剤の種類と量とにより所望の大きさに調節される。また、必要に応じて１種類以上の乳化剤、界面活性剤、電解質、潤滑剤、安定化剤などを適宜添加することができる。
【００３５】
このとき、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、体積平均粒子径／個数平均粒子径で表される粒度分布の分散度が約２以下であることが好ましい。
【００３６】
また、図４（Ａ）に示す帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの平均粒子径ｄは、マイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄに対し約１／１０００以上、約１／５以下であることが好ましい。粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／５以上である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包したマイクロカプセルＰ１０では、電界を印加して画像形成する際に、極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがお互いの泳動の妨げとなり、応答速度が極端に低下する。また、粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／１０００以下である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、マイクロカプセルＰ１０内で凝集してしまい、電界に対する応答性の低下や、表示ムラを引き起こしてしまうことがある。本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいては、微粒子は平均粒子径ｄが約２０μｍであり、黒いプラスの帯電粒子Ｐ２ａと、白いマイナスの帯電粒子Ｐ２ｂの２種類が用いられている。
【００３７】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの量は、マイクロカプセルＰ１０中において、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、前記マイクロカプセルＰ１０の容積に対し、各々約１．５％以上、約２５％以下であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されているすべての帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して各々約１．５％以上、約５０％以下であるように調整することが好ましい。
【００３８】
マイクロカプセルＰ１０に内包される帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約１．５％以下である場合、制御電界により帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁端部に移動しても、カプセル半球面の１／２を占めることができず、低コントラストを招いたり、または背後の他色の帯電粒子や背面の電極等の色が観測者の目に触れてしまう。
【００３９】
また、帯電極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積がマイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約２５％以上であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されている帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して約５０％以上であるような場合、制御電界に対し帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが応答する際に、衝突によりお互いの帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが泳動の妨げとなってしまう。このため、制御電界の印加から画像形成が完結するまでの応答速度が著しく低下してしまう。
【００４０】
次に帯電表示層Ｐ３を形成するには、図３に示すように、多数のマイクロカプセルＰ１０を平面状に配列して並べ、可撓性媒体Ｐ１２により、その間隙を充填して全体を薄板状に形成する。この可撓性媒体Ｐ１２には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明で可撓性のある材質が用いられる。
【００４１】
さらに、帯電表示層Ｐ３の表示面側と反対の面を不透明な白色に着色した着色層である基層Ｐ１を配設するようにしてもよく（図３参照）、この場合は、基層Ｐ１上に帯電表示層Ｐ３を積層する。着色層を設けることで、例えば、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの色がそれぞれ黒色と白色の場合に、着色層を白色に着色することで、帯電粒子Ｐ２ｂにより帯電表示層Ｐ３の表面を白色に表示すべきときに、マイクロカプセルＰ１０の隙間を白色で埋めて、完全に隙間のない白色の表示面を構成することができる。
【００４２】
本実施の形態の記録媒体ＰＰは、上述のような構成を備えるため以下のような作用を有する。ここで図４（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０は、未だ電界を印加されない状態であり、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、均一の状態でマイクロカプセル内に分散して存在する。なお、ここでは図の上方（反Ｚ方向）が、表示方向である。
【００４３】
図５は、記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。図５に示すように、対応する上電極部２と下電極部３のそれぞれの電極２２ａと３２ａ、２２ｂと３２ｂにそれぞれ電圧が印加されると、印加された電圧の極性に応じた向きの電界が生じる。ここでは、電気力線をＥＬで示す。図５左に示す電極２２ａは陰極で、電極３２ａは陽極である。従って、上向きの電界を生じるが、この電界の中におかれたマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂを例に説明する。図４（Ｂ）は、均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。図４（Ｂ）において、上電極部２を陰極、下電極部３を陽極とするように電圧を印加すると、上向きの電界が生じ、プラスに帯電した黒色の帯電粒子Ｐ２ａは陰極である上の電極２２ａの方向に、マイナスに帯電した白色の帯電粒子Ｐ２ｂは陽極である下の電極３２ａの方向に、それぞれ引き寄せられる。帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、それぞれ電極２２ａ，３２ａ側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂの外殻部Ｐ５の内壁面に付着する。図４（Ｃ）は帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す模式図である。そのため、上電極部２側、即ち表面側の表示面Ｐ１１側から観察すると、帯電粒子Ｐ２ａのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ａに着色された黒色のみが表示面に表示される。
【００４４】
なお、この状態で電圧の印加を停止しても、液体分散媒Ｐ４の粘度及び鏡像力により図４（Ｃ）に示す状態が維持される、いわゆるメモリ効果がある。また、この状態で、ある程度の強度までの電界を受けたとしても、ヒステリシスのためこの状態が維持される。すなわち、ここで形成された画像はこの記録媒体ＰＰに記録されることになる。
【００４５】
一方、図５右側に示すマイクロカプセルＰ１０ｃ，Ｐ１０ｄのように、マイクロカプセルＰ１０ａ，Ｐ１０ｂに示した上電極部２と下電極部３に異なる極性で再び電圧を印加した場合、ヒステリシスの限界を超える逆向きの電界が印加されれば、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは再び移動して位置が逆転し、図５右側に示すマイクロカプセルＰ１０ｃ，Ｐ１０ｄのように帯電粒子Ｐ２ｂが表示面Ｐ１１側に付着し、表面側の表示面Ｐ１１側から観察すると、帯電粒子Ｐ２ｂのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ｂに着色された白色のみが表示面に表示され画像は書き替えられる。
【００４６】
図１に示す制御部４は、制御用の図示しないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えた周知のコンピュータ１０を備え、このコンピュータ１０は、外部コンピュータにより構成されるものであってもよい。制御部４には、図示しないインタフェイスを介して画像情報が取り込まれ、コンピュータ１０はこの画像情報に基づいて制御信号を発生させる。このコンピュータ１０からの微弱な制御信号に応じて各電極２２，３２から記録媒体ＰＰに十分な電界を印加できるように電極アレイ駆動回路６を備え、この電極アレイ駆動回路６から配線８を介して駆動信号を出力して各電極２２，３２に電圧を印加し、搬送される記録媒体ＰＰに対して各画素に応じた電界の向きになるように各電極から電界を印加して画像を形成する。また、前述のように記録媒体搬送部５に備えられた駆動モータ９を、コンピュータ１０からの制御信号に基づいて駆動信号を出力して駆動するモータ駆動回路７を備える。
【００４７】
電気泳動表示装置１は、以上のように構成される。次にこのように構成された電気泳動表示装置１の制御方法について説明する。ここで、図６（Ｄ），（Ｅ）、図７（Ｆ），（Ｇ）は、マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。図４（Ａ）〜（Ｃ）に示した帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの動きは理想的なものであって、実際には、種々の条件から図４（Ｃ）の状態から、再び逆向きの制御電界を印加したときに、図６（Ｄ），（Ｅ）、図７（Ｆ），（Ｇ）に示すような鏡像力の影響等でマイクロカプセルＰ１０の壁面に付着して離れず、所望の方向に移動しない帯電粒子Ｐ２ｃが生じることがあり、このような不所望に表示面Ｐ１１に残留した帯電粒子Ｐ２ｃにより画像のコントラストが低下してしまうという問題があった。そこで、本発明においては以下に述べる本実施の形態の電気泳動表示装置１のような制御方法により、このような問題を解決している。
【００４８】
この制御方法では、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを移動させる制御電界を生じさせるための上電極部２及び下電極部３に電圧を所定の方向に継続して印加してする前に、上電極部２及び下電極部３に１の方向及びこれと逆方向とに電界が生じるように交互にパルス電圧を印加することを特徴とする。以下、この制御方法を詳述する。
【００４９】
本実施の形態の上電極部２及び下電極部３は、いずれも画素に対応したセグメント電極からなる電極アレイ２１，３１から構成されており、記録媒体ＰＰの画素毎に必要な電界を容易に印加できる。
【００５０】
ここで従来の電気泳動表示装置における、制御方法を説明する。図１１は、従来の電気泳動表示装置の制御電界の印加を示すグラフである。図１１に示すグラフにおいてＶ１は上電極部の電極、Ｖ２は下電極部の電極を示す。また、Ｖ１−Ｖ２は両電極の電位差を示す。また、ｔ１はパルス電界の印加時間、ｔ２は制御電界の印加時間を示す。以下、図８、図９、図１０において同じである。図１１（Ａ）は、上電極部における電圧の印加を示し、図１１（Ｂ）は、対応する下電極部における電圧の印加を示し、図１１（Ｃ）は、これらの電位差を示す。ここで、ｔ２は、制御電界を印加する時間を示す。従来のように制御電界のみを印加する制御方法では、図４（Ｃ）に示す状態から図１１（Ａ）に示すように上電極部にプラス、図１１（Ｂ）に示すように下電極部にマイナスの電圧を印加すれば、その電位差は図１１（Ｃ）に示すようになり、図６（Ｄ）に示すように、プラスの電位を帯びた黒色の帯電粒子Ｐ２ａは電気泳動により下方に、マイナスの電位を帯びた白色の帯電粒子Ｐ２ｂは上方に移動する。しかし、制御電界を印加し続けても、鏡像力により一旦マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に付着した帯電粒子Ｐ２ｃは図６（Ｅ）、図７（Ｆ）に示すように電気泳動によって移動しない。そのため、図７（Ｇ）に示すように表示面Ｐ１１に残留し、すべて白色の帯電粒子Ｐ２ｂで表示面Ｐ１１を表示しようとしても不所望に残留した帯電粒子Ｐ２ｃによりグレーがかった発色となり、その結果表示される画像のコントラストを低下させた。
【００５１】
ここで図８は、電気泳動表示装置１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。図８（Ａ）は、上電極部２おける電圧の印加を示し、図８（Ｂ）は、対応する下電極部３おける電圧の印加を示し、図８（Ｃ）は、これらの電位差を示す。本実施の形態の電気泳動表示装置１においては、黒色を表示したい記録媒体ＰＰの画素に対応する上電極部２の電極、例えば２２ａに対して、図８（Ａ）に示すように、短時間に極性を交互に変化させたパルス電圧をｔ１に示す時間印加し、その後本来の制御電圧であるマイナスの電圧を印加してしている。また、このとき電極２２ａに対応する電極３２ａには、図８（Ｂ）に示すように２２ａとは逆極性の電圧を印加する。その結果、両電極２２ａ，３２ａの電位の差は図８（Ｃ）に示すようになって記録媒体ＰＰに電界を印加する。また、白色を表示したい画素には、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）と逆の極性の電圧を上電極部及び下電極部の対応する電極に印加することで表示ができる。グラフは模式的なもので、好ましい周波数等は後述する。
【００５２】
このように、画像を形成するために一定時間極性を変えずに電圧を印加して制御電界を形成する前の段階に、極性が短時間に変化するパルス電圧を印加すると後述の実験例のように形成される画像のコントラストが向上し且つ応答が良くなるのであるが、その理由は以下のようであると考えられる。即ち、鏡像力により付着していた帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがパルス電圧を印加されることにより電気泳動のエネルギを与えられ、その多くがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面から離れて電気泳動を始めるが、一部は鏡像力のため付着したままになっている。そのとき、極性の異なるパルス電圧を連続的に印加することで、マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面から既に剥離した帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが激しく往復運動をすることにより、帯電粒子同士がぶつかり合う。その運動エネルギにより、マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に鏡像力のため未だ付着していた帯電粒子Ｐ２ｃが壁面から剥離するのを促進し、剥離後は印加された制御電界の方向に応答性よく従って電気泳動されるからであると考えられる。
【００５３】
このパルス電圧は、印加する電圧の極性を短時間に変化させる電圧であり、即ち交流電圧である。そして波形は、正弦波でもよいが好ましくはパルス波形であり、より好ましいのは矩形波である。
【００５４】
また、印加するパルス電圧の時間は、少なくとも７秒以内がよく、好ましくは５秒以内であり、より好ましいのは３秒以内である。
【００５５】
また、印加するパルス電圧の周波数は４０Ｈｚ以下がよく、好ましくは３Ｈｚから４０Ｈｚが望ましい。
【００５６】
そして、印加するパルス電圧は、一般に大きな電圧であるほどよいが、制御電界を印加するための電圧と同じであってもよい。
【００５７】
なお、実施の形態においてはデューティー比が１：１であるが、これに限定されるものではない。
【００５８】
以下の電気泳動表示装置１についての実験例を示す。
【００５９】
（実験例１）
実験例１は、粒径が２０μｍの白色に着色しマイナスに帯電した帯電粒子と黒色に着色しプラスに帯電した帯電粒子を液体分散媒としての絶縁溶媒とともに封入した直径３００μｍの透明樹脂製のマイクロカプセルを対向する電極間に挿入して、電極に極性を変えて電圧を印加して、マイクロカプセルの表示面に表示された白色の画像と黒色の画像の光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ（以下ＯＤ値という））を測定し、そのＯＤ値の差（以下ΔＯＤという）をコントラストとして比較した。ここでは一応の基準として概ねΔＯＤが０．８５前後を境界として、これ以上を高コントラスト、これ以下を低コントラストとして扱ったが、単に比較のための基準で実用性の有無を問うものではない。なお、同じΔＯＤの場合でも、黒色のＯＤ値の低下に比較して白色のＯＤ値の上昇の方が官能的には敏感に識別されるため、同じΔＯＤでは、白色のＯＤ値が低いほど好ましい。光学濃度の測定にはマクベス（Ｍａｃｈｂｅｔｈ）株式会社製の反射濃度測定器ＲＤ９１４を使用した。
【００６０】
実験例１では、パルス印加時間は３秒間とし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００６１】
上記の条件において、パルス電圧の波形を矩形波、正弦波、三角波に変え、且つパルス電圧の周波数を４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚと変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。表１にその結果を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．８９を示した４０Ｈｚの矩形波を印加した場合であった。矩形波の場合は、６０Ｈｚ、８０Ｈｚの場合でもΔＯＤが０．８４と概ね良好であった。これと比較して、正弦波では、４０ＨｚのときにΔＯＤが０．８７と矩形波に比べやや劣るも比較的良好なコントラストを得られたが、６０ＨｚではΔＯＤが０．８２、８０ＨｚではΔＯＤが０．８０とコントラストの低下が目立った。さらに三角波では、４０ＨｚのときにΔＯＤが０．８６と矩形波や正弦波に比べやや劣るも比較的良好なコントラストを得られたが、６０ＨｚではΔＯＤが０．８０、８０ＨｚではΔＯＤが０．７８と周波数が上がるに連れてコントラストの低下が著しかった。
【００６４】
この結果から、波形は、パルス波であれば正弦波や三角波でもよいが、より好ましいのは矩形波であることが判った。特に、パルス波の幅が狭いときは、矩形波が有利であった。
【００６５】
（実験例２）
実験例２では、パルス電圧の波形を矩形波、周波数を４０Ｈｚとし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００６６】
上記の条件において、パルス電圧の印加時間を１秒、３秒、５秒、７秒と変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表２にその結果を示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
表２に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．８９を示した印加時間が１秒及び３秒の場合で、極めて良好な結果であった。またΔＯＤが０．８９と同じでも、印加時間が１秒のときの方が白色のＯＤ値が低いため、官能的には、印加時間が１秒のときの方が良好な結果であった。これと比較して、印加時間が５秒の場合は、ΔＯＤが０．８５と比較的良好なコントラストを得られたが、印加時間が７秒のときはΔＯＤが０．７８とコントラストの低下が目立った。
【００６９】
この結果から、印加するパルス電圧の時間は、少なくとも７秒以内がよく、好ましくは５秒以内であり、より好ましいのは３秒以内であることが判った。
【００７０】
（実験例３）
実験例３では、パルス電圧の波形を矩形波とし、４００Ｖ／ｍｍの電界となるように電圧を３秒間印加した。その後０．５秒間の制御電界を印加して画像を形成した。
【００７１】
上記の条件において、印加するパルス電圧の周波数を１Ｈｚ、２Ｈｚ、３Ｈｚ、４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚと変化させて、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表３にその結果を示す。
【００７２】
【表３】
【００７３】
表３に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．９４を示した周波数が３Ｈｚの場合で、極めて良好な結果であった。また周波数が４０Ｈｚの場合もΔＯＤが０．８９と良好で、周波数が１Ｈｚ及び２Ｈｚの場合もΔＯＤが０．８７と良好であった。なお、周波数が１Ｈｚのときの方が白色のＯＤ値が低いため、官能的には、印加時間が１Ｈｚのときの方が良好な結果であった。これと比較して、周波数が６０Ｈｚの場合は、ΔＯＤが０．８３とコントラストがやや低下し、周波数が８０ＨｚのときにはΔＯＤが０．８４と大きな変化がなかった。
【００７４】
この結果から、印加するパルス電圧の周波数は、少なくとも６０Ｈｚ以下がよく、好ましくは４０Ｈｚ以下であり、より好ましいのは３Ｈｚから４０Ｈｚであることが判った。
【００７５】
（実験例４）
実験例４では、周波数が３Ｈｚで波形が矩形波のパルス電圧を４００Ｖ／ｍｍの電界となるように３秒間印加した。その後制御電界の印加時間をそれぞれ０．１秒、０．２秒、０．３秒、０．４秒、０．５秒と変化させて印加し画像を形成した。そして、それぞれの場合のＯＤ値を求めた。なお、それ以外の条件は実験例１と同じである。表４にその結果を示す。
【００７６】
【表４】
【００７７】
表４に示すように、最もコントラストが高かったのはΔＯＤが０．９９を示した印加時間が０．５秒の場合で、極めて良好な結果であった。また印加時間が長くなるに従って、ΔＯＤが良好になり、印加時間が０．２秒のときもΔＯＤが０．９１と良好であった。なお、印加時間が０．１秒のときは、ΔＯＤが０．８４とコントラストがやや低下した。
【００７８】
この結果から、制御電界の印加時間は０．１秒以上がよく、好ましくは０．２秒以上、より好ましいのは０．５秒以上であることが判った。
【００７９】
上述のように構成され、制御される電気泳動表示装置１は、上記実験結果からも裏付けられるように、表示される画像のコントラストが高く、応答速度も速くなるという効果がある。また、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂをマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５から完全に剥離させるように制御電界を強くするように大きな電圧を印加する必要がなく、装置の構成の簡易化及び省電力化を図ることができるという効果もある。
【００８０】
以上、本発明を実施の形態である電気泳動表示装置１により説明したが、以下のような変形例である電気泳動表示装置１０１のような構成でも本発明は実施が可能である。以下、変形例である電気泳動表示装置１０１について説明する。図１２は、電気泳動表示装置１０１の構成を示す模式図である。
【００８１】
電気泳動表示装置１では記録媒体ＰＰを搬送することにより、アレイ状に形成された上電極部２及び下電極部３が記録媒体ＰＰと相対的に移動しつつ電界を印加するように構成されていたが（図１参照）、電気泳動表示装置１０１は、図１２に示すように、上電極部２と同様に構成されたアレイ状の上電極部１０２が電極部搬送体６１に記録媒体ＰＰに対向可能に収容され、記録媒体ＰＰを固定させたまま上電極部１０２を搬送することで、両者を相対的に移動させて電界を印加する。この電極部搬送体６１は図示しない案内部材により案内されて記録媒体ＰＰに電圧が印加可能に移動するように構成される。電極部搬送体６１の移動方向の端部にはベルト部材である駆動ベルト６４の両端部が固着され、電極部搬送体６１と駆動ベルト６４が環状に連結される。駆動ベルト６４は、図示しないモータ及び動力伝達手段により駆動される駆動プーリ６２と、回動可能に構成された従動プーリ６３に掛架される。このように構成されるため、上電極部１０２は記録媒体ＰＰ上を移動しつつ電圧の印加が可能となっている。
【００８２】
また、電気泳動表示装置１では下電極部３が上電極部２と同様のアレイ状の電極により構成されていたが（図２参照）、電気泳動表示装置１０１の下電極部１０３は、記録媒体ＰＰの下部に配設され、記録媒体ＰＰの全面に対応する共通電極として構成される。なお、下電極部１０３は、上電極部１０２と対応して移動するような共通電極部として構成してもよい。
【００８３】
電気泳動表示装置１０１の電極構成は、上電極部１０２が電気泳動表示装置１と同様の画素に対応するように分割されたセグメント電極であるのに対して、下電極部１０３が電気泳動表示装置１と異なる共通電極である。制御部４等上記構成以外は電気泳動表示装置１と共通の構成である。そして、記録媒体ＰＰに電界を印加する制御方法が以下のように行われる。
【００８４】
ここで図９（Ａ）〜（Ｅ）は、電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。図９（Ａ）は、黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｂ）は、共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｃ）は、黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図９（Ｄ）は、白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図９（Ｅ）は、白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。本変形例の電気泳動表示装置１０１においては、下電極部１０３は、共通電極を用いているので、アレイ状に構成された上電極部１０２のそれぞれの個別の電極に対応して電圧を印加することはできないので、図９（Ｂ）に示すように下電極部１０３は、アース電位とされ、プラス及びマイナスのいずれの電位ともすることができない。このとき上電極部１０２の電極に対応する画素に黒色を表示したいときは、図９（Ａ）に示すようにプラスとマイナスに変化するパルス電圧を印加した後、マイナスの電圧を印加する。これらの電極で電圧を印加された結果、画素には図９（Ｃ）のような電位差が生じ、パルス電界及び制御電界が形成され黒色の画像が形成される。一方、白色を表示したい画素に対応する上電極部１０２の電極には、図９（Ｄ）に示すように、図９（Ｂ）と逆極性になるように電圧を印加する。このように電圧を印加すれば、下電極部１０３はアース電位とされているので、白色を表示したい画素には、図９（Ｅ）のように電界が印加される。以上のように制御することで、それぞれの画素にパルス電界を印加した後制御電界を印加して選択的に黒色又は白色を表示できる。
【００８５】
また、この制御方法は、以下のような制御方法に代えることができる。上述の方法では、パルス電圧が黒色を表示する画素と白色を表示する画素に対して、それぞれ逆極性の電界が印加されていた。図１０（Ａ）〜（Ｆ）は、電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法の変形例を示すグラフである。図１０（Ａ）は、黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｃ）は、黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図１０（Ｄ）は、白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。図１０（Ｅ）は、白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。図１０（Ｆ）は、書き換えをしない画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。この変形例では、パルス電界においては、極性は問われないことから、パルス電圧を印加する場合に、黒色を表示する画素と白色を表示する画素に対応する電極に共通の極性のパルス電圧を印加することに特徴がある。
【００８６】
即ち、図１０（Ｂ）に示すように、下電極部１０３に対し、マイナス−プラス−マイナス−プラス−マイナスの順にパルス電圧を印加する。このとき、図１０（Ａ）に示すように、黒色を表示する画素に対応した上電極部１０２の電極には、プラス−マイナス−プラス−マイナス−プラスの順に下電極部１０３とは逆極性の電圧を印加する。その後、黒色を表示するためにマイナスの電圧を印加する。この結果、図１０（Ｃ）に示すように対応する画素には、大きな電位差により強いパルス電界を形成した後に、所定の向きの電界を印加することで黒色を表示させることができる。一方、図１０（Ｄ）に示すように、白色を表示する画素に対応した上電極部１０２の電極には、プラス−マイナス−プラス−マイナス−プラスの順に下電極部１０３とは逆極性の電圧を印加する。その後、白色を表示するためにプラスの電圧を印加する。この結果、図１０（Ｅ）に示すように対応する画素には、大きな電位差により強いパルス電界を印加した後に、所定の向きの電界を印加することで白色を表示させることができる。このように制御することで、より効果的なパルス電界を印加することが可能になり、不所望にマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁面に付着する帯電粒子Ｐ２ｃを少なくし、コントラストのより高い画像を得ることができる。
【００８７】
さらに、画像を形成する場合に、必要な画素のみ書き換えるような制御をする場合、書き換えを行わない画素に対応する上電極部１０２の電極に、図１０（Ｆ）に示すような、下電極部１０３に印加した図１０（Ａ）に示すパルス電圧と同じ極性の電圧を印加することで、電位差をなくして電界が印加されないようにすることで、既に表示されている表示の状態を変化させないで、他の書き換えが必要な画素に対して有効なパルス電界を印加することができる。
【００８８】
また、例えば、記録媒体の構成、例えばマイクロカプセルや帯電粒子が構成される材料、大きさ、帯電電位、着色される色彩等種々の変形実施が可能である。また、電極の構成や、印加される電圧の大きさ等も同様である。
【００８９】
以上、１の実施の形態及びその変形例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態及びその変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良をし変更することが可能であることは容易に推察できるものである。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の電気泳動表示装置によれば、画像形成の前段階で前記電極に交互に逆極性のパルス電圧（鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であるもの）を印加することで、マイクロカプセル内の壁面に不所望に付着した帯電粒子の剥離を容易にし帯電粒子の電気泳動による移動を促進して表示される画像のコントラストを高くし、応答速度も速くすることができるという効果がある。そして、不所望に付着した帯電粒子の剥離をするための制御電界を形成するための過大に電圧を印加する必要がなく、電力の消費を少なくすることができるという効果もある。また、印加するパルス電圧の波形を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【００９１】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に記載の電気泳動表示装置の効果に加え、印加するパルス電圧の周波数を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【００９２】
【００９３】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の効果に加え、印加するパルス電圧の印加時間を適正化することで、表示される画像のコントラストをより高くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。
【図２】 記録媒体ＰＰに対する、上電極部２及び下電極部３の配置を模式的に示す斜視図である。
【図３】 記録媒体ＰＰの構成を示す模式断面図である。
【図４】 マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。
（Ａ） 本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。
（Ｂ） 均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。
（Ｃ） 帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す模式図である。
【図５】 記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。
【図６】 （Ｄ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
（Ｅ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
【図７】 （Ｆ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
（Ｇ） マイクロカプセルＰ１０の壁面に不所望の帯電粒子Ｐ２ｃが付着した状態を示す。
【図８】 電気泳動表示装置１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。
（Ａ） 上電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 対応する下電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） これらの電位差を示すグラフである。
【図９】
電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法を示すグラフである。
（Ａ） 黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） 黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｄ） 白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｅ） 白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
【図１０】 電気泳動表示装置１０１における電圧の印加の制御方法の変形例を示すグラフである。
（Ａ） 黒色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 共通電極である下電極部１０３の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） 黒色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｄ） 白色を表示する画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｅ） 白色を表示する画素における電位の差を示すグラフである。
（Ｆ） 書き換えをしない画素に対応する上電極部１０２の電極における電圧の印加を示すグラフである。
【図１１】 従来の電気泳動表示装置の制御電界の印加を示すグラフである。
（Ａ） 上電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｂ） 対応する下電極部における電圧の印加を示すグラフである。
（Ｃ） これらの電位差を示すグラフである。
【図１２】 電気泳動表示装置１０１の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 電気泳動表示装置
２ 上電極部
３ 下電極部
４ 制御部
５ 記録媒体搬送部
６ 電極アレイ駆動回路
７ モータ駆動回路
８ 配線
９ 駆動モータ
１０ コンピュータ
２１ 電極アレイ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎ 電極
３１ 電極アレイ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，・・・３２ｎ 電極
５１，５２ 搬送ローラ
ＥＬ 電気力線
ＰＰ 記録媒体
Ｐ２ａ （黒色）帯電粒子
Ｐ２ｂ （白色）帯電粒子
Ｐ２ｃ （残留した）帯電粒子
Ｐ３ 帯電表示層
Ｐ４ 液体分散媒
Ｐ５ 外殻部
Ｐ１０ マイクロカプセル
Ｐ１１ 表示面
Ｐ１２ 可撓性媒体
Claims (3)
- 液体分散媒に分散させた泳動可能な帯電粒子を封入したマイクロカプセルを挟んだ電極を備え、当該電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加し前記マイクロカプセルに制御電界をかけることで、前記マイクロカプセルに封入された前記帯電粒子を任意の方向に移動させて画像を表示する電気泳動表示装置において、
前記電極に所定の極性の電圧を一定時間継続して印加する前に、前記マイクロカプセルに１の方向及びこれと逆方向とに交互に電界が生じるよう前記電極に交互に逆極性のパルス電圧を印加し、
前記パルス電圧は、鏡像力により前記マイクロカプセルの壁面に付着した前記帯電粒子を剥がすための電圧であり、且つ、波形が矩形波であること
を特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記パルス電圧は、
周波数が１Ｈｚ以上４０Ｈｚ以下であることを特徴とする請求請１に記載の電気泳動表示装置。 - 前記パルス電圧は、
印加する継続時間が５秒以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置。
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