JP4569079B2

JP4569079B2 - 画像表示方法及び画像表示装置

Info

Publication number: JP4569079B2
Application number: JP2003175899A
Authority: JP
Inventors: 健松永; 義則町田; 恭史諏訪部; 善郎山口; 元彦酒巻; 清重廣
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005010567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に係り、詳細には、繰返し書換え可能な表示媒体を用いた画像表示方法及び画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂電子ペーパーとして適用可能で、繰返し書換えが可能なシート状の画像表示媒体としては、着色粒子の回転（Twisting Ball Display：２色塗分け粒子回転表示）、電気遊動、磁気遊動、サーマルリライタブル媒体、メモリ性を有する液晶などが提案されている。これらの画像表示媒体のうち、サーマルリライタブル表示媒体や画像を保存可能な液晶等は、画像の保存性には優れるが、背景を紙のような十分な白色とすることができず、画像部と非画像部（背景）のコントラストが小さいため、鮮明な画像の表示が困難である。
【０００３】
また、電気泳動式及び磁気泳動式を利用した表示媒体は、電界又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たものであり、例えば、画像部分は、着色粒子を表示面に付着させることにより着色粒子の色を表示し、非画像部分では、着色粒子を表示面から離反させることにより白色液体による白を表示することで画像を形成するようになっており、このときに、着色粒子の移動が、電界又は磁界の作用がないと起こらないことから、表示画像の保存できる（メモリ性が得られる）。
【０００４】
しかし、電気泳動式及び磁気泳動式では、白色液体による白色表示には優れるが、着色粒子の色を表示するときに、着色粒子同士の隙間に白色液体が入り込むために表示濃度の低下が生じてしまう。このために、画像部分と非画像部分のコントラストが小さくなり、鮮明な表示画像を得ることは困難となっている。
【０００５】
Twisting Ball Displayは、半面を白に、残りの半面を黒に塗り分けた球状粒子を電界の作用によって反転駆動させることにより、例えば画像部分を黒色に、非画像部分を白色にすることにより画像表示を行うものであり、電界の作用が生じない限り反転駆動を起こさないために表示画像が保存される。
【０００６】
しかし、白く塗り分けられた半球面を表示面側に揃えた場合でも、球状粒子の間に入り込んだ光が反射されないためロスし、原理的に１００％の白色表示は困難であり、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に、白表示が灰色がかってしまう。さらに、球状粒子の完全な反転が難しく、このためにコントラストの低下が避けられない。
【０００７】
一方、良好な白色表示が可能な画像表示媒体として、導電性着色トナーと白色粒子を、例えば表示基板と背面基板などの一対の基板間に封入した表示媒体が提案されている（非特許文献１参照。）。
【０００８】
この提案の画像表示媒体では、背面基板の電極内側表面に設けた電荷輸送層を介して導電性着色トナーへ電荷を注入し、この電荷が注入された導電性着色トナーが、電極基板間の電界によって表示基板へ移動して表示基板の内側へ付着することにより画像が表示される。
【０００９】
しかし、この画像表示媒体では、背面基板の電極内側表面に設けた電荷輸送層に接しない導電性着色トナーや、他の導電性着色トナーに接しない孤立した導電性着色トナーが存在し、これらの導電性着色トナーに電荷が注入されないために電荷によって移動せずにランダムに基板間に存在するため、コントラストの向上が十分ではない。
【００１０】
このような画像表示媒体に対して、一対の基板間に色及び帯電特性の異なる複数種類の粒子群を封入した画像表示媒体が既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
この画像表示媒体では、一対の基板間に電界を作用させることにより、作用した電界と帯電特性に応じて粒子群が移動することにより画像を表示し、また、電界を作用させない限り粒子群が移動しないために、表示画像の保存が可能となっている。
【００１２】
この表示媒体においては、画素の色を原理的に１００％切り替えることができるので、コントラストの高い鮮明な画像を表示することが可能となる。また、この画像表示媒体は、パッシブマトリクス駆動を用いて簡単に所望の画像を表示することができる。また、前記した特許文献１では、走査信号のパルス幅（パルス時間）、走査電極とデータ電極間の印加電圧、電圧印加回数の何れかを制御することにより、所望の階調で画像を表示する提案がなされている。
【００１３】
ところで、パッシブマトリクス駆動によって画像表示媒体に画像を表示するときには、走査信号を１ラインずつ付与するようになっている。
【００１４】
一方、画像表示媒体の表示画像の高解像度化や、表示画面の大型化を図る場合、走査線数が増えることになるが、パッシブマトリクス駆動を用いて１ラインずつ走査信号を付与するようにしていると、画像表示媒体に１画面分の画像を表示するのに時間を要してしまう。
【００１５】
すなわち、所定のパルス幅の走査信号を、各走査ラインに入力する必要があるために、走査ラインの数が増えると、その分だけ、画像表示に時間を要することになり、表示画像を確認できるまでに時間がかかってしまうという問題がある。
【００１６】
これに対して、メモリ性を有する画像表示媒体として液晶素子を用い、パッシブマトリックス駆動によって液晶素子に画像を表示するときに、走査信号のパルス幅を小さくすることにより省電力化を図る提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１７】
ここから、走査信号のパルス幅を短くすることにより、全ラインの走査時間を短縮でき、短時間で画像表示媒体に画像を表示することが考えられる。
【００１８】
【非特許文献１】
トナーディスプレー、日本画像学会、Japan Hardcopy‘９９論文集、ｐ２４９−ｐ２５２
【特許文献１】
特開２００２−１９３７５２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８２１９２号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、着色粒子を用いた反射型の画像表示媒体においては、走査信号とするパルスのパルス幅を短くすることにより画像表示の高速化を図ることは可能であるが、このときには、画像濃度があがらず、十分な濃度の画像を表示することができない。
【００２０】
また、この表示媒体では、パルス幅の短い走査信号を繰り返し付与しても十分な濃度の画像が得られず、このために、一対の電極間の電圧が高くなるように変化させる必要が生じ、電源に大きな負担をかけることになるなどの問題が生じる。
【００２１】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、画像表示媒体に画像を表示するときに、画像表示の高速化と共に十分な濃度で高品質の画像を表示可能とする画像表示方法及び画像表示装置を提案することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の画像表示方法は、少なくとも一方が光透過性の一対の基板と、前記一対の基板間に封入された色及び帯電特性の異なる２種類の帯電着色粒子群と、マトリクス状に対で形成されて画素ごとに前記一対の基板間に所定電圧を印加可能とするデータ電極及び走査電極と、を含む画像表示媒体に、前記走査電極に走査信号として所定のパルス幅で濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを印加すると共に、該走査信号に応じて前記データ電極にデータ信号として濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを入力することにより画像を表示する画像表示方法であって、最初の画像書込み時の前記走査信号のパルス幅を、１００％よりも低く、かつ１０％以上の予め定められた濃度が得られる予め定められた時間に設定し、最後の画像書込み時の前記走査信号のパルス幅を、１００％の濃度が得られる予め定められた時間に設定し、かつ、前記最初の画像書込み時の前記走査信号と前記最後の画像書込み時の前記走査信号との間の前記走査信号のパルス幅を段階的に長くしながら前記画像表示媒体への同一画像の画像書込みを複数回繰り返して行う、ことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、画像表示媒体に画像を表示するときに、繰返し表示画像の書込みを行う。このときの走査信号のパルス幅は、最後の画像書込み時に、１００％の濃度が得られる予め定められた時間となるようにし、それ以前は、この時間よりも短い時間となるようにする。
【００２４】
これにより、最終的に所望の濃度で高品質の画像を画像表示媒体に表示することができる。また、最初に画像書込みを行う時の走査信号のパルス幅を短くするので、迅速な画像表示が可能となり、短時間で少なくとも画像表示媒体に表示する画像の把握が可能となる。
【００２６】
この発明によれば、最初に画像を書き込むときの走査信号のパルス幅が最も短くなるが、このときのパルス幅を、１００％よりも低く、かつ１０％以上の予め定められた濃度が得られる予め定められた時間に設定する。これにより、画像表示媒体に表示する画像の把握が可能となる。
【００２７】
このような本発明の画像表示方法では、前記画像表示媒体への画像書込みを繰り返すときに、前記パルス幅を段階的に長くする走査信号で画像書込みを行うか、前回の走査信号のパルス幅と同じ走査信号であって、当該前回の走査信号のパルス幅が最初の走査信号のパルス幅と同じであった場合の最後の走査信号ではない走査信号で画像書込みを行うものであれば良い。
【００２８】
また、本発明の画像表示方法では、前記画像表示媒体への画像書込みの繰返し回数を２回とすることがより好ましい。
【００２９】
これにより、画像表示媒体の表示画像の迅速な把握が可能であると共に、比較的短時間で、高品質の画像を表示することができる。
【００３０】
このような本発明に適用可能な画像表示装置は、少なくとも一方が光透過性の一対の基板、前記一対の基板間に封入された色及び帯電特性の異なる２種類の帯電着色粒子群及び、マトリクス状に対で形成されて画素ごとに前記一対の基板間に所定電圧を印加可能とするデータ電極と走査電極を含む画像表示媒体と、前記走査電極に走査信号として所定のパルス幅で濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを印加すると共に、該走査信号に応じて前記データ電極にデータ信号として濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを入力することにより前記画素ごとの前記一対の基板間に所定電圧を印加して前記帯電着色粒子群を移動可能とする電界を形成する電界形成手段と、１００％よりも低く、かつ１０％以上の予め定められた濃度が得られる予め定められた時間のパルス幅に設定された最初の前記走査信号、１００％の濃度が得られる予め定められた時間のパルス幅に設定された最後の前記走査信号、及び段階的にパルス幅が長くなる前記最初の画像書込み時の前記走査信号と、前記最後の画像書込み時の前記走査信号との間の前記走査信号で、同一の前記画像データに基づいて前記電界形成手段を繰返し作動可能とする制御手段と、を含むものであれば良い。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用した画像表示媒体１０の概略構成を示している。
【００３３】
画像表示媒体１０は、少なくとも一方が透明（光透過性）で所定間隔に保持された一対の基板間に、色及び帯電特性の異なる２種類の粒子が封入されている。本実施の形態に適用した画像表示媒体１０は、一対の基板として透明表示基板１２と背面基板１４を用いており、この透明表示基板１２と背面基板１４の間に、白色で負に帯電した帯電粒子１６と、黒色で正に帯電した帯電粒子１８を封入している。
【００３４】
また、透明表示基板１２及び背面基板１４には、所定パターンの電極が対で配置されており、画像表示媒体１０では、この電極間に所定の直流電圧を印加することにより透明表示基板１２と背面基板１４の間で、帯電粒子１６、１８を移動する電界を生じさせる。このとき、画像表示媒体１０では、透明表示基板１２に設けている電極に、画像表示媒体１０に表示する画像の画像データに応じた画像信号（データ信号）に応じた電圧が印加され、背面基板１４に設けている電極には、走査信号に応じた電圧が印加されるようになっており、以下では、透明表示基板１２に設けている電極をデータ電極Ｃとし、背面基板１４に設けている電極を走査電極Ｒとする。
【００３５】
なお、透明表示基板１２に設けるデータ電極Ｃは、光透過性となっており、これにより、透明基板１２に付着した帯電粒子１６、１８に応じた色が視認可能となっている。また、透明表示基板１２にデータ電極Ｃを設け、背面基板１４に走査電極Ｒを設けても良く、このときには、データ電極Ｃを光透過性にすれば良い。
【００３６】
図２に示すように、画像表示媒体１０では、データ電極Ｃと走査電極Ｒがマトリクス状に配置されており、データ電極Ｃと走査電極Ｒの交点が画素Ｐとなっており、この画素Ｐごとに帯電粒子１６又は帯電粒子１８が付着することにより白色又は黒色の画素が形成され、これらの組み合わせによって文字、記号、画像等（以下「画像」とする）が表示される。なお、画像表示媒体１０では、透明表示基板１２、背面基板１４ないし透明表示基板１２と背面基板１４の間にセパレータ２０を形成して画素Ｐのそれぞれを区画しても良く、また、セパレータ２０に区画される領域内にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィルタを設けてカラー画像を表示するものであっても良い。
【００３７】
このような画像表示媒体１０に用いる透明表示基板１２及び背面基板１４は、ガラスや、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを用いて形成することができる。
【００３８】
また、透明表示基板１２と背面基板１４を所定間隔で保持する図示しないスペーサーとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化樹脂、ゴム等の絶縁性材料を用いればよい。
【００３９】
データ電極Ｃ及び走査電極Ｒとしては、インジウム、スズ、カドミウム、アンチモン等の酸化物、ＩＴＯ等の複合酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属、ポリピロール、ポリチオフェン等の有機導電性材料等を用いることができる。これらは、単層膜、混合膜あるいは複合膜として使用でき、蒸着法、スパッタリング法、塗布法等によって透明表示基板１２、背面基板１４に形成することができる。
【００４０】
データ電極Ｃ及び走査電極Ｒは、液晶表示素子あるいはプリント基板のエッチング法等の従来公知の技術によって透明表示基板１２及び背面基板１４に所定のパターンで形成することができる。また、データ電極Ｃ及び走査電極Ｒは、透明表示基板１２、背面基板１４に埋め込むなどの任意の方法で、透明表示基板１２及び背面基板１４に担持させることができる。
【００４１】
データ電極Ｃ及び走査電極Ｒを透明表示基板１２及び背面基板１４に形成するときには、データ電極Ｃ及び走査電極Ｒの破損や帯電粒子１６、１８の固着を招くデータ電極Ｃと走査電極Ｄ間のリークの発生を防止するために、必要に応じてデータ電極Ｃ及び走査電極Ｒ上に誘電体による膜（誘電膜）を形成しても良い。
【００４２】
このような誘電膜としては、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ、ポリイソシアネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート、共重合ナイロン、紫外線硬化アクリル樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料を用いることができる。
【００４３】
また、これらの絶縁材料のほかに、絶縁性材料中に電荷輸送物質を含有させたものを使用することができ、電荷輸送物質を含有させることにより、帯電粒子１６、１８への電荷注入による粒子帯電性の向上や、帯電量が極度に大きくなったときに帯電粒子１６、１８から電荷を漏洩させ、帯電量を安定させるなどの効果を得ることができる。
【００４４】
このような電荷輸送物質としては、例えば、正孔輸送物質であるヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン化合物、アリールアミン化合物等が挙げられ、また、電子輸送物質であるフルオレノン化合物、ジフェノキノン誘導体、ピラン化合物、酸化亜鉛等も使用できる。さらに、電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリビニルカルバゾール、米国特許第４８０６４４３号に記載のジヒドロキシアリールアミンとビスクロロホルメートとの重合によるポリマーボネイト等が上げられる。また、誘電膜は、帯電粒子１６、１８の帯電特性や流動性に影響を及ぼすことがあるので、帯電粒子１６、１８の組成等に応じて適宜選択すればよい。
【００４５】
色及び帯電特性の異なる２種類の帯電粒子１６、１８としては、ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタンなどの絶縁性の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に絶縁性の着色剤を含有する粒子等が挙げられる。
【００４６】
また、帯電粒子１６、１８の形状は、特に限定されないが、透明表示基板１２及び背面基板１４に対する吸着力が小さく、流動性の良好な球状粒子であることが好ましく、懸濁重合、乳化重合、分散重合等によって形成することができる。
【００４７】
帯電粒子１６、１８の一次粒子は、一般的には、１〜１０００μmであり、好ましくは、５〜５０μmであるが、これに限定するものではなく、高いコントラストを得るためには、帯電粒子１６、１８の粒子径を略同じにすることが好ましく、これにより、大きい粒子が小さい粒子に囲まれ、大きい粒子本来の色濃度が低下するという事態を回避することができる。
【００４８】
また、帯電粒子１６、１８の表面には、必要に応じて外添剤を付着させても良く、このとき、外添剤の色は、帯電粒子１６、１８の色に影響を与えないように白か透明であることが好ましい。
【００４９】
帯電粒子１６、１８は、所望の帯電特性が得られるように、組み合わせる粒子の組成、混合比率、外添剤の有無、外添剤の組成等が選択される。このときに、外添剤は、帯電粒子１６、１８（２種類の帯電粒子）の一方にのみ添加しても良いし、両方の粒子に添加しても良い。両方の粒子に外添剤を添加する時には、異なる特性の外添剤を添加することが好ましく、このときに、粒子の表面に外添剤を衝撃力で打ち込んだり、粒子表面を加熱して外添剤を粒子表面に強固に固着することが好ましく、これにより、外添剤が粒子から遊離して、異極性の外添剤が強固に凝縮して、電界で遊離させることが困難な外添剤の凝縮体を形成するのを防止でき、ひいては画質劣化を防止できる。
【００５０】
ここから本実施の形態では、帯電粒子１６、１８を、体積平均粒径が２０μｍの球状とし、球状白粒子と球状黒粒子を使用し、これらを重量比２対１の割合で混合し、球状白粒子と球状黒粒子を摩擦によって、球状白粒子が負に、球状黒粒子を正に帯電させており、負に帯電した球状白粒子を帯電粒子１６とし、正に帯電した球状黒粒子を帯電粒子１８としている。
【００５１】
帯電粒子１６、１８は、その帯電特性と、データ電極Ｃと走査電極Ｒの間に直流電圧が印加されることにより形成される電界とに応じて、透明表示基板１２側又は背面基板１４側へ移動する。このとき、負に帯電した帯電粒子１６が正極側に移動し、正に帯電した帯電粒子１８が負極側に移動する。これにより、画像Ｐのそれぞれが、白色又は黒色となることにより、画像表示媒体１０に画像が形成される。
【００５２】
また、帯電粒子１６、１８は、データ電極Ｃと走査電極Ｒの間の電圧印加が解除されたり、電位差がしきい値以下となることにより、移動した電極（データ電極Ｃ又は走査電極Ｒ）側に保持される。これにより、画像表示媒体１０に形成された画像が保持される。
【００５３】
図１に示すように、画像表示媒体１０は、画像書込み装置２２に接続されるようになっており、これにより、画像表示媒体１０に画像を書き込んで表示する画像表示装置２４が形成される。
【００５４】
図３に示すように、画像書込み装置２２には、データ電極Ｃに、画像データに応じた電圧を印加するデータドライバ２６と、走査電極Ｒに、走査信号として所定の電圧を印加する走査ドライバ２８が、電界形成手段として設けられており、画像表示媒体１０は、データ電極Ｃのそれぞれがデータドライバ２６に接続され、走査電極Ｒのそれぞれが走査ドライバ２８に接続される。
【００５５】
また、画像書込み装置２２は、制御手段を形成する書込みコントローラ３０及び表示コントローラ３２を備えている。データドライバ２６、走査ドライバ２８及び表示コントローラ３２は、書込みコントローラ３０に接続しており、この書込みコントローラ３０には、画像表示媒体１０に表示する画像の画像データが入力されるようになっている。
【００５６】
表示コントローラ３２は、書込みコントローラ３０に、同期信号と共に書込み信号を出力するようになっており、書込みコントローラ３０は、書込み信号が入力されることにより、画像データに応じた画像を、画像表示媒体１０へ書き込む。このとき、書込みコントローラ３０は、表示コントローラ３２から入力される同期信号に応じたタイミングで、データドライバ２６に画像信号を出力すると共に、走査ドライバ２８に走査信号を出力し、パッシブマトリクス駆動によって画像表示媒体１０に画像を書き込んで、書き込んだ画像を表示させる。
【００５７】
データドライバ２６は、書込みコントローラ３０から入力される画像データに応じて、データ電極Ｃのそれぞれに所定の電圧を印加する。また、走査ドライバ２８は、書込みコントローラ３０から入力される走査信号に基づいて、走査電極Ｒのそれぞれに順に走査信号として所定のパルスを入力し、走査電極Ｒとデータ電極Ｃの間に所定の電位差（電圧）が生じるようにしている。
【００５８】
このとき、図４（Ｃ）に示すように、走査電極Ｒには、走査信号として所定の時間幅（パルス幅ｔ）のパルス信号が入力されるようになっている。なお、走査信号は、このパルス信号が、所定のデューティ比（例えば５０％）で、それぞれの走査電極Ｒに順に印加されるようにしている。
【００５９】
すなわち、図２に示すように、走査電極Ｒ_i-2〜Ｒ_i+2の間では、Ｒ_i-2、Ｒ_i-1、Ｒ_i、Ｒ_i+1、Ｒ_i+2の順で走査信号が入力される。なお、走査信号の入力順は、これに限らず、奇数ラインと偶数ラインに分けて順に入力するなど、従来公知の任意の走査方法を適用することができる。
【００６０】
データ電極Ｃ_j-2、Ｃ_j-1、Ｃ_j、Ｃ_j+1、Ｃ_j+2には、走査信号が入力される走査電極Ｒに対向する位置が画像部であるときに、該当するデータ電極Ｃにパルス状のデータ信号（図４（Ａ）参照）が入力される。
【００６１】
ここで、走査電極Ｒ_iとデータ電極Ｃ_jに対応する画素Ｐ_jiが画像部であるときには、走査電極Ｒ_iへの走査信号の入力に同期して、データ電極Ｃ_jにデータ信号を入力することにより、走査電極Ｒ_iに対してデータ電極Ｃ_jに、帯電粒子１８をデータ電極Ｃ_j側に移動する電位差を生じさせるようにする。
【００６２】
これにより、画素Ｐ_jiの位置で、黒色の帯電粒子１８が透明表示基板１２側に移動して、黒色の画素が形成される。
【００６３】
ところで、表示コントローラ３２は、画像データに基づいた画像を画像表示媒体１０に書き込んで表示するときに、２回以上の予め設定された回数だけ、画像表示媒体１０に対する書込み処理を行うように、書込みコントローラ３０を制御する。
【００６４】
このとき、表示コントローラ３２は、画像表示媒体１０に最初に画像を書き込むときの走査信号のパルス幅ｔを短くし、２回目以降に画像表示媒体１０に画像を書き込むときの走査信号のパルス幅ｔを、最初のパルス幅ｔと同じか長くし、所定回数の最後に画像を書き込むときのパルス幅ｔを、所望の時間となるように書込みコントローラ３０を制御する。
【００６５】
例えば、画像表示媒体１０に画像を書き込むときに、画像書込みをｍ回（１＜ｍ）繰り返す。このときに、最初の走査信号をパルス幅ｔ₁、ｎ回目（１＜ｎ≦ｍ）の走査信号をパルス幅ｔ_n、最後（ｍ回目）の走査信号をパルス幅ｔ_mとしたときに、ｔ₁≦ｔ_n≦ｔ_m、ｔ₁＜ｔ_mとなるようにしている。
【００６６】
また、最後の走査信号のパルス幅ｔ_mは、画像部の画素Ｐの黒色が十分な濃度となる時間に設定され、パルス幅ｔ₁は、画素Ｐの黒色の濃度は不十分であるが、少なくとも画像表示媒体１０に形成した画像の視認が可能となる濃度に達するように設定している時間としている。
【００６７】
ここで、本実施の形態の作用として、画像書込み装置２２を用いた画像表示媒体１０への画像の書込み、すなわち、画像表示装置２４の画像表示を具体的に説明する。
【００６８】
本実施の形態では、一例として、帯電粒子１６、１８の体積平均粒径が２０μｍの球状白粒子と球状黒粒子を使用し、重量比２対１の割合で混合し、摩擦によって帯電させて形成している。このときの帯電量は、チャージ・スペクトログラフ法で測定したときに、白粒子（帯電粒子１６）が約−１５ｆＣであり、黒粒子（帯電粒子１８）が約１５ｆＣであった。
【００６９】
また、画像表示媒体１０は、透明表示基板１２及び背面基板１４のそれぞれを、３２６mm×２４６mmのＩＴＯガラスを用いて形成している。また、データ電極Ｃ及び走査電極Ｒのそれぞれ（ＩＴＯ）は、幅寸法Ｗを０.３１０mm、間隔Ｄを０.０２３mmで、透明表示基板１２及び背面基板１４に形成している。このとき、透明表示基板１２に設けているデータ電極Ｃを３２０本、背面基板１４に設けている走査電極Ｒを２４０本として、画素数を３２０×２４０としている。
【００７０】
また、背面基板１４側には、高さ０.２ｍｍの基板間距離保持部材をフォトリソグラフィにより網目状に１画素が１セルに対応するように形成した（セパレータ２０）。なお、基板間距離保持部材は、透明表示基板１２側に形成しても良い。
【００７１】
さらに、透明表示基板１２及び背面基板１４のそれぞれには、データ電極Ｃ及び走査電極Ｒ上に、ポリカーボネートを用いて厚さ３×１０^-4mmの誘電膜を形成している。
【００７２】
また、画像表示媒体１０は、帯電粒子１６、１８の混合粒子を、体積比率で１４％程度となるように、それぞれのセル内に封入したのち、紫外線硬化樹脂材で上下基板（透明表示基板１２と背面基板１４）を接着して形成した。
【００７３】
このように形成した画像表示媒体１０において、帯電粒子１６、１８が移動するデータ電極Ｃと走査電極Ｒの間の電圧のしきい値は７０Ｖとなっている。
【００７４】
ここから、画像書込み装置２２は、図４（Ａ）に示すように、データドライバ２６を介して、通常時及び非画像部のデータ電極Ｃに７０Ｖの電圧を印加し、図４（Ｂ）に示すように、画像部のデータ電極Ｃに２１０Ｖの電圧を印加する。また、画像書込み装置２２は、図４（Ｆ）に示すように、走査ドライバ２８を介して非走査ラインの走査電極Ｒに１４０Ｖの電圧を印加し、図４（Ｃ）に示すように、走査ラインの走査電極Ｒに、パルス幅ｔのパルス信号によって電圧を１４０Ｖから０Ｖに変化させる。
【００７５】
これにより、図４（Ｇ）及び図４（Ｈ）に示すように、画像書込み装置２２は、非走査ライン上の画素Ｐの走査電極Ｒに対するデータ電極Ｃの電位差が、±７０Ｖとなるようにする。また、図４（Ｅ）に示すように、走査ライン上で、非画像部の走査電極Ｒに対するデータ電極Ｃの電位差が±７０Ｖであるのに対して、画像部の走査電極Ｒに対するデータ電極Ｃの電位差が２１０Ｖとなるようにしている。
【００７６】
したがって、画像部では、正に帯電している黒粒子である帯電粒子１８が、透明表示基板１２側に移動し、負に帯電している白粒子である帯電粒子１６が背面基板１４側に移動するため、該当する画素Ｐが黒色となる。なお、書込みコントローラ３０は、画像表示媒体１０への画像書込みに先立ち、例えば各走査電極Ｒに、所定の時間の間、リセット信号として２１０Ｖの電圧を印加するようにし、これにより、帯電粒子１８を背面基板１２側に移動させ、帯電粒子１６を透明表示基板１２側に移動させることにより、全ての画素Ｐを白色に表示させるようにしている。
【００７７】
一方、画像表示媒体１０では、走査電極Ｒに印加される走査信号のパルス幅ｔが、１０ｍsecを越えると黒色が略１００％の濃度に達する。また、画像表示媒体１０では、走査信号のパルス幅ｔが、５ｍsecであれば、黒色の濃度は十分でないが、少なくとも書き込まれた画像を把握することが可能となっている。
【００７８】
すなわち、帯電粒子１６、１８は、個々の粒子の帯電特性に少なからずばらつきが生じている。このために、データ電極Ｃと走査電極Ｒの間に所定の電圧を印加したときに、移動時間が異なる粒子が生じ、電圧の印加時間が短いと、該当する画素Ｐに対して、帯電粒子１６、１８が完全に移動し終えず、略１００％の黒色の濃度に達しないことがあり、このために、表示画像のコントラスト低下などの画像品質の低下が生じる。
【００７９】
しかし、走査信号のパルス幅ｔが短く、黒色の濃度が略１００％に達しない状態であっても、例えば、１０％程度の濃度であっても、画像表示媒体１０に表示する凡その画像を把握することが可能となる。
【００８０】
ここから、画像書込み装置２２では、少なくとも２回以上の画像書込みを行うときに、最初の走査信号のパルス幅ｔ₁を５ｍsec（ｔ₁＝５ｍsec）とし、最後の画像書込み時の走査信号のパルス幅ｔ_mを１０ｍsec（ｔ_m＝１０ｍsec）とし、その間の走査信号のパルス幅ｔ_nを、パルス幅ｔ_mを越えない範囲で、前回（（ｎ−１）回目）のパルス幅ｔ_(n-1)と同じか、それよりも長くなるように設定している。
【００８１】
これにより、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、走査信号のパルス幅ｔがパルス幅ｔ₁からパルス幅ｔ_mに変化することにより、画像部で走査電極Ｒに対するデータ電極Ｃの電位（電圧）がしきい値を越えている時間がｔ₁からｔ_mに変化する。
【００８２】
なお、１フレーム目の走査信号のパルス幅ｔは、少なくとも画像表示媒体１０に形成する画像を把握可能な濃度が得られるものであれば良く、このときの濃度は、少なくとも１０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上であれば良く、このような濃度が得られるように１フレーム目の走査信号のパルス幅ｔ（パルス幅ｔ₁）を設定すればよい。また、データ電極Ｃに印加するデータ信号は、パルス幅を、該当する画素Ｐの階調に応じた時間にして良く、これにより、各画素Ｐごとに適正な階調表示が可能となる。
【００８３】
これにより、図５に示すように、画像表示媒体１０の各走査電極Ｒには、１フレーム目の画像書込み時に、パルス幅ｔ₁が５ｍsecの走査信号が印加され、２フレーム目の画像書込み時に、パルス幅ｔ₁より長いパルス幅ｔ₂の走査信号が印加される。また、ｍフレーム目の画像書込み時には、パルス幅ｔ_mの走査信号が印加される。このとき、各フレームでの画像書込みに要する時間Ｔは、走査信号のデューティ比を５０％とすると、Ｔ＝ｔ×２×２４０となる。
【００８４】
このように構成している画像表示装置２４では、画像表示媒体１０に画像を書き込むときに、最後のｍフレーム目の画像書込みを行うことにより、所望の濃度の画像を画像表示媒体１０に表示することができる。すなわち、画像表示媒体１０では、パルス幅ｔ_mの走査信号が用いられることにより、４.８secで適正な濃度の画像が表示される。
【００８５】
一方、画像表示装置２４に用いている画像書込み装置２２は、画像表示媒体１０にm回の画像書込みを行うことにより、所定の画像を表示するようにしている。このときに、画像書込み装置２２では、最初の１フレーム目をパルス幅ｔ₁の走査信号で画像書込みを行う。これにより、走査信号のパルスのデューティ比を５０％としても、２.４sec（（５msec＋５msec）×２４０本）で、画像表示媒体１０に画像を表示することができる。
【００８６】
画像表示媒体１０に書き込んだ１フレーム目の画像は、走査信号のパルス幅ｔ（パルス幅ｔ₁）が短く設定されており、このために、十分な濃度の画像を表示することは困難であるが、画像表示媒体１０に書き込む画像を把握することは可能である。
【００８７】
すなわち、画像書込み装置２２は、画像表示媒体１０に適正な濃度の画像を表示するには時間がかかるが、画像表示媒体１０に表示する画像は、短時間で把握することが可能となる。
【００８８】
また、画像表示媒体１０には、時間経過と共に徐々にコントラストの高い良好な画像が形成され、ｍフレーム目の画像書込みが終了することにより、高品質の画像が形成される。
【００８９】
このように、本実施の形態に適用した画像表示装置１０では、画像表示媒体１０に高品質の画像を表示することができると共に、画像表示媒体１０に表示する画像を短時間で把握することが可能となる。
【００９０】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、ｍ回以上の画像書込みを行うようにしたが、２回の画像書込みで画像表示媒体１０に画像を表示するものであっても良い。
【００９１】
すなわち、図６に示すように、１フレーム目をパルス幅ｔ₁の走査信号で画像書込みを行い、２フレーム目をパルス幅ｔ_mの走査信号で画像書込みを行う。
【００９２】
これにより、比較的短い時間で、画像表示媒体１０にコントラストの高い高品質の画像を形成することができると共に、迅速に画像表示媒体１０に書き込む画像を把握することができるので好ましい。
【００９３】
最後のフレームのパルス幅ｔ_mが１０ｍsecであるときに、最初の１フレーム目のパルス幅ｔ₁を５ｍsecとしたが、走査信号のパルス幅ｔはこれに限るものではなく、１フレーム目のパルス幅ｔ₁は、少なくとも画像表示媒体１０に表示する画像を把握できる濃度に達する時間であれば良く、この時間を短くすることにより、より一層、短時間で画像表示媒体１０に形成する画像の把握が可能となる。
【００９４】
また、本実施の形態では、画像表示媒体１０を用いて説明したが、本発明は、画像表示媒体１０に限らず、パッシブマトリックス駆動によって画像表示がなされると共に、走査信号のパルス幅に応じた濃度で画像が表示される任意の構成の画像表示媒体に適用することができる。すなわち、本発明は、本実施の形態に適用した画像表示媒体に限らず、電気泳動ディスプレイや強誘電型液晶、twisting ballタイプの画像表示媒体など、画像が保持でき、かつ、電圧付与時間によって濃度が変化する各種の表示媒体及びこの表示媒体に画像を表示する画像表示装置に適用することができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像表示方法及び画像表示装置によれば、画像表示媒体にコントラストが高く、高品質の画像を表示することができると共に、画像表示媒体に表示する画像を短時間で迅速に把握することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用した画像表示媒体と画像表示媒体を用いた画像表示装置の概略構成図である。
【図２】画像表示媒体に設けるデータ電極と走査電極の配置を示す概略構成図である。
【図３】本発明を適用した画像書込み装置の概略構成図である。
【図４】（Ａ）は画像部にデータ電極に印加するデータ信号の概略を示す線図、（Ｂ）は非画像部のデータ電極に印加するデータ信号の概略を示す線図、（Ｃ）は走査ラインの走査電極に印加する走査信号の概略を示す線図、（Ｆ）は非走査ラインの走査電極に印加している信号の概略を示す線図、（Ｄ）、（E）、（Ｇ）及び（H）は、走査電極に対するデータ電極の電位差の変化の概略を示す線図である。
【図５】繰返してｍ回の画像書込みを行うときに走査電極に印加される走査信号の変化の概略を示す線図である。
【図６】２回の画像書込みで画像表示媒体に画像を表示するときに走査電極に印加される走査信号の変化の概略を示す線図である。
【符号の説明】
１０画像表示媒体
１２透明表示基板
１４背面基板
１６、１８帯電粒子
２２画像書込み装置
２４画像表示装置
２６データドライバ（電界形成手段）
２８走査ドライバ（電界形成手段）
３０書込みコントローラ（電界形成手段、制御手段）
３２表示コントローラ（制御手段）
Ｃデータ電極
Ｒ走査電極
Ｐ画素

Claims

少なくとも一方が光透過性の一対の基板と、前記一対の基板間に封入された色及び帯電特性の異なる２種類の帯電着色粒子群と、マトリクス状に対で形成されて画素ごとに前記一対の基板間に所定電圧を印加可能とするデータ電極及び走査電極と、を含む画像表示媒体に、前記走査電極に走査信号として所定のパルス幅で濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを印加すると共に、該走査信号に応じて前記データ電極にデータ信号として濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを入力することにより画像を表示する画像表示方法であって、最初の画像書込み時の前記走査信号のパルス幅を、１００％よりも低く、かつ１０％以上の予め定められた濃度が得られる予め定められた時間に設定し、最後の画像書込み時の前記走査信号のパルス幅を、１００％の濃度が得られる予め定められた時間に設定し、かつ、前記最初の画像書込み時の前記走査信号と前記最後の画像書込み時の前記走査信号との間の前記走査信号のパルス幅を段階的に長くしながら、前記画像表示媒体への同一画像の画像書込みを複数回繰り返して行う、ことを特徴とする画像表示方法。
前記画像表示媒体への画像書込みを繰り返すときに、前記パルス幅を段階的に長くする走査信号で画像書込みを行うか、前回の走査信号のパルス幅と同じ走査信号であって、当該前回の走査信号のパルス幅が最初の走査信号のパルス幅と同じであった場合の最後の走査信号ではない走査信号で画像書込みを行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
少なくとも一方が光透過性の一対の基板、前記一対の基板間に封入された色及び帯電特性の異なる２種類の帯電着色粒子群及び、マトリクス状に対で形成されて画素ごとに前記一対の基板間に所定電圧を印加可能とするデータ電極と走査電極を含む画像表示媒体と、
前記走査電極に走査信号として所定のパルス幅で濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを印加すると共に、該走査信号に応じて前記データ電極にデータ信号として濃度にかかわらず振幅値が一定のパルスを入力することにより前記画素ごとの前記一対の基板間に所定電圧を印加して前記帯電着色粒子群を移動可能とする電界を形成する電界形成手段と、
１００％よりも低く、かつ１０％以上の予め定められた濃度が得られる予め定められた時間のパルス幅に設定された最初の前記走査信号、１００％の濃度が得られる予め定められた時間のパルス幅に設定された最後の前記走査信号、及び段階的にパルス幅が長くなる前記最初の画像書込み時の前記走査信号と、前記最後の画像書込み時の前記走査信号との間の前記走査信号で、同一の前記画像データに基づいて前記電界形成手段を繰返し作動可能とする制御手段と、
を含むことを特徴とする画像表示装置。