JP5167643B2 - 画像表示媒体、画像表示装置、及び画像表示プログラム - Google Patents

画像表示媒体、画像表示装置、及び画像表示プログラム Download PDF

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本発明は、画像表示媒体、画像表示装置、及び画像表示プログラムに関する。
従来、メモリ性を有し繰り返し書換えが可能な画像表示媒体として、着色粒子を用いた画像表示媒体が知られている。このような画像表示媒体は、例えば一対の基板と、印加された電界により基板間を移動可能に基板間に封入されると共に、色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、を含んで構成される。また、基板間には、粒子が基板内の一部の領域に偏るのを防ぐため等の理由により、基板間を複数のセルに仕切るための間隙部材が設けられる場合もある。
このような画像表示媒体では、画像に応じた電圧を一対の基板間に印加することにより粒子を移動させ、異なる色の粒子のコントラストとして画像を表示させる。なお、電圧の印加を停止した後も、ファンデルワース力や鏡像力によって粒子は基板に付着したままとなり、画像表示は維持される。
例えば、このような画像表示媒体としては、特許文献１〜３に記載の技術が提案されている。
特許文献１に記載の技術では、帯電した黒色粒子を電気泳動させて画像を表示する画像表示装置が提案されており、グレー階調を表示するための駆動パルス電圧の印加方法が提案されている。
特許文献２に記載の技術では、分散媒中にゼータ電位の異なる複数種類の同極性に帯電した電気泳動粒子を分散させて、分散媒体中での電気泳動粒子の泳動速度がゼータ電位に正比例することを利用して、透明電極層に印加する電圧、極性、印加時間を変化させることにより、一種類または多種類の色彩表示を可能にすることが提案されている。
特許文献３に記載の技術では、透明分散流体中に複数種類の同極性に帯電した粒子を含有して、各粒子の移動度の差を利用して多色表示を行うことが提案されている。
特表２００５−５２４８６５号公報 特開平０１−２６７５２５号公報 特開２００６−５８９０１号公報
本発明は、混色を抑制したカラー表示を可能とすることを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の画像表示装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記基板間に封入される液体と、予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、を備えた画像表示媒体と、前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記第１粒子が前記一対の基板のうち一方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第１粒子が前記一方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第１色を表示し、前記第１色を表示した状態で前記第２粒子が前記一方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第２粒子が前記一方の基板側へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第１色及び前記第２色の混色である第３色を表示し、前記第１粒子が前記一対の基板のうち他方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第１粒子が前記他方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第２色を表示することを特徴としている。
請求項２に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１粒子及び前記第２粒子それぞれの前記電圧範囲の絶対値が重複しない範囲に設定されていることを特徴としている。
請求項３に記載の画像表示装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記画像表示媒体は、前記基板間に封入され、前記第１色及び前記第２色とは異なる色に着色された反射部材を更に備えることを特徴としている。
請求項４に記載の画像表示装置は、請求項３に記載の発明において、前記制御手段が、前記第２色を表示した状態で前記第２粒子が前記他方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第２粒子が前記他方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記反射部材の色を表示することを特徴としている。
請求項５に記載の画像表示装置は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記反射部材は白色に着色されていることを特徴としている。
請求項６に記載の画像表示装置は、請求項６に記載の発明において、前記反射部材は、前記第１粒子及び前記第２粒子より大きい大径粒子であることを特徴としている。
請求項７に記載の画像表示装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の発明において、前記第１色と前記第２色とが補色関係にあることを特徴としている。
請求項８に記載の画像表示装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記基板間に封入される液体と、予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、前記基板間に封入され、前記第１色及び前記第２色と異なる色に着色された反射部材と、を備えた画像表示媒体と、前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記第１粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１粒子及び前記第２粒子を移動させて前記第１色あるいは前記第２色を表示し、前記第１色を表示した状態の場合には、前記第２の粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１色と前記第２色による混色である第３色を表示し、前記第２色を表示した状態の場合には、前記第２粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記反射部材の色を表示することを特徴としている。
請求項９に記載の画像表示装置は、請求項８に記載の発明において、前記第１粒子及び前記第２粒子それぞれの前記電圧範囲の絶対値が重複しない範囲に設定されていることを特徴としている。
請求項１０に記載の画像表示装置は、請求項８又は請求項９に記載の発明において、前記制御手段は、前記第１粒子前記電圧範囲から選択的に電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１色による階調を定めるように前記第１粒子を移動させ、その後、前記第２粒子の前記電圧範囲から選択的に電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第２色による階調を定めるように前記第２粒子を移動させて、前記第１粒子と前記第２粒子による階調色を表示することを特徴としている。
請求項１１に記載の画像表示装置は、請求項１０に記載の発明において、前記制御手段が、画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御することにより、前記第１色の階調色、前記第２色の階調色、前記第３色の階調色、あるいは前記反射部材の色を表示することを特徴としている。
請求項１２に記載の画像表示装置は、請求項８に記載の発明において、前記反射部材は白色に着色されていることを特徴としている。
請求項１３に記載の画像表示装置は、請求項１２に記載の発明において、前記反射部材は、前記第１粒子及び前記第２粒子より大きい大径粒子であることを特徴としている。
請求項１４に記載の画像表示装置は、請求項８〜１３の何れか１項に記載の発明において、前記第１色と前記第２色とが補色関係にあることを特徴としている。
請求項１５に記載の画像表示装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記基板間に封入される液体と、予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、を備えた画像表示媒体と、前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記第１粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値に等しい大きさの電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１粒子を前記一対の基板のうち一方の基板側へ移動させて前記第１色を表示し、前記第１色を表示した状態で、前記第１粒子が移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和するまでの電圧範囲の絶対値に含まれる大きさの電圧を、前記第１粒子が前記一方の基板側から他方の基板側へ移動する方向に印加するように前記電圧印加手段を制御した後に、前記第２粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値に等しい大きさの電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第２粒子を他方の基板側へ移動させて前記第１粒子の階調を表示することを特徴としている。
請求項１６に記載の画像表示装置は、請求項１５に記載の発明において、前記制御手段は、前記第２粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値と等しい大きさの電圧を、前記第２粒子が前記一方の基板側から前記他方の基板側へ移動する方向に印加するように前記電圧印加手段を制御することを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、互いに同極性に帯電されて電界に応じて移動するために必要な電圧の絶対値がそれぞれ異なると共に、互いに異なる色に着色された２種類の着色粒子を用いる画像表示媒体と比較して混色を抑制したカラー表示が可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、各着色粒子をそれぞれ独立して階調も表示することができる。
請求項３に記載の発明によれば、さらに鮮やかな発色が可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、粒子以外の色を表示することができる。
請求項５に記載の発明によれば、さらに白色表示の白色度を向上することができる。
請求項６に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して着色するための顔料を多く含ませて鮮やかな発色が可能となる。
請求項７に記載の発明によれば、さらに解像度の高い白黒表示が可能となる。
請求項８に記載の発明によれば、互いに同極性に帯電されて電界に応じて移動するために必要な電圧の絶対値がそれぞれ異なると共に、互いに異なる色に着色された２種類の着色粒子を用いる画像表示媒体と比較して混色を抑制したカラー表示が可能となる。
請求項９に記載の発明によれば、各粒子をそれぞれ独立して階調も表示することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、各粒子をそれぞれ独立して階調も表示することができる。
請求項１１に記載の発明によれば、各粒子をそれぞれ独立して階調も表示することができる。
請求項１２に記載の発明によれば、さらに白色表示の白色度を向上することができる。
請求項１３に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して着色するための顔料を多く含ませて鮮やかな発色が可能となる。
請求項１４に記載の発明によれば、さらに解像度の高い白黒表示が可能となる。
請求項１５に記載の発明によれば、階調を含めて各粒子の色に応じたカラー画像を表示することができる。
請求項１６に記載の発明によれば、階調を含めて各粒子の色に応じたカラー画像を表示することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材については、全図面通して同一符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置を示す概略構成図である。なお、図１は、黒色表示している例を示す図である。
本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置１０は、図１に示すように、透明電極１６及び表面層１７が透明な支持基板１４上に積層して形成された表示基板１８と、表示基板１８と間隙を持って対向して配置され、電極２２及び表面層２０が支持基板２６上に積層して形成された背面基板２８と、で構成された画像表示媒体１２を有している。
また、表示基板１８と背面基板２８との間には、着色粒子３２（黒色粒子３２Ｋ及び赤色粒子３２Ｒ）と、透光性を有する分散液２４（透明液体）が封入され、これらは基板間に形成される電界によって基板間を電気泳動する。２種類の着色粒子３２は、それぞれ異なる帯電特性とされており、本実施形態では、黒色粒子３２Ｋが正又は負に帯電され、赤色粒子３２Ｒが黒色粒子３２Ｋとは異なる極性に帯電されている。さらに本実施形態では、各着色粒子３２は、基板間を電気泳動する粒子であり、電界に応じて移動するために必要な電圧の絶対値がそれぞれ異なる。
黒色粒子３２Ｋは、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、チタンブラック等の黒色顔料粒子やこれらを内包した樹脂粒子を使用することができ、赤色粒子３２Ｒは、所望の色の顔料粒子や、あるいは所望の色の顔料や染料を内含した樹脂粒子を使用することができる。顔料や染料は、例えば、印刷インキやカラートナーに使用されている一般的な顔料あるいは染料を使用できる。
本実施形態では、着色粒子３２は、黒色に着色された黒色粒子３２Ｋと、赤色に着色された赤色粒子３２Ｒを適用するが、色はこれに限るものではない。黒色粒子３２Ｋ及び赤色粒子３２Ｒなどの着色粒子３２は、その体積平均粒径が、一般的には、０．０１μｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．０３μｍ〜３μｍであるが、これに限定されものではない。着色粒子３２の体積平均粒径が上記範囲より小さいと、着色粒子３２の帯電量が小さくなり、分散液２４中を移動する速度が遅くなることがある。つまり表示応答性が低下することがある。反対に着色粒子３２の体積平均粒径が上記範囲より大きいと、追従性はよいが、自重による沈殿やメモリ性の低下が発生し易くなることがある。なお、着色粒子３２の体積平均粒径は、「日機装UPA-9230」で測定した。
透光性を有する分散液２４としては、絶縁特性を有する無色透明な液体が好ましく、例えばシリコン、トルエン、キシレンや、インパラフィン、ノルマルパラフィン等の炭化水素系溶媒が使用できる。
また、透明電極１６及び電極２２は、それぞれ電圧印加部４０に接続されている。すなわち、電圧印加部４０によって透明電極１６及び電極２２に電圧を印加することによって、基板間に電界が形成される。なお、透明電極１６及び電極２２は、基板間に所望の電界を形成できればよく、各々表示基板１８および背面基板２８と分離させ、画像表示媒体１２の外部に配置してもよい。
電圧印加部４０は、制御部４２に接続されており、制御部４２には画像記憶部４４が接続されている。
制御部４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやハードディスク等に記憶されているプログラムに従って画像表示媒体１２への画像表示を行う。画像記憶部４４は、ハードディスク等により構成され、画像表示媒体１２に画像を表示させるための表示用画像を記憶している。すなわち、画像記憶部４４に記憶された表示用画像に応じて制御部４２が電圧印加部４０を制御して基板間に印加する電圧を印加することにより、電圧に応じて着色粒子３２が移動して画像が表示される。なお、画像記憶部４４に記憶される表示画像は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の各種記録媒体やネットワークを介して画像記憶部４４に取り込んでもよい。
また、着色粒子３２は、基板間への電圧の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力等によって、電圧が印加された時の状態が維持される。
図２は、本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置において、着色粒子３２を移動させるために必要な印加電圧を説明するための図である。
着色粒子３２を移動させるために必要な印加電圧は、上述したように、各着色粒子３２が基板間を電気泳動する際の電界に応じて移動するために必要な電圧の絶対値がそれぞれ異なり、詳細には、図２に示すように、各着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲がそれぞれ異なる。ここで、「着色粒子を移動させるために必要な電圧範囲」とは、粒子が移動開始するために必要な電圧と移動開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和するまでの電圧範囲を示す。
また、「着色粒子を移動させるために必要な最大電圧」とは上記の移動開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和する電圧を示す。表示濃度は、表示面側における色濃度を光学濃度（Optical Density=0D）の反射濃度計X-rite社の反射濃度計で測定しながら、表示面側と背面側との間に電圧を印加して且つこの電圧を測定濃度が増加する方向に徐々に変化（印加電圧を増加または減少）させて、単位電圧あたりの濃度変化が飽和し、且つその状態で電圧及び電圧印加時間を増加させても濃度変化が生じず、濃度が飽和したときの濃度を示している。
また、着色粒子３２のうち、黒色粒子３２Ｋは負に帯電され、赤色粒子３２Ｒは正に帯電され、黒色粒子３２Ｋを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｋ≦Ｖ≦Ｖｋ’｜（ＶｋからＶｋ’の間の値の絶対値）が赤色粒子３２Ｒを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｒ≦Ｖ≦Ｖｒ’｜（ＶｒからＶｒ’の間の値の絶対値）よりも大きく設定されている。
さらに、２種類の着色粒子３２を独立駆動するために、赤色粒子３２Ｒがほぼ全て移動させるための電圧範囲の絶対値｜Ｖｒ’｜が黒色粒子３２Ｋを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｋ≦Ｖ≦Ｖｋ’｜（ＶｋとＶｋ’の間の値の絶対値）よりも小さく設定されている。すなわち、本実施形態では、各着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲が重ならないように設定することによって、各着色粒子３２を独立駆動可能としている。なお、「ほぼ全て」とは、着色粒子３２の特性ばらつきがあるため、一部の着色粒子３２の特性が表示特性に寄与しない程度異なるものがあることを表す。すなわち上述した移動開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和した状態である。
続いて、上述のように構成された本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置の駆動制御の一例について説明する。なお、以下では、説明を簡単にするために、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
まず、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に各粒子を移動させるために必要な電圧範囲の絶対値が最大である印加電圧Ｖ（Ｖｋ’）を印加すると、負に帯電した黒色粒子３２Ｋが表示基板１８側に移動し、正に帯電した赤色粒子３２Ｒが背面基板２８側に移動する。これによって、図１に示す状態となり、黒色が表示される。
また、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に各粒子を移動させるために必要な電圧範囲の絶対値が最大である印加電圧Ｖ（−Ｖｋ’）を印加すると、正に帯電した赤色粒子３２Ｒが表示基板１８側に移動し、負に帯電した黒色粒子３２Ｋが背面基板２８側に移動する。これによって、図３に示す状態となり、赤色が表示される。
また、図３に示した状態（赤色表示状態）から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明基板１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｒ’）を印加することによって、赤色粒子３２Ｒが背面基板２８側に移動される。これによって図４に示す状態となり、無表示状態となる。なお、この時分散液２４が着色されている場合には、分散液２４の色が表示されることになり、例えば、分散液２４を白色に着色した場合には、白表示が可能となる。
図５は、本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す表示駆動制御は、回路基板等のハードウエア構成で行うようにしてもよいし、コンピュータに処理を実行させるプログラム等のソフトウエア構成で行うようにしてもよい。また、上記と同様に、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
例えば、制御部４２が、図５に示すように、画像記憶部４４に記憶された表示用画像に基づいて、黒色を表示するか否かを判定して（１００）、黒色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（Ｖｋ’）を基板間に印加する（１０２）。
また、赤色を表示するか否かを判定して（１０４）、赤色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｋ’）を基板間に印加する（１０６）。そして、無表示の場合には、印加電圧印加電圧Ｖ（−Ｖｋ’）を基板間に印加した後に（１０８）、印加電圧Ｖ（Ｖｒ’）を基板間に印加する（１１０）。これによって、上述したように各色の着色粒子が独立に駆動されて、各色が表示される。
すなわち、本実施形態では、各着色粒子が移動するために必要な電圧範囲のうち、最も大きい電圧範囲の絶対値が最大である電圧を基板間に印加することによって、２種類の着色粒子３２がそれぞれ相反する方向の基板側へ移動するので、これを基準として各着色粒子が移動するために必要な電圧を印加することにより、相互作用を受けることなく各着色粒子３２の移動が可能であるため、各着色粒子３２が混合配置された状態から駆動を行う場合に比べて、混色が抑制されたカラー表示となる。
また、仮に混合配置された状態から１つの着色粒子３２が移動するために必要な電圧範囲中の電圧で選択的に駆動する場合も、選択されていない着色粒子には基板側へ押し付ける静電気力が作用するため、本実施形態を採用しない場合に比べて安定した駆動となる。
なお、上記では特に階調表示について言及しなかったが、各着色粒子が移動する電圧範囲中の電圧を選択することによって図２に示したように表示濃度が変わるので、電圧を適宜選択することで各色の階調を制御することも可能となる。例えば、黒色の階調を表示する場合の表示方法を一例として説明すると、印加電圧（Ｖｋ’）を印加して、黒色を表示した後に、表示したい階調に合わせて−Ｖｋ’≦Ｖ≦−Ｖｋの間の印加電圧を印加するが、この時、赤色粒子３２Ｒが表示基板側へ移動してしまうため、印加電圧Ｖｒ’を印加することで赤色粒子３２Ｒを背面基板側へ戻し、黒色の階調表示ができる。また、赤色の階調を表示する場合の表示方法は、印加電圧−Ｖｋ’を印加して赤色を表示した後に、表示したい階調に合わせてＶｒ≦Ｖ≦Ｖｒ’の間の電圧を印加することで、赤色の階調表示ができる。階調表示方法は一例として説明したが、他の階調表示方法があるため印加電圧を適宜選択して印加することで各色の階調表示が可能である。
また、本実施形態では、各着色粒子３２を独立に駆動制御することが可能であるため、有彩色の２種類の着色粒子を使用すれば、十分な濃度の２次色表示、２次色の色相、階調表示が可能となる。
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。
第１実施形態では、着色粒子３２として黒色粒子３２Ｋと赤色粒子３２Ｒを基板間に封入するようにしたが、第２実施形態では、マゼンタ色に着色されたマゼンタ色粒子３２Ｍと、緑色に着色された緑色粒子３２Ｇが基板間に封入されている。更に 第２実施形態では、第１実施形態の画像表示装置１０に対して、着色粒子３２よりも大きな粒径の大径着色粒子３４が更に封入されている。着色粒子３２は、大径着色粒子３４同士により形成される間隙を通じて、基板間を移動できるようになっている。以下では、第１実施形態に対する差異を説明する。
大径着色粒子３４は、本実施形態では、白色に着色されているものとするが、これに限るものではなく、他の色に着色されていてもよい。
大径着色粒子３４は、着色粒子３２よりも大きい粒径のものが適用され、その粒子間の間隙を通じて着色粒子３２が通過することが必要であることから、着色粒子３２よりも１０倍以上大きい粒径（好ましくは、２０倍以上大きい粒径）のものを適用することが好適である。但し、大径着色粒子３４は、基板間に封入させるため、基板間距離よりも小さい粒径とする。
ここで、大径着色粒子３４の大きさは、着色粒子３２の径が略均一である場合、当該着色粒子３２よりも１０倍以上の大きさでも良いが、着色粒子３２の径にばらつきがあり、大きめの着色粒子３２が含まれるような場合、２０倍以上の大きさであった方が着色粒子３２が大径着色粒子３４間に詰まることがなくなる。なお、本実施形態では、「略均一」とは粒子径のばらつきが小さいことを示し、例えば、平均粒子径の±５０％程度（平均粒子径が１μｍの場合、０．５μｍから１．５μｍの間にほぼ全ての粒子が入る。ほぼ全てとは、例えば標準偏差で２σ（９５．４％）を目安とすることができる）のばらつきのものを「略均一」とする。
この粒径が小さすぎると着色粒子３２が移動可能な粒子間隙を十分に確保できない場合があり、大きすぎると基板間隙が大きくなり、高電圧化や表示速度低下が生じることがある。なお、大径着色粒子３４の体積平均粒径が１０μｍ程度の場合、体積平均粒径数十ｎｍから数百ｎｍの着色粒子３２は大径着色粒子３４同士の間隙を通じて移動可能である。
大径着色粒子３４は、例えば、酸化チタンや酸化ケイ素、酸化亜鉛などの白色顔料を、ポリスチレンやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などに分散した粒子が使用できる。また、大径着色粒子３４の色としては、例えば、所望の色の顔料、あるいは染料を内含した樹脂粒子を使用することができる。顔料や染料は、例えば、印刷インキやカラートナーに使用されている一般的な顔料あるいは染料を使用できる。
なお、大径着色粒子３４を基板間へ封入するには、例えば、電子写真法やトナージェット法などにより行う。また、大径着色粒子３４を固定化する場合、例えば、大径着色粒子３４を封入した後、加熱（および必要であれば加圧）して、大径着力粒子３４の粒子群表層を溶かすことで、粒子間隙を維持させつつ行うことができる。
また、画像表示媒体を構成する各部材の詳細は、例えば特開２００１−３１２２５号公報に記載されたものを用いることができる。
また、着色粒子３２は、基板間への電圧の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力等によって、電圧が印加された時の状態が維持される。
図７は、本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置において、着色粒子３２を移動させるために必要な印加電圧を説明するための図である。
着色粒子３２を移動させるために必要な印加電圧は、第１実施形態と同様に、各着色粒子３２が基板間を電気泳動する際の電界に応じて移動するために必要な電圧の絶対値が異なり、詳細には、図７に示すように、各着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲がそれぞれ異なる。また、着色粒子３２のうち、マゼンタ色粒子３２Ｍは負に帯電され、緑色粒子３２Ｇは正に帯電され、マゼンタ色粒子３２Ｍを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｍ≦Ｖ≦Ｖｍ’｜（ＶｍとＶｍ’の間の値の絶対値）が緑色粒子３２Ｇを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｇ≦Ｖ≦Ｖｇ’｜（ＶｇとＶｇ’の間の値の絶対値）よりも大きく設定されている。
さらに、２種類の着色粒子３２を独立駆動するために、緑色粒子３２Ｇがほぼ全て移動させるための電圧の絶対値｜Ｖｇ｜と｜Ｖｇ’｜がマゼンタ色粒子３２Ｍを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｍ≦Ｖ≦Ｖｍ’｜（ＶｍとＶｍ’の間の値の絶対値）よりも小さく設定されている。すなわち、本実施形態では、各着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲が重ならないように設定することによって、各着色粒子３２を独立駆動可能としている。なお、「ほぼ全て」とは、着色粒子３２の特性ばらつきがあるため、一部の着色粒子３２の特性が表示特性に寄与しない程度異なるものがあることを表す。すなわち第１実施形態で説明したように、移動開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和した状態である。
続いて、上述のように構成された本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の一例を説明する。なお、以下では、説明を簡単にするために、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
まず、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に各粒子を移動させるために必要な電圧範囲の絶対値が最大である印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を印加すると、負に帯電したマゼンタ色粒子３２Ｍが表示基板１８側に移動し、正に帯電した緑色粒子３２Ｇが背面基板２８側に移動する。これによって、図６に示す状態となり、マゼンタ色が表示される。
また、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に各粒子を移動させるために必要な電圧範囲の絶対値が最大である印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を印加すると、正に帯電した緑色粒子３２Ｇが表示基板１８側に移動し、負に帯電したマゼンタ色粒子３２Ｍが背面基板２８側に移動する。これによって、図８に示す状態となり、緑色が表示される。
また、図８に示した状態（緑色表示状態）から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明基板１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｇ’）を印加することによって、緑色粒子３２Ｇが背面基板２８側に移動される。これによって図１０に示す状態となり、大径着色粒子３４の白色が表示基板１８側から観察でき、白色が表示される。
さらに、図６に示した状態（マゼンタ色表示状態）から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明基板１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（−Ｖｇ’）を印加することによって、緑色粒子３２Ｇが表示基板１８側に移動される。これによって図９に示す状態となり、マゼンタ色粒子３２Ｍと緑色粒子３２Ｇの混色の黒色が表示される。
図１１は、本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１１に示す表示駆動制御は、回路基板等のハードウエア構成で行うようにしてもよいし、コンピュータに処理を実行させるプログラム等のソフトウエア構成で行うようにしてもよい。また、上記と同様に、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
例えば、制御部４２が、図１１に示すように、画像記憶部４４に記憶された表示用画像に基づいて、マゼンタ色を表示するか否かを判定して（２００）、マゼンタ色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を基板間に印加する（２０２）。
また、緑色を表示するか否かを判定して（２０４）、緑色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を基板間に印加する（２０６）。
また、白色表示するか否かを判定して（２０８）、白色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を基板間に印加した後（２１０）、印加電圧Ｖ（Ｖｇ’）を基板間に印加する（２１２）。
そして、黒色表示の場合には、印加電圧印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を基板間に印加してマゼンタ粒子３２Ｍを表示基板側に移動させた後に（２１４）、印加電圧Ｖ（−Ｖｇ’）を基板間に印加して緑色粒子３２Ｇを表示基板側に移動する（２１６）。これによって、上述したように各色の着色粒子が独立に駆動されて、各色が表示される。
すなわち、本実施形態も第１実施形態と同様に、各着色粒子の中で最も電圧範囲の大きい最大電圧を基板間に印加することによって、２種類の着色粒子３２がそれぞれ相反する方向の基板側へ移動するので、これを基準として各粒子を移動させるために必要な電圧範囲中の電圧を印加することにより、相互作用を受けることなく各着色粒子３２の移動が可能であるため、各着色粒子３２が混合配置された状態から駆動を行う場合に比べて、混色が抑制されたカラー表示となる。
また、仮に混合配置された状態から１つの着色粒子３２が移動するために必要な電圧範囲中の電圧で選択的に駆動する場合も、選択されていない着色粒子には基板側へ押し付ける静電気力が作用するため、本実施形態を採用しない場合に比べて安定した駆動となる。
また、本実施形態では、第１実施形態に対して大径粒子３４が基板間に更に封入されているので、大径粒子３４の色表示も可能となり、本実施形態では、大径粒子３４が白色に着色されているため、白色表示時の白色度が向上される。
また、本実施形態では、着色粒子３２として、補色関係にあるマゼンタ粒子３２Ｍと緑色粒子３２Ｇを使用したので、１電極対で白、黒、マゼンタ、緑という４色を表示することができ、かつ、本実施形態の構成を有さない場合に比較してコントラスト及び解像度の高い白黒表示が可能となる。
なお、上記では特に階調表示について言及しなかったが、各着色粒子を移動させるために必要な電圧範囲中の電圧を選択することによって図７に示したように表示濃度が変わるので、電圧を適宜選択することで各色の階調を制御することも可能となる。例えば、マゼンタ色の階調を表示する場合の表示方法を一例として説明すると、印加電圧（Ｖｍ’）を印加して、マゼンタ色を表示した後に、表示したい階調に合わせて−Ｖｍ’≦Ｖ≦−Ｖｍの間の印加電圧を印加するが、この時、緑色粒子３２Ｇが表示基板側へ移動してしまうため、印加電圧Ｖｇ’を印加することで緑色粒子３２Ｇを背面基板側に移動し、マゼンタ色の階調表示ができる。階調表示方法は一例として説明したが、他の階調表示方法があるため印加電圧を適宜選択して印加することで各色の階調表示が可能である。
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。
第１実施形態では、着色粒子３２として黒色粒子３２Ｋと赤色粒子３２Ｒを基板間に封入するようにしたが、第３実施形態では、マゼンタ色に着色されたマゼンタ色粒子３２Ｍと、シアン色に着色されたシアン色粒子３２Ｃが基板間に封入されている。更に 第３実施形態では、第１実施形態の画像表示装置１０に対して、着色粒子３２よりも大きな粒径とされ、２種類以上に塗分けられた多色粒子（本実施形態では２色に塗り分けられた２色粒子３６を用いる）が、表示基板１８と背面基板２８との間に形成されたセル内に封入されている。着色粒子３２は、２色粒子３６同士により形成される間隙を通じて、基板間を移動できるようになっている。以下では、第１実施形態に対する差異を説明する。なお、２色粒子３６は、本実施形態では、球体状のものを適用するがこれに限るものではなく、各種回転体状のものを適用可能である。
２色粒子３６は、着色粒子３２（マゼンタ色粒子３２Ｍ及びシアン色粒子３２Ｃ）による色とは異なる色を表示させる着色粒子であり、本実施形態では、一方の半球が白色に、他方の半球が黄色に塗り分けられているものを適用するが、これに限るものではなく、他の色を適用するようにしてもよいし、２色に塗り分ける面積をそれぞれ異なる面積となるように塗り分けるようにしてもよい。
また、２色粒子３６は、少なくとも重心より外れた一部が正あるいは負の極性に帯電されており、基板間に形成される電界に応じて回転するようになっている。なお、本実施形態では、黄色側が負に帯電され、白色側が正に帯電された例として説明するが、これに限るものではない。
また、２色粒子３６は、図１２に示すように、着色粒子３２（マゼンタ色粒子３２Ｍ及びシアン色粒子３２Ｃ）よりも大きい粒径のものが適用され、その粒子間の間隔を通じて着色粒子３２が移動可能であることが必要であることから、着色粒子３２（マゼンタ色粒子３２Ｍ及びシアン色粒子３２Ｃ）よりも１０倍大きい粒径（好ましくは、２０倍以上大きい粒径）のものを適用することが好適である。但し、２色粒子３６は、基板間に封入されるため、基板間距離よりも小さい粒径とする。
ここで、２色粒子３６の大きさは、着色粒子３２の径が略均一である場合、当該着色粒子３２よりも１０倍以上の大きさでもよいが、着色粒子３２の径にばらつきがあり、大きめの着色粒子３２が含まれるような場合、２０倍以上の大きさであった方が着色粒子３２が２色粒子３６間に詰まることがなくなる。
この粒径が小さ過ぎると着色粒子３２が移動可能な粒子間隙を確保できない場合があり、大き過ぎると基板間隙が大きくなり、高電圧化や表示速度低下が生じることがある。なお、２色粒子３６の体積平均粒径が１０μｍ程度の場合、体積平均粒径数十ｎｍから数百ｎｍの着色粒子３２は２色粒子３６同士の間隙を通じて移動可能である。
２色粒子３６のサイズが小さくなると、基板間の電界による回転力が得られにくくなり、回転させるために必要な印加電圧が極端に大きくなる。例えば数十Ｖの印加電圧で駆動させるためには、１０μｍ以上のサイズが必要である。また、２色粒子３６のサイズを大きくし過ぎると、基板間距離が大きくなってしまい、やはり印加電圧が高くなってしまうことを考えると、２色粒子３６の大きさは、１０μｍ〜１００μｍが適当である。なお、多色粒子（本実施形態では２色粒子３６）の体積平均粒径は、「堀場製作所LA-300」で測定する。
２色粒子３６は、例えば白色の部分は、酸化チタンや酸化ケイ素、酸化亜鉛などの白色顔料を、ポリスチレンやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などに分散した粒子が使用でき、有彩色の部分に対しては、例えば、ＲＧＢやＹＭＣ色であれば、印刷インキやカラートナーに使用されている一般的な顔料あるいは染料を使用できる。
なお、２色粒子３６を基板間へ封入するには、例えば、電子写真法やトナージェット法などにより行う。また、画像表示媒体を構成する各部材の詳細は、例えば特開２００１−３１２２５号公報に記載されたものを用いることができる。
また、着色粒子３２及び２色粒子３６は、基板間の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力等によって、電圧が印加されたときの状態が維持される。
図１３は、本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置における、着色粒子３２を移動させるために必要な印加電圧と、２色粒子３６を回転させるために必要な印加電圧と、を説明するための図である。
本実施形態では、図１３に示すように、各着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲（絶対値）と、２色粒子３６を回転させるために必要な電圧範囲（絶対値）とが、それぞれ異なる特性とされている。なお、２種類の着色粒子３２が移動するために必要な印加電圧は、例えば帯電量や粒子径、また粒子表面の形状や材質等によって制御することができる。また２色粒子３６が回転するのに必要な印加電圧は、やはり帯電量や粒子径、溶媒粘土等によって制御することができる。「２色粒子を回転させるために必要な電圧範囲」とは粒子が回転開始するために必要な電圧と回転開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和するまでの電圧範囲を示す。また、表示濃度の測定方法については、第１実施形態の着色粒子の場合について説明した通りである。
なお、「多色粒子が回転するために必要な電圧範囲の最大電圧」とは、上記の回転開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和する電圧を示す。
また、本実施形態では、着色粒子３２のうち、マゼンタ色粒子３２Ｍは正に帯電され、シアン色粒子３２Ｃは負に帯電され、シアン色粒子３２Ｃを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｃ≦Ｖ≦Ｖｃ’｜がマゼンタ色粒子３２Ｍを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｍ≦Ｖ≦Ｖｍ’｜よりも大きく設定されていると共に、２色粒子３６を回転させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｘ≦Ｖ≦Ｖｘ’｜がシアン色粒子３２Ｃを移動させるために必要な電圧範囲の絶対値｜Ｖｃ≦Ｖ≦Ｖｃ’｜よりも大きく設定されている
さらに、２種類の着色粒子３２と２色粒子３６をそれぞれ独立駆動するために、各々の移動させるため（回転させるため）に必要な電圧範囲が重ならないように設定することによって、各着色粒子３２及び２色粒子３６を独立駆動可能としている。なお、「ほぼ全て」とは、着色粒子３２や２色粒子３６の特性ばらつきがあるため、一部の着色粒子３２の特性が表示特性に寄与しない程度異なるものがあることを表す。すなわち第１実施形態で説明した移動開始からさらに電圧及び電圧印加時間を増加させても、表示濃度の変化が生じなくなり、表示濃度が飽和した状態である。
ここで、第３実施形態における表示駆動制御の一例について説明する。なお、以下では、説明を簡単にするために、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
まず、制御部４２の制御によって電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（−Ｖｘ’）を印加すると、２色粒子３６が回転して白色領域が表示基板１８側に向き、正に帯電したマゼンタ色粒子３２Ｍが表示基板１８側に移動し、負に帯電したシアン色粒子３２Ｃが背面基板２８側に移動する。これによって、図１２に示す状態となり、マゼンタ色が表示される。
また、図１２に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍが背面基板２８側に移動され、これによって図１４に示す状態となり、白色が表示される。
また、図１２に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｃ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍが背面基板２８側に移動され、シアン色粒子３２Ｃが表示基板１８側に移動される。これによって図１５に示す状態となり、シアン色が表示される。
さらに、図１５に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０に透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍが表示基板１８側に移動され、図１６に示す状態となり、青色が表示される。
一方、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｘ’）を印加すると、２色粒子３６が回転して黄色領域が表示基板１８側に向き、負に帯電したシアン色粒子３２Ｃが表示基板１８側に移動され、正に帯電したマゼンタ色粒子３２Ｍが背面基板２８側に移動される。これによって、図１７に示す状態となり、緑色が表示される。
また、図１７に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（−Ｖｃ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍとシアン色粒子３２Ｃがそれぞれ反対側の基板（マゼンタ色粒子３２Ｍが表示基板１８側、シアン色粒子３２Ｃが背面基板２８側）に移動され、図１８に示す状態となり、赤色が表示される。
また、図１７に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍが表示基板１８側に移動され、図１９に示す状態となり、黒色が表示される。
また、図１８に示した状態から、制御部４２の制御により電圧印加部４０が透明電極１６と電極２２間に印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を印加することによって、マゼンタ色粒子３２Ｍが背面基板２８側に移動され、図２０に示す状態となり、黄色が表示される。
本実施形態では、表示駆動を行う際に、２種類の着色粒子３２がそれぞれ別々の基板側に移動配置された単一色の粒子層の状態から表示制御を開始することができるため、着色粒子３２の駆動制御の信頼性を向上することができ、混色を抑制した高品質なカラー画像が表示される。
図２１は、本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図２１に示す表示駆動制御は、回路基板等のハードウエア構成で行うようにしてもよいし、コンピュータに処理を実行させるプログラム等のソフトウエア構成で行うようにしてもよい。また、上記と同様に、背面基板２８側の電極２２をグランド（０Ｖ）とし、表示基板１８側の透明電極１６に電圧を印加するものとして説明する。
例えば、制御部４２が、図２１に示すように、画像記憶部４４に記憶された表示画像に基づいて、マゼンタ色を表示するか否かを判定して（３００）、マゼンタ色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｘ’）を基板間に印加する（３０２）。
また、白色を表示するか否かを判定して（３０４）、白色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３０６）、印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を基板間に印加する（３０８）。
また、シアン色を表示するか否かを判定し（３１０）、シアン色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３１２）、印加電圧Ｖ（Ｖｃ’）を基板間に印加する（３１４）。
また、青色を表示するか否かを判定し（３１６）、青色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（−Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３１８）、印加電圧Ｖ（Ｖｃ’）を基板間に印加し（３２０）、その後、印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を基板間に印加する（３２２）。
また、黄色を表示するか否かを判定し（３２４）、黄色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３２６）、印加電圧Ｖ（−Ｖｃ’）を基板間に印加し（３２８）、その後、印加電圧Ｖ（Ｖｍ’）を基板間に印加する（３３０）。
また、赤色を表示するか否かを判定し（３３２）、赤色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３３４）、印加電圧Ｖ（−Ｖｃ’）を基板間に印加する（３３６）。
また、黒色を表示するか否かを判定し（３３８）、黒色を表示する場合に、印加電圧Ｖ（Ｖｘ’）を基板間に印加した後に（３４０）、印加電圧Ｖ（−Ｖｍ’）を基板間に印加する（３４２）。
一方、黒色表示ではなく、上述の何れの色もない場合には、緑色表示するものと判断して、印加電圧Ｖ（Ｖｘ’）を基板間に印加する（３４４）。
このように制御部４２が印加電圧を制御することによって、上述したように各色の着色粒子３２や２色粒子３６が独立に駆動されて、各色が表示される。
本実施形態においても、各粒子の中で最も電圧範囲の大きい電圧範囲の絶対値が最大である電圧を基板間に印加することによって、２種類の着色粒子３２がそれぞれ相反する方向の基板側へ移動するので、これを基準として各着色粒子を移動させるために必要な電圧を印加することにより、相互作用を受けることなく各着色粒子３２の移動が可能であるため、各着色粒子３２が混合配置された状態から駆動を行う場合に比べて、混色が抑制されたカラー表示となる。
また、仮に混合配置された状態から１つの着色粒子３２を移動させるために必要な電圧範囲中の電圧で選択的に駆動する場合も、選択されていない着色粒子には基板側へ押し付ける静電気力が作用するため、本実施形態を採用しない場合に比べて安定した駆動となる。
また、本実施形態では、着色粒子３２よりも大きい２色粒子３６が設けられているので、上記の各実施形態よりも多彩なカラー表示がなされる。また、２色粒子３６が回転するために必要な電圧を最も大きくして、これを回転させるために必要な電圧を印加して基準状態として、表示制御することで、本実施形態を採用しない場合に比べて安定した表示駆動となる。
なお、上記では特に階調表示について言及しなかったが、各着色粒子が移動する電圧範囲中の電圧を選択することによって図１３に示したように表示濃度が変わるので、電圧を適宜選択することで各色の階調を制御することも可能となる。例えば、マゼンタ色の階調を表示する場合の表示方法を一例として説明すると、印加電圧（−Ｖｘ’）を印加して、マゼンタ色を表示した後に、表示したい階調に合わせてＶｍ≦Ｖ≦Ｖｍ’の間の印加電圧を印加することでマゼンタ色の階調表示ができる。階調表示方法は一例として説明したが、他の階調表示方法があるため印加電圧を適宜選択して印加することで各色の階調表示が可能である。
（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態に係わる画像表示装置について説明する。図２２は、本発明の第４実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。
第４実施形態では、基板間に封入された分散液２４として、シリコーンオイル等の泳動液を内部に満たしたシリコーンゴム等で構成された多孔質体４６が適用されている。その他の構成は第３実施形態と同様とされている。
多孔質体４６は、例えば、液体のシリコーンゴムを含むエラストマー中に２色粒子３６を混練した後ゲル化させて固定し、その後着色粒子３２が分散されたシリコーンオイルを封入することにより作製する。なお、２色粒子３６の周囲には微小なキャビティ４８が形成され、このキャビティ４８は、２色粒子３６の回転運動を妨げない程度の大きさを有する。
多孔質体４６は、着色粒子３２が移動できる大きさの空隙を有する網目構造を有し、着色粒子３２は、泳動液で満たされたこの空隙を通って表示基板１８と背面基板２８の間を通過する。
第４実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御については、上記の各実施形態と同様に、各粒子の移動させるため（回転させるため）に必要な電圧範囲を用いて透明電極１６と電極２２間へ印加する電圧を制御することで各色が表示される。
本実施形態では、個々の２色粒子３６の位置がキャビティ４８によって固定されるので、２色粒子同士の回転による干渉がなくなり、回転が確実に成されると共に回転の応答性が第３３実施形態よりも早くなり、画像表示の品質や信頼性が高くなると共に応答時間が短縮される。
なお、本実施形態では、第３実施形態の基板間に多孔質体４６を設けたものを一例として示したが、これに限るものではなく、第１実施形態や第２実施形態に多孔質体４６を設ける構成としてもよい。また、多孔質体４６としては、上記の例の他には、例えば、繊維状の多孔質体を適用するようにしてもよい。
（第５実施形態）
次に本発明の第５実施形態に係わる画像表示装置について説明する。図２３は、本発明の第５実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。
第５実施形態では、第３実施形態に対して、２色粒子３６の構成が異なる。第５実施形態に係わる画像表示装置の２色粒子３６は、透明なカプセル内泳動液で満たされた透明なカプセル５０に回転可能な状態で封入したものを用いる。その他の構成については第３実施形態と同様とされている。
なお、第３実施形態及び第４実施形態において、２色粒子３６を本実施形態のようにカプセル５０に封入するようにしてもよい。
第５実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御についても、上記の各実施形態と同様に、各粒子の移動させるため（回転させるため）に必要な電圧範囲を用いて透明電極１６と電極２２間へ印加する電圧を制御することで各色が表示される。
本実施形態では、基板間の分散液２４とカプセル内泳動液のそれぞれの組成や粘度を選択することで、着色粒子３２を移動させるための印加電圧や２色粒子３６を回転させるための印加電圧が変化する。
なお、上記の各実施形態における各粒子の移動させるため（回転させるため）に必要な電圧範囲は、基本的には着色粒子３２と基板との付着力により左右されるものであるが、着色粒子３２が層を成す場合には、着色粒子３２間の付着力や着色粒子３２の付着力によっても左右される。また、着色粒子３２が基板表面に付着する場合の他に、基板間の少なくとも一部に形成された着色粒子３２を保持するための部材（例えば、後述する第４実施形態の多孔質や、基板表面に形成した透明性を有する多孔質部材に着色粒子３２の保持機能を持たせたものなど）に付着させる場合もあり、これらの付着力も各粒子が移動するために必要な電圧範囲を左右する。
また、上記の各実施形態における着色粒子３２や第３〜第５実施形態における２色粒子３６は球体状としたが、これに限るものではなく、各種形状の回転体を適用することができる。
また、第３〜第５実施形態では、多色粒子の一例として２色粒子３６を用い、２色粒子が白色と黄色に塗分けられたものを適用する場合を説明したが、２色粒子３６の色はこれに限るものではなく、例えば、半球面が白色に着色され、残りの半球面が黄色、マゼンタ色、シアン色の何れかの色に着色されたものを適用するようにしてもよい。また、この場合には、着色粒子３２は、例えば、２色粒子３６とは異なる黄色、マゼンタ色、シアン色の何れかの色に着色されたものを適用するようにしてもよい。
また、多色粒子としては、２色粒子に限らず、粒子の少なくとも一部が３色以上に塗分けられていてもよいし、球体状に限るものではなく、各種回転体状のものを適用可能である。
また、第３〜第５実施形態において、着色粒子３２及び２色粒子３６は、図２４に示すように、泳動液５２を封入した透明なカプセル５４内に、着色粒子３２及び２色粒子３６を封入して構成するようにしてもよい。
また、上記の各実施形態では、２種類の着色粒子３２を基板間に封入するようにしたが、これに限るものではなく、基板間に他の色の着色粒子を更に封入して３種類以上の着色粒子を備える構成としてもよい。
また、上記の各本実施形態では、各粒子を移動させるため（回転させるため）に必要な電圧範囲が重ならないようにしたが、一部が重なるようにしてもよい。この場合には、階調表現する場合には電圧範囲が重なる領域では独立に各粒子を駆動することができないものの、重ならない電圧範囲を用いることで各粒子を独立して駆動することが可能となる。
また、上記の各実施形態における着色粒子３２や大径粒子３４や２色粒子３６は、上記の各実施形態で説明した色に限るものではなく、各色に着色したものを適用可能である。
さらに、上記の各実施形態は、それぞれ個別に説明したが、適宜組み合わせた構成としてもよい。
本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置を示す概略構成図であり、黒色表示した例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置において、着色粒子を移動させるために必要な印加電圧を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置おいて、赤色表示した例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置おいて、無表示（分散液が着色されている場合には分散液の色）を表示した例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図であり、マゼンタ色を表示した例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置において、着色粒子を移動させるために必要な印加電圧を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置において、緑色表示した例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置において、黒色表示した例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置において、白色表示した例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図であり、マゼンタ色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置における、着色粒子を移動させるために必要な印加電圧と、２色粒子を回転させるために必要な印加電圧と、を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、白色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、シアン色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、青色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、緑色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、赤色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、黒色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置において、黄色表示した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係わる画像表示装置の表示駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係わる画像表示装置の構成を示す図である。 泳動液を封入した透明カプセル内に、各色の着色粒子及び２色粒子を封入した画像表示装置を示す図である。
符号の説明
１０ 画像表示装置
１２ 画像表示媒体
１４、２６ 支持基板
１６ 透明電極
１７、２０ 表面層
１８ 表示基板
２２ 電極
２４ 分散液
２８ 背面基板
３２ 着色粒子
３２Ｋ 黒色粒子
３２Ｒ 赤色粒子
３２Ｍ マゼンタ色粒子
３２Ｇ 緑色粒子
３２Ｃ シアン色粒子
３４ 大径粒子
３６ ２色粒子
４０ 電圧印加部
４２ 制御部
４６ 多孔質体
４８ キャビティ
５０、５４ カプセル
５２ カプセル内泳動液

Claims (16)

  1. 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
    前記基板間に封入される液体と、
    予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、
    前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、
    を備えた画像表示媒体と、
    前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、
    画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段が、
    前記第１粒子が前記一対の基板のうち一方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第１粒子が前記一方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第１色を表示し、
    前記第１色を表示した状態で前記第２粒子が前記一方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第２粒子が前記一方の基板側へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第１色及び前記第２色の混色である第３色を表示し、
    前記第１粒子が前記一対の基板のうち他方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第１粒子が前記他方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記第２色を表示する画像表示装置。
  2. 前記第１粒子及び前記第２粒子それぞれの前記電圧範囲の絶対値が重複しない範囲に設定されている請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 前記画像表示媒体は、前記基板間に封入され、前記第１色及び前記第２色とは異なる色に着色された反射部材を更に備える請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
  4. 前記制御手段が、前記第２色を表示した状態で前記第２粒子が前記他方の基板側へ移動する極性で、かつ前記第２粒子が前記他方の基板へ移動するために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御することで前記反射部材の色を表示する請求項３に記載の画像表示装置。
  5. 前記反射部材は白色に着色されている請求項３又は請求項４に記載の画像表示装置。
  6. 前記反射部材は、前記第１粒子及び前記第２粒子より大きい大径粒子である請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 前記第１色と前記第２色とが補色関係にある請求項１〜６の何れか１項に記載の画像表示装置。
  8. 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
    前記基板間に封入される液体と、
    予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、
    前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、
    前記基板間に封入され、前記第１色及び前記第２色と異なる色に着色された反射部材と、
    を備えた画像表示媒体と、
    前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、
    画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段が、前記第１粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１粒子及び前記第２粒子を移動させて前記第１色あるいは前記第２色を表示し、
    前記第１色を表示した状態の場合には、前記第２の粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１色と前記第２色による混色である第３色を表示し、
    前記第２色を表示した状態の場合には、前記第２粒子を移動させるために必要な電圧を前記基板間に印加するように前記電圧印加手段を制御して前記反射部材の色を表示する画像表示装置。
  9. 前記第１粒子及び前記第２粒子それぞれの前記電圧範囲の絶対値が重複しない範囲に設定されている請求項８に記載の画像表示装置。
  10. 前記制御手段は、前記第１粒子前記電圧範囲から選択的に電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１色による階調を定めるように前記第１粒子を移動させ、その後、前記第２粒子の前記電圧範囲から選択的に電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第２色による階調を定めるように前記第２粒子を移動させて、前記第１粒子と前記第２粒子による階調色を表示する請求項８又は請求項９に記載の画像表示装置。
  11. 前記制御手段が、画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御することにより、前記第１色の階調色、前記第２色の階調色、前記第３色の階調色、あるいは前記反射部材の色を表示する請求項１０に記載の画像表示装置。
  12. 前記反射部材は白色に着色されている請求項８に記載の画像表示装置。
  13. 前記反射部材は、前記第１粒子及び前記第２粒子より大きい大径粒子である請求項１２に記載の画像表示装置。
  14. 前記第１色と前記第２色とが補色関係にある請求項８〜１３の何れか１項に記載の画像表示装置。
  15. 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
    前記基板間に封入される液体と、
    予め定めた第１色に着色されて前記液体中に帯電して分散され、移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和する電圧までの予め定めた電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第１粒子と、
    前記第１色とは異なる第２色に着色され、かつ前記第１粒子とは逆極性に帯電して前記液体中に分散され、前記第１粒子の前記電圧範囲よりも小さい前記電圧範囲が電界に応じて移動するために必要な電圧に設定された第２粒子と、
    を備えた画像表示媒体と、
    前記基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、
    画像情報に応じて前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段が、前記第１粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値に等しい大きさの電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第１粒子を前記一対の基板のうち一方の基板側へ移動させて前記第１色を表示し、
    前記第１色を表示した状態で、前記第１粒子が移動開始するために必要な電圧から表示濃度が飽和するまでの電圧範囲の絶対値に含まれる大きさの電圧を、前記第１粒子が前記一方の基板側から他方の基板側へ移動する方向に印加するように前記電圧印加手段を制御した後に、前記第２粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値に等しい大きさの電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御して前記第２粒子を他方の基板側へ移動させて前記第１粒子の階調を表示する画像表示装置。
  16. 前記制御手段は、前記第２粒子の表示濃度が飽和する電圧の絶対値と等しい大きさの電圧を、前記第２粒子が前記一方の基板側から前記他方の基板側へ移動する方向に印加するように前記電圧印加手段を制御する請求項１５に記載の画像表示装置。
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