JP5996277B2 - 画像表示媒体、及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示媒体、及び画像表示装置に関する。

特許文献１には、少なくとも一方が透光性を有すると共に間の空間に気体が封入され又は空間が真空に形成された一対の基板と、一対の基板の間の空間に封入され、互いに色が異なりかつ同一の帯電特性を有すると共に基板に対する付着力を互いに異ならせた複数種類の粒子群と、複数種類の粒子群に対し、移動させる粒子群に応じた強度の電界を付与する電界発生手段と、を備えた画像表示装置が開示されている。

特許文献２には、複数の画素を有すると共に、各画素について設けられた画素電極と、画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、画素電極と保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり画素電極と共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、画素電極と共通電極との間に電圧を印加することにより帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置の駆動方法であって、表示部で表示する画像を消去する際に、切替制御手段により、画素電極と保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、画素電極及び共通電極のうち少なくとも一方に予め定められた周波数でパルス電圧を印加し、パルス電圧を印加した後、画素電極と共通電極との間に表示画像を消去する消去電圧を印加することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法が開示されている。

特許文献３には、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、基板間に封入される液体と、第１色に着色されて液体中に分散され、基板間に形成される電界に応じて移動する第１着色粒子と、第１色とは異なる第２色に着色されて液体中に分散され、第１着色粒子と反対方向へ移動する第２着色粒子と、第１色及び第２色とは異なる第３色に着色されて液体中に分散されると共に、第１着色粒子及び第２着色粒子が凝集した状態で第１着色粒子及び第２着色粒子の間隙を移動する粒径とされて、基板間に形成される電界に応じて移動する第３着色粒子と、を備えた画像表示媒体が開示されている。

特開２００１−２９０１７８号公報 特開２００８−１３９７３８号公報 特開２００９−０６４００４号公報

本発明は、画素毎の色再現性を向上する画像表示媒体、及び画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像表示媒体の発明は、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た分散媒と、色が異なり且つ全て同極性に帯電され且つ前記分散媒中に分散された複数種類の粒子群と、前記複数種類の粒子群とは異なる色で且つ逆極性に帯電され、前記複数種類の粒子群の少なくとも１種類の粒子群を移動させるための電圧を前記基板間に印加した場合に、前記電圧に応じて前記少なくとも１種類の粒子群と反対方向に移動し且つ前記一対の基板に付着せずに前記分散媒中を浮遊する浮遊粒子群と、を備える。

請求項２記載の発明は、前記複数種類の粒子群は、少なくとも２種類の粒子群の粒径が相互に異なり、前記浮遊粒子群に含まれる各浮遊粒子の質量の総計が、前記少なくとも２種類の粒子群のうち最小粒径の粒子群に含まれる各粒子の質量の総計よりも大きい。

請求項３記載の発明は、前記浮遊粒子群が、前記少なくとも２種類の粒子群のうち最小粒径の粒子群１質量部に対して、１０質量部以上３０質量部以下である。

請求項４記載の発明は、前記複数種類の粒子群のうち、少なくとも１種類の粒子群が透光性を有する。

請求項５記載の画像表示装置の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像表示媒体と、前記画像表示媒体に対して、画像情報に応じた色を表示する電圧を印加する電圧印加手段を有する画像表示媒体の駆動装置と、を備える。

請求項１、５の発明によれば、色が異なり且つ全て同極性に帯電された分散媒中の複数種類の粒子群の少なくとも１種類の粒子群を移動させるための電圧を基板間に印加した場合に、分散媒中の浮遊粒子群が無帯電又は複数種類の粒子群と同極性に帯電されている場合と比較して、画素毎の色再現性を向上することができる、という効果を有する。

請求項２、３の発明によれば、浮遊粒子群に含まれる各浮遊粒子の質量の総計が複数種類の粒子群のうち最小粒径の粒子群に含まれる各粒子の質量の総計より少ない場合と比較して、表示色の発色を向上させることができる、という効果を有する。

請求項４の発明によれば、複数種類の粒子群がすべて透光性を有しない場合と比較して、混色を表示する場合の発色を向上させることができる、という効果を有する。

実施形態に係る表示装置を示す概略図である。 実施形態に係る泳動粒子の電圧印加特性を示す図である。 電圧印加に応じた無帯電浮遊粒子の泳動距離特性を示す図である。 実施形態に係る表示装置において無帯電浮遊粒子の電圧印加に応じた挙動を示す概略図である。 実施形態に係る表示メモリ性を説明する模式図である。 電圧印加に応じた複数種類の粒子群に比べて弱く同極性に帯電した浮遊粒子の泳動距離特性を示す図である。 実施形態に係る表示装置において複数種類の粒子群に比べて弱く同極性に帯電した浮遊粒子の電圧印加に応じた挙動を示す概略図である。 電圧印加に応じた複数種類の粒子群に比べて弱く逆極性に帯電した浮遊粒子の泳動距離特性を示す図である。 制御部で実行される処理のフローチャートである。 実施形態に係る表示装置において複数種類の粒子群に比べて弱く逆極性に帯電した浮遊粒子の電圧印加に応じた挙動を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。作用・機能が同じ働きを担う部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場合がある。また、説明を簡易化するために、適宜１つのセルに注目した図を用いて本実施形態を説明する。

また、シアン色の粒子をシアン粒子Ｃ、赤色の粒子を赤色粒子Ｒと記し、各粒子とその粒子群は同じ記号（符号）によって示す。

＜第１実施形態＞

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る表示装置を概略的に示している。この表示装置１００は、画像表示媒体１０と、画像表示媒体１０を駆動する駆動装置２０と、を備えている。駆動装置２０は、画像表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に電圧を印加する電圧印加部３０と、画像表示媒体１０に表示させる画像の画像情報に応じて電圧印加部３０を制御する制御部４０と、を含んで構成されている。

画像表示媒体１０は、画像表示面とされる透光性を有する表示基板１と、非表示面とされる背面基板２と、が間隙を持って対向して配置されている。

これらの基板１、２間を定められた間隔に保持すると共に、当該基板間を複数のセルに区画する間隙部材５が設けられている。

上記セルとは、背面側電極４が設けられた背面基板２と、表示側電極３が設けられた表示基板１と、間隙部材５と、によって囲まれた領域を示している。セル中には、例えば絶縁性液体で構成された分散媒６と、分散媒６中に分散された第１粒子群１１、第２粒子群１２、及び浮遊粒子群１３とが封入されている。

第１粒子群１１と第２粒子群１２は、互いに異なる色に着色された同極性に帯電した粒子群であり、一対の電極３、４間に予め定めた閾値電圧以上の電圧を印加することにより、第１粒子群１１及び第２粒子群１２がそれぞれ単独で泳動する特性を有している。

一方、浮遊粒子群１３は、第１粒子群及び第２粒子群とは色及び帯電特性が異なり、第１粒子群１１、第２粒子群１２の帯電量よりも帯電量が少ない粒子群である。そのため、第１粒子群１１、第２粒子群１２が表示基板１及び背面基板２の何れか一方の基板側まで泳動して表示基板１又は背面基板２に付着する電圧が一対の電極３、４間に印加されても、浮遊粒子群１３は、当該電圧により第１粒子群１１及び第２粒子群とは反対方向に泳動するが、第１粒子群１１及び第２粒子群の泳動距離に比べて泳動距離が短く、何れの基板１、２にも付着しない。

ここで、粒子群が基板１、２に付着するとは、一対の電極３、４間への電圧印加によって分散媒６中に発生する電界により、粒子群が表示基板１側または背面基板２側に引き寄せられ、当該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によって表示基板１側または背面基板２側に引き寄せられた粒子群が、表示基板１側または背面基板２側から剥離することなく表示を維持することをいう。この場合、基板１、２から粒子群を剥離するためには、一対の電極３、４間に粒子群の付着時とは逆極性の電圧の印加を必要とする。

また、粒子群が基板１，２に付着しないとは、粒子が偶然基板１、２に接触している場合も含み、基板１、２に接触している粒子群を基板１、２から離脱させるためには、電圧の印加を必ずしも必要としない。

なお、本実施形態に係る背面基板２は、表示基板１と同様に透光性を有してもよい。

駆動装置２０（電圧印加部３０及び制御部４０）は、画像表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に表示させる色に応じた電圧を印加することにより、粒子群１１、１２、１３を、それぞれの帯電特性に応じて表示基板１、背面基板２の何れか一方向に泳動させる。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４にそれぞれ電気的に接続されている。また、電圧印加部３０は、制御部４０に信号授受されるように接続されている。

制御部４０は、図１（Ｂ）に示すように、例えばコンピュータ４０として構成される。コンピュータ４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、不揮発性メモリ４０Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４０Ｅがバス４０Ｆを介して各々接続された構成であり、Ｉ／Ｏ４０Ｅには電圧印加部３０が接続されている。この場合、後述する各色の表示に必要な電圧の印加を電圧印加部３０に指示する処理をコンピュータ４０に実行させるプログラムを、例えば不揮発性メモリ４０Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ４０Ａが読み込んで実行させる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体により提供するようにしてもよい。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部４０の制御に応じた電圧を表示側電極３及び背面側電極４に印加する。

本実施形態では、一例として表示側電極３を接地し、背面側電極４に電圧を印加する場合について説明する。

図２は、本実施形態に係る表示装置１００において、第１粒子群１１としてシアンの色彩を有し且つ透光性を有する正帯電の電気泳動粒子（シアン粒子Ｃ）、及び第２粒子群１２として赤の色彩を有するシアン粒子Ｃの粒径より大きい正帯電の電気泳動粒子（赤色粒子Ｒ）を表示基板１側、背面基板２側に泳動させるために必要な印加電圧の特性を示したものである。図２では、シアン粒子Ｃの印加電圧特性を特性５０Ｃ、赤色粒子Ｒの印加電圧特性を特性５０Ｒで表わしている。

また、図２は、表示側電極３をグラウンドレベル（０Ｖ）として背面側電極４に印加された電圧と、各粒子群による表示濃度との関係を示したものである。

図２に示すように、背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ泳動開始する電界（閾値電界）を発生させる泳動開始電圧（閾値電圧）は＋Ｖｃ０であり、表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ泳動開始する電界（閾値電界）を発生させる泳動開始電圧（閾値電圧）は−Ｖｃ０である。従って、＋Ｖｃ０以上の電圧を印加することで背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ泳動して表示基板１側に付着し、−Ｖｃ０以下の電圧を印加することで表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ泳動して背面基板２側に付着する。

そして、背面基板２側のシアン粒子Ｃを表示基板１側へ泳動させる粒子の粒子量、表示基板１側のシアン粒子Ｃを背面基板２側へ泳動させる粒子の粒子量は、例えば印加する電圧のパルス幅を同一にした場合には、電圧値を変えることによって制御される（電圧変調）。例えば背面基板２側のシアン粒子Ｃを表示基板１側へ泳動させる粒子の粒子量を制御する場合、印加する電圧のパルス幅は同一で、電圧値を＋Ｖｃ０以上の任意の電圧値とすることにより、その電圧値に応じた粒子量のシアン粒子Ｃを表示基板１側へ泳動させて表示基板１側に付着させる。

例えば、電圧値を＋Ｖｃ１とした場合は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側に泳動して表示基板１側に付着し、電圧値を−Ｖｃ１とした場合は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着する。

また、背面基板２側の赤色粒子Ｒが表示基板１側へ泳動開始する泳動開始電圧（閾値電圧）は＋Ｖｒ０であり、表示基板１側の赤色粒子Ｒが背面基板２側へ泳動開始する泳動開始電圧（閾値電圧）は−Ｖｒ０である。従って、＋Ｖｒ０以上の電圧を印加することで背面基板２側の赤色粒子Ｒが表示基板１側へ泳動して表示基板１側に付着し、−Ｖｒ０以下の電圧を印加することで表示基板１側の赤色粒子Ｒが背面基板２側へ泳動して背面基板２側に付着する。

そして、背面基板２側の赤色粒子Ｒを表示基板１側へ泳動させる粒子量、表示基板１側の赤色粒子Ｒを背面基板２側へ泳動させる粒子量は、前述したシアン粒子Ｃの場合と同様に、例えば印加する電圧のパルス幅を同一にした場合には、その電圧値によって制御される。

例えば、電圧値を＋Ｖｒ１とした場合は、分散媒６中に封入される全ての赤色粒子Ｒが表示基板１側に泳動して表示基板１側に付着し、電圧値を−Ｖｒ１とした場合は、分散媒６中に封入される全ての赤色粒子Ｒが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着する。

なお、印加する電圧の電圧値を同一にして、そのパルス幅（印加時間）を変えることで泳動する粒子の粒子量を制御し、階調表示を制御するようにしてもよい（パルス幅変調）。例えば印加する電圧の電圧値を＋Ｖｃ０とした場合、そのパルス幅が長くなるに従って表示基板１側へ泳動して表示基板１側に付着するシアン粒子Ｃの粒子量が多くなる。これによりシアン粒子Ｃの階調表示が制御される。表示基板１側のシアン粒子Ｃを背面基板２側へ泳動させて背面基板２側に付着させる場合のシアン粒子Ｃの粒子量の制御についても同様である。

まず、本実施形態に係る浮遊粒子群１３以外の浮遊粒子群を使用した画像表示媒体の色表示について説明する。

図３に、本実施形態に係る表示装置１００において、浮遊粒子群１３の代わりに透光性がない白の色彩を有する正極にも負極にも帯電していない浮遊粒子（無帯電白色粒子Ｗ）に対して、背面側電極４に電圧を印加した場合の印加電圧と無帯電白色粒子Ｗの泳動距離との関係を示す。図３では、無帯電白色粒子Ｗの印加電圧特性を特性５０Ｗで表している。なお、表示側電極３をグラウンドレベル（０Ｖ）とした。

縦軸は表示基板１及び背面基板２からそれぞれ等距離にある両基板１、２の中間点からの無帯電白色粒子Ｗの泳動距離を、当該中間点から表示基板１側に泳動する方向を正値とし、背面基板２側に泳動する方向を負値として示している。両基板１、２の中間点から表示基板１までの距離をＬ、両基板１、２の中間点から背面基板２までの距離を−Ｌとする。

図３から、無帯電白色粒子Ｗは正極にも負極にも帯電していないため、無帯電白色粒子Ｗに電圧を印加しても泳動しないことがわかる。

次に、この場合の各色の表示について説明する。なお、表示側電極３はグラウンドレベル（０Ｖ）とする。

図４は、本実施形態に係る画像表示媒体１０において、浮遊粒子群１３の代わりに無帯電白色粒子群Ｗを含んだ各粒子群への電圧印加の際の挙動の一例を概略的に示したものである。なお、図４では、分散媒６、間隙部材５等は省略されている。

例として、第１粒子群１１にシアン粒子Ｃ、第２粒子群１２に赤色粒子Ｒ、浮遊粒子群１３の代わりに無帯電白色粒子Ｗを使用した場合について説明する。

図４（Ａ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｗの電圧を印加すると、正帯電の全てのシアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。一方、無帯電白色粒子Ｗは分散媒６中を泳動せずに浮遊する。無帯電白色粒子群Ｗは透光性を有しないため、表示基板１側からは無帯電白色粒子Ｗが目視されるので白色が表示される。

図４（Ａ）の状態から、図４（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｒ１の電圧を印加すると、正帯電の赤色粒子Ｒは背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、無帯電白色粒子Ｗは分散媒６中を泳動せずに浮遊する。これにより表示基板１側からは赤色粒子Ｒが目視されるので赤色が表示される。

図４（Ｂ）の状態から、図４（Ｃ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｃ１の電圧を印加すると、正帯電のシアン粒子Ｃは、背面基板２側から表示基板１側に泳動して、既に表示基板１側に付着している赤色粒子Ｒの間隙を通り、表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、無帯電白色粒子Ｗは分散媒６中を泳動せずに浮遊する。これにより表示基板１側からは透光性を有するシアン粒子Ｃを通してシアン色と赤色の混色である黒色が表示される。

図４（Ｃ）の状態から、図４（Ｄ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｒ１の電圧を印加すると、正帯電の赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。シアン粒子Ｃは表示基板１側の全面に付着したままの状態である。一方、無帯電白色粒子Ｗは分散媒６中を泳動せずに浮遊する。これにより表示基板１側からはシアン粒子Ｃが目視されるのでシアン色が表示される。

ところが、浮遊粒子群１３の代わりに無帯電白色粒子Ｗを使用した場合、無帯電白色粒子Ｗは背面側電極４に印加される電圧に依存せず、赤色粒子群Ｒの周囲を自由に浮遊する。よって、背面側電極４に印加される電圧に従って、表示基板１側又は背面基板２側に赤色粒子群Ｒが泳動して付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を挟み込んでしまうため、各色の表示濃度が低下する。

例えば、図４（Ａ）では、赤色粒子群Ｒが表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子が赤色粒子群Ｒと背面基板２とによって挟み込まれる。すると、分散媒６中を浮遊する無帯電白色粒子Ｗが少なくなり、白色の表示濃度が低下する。

図４（Ｂ）では、赤色粒子群Ｒが背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子が赤色粒子群Ｒと表示基板１とによって挟み込まれる。すると、表示基板１側からは、赤色粒子群Ｒの所々に無帯電白色粒子Ｗが目視されるため、赤色の表示濃度が低下する。

図４（Ｃ）では、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子が赤色粒子群Ｒと表示基板１とによって挟み込まれた状態のところに、シアン粒子群Ｃが表示基板１側の全面に付着するため、表示基板１側からは、透光性を有するシアン粒子Ｃを通してシアン色と赤色の混色である黒色が表示される所々に無帯電白色粒子Ｗが目視されるため、黒色の表示濃度が低下する。

更に、赤色粒子Ｒは表示基板１側の全面に付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を赤色粒子Ｒと表示基板１との間に挟み込むため、表示基板１に対する赤色粒子Ｒの付着力は、赤色粒子Ｒと表示基板１との間に無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を挟みこまない場合と比較して弱くなる。

そのため、例えば図４（Ｂ）のように赤色表示を行って背面側電極４への電圧印加を停止した後、時間が経過するにつれて、図５（Ａ）のように、表示基板１側に付着した赤色粒子Ｒが表示基板１側から剥離し始める。更に時間が経過すると図５（Ｂ）のように、表示基板１側に付着した赤色粒子Ｒが表示基板１側から剥離して分散媒６中を浮遊する。

次に、図６に、本実施形態に係る表示装置１００において、浮遊粒子群１３の代わりに透光性がない白の色彩を有し、シアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒより帯電量が少ない正帯電浮遊粒子（正帯電白色粒子Ｗ＋）に対して、背面側電極４に電圧を印加した場合の印加電圧と正帯電白色粒子Ｗ＋の泳動距離との関係を示す。図６では、正帯電白色粒子Ｗ＋の印加電圧特性を特性５０Ｗ＋で表している。なお、表示側電極３をグラウンドレベル（０Ｖ）とした。

図６から、正帯電白色粒子Ｗ＋に正極の電圧を印加する場合、正帯電白色粒子Ｗ＋は印加する電圧値が大きくなるに従って、表示基板１側に泳動する距離が長くなる。ただし、その泳動距離は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側に泳動して表示基板１側に付着する電界以上の電界を発生させる電圧＋Ｖｗを印加しても、基板１、２間の中間点から表示基板１までの距離に満たない。

また、背面側電極４に負極の電圧を印加する場合、正帯電白色粒子Ｗ＋は印加する電圧値の絶対値が大きくなるに従って、背面基板２側に泳動する距離が長くなる。ただし、その泳動距離は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着する電界以上の電界を発生させる電圧−Ｖｗを印加しても、基板１、２間の中間点から背面基板２までの距離に満たない。

次に、この場合の各色の表示について説明する。なお、表示側電極３はグラウンドレベル（０Ｖ）とする。

図７は、実施形態に係る画像表示媒体１０において、浮遊粒子群１３の代わりに正帯電白色粒子群Ｗ＋を含んだ各粒子群への電圧印加の際の挙動の一例を概略的に示したものである。なお、図７では、分散媒６、間隙部材５等は省略されている。

例として、第１粒子群１１にシアン粒子Ｃ、第２粒子群１２に赤色粒子Ｒ、浮遊粒子群１３の代わりに正帯電白色粒子Ｗ＋を使用した場合について説明する。

図７（Ａ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｗの電圧を印加すると、正帯電の全てのシアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。一方、正帯電白色粒子Ｗ＋も、背面基板２側に付着することなく分散媒６中を背面基板２側に泳動する。これにより表示基板１側からは正帯電白色粒子Ｗ＋が目視されるので白色が表示される。

図７（Ａ）の状態から、図７（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｒ１の電圧を印加すると、正帯電の赤色粒子Ｒは背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、正帯電白色粒子Ｗ＋も、表示基板１側に付着することなく分散媒６中を表示基板１側に泳動する。これにより表示基板１側からは赤色粒子Ｒが目視されるので赤色が表示される。

図７（Ｂ）の状態から、図７（Ｃ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｃ１の電圧を印加すると、正帯電のシアン粒子Ｃは、背面基板２側から表示基板１側に泳動して、既に表示基板１側に付着している赤色粒子Ｒの間隙を通り、表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、正帯電白色粒子Ｗ＋も、表示基板１側に付着することなく分散媒６中を図７（Ｂ）の場合よりも更に表示基板１側に泳動する。これにより表示基板１側からは透光性を有するシアン粒子Ｃを通してシアン色と赤色の混色である黒色が表示される。

図７（Ｃ）の状態から、図７（Ｄ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｒ１の電圧を印加すると、正帯電の赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。シアン粒子Ｃは表示基板１側の全面に付着したままの状態である。一方、正帯電白色粒子Ｗ＋も、背面基板２側に付着することなく分散媒６中を背面基板２側に泳動する。これにより表示基板１側からはシアン粒子Ｃが目視されるのでシアン色が表示される。

ところが、浮遊粒子群１３の代わりに正帯電白色粒子Ｗ＋を使用した場合、正帯電白色粒子Ｗ＋は赤色粒子群Ｒ及びシアン粒子群Ｃと同極性に帯電しているため、背面側電極４に印加される電圧に従って赤色粒子群Ｒ及びシアン粒子群Ｃが泳動する方向と同方向に泳動する。そのため、背面側電極４に印加される電圧に従って、表示基板１側又は背面基板２側に赤色粒子群Ｒが泳動して付着する際、正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子を挟み込んでしまうため、各色の表示濃度が低下する。

例えば、図７（Ａ）では、赤色粒子群Ｒが表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着する際、背面基板２側へ泳動する正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子が赤色粒子群Ｒと背面基板２とによって挟み込まれる。すると、分散媒６中を浮遊する正帯電白色粒子Ｗ＋が少なくなり、白色の表示濃度が低下する。

図７（Ｂ）では、赤色粒子群Ｒが背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着する際、表示基板１側へ泳動する正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子が赤色粒子群Ｒと表示基板１とによって挟み込まれる。すると、表示基板１側からは、赤色粒子群Ｒの所々に正帯電白色粒子Ｗ＋が目視されるため、赤色の表示濃度が低下する。

図７（Ｃ）では、正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子が赤色粒子群Ｒと表示基板１とによって挟み込まれた状態のところに、シアン粒子群Ｃが表示基板１側の全面に付着するため、表示基板１側からは、透光性を有するシアン粒子Ｃを通してシアン色と赤色の混色である黒色が表示される所々に正帯電白色粒子Ｗ＋が目視されるため、黒色の表示濃度が低下する。

図７（Ｄ）では、図７（Ｃ）の状態で赤色粒子群Ｒが表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着する際、背面基板２側へ泳動する正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子が赤色粒子群Ｒと背面基板２とによって挟み込まれる。すると、分散媒６中を浮遊する正帯電白色粒子Ｗ＋が少なくなり、シアン色の表示濃度が低下する。

更に、赤色粒子Ｒは表示基板１側の全面に付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を赤色粒子Ｒと表示基板１との間に挟み込むため、表示基板１への赤色粒子Ｒの付着力は、赤色粒子Ｒと表示基板１との間に無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を挟みこまない場合と比較して弱くなる。

そのため、例えば図７（Ｂ）のように赤色表示を行って背面側電極４への電圧印加を停止した後、時間が経過するにつれて図５（Ａ）のように、表示基板１側に付着した赤色粒子Ｒが表示基板１側から剥離し始める。更に時間が経過すると図５（Ｂ）のように、表示基板１側に付着した赤色粒子Ｒが表示基板１側から剥離して分散媒６中を浮遊する。

以上説明したように、浮遊粒子群１３の代わりに無帯電白色粒子群Ｗ又は正帯電白色粒子群Ｗ＋を使用した場合、背面側電極４に印加される電圧に従って、表示基板１側又は背面基板２側に赤色粒子群Ｒが泳動して付着する際、無帯電白色粒子群Ｗ又は正帯電白色粒子群Ｗ＋の一部の粒子を挟み込み、各粒子群による各色の表示濃度が低下する。

次に、本実施形態に係る浮遊粒子群１３を使用した画像表示媒体の色表示について説明する。

本実施形態では、例えば第１粒子群１１はシアン粒子群Ｃ、第２粒子群１２は赤色粒子群Ｒ、浮遊粒子群１３は、透光性がない白の色彩を有し、シアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒより帯電量が少ない負帯電浮遊粒子（負帯電白色粒子Ｗ−）とするが、これに限定されない。各粒子群の色彩がそれぞれ異なり、第１粒子群１１及び第２粒子群が同極性に帯電され、浮遊粒子群１３が第１粒子群１１又は第２粒子群１２の帯電量より少なく逆極性に帯電されていれば、各粒子の色と帯電特性は適宜設定すればよい。また、以下の説明で印加する電圧の値も一例であって、これに限定されず、粒子の帯電特性、応答性、電極間の距離等に応じて適宜設定すればよい。

なお、シアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒの分散媒６中の泳動性及び表示品質を確保するために、分散媒６中に封入される負帯電白色粒子群Ｗ−の質量は、シアン粒子群Ｃの質量より大きいことが好ましい。具体的には負帯電白色粒子群Ｗ−はシアン粒子群Ｃ１質量部に対して１０質量部以上３０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは２０質量部である。

これは、負帯電白色粒子群Ｗ−が、シアン粒子群Ｃの１質量部に対して１０質量部未満の場合は白色の表示品質が低下し、３０質量部より大きい場合はシアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒが泳動する際、負帯電白色粒子Ｗ−と衝突する割合が増加して移動度が低下するためである。

図８に、本実施形態に係る表示装置１００において、負帯電白色粒子Ｗ−に対して、背面側電極４に電圧を印加した場合の印加電圧と負帯電白色粒子Ｗ−の泳動距離との関係を示す。図８では、負帯電白色粒子Ｗ−の印加電圧特性を特性５０Ｗ−で表している。なお、表示側電極３をグラウンドレベル（０Ｖ）とした。

図８から、負帯電白色粒子Ｗ−に正極の電圧を印加する場合、負帯電白色粒子Ｗ−は印加する電圧値が大きくなるに従って、背面基板２側に泳動する距離が長くなる。ただし、その泳動距離は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側に泳動して表示基板１側に付着する電界以上の電界を発生させる電圧＋Ｖｗを印加しても、基板１、２間の中間点から背面基板２までの距離に満たない。

また、負帯電白色粒子Ｗ−に負極の電圧を印加する場合、負帯電白色粒子Ｗ−は印加する電圧値の絶対値が大きくなるに従って、表示基板１側に泳動する距離が長くなる。ただし、その泳動距離は、分散媒６中に封入される全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着する電界以上の電界を発生させる電圧−Ｖｗを印加しても、基板１、２間の中間点から表示基板１までの距離に満たない。

以下では、本実施形態に係る表示装置１００の制御部４０のＣＰＵ４０Ａが、各色の表示に必要な電圧の印加を制御するプログラムを読み込んで実行することにより指定色の表示処理を実現する場合について説明する。

この場合、当該プログラムを表示装置１００の制御部４０のＲＯＭ４０Ｂに予めインストールしておく形態や、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供される形態、有線または無線による通信手段を介して配信される形態等を適用してもよい。

次に図９を参照して、本実施形態に係る電圧印加制御を実行する際の表示装置１００の作用を説明する。

なお、図９は、この際に表示装置１００の制御部４０のＣＰＵ４０Ａにより実行される画像表示媒体１０の駆動プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ４０Ｂの予め定められた領域に予め記憶されている。

まず、ステップＳ２００では、画像表示媒体１０に表示させるべき画像の画像情報を例えばＩ／Ｏ４０Ｅを介して図示しない外部装置から取得する。

ステップＳ２０２では、リセット電圧を印加するように電圧印加部３０に指示する。ここでは、リセット電圧は、全てのシアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒを背面基板２側へ泳動させて付着させるための電圧−Ｖｗとする。

この場合、図１０に示すように、リセット電圧−Ｖｗが背面側電極４に印加されると、正帯電の全てのシアン粒子Ｃ及び赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。一方、負帯電白色粒子Ｗ−は表示基板１側に付着することなく分散媒６中を背面基板２側から表示基板１側へ泳動する。

負帯電白色粒子Ｗ−は赤色粒子Ｒの泳動方向とは反対方向に泳動するため、赤色粒子Ｒは背面基板２側に付着する際、負帯電白色粒子群Ｗ−の一部の粒子を挟み込むことなく背面基板２側に付着する。従って、分散媒６中を浮遊する負帯電白色粒子Ｗ−の総量は、背面基板２側への赤色粒子Ｒの付着前後で変化しないため、表示基板１側から目視した場合、白色の表示濃度は低下しない。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２００で取得した画像情報に基づいて、画像表示媒体１０に表示すべき画像の色に対応した背面側電極４に印加する電圧を決定し、電圧印加部３０に指示する。電圧印加部３０は、制御部４０から指示された電圧を背面側電極４に印加する。

例えば、赤色表示を行う場合には、図１０（Ａ）の状態から背面側電極４に＋Ｖｒ１を印加する。すると、図１０（Ｂ）のように、正帯電の全ての赤色粒子Ｒは背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、負帯電白色粒子Ｗ−は背面基板２側に付着することなく分散媒６中を表示基板１側から背面基板２側へ泳動する。

負帯電白色粒子Ｗ−は赤色粒子Ｒの泳動方向とは反対方向に泳動するため、赤色粒子Ｒは表示基板１側に付着する際、負帯電白色粒子群Ｗ−の一部の粒子を挟み込むことなく表示基板１側に付着する。従って、表示基板１側から負帯電白色粒子Ｗ−は目視されず、赤色表示が行われる。

また、例えば、黒色表示を行う場合には、図１０（Ｂ）の状態から背面側電極４に＋Ｖｃ１を印加する。すると図１０（Ｃ）のように、正帯電の全てのシアン粒子Ｃは背面基板２側から表示基板１側に泳動して表示基板１側の全面に付着した状態となる。一方、負帯電白色粒子Ｗ−は、図１０（Ｂ）の状態よりも背面基板２側に付着することなく、更に分散媒６中を表示基板１側から背面基板２側へ泳動する。

負帯電白色粒子Ｗ−はシアン粒子Ｃの泳動方向とは反対方向に泳動するため、シアン粒子Ｃも赤色粒子Ｒと同様に表示基板１側に付着する際、負帯電白色粒子群Ｗ−の一部の粒子を挟み込むことなく表示基板１側に付着する。従って、表示基板１側から負帯電白色粒子Ｗ−は目視されず、透光性を有するシアン粒子Ｃを通してシアン色と赤色の混色である黒色表示が行われる。

また、例えば、シアン色表示を行う場合には、図１０（Ｃ）の状態から背面側電極４に−Ｖｒ１を印加する。すると図１０（Ｄ）のように、正帯電の全ての赤色粒子Ｒは表示基板１側から背面基板２側に泳動して背面基板２側の全面に付着した状態となる。一方、負帯電白色粒子Ｗ−は、表示基板１側に付着することなく分散媒６中を背面基板２側から表示基板１側へ泳動する。

負帯電白色粒子Ｗ−は赤色粒子Ｒの泳動方向とは反対方向に泳動するため、赤色粒子Ｒは背面基板２側に付着する際、負帯電白色粒子群Ｗ−の一部の粒子を挟み込むことなく背面基板２側に付着する。従って、分散媒６中を浮遊する負帯電白色粒子Ｗ−の総量は、背面基板２側への赤色粒子Ｒの付着前後で変化しないため、表示基板１側から目視した場合、シアン粒子Ｃの背後にある白色の表示濃度は低下しない。

このように、赤色粒子Ｒが表示基板１側の全面に付着する際、無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を赤色粒子Ｒと表示基板１との間に挟み込まないため、表示基板１に対する赤色粒子Ｒの付着力は、赤色粒子Ｒと表示基板１との間に無帯電白色粒子群Ｗの一部の粒子を挟み込む場合と比較して強くなる。

そのため、例えば図１０（Ｂ）のように赤色表示を行って背面側電極４への電圧印加を停止させてから時間が経過しても、図５（Ｂ）のように、表示基板１側に付着した赤色粒子Ｒは表示基板１側から剥離されない。

なお、本実施形態に係る赤色粒子Ｒの体積平均粒径は、シアン粒子Ｃの体積平均粒径よりも大きいとしたが、これに限らず、シアン粒子Ｃの体積平均粒径が赤色粒子Ｒの体積平均粒径よりも大きくてもよい。その場合、分散媒６中に封入される負帯電白色粒子群Ｗ−は、赤色粒子群Ｒ１質量部に対して２０質量部であることが好ましい。

また、本実施形態では、分散媒６中にシアン粒子群Ｃ及び赤色粒子群Ｒを封入した場合について説明したが、色が異なり且つ同極性に帯電された３種類以上の粒子群を封入してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合せにより種々の発明が抽出される。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

例えば、上記実施の形態では、表示装置１０の駆動処理をソフトウエア構成によって実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば当該駆動処理をハードウェア構成により実現する形態としてもよい。

この場合の形態例としては、例えば、制御部４０と同一の処理を実行する機能デバイスを作成して用いる形態がある。この場合は、上記実施の形態に比較して、駆動処理の高速化が期待される。

また、上記実施の形態では、白色の浮遊粒子群１３を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば浮遊粒子群１３は黄色や黒色に着色されていてもよい。

その他、上記実施の形態で説明した表示装置１００の構成（図１参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加してもよいことは言うまでもない。

１ 表示基板
２ 背面基板
３ 表示側電極
４ 背面側電極
５ 間隙部材
６ 分散媒
１０ 画像表示媒体
１１ 第１粒子（群）
１２ 第２粒子（群）
１３ 浮遊粒子（群）
２０ 駆動装置
３０ 電圧印加部
４０ 制御部
１００ 表示装置
Ｃ シアン粒子（群）
Ｒ 赤色粒子（群）
Ｗ 無帯電白色粒子（群）
Ｗ＋ 正帯電白色粒子（群）
Ｗ− 負帯電白色粒子（群）

Claims (5)

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た分散媒と、
   色が異なり且つ全て同極性に帯電され且つ前記分散媒中に分散された複数種類の粒子群と、
   前記複数種類の粒子群とは異なる色で且つ逆極性に帯電され、前記複数種類の粒子群の少なくとも１種類の粒子群を移動させるための電圧を前記基板間に印加した場合に、前記電圧に応じて前記少なくとも１種類の粒子群と反対方向に移動し且つ前記一対の基板に付着せずに前記分散媒中を浮遊する浮遊粒子群と、
   を備えた画像表示媒体。
2. 前記複数種類の粒子群は、少なくとも２種類の粒子群の粒径が相互に異なり、前記浮遊粒子群に含まれる各浮遊粒子の質量の総計が、前記少なくとも２種類の粒子群のうち最小粒径の粒子群に含まれる各粒子の質量の総計よりも大きい請求項１記載の画像表示媒体。
3. 前記浮遊粒子群が、前記少なくとも２種類の粒子群のうち最小粒径の粒子群１質量部に対して、１０質量部以上３０質量部以下である請求項２記載の画像表示媒体。
4. 前記複数種類の粒子群のうち、少なくとも１種類の粒子群が透光性を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像表示媒体。
5. 前記請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像表示媒体と、
   前記画像表示媒体に対して、画像情報に応じた色を表示する電圧を印加する電圧印加手段を有する画像表示媒体の駆動装置と、
   を備えた画像表示装置。