JP4233856B2

JP4233856B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP4233856B2
Application number: JP2002352755A
Authority: JP
Inventors: 則夫二瓶; 光治高木; 和也村田; 薬師寺　　学; 創北野; 善友増田; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: JP2003248250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話等のモバイル機器、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等に用いる画像表示装置、より詳しくはクーロン力を利用した粒子の飛翔移動により画像を繰り返し表示、消去できる画像表示板を具備する画像表示装置に関するものである。
【０００２】
従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式などの技術を用いた画像表示装置が提案されている。
【０００３】
これら従来の技術は、ＬＣＤに比べて、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリ機能を有している等のメリットから、次世代の安価な画像表示装置に使用できる技術として考えられ、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液からなる分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する電極間に配置する電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
趙国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”、p.249-252
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅いという問題がある。更に、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているために沈降し易く、分散状態の安定維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにし、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。
【０００６】
一方、溶液中での挙動を利用した電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層を基板の一部に組み入れた方式も提案されている。しかし、電荷輸送層、更には電荷発生層を配置するために構造が複雑になると共に、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しく、安定性に欠けるという問題もある。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、乾式で応答速度が速く、単純かつ安価な構成で、安定性に優れた画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板の間に、色および帯電特性の異なる２種類の粒子を封入し、基板上に設けた電極からなる電極対から上記粒子に表示画像に応じて電界を与えることにより、粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備した画像表示装置であって、上記電極の固有振動数を含む周波数範囲で周波数が掃引された交番電圧を発生する交番電圧発生手段を有し、上記画像表示板に画像を表示する合間に、上記電極対間に上記交番電圧発生手段からの交番電圧を印加するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の画像表示装置によると、画像表示の駆動の合間に電極対間に電極の固有振動数を含む周波数範囲で周波数が掃引された交番電圧が印加されることで、粒子は電極対間で振動運動し、これにより各電極に貼り付いた粒子が引き剥がされ、その結果、表示を多数回繰り返しても、表示面に粒子が貼り付いた状態が発生せず、表示の色むらの発生が効果的に抑制される。
【００１１】
また、２種類の粒子の色は白色および黒色であることが、モノクロの画像を表示する点で好ましい。
【００１２】
さらに、画像表示板は、隔壁により互いに隔離された１つ以上の表示素子を有することが、基板平行方向の余分な粒子移動を阻止し、耐久繰り返し性、メモリ保持性を介助し、かつ基板間の間隔を均一にして画像表示板の強度を上げる点で好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の画像表示装置を構成する画像表示板の表示素子の一例の構成と、その表示駆動原理とを示す図である。図１（ａ）〜（ｃ）において、１は透明基板、２は対向基板、３は表示電極（透明電極）、４は対向電極、５は負帯電性粒子、６は正帯電性粒子、７は隔壁を示している。
【００１４】
図１（ａ）は対向する基板（透明基板１と対向基板２）の間に負帯電性粒子５および正帯電性粒子６を配置した状態を示す。この状態のものに、表示電極３側が低電位、対向電極４側が高電位となるように電圧を印加すると、図１（ｂ）に示すように、クーロン力によって、正帯電性粒子６は表示電極３側に飛翔移動し、負帯電性粒子５は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は正帯電性粒子６の色に見える。
【００１５】
次に、電源を切り換えて、表示電極３側が高電位、対向電極４側が低電位となるように電圧を印加すると、図１（ｃ）に示すように、クーロン力によって、負帯電性粒子５は表示電極３側に飛翔移動し、正帯電性粒子６は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は負帯電性粒子６の色に見える。
【００１６】
図１（ｂ）と図１（ｃ）との間は、電源を反転するだけで繰り返し表示することができ、このように電源を反転することで可逆的に色を変化させることができる。
【００１７】
なお、粒子の色は随意に選定することができ、例えば、負帯電性粒子５を白色とし、正帯電性粒子６を黒色とすることにより、あるいはそれとは逆に負帯電性粒子５を黒色とし、正帯電性粒子６を白色とすることにより、白色と黒色との間の可逆表示とすることができる。
【００１８】
このように、本発明で用いる表示素子では、各帯電性粒子が気体中を飛翔するので、画像表示の応答速度が速く、応答速度を１ｍｓｅｃ以下にすることができる。また、液晶表示素子における配向膜や偏光板等が不要であることから、構造が単純で、低コストかつ大画面が可能である。また、温度変化に対しても安定で、低温から高温まで使用可能である。さらに、視野角がなく、高反射率で明るいところでも見易く、低消費電力である。しかも、一度電圧を印加して表示を行なった後は、電圧を切っても各粒子は鏡像力により電極に貼り付いた状態となるので、表示画像が長期に保持され、良好なメモリ特性が得られる利点がある。
【００１９】
次に、上記表示素子の構成要素について更に詳細に説明する。
【００２０】
透明基板１は、装置外側から粒子の色が確認できるように、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。また、対向基板２は透明または不透明な材料で形成する。これら透明基板１および対向基板２は、用途に応じて、例えば電子ペーパー等の用途には可撓性のある材料が好適であり、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器の表示装置等の用途には可撓性のない材料が好適である。このような透明基板１および対向基板２の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル等のポリマーシートや、ガラス、石英等の無機シートを用いることができる。
【００２１】
また、透明基板１及び対向基板２の厚みは、薄すぎると強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚すぎると表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合には可撓性に欠けることから、２μｍ〜５０００μｍが好ましく、特に５μｍ〜１０００μｍが好適である。
【００２２】
表示電極３は、透明かつパターン形成可能な導電材料で透明基板１上に形成する。例えば、ＩＴＯ、導電性酸化スズ、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物を用い、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等で薄膜状に形成したり、あるいは導電剤を溶媒あるいは合成樹脂バインダーに混合して塗布して形成する。
【００２３】
導電剤としては、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムパークロレート等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や導電性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等を用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければどのような厚さでも良いが、３ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜４００ｎｍが好適である。
【００２４】
対向基板４は、上記の表示電極３と同様の透明電極材料、あるいはアルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の非透明電極材料を用い、表示電極３の形成方法と同様の形成方法で対向電極２上に形成する。
【００２５】
なお、各電極には、帯電した粒子の電荷が逃げないように、絶縁性のコート層を形成することが好ましい。コート層は、負帯電性粒子に対しては正帯電性の樹脂を、正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いると、粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。
【００２６】
負帯電性粒子５および正帯電性粒子６を構成する粒子は、負または正帯電性の着色粒子で、クーロン力により飛翔移動するものであればいずれでも良いが、特に、球形で比重の小さい粒子が好適である。粒子の平均粒径は０．１μｍ〜５０μｍが好ましく、特に１μｍ〜３０μｍが好ましい。粒径がこの範囲より小さいと、粒子の電荷密度が大きすぎて電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の応答性が悪くなる。反対に粒径がこの範囲より大きいと、応答性は良いが、メモリ性が悪くなる。
【００２７】
粒子を負または正に帯電させる方法は、特に限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等の粒子を帯電する公知の方法を用いることができる。粒子の表面電荷密度は絶対値で５〜１００μＣ／ｍ^２の範囲が好ましい。表面電荷密度がこの範囲より小さいと、電界の変化に対する応答速度が遅くなり、メモリ性も低くなる。また、表面電荷密度がこの範囲より大きいと、電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の応答性が悪くなる。
【００２８】
本発明において用いた、表面電荷密度を求めるのに必要な、帯電量の測定および粒子比重の測定は以下によって行った。表面電荷密度は、帯電量および比重に基づき算出した。
＜ブローオフ測定原理及び方法＞
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に粉体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキャリヤとを分離し、網の目開きから粉体のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。この時、粉体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリヤに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサーは充電される。そこでコンデンサー両端の電位を測定することにより粉体の電荷量Qは、
Q=CV （C:コンデンサー容量、V:コンデンサー両端の電圧）
として求められる。
ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB-200を用いた。本発明ではキャリヤとして正帯電性・負帯電性の２種類のものを用い、それぞれの場合の単位面積あたり電荷密度（単位：μC/m²）を測定した。すなわち、正帯電性キャリヤ(相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF963-2535を、負帯電性キャリヤ(相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF921-2535を用いた。
＜粒子比重測定方法＞
粒子比重は、株式会社島津製作所製比重計、マルチボリウム密度計H1305にて測定した。
【００２９】
粒子はその帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗で、１×１０^１０Ω・ｃｍ以上の絶縁性粒子が好ましく、特に１×１０^１２Ω・ｃｍ以上の絶縁性粒子が好ましい。また、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の遅い粒子が更に好ましい。
【００３０】
すなわち、粒子を、別途、プレス、加熱溶融、キャスト等により、厚み５μｍ〜１００μｍのフィルム状にする。そして、そのフィルム表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させ、その表面電位の変化を測定し判定する。この場合、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きく、好ましくは４００Ｖより大きくなるように、粒子構成材料を選択、作成することが肝要である。
【００３１】
なお、上記表面電位の測定は、例えば図２に示した装置（ＱＥＡ社製ＣＲＴ２０００）を用いて行うことができる。すなわち、ローラ１１の表面に前述したフィルムを保持して、ローラ１１のシャフト１２の両端部をチャック１３ａ，１３ｂにて支持し、小型のスコロトロン放電器１５と表面電位計１６とを所定間隔離して併設した計測ユニット１７を上記フィルムの表面と１ｍｍの間隔を持って対向配置して、上記フィルムを静止した状態のまま、計測ユニット１７をフィルムの一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する。なお、測定環境は温度２５±３℃、湿度５５±５ＲＨ％とする。
【００３２】
粒子は帯電性能等が満たされれば、いずれの材料から構成されても良い。例えば、樹脂、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等から、あるいは、着色剤単独等で形成することができる。
【００３３】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。
【００３４】
荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。
【００３５】
正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。
【００３６】
その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物およびその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。
【００３７】
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【００３８】
黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
【００３９】
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ等がある。
【００４０】
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ等がある。
【００４１】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ等がある。
【００４２】
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
【００４３】
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等がある。
【００４４】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
【００４５】
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【００４６】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。
【００４７】
また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。
【００４８】
これらの着色剤は、単独或いは複数組み合わせて用いることができる。特に黒色着色剤としてカーボンブラックが、白色着色剤として酸化チタンが好ましい。
【００４９】
粒子の製造方法については特に限定されないが、例えば、電子写真のトナーを製造する場合に準じた粉砕法および重合法を使用することができる。また、無機または有機顔料の粉体の表面に樹脂や荷電制御剤等をコートする方法も適用することができる。
【００５０】
上記の負帯電性粒子５および正帯電性粒子６を含む粒子の充填量は、透明基板１および対向基板２間の空間体積に対して体積占有率で、１０％〜８０％、好ましく２０％〜７０％を占める体積になるように充填する。
【００５１】
隔壁７は、各表示素子の平行する２方向に設けることもできるが、好ましくは各表示素子の四周に設ける。このような隔壁７を設けることにより、基板平行方向の余分な粒子移動を阻止し、耐久繰り返し性、メモリ保持性を介助することができると共に、基板間の間隔を均一にでき、かつ基板を補強して画像表示板の強度を上げることができる。
【００５２】
この隔壁７の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、スクリーン版を用いて所定の位置にペーストを重ね塗りするスクリーン印刷法や、基板上に所望の厚さの隔壁材をベタ塗りし、隔壁として残したい部分のみレジストパターンを隔壁材上に被覆した後、ブラスト材を噴射して隔壁部以外の隔壁材を切削除去するサンドブラスト法や、基板上に感光性樹脂を用いてレジストパターンを形成し、レジスト凹部へペーストを埋め込んだ後レジストを除去するリフトオフ法（アディティブ法）や、基板上に隔壁材料を含有した感光性樹脂組成物を塗布し、露光・現像により所望のパターンを得る感光性ペースト法や、基板上に隔壁材料を含有するペーストを塗布した後、凹凸を有する金型等を圧着・加圧成形して隔壁を形成する鋳型成形法等、種々の方法が採用される。さらに、鋳型成形法を応用し、鋳型として感光性樹脂組成物により設けたレリーフパターンを使用する、レリーフ型押し法も採用することもできる。
【００５３】
隔壁７は、透明基板と対向基板との間を粒子が飛翔移動でき、コントラストを維持できるように、通常１０μｍ〜５０００μｍ、好ましくは３０μｍ〜５００μｍの高さとする。
【００５４】
本発明の画像表示装置に用いる画像表示板は、上記の表示素子をマトリックス状に複数配置して複数の画素を形成する。ここで、画像表示板の一画素は、白黒表示の場合は一つの表示素子を一画素とし、白黒以外の任意の色表示の場合は、粒子の色の組み合わせを適宜選択して同様に一つの表示素子を一画素として構成する。また、フルカラー表示の場合は、３種の表示素子、例えば、Ｒ（赤色）の粒子と黒色の粒子、Ｇ（緑色）の粒子と黒色の粒子、およびＢ（青色）の粒子と黒色の粒子とを持つ３種の表示素子により一画素を構成するようにする。
【００５５】
このようにして、入力画像データに応じて、ドライブ回路により画像表示板の順次の表示素子を走査しながら、各表示素子への電圧の印加を制御して、すなわち各表示素子に対して図１（ｂ）および（ｃ）に示したように、一方の電極に高電位を付与し、他方の電極に低電位を付与したり、それとは逆に、一方の電極に低電位を付与し、他方の電極に高電位を付与したりして、画像を表示する。
【００５６】
ところで、本発明者らによる実験検討によると、上述したように図１（ｂ）と（ｃ）との間を多数回繰り返して画像表示を行なうと、表示面に一部の粒子が貼り付いた状態となって、色むらが発生する場合があることが判明した。特に、表示素子の表示面が大きい場合には、この現象が起こり易い。
【００５７】
そこで、本発明の一実施の形態では、図３に概略構成のブロック図を示すように、図１に示した表示素子１を有する画像表示板２１のドライブ回路２２に、周波数が掃引された交番電圧を発生する交番電圧発生回路２３を接続し、これらドライブ回路２２および交番電圧発生回路２３を制御回路２４により制御して、入力画像データに応じたドライブ回路２２による画像表示板２１の表示駆動の合間に、交番電圧発生回路２３を駆動してその交番電圧をドライブ回路２２を介して画像表示板２１の各表示素子の電極間に印加する。
【００５８】
なお、交番電圧は、例えば、画像表示の垂直ブランキング期間に全ての表示素子に同時に印加したり、表示面を複数の領域に分割し、同一領域内の表示素子に対しては同一の垂直ブランキング期間に同時に印加するようにして、順次の垂直ブランキング期間に領域単位で順次に印加したり、あるいは１表示素子毎に任意のタイミングで順次に印加したり、任意の方法で印加する。
【００５９】
このように、各表示素子１に交番電圧を印加すると、その表示素子１内の粒子は、電極間、特に電極近傍で振動運動する。この振動運動は、粒子の振動周波数と電極系の固有振動数とが共振する周波数で最も激しくなり、電極に貼り付いた粒子を引き剥がす剥離効果が最大となるが、上記固有振動数は振動系およびその状態によって変わるので、予め設定した一定の周波数の交番電圧を印加しても効果は小さい。そこで、電極系の固有振動数を含むように、低い周波数と高い周波数との間で交番電圧の周波数を掃引すれば、極めて大きな剥離効果を得ることができる。
【００６０】
なお、交番電圧の波形は、正弦波、矩形波、三角波、鋸歯波等、いずれでも良い。また、交番電圧の周波数の掃引範囲は、例えば１０Ｈｚ〜１００ＫＨｚの範囲内で、上述したように電極系の固有振動数を含む範囲に設定し、交番電圧の振幅は、周波数の掃引と相俟って十分な剥離効果が得られるよう、例えば１Ｖ〜５００Ｖとする。
【００６１】
このように、本実施の形態による画像表示装置では、画像表示板２１を画像データに応じて表示駆動する合間に、画像表示板２１の各表示素子に電極系の固有振動数を含む周波数範囲で周波数が掃引された交番電圧を印加するようにしたので、表示を多数回繰り返しても、表示面に粒子が貼り付いた状態が発生せず、表示の色むらの発生を効果的に抑制することができる。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例１
図１（ａ）に示すような画像表示板を、透明基板１としてガラス基板を用い、対向基板２としてエポキシ板を用い、表示電極３をＩＴＯ電極とし、対向電極４を銅電極として作製した。各電極３、４の表面には、付着防止と電荷漏洩防止のために、絶縁性のシリコーン樹脂を約１μｍの厚さにコートした。負帯電性粒子５として電子写真用黒色重合トナー（平均粒径８μｍの球形、表面電荷密度−５０μＣ／ｍ^２、上記０．３秒後の表面電位４５０Ｖ）を用いた。正帯電性粒子６としては、白色顔料に酸化チタンを用い、荷電制御剤に４級アンモニウム塩系化合物を用いて、スチレンアクリル樹脂の重合粒子を作製した（平均粒径８μｍの球形、表面電荷密度＋４５μＣ／ｍ^２、上記０．３秒後の表面電位５００Ｖ）。粒子の帯電は、両粒子を等量混合撹拌して摩擦帯電により行った。表示面の面積を５０ｍｍ×５０ｍｍ、隔壁７の高さを２００μｍとして、粒子の充填量（体積占有率）は、空間の６０％とした。
【００６３】
かかる画像表示板の各表示素子の表示電極に−１００Ｖ、対向電極に＋１００Ｖの直流電圧を印加すると、正帯電性粒子６は表示電極３側に飛翔して付着し、負帯電性粒子５は対向電極４側に飛翔して付着し、画像表示板は白色に表示された。次に、印可する電圧の極性を逆にすると、負帯電性粒子５は表示電極３側に飛翔して付着し、正帯電性粒子６は対向電極４側に飛翔して付着し、画像表示板は黒色に表示された。
【００６４】
電圧印加に対する応答時間を測定したところ、１ｍｓｅｃであった。また、画像表示後に電圧印加を停止して１日間放置したところ、表示は保たれていた。
【００６５】
また、図１（ａ）に示す状態から、電圧の極性を切り替えて、図１（ｂ）と図１（ｃ）との繰り返しである表示サイクルを５０回行なった後に、電極間に５００Ｈｚ〜５０ＫＨｚで掃引した振幅２００Ｖの正弦波交番電圧を印加するようにして、表示サイクルを合計１万回実施したところ、電極に対する粒子の貼り付きは起こらず、表示の色むらの発生は見られなかった。
【００６６】
比較のために、上記と同様な表示板を用いた同様な実験において、図１（ｂ）と図１（ｃ）との繰り返しである表示サイクルのみを行なった。この場合は、表示サイクルを１００回行った時点で、電極に対する粒子の貼り付きが見られ、表示の色むらの発生が見られた。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、粒子に直接的に電界を与えてクーロン力などにより粒子を飛翔移動させる乾式で画像を表示するので応答速度を速くできると共に、液晶表示素子における配向膜や偏光板等が不要であることから、構造が単純で、低コストかつ大画面にでき、しかも画像表示の駆動の合間に、電極対間に交番電圧発生手段からの電極の固有振動数を含む周波数範囲で周波数が掃引された交番電圧を印加する簡単かつ安価な構成で、表示を多数回繰り返しても、表示面に粒子が貼り付いた状態が発生せず、表示の色むらの発生を効果的に抑制することができ、安定性に優れた画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示装置に用いる画像表示板の表示素子の一例とその表示駆動原理を示す図である。
【図２】粒子の表面電位の測定要領を示す図である。
【図３】本発明による画像表示装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１透明基板
２対向基板
３表示電極
４対向電極
５負帯電性粒子
６正帯電性粒子
７隔壁
２１画像表示板
２２ドライブ回路
２３交番電圧発生回路
２４制御回路

Claims

少なくとも一方が透明な２枚の基板の間に、色および帯電特性の異なる２種類の粒子を封入し、基板上に設けた電極からなる電極対から上記粒子に表示画像に応じて電界を与えることにより、粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備した画像表示装置であって、
上記電極の固有振動数を含む周波数範囲で周波数が掃引された交番電圧を発生する交番電圧発生手段を有し、上記画像表示板に画像を表示する合間に、上記電極対間に上記交番電圧発生手段からの交番電圧を印加するよう構成したことを特徴とする画像表示装置。
上記２種類の粒子の色が白色および黒色であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
上記画像表示板は、隔壁により互いに隔離された１つ以上の表示素子を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。