JP4333102B2

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Info

Publication number: JP4333102B2
Application number: JP2002246457A
Authority: JP
Inventors: 善郎山口; 清重廣; 恭史諏訪部; 義則町田; 元彦酒巻; 健松永
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004085865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繰り返し書き換えが可能な画像駆動装置に係り、特に、印加された電界に応じて移動する粒子により画像を表示する画像表示媒体の画像駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大画面の画像表示装置では、軽量で薄型かつ消費電力の少ないものが求められており、電界によって移動する粒子を用いて画像表示を行う画像表示装置が従来から知られている。
【０００３】
このような画像表示装置では、例えば導電性の着色粒子及び白色粒子を、電極を備えた一対の基板間に封入した画像表示媒体を備えている。そして、基板間に画像情報に応じた電圧を印加して、非表示基板に設けられた電極の表示基板側の表面に設けられた電荷輸送層を介して導電性の着色粒子トナーへ電荷を注入する。これにより、電荷注入された導電性の着色粒子が基板間に形成された電界によって表示基板側へ移動して付着し、導電性の着色粒子と白色粒子とのコントラストにより画像表示される。そして、電圧の印加を停止しても鏡像力によって粒子が基板に付着した状態が維持されるため、画像の書き換え時のみ電界を発生させるだけで表示を行なうことができ、軽量で薄型にすることができると共に少ない消費電力で画像表示を行うことができる。
【０００４】
また、本出願人は特開２００１−３１２２２５号公報において、導電性の着色粒子に限らず、絶縁性粒子又は半導電性粒子を用いたり、電荷輸送層を設けずに電極から直接電荷注入したり、摩擦帯電により粒子に電荷を付与したりする方法により画像表示する技術を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−３１２２２５号公報に記載された技術では、基板間に高い電界を形成する必要があり、画像表示するために基板間の電位差を１６０Ｖ〜４００Ｖにする必要があると共に、画素毎に粒子を駆動させるのに必要なＭＯＳ型の素子等のドライバを、上記電圧以上の電圧に耐えうる高耐圧型のものを用いなければならないため、装置のコストが高くなる。
【０００６】
耐圧を引き下げる方法として、特開平１１−２３１８２９号公報には、プラズマディスプレーの表示駆動方法において、インピーダンスの異なる複数の開閉可能な電流路を設け、所謂チャージポンプを用いることにより耐圧を半減する技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、プラズマディスプレーは数１０ＭＨｚの高周波ＡＣ電源による駆動を行なうため、電圧波形については位相のずれのみを考慮すればよいが、粒子を用いた画像表示媒体においては特開２００１−３１２２２５号公報に記載されているように、基板間に印加する電圧を５ｍｓｅｃ程度の時間維持しなければならないため、特開平１１−２３１８２９号公報に記載された技術を画像表示媒体に適用することはできない。
【０００８】
また、本出願人による特願２００１−１９３２３３号、特開２００１−２９０１７８号公報に記載されているように、粒子を用いた画像表示では、基板間に印加される電圧は、単に画素内の粒子を全て移動させるのに必要な電圧だけでなく、例えば中間調表示を行う場合や、粒子を少しでも移動しやすくするために画像表示に先立って印加する準備電圧等の複数種類（多値）の電圧が必要となる場合がある。
【０００９】
しかしながら、多値の電圧全てを電源により生成する場合、それぞれの電圧について電源を用意しなければならないため、コストが高くなると共に装置構成が非常に複雑となる。
【００１０】
また、図１６に示すように、スイッチ素子等を制御するロジックＩＣを用いて画像情報に応じた電圧印加のタイミングやＯＮ／ＯＦＦ、論理などを制御する必要がある場合、粒子を移動させるための駆動用のドライブ電源６２の他に、各々のロジックＩＣ用のロジック駆動電源６４も必要となるため、コストが高くなる。
【００１１】
本発明は、上記事実に鑑み成されたものであり、粒子を移動させて画像を表示する画像表示媒体を駆動する駆動部のコストを低減することができる画像駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、前記電圧を出力する電源と、前記電源と前記一対の基板の一方の基板側に設けられた電極との間に設けられたスイッチと、前記電源からの電荷を保持する電荷保持手段と、前記スイッチがオンのときに前記電源が前記一方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記一方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える接続切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、画像表示媒体は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板を備えている。透光性を有する基板が画像が表示される側の基板となる。一対の基板の各々には、基板間に電圧を印加するための電極が設けられる。この電極は、一対の基板の内側に各々設けてもよいし、外部に設けてもよい。一対の基板間には、少なくとも１種類の粒子群が封入されている。この粒子群は、電極に電圧が印加されることにより一対の基板間に形成された電界に応じて基板間を移動して何れかの基板に付着する。粒子群が１種類の場合には、例えば背面側の基板を着色された基板とし、背面側の基板が表示側の基板側から視認できるように粒子を移動させたりすることにより粒子と背面基板の色とのコントラストで画像を表示することができる。色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群を用いた場合には、表示させたい画像に応じて各々の粒子群を移動させることにより、異なる種類の粒子のコントラストで画像を表示することができる。
【００１４】
このような画像表示媒体を駆動する画像駆動装置は、一対の基板間に電界を形成するために電極に印加する電圧を出力する電源を備えている。また、この電源と一対の基板の一方の基板側に設けられた電極との間にはスイッチが設けられており、一方の基板と電源との接続、非接続を切り替えることができる。
【００１５】
電荷保持手段は、電源からの電荷を保持するもの、すなわち充電する機能を備えたものであり、例えばコンデンサ等を用いることができる。
【００１６】
接続切替手段は、スイッチがオンのときは、電源が一方の基板側に設けられた電極及び電荷保持手段の一端に接続されるように、また電荷保持手段の他端が電源の電位よりも低い電位点に接続されるように電荷保持手段の接続関係を切り替える。これにより、電荷保持手段に電源からの電荷が保持される。電源の電力により電荷保持手段が充電される。また、一方の基板側の電位は電源の電位となる。
【００１７】
また、接続切替手段は、スイッチがオフのときは、電荷保持手段の一端が電位点に接続されると共に電荷保持手段の他端が一方の基板側に設けられた電極に接続されるように、すなわち電荷保持手段の接続関係がスイッチがオンのときと逆になるように、電荷保持手段の接続関係を切り替える。これにより、電荷保持手段に保持されていた電荷が放電される。このため、一方の基板の電位が、放電量に応じた電位となる。この電位は、スイッチがオンのときの電位の極性と逆極性となる。
【００１８】
このように、一方の基板側の電位を電源の電位にしたり、この電位と逆極性の電位とすることができる。このため、例えば他方の基板側の電位を一方の基板側に設けられた電源の電位と同じ電位及びこの電位と逆極性の電位とを切り替えることができる電源を他方の基板側に設けることにより、電源を、粒子群を移動させるのに必要な電圧よりも低い電圧を発生する電源にすることができる。従って、スイッチや電荷保持部材の耐圧を下げることができ、低コストで装置を構成することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記電源と前記一対の基板の他方の基板側に設けられた電極との間に設けられた第２のスイッチと、前記電源からの電荷を充電する第２の電荷保持手段と、前記スイッチがオンのときに前記電源が前記他方の基板側に設けられた電極及び前記電荷保持手段の一端に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記電源の電位よりも低い電位点に接続されるように、且つ前記スイッチがオフのときに前記電荷保持手段の一端が前記電位点に接続されると共に前記電荷保持手段の他端が前記他方の基板側に設けられた電極に接続されるように前記電荷保持手段の接続関係を切り替える第２の接続切替手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように、他方の基板側も一方の基板側と同様の構成とすることにより、電源を共用することができ、低コストで装置を構成することができる。
【００２１】
また、請求項３記載に記載したように、前記電位点の電位が接地電位である構成とすることにより、粒子駆動用の電源を１つにすることができ、装置をさらに低コストで構成することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に電圧を印加するための電極と、及び前記電極に印加される電圧により前記一対の基板間に形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体を駆動する画像駆動装置において、前記電圧を出力する電源と、前記電源からの電荷を保持する直列接続された複数の電荷保持手段と、前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた電極とを接続する接続手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、複数の電荷保持手段が直列接続されており、この複数の電荷保持手段に電源からの電荷が充電される。そして、接続手段は、複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と一方の基板側に設けられた電極とを接続する。すなわち、複数の電圧保持手段により電源からの電圧が分割されるため、複数種類の電圧を生成することができ、画像に応じて選択した電圧を一方の基板側の電極に印加することができる。このように、電圧の種類毎に電源を設けることなく１つの電源で複数種類の電圧を生成することができるため、複雑な電圧印加の制御を行う装置を低コストで構成することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載したように、前記接続手段は、前記複数の電荷保持手段の何れかの電荷保持手段の端部と前記一方の基板側に設けられた複数の電極の何れかとを接続する構成とすることにより、濃度階調制御等が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１には、本発明に係る画像表示装置１０の概略構成を示した。図１に示すように、画像表示装置１０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置１４を備えている。
【００２７】
画像表示媒体１２は、画像が表示される側の透明な表示基板１８と、これと間隙ｄをもって対向する背面基板２０との間に、黒色粒子２４及び白色粒子２６が封入されている。
【００２８】
また、表示基板１８の背面基板２０と対向する側の面には透明電極２８が形成されており、背面基板２０の表示基板１８と対向する側の面には、電極３０が形成されている。透明電極２８及び電極３０は、画像駆動装置１４と接続されている。
【００２９】
表示基板１８は、可視光を透過させる材質で構成され、例えば透明なガラス、フィルム、プラスチック製の板材、例えばアクリル材などを用いることができる。
【００３０】
表示基板１８に形成される透明電極２８は、例えばＩＴＯ電極を用いることができるが、透明で電圧を印加することができる電極であれば他の材料を用いた電極でもよい。
【００３１】
背面基板２０に形成された電極３０は、必ずしも全面透明である必要は無く、銅箔などの不透明な物質を用いた電極でもよい。
【００３２】
黒色粒子２４や白色粒子２６は、均一な帯電量をもつ流動性に優れた粒子が好ましく、粒径が均一な球形の粒子がよい。例えば、イソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末を重量比１００対０．４の割合で混合した体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイトを分級）や体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラックを分級）のような粒径、球形粒子に帯電制御を施した形態の粒子を用いることにより電界に追従し移動のしやすい粒子を用いることができる。
【００３３】
黒色粒子２４及び白色粒子２６は、各々帯電特性が異なる粒子を用いる。例えば黒色粒子２４が負に帯電する特性を有し、白色粒子２６が正に帯電する特性を有する場合には、負の電圧を表示基板１８側に印加することにより、黒色粒子２４を背面基板２０側に移動させると共に白色粒子２６を表示基板１８側へ移動させることができ、正の電圧を表示基板１８側に印加することにより、黒色粒子２４を表示基板１８側に移動させると共に白色粒子２６を背面基板２０側へ移動させることができる。
【００３４】
表示基板１８及び背面基板２０は、１種類の所定の画像を表示させる構成の場合には、エポキシ基板の表面上にエッチング加工により所定の画像の形状に銅箔を形成したものを用いることができる。また、複数種類の任意の画像を表示させる構成の場合には、例えば短冊状の複数の電極が形成されたフレキシブル基板（ＦＰＣ）を用いて所謂単純マトリクス構造にすることができる。
【００３５】
画像駆動装置１４は、直流電源３２及び駆動部３４で構成されている。駆動部３４は、図２に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０、コンデンサＣ１、Ｃ２で構成されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は、図示しないロジック電源から電源供給され、制御部３６により制御される。
【００３６】
スイッチＳＷ１の一端は直流電源３２に接続されており、他端はスイッチＳＷ２、ＳＷ５、コンデンサＣ１の一端に接続されている。スイッチＳＷ２の他端はスイッチＳＷ３の一端及び表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続されている。スイッチＳＷ３の他端は、スイッチＳＷ４の一端及びコンデンサＣ１の他端に接続されている。スイッチＳＷ４、ＳＷ５の他端は、接地されている。
【００３７】
スイッチＳＷ６の一端は直流電源３２に接続されており、他端はスイッチＳＷ７、ＳＷ１０、コンデンサＣ２の一端に接続されている。スイッチＳＷ１０の他端はスイッチＳＷ９の一端及び背面基板２０に設けられた電極３０に接続されている。スイッチＳＷ９の他端は、スイッチＳＷ８の一端及びコンデンサＣ２の他端に接続されている。スイッチＳＷ７、ＳＷ８の他端は、接地されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は例えばオープンコレクタ方式のスイッチで構成され、その開閉は、図２では図示は省略したが、制御部３６によって制御される。
【００３８】
なお、画像表示媒体１２が本発明の画像表示媒体に相当し、表示基板１８が本発明の一方の基板に相当し、背面基板２０が本発明の他方の基板に相当し、透明電極２８及び電極３０が本発明の電極に相当し、黒色粒子２４及び白色粒子２６が本発明の粒子群に相当し、直流電源３２が本発明の電源に相当し、スイッチＳＷ１が本発明のスイッチに相当し、コンデンサＣ１が本発明の電荷保持手段に相当し、スイッチＳＷ２〜ＳＷ５が本発明の接続切替手段に相当し、スイッチＳＷ６が本発明の第２のスイッチに相当し、コンデンサＣ２が本発明の第２の電荷保持手段に相当し、スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０が本発明の第２の接続切替手段に相当する。
【００３９】
次に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０の開閉動作について説明する。なお、基板間を黒色粒子２４及び白色粒子２６が移動するのに必要な基板間に印加する電圧は２Ｖ（ボルト）であると共に、直流電源３２は、電圧Ｖを出力する電源であり、コンデンサＣ１、Ｃ２は、電圧Ｖに相当する電荷を蓄積することができるコンデンサである。
【００４０】
図３には、表示画像の変化無しの状態から白表示、黒表示を行う場合において、各フェーズにおけるＳＷ１〜ＳＷ１０の開閉状態、コンデンサＣ１、Ｃ２の充電状態、表示基板１８、背面基板２０の電位について示した。
【００４１】
まず、表示画像の変化無しの状態（シーケンスＮｏ１）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオンにし、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ１０をオフにする。
【００４２】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオンになると共にスイッチＳＷ３、ＳＷ５がオフになるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００４３】
また、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオンになると共にスイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオフになるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、背面基板２０側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ２が充電状態となる。
【００４４】
このように、表示基板１８及び背面基板２０共に電位が＋Ｖとなり、基板間の電位差が０となるため、黒色粒子２４及び白色粒子２６は移動せず、表示画像に変化はない。
【００４５】
次に、白表示の状態（シーケンスＮｏ２）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオンにし、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ１０をオフにする。
【００４６】
スイッチＳＷ３、ＳＷ５がオンになると共に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオフになるため、コンデンサＣ１の一端が接地されると共に、他端が表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続される。これにより、コンデンサＣ１が放電され、表示基板１８側の電位が−Ｖになる。
【００４７】
また、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオンのままであると共にスイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオフのままであるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地された状態のままとなる。これにより、背面基板２０側の電位は＋Ｖのままで、コンデンサＣ２が充電状態のままとなる。
【００４８】
このように、表示基板１８の電位が−Ｖになると共に背面基板２０の電位が＋Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が表示基板１８側に移動すると共に黒色粒子２４が背面基板２０側へ移動し、白表示となる。
【００４９】
次に、黒表示の状態（シーケンスＮｏ３）にするため、制御部３６は、図３に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ１０をオンにし、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９をオフにする。
【００５０】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオンになると共にスイッチＳＷ３、ＳＷ５がオフになるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００５１】
また、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０がオンになると共に、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ９がオフになるため、コンデンサＣ２の一端が接地されると共に、他端が背面基板２０に設けられた電極３０に接続される。これにより、コンデンサＣ２が放電され、背面基板２０側の電位が−Ｖになる。
【００５２】
このように、表示基板１８の電位が＋Ｖになると共に背面基板２０の電位が−Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が背面基板２０側に移動すると共に黒色粒子２４が表示基板１８側へ移動し、黒表示となる。
【００５３】
このようにして黒色粒子２４及び白色粒子２６を移動させて白表示及び黒表示を行うことができるため、例えば電極の形状を任意の形状にすることにより、電極形状に応じた任意の画像を形成することができる。
【００５４】
例えば、実際の粒子の駆動においては、基板間の距離ｄが０．２ｍｍの場合では、粒子を移動させるのに最低限必要な電位差は８０Ｖであり、すべての粒子の移動を行なうためには１２０Ｖ必要となる。このような場合でも、本発明によれば、直流電源３２は１２０Ｖでなく６０Ｖの電圧を出力できればよく、従来と比較して半分の電源電圧でよい。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０、コンデンサＣ１、Ｃ２の耐圧も１２０Ｖ以上である必要はなく６０Ｖ以上でよい。さらに、負電圧の電源を用意する必要もない。これにより、装置の大幅なコスト低下を図ることができ、応答速度も高めることが可能となる。
【００５５】
また、例えば画像表示媒体１２の面積が２０ｃｍ²の場合において、表示切替に必要な電荷量は０．１μＣであり、粒子の帯電量の積算値にほぼ等しい。この状態で、図４に示すようにコンデンサの容量と電圧を変化させたとき、表示切替が可能な範囲は上記電荷量により決定され、０．１μＣよりも大きい充電量であれば表示切替が可能であることを確認した。
【００５６】
ところで、面積が数十ｃｍ²の画像表示媒体の全体を駆動する場合には、瞬間的にμＡオーダーの電流が必要となるため、図５に示すように、画像駆動装置１４と画像表示媒体１２が離れている場合、静電気により配線３８に電圧がかかるだけで、表示に変化が発生する。
【００５７】
そこで、図６に示すように、画像表示媒体１２と画像駆動装置１４を近接させることが好ましい。これにより、静電気で発生する電圧変化をコンデンサＣ１、Ｃ２により吸収し、画像を安定に保持することが可能である。
【００５８】
このとき、背面基板２０にはエポキシ樹脂に銅箔電極を蒸着、エッチングにより構成された基板を用いると、同一基板上に画像駆動装置１４を搭載することが可能になり、表示基板１８と近接していることから、配線回路上で発生するノイズを減ずることが可能になる。
【００５９】
なお、任意の画像を表示させる場合には、図７に示すように、例えば電極３０を画素に対応して複数に分割し、所謂アクティブマトリクス駆動により任意の画像を表示することができる。また、図８に示すように、電極３０を短冊状の複数の電極に分割し、透明電極２８も同様の短冊状の複数の電極に分割して、透明電極２８と電極３０とが直交するように配置して、所謂単純マトリクス駆動により、任意の画像を表示させることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６１】
図９には、本実施形態に係る画像表示装置４０を示した。図９に示すように、画像表示装置４０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置４２を備えている。画像駆動装置４２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４、コンデンサＣ１、Ｃ２、直流電源３２で構成されている。
【００６２】
スイッチＳＷ１１は図２のスイッチＳＷ１に相当し、スイッチＳＷ１２は、図２のスイッチＳＷ２、ＳＷ５を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１３は、図２のスイッチＳＷ３、ＳＷ４を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１４は図２のスイッチＳＷ６に相当し、スイッチＳＷ１５は、図２のスイッチＳＷ７、ＳＷ１０を１つにしたものに相当し、スイッチＳＷ１６は、図２のスイッチＳＷ８、ＳＷ９を１つにしたものに相当する。
【００６３】
スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３，ＳＷ１５、ＳＷ１６は、図９では図示は省略したが、制御部３６により接点Ａ又は接点Ｂに切り替えられる。スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３，ＳＷ１５、ＳＷ１６は、例えばｐｈｏｔｏＭＯＳタイプのものを用いることができる。
【００６４】
次に、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１６の開閉動作について説明する。図１０には、表示画像の変化無しの状態から白表示、黒表示を行う場合において、各フェーズにおけるＳＷ１１〜ＳＷ１６の開閉状態、コンデンサＣ１、Ｃ２の充電状態、表示基板１８、背面基板２０の電位について示した。
【００６５】
まず、表示画像の変化無しの状態（シーケンスＮｏ１）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１４をオンにし、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１６を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１３、ＳＷ１５を接点Ｂに接続させる。
【００６６】
スイッチＳＷ１１がオンになり、スイッチＳＷ１２が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１３が接点Ｂに接続されるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００６７】
また、スイッチＳＷ１４がオンになり、スイッチＳＷ１５が接点Ｂに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ａに接続されるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、背面基板２０側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ２が充電状態となる。
【００６８】
このように、表示基板１８及び背面基板２０共に電位が＋Ｖとなり、基板間の電位差が０となるため、黒色粒子２４及び白色粒子２６は移動せず、表示画像に変化はない。
【００６９】
次に、白表示の状態（シーケンスＮｏ２）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１をオフにし、スイッチＳＷ１２を接点Ｂに接続させると共に、スイッチＳＷ１３を接点Ａに接続させる。
【００７０】
これにより、コンデンサＣ１の一端が接地されると共に、他端が表示基板１８に設けられた透明電極２８に接続される。これにより、コンデンサＣ１が放電され、表示基板１８側の電位が−Ｖになる。
【００７１】
また、スイッチＳＷ１４がオンのままであり、スイッチＳＷ１５が接点Ｂに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ａに接続されたままであるため、背面基板２０に設けられた電極３０が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ２の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地された状態のままとなる。これにより、背面基板２０側の電位は＋Ｖのままで、コンデンサＣ２が充電状態のままとなる。
【００７２】
このように、表示基板１８の電位が−Ｖになると共に背面基板２０の電位が＋Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が表示基板１８側に移動すると共に黒色粒子２４が背面基板２０側へ移動し、白表示となる。
【００７３】
次に、黒表示の状態（シーケンスＮｏ３）にするため、制御部３６は、図１０に示すように、スイッチＳＷ１１をオンにし、スイッチＳＷ１２を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１３を接点Ｂに接続させる。また、スイッチＳＷ１４をオフにし、スイッチＳＷ１５を接点Ａに接続させると共にスイッチＳＷ１６を接点Ｂに接続させる。
【００７４】
スイッチＳＷ１１がオンになり、スイッチＳＷ１２が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１３が接点Ｂに接続されるため、表示基板１８に設けられた透明電極２８が直流電源３２に接続され、コンデンサＣ１の一端が直流電源３２に接続されると共に、他端が接地される。これにより、表示基板１８側の電位が＋Ｖになると共に、コンデンサＣ１が充電状態となる。
【００７５】
また、スイッチＳＷ１４がオフになり、スイッチＳＷ１５が接点Ａに接続されると共にスイッチＳＷ１６が接点Ｂに接続されるため、コンデンサＣ２の一端が接地されると共に、他端が背面基板２０に設けられた電極３０に接続される。これにより、コンデンサＣ２が放電状態となり、背面基板２０側の電位が−Ｖになる。
【００７６】
このように、表示基板１８の電位が＋Ｖになると共に背面基板２０の電位が−Ｖとなって基板間の電位差が２Ｖとなるため、白色粒子２６が背面基板２０側に移動すると共に黒色粒子２４が表示基板１８側へ移動し、黒表示となる。
【００７７】
このようにして黒色粒子２４及び白色粒子２６を移動させて白表示及び黒表示を行うことができるため、例えば電極の形状を任意の形状にすることにより、電極形状に応じた任意の画像を形成することができる。
【００７８】
本実施形態では、接続切替手段として、単にオンオフを切り替えるスイッチではなく、接点Ａ又は接点Ｂに切り替えることができるスイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１５、ＳＷ１６を用いて構成したので、素子数を少なくすることができるため簡便な構成とすることができると共に、省スペース化を図ることができる。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１１には、本実施形態に係る画像表示装置５０を示した。図１１に示すように、画像表示装置５０は、画像表示媒体１２及び画像駆動装置５２を備えている。
【００８１】
画像駆動装置５２は、直流電源３２、コンデンサＣ１〜Ｃ５、及び接続手段としてのスイッチ部５４で構成されている。コンデンサＣ１〜Ｃ５は直列接続されている。
【００８２】
また、直流電源３２とコンデンサＣ１の接続点Ａ１、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の接続点Ａ２、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３の接続点Ａ３、コンデンサＣ３とコンデンサＣ４の接続点Ａ４、コンデンサＣ４とコンデンサＣ５の接続点Ａ５は、スイッチ部５４に接続されている。
【００８３】
スイッチ部５４は、図１２に示すように、スイッチＳ₁〜Ｓ₅、Ｓ_A〜Ｓ_Eで構成されており、これらのスイッチは図示しないロジック駆動電源により電源供給され、その開閉は制御部３６によって制御される。
【００８４】
ここで、コンデンサＣ１〜Ｃ５を例えば同一容量のコンデンサで構成することにより、直流電源３２の出力電圧がＶの場合、Ｖ５＝Ｖ、Ｖ４＝４Ｖ／５、Ｖ３＝３Ｖ／５、Ｖ２＝２Ｖ／５、Ｖ５＝Ｖ／５となり、１つの電源で複数種類（５個）の電圧を生成することができる。
【００８５】
そして、基板間の電位差Ｖと画像濃度Ｄの関係が例えば図１３に示すような関係の場合、スイッチＳ₁〜Ｓ₅、Ｓ_A〜Ｓ_Eの開閉を制御して透明電極２８Ａ〜２８Ｅにそれぞれ電圧Ｖ１〜Ｖ５の電圧を印加することにより、画像濃度Ｄ１〜Ｄ５の５値の濃度設定が可能となる。
【００８６】
次に、スイッチＳ₁〜Ｓ₅、Ｓ_A〜Ｓ_Eの開閉動作について説明する。
【００８７】
図１４に示すように、まず０〜Ｔ１の時間にスイッチＳ₁、Ｓ_Aをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ａの電位がＶ１となる。次に、Ｔ１〜Ｔ２の時間にスイッチＳ₂、Ｓ_Bをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｂの電位がＶ２となる。次に、Ｔ２〜Ｔ３の時間にスイッチＳ₃、Ｓ_Cをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｃの電位がＶ３となる。次に、Ｔ３〜Ｔ４の時間にスイッチＳ₄、Ｓ_Dをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｄの電位がＶ４となる。次に、Ｔ４〜Ｔ５の時間にスイッチＳ₅、Ｓ_Eをオンにして他のスイッチをオフにする。これにより、透明電極２８Ｅの電位がＶ１となる。
【００８８】
このように、スイッチＳ₁〜Ｓ₅、Ｓ_A〜Ｓ_Eの開閉を制御して透明電極２８Ａ〜２８Ｅに各々異なる電圧を印加することにより、濃度を異ならせた階調表示が可能となる。
【００８９】
本実施の形態では、コンデンサを用いて複数の電圧を生成しているため、バリスタなどの電位制御部材を用いるものと比較して、蓄積した電荷を失うことなく粒子を移動させることができるので、エネルギー効率が高く、余分な熱発生などによる電力損失を防止することができる。
【００９０】
なお、単純マトリックスの構成で表示内容の切り替えを行う場合には、表示の切り替えを終了した画素又は表示の切り替えを行わない画素が変化してしまう現象、すなわちクロストークを防止するため、表示基板１８の画像保持電位と背面基板２０の画像保持電位に電位差を持たせることが好ましい。
【００９１】
従来では、図１６に示すように、表示基板１８側、背面基板２０側にそれぞれドライブ電源６２、ロジック駆動電源６４を必要とし、さらにクロストーク防止用の電位差を持たせるための電源を必要とするため、全部で６個の電源が必要となり、装置のコストが高くなると共に、電源部のパッケージを画像表示媒体に装着することも困難であり、外部に専用の電源装置を設ける必要があった。
【００９２】
これに対し、本実施の形態では、コンデンサを直列接続することにより複数種類の電圧を生成しており、また、クロストーク防止用の電位差が必要な場合でも、この電位差をコンデンサによって生み出すことができる。このため、単純マトリックスの構成で表示内容の切り替えを行う場合、図１５に示すように、電源を１種類の直流電源３２と駆動部３４に電源を供給するためのロジック駆動電源６０だけで構成することができる。これにより、安価且つ簡易な構成でコストを低減することができると共に、ノイズに対して安定した動作をすることができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、粒子を移動させて画像を表示する画像表示媒体を駆動する駆動部を簡易且つ安価な構成にすることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る画像駆動装置の概略構成図である。
【図３】第１実施形態におけるスイッチのオンオフ、コンデンサの充電状態、基板の電位等の状態をシーケンス毎に表した表である。
【図４】電荷量と電圧との関係及び粒子の駆動に必要な電荷量について説明するための図である。
【図５】画像表示媒体と画像駆動装置の配置について説明するための図である。
【図６】画像表示媒体と画像駆動装置の配置について説明するための図である。
【図７】アクティブマトリクス構造の場合の電極について説明するための図である。
【図８】単純マトリクス構造の場合の電極について説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る画像駆動装置の概略構成図である。
【図１０】第２実施形態におけるスイッチのオンオフ、コンデンサの充電状態、基板の電位等の状態をシーケンス毎に表した表である。
【図１１】第３実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１２】スイッチ部の概略構成図である。
【図１３】電圧と濃度との関係を示す線図である。
【図１４】第３実施形態におけるスイッチのオンオフの状態をシーケンス毎に表した表である。
【図１５】第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１６】従来における画像表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０画像表示装置
１２画像表示媒体
１４、４２、５２画像駆動装置
１８表示基板
２０背面基板
２４黒色粒子
２６白色粒子
２８透明電極
３０電極
３２直流電源
３４駆動部
３６制御部
３８配線
５４スイッチ部
６０、６４ロジック駆動電源
６２ドライブ電源
６４ロジック駆動電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image driving device that can be rewritten repeatedly, and more particularly, to an image driving device for an image display medium that displays an image by particles that move according to an applied electric field.
[0002]
[Prior art]
A large-screen image display device is required to be lightweight, thin, and consume less power, and an image display device that performs image display using particles that move by an electric field is conventionally known.
[0003]
Such an image display device includes an image display medium in which, for example, conductive colored particles and white particles are sealed between a pair of substrates provided with electrodes. Then, a voltage corresponding to the image information is applied between the substrates, and the charge is injected into the conductive colored particle toner through the charge transport layer provided on the display substrate side surface of the electrode provided on the non-display substrate. To do. As a result, the conductive colored particles into which the charge has been injected move to and adhere to the display substrate side by the electric field formed between the substrates, and an image is displayed based on the contrast between the conductive colored particles and the white particles. And even if the application of voltage is stopped, the state where the particles adhere to the substrate by the image force is maintained, so that it is possible to display only by generating an electric field only at the time of image rewriting, and to make it lightweight and thin. Image display can be performed with low power consumption.
[0004]
In addition, in the Japanese Patent Laid-Open No. 2001-31225, the present applicant uses not only conductive colored particles but also insulating particles or semiconductive particles, or direct charge injection from an electrode without providing a charge transport layer. Discloses a technique for displaying an image by a method of imparting electric charges to particles by triboelectric charging.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-31225, it is necessary to form a high electric field between the substrates, and the potential difference between the substrates needs to be set to 160 V to 400 V in order to display an image. In addition, a high breakdown voltage type driver capable of withstanding a voltage higher than the above voltage must be used as a driver such as a MOS type element necessary for driving the particles. This increases the cost of the apparatus.
[0006]
As a method of reducing the withstand voltage, Japanese Patent Laid-Open No. 11-231829 discloses a technique for reducing the withstand voltage by providing a plurality of openable / closable current paths having different impedances and using a so-called charge pump in a plasma display display driving method. It is disclosed.
[0007]
However, since the plasma display is driven by a high-frequency AC power source of several tens of MHz, it is only necessary to consider the phase shift in the voltage waveform. However, an image display medium using particles is described in JP-A-2001-31225. As described above, since the voltage applied between the substrates must be maintained for about 5 msec, the technique described in JP-A-11-231829 cannot be applied to the image display medium.
[0008]
Further, as described in Japanese Patent Application Nos. 2001-193233 and 2001-290178 by the present applicant, in image display using particles, the voltage applied between the substrates is simply the particles in the pixel. In addition to the voltage necessary to move all of them, for example, when performing halftone display, or multiple types (multi-values) such as a preparation voltage applied prior to image display in order to make it easy to move particles even a little Voltage may be required.
[0009]
However, when all the multi-value voltages are generated by the power source, it is necessary to prepare a power source for each voltage, which increases the cost and makes the apparatus configuration very complicated.
[0010]
In addition, as shown in FIG. 16, when it is necessary to control the voltage application timing, ON / OFF, logic, etc. according to the image information using a logic IC that controls the switch element, etc., In addition to the drive power supply 62 for driving, a logic drive power supply 64 for each logic IC is also required, which increases the cost.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and an object thereof is to provide an image driving apparatus capable of reducing the cost of a driving unit that drives an image display medium that displays an image by moving particles. To do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a pair of substrates, at least one of which has translucency, an electrode for applying a voltage between the pair of substrates, and a voltage applied to the electrodes. And outputting at least one type of particle group sealed between the substrates so as to move in accordance with an electric field formed between the pair of substrates. A power supply, a switch provided between the power supply and an electrode provided on one substrate side of the pair of substrates, charge holding means for holding charge from the power supply, and when the switch is on The power supply is connected to an electrode provided on the one substrate side and one end of the charge holding means, and the other end of the charge holding means is connected to a potential point lower than the potential of the power supply. And before One end of the charge holding means is connected to the potential point and the other end of the charge holding means is connected to an electrode provided on the one substrate side when the switch is off. And a connection switching means for switching the connection relationship.
[0013]
According to this invention, the image display medium includes a pair of substrates, at least one of which has translucency. The light-transmitting substrate serves as a substrate on which an image is displayed. Each of the pair of substrates is provided with an electrode for applying a voltage between the substrates. This electrode may be provided inside each of the pair of substrates, or may be provided outside. At least one type of particle group is enclosed between the pair of substrates. The particle group moves between the substrates according to the electric field formed between the pair of substrates when a voltage is applied to the electrodes, and adheres to any of the substrates. In the case of one type of particle group, for example, the back side substrate is a colored substrate, and the particles are moved so that the back side substrate is visible from the display side substrate side. An image can be displayed with contrast with color. When a plurality of types of particle groups having different colors and charging characteristics are used, an image can be displayed with a contrast of different types of particles by moving each particle group in accordance with an image to be displayed.
[0014]
An image driving apparatus that drives such an image display medium includes a power source that outputs a voltage to be applied to an electrode in order to form an electric field between a pair of substrates. In addition, a switch is provided between the power supply and an electrode provided on one substrate side of the pair of substrates, so that connection / disconnection between the one substrate and the power supply can be switched.
[0015]
The charge holding means holds the charge from the power source, that is, has a charging function, and for example, a capacitor can be used.
[0016]
The connection switching means is configured such that when the switch is on, the power supply is connected to the electrode provided on one substrate side and one end of the charge holding means, and the other end of the charge holding means is lower than the potential of the power supply. The connection relationship of the charge holding means is switched so as to be connected to the potential point. Thereby, the electric charge from the power source is held in the charge holding means. The charge holding means is charged by the power of the power source. Further, the potential on one substrate side is the potential of the power source.
[0017]
In addition, when the switch is off, the connection switching unit is connected such that one end of the charge holding unit is connected to the potential point and the other end of the charge holding unit is connected to an electrode provided on one substrate side. In other words, the connection relationship of the charge holding means is switched so that the connection relationship of the charge holding means is opposite to that when the switch is on. Thereby, the electric charge held in the electric charge holding means is discharged. For this reason, the potential of one substrate becomes a potential according to the discharge amount. This potential is opposite to the polarity of the potential when the switch is on.
[0018]
In this way, the potential on one substrate side can be set to the potential of the power source, or can be set to a potential opposite in polarity to this potential. For this reason, for example, by providing a power source on the other substrate side that can switch the potential of the other substrate side to the same potential as that of the power source provided on the one substrate side and a potential opposite to this potential, The power source can be a power source that generates a voltage lower than that required to move the particles. Therefore, the breakdown voltage of the switch and the charge holding member can be lowered, and the device can be configured at low cost.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, a second switch provided between the power source and an electrode provided on the other substrate side of the pair of substrates, and a second charge for charging a charge from the power source When the switch is on, the power source is connected to the electrode provided on the other substrate side and one end of the charge holding unit, and the other end of the charge holding unit is higher than the potential of the power source. One end of the charge holding means is connected to the potential point when the switch is off, and the other end of the charge holding means is provided on the other substrate side so as to be connected to a low potential point. And a second connection switching means for switching the connection relation of the charge holding means so as to be connected to the electrode.
[0020]
As described above, the other substrate side has the same configuration as that of the one substrate side, so that the power source can be shared and the apparatus can be configured at low cost.
[0021]
Further, as described in claim 3, by adopting a configuration in which the potential at the potential point is a ground potential, the power source for driving the particles can be made one, and the apparatus can be configured at lower cost. be able to.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, a pair of substrates, at least one of which has translucency, an electrode for applying a voltage between the pair of substrates, and the pair of substrates by a voltage applied to the electrodes In an image driving apparatus for driving an image display medium comprising at least one type of particle group sealed between the substrates so as to be movable in accordance with an electric field formed on the power source, the power source that outputs the voltage, and the power source A plurality of charge holding means connected in series for holding charges from the plurality of charge holding means, and a connecting means for connecting an end of one of the plurality of charge holding means and an electrode provided on the one substrate side And.
[0023]
According to the present invention, the plurality of charge holding means are connected in series, and the charge from the power source is charged in the plurality of charge holding means. The connecting unit connects the end of one of the plurality of charge holding units to the electrode provided on one substrate side. That is, since the voltage from the power source is divided by the plurality of voltage holding means, a plurality of types of voltages can be generated, and the voltage selected according to the image can be applied to the electrode on one substrate side. As described above, since a plurality of types of voltages can be generated with one power source without providing a power source for each type of voltage, a device that controls complicated voltage application can be configured at low cost.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, the connecting means connects an end portion of any one of the plurality of charge holding means and any one of the plurality of electrodes provided on the one substrate side. By adopting such a configuration, density gradation control and the like can be performed.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image display apparatus 10 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the image display device 10 includes an image display medium 12 and an image driving device 14.
[0027]
In the image display medium 12, black particles 24 and white particles 26 are sealed between a transparent display substrate 18 on the image display side and a back substrate 20 facing the transparent display substrate 18 with a gap d.
[0028]
A transparent electrode 28 is formed on the surface of the display substrate 18 facing the back substrate 20, and an electrode 30 is formed on the surface of the back substrate 20 facing the display substrate 18. The transparent electrode 28 and the electrode 30 are connected to the image driving device 14.
[0029]
The display substrate 18 is made of a material that transmits visible light. For example, a transparent glass, a film, or a plastic plate material such as an acrylic material can be used.
[0030]
For example, an ITO electrode can be used as the transparent electrode 28 formed on the display substrate 18, but an electrode using other materials may be used as long as it is a transparent electrode to which a voltage can be applied.
[0031]
The electrode 30 formed on the back substrate 20 does not necessarily need to be entirely transparent, and may be an electrode using an opaque material such as a copper foil.
[0032]
The black particles 24 and the white particles 26 are preferably particles having a uniform charge amount and excellent fluidity, and spherical particles having a uniform particle size are preferable. For example, spherical fine particles of titanium oxide-containing crosslinked polymethylmethacrylate having a volume average particle size of 20 μm mixed with fine powder of titania treated with isopropyltrimethoxysilane at a weight ratio of 100 to 0.4 (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) Such as techpolymer MBX-20-white) and spherical fine particles of carbon-containing crosslinked polymethylmethacrylate having a volume average particle diameter of 20 μm (techpolymer MBX-20-black manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. is classified). In addition, by using particles in a form in which electrification control is performed on spherical particles, particles that follow an electric field and easily move can be used.
[0033]
As the black particles 24 and the white particles 26, particles having different charging characteristics are used. For example, when the black particles 24 have a characteristic of being negatively charged and the white particles 26 have a characteristic of being positively charged, the black particles 24 are attached to the rear substrate 20 by applying a negative voltage to the display substrate 18 side. The white particles 26 can be moved to the display substrate 18 side, and by applying a positive voltage to the display substrate 18 side, the black particles 24 are moved to the display substrate 18 side and the white particles 26 are moved to the display substrate 18 side. It can be moved to the back substrate 20 side.
[0034]
In the case where the display substrate 18 and the rear substrate 20 are configured to display one type of predetermined image, a substrate in which a copper foil is formed in the shape of a predetermined image by etching on the surface of the epoxy substrate can be used. . In the case of a configuration in which a plurality of types of arbitrary images are displayed, for example, a so-called simple matrix structure can be formed using a flexible substrate (FPC) on which a plurality of strip-shaped electrodes are formed.
[0035]
The image driving device 14 includes a DC power source 32 and a driving unit 34. As shown in FIG. 2, the drive unit 34 includes switches SW1 to SW10 and capacitors C1 and C2. The switches SW1 to SW10 are supplied with power from a logic power supply (not shown) and are controlled by the control unit 36.
[0036]
One end of the switch SW1 is connected to the DC power source 32, and the other end is connected to one ends of the switches SW2 and SW5 and the capacitor C1. The other end of the switch SW2 is connected to one end of the switch SW3 and the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18. The other end of the switch SW3 is connected to one end of the switch SW4 and the other end of the capacitor C1. The other ends of the switches SW4 and SW5 are grounded.
[0037]
One end of the switch SW6 is connected to the DC power source 32, and the other end is connected to one ends of the switches SW7 and SW10 and the capacitor C2. The other end of the switch SW10 is connected to one end of the switch SW9 and the electrode 30 provided on the back substrate 20. The other end of the switch SW9 is connected to one end of the switch SW8 and the other end of the capacitor C2. The other ends of the switches SW7 and SW8 are grounded. The switches SW1 to SW10 are constituted by, for example, open collector type switches, and the opening and closing thereof are controlled by the control unit 36 although not shown in FIG.
[0038]
The image display medium 12 corresponds to the image display medium of the present invention, the display substrate 18 corresponds to one substrate of the present invention, the back substrate 20 corresponds to the other substrate of the present invention, the transparent electrode 28 and the electrode 30 corresponds to the electrode of the present invention, the black particles 24 and the white particles 26 correspond to the particle group of the present invention, the DC power source 32 corresponds to the power source of the present invention, the switch SW1 corresponds to the switch of the present invention, The capacitor C1 corresponds to the charge holding means of the present invention, the switches SW2 to SW5 correspond to the connection switching means of the present invention, the switch SW6 corresponds to the second switch of the present invention, and the capacitor C2 corresponds to the second switch of the present invention. The switches SW7 to SW10 correspond to the second connection switching means of the present invention.
[0039]
Next, the opening / closing operation of the switches SW1 to SW10 will be described. The voltage applied between the substrates necessary for the movement of the black particles 24 and the white particles 26 between the substrates is 2 V (volts), and the DC power source 32 is a power source that outputs the voltage V, and the capacitor C1. , C2 is a capacitor capable of storing a charge corresponding to the voltage V.
[0040]
In FIG. 3, when white display and black display are performed from a state where there is no change in the display image, the open / close state of SW 1 to SW 10, the charged state of capacitors C 1 and C 2 in each phase, Showed about.
[0041]
First, in order to make the display image unchanged (sequence No. 1), as shown in FIG. 3, the control unit 36 turns on the switches SW1, SW2, SW4, SW6, SW7, SW9, and switches SW3, SW5, SW8 and SW10 are turned off.
[0042]
Since the switches SW1, SW2, and SW4 are turned on and the switches SW3 and SW5 are turned off, the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18 is connected to the DC power source 32, and one end of the capacitor C1 is connected to the DC power source 32. And the other end is grounded. As a result, the potential on the display substrate 18 side becomes + V, and the capacitor C1 is charged.
[0043]
Further, since the switches SW6, SW7, SW9 are turned on and the switches SW8, SW10 are turned off, the electrode 30 provided on the back substrate 20 is connected to the DC power supply 32, and one end of the capacitor C2 is connected to the DC power supply 32. And the other end is grounded. As a result, the potential on the back substrate 20 side becomes + V, and the capacitor C2 is charged.
[0044]
Thus, since the potential of both the display substrate 18 and the back substrate 20 becomes + V and the potential difference between the substrates becomes 0, the black particles 24 and the white particles 26 do not move, and the display image does not change.
[0045]
Next, in order to change to the white display state (sequence No. 2), the control unit 36 turns on the switches SW3, SW5, SW6, SW7, and SW9 as shown in FIG. Turn off SW10.
[0046]
Since the switches SW3 and SW5 are turned on and the switches SW1, SW2 and SW4 are turned off, one end of the capacitor C1 is grounded and the other end is connected to the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18. As a result, the capacitor C1 is discharged, and the potential on the display substrate 18 side becomes −V.
[0047]
Further, since the switches SW6, SW7, and SW9 remain on and the switches SW8 and SW10 remain off, the electrode 30 provided on the back substrate 20 is connected to the DC power source 32, and one end of the capacitor C2 is connected to the DC. While being connected to the power source 32, the other end remains grounded. As a result, the potential on the back substrate 20 side remains + V, and the capacitor C2 remains charged.
[0048]
Thus, since the potential of the display substrate 18 becomes −V and the potential of the back substrate 20 becomes + V and the potential difference between the substrates becomes 2V, the white particles 26 move to the display substrate 18 side and the black particles 24. Moves to the back substrate 20 side and white display is performed.
[0049]
Next, in order to change to the black display state (sequence No. 3), the control unit 36 turns on the switches SW1, SW2, SW4, SW8, and SW10 and switches SW3, SW5, SW6, SW7, as shown in FIG. SW9 is turned off.
[0050]
Since the switches SW1, SW2, and SW4 are turned on and the switches SW3 and SW5 are turned off, the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18 is connected to the DC power source 32, and one end of the capacitor C1 is connected to the DC power source 32. And the other end is grounded. As a result, the potential on the display substrate 18 side becomes + V, and the capacitor C1 is charged.
[0051]
Further, since the switches SW8 and SW10 are turned on and the switches SW6, SW7 and SW9 are turned off, one end of the capacitor C2 is grounded and the other end is connected to the electrode 30 provided on the back substrate 20. . As a result, the capacitor C2 is discharged, and the potential on the back substrate 20 side becomes −V.
[0052]
Thus, since the potential of the display substrate 18 becomes + V and the potential of the back substrate 20 becomes −V and the potential difference between the substrates becomes 2V, the white particles 26 move to the back substrate 20 side and the black particles 24. Moves to the display substrate 18 side and a black display is obtained.
[0053]
In this way, the black particles 24 and the white particles 26 can be moved to perform white display and black display. For example, an arbitrary image corresponding to the electrode shape can be formed by changing the electrode shape to an arbitrary shape. can do.
[0054]
For example, in actual driving of the particles, when the distance d between the substrates is 0.2 mm, the minimum potential difference required to move the particles is 80 V, and 120 V is necessary to move all the particles. Necessary. Even in such a case, according to the present invention, the DC power source 32 only needs to be able to output a voltage of 60V instead of 120V, and may be half the power supply voltage as compared with the prior art. Further, the withstand voltages of the switches SW1 to SW10 and the capacitors C1 and C2 do not need to be 120V or higher, and may be 60V or higher. Furthermore, it is not necessary to prepare a negative voltage power source. As a result, the cost of the apparatus can be greatly reduced, and the response speed can be increased.
[0055]
For example, the area of the image display medium 12 is 20 cm. ² In this case, the charge amount necessary for display switching is 0.1 μC, which is substantially equal to the integrated value of the charge amount of the particles. In this state, when the capacitance and voltage of the capacitor are changed as shown in FIG. 4, the display switching range is determined by the charge amount, and the display switching is possible if the charge amount is larger than 0.1 μC. It was confirmed that.
[0056]
By the way, the area is several tens of centimeters. ² When the entire image display medium is driven, a current on the order of μA is instantaneously required. Therefore, as shown in FIG. 5, when the image driving device 14 and the image display medium 12 are separated from each other, A change occurs in the display only by applying a voltage to the wiring 38.
[0057]
Therefore, as shown in FIG. 6, it is preferable that the image display medium 12 and the image driving device 14 are brought close to each other. As a result, the voltage change caused by static electricity is absorbed by the capacitors C1 and C2, and the image can be held stably.
[0058]
At this time, if the back substrate 20 is a substrate formed by vapor-depositing and etching a copper foil electrode on an epoxy resin, the image driving device 14 can be mounted on the same substrate and close to the display substrate 18. Therefore, it is possible to reduce noise generated on the wiring circuit.
[0059]
When displaying an arbitrary image, as shown in FIG. 7, for example, the electrode 30 can be divided into a plurality of parts corresponding to the pixels, and the arbitrary image can be displayed by so-called active matrix driving. Also, as shown in FIG. 8, the electrode 30 is divided into a plurality of strip-shaped electrodes, and the transparent electrode 28 is also divided into a plurality of similar strip-shaped electrodes so that the transparent electrode 28 and the electrode 30 are orthogonal to each other. Arbitrary images can be displayed by so-called simple matrix driving.
[0060]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
[0061]
FIG. 9 shows an image display device 40 according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the image display device 40 includes an image display medium 12 and an image driving device 42. The image driving device 42 includes switches SW1, SW6, SW11, SW12, SW13, SW14, capacitors C1, C2, and a DC power supply 32.
[0062]
The switch SW11 corresponds to the switch SW1 in FIG. 2, the switch SW12 corresponds to the switch SW2 and SW5 in FIG. 2, and the switch SW13 has the switch SW3 and SW4 in FIG. The switch SW14 corresponds to the switch SW6 in FIG. 2, the switch SW15 corresponds to the switch SW7 and SW10 in FIG. 2, and the switch SW16 sets the switch SW8 and SW9 in FIG. Corresponds to the one.
[0063]
The switches SW12, SW13, SW15, and SW16 are switched to the contact point A or the contact point B by the control unit 36 although not shown in FIG. The switches SW12, SW13, SW15, and SW16 can be, for example, those of the photoMOS type.
[0064]
Next, the opening / closing operation of the switches SW11 to SW16 will be described. In FIG. 10, when white display and black display are performed from a state where there is no change in the display image, the open / close state of SW 11 to SW 16, the charged state of capacitors C 1 and C 2, the potentials of display substrate 18 and rear substrate 20 in each phase. Showed about.
[0065]
First, in order to make the display image unchanged (sequence No. 1), the control unit 36 turns on the switches SW11 and SW14, connects the switches SW12 and SW16 to the contact A, and switches the switch SW13 as shown in FIG. , SW15 is connected to contact B.
[0066]
Since the switch SW11 is turned on, the switch SW12 is connected to the contact A and the switch SW13 is connected to the contact B, the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18 is connected to the DC power source 32 and one end of the capacitor C1. Is connected to the DC power source 32 and the other end is grounded. As a result, the potential on the display substrate 18 side becomes + V, and the capacitor C1 is charged.
[0067]
In addition, since the switch SW14 is turned on, the switch SW15 is connected to the contact B and the switch SW16 is connected to the contact A, the electrode 30 provided on the back substrate 20 is connected to the DC power source 32, and the capacitor C2 One end is connected to the DC power source 32 and the other end is grounded. As a result, the potential on the back substrate 20 side becomes + V, and the capacitor C2 is charged.
[0068]
Thus, since the potential of both the display substrate 18 and the back substrate 20 becomes + V and the potential difference between the substrates becomes 0, the black particles 24 and the white particles 26 do not move, and the display image does not change.
[0069]
Next, in order to change to the white display state (sequence No. 2), the control unit 36 turns off the switch SW11, connects the switch SW12 to the contact B, and connects the switch SW13 to the contact A as shown in FIG. Let
[0070]
As a result, one end of the capacitor C1 is grounded, and the other end is connected to the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18. As a result, the capacitor C1 is discharged, and the potential on the display substrate 18 side becomes −V.
[0071]
Further, since the switch SW14 remains on, the switch SW15 is connected to the contact B, and the switch SW16 remains connected to the contact A, the electrode 30 provided on the back substrate 20 is connected to the DC power source 32. The capacitor C2 has one end connected to the DC power source 32 and the other end grounded. As a result, the potential on the back substrate 20 side remains + V, and the capacitor C2 remains charged.
[0072]
Thus, since the potential of the display substrate 18 becomes −V and the potential of the back substrate 20 becomes + V and the potential difference between the substrates becomes 2V, the white particles 26 move to the display substrate 18 side and the black particles 24. Moves to the back substrate 20 side and white display is performed.
[0073]
Next, in order to change to the black display state (sequence No. 3), the control unit 36 turns on the switch SW11 to connect the switch SW12 to the contact A and connect the switch SW13 to the contact B as shown in FIG. . Further, the switch SW14 is turned off, the switch SW15 is connected to the contact A, and the switch SW16 is connected to the contact B.
[0074]
Since the switch SW11 is turned on, the switch SW12 is connected to the contact A and the switch SW13 is connected to the contact B, the transparent electrode 28 provided on the display substrate 18 is connected to the DC power source 32 and one end of the capacitor C1. Is connected to the DC power source 32 and the other end is grounded. As a result, the potential on the display substrate 18 side becomes + V, and the capacitor C1 is charged.
[0075]
Further, since the switch SW14 is turned off, the switch SW15 is connected to the contact A and the switch SW16 is connected to the contact B, one end of the capacitor C2 is grounded and the other end is provided on the back substrate 20. Connected to the electrode 30. As a result, the capacitor C2 is discharged, and the potential on the back substrate 20 side becomes −V.
[0076]
Thus, since the potential of the display substrate 18 becomes + V and the potential of the back substrate 20 becomes −V and the potential difference between the substrates becomes 2V, the white particles 26 move to the back substrate 20 side and the black particles 24. Moves to the display substrate 18 side and a black display is obtained.
[0077]
In this way, the black particles 24 and the white particles 26 can be moved to perform white display and black display. For example, an arbitrary image corresponding to the electrode shape can be formed by changing the electrode shape to an arbitrary shape. can do.
[0078]
In the present embodiment, the connection switching means is configured by using the switches SW12, SW13, SW15, and SW16 that can be switched to the contact A or the contact B, not simply the switch for switching on / off, so that the number of elements can be reduced. Therefore, a simple configuration can be achieved and space saving can be achieved.
[0079]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
[0080]
FIG. 11 shows an image display device 50 according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the image display device 50 includes an image display medium 12 and an image driving device 52.
[0081]
The image driving device 52 includes a DC power supply 32, capacitors C1 to C5, and a switch unit 54 as connection means. Capacitors C1 to C5 are connected in series.
[0082]
Further, the connection point A1 between the DC power source 32 and the capacitor C1, the connection point A2 between the capacitor C1 and the capacitor C2, the connection point A3 between the capacitor C2 and the capacitor C3, the connection point A4 between the capacitor C3 and the capacitor C4, and the connection between the capacitor C4 and the capacitor C5. The point A5 is connected to the switch unit 54.
[0083]
As shown in FIG. 12, the switch unit 54 includes a switch S ₁ ~ S _Five , S _A ~ S _E These switches are supplied with power by a logic drive power supply (not shown), and the opening / closing thereof is controlled by the control unit 36.
[0084]
Here, by configuring the capacitors C1 to C5 with capacitors of the same capacity, for example, when the output voltage of the DC power supply 32 is V, V5 = V, V4 = 4V / 5, V3 = 3V / 5, V2 = 2V / 5, V5 = V / 5, and a plurality of types (five) of voltages can be generated with one power source.
[0085]
If the relationship between the potential difference V between the substrates and the image density D is as shown in FIG. ₁ ~ S _Five , S _A ~ S _E The image density D1 to D5 can be set to five levels by applying the voltages V1 to V5 to the transparent electrodes 28A to 28E, respectively.
[0086]
Next, switch S ₁ ~ S _Five , S _A ~ S _E The opening / closing operation will be described.
[0087]
As shown in FIG. 14, first, the switch S is set at a time from 0 to T1. ₁ , S _A Turn on the other switches. As a result, the potential of the transparent electrode 28A becomes V1. Next, at time T1 to T2, switch S ₂ , S _B Turn on the other switches. Thereby, the potential of the transparent electrode 28B becomes V2. Next, at time T2 to T3, switch S _Three , S _C Turn on the other switches. Thereby, the potential of the transparent electrode 28C becomes V3. Next, at time T3 to T4, switch S _Four , S _D Turn on the other switches. As a result, the potential of the transparent electrode 28D becomes V4. Next, at time T4 to T5, the switch S _Five , S _E Turn on the other switches. Thereby, the potential of the transparent electrode 28E becomes V1.
[0088]
Thus, switch S ₁ ~ S _Five , S _A ~ S _E By applying different voltages to the transparent electrodes 28 A to 28 E by controlling the opening / closing of the display, gradation display with different densities can be achieved.
[0089]
In this embodiment, since a plurality of voltages are generated using a capacitor, particles can be moved without losing the accumulated charge, compared to those using a potential control member such as a varistor. Energy efficiency is high, and power loss due to excessive heat generation can be prevented.
[0090]
In the case of switching the display contents in the simple matrix configuration, the display substrate 18 is prevented in order to prevent a phenomenon that a pixel for which display switching has been completed or a pixel for which display switching has not been performed is changed, that is, crosstalk. It is preferable to provide a potential difference between the image holding potential of the first substrate and the image holding potential of the rear substrate 20.
[0091]
Conventionally, as shown in FIG. 16, a drive power supply 62 and a logic drive power supply 64 are required on the display substrate 18 side and the back substrate 20 side, respectively, and further a power supply for providing a potential difference for preventing crosstalk is required. Therefore, a total of six power supplies are required, which increases the cost of the apparatus and makes it difficult to mount the package of the power supply unit on the image display medium, and it is necessary to provide a dedicated power supply apparatus outside.
[0092]
On the other hand, in this embodiment, a plurality of types of voltages are generated by connecting capacitors in series, and even when a potential difference for preventing crosstalk is required, this potential difference can be generated by the capacitor. . For this reason, when the display contents are switched in the configuration of the simple matrix, as shown in FIG. 15, the power source is configured by only one type of DC power source 32 and the logic driving power source 60 for supplying power to the driving unit 34. be able to. Thereby, it is possible to reduce the cost with an inexpensive and simple configuration and to perform a stable operation against noise.
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is an effect that a drive unit that drives an image display medium that displays an image by moving particles can be configured simply and inexpensively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image driving apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a table showing on / off states of a switch, a charged state of a capacitor, a potential of a substrate, and the like for each sequence in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a charge amount and a voltage and a charge amount necessary for driving particles.
FIG. 5 is a diagram for explaining an arrangement of an image display medium and an image driving device.
FIG. 6 is a diagram for explaining an arrangement of an image display medium and an image driving device.
FIG. 7 is a diagram for explaining an electrode in the case of an active matrix structure.
FIG. 8 is a diagram for explaining an electrode in the case of a simple matrix structure.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an image driving apparatus according to a second embodiment.
FIG. 10 is a table showing on / off states of a switch, a charged state of a capacitor, a potential of a substrate, and the like for each sequence in a second embodiment.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an image display device according to a third embodiment.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a switch unit.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between voltage and concentration.
FIG. 14 is a table showing on / off states of switches in the third embodiment for each sequence;
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an image display device according to the first embodiment.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a conventional image display device.
[Explanation of symbols]
10, 40, 50 image display device
12 Image display media
14, 42, 52 Image drive device
18 Display board
20 Back substrate
24 black particles
26 White particles
28 Transparent electrode
30 electrodes
32 DC power supply
34 Drive unit
36 Control unit
38 Wiring
54 Switch part
60, 64 Logic drive power supply
62 Drive power supply
64 logic drive power supply

Claims

A pair of substrates, at least one of which is translucent, an electrode for applying a voltage between the pair of substrates, and an electric field formed between the pair of substrates by a voltage applied to the electrodes In an image driving device for driving an image display medium comprising at least one kind of particle group movably enclosed between the substrates,
A power supply for outputting the voltage;
A switch provided between the power source and an electrode provided on one substrate side of the pair of substrates;
Charge holding means for holding charge from the power source;
When the switch is on, the power source is connected to the electrode provided on the one substrate side and one end of the charge holding means, and the other end of the charge holding means is at a potential point lower than the potential of the power source. When the switch is off, one end of the charge holding means is connected to the potential point and the other end of the charge holding means is connected to an electrode provided on the one substrate side. Connection switching means for switching the connection relationship of the charge holding means,
An image driving apparatus comprising:

A second switch provided between the power source and an electrode provided on the other substrate side of the pair of substrates;
Second charge holding means for charging the charge from the power source;
When the switch is on, the power supply is connected to the electrode provided on the other substrate side and one end of the charge holding means, and the other end of the charge holding means is at a potential point lower than the potential of the power supply. When the switch is off, one end of the charge holding means is connected to the potential point and the other end of the charge holding means is connected to an electrode provided on the other substrate side. Second connection switching means for switching the connection relationship of the charge holding means,
The image driving apparatus according to claim 1, further comprising:

The image driving apparatus according to claim 1, wherein the potential at the potential point is a ground potential.

A pair of substrates, at least one of which is translucent, an electrode for applying a voltage between the pair of substrates, and an electric field formed between the pair of substrates by a voltage applied to the electrodes In an image driving device for driving an image display medium comprising at least one kind of particle group movably enclosed between the substrates,
A power supply for outputting the voltage;
A plurality of charge holding means connected in series for holding charges from the power source;
Connection means for connecting an end portion of any one of the plurality of charge holding means and an electrode provided on the one substrate side;
An image driving apparatus comprising:

5. The connection unit according to claim 4, wherein the connection unit connects an end of one of the plurality of charge holding units and one of the plurality of electrodes provided on the one substrate side. Image driving device.