專利名稱：圖像顯示介質(zhì)及圖像寫入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示介質(zhì)，其中由電場驅(qū)動彩色粒子實現(xiàn)重復可覆寫顯示，還涉及一種采用圖像顯示介質(zhì)的圖像寫入裝置。
然而，這些圖像顯示介質(zhì)的問題是，它們不能像普通紙張一樣顯示白色，圖像對比度低。
為解決以上問題，提出了一種利用兩種具有不同顏色的彩色粒子的圖像顯示介質(zhì)作為圖像顯示介質(zhì)。例如，在日本Hardcopy’99，294-252頁以及Japan Hardcopy’99 Fall Proceedings，10-13頁中所描述的一種圖像顯示介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為一個透明顯示基板，一個與顯示基板對向放置且彼此保持一個很小間隙的后基板，以及兩基板間封閉的黑色導電色粉以及白色絕緣色粉。顯示基板和后基板上都制作有電極，且每一電極的內(nèi)表面涂覆有載流子材料，此材料輸運只有一種極性的載流子(例如，正空穴)。當在此基板間施以電場時，正空穴只注入黑色導電色粉，且黑色的色粉是帶正電的。因此，黑色色粉相應于基板間形成的電場而在白色粒子間推進，且在基板間移動。當黑色色粉移動到了顯示基板一側(cè)時實現(xiàn)了黑色顯示，而當黑色色粉移動到后基板一側(cè)時由白色粒子實現(xiàn)了白色顯示。
在日本專利申請Laid-Open申請?zhí)?001-33833中進一步描述了一種圖像顯示介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為對向放置的基板，該基板安裝以一個導電層或者替代層，至少顯示熒光面?zhèn)仁峭该鞯?，且基板之間封閉著兩種不同顏色的粒子，且此粒子不受同性電荷的影響。在這種圖像顯示介質(zhì)中，電荷從導電層或替代層輸送到彩色粒子，已電荷的彩色粒子在電場的作用下而移動，使任意種彩色粒子粘附在顯示基板上。這樣，實現(xiàn)了圖像顯示。
在日本專利申請Laid-Open申請?zhí)?001-312225中進一步說明了另外一種圖像顯示介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為一個透明顯示基板，一個與顯示基板對向放置且其間保持一很小間隙的后基板，以及封閉在基板之間的兩種具有不同顏色及電性的粒子群。這兩種粒子群攜帶電性互為相反。當在基板間施以電壓時，粒子群分別從基板一側(cè)移向另一側(cè)。通過在基板間施以與圖像信息相應的電壓，使任意種彩色粒子粘附在顯示基板上而實現(xiàn)圖像顯示。
在日本專利申請Laid-Open申請?zhí)?001-242492中，進一步說明了另一種顯示介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為一對基板，至少其顯示表面一側(cè)是透明的，基板間封閉了一種高度絕緣無色的色散介質(zhì)，且基板間封閉了至少兩種具有不同的電泳特性的電泳細顆粒。這兩種不同的電泳細顆粒的組成一方面是白色粒子，另一方面為與白色粒子具有不同色調(diào)的彩色粒子。這兩種粒子帶有互為相反的極性。當在兩基板間施加電壓時，這兩種粒子分別從彼此不同的基板一側(cè)移向基板另一側(cè)移動。通過根據(jù)圖像信息在兩基板間施加不同的電壓，使任意種顏色粒子粘附到顯示基板而實現(xiàn)圖像顯示。
在這些圖像顯示介質(zhì)中，根據(jù)圖像信息通過將兩種彩色粒子中的任一種粒子粘附到透明顯示基板的表面而顯示出圖像來。通過使用具有高度光學壓縮特性的彩色粒子，可用具有兩種不同顏色的粒子而實現(xiàn)高清晰對比度的圖像顯示。
為了通過采用具有不同顏色的兩種彩色粒子的圖像顯示介質(zhì)而實現(xiàn)多色彩顯示，首先，一種用于顯示多色彩圖像的顯示方法是在顯示基板上制作濾色膜。當在顯示基板上制作一個濾色膜時，可以顯示出粘附在顯示基板內(nèi)表面的粒子顏色以及濾色膜的顏色的混合顏色。例如，如果使用了白色粒子和黑色粒子，則白色粒子粘附在顯示基板上時顯示出濾色膜的顏色，當黑色粒子粘附其上是則實現(xiàn)了黑色顯示。這些彩色濾色膜，如R，G和B濾色膜都可以采用，可通過三個或者多個相鄰的紅、綠和藍色的像素而構(gòu)成一個單一顏色的像素。黑色和白色粒子根據(jù)圖像信號而運動，并且R、G和B光線的反射受到控制。因此，可以顯示任意顏色。
另外一種方法已提出，其中一種單元結(jié)構(gòu)是由顯示基板和后基板間的隔塊來分隔形成，不同顏色的彩色粒子分別封閉在各個單元里，且單一顏色由大量相鄰單元表示。例如，一種情況是三種粒子組合，即，黑色粒子和紅色粒子，黑色和綠色粒子，以及黑色粒子和藍色粒子，以規(guī)則方式封閉在各個單元中，且單一顏色像素由紅，綠和藍色的相鄰單元來表示。黑色粒子和紅色、綠色以及藍色粒子根據(jù)圖像信號而移動，而可以控制R、G和B色光線反射以顯示自由選擇的顏色。
然而，由于在這些方法中，一個單一顏色像素是由大量控制紅色、綠色和藍色光線中的每一種的反射的像素而表示的，因此顯示圖像的分辨率降低了。特別地，文本質(zhì)量的惡化顯著。為維持文本顯示的分辨率，有必要制造具有較高分辨率的顯示介質(zhì)，但是用以驅(qū)動電路的較高花費和生產(chǎn)成本增加也是不可避免的。
此外，在以上所述的多色彩顯示方法中，白色顯示受灰色調(diào)的影響，并且顯示白度，作為采用彩色粒子的圖像顯示介質(zhì)的主要特點，被損失了。此外，由于一種顏色是通過對并列于彩色像素位置的紅色、綠色以及藍色的顏色選擇而實現(xiàn)的，因此多色彩顯示整體暗化。這種情況在周圍環(huán)境明亮的情況下是可以接受的，而在周圍環(huán)境黑暗的情況中，就存在一個多色彩顯示圖像的顯示質(zhì)量顯著惡化的問題。
在如上所述的多色彩顯示方法中，引起的文本質(zhì)量的惡化是由于分辨率的降低，白色顯示質(zhì)量或者黑色顯示質(zhì)量衰減、在周圍環(huán)境黑暗的情況中多色彩圖像顯示質(zhì)量的降低以及類似基本的問題而引起的，而即使改變?yōu)V色膜的顏色結(jié)構(gòu)，封閉的彩色粒子的色彩組合以及類似條件，這些基本問題也不可能得到改善。
本發(fā)明用以克服上述問題的第一方面是一種圖像顯示介質(zhì)。該圖像顯示介質(zhì)包括一個顯示基板，至少是半透明的；一個后基板，與顯示基板對向放置且之間距離很??；以及至少一種粒子群，其顏色不同于后基板，且被密封于基板間，這樣可使粒子根據(jù)施加在各個分隔的基板間電壓而形成的電場在大量分格間移動，該分格是由顯示基板和后基板間的內(nèi)部空間分隔形成。
根據(jù)本發(fā)明，顏色不同于后基板的粒子群被密封于基板間。此外，粒子群被基板內(nèi)側(cè)空間的平行于基板表面的方向的大量分格分開。粒子被封閉，以便當對基板間各個分格施加電壓時，根據(jù)所施加的電壓而形成的電場，而使粒子可以在大量分格間移動。即，粒子群被封閉，使得粒子群既能在平行于基板表面的方向移動，也可以在顯示基板和后基板間移動。
因此，由于后基板的顏色不同于粒子群的顏色，有可能只用少量種類的粒子，通過沿平行于顯示基板表面的方向移動粒子而顯示多種顏色，這樣后基板從顯示基板一側(cè)是可看得見的。后基板材料本身的顏色可以不同于粒子群的顏色，或者相對顯示基板的后基板的至少一側(cè)的表面是彩色的，該顏色不同于粒子群的顏色。而且，即使在只有一種粒子群的情況也是足夠可以顯示彩色的。在只采用一種粒子群的情況下，可以通過將其與后基板的顏色組合而實現(xiàn)雙色顯示。
為根據(jù)圖像信息而移動粒子到顯示基板一側(cè)或者后基板一側(cè)，可以按照第一預定循環(huán)次數(shù)(一次或者多次循環(huán))，施加直流電壓或者交流電壓而形成一個直流或者交流電場，該電場形成在顯示基板之間需要粒子移動的位置。因此，粒子群在與顯示基板表面正交的方向上移動。因而，粒子根據(jù)圖像信息移動至顯示基板一側(cè)或者后基板一側(cè)。當根據(jù)圖像信息而需要顯示后基板表面的顯示基板側(cè)(曝光)時，可按照第二次循環(huán)次數(shù)(一個大的循環(huán)次數(shù))重復對顯示基板和后基板間需要顯示后基板的位置施加交流電壓以形成一個交流電場，該循環(huán)次數(shù)高于第一預定循環(huán)次數(shù)。因而，粒子以平行于顯示基板表面的方向而移動。結(jié)果，位于需要后基板位置的粒子移動到該位置的邊緣，而可以顯示出后基板的顏色。
與本發(fā)明的第一方面的圖像顯示介質(zhì)中，大量種類的粒子群，其顏色和電性不同，可被用作粒子群。因而，可以顯示更多種顏色。例如，該粒子群的種類可以是一個白色粒子群和一個黑色粒子群。因而，可以實現(xiàn)具有高對比度的黑-白顯示，且通過利用黑色基板的顏色也可顯示其他的顏色。此外，當實現(xiàn)單色顯示時，由于黑色基板的顏色是不相關(guān)的，單色顯示的分辨率并沒有降低。
可采用一種具有若干分格的結(jié)構(gòu)配置，其中至少一個分格的后基板的顏色不同于相鄰其他分格的后基板的顏色。因而，可用較小數(shù)量種類的粒子顯示較大數(shù)量的顏色。
此外，例如，后基板可配置為其后基板的分格的各種顏色包括紅、綠及藍色。因而可通過結(jié)合各種顏色，將出現(xiàn)在各個分格中的粒子群移動到其邊緣的方式，并結(jié)合需要顯示的顏色而顯示多重顏色。此外，通過選擇黑色和白色粒子群，白色顯示的白度將不會受到不利的影響，且黑色顯示的泛灰也可以避免。
后基板的結(jié)構(gòu)可以配置為后基板的分格的各種顏色包括黃色，洋紅和青色。這樣，通過結(jié)合黃色，洋紅和青色的光譜反射特性而使圖像顯示較采用紅、綠和藍色更明亮。
在這種圖像顯示介質(zhì)中，當進行顯示后基板顏色的多色彩圖像顯示時，粒子從需要的位置移動到了其邊緣位置。然而，可能存在這種情況，當重復顯示多色彩圖像時，可能發(fā)生圖像顯示介質(zhì)中的粒子分布的偏移。這種粒子偏移可通過在基板間施加交流電場而使其均勻。但當偏移的程度很高時，需要一段時間而達到均勻化。
因而，可進一步安裝一個或者多個隔塊以將基板內(nèi)部空間分隔成包括多個分格部分的單元。
因此，由于基板內(nèi)部空間被分隔成單元，粒子的偏移被限制在單元以內(nèi)，并且彩色粒子分布的均勻化也可通過施加一個交流電場而在短時間內(nèi)實現(xiàn)。
作為圖像顯示介質(zhì)的圖像顯示方法，包括一種同時將整個顯示區(qū)域?qū)懭氲姆椒?；一種實現(xiàn)圖像寫入的掃描式方法，對以圖像記錄介質(zhì)的確定方向排成直線的每列圖像進行順次的圖像寫入；以及類似方法。然而，在進行掃描式圖像寫入過程中，在粒子已移離的位置，可能發(fā)生粒子因次排的圖像寫入而移回粒子的情況。因此，通過進行若干次重復的圖像寫入，可以確保彩色粒子從需要移離的位置移動到不發(fā)生移離的位置，而實現(xiàn)較好的多色彩圖像的顯示。
然而，由于當進行若干次重復圖像寫入時，其圖像寫入的時間較長，后基板分別對應于眾分格的部分是矩形的，其眾分格以長邊相鄰于另一分格，并且隔塊可分隔基板內(nèi)部的空間而沿與長邊正切的方向形成單元。此時，圖像寫入方向被設(shè)置為沿分格的長邊方向。因而，粒子在圖像寫入方向的移動由隔塊所限制。這樣，即使進行掃描式圖像寫入時，也不會發(fā)生因隨后排像素的圖像寫入而使粒子運動至已移開位置的情況。因而，可以用簡單的掃描而實現(xiàn)掃描式圖像寫入，且圖像寫入時間可能大大縮短。采用掃描式圖像寫入方法對許多行同時寫入時，可構(gòu)建單元，以便可以一次對一個單元內(nèi)的所有大量像素行進行圖像寫入。
此外，可以構(gòu)建單元，使其包括各自顏色都不同于后基板的大量分格部分；例如，一個具有窄長單元的結(jié)構(gòu)，使每個單元包含一個分格，每個分格的顏色與后基板的顏色互不相同。這樣，粒子在圖像顯示介質(zhì)中的分布的偏移可被進一步的抵制，并且粒子位置的均勻化可能被進一步縮小。而且，采用掃描式圖像寫入方法的圖像寫入時間能夠縮短。
在本發(fā)明中，用以施加電壓的電極可以安裝在顯示基板和后基板上，以產(chǎn)生上述電場。至少安排在顯示基板上的電極是透明電極。當以這種方式在圖像記錄介質(zhì)上安裝電極時，一個單獨的圖像寫入裝置的安裝不是必須的。此外，在這種情況下，至少顯示基板和后基板之一的結(jié)構(gòu)中其電極是一組分立電極。
電極可以是若干線性電極，且安裝在顯示基板上的線性電極和后基板上的線性電極可以分別以彼此交叉的結(jié)構(gòu)排列。因而，圖像寫入裝置的成本較安裝分立電極低。
圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以配置為后基板是半透明的。這時，可以進一步安裝一個后燈，該燈從后基板外面發(fā)射光線照射到顯示基板。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠使顯示的圖像更加明亮。
本發(fā)明第二方面的圖像寫入裝置包括一個電壓施加儀器，該儀器對第一方面的圖像顯示介質(zhì)施加電壓，以選擇性地產(chǎn)生至少一種直流電場和交流電場，以便使粒子群在各個分格的基板內(nèi)部空間內(nèi)移動。
特別地，為了根據(jù)圖像信息而將粒子移動到顯示基板側(cè)和/或后基板側(cè)，電壓施加儀器對顯示基板和后基板之間需要移動粒子的位置施加以直流和/或交流電壓，從而形成一個以第一預定循環(huán)次數(shù)重復的交流和/或直流電場，以便使粒子群沿正交于顯示基板表面的方向移動。這樣，粒子根據(jù)圖像信息而移動到顯示基板一側(cè)和/或后基板一側(cè)。進而，根據(jù)圖像信息在需要顯示(爆光)的顯示器后基板的彩色表面的顯示基板一側(cè)的地方，可以對該位置施加以交流電壓，以便形成一個按照第二預定循環(huán)次數(shù)重復的電場，該循環(huán)次數(shù)高于第一預定循環(huán)次數(shù)，以便使位于顯示基板和后基板之間，后基板需要顯示的位置的粒子以平行顯示基板表面的方向而移動。因此，位于需要顯示后基板顏色的位置的粒子，移動至該位置的邊緣，且后基板的顏色被顯示出來。
此外，電壓施加儀器可安裝大量呈直線排列的電極，當相對于圖像顯示介質(zhì)，沿平行于圖像器的表面的方向在圖像顯示器表面外側(cè)移動時可以施加電壓以產(chǎn)生電場。這時，例如通過以若干循環(huán)次數(shù)而重復施加電壓，粒子一定能夠從要被移去的位置而移動到不將被移去的位置，而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的多色彩的圖像顯示。此外，由于圖像顯示的分辨率是由電極頭的分辨率而決定的，所以易于增加分辨率。
在由粒子群和后基板的顏色而實現(xiàn)多顏色圖像顯示的情況中，電壓施加儀器可以進行控制第一次電壓施加和隨后第二次電壓的施加。第一次電壓是用以在基板間形成一個直流電場或者一個交流電場的電壓，按照第一預定循環(huán)次數(shù)施加，以便根據(jù)圖像信息而使粒子群以交叉于顯示基板表面的方向移動。第二次電壓是形成按照第二預定循環(huán)次數(shù)重復交流電場的電壓，該循環(huán)次數(shù)高于第一預定循環(huán)次數(shù)，以使粒子群根據(jù)圖像信息而以平行于顯示基板表面的方向移動。
例如，在顯示三種或者多種顏色的多色彩圖像時，通常通過施加一個以第一預定循環(huán)次數(shù)重復的根據(jù)圖像信息使帶電粒子在基板間移動的直流電場或者交流電場而進行控制，以實現(xiàn)利用兩種粒子來進行圖像顯示，隨后產(chǎn)生一個以第二預定循環(huán)次數(shù)重復的交流電場，該循環(huán)次數(shù)高于第一預定循環(huán)次數(shù)，以通過將粒子移動到周邊而顯示后基板的顏色。通過利用兩種顏色的粒子第一次實現(xiàn)圖像顯示以及之后以這種方式實現(xiàn)后基板的顏色顯示，在采用兩種彩色粒子的圖像顯示時，其圖像顯示是從一個粒子分布均勻的狀態(tài)而開始進行的。因此，可實現(xiàn)幾乎沒有噪音的較好的圖像顯示。此外，由于當顯示后基板時粒子隨后移到旁邊，而在內(nèi)部移動的兩種粒子也已經(jīng)移動到顯示基板或者后基板一側(cè)，所以由兩種粒子所顯示的圖像沒有受到不利影響，且可以實現(xiàn)高質(zhì)量的圖像顯示。
另一種可能的結(jié)構(gòu)是安裝一個圖像擦除儀器，該儀器對包括在至少一個單元中的所有分格中，通過施加交流電壓而在至少一個單元上所顯示的顯示圖像進行擦除。
本發(fā)明的圖像顯示介質(zhì)中，在通過曝光后基板而顯示多色彩圖像的狀態(tài)中，粒子處于一種非平均分布于基板之間的狀態(tài)。當通過從這種狀態(tài)移動粒子而實現(xiàn)連續(xù)圖像的顯示時，會因粒子的分布狀態(tài)而產(chǎn)生顯示噪音。因此，當一個圖像的顯示是通過在顯示一個多色彩圖像后移動基板內(nèi)的粒子而實現(xiàn)時，優(yōu)選的方法是使粒子處于一種粒子在基板內(nèi)部空間平均分布的狀態(tài)。通過采用圖像擦除儀器而對圖像顯示介質(zhì)的整個顯示區(qū)域作用的同時產(chǎn)生一個交流電場，非均勻分布的粒子能夠回到均勻分布的狀態(tài)。
如果要連續(xù)地顯示多色彩圖像，可能連續(xù)地顯示多顏色圖像而不使彩色粒子返回到在基板之間均勻分布的狀態(tài)，但是可能存在的情況是，當重復顯示多顏色圖像時，圖像顯示介質(zhì)中的彩色粒子的分布會發(fā)生大的偏移。
因而，當重復顯示多色彩圖像時，優(yōu)選的是，至少在圖像顯示之前，如果產(chǎn)生一個可以使帶電粒子在整個圖像顯示介質(zhì)的顯示區(qū)域移動的交流電場，因此能使彩色粒子的偏移因此而均勻化。進而，圖像顯示介質(zhì)的顯示狀態(tài)可通過指定一個交流電場的末態(tài)的場方向，使兩種彩色粒子的任一種作用到顯示基板一側(cè)，而被設(shè)置為一種利用預先自由選擇的彩色粒子的均勻顯示色彩。
在圖像顯示介質(zhì)由隔塊分隔成大量單元的情況下，可同時在每個單元區(qū)域產(chǎn)生交流電場。如果交流電場只在由隔塊所分隔開的區(qū)域而產(chǎn)生，則圖像顯示介質(zhì)的彩色粒子的偏移可不用通過將彩色粒子移動該區(qū)域之外而被均勻化。這樣，圖像擦除儀器的尺寸極大地縮小到大約單元區(qū)域的大小。此外，由于一個多色彩圖像的擦除可以在各個分隔的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，圖像擦除可僅對于需要多色彩圖像的單元進行，不用進行非必要的驅(qū)動。
圖2所示為第一實施例的圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示為一個電極頭的剖面視圖。
圖4所示為說明電極掃描過程的示意圖。
圖5所示為說明第一實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子移動的示意圖。
圖6所示為說明第一實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子移動的示意圖。
圖7所示為說明第一實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子運動的示意圖。
圖8所示為一個圖像擦除儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9所示為第二實施例的圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的剖面視圖。


圖10所示為第二實施例的圖像顯示介質(zhì)的平面視圖。
圖11所示為第二實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12所示為說明第二實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子運動的示意圖。
圖13所示為說明第二實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子運動的示意圖。
圖14的示為說明第二實施例的圖像顯示介質(zhì)的粒子運動的示意圖。
圖15所示為第三實施例的圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)剖面視圖。
圖16所示為第三實施例的圖像顯示介質(zhì)的平面視圖。
圖17所示為第三實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖18所示為第四實施例的圖像顯示介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)視圖。
圖19所示為第五實施例的圖像顯示介質(zhì)的平面視圖。
圖20所示為第六實施例的圖像顯示介質(zhì)的平面視圖。
圖21所示為第七實施例的圖像顯示介質(zhì)的平面視圖。
圖22所示為第八實施例的圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)剖面視圖。
圖23所示為描述第八實施例的圖像顯示介質(zhì)的電極形狀的示意圖。
圖24所示為第八實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖25所示為第九實施例的圖像顯示介質(zhì)結(jié)構(gòu)的剖面視圖。
圖26所示為第九實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖27所示為第十實施例的圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)剖面視圖。
圖28A和28B所示為說明第十實施例的圖像顯示介質(zhì)的線性電極的示意圖。
圖29所示為第十實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖30所示為說明第十實施例的圖像顯示介質(zhì)的圖像顯示方法的平面視圖。
圖31所示為說明所施加電壓與反射厚度的關(guān)系圖。
圖1所示為本發(fā)明的圖像顯示介質(zhì)10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖像顯示介質(zhì)10的結(jié)構(gòu)為具有要被顯示一側(cè)的透明顯示基板12、一個與顯示基板12對向放置且之間保持一很小間隙的彩色后基板14、擱置基板之間用以維持基板內(nèi)部間隔不變的隔塊16以及密封在基板之間的白色粒子18和黑色粒子20。白色粒子18作為第一彩色粒子，黑色粒子20作為第二彩色粒子，并且粒子18和黑色粒子20具有不同的靜電特性。
透明玻璃板、樹脂基板，例如，有機玻璃等等類似基板，以及各種透明薄膜可用來作為圖像顯示介質(zhì)10的顯示基板12。在本實施例中，采用的是一種厚度為0.05mm透明的聚碳酸脂薄膜。
后基板14的結(jié)構(gòu)為一個玻璃基板22，一個ITO導電層24，一個白色反射層26以及一個彩色層28，呈薄片狀。后基板14采用玻璃基板22，其上制作了一個為1.1mm的導電薄膜24。白色反射層26，整個表面印刷有印刷顏料，制作在ITO導電薄膜24的一側(cè)之上，該ITO導電薄膜制作在玻璃基板22上。其上，制作有彩色層28，其整個表面印刷有紅色濾色膜的顏料。
玻璃基板22不要求一定是透明的。一種通常的樹脂基板，諸如環(huán)氧樹脂類、或者板型塑料基板類都可以采用。其中，白色反射層26的反射率是為88％。
后基板14所采用的隔塊16是通過絲網(wǎng)印刷一種熱環(huán)氧樹脂制成理想的模型，經(jīng)過加熱的固化處理，并重復該過程直到達到理想的高度。在本發(fā)明的實施例中，隔塊16的高度是0.2mm。
除印刷工藝外，隔塊16也可以利用干膜光阻等材料通過光蝕刻的方法而制成。此外，隔塊16也可以通過涂覆熱塑性材料薄膜而制作在后基板14上，該薄膜是通過注射加壓成形或者壓花加工，或熱壓加工工藝等而制作成理想的形狀。還可以利用壓花加工或者熱壓工藝而將隔塊16與后基板14結(jié)合成一個整體而制作成形。當然，隔塊16也可以制作在顯示基板12一側(cè)，且可以與顯示基板12一體制作，只要對透明度不產(chǎn)生不利的影響。
在本實施例中，可以將平均空間直徑為20μm的包含交聯(lián)的聚甲基異丁烯酸鹽的球形氧化鈦的白色粒子(由Sekisui Plastics有限公司生產(chǎn)的TECHPOLYMER MBX-20-WHITE)，按100比0.1的重量比與異丙基三甲氧基硅烷處理的氧化鈦的細粉末相混合，作為白色粒子18。
可以將平均空間直徑為20μm的包含交聯(lián)的聚甲基異丁烯酸鹽的球形氧化鈦的黑色粒子(由Sekisui Plastics有限公司生產(chǎn)的TECHPOLYMER MBX-20-BLACK)，按100比0.2的重量比與氨丙基三甲氧基硅烷處理的AEROSIL A130的細粉末相混合，作為黑色粒子20。
白色粒子和黑色粒子以2比1的重量比混合。此時，白色粒子18帶負電，而黑色粒子20帶正電。雖然本發(fā)明采用的是白色粒子18和黑色粒子20，但除黑色和白色外可以采用任意顏色的彩色粒子的結(jié)合，只要這兩種粒子具不同的靜電特性即可。
白色粒子18和黑色粒子20以大約4mg/cm2的比率，經(jīng)篩網(wǎng)均勻地灑在其上已制作有隔塊16的后基板14的上面。然后，顯示基板12上疊置采用彩色粒子的后基板14，利用UV-setting型膠粘劑將兩基板粘接在一起，制成圖像顯示介質(zhì)10。此時，白色粒子18和黑色粒子20的總體積對于基板之間的空間的體積比約為12％。
圖2所示為采用圖像顯示介質(zhì)10的一種圖像顯示裝置30的總體結(jié)構(gòu)圖。圖像顯示裝置30的結(jié)構(gòu)為圖像顯示介質(zhì)10，一個電極頭32，以及一個電壓施加區(qū)段36。電極頭32作為一個圖像寫入儀器，可選擇性地在圖像顯示介質(zhì)10的基板之間形成直流電場和/或交流電場。電壓施加區(qū)段36可根據(jù)從外部的圖像輸入儀器34，諸如一個計算等類似裝置，輸入的圖像信息而選擇性地對電極頭32施加以直流電壓或者交流電壓。電極頭32以及電壓施加區(qū)段36對應于本發(fā)明的電壓施加儀器。
在本實施例中，電極頭32所采用的是如圖3所示的一種電極頭，其上裝配有大量分離的規(guī)則排列的電極38，可以獨立地對這些電極施加以電壓。更具體地，所采用的電極頭上裝配了480個以間距0.4mm排成一列的0.35mm×0.35mm的正方形電極。
電壓施加區(qū)段36在電極頭32的分立電極38和后基板14的ITO導電薄膜24間施加以電壓?？刹捎靡环N后基板14上沒有安裝有ITO導電薄膜24的基板，其電極安裝在后基板14的后面，與電極頭32相對處。
如圖2和4所示，當根據(jù)圖像信息從電壓施加區(qū)段36在基板間施加以電壓時，電極頭32由一個未給予圖例說明的驅(qū)動儀器，沿圖像顯示介質(zhì)10的顯示基板一側(cè)，沿箭頭A的方向被驅(qū)動。這樣，根據(jù)由圖像輸入儀器34所輸入的圖像信息，在整個圖像顯示介質(zhì)10上形成了一個圖像。或者，電極頭32可以是固定的，而圖像顯示介質(zhì)10可以移動，或者二者可相對移動。
下面，說明圖像顯示介質(zhì)10的圖像顯示過程。
圖5所示為電極頭32和圖像顯示介質(zhì)10的部分放大視圖，處于白色粒子18粘附到顯示基板12時的白色顯示狀態(tài)。
首先，電極頭32的分立電極38A和38C接地，對分立電極38B施加一個例如-220V的脈沖電壓。這樣，只在分立電極38B和與其相對的后基板14間產(chǎn)生電勢差。因此，如圖6所示，在圖像顯示介質(zhì)10正對分立電極38B的區(qū)域，帶負電的白色粒子18移向后基板14一側(cè)，帶正電的黑色粒子20移向顯示基板的12一側(cè)。因而，在白色顯示表面上實現(xiàn)了高對比度的黑點的顯示。
從如圖6所示的顯示狀態(tài)開始，對分立電極38施加以一個脈沖電壓，例如，+220V，同時帶正電的黑色粒子20移向后基板14一側(cè)，帶負電的白色粒子18移向顯示基板12一側(cè)移動。因此，圖像顯示介質(zhì)10回到如圖5所示的白色顯示狀態(tài)。
以同樣的方式，根據(jù)圖像信息通過對分立電極38施加以任意脈沖電壓，例如+220V和-220V，可實現(xiàn)高對比度的單色圖像顯示。只要所采用的電壓值可以在基板之間產(chǎn)生勢差而能夠使粒子移動就可以了。
然后，例如，將電極頭32的分立電極38A和38C接地，而對分立電極38B施加以頻率為200HZ、±200V的交流脈沖電壓。這樣，位于正對分立電極38B區(qū)域的白色粒子18和黑色粒子20，由于分立電極38B在基板間所形成的交流電場，而往復地在基板間移動。此時，粒子由于在分立電極38A和38B以及分立電極38B和38C之間所形成的邊緣電場而沿分立電極38A和38C的方向移動擴散。此外，當白色粒子18和黑色粒子20往復在基板間移動時，由于粒子間發(fā)生的碰撞而在分立電極38A和38C的方向上發(fā)生散射。
因此，位于正對分立電極38B區(qū)域的黑色粒子20和白色粒子18，移動到正對分立電極38A和38C的位置，而在該位置并沒有施加電壓，如圖7所示。
這樣，制作在后基板14上的彩色層28在顯示基板12的一側(cè)上顯示出來，因而紅顏色可以較好地觀察到。
以同樣的方式，根據(jù)圖像信息通過對分立電極38任意施加以頻率為200HZ、±200V的交流脈沖電壓，除上面提及的高對比度的單色顯示外還可以實現(xiàn)紅色圖像的顯示。因此，可以實現(xiàn)多色彩(三色)圖像的顯示。
當在一個多色彩顯示中，按照電極頭32的掃描方向，如圖4中的箭頭所示，排列的像素以多顏色顯示的方式而連續(xù)顯示時，粒子可因?qū)﹄S后像素的圖像寫入而移回至粒子已移離的像素位置，因而多色彩顯示圖像的顯示質(zhì)量可能惡化。這種情況可通過掃描電極頭32進行若干次重復寫入可得到改善。這樣做的結(jié)果是，通過電極頭32的掃描而進行若干次重復的圖像寫入，粒子可以從粒子將移離的像素而精確地移動到粒子不應移離的像素。
下文說明了一種用于擦除多色彩顯示圖像的方法。
如圖7所示，在一個多色彩顯示態(tài)中，粒子非均勻地分布于基板之間。不可能直接從這種狀態(tài)以如圖6所示的方式實現(xiàn)單色圖像的顯示。
因此，當要在一個多色彩圖像顯示之后進行一個單色圖像的顯示時，首先，必須從如圖7所示的狀態(tài)返回到如圖5所示的狀態(tài)(在此狀態(tài)中粒子均勻分布于基板之間)。只有這樣，才足以同時在圖像顯示介質(zhì)10的整個顯示區(qū)域形成一個交流的電場。然而，在本實施例中，由于所采用的線性電極頭32，其電極是按照如圖3所示的方式排成一列，因而不可能同時對圖像顯示介質(zhì)10的整個顯示區(qū)域產(chǎn)生一個交流電場。所以，在這種情況下，圖像的擦除是由如圖8所示的單獨安裝的圖像擦除儀器40而實現(xiàn)的，該儀器在圖像顯示的整個表面同時產(chǎn)生一個交流電場。
顯然，如果圖像寫入裝置能夠在顯示區(qū)域的整個表面同時產(chǎn)生一個交流電場，則圖像寫入裝置也可以用作一個圖像擦除儀器。
圖8所示為一個圖像擦除儀器的實例。圖像擦除儀器40上安裝了一個擦除電極42，對應于圖像顯示介質(zhì)10的整個顯示區(qū)域。通過電壓施加區(qū)段36將一個交流脈沖電壓施加于其上。電壓施加區(qū)段36對圖像擦除儀器40的擦除電極42和后基板14的ITO導電薄膜24之間施加電壓，以便擦除圖像。當所采用一種其在后基板14上沒有安裝ITO導電膜24的基板時，與擦除電極42相一致的一個對面電極，可以安裝于后基板14的后面。
對于處于如圖8所示的多色彩顯示狀態(tài)的圖像顯示介質(zhì)10，圖像擦除儀器40對擦除電極42施加了一個頻率為200HZ、±200V的交流脈沖電壓。這樣，圖像顯示介質(zhì)10能夠返回如圖5所示的顯示狀態(tài)，在該狀態(tài)中白色粒子18和粒子20均勻分布在基板之間。這是由于當白色粒子18和粒子20在圖像顯示介質(zhì)10的基板間所形成的交流電場的作用下而作往復移動時，粒子間發(fā)生碰撞而使粒子散射所造成的。
通過將擦除多色彩顯示圖像時的一個交流脈沖電壓的末態(tài)脈沖電壓設(shè)置為+220V，圖像擦除后形成了白色顯示狀態(tài)，在該狀態(tài)下白色粒子18都向顯示基板12的方向移動。通過將末態(tài)脈沖電壓設(shè)置為-200V，可以形成黑色顯示狀態(tài)，在該狀態(tài)下黑色粒子20都向顯示基板12的方向移動。
然后，將如圖5所示的白色顯示狀態(tài)作為一個初始顯示狀態(tài)，以各種循環(huán)次數(shù)，對電極頭32的分立電極38B施加一個頻率為200HZ、±200V的交流脈沖電壓。這種交流脈沖電壓的末態(tài)脈沖電壓設(shè)置為-220V。小循環(huán)次數(shù)時，很好地實現(xiàn)黑色顯示。然而當循環(huán)次數(shù)進一步增加時，黑色顯示的厚度漸漸降低。如果循環(huán)次數(shù)超過20次，粒子幾乎完全被擦除，而極好地顯示出紅顏色。
因此，在本實施例中，通過根據(jù)圖像信息由圖像顯示介質(zhì)10的外面數(shù)次重復地在基板間產(chǎn)生直流電場和/或者交流電場，采用與傳統(tǒng)圖像顯示介質(zhì)相同的方式，可利用兩種粒子而提供一個高對比度的顯示圖像。
進而，根據(jù)圖像信息通過以大次數(shù)重復地對基板間施加以交流電場，兩種彩色粒子可在基板間從自由選擇的位置移動到其邊緣位置，已涂上理想顏色的后基板的顏色能夠被顯示出來。因此，多色彩顯示成為可能。換言之，三色顯示可能采用兩種不同顏色的粒子而實現(xiàn)。其中，當黑一白圖像和紅色圖像一同顯示時，不會發(fā)生分辨率損失的情況。
此外，通過在圖像顯示介質(zhì)10的整個顯示區(qū)域產(chǎn)生一個交流電場，粒子的偏移可以被均勻化，而且圖像顯示介質(zhì)10的顯示狀態(tài)能夠用自由選擇的粒子而設(shè)置成均勻顯示顏色。
第二實施例下面將對本發(fā)明的第二實施例給予說明。與上述說明的實施例相同的部件使用了相同的參考數(shù)字，且省略其具體的說明。
圖9所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)50的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖像顯示介質(zhì)50包括透明顯示基板12、一個彩色后基板52、隔塊16以及白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板12安裝在圖像顯示的一側(cè)。后基板52與顯示基板12正對之間有一很小的間隙。隔塊16用于保持基板內(nèi)部的確定間距，白色粒子18和黑色粒子20彼此電性不同，密封于顯示基板12和后基板52之間。
后基板52包括玻璃基板22、ITO導電層24、白色反射層26以及彩色層54，呈薄片狀。后基板52采用了玻璃基板22，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電薄膜24。白色反射層26，其整個表面印刷有白色印刷顏料，制作在玻璃基板22上面的ITO導電薄膜24的一面上。其上，制作了彩色層54，該層用紅、綠和藍色濾色膜的顏料印刷成規(guī)則排列的條形(縱向形狀)，如圖10所示(彩色層54R，54G，54B)。在本實施例中，每種顏色的條形寬度設(shè)置為0.4mm，且條形以紅、綠、藍的重復次序排列。其中，白色反射層26的反射率為88％。
在彩色層54R，54G和54B之上的基板內(nèi)部區(qū)域分別對應于本發(fā)明的分格。
圖11所示為采用圖像顯示介質(zhì)50的圖像顯示裝置56的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示裝置56包括圖像顯示介質(zhì)50、電壓施加區(qū)段36以及電極頭32。
電極頭32與第一實施例中所采用的電極頭32相同。如圖3所示，所采用的電極頭32是一種其上具有480個以0.4mm間距排成一列的分立電極38的電極頭，可單獨對這些電極施加電壓。分立電極38的規(guī)格為0.35mm×0.35mm。在此結(jié)構(gòu)中，為了在圖像顯示介質(zhì)50的整個表面上形成一個圖像，電極頭32按照如圖4所示的相同方式沿圖像顯示介質(zhì)50的顯示面掃描。在本實施例中，電壓施加區(qū)段36對電極頭32的分立電極38和后基板52的ITO導電薄膜24之間施加電壓。
以下，對圖像顯示介質(zhì)50的圖像顯示過程給予說明。首先，電極頭32的分立電極38A和38C接地，且對分立電極38B施加一個例如-220V的脈沖電壓。這樣，如圖12所示，可在正對圖像顯示介質(zhì)50的分立電極38B的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)極好的黑色顯示。進而，如果對分立電極38B施加以+220V的電壓，則圖像顯示介質(zhì)50能夠從如圖12所示的顯示狀態(tài)返回到如圖11所示的白色顯示狀態(tài)。
以這種方式，根據(jù)圖像信息，高對比度的單色圖像顯示可以通過對分立電極38任意施加+200V或者-220V的脈沖電壓而實現(xiàn)。
然后，將電極頭32的分立電極38A和38C接地，并且對分立電極38B施加以頻率為200HZ的±220V的交流脈沖電壓。因而，白色粒子18和黑色粒子20幾乎徹底從圖像顯示介質(zhì)50正對分立電極38B的區(qū)域被擦除，如圖13所示。因此，在顯示基板12一側(cè)顯示出制作在后基板14上的彩色層54G，并且綠顏色可以很好地被觀察到。
以同樣的方式，如果將分立電極38B和38C接地，并且對分立電極38A施加以頻率為220HZ的±220V的交流脈沖電壓，則制作在后基板52上的彩色層54R的紅顏色可以在顯示基板12一側(cè)被顯示出來，并且如果交流脈沖電壓施加在分立電極38C上，彩色層54B的藍顏色可以在顯示基板12側(cè)顯示出來。
此外，如果將電極頭32的分立電極38C接地，而交流脈沖電壓施加在分立電極38A和38B上，則如圖14所示，白色粒子18和黑色粒子20將幾乎全部從圖像顯示介質(zhì)50正對分立電極38A和38B的區(qū)域而除去。因而，制作在后基板52上的彩色層54R和54G可以被滿意地觀察到，且通過結(jié)合彩色層54R和54G的反射光線可以顯示出黃色。
進一步，如果交流脈沖電壓施加在分立電極38B和38C上，則通過結(jié)合彩色層54G和彩色層54B所反射的光線，也可以顯示出青色。以同樣的方式，對分立電極38A和38C施加以交流脈沖電壓，通過結(jié)合彩色層54R和彩色層54B所反射的光線，可以顯示出洋紅色。
采用與第一實施例相同的方式，可利用圖像擦除儀器40而實現(xiàn)對多色彩顯示圖像的擦除。如果多色彩顯示要連續(xù)實現(xiàn)，則可以從一個多色彩顯示狀態(tài)，例如圖13和14中所示，不經(jīng)過返回到如圖11所示的白色顯示狀態(tài)或者一個黑色顯示狀態(tài)，而實現(xiàn)連續(xù)的多色彩圖像的顯示。
因此，在本實施例中，根據(jù)圖像信息，通過從圖像顯示介質(zhì)50之外，在基板之間產(chǎn)生直流電場和/或低循環(huán)次數(shù)的交流電場，可用兩種顏色的粒子，以與傳統(tǒng)圖像顯示介質(zhì)相同的方式提供高對比度的顯示圖像。其中，當顯示單色圖像時不會發(fā)生分辨率的損失，因而不成為主要的問題。
此外，根據(jù)多色彩圖像信息，通過將兩種彩色粒子從后基板52的規(guī)則涂有紅、綠和藍色區(qū)域的自由選擇的區(qū)域移動到其邊緣，而顯示出后基板52涂有紅、綠、藍顏色的自由選擇區(qū)域的顏色。此外，通過將規(guī)則排列的紅、綠和藍色相結(jié)合而表達單一顏色像素，可顯示任意的顏色。換言之，可用兩種不同顏色的粒子而顯示許多顏色的像素。
在本實施例中，由于白色顯示是通過白色粒子18而實現(xiàn)的，白色顯示的白度是不受瑕疵而影響的，而由于黑色顯示是由黑色粒子20實現(xiàn)的，黑色顯示將不會變灰。
第三實施例下面對本發(fā)明的第三實施例給予說明。與上述說明的實施例相同的部件使用了相同的參考數(shù)字，且省略了其具體說明。
圖15所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)60的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖像顯示介質(zhì)60包括透明顯示基板12、一個彩色的后基板62、隔塊16以及白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板12安裝在要顯示圖像的一側(cè)。后基板62與顯示基板12正對且之間保持一個很小的間隙。隔塊16用于保持基板內(nèi)部的確定間距，而白色粒子18和黑色粒子20彼此電性不同，密封于顯示基板12和后基板62之間。
后基板62包括玻璃基板22、ITO導電層24、白色反射層26以及彩色層64，呈薄片狀。后基板62采用了玻璃基板22，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電薄膜24。白色反射層26，其整個表面印刷有白色印刷顏料，制作在玻璃基板22上面的ITO導電薄膜24的一面上。其上，制作了彩色層64，該層用黃色、洋紅和青色濾色膜的顏料印刷成規(guī)則排列的條形，如圖16所示(彩色層64Y，64M，64C)，作為大量分格。在本實施例中，每種顏色的條形寬度設(shè)置為0.4mm，且條形以黃、洋紅、青色的重復次序排列。其中，白色反射層26的反射率為88％。
圖17所示為采用圖像顯示介質(zhì)60的圖像顯示裝置66的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示裝置66包括圖像顯示介質(zhì)60、電壓施加區(qū)段36以及電極頭32。
電極頭32與第一實施例中所采用的電極頭32相同。如圖3所示，所采用的電極頭32是一種其上具有480個以0.4mm的間距排成一列的分立電極38的電極頭，可單獨對這些電極施加以電壓。分立電極38的規(guī)格為0.35mm×0.35mm。為了在圖像顯示介質(zhì)60的整個表面上形成一個圖像，電極頭32按照與如圖4所示相同的方式沿圖像顯示介質(zhì)60的顯示面而掃描。在本實施例中，電壓施加區(qū)段36對電極頭32的分立電極38和后基板62的ITO導電薄膜24之間施加電壓。
以下，對圖像顯示介質(zhì)60的圖像顯示過程給予了說明。采用與第二實施例相同的方法，通過根據(jù)圖像信息，可以自由地對分立電極38施加以+200V或者-220V的脈沖電壓，而實現(xiàn)高對比度的單色圖像顯示。此外，通過對電極頭32的自由選擇的分立電極38施加以頻率為200HZ的±200V的交流脈沖電壓，并且將其他的分立電極38接地，采用與第二實施例相同的方法，可以使位于產(chǎn)生交流脈沖電壓區(qū)域的白色粒子18和黑色粒子20移動到不產(chǎn)生交流脈沖電壓的區(qū)域。因而，可以極好地顯示出制作在后基板62上的彩色層64的顏色。
例如，對分立電極38A施加以交流脈沖電壓，則制作在后基板62上的彩色層64Y的黃顏色可以被顯示出來，若對分立電極3B施加以交流脈沖電壓，則彩色層64M的洋紅色可以被顯示出來，如果交流脈沖電壓施加在分立電極38C上，則彩色層64C的青色可以顯示出來。
此外，若交流脈沖電壓施加在分立電極38A和38B上，制作在后基板62上的彩色層64Y和64M可以被很好地觀察到，且通過結(jié)合彩色層64Y和彩色層64M所反射的光線可以顯示出紅色。同理，如果交流脈沖電壓施加在分立電極38B和38C上，則通過結(jié)合彩色層64M和彩色層64C所反射的光線，可以顯示出藍色，如果對分立電極38A和38C施加以交流脈沖電壓，通過結(jié)合彩色層64Y和彩色層64C所反射的光線，可以顯示出綠色。
采用與第一實施例中同樣的方式，可利用圖像擦除儀器40而實現(xiàn)對多色彩顯示圖像的擦除。如果要連續(xù)實現(xiàn)多色彩顯示，而不返回到白色顯示狀態(tài)或者黑色顯示狀態(tài)，可以實現(xiàn)連續(xù)的多色彩圖像的顯示。
因此，在本實施例中，可產(chǎn)生一種高對比度的黑-白顯示圖像。其中，當顯示單色圖像時不會發(fā)生分辨率的損失，因此該問題不成為特別的問題。
此外，根據(jù)多色彩圖像信息，通過將位于后基板62的規(guī)則涂有黃色、洋紅和青色的自由選擇的區(qū)域上的彩色粒子移動到其邊緣，而顯示出后基板62涂有黃色、洋紅和青綠顏色的自由選擇區(qū)域的顏色。此外，通過結(jié)合規(guī)則排列的黃色、洋紅和青色而表示出單一彩色像素，任意的顏色可以被顯示出來。
此外，由于白色顯示是通過白色粒子18而實現(xiàn)的，白色顯示的白度是不受瑕疵影響的，而由于黑色顯示是由黑色粒子20實現(xiàn)的，黑色顯示將不會變灰。
當顯示多色彩圖像時，本實施例的圖像顯示介質(zhì)60較第二實施例所描述的圖像顯示介質(zhì)50提供的顯示圖像要更明亮。這是由于制作在后基板62上的彩色層的光譜反射特征。顏色層64，由黃色、洋紅色和青色組成，制作在圖像顯示介質(zhì)60的后基板62上，較制作在圖像顯示介質(zhì)50的后基板52上的由紅色、綠色和藍色而組成的彩色層54反射更多的光線。
第四實施例下面對本發(fā)明的第四實施例給予了說明。與上述說明的實施例相同的部件使用了相同的參考數(shù)字，且省略了其具體說明。
圖18所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)70的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖像顯示介質(zhì)70包括透明顯示基板12、一個后基板74、隔塊16以及白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板12安裝在要顯示圖像的一側(cè)。后基板74與顯示基板12正對且之間保持一個很小的間隙，并且是透射的。隔塊16，用于保持基板內(nèi)部的確定間距，而白色粒子18和黑色粒子20，彼此電性不同，密封于顯示基板12和后基板74之間。
后基板74包括玻璃基板22、ITO導電層24、白色反射層76以及彩色層54，呈薄片狀。后基板74采用了玻璃基板22，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電薄膜24。白色反射層76，其整個表面印刷有白色印刷顏料，制作在玻璃基板22上的ITO導電薄膜24的一面上。其上制作了彩色層54，該層用紅色、綠色和藍色濾色膜的顏料印刷成規(guī)則排列的條形，如圖10所示(彩色層54R、54G和54B)。在本實施例中，每種顏色的條形的寬度設(shè)置為0.4mm，且條形以紅色、綠色和藍色的重復次序排列。該白色反射層76比上述實施例中所描述的白色反射層26要制作得更薄，具有可透射光線的特點。其中，白色反射層76的反射率為50％。在后基板74的結(jié)構(gòu)中不必需裝配白色反射層，透明的彩色層可以被單獨安裝。
圖像顯示裝置72包括圖像顯示介質(zhì)70，電壓施加區(qū)段36，電極頭32以及后燈78。后燈78安裝在接近或毗鄰圖像顯示介質(zhì)70的后基板74側(cè)面。
電極頭32與第一實施例中所采用的電極頭32相同。電極頭32按照如圖4所示的相同方式沿圖像顯示介質(zhì)70的顯示面掃描。電壓施加區(qū)段36對電極頭32的分立電極38和后基板74的ITO導電薄膜24之間施加電壓。后燈78的結(jié)構(gòu)為采用一個通常的冷陰極管作為光源，并通過一個棱鏡片實現(xiàn)對顯示區(qū)域的整個表面發(fā)射均勻光線。
圖像顯示介質(zhì)70的圖像顯示過程與上述描述的實施例相同。根據(jù)圖像信息，通過對分立電極38任意施加以+200V或者-220V的脈沖電壓，而實現(xiàn)高對比度的單色圖像顯示。此外，通過對電極頭32的自由選擇的分立電極38施加以頻率為200HZ的±200V的交流脈沖電壓，并且將其他的分立電極38接地，而使位于產(chǎn)生交流脈沖電壓區(qū)域的白色粒子18和黑色粒子20移動到不產(chǎn)生交流脈沖電壓的區(qū)域。因此，制作在后基板74上的彩色層54(彩色層54R，54G和54B)的自由選擇區(qū)的顏色可顯示在顯示基板12側(cè)。
其中，由于制作在圖像顯示介質(zhì)70的后基板74上的白色反射層76的反射率為50％，所以多色彩顯示較第二實施例所述的圖像顯示介質(zhì)50的要暗(其中白色反射層26的反射率為88％)。然而，在明亮的環(huán)境位置，多色彩顯示的提供沒有特殊的問題。
如果在周圍較暗的環(huán)境中觀察其上形成有多色彩圖像的圖像顯示介質(zhì)50和圖像顯示介質(zhì)70，則會看到其上的圖像都較暗，且顯示質(zhì)量降低。然而，如果點亮后燈，光線透過圖像顯示介質(zhì)70的后基板74，則多色彩圖像變得比較明亮。因而，即使在較暗的環(huán)境下觀察，圖像顯示介質(zhì)70的多色彩圖像也可達到滿意的效果。
第五實施例下面對本發(fā)明的第五實施例給予了說明。與上述說明的實施例相同的部件使用相同的參考數(shù)字，且省略了其具體說明。
圖19所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)80，從顯示基板一側(cè)觀察得到的局部放大平面視圖。圖像顯示介質(zhì)80的基板內(nèi)部空間被隔塊82分隔成若干(圖19所示為4個)單元84。
為便于說明，顯示圖像的最小的像素單元用像素86來表示。在本實施例中，像素86按每單元86中6×6方式排列。其他的結(jié)構(gòu)與上述實施例的結(jié)構(gòu)相同，且其顯示過程也同上述實施例一樣。因此，省略其說明。
在該圖像顯示介質(zhì)80中，由于內(nèi)部空間被分成若干單元，從而抑制了粒子的不均勻分布。當利用電極頭32將各種多色彩圖像連續(xù)50次重寫到圖像顯示介質(zhì)80時，檢察之后顯示的多色彩圖像，會得到較好顯示的多色彩圖像。反之，當利用電極頭32將各種多色彩圖像連續(xù)50次重寫到圖像顯示介質(zhì)，而該圖像顯示介質(zhì)的基板內(nèi)部空間沒有被分隔成單元時，對顯示的多色彩圖像進行檢察之后，會得到不均勻的顯示效果，這種情況被認為是由于粒子的偏移引起的。
為擦除多色彩圖像，對這些圖像顯示介質(zhì)的整個顯示區(qū)域施加了頻率為200HZ的±200V的交流脈沖電壓。對于沒有被分隔成單元的圖像顯示介質(zhì)而進行的粒子分布的均勻化要進行幾秒。反之，在基板內(nèi)部空間被分隔成若干單元的圖像顯示介質(zhì)80中，粒子分布可在一秒或更少的時間內(nèi)而被均勻化。
由于在采用將圖像顯示介質(zhì)80的基板內(nèi)部空間被分隔成單元的情況中，粒子的運動被限制在單元以內(nèi)，因此沒有必要在擦除多色彩圖像的同時在整個圖像顯示介質(zhì)80的顯示區(qū)域產(chǎn)生一個交流電場。因而，可通過利用圖像擦除儀器在單元區(qū)域分別產(chǎn)生交流電場，通過對由隔塊82所分隔的單元區(qū)域分別施加以交流電場而實現(xiàn)多色彩圖像的擦除。例如，通過采用一個具有至少一個形狀對應于單一單元區(qū)域的擦除電極的圖像擦除儀器，并且只對多色彩圖像需要被擦除的單元區(qū)施加交流電場，在施加交流電場的區(qū)域圖像可以被滿意地擦除。其中，不會出現(xiàn)影響相鄰單元區(qū)域的特殊問題。
第六實施例下面對本發(fā)明的第六實施例給予了說明。與上述說明的實施例相同的部件使用相同的參考數(shù)字，且省略了其具體說明。
圖20所示是本實施例的圖像顯示介質(zhì)90，從顯示基板一側(cè)觀察的局部放大平面視圖。圖像顯示介質(zhì)90的基板內(nèi)部空間由隔塊92分隔成各個像素排，沿與圖像寫入方向(圖中箭頭的方向)相切的方向排列。
在本實施例中，每個單元84中的像素86每12排排成一個。其他的結(jié)構(gòu)與上述實施例相同，其顯示過程與上述實施例也相同。因而，省略其說明。
在圖像顯示介質(zhì)90中，由于基板內(nèi)部空間被分隔成單獨的像素排，沿與電極頭32掃描方向(圖像寫入方向)正切的方向排列，即使圖像顯示是沿電極頭32的掃描方向排列的像素而連續(xù)進行的，粒子也不會因?qū)罄m(xù)像素進行的圖像寫入，而返回到粒子已經(jīng)離開的位置，因而可以用一個單次的掃描而得到良好的多色彩圖像的顯示效果。
反之，當圖像顯示是通過對沿其基板內(nèi)部空間沒有分隔成單元的圖像顯示介質(zhì)的電極頭32的掃描方向而排列的像素而連續(xù)進行時，粒子將因?qū)罄m(xù)像素的寫入而返回到粒子已移離的像素位置，而可能出現(xiàn)多色彩圖像的顯示效果降低的情況。
因此，由于圖像顯示介質(zhì)90的基板內(nèi)部空間被分隔成獨立的像素排，該像素排沿與圖像寫入正切的方向排列，可穩(wěn)定地實現(xiàn)多色彩圖像的連續(xù)顯示。進而，可在短時間內(nèi)使粒子分布均勻化。此外，只用一個電極頭32的單次掃描可以實現(xiàn)極好的多色彩圖像的顯示效果。
第七實施例下面對本發(fā)明的第七實施例進行說明。與上述實施例相同的部件使用相同的參考數(shù)字，且其細致的說明被省略。
圖21所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)94，從顯示基板一側(cè)觀察得到的局部放大平面視圖。圖像顯示介質(zhì)94的基板內(nèi)部空間被隔塊92分隔成獨立的像素排，并沿與圖像寫入方向(圖中箭頭A的方向)相切的方向而排列，且每個單元84中制作有三個像素86，該像素86構(gòu)成多色彩顯示圖像的最小像素。換言之，在本實施例中，每個獨立的單元84由3個像素86組成。
一種其上制作有彩色層54，彩色層54上由紅、綠和藍色按照第二實施例中的相同方式而規(guī)則排列，或者彩色層64，彩色層64上由黃、洋紅和青色而以第三實施例的相同的方式規(guī)則排列，的基板可作為圖像顯示介質(zhì)94的后基板。此外，彩色層的三種顏色(紅、綠和藍或者黃、洋紅和青色)按照分別對應于像素86的三個像素的方式而排列，該像素86由隔塊96而以按照每三個像素分成一個單元的方式被分組。其他的結(jié)構(gòu)與上述實施例的結(jié)構(gòu)相同，且其顯示過程也同上述實施例相同。所以，省略其說明。
因此，由于隔塊96將像素劃分成每三個一組的結(jié)構(gòu)而抑制了粒子的不均勻分布，因此較第五實施例所描述的圖像顯示介質(zhì)80可實現(xiàn)更加持續(xù)的多色彩圖像的連續(xù)顯示。此外，在進行多色彩圖像的擦除中，粒子可以在短期中被均勻化。而且，如第六實施例，通過電極頭32的一個單次掃描即可實現(xiàn)良好的多色彩圖像的顯示。
第八實施例以下對本發(fā)明的第八實施例進行了說明。其中與上述實施例相同的部件采用相同的參考數(shù)字，且其詳細的說明被省略。
圖22所示為本實施例的圖像顯示介質(zhì)100的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示介質(zhì)100的結(jié)構(gòu)包括一個透明顯示基板102、后基板14、隔塊16、白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板102安裝在所顯示圖像一側(cè)。后基板14與顯示基板102正對，且其間距很小。隔塊16用以維持基板內(nèi)部的間距，白色粒子18和黑色粒子20，攜帶不同的電荷，被封閉在顯示基板102和后基板14之間。
顯示基板102包括一個玻璃基板104，一個ITO導電層106，以有一個表面覆層108，呈薄片狀。顯示基板102采用玻璃基板104，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電層106。ITO導電層106可通過對光掩模，以及包括根據(jù)顯示圖像而制成模型形狀的模型電極頭106A，106B以及106C的進行化學蝕刻方法而制作。表面覆層108通過對后基板14的ITO導電層106表面涂覆一層厚度為5μm的透明聚碳酸酯樹脂而制成。
后基板14與第一實施例的后基板相同。在本實施例中，顯示基板102的ITO導電層106是模塑的。另一方面，后基板14的導電薄膜24也可以是模塑的，或者顯示基板102的ITO導電層106和后基板14的ITO導電薄膜24都可以是模塑的。
圖23所示為制作在圖像顯示介質(zhì)100的顯示基板102上的ITO導電層106的電極模型實例。在此實例中，制作了一個大約為10mm大小的字母文本模型。每個字母模型制作為一個單一電極，且可對每個字母獨立地施加電壓。非字母區(qū)完全覆蓋與字母區(qū)間距為0.05mm的背景電極，且可同時對其施加電壓。例如，如圖22所示的顯示基板102的模型電極106A、106B和106C，字母模型電極對應于模型電極106B，而模型電極106A和106C對應于背景電極。因此，可以實現(xiàn)一個字母模型的顯示或者字母模型的反相顯示。
圖24所示為采用圖像顯示介質(zhì)100的圖像顯示裝置110的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示裝置110包括圖像顯示介質(zhì)100和電壓施加區(qū)段36。電壓施加區(qū)段36根據(jù)從外部圖像輸入儀器34所輸入的圖像信息，有選擇地對制作在顯示基板102上的模型電極106A，106B和106C和后基板14的ITO導電薄膜24之間施加直流或者交流電壓。
以下，將描述圖像顯示介質(zhì)100的圖像顯示過程。首先，從如圖24所示的白色顯示狀態(tài)開始，將顯示基板102的模型電極106A和106C接地，且對模型電極106B施加以一個-140V的脈沖電壓。這樣，在圖像顯示介質(zhì)100正對模型電極106B區(qū)域中，帶負電的白色粒子18向后基板14側(cè)面移動，而帶正電的黑色粒子20向顯示基板102側(cè)面移動。因而，可以實現(xiàn)良好的黑色顯示。
然后，如果對模型電極106B施加以+140V的脈沖電壓，則位于正對模型電極106B區(qū)域的白色粒子18和黑色粒子20以相反方向移回，并且從黑色顯示狀態(tài)回到如圖24所示的白色顯示狀態(tài)。以同樣方式，根據(jù)圖像信息，通過對字母型電極和背景電極施加以+140V和-140V的脈沖電壓，則可以實現(xiàn)高對比度的單色圖像顯示。
然后，將顯示基板102的模型電極106A和106C接地，并且對模型電極106B施加以頻率為200HZ的、±140V的交流脈沖電壓。這樣，白色粒子18和黑色粒子20幾乎完全從正對模型電極106B的區(qū)域清除，制作在后基板14上的彩色層28的紅顏色可以在顯示基板102一側(cè)觀察到滿意的效果。因而，當將模型電極106A和106C(背景電極)接地，而根據(jù)圖像信息將一頻率為200HZ的，±140V的交流脈沖電壓施加到字母模型電極時，可以顯示一個良好的紅色文本圖像。進而，通過對顯示基板102的所有模型電極106A、106B和106施加一個頻率為100HZ、±140V的交流脈沖電壓可實現(xiàn)對紅色文本圖像的擦除。
下面，將如圖24所示的白色顯示狀態(tài)作為初始顯示狀態(tài)，以各種循環(huán)次數(shù)對顯示基板102的模型電極106B施加以200HZ頻率的±140V的交流脈沖電壓。將這個交流脈沖電壓的末態(tài)脈沖電壓設(shè)置為-140V。在達到最小循環(huán)次數(shù)之前，可實現(xiàn)較佳的黑色顯示。然而，隨循環(huán)次數(shù)的進一步增加，文本的厚度漸漸降低。當循環(huán)次數(shù)超過20次時，粒子幾乎完全被清除，而且顯示出良好的紅色文本。
因而，在圖像顯示裝置110中，通過根據(jù)圖像信息而在圖像顯示介質(zhì)100的基板間產(chǎn)生直流電場或者低頻交流電場，可以用與傳統(tǒng)的圖像顯示介質(zhì)的相同方式，由兩種粒子提供一個高對比度的顯示圖像。此外，根據(jù)多色彩圖像信息，以高循環(huán)次施加以交流電場，兩種彩色粒子能夠從自由選擇的位置而移動到周邊，而使后基板的顏色被顯示出來。
第九實施例下面將說明本發(fā)明的第九實施例。其中與上述實施例相同的部件采用相同的參考數(shù)字，而其具體說明被省略。
圖25所示為本實施例圖像顯示介質(zhì)120的總體結(jié)構(gòu)。該圖像顯示介質(zhì)120包括一個透明顯示基板122、一個彩色后基板123、隔塊16以及白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板122安裝在圖像顯示的一側(cè)。后基板123與122對向放置且二者間隔一小的間隙。隔塊16用以維持基板內(nèi)部的固定間距，而白色粒子18和黑色粒子20，電性互不相同，封閉在顯示基板122和后基板123之間。
顯示基板122包括一個玻璃基板124、一個ITO導電層126以及一個表面覆層128，呈薄片狀。顯示基板122采用玻璃基板124，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電層126。通過對ITO導電層126涂覆以厚度為5μm的聚碳酸酯樹酯而將表面覆層128制作在ITO導電層126的后基板123的側(cè)面上。
用與第二實施例相同的方式，后基板123采用了一個玻璃基板132，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電層130。整個表面印刷有白色印刷顏料的白色反射層134，制作在玻璃基板132上的ITO導電層130的表面上。其上，制作了彩色層54，該層印刷有規(guī)則排列條形的紅、綠及藍色濾色膜的顏料，如圖10所示(彩色層54R、54G和54B)。
本實施例中，后基板123的ITO導電層130是進行塑模的，并且電極組130A，130B和130C是根據(jù)顯示圖像的最小像素而制作的。更具體地，電極組130A、130B和130C的形狀為0.38mm×0.38mm的正方形且每個電極的間距為0.4mm。電壓可獨立地施加在每個電極上。彩色層54R、54G和54B的條形寬度設(shè)為0.4mm，且彩色層54R、54G和54B的排列對應于電極組130A、130B及130C。
圖26所示為采用圖像顯示介質(zhì)120的圖像顯示裝置136的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示裝置136包括圖像顯示介質(zhì)120和電壓施加區(qū)段36。電壓施加區(qū)段36根據(jù)從外部圖像輸入儀器34所輸入的圖像信息，有選擇地對顯示基板122的ITO導電層126和制作在后基板123上的電極組130A、130B和130C之間施加直流電壓和/或者交流電壓。
以下將對圖像顯示介質(zhì)120的圖像顯示過程給予描述。采用與第八實施例相同的方式，根據(jù)圖像信息，在圖像顯示介質(zhì)120的基板之間產(chǎn)生一個直流電場或者交流電場，這樣可由白色粒子18和黑色粒子20提供一個高對比度的單色顯示圖像。其中，當顯示單色圖像時，不發(fā)生分辨率的損失，因此不是一個特別的問題。
進而，通過根據(jù)多色彩圖像信息，在圖像顯示介質(zhì)120的基板間產(chǎn)生高循環(huán)次數(shù)的交流電場，白色粒子18和黑色粒子20可從自由選擇的彩色層54R、54G和54B的位置，該層在后基板123上是規(guī)則排列的，移動到其周邊位置。因而，任意的紅、綠和藍色都能夠被顯示。
其中，通過將位于規(guī)則排列的彩色層54R、54G和54B中自由選擇組合的彩色層位置上的粒子移動到其周邊，在顯示基板122一側(cè)顯示出該彩色層的顏色，而表達一個單一彩色像素以顯示出任意的顏色。
由于在圖像顯示介質(zhì)120中，白色顯示是由白色粒子18實現(xiàn)的，其白色顯示是不受瑕疵點影響的，而由于黑色顯示是由黑色粒子20實現(xiàn)的，所以其黑色顯示不會變灰。
在單色圖像與多色彩圖像混合顯示的情況下，可同時在圖像顯示介質(zhì)120的基板間對應于單色圖像顯示和多色彩圖像顯示的區(qū)域，分別產(chǎn)生顯示單色圖像的直流電場或者低循環(huán)次數(shù)的交流電場，以及顯示多色彩圖像的高循環(huán)次數(shù)的交流電場。因而，可以實現(xiàn)單色圖像和多色彩的圖像混合顯示。
如果單色圖像和多色彩的圖像是以這種方式而同時顯示的，則單色圖像可能會在位于單色圖像部分顯示部分和多色彩圖像顯示部分的邊界部分而惡化，這是由于用以顯示多色彩圖像的交流脈沖電場的影響。
在這種情況下，首先可根據(jù)單色圖像信息而在圖像顯示介質(zhì)120的基板間產(chǎn)生一個直流電場或者低循環(huán)次數(shù)的交流電場，以實現(xiàn)單色圖像的顯示，而隨后可根據(jù)多色彩圖像信息而產(chǎn)生一個高循環(huán)次數(shù)的交流電場，以實現(xiàn)多色彩圖像的顯示。因而，在單色圖像顯示部分和多色彩圖像顯示部分的邊界部分產(chǎn)生的單色圖像顯示的顯示噪音和顯示惡化可以被減少。
通過對后基板123的所有電極組130A、130B和130C施加一高循環(huán)次數(shù)的交流脈沖電壓可實現(xiàn)對多色彩顯示圖像的擦除。此外，當要實現(xiàn)多色彩顯示的連續(xù)顯示時，可以不經(jīng)歷對在前多色彩圖像的擦除而實現(xiàn)連續(xù)多色彩圖像的顯示。其中，本實施例的圖像顯示介質(zhì)120的基板內(nèi)部空間由隔塊16而分隔成大量單元。這樣，粒子的偏移被限制在單元之內(nèi)，即使在實現(xiàn)多色彩圖像的連續(xù)顯示時，也可實現(xiàn)穩(wěn)定的顯示。再有，多色彩圖像的擦除可以在短時間內(nèi)進行，即使圖像顯示裝置對獨立的單元區(qū)域分別地施加以交流脈沖電壓，也可能實現(xiàn)極好的多色彩圖像的擦除效果。
第十實施例下面將說明本發(fā)明的第十實施例。其與上述實施例相同的部件采用相同的參考數(shù)字，而其具體說明被省略。
圖27所示為本實施例圖像顯示介質(zhì)140的總體結(jié)構(gòu)。該圖像顯示介質(zhì)140包括一個透明顯示基板142、一個彩色后基板144、隔塊16以及白色粒子18和黑色粒子20。顯示基板142安裝在圖像顯示的一側(cè)。后基板144與顯示基板142對向放置且其間距很小。隔塊16用以維持基板內(nèi)部的固定距離，白色粒子18和黑色粒子20，顏色和電性各不相同，封閉在基板之間。盡管在附圖中沒有給出，但是圖像顯示介質(zhì)140的基板內(nèi)部空間被隔塊16分隔成若干像素排，每像素排沿與圖像寫入方向相切的方向而排列，且構(gòu)成多色彩顯示圖像的最小像素的每三個像素構(gòu)成一個單元。
圖像顯示介質(zhì)140采用一個玻璃基板148作為顯示基板142，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電層146。ITO導電層146是塑模的，因此制作了如圖28A所示的線性電極146。線性電極146對應于顯示圖像垂直方向的像素排單元，且具體制作成寬度為0.38mm以及間距為0.4mm。通過對ITO導電層146涂覆以厚度為5μm的聚碳酸酯樹酯而將表面覆層150制作在ITO導電層146的后基板144一側(cè)。
與顯示基板142相同，后基板144采用了一個玻璃基板154，其上制作了厚度為1.1mm的ITO導電層152。該ITO導電層152是塑模的，而因此線性電極152制作成如圖28B所示的樣式。線性電極152對應于顯示圖像的水平方向的像素排單元，且具體制作成寬度為0.38mm且間距為0.4mm。
在制作圖像顯示介質(zhì)140時，制作在顯示基板142上的線性電極146和制作在后基板144上的線性電極152按照使線性電極146與線性電極152相切的排列方式而制作。
在后基板144上，與第三實施例相同，白色反射層156制作在ITO導電層152上，在白色反射層156上制作了彩色層158Y、158M和158C，該層采用對應黃色、洋紅和青色的濾色膜的顏料呈規(guī)則排列的條形。彩色層158Y、158M和158C制作成正對制作在顯示基板142上的線性電極146。每個條形帶的寬度設(shè)置為，例如，0.4mm且間距為0.4mm。白色反射層156制作得較窄，且具有透光性。其中，白色反射層156的反射度約為50％。在后基板144上不需要制作白色反射層，而制作一個光學可透性的彩色層即可。由后基板144制作的彩色層158Y，158M和158C制作成沿制作在后基板144上的線性電極152的方向而排列。
圖29所示為一采用圖像顯示介質(zhì)40的圖像顯示裝置160的總體結(jié)構(gòu)。圖像顯示裝置160包括圖像顯示介質(zhì)140、電壓施加區(qū)段35以及后燈162。后燈162位于與圖像顯示介質(zhì)140的后基板144接近或毗鄰的位置。電極施加區(qū)段36根據(jù)由外部圖像輸入儀器34所輸入的圖像信息，對顯示基板142的線性電極146和后基板144的線性電極152，有選擇地施加以直流電壓或者交流電壓。后燈162與第四實施例中所述后燈相同。
以下，將對圖像顯示介質(zhì)140的圖像顯示過程給予說明。如圖30所示，圖像顯示介質(zhì)140具有一個單純矩陣驅(qū)動型結(jié)構(gòu)，其中線性電極146制作在顯示基板142上，而線性電極152制作在后基板144上，正交排列。在單純矩陣驅(qū)動時，圖像寫入電壓(掃描電壓)沿一個方向順序施加在線性電極上。同時，圖像寫入電壓(圖像信號電壓)根據(jù)圖像沿另一方向施加在線性電極上。
在本實施例中，掃描電壓施加在后基板144的線性電極152上，且圖像信號電壓施加在顯示基板142的線性電極146上。施加到后基板144的線性電極152的掃描電壓的掃描方向設(shè)置為如圖30所示的箭頭方向。
首先，掃描電壓Vron施加在后基板144的第一線性電極152A上，而將其余的線性電極152接地。同時類似地，根據(jù)對應于后基板144的第一線性電極152A的圖像信息，圖像信號電壓Vcon施加到位于圖像部分的顯示基板142的線性電極162上，而將位于非圖像部分的顯示基板142的線性電極146接地。這樣，在對應于后基板144的第一線性電極152的像素排顯示出圖像。
然后，對后基板144的第二線性電極152B施加以掃描電壓Vron，而將其他線性電極152接地。同時類似地，根據(jù)相應于后基板144的第二線性電極152B的圖像信息，對位于圖像部分的后基板142的線性電極146施加以圖像信號電壓Vcon，而將位于非圖像部分的后基板142的線性電極146接地。這樣，對應于后基板144的第二線性電極152B的像素排的圖像顯示出來。因此，重復上述過程直到后基板144的最后一個線性電極152，而顯示出理想的圖像。
例如，如果要顯示位于后基板144的第二線性電極152B和顯示基板142的線性電極146B的正交點164的一個像素時，將電壓Vcon-Vron施加到正交點164的像素上，而顯示出一個圖像。此時，除正交點164外，電壓-Vron也同時施加到沿后基板144的第二線性電極152B排列的像素排，而電壓Vcon也同時施加到沿顯示基板142的線性電極146B排列的像素排。因而，進行單純矩陣驅(qū)動的前提條件是粒子不移動，而由Vcon或者-Vron之一來顯示圖像。
圖31所示為本實施例所采用的圖像顯示介質(zhì)140的電壓以及顯示厚度(反射厚度)的關(guān)系。該圖像顯示厚度的結(jié)果是在將所有的后基板144的線性電極152接地，對顯示基板142的所有線性電極146施加以脈沖電壓的情況得到的。
采用X-RITE 404(X-Rite制作)進行對圖像顯示厚度(反射厚度)的測量。由圖31可以明確看出，當從白色顯示狀態(tài)而在圖像顯示介質(zhì)140中實現(xiàn)黑色顯示時，直到電壓達到且超過約-60V時才可以實現(xiàn)顯示。而且，當要從黑色顯示狀態(tài)而實現(xiàn)白色顯示時，只有當電壓達到且超過大約+60V時才可以實現(xiàn)顯示。因此，例如，當要從白色顯示狀態(tài)而實現(xiàn)黑色顯示時，施加以一個+60V的脈沖電壓以作為掃描電壓Vron，而施加以一個-60V的脈沖電壓以作為圖像信號電壓Vcon。因而，可由白色粒子18和黑色粒子20提供單色顯示圖像。
當顯示多色彩圖像時，采用一個20次循環(huán)的、±60V、200HZ的交流脈沖電壓作為掃描電壓Vron，而采用一個20次循環(huán)的、±60V、200HZ、與掃描電壓Vron相差180°的交流脈沖電壓作為圖像信號電壓Vcon。因而，白色粒子18和黑色粒子20可以根據(jù)圖像信息，從規(guī)則排列在后基板144上的彩色層158Y、158M和158C的自由選擇的位置移到其邊緣，而且可以顯示黃色、洋紅和青色中的任意顏色。通過結(jié)合規(guī)則排列的彩色層158Y、158M和158C的任意彩色層而表示一個單一像素，可以顯示任意的顏色。
圖像顯示介質(zhì)140的基板內(nèi)部空間由隔塊16沿與圖像寫入方向(如圖中箭頭A的方向)正切的方向而分隔成像素排，以如圖20或者圖21相同的方式，即與制作在后基板144上的線性電極152相一致。因此，即使多彩色顯示是在沿圖像寫入方向(掃描方向)的連續(xù)像素而實現(xiàn)的，也可不經(jīng)歷由后續(xù)的圖像寫入而將彩色粒子再次移回到彩色粒子已經(jīng)移走的像素，而由單次掃描實現(xiàn)多色彩圖像顯示的滿意效果。
在圖像顯示介質(zhì)140中，由于白色顯示是由白色粒子18而實現(xiàn)的，白色顯示的白度不受瑕點影響，而由于黑色顯示是由黑色粒子20而實現(xiàn)的，所以黑色顯示也不會變灰。此外，單色顯示圖像的分辨率不會降低。進而，由于將制作在后基板144上的白色反射層56的反射率設(shè)置為50％，所以在圖像顯示介質(zhì)140上顯示的多色彩圖像較第三實施例)中所描述的圖像顯示介質(zhì)60(其中白色反射層的反射率設(shè)置為88％上顯示的圖像，其顯示效果會更暗一些。然而，在環(huán)境明亮的情況下，可以提供多色彩顯示而不會遇到特殊的問題。在環(huán)境黑暗的情況下，圖像顯示效果也會更暗，且顯示質(zhì)量降低。然而，當后燈162被點亮時，后燈放射出的光線可以穿透具有透光性的后基板144，且多色彩圖像可以顯示得更加明亮。
可以通過，例如，將所有后基板144的線性電極152接地，而對顯示基板142的所有線性電極146施加以高循環(huán)次數(shù)的交流脈沖電壓而實現(xiàn)多色彩顯示圖像的擦除。其中，由于本實施例中的圖像顯示介質(zhì)140的基板內(nèi)部空間由隔塊16分隔成若干單元，使多色彩圖像的擦除可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)。此外，由于本實施例中各個像素排之間由隔塊16沿正切于圖像寫入方向而分隔，即，沿后基板144的各個線性電極152的方向，所以對后基板144的各個線性電極152而分別實現(xiàn)多色彩圖像的擦除。
當要實現(xiàn)多色彩圖像的連續(xù)顯示時，可不經(jīng)歷擦除在先的多色彩圖像而實現(xiàn)連續(xù)多色彩圖像的顯示。其中，由于本實施例中的圖像顯示介質(zhì)140的基板內(nèi)部空間被分隔成若干單元，彩色粒子分布的偏移被限制在單元之內(nèi)，且即使多色彩圖像的顯示是連續(xù)實現(xiàn)的，其顯示也可以穩(wěn)定地實現(xiàn)。
本發(fā)明的目標是一個多色彩的顯示可以針對等于或者大于粒子顏色的數(shù)目的大量顏色而實現(xiàn)，且可以避免圖像的分辨率的降低。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示介質(zhì)，包括一個顯示基板，該基板至少是可透光的；一個后基板，與顯示基板對向放置且其間保持一個很小的間隙；至少一種其顏色不同于后基板顏色的粒子群，且被密封于基板之間，顯示基板和后基板的內(nèi)部空間被分隔成大量的分格，該粒子群根據(jù)由施加在基板間的各個分格內(nèi)的電壓形成的電場，在大量分格之間移動。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，所述的至少一個粒子群由多種顏色和靜電特性各不相同的粒子群所組成。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，所述的多種粒子群包括一個白色粒子群和一個黑色粒子群。
4.如權(quán)利要求1至3任何一項所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，在大量分格的至少一個，彼此相鄰的分格其后基板的顏色不相同。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，在各種分格處，后基板的顏色包括紅色、綠色和藍色。
6.如權(quán)利要求4所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，在各種分格處，后基板的顏色包括黃色、洋紅色和青色。
7.如權(quán)利要求4到6任何一項所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，進一步包括一個隔塊，用于將基板內(nèi)部空間分隔成包括若干分格部分的單元。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，分別對應于大量分格的后基板的部分是由矩形構(gòu)成的，大量分格分別以其長邊與另一分格相鄰，且隔塊將基板內(nèi)部空間分隔，以便沿與長邊相切的方向形成許多單元。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，單元包括大量的分格部分，該分格的顏色各自不同于后基板的顏色。
10.如權(quán)利要求1到9任何一項所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，進一步包括，顯示基板和后基板上的電極，對該電極施加電壓以產(chǎn)生電場，至少安裝在顯示基板的電極是由透明電極組成的。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，至少顯示基板的電極和各種后基板的電極之一包括一個分立電極組。
12.如權(quán)利要求10所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，電極包括大量線性電極，安裝在顯示基板的一個線性電極和安裝在后基板的一個線性電極分別排列，以便彼此交叉。
13.如權(quán)利要求1到12任何一項所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，后基板是半透明的。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像顯示介質(zhì)，進一步包括一個從后基板的外表面向顯示基板放射光線的后燈。
15.一種圖像寫入裝置包括一個電壓施加儀器，該儀器對圖像顯示介質(zhì)的各個分格施加電壓，以有選擇地產(chǎn)生至少直流電場和交流電場之一，圖像顯示介質(zhì)包括(i)一個顯示基板，至少能夠透過光線；(ii)一個后基板，與顯示基板對向放置且之間保持一個很小的間隙；以及(iii)至少一種粒子群，該粒子群的顏色不同于后基板，且被密封于基板之間，這樣可使粒子根據(jù)施加在各個分隔的基板間電壓而形成的電場在大量分格間移動，該分格是由顯示基板和后基板間的基板內(nèi)部空間分隔形成。其中圖像寫入裝置產(chǎn)生至少直流電場和交流電場之一，以使粒子在基板內(nèi)部空間移動。
16.如權(quán)利要求15所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，電壓施加儀器包括大量以線性形式排列的電極，電壓施加儀器在相對于圖像顯示介質(zhì)、平行于而顯示基板表面并在顯示基板外側(cè)移動時，施加電壓以產(chǎn)生電場。
17.如權(quán)利要求15或者16所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，為利用后基板和粒子群的顏色而實現(xiàn)多色彩圖像顯示，電壓施加儀器根據(jù)圖像信息施加電壓，以形成至少以第一預定循環(huán)次數(shù)循環(huán)的交流電場和直流電場中的一種，使粒子沿與顯示基板表面相交的方向移動，然后電壓施加儀器根據(jù)圖像信息施加電壓，以形成一個以第二預定循環(huán)次數(shù)循環(huán)的交流電場，該循環(huán)次數(shù)高于第一預定循環(huán)次數(shù)，使粒子沿平行于顯示基板表面的方向移動。
18.如權(quán)利要求15到17任何一項所述的圖像顯示介質(zhì)，其特征在于，進一步包括一個圖像擦除裝置，該裝置對包括在至少一個單元內(nèi)的所有分格施加交流電壓，以擦除顯示在上述至少一個單元內(nèi)的顯示圖像。
全文摘要
一種圖像顯示介質(zhì)，可以用少量種類的粒子而實現(xiàn)多色彩顯示且可以避免圖像分辨率的降低，以及一種圖像寫入裝置。圖像顯示介質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一個透明顯示基板，一個彩色后基板，一個隔塊，以維持基板內(nèi)部空間的固定間距，以及白色粒子和黑色粒子。圖像顯示裝置安裝以圖像顯示介質(zhì)，一個電極頭和一個電壓施加區(qū)段。電極頭通過在基板間施加直流電壓，將白色粒子和黑色粒子之一種移動到顯示基板一側(cè)，并將另一種粒子移動到后基板一側(cè)，而實現(xiàn)單色顯示。當要實現(xiàn)多色彩顯示時，電極頭在基板間施加以交流電壓，并使粒子移動到某位置的邊緣，以便暴露出該位置的后基板。
文檔編號G02F1/167GK1479153SQ0311918
公開日2004年3月3日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者町田義則, 諏訪部恭史, 山口善郎, 松永健, 酒巻元彥, 重廣清, 彥, 恭史, 郎 申請人:富士施樂株式會社