(57)【要約】【課題】画像品質が高く、電力消費なしに画像を長期間表示することが可能な、高いメモリー性を有するエレクトロウェッティング方式の表示素子を提供することを目的としている。【解決手段】第一の電極１４と、前記第一の電極１４の上に設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する誘電体層１６と、前記誘電体層１６を挟むように前記第一の電極１４の対向位置に設けられた第二の電極１５と、を有する表示素子において、前記誘電体層１６と前記第二の電極１５との間に、互いに相溶しない２種類の液体（１８、１９）を有し、かつ前記２種類の液体の少なくとも一方が着色しており前記誘導体層１６の濡れ性の変化により前記着色した液体が前記誘導体層上を移動し、前記２種類の液体の少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極と、前記第一の電極を覆うように設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する誘電体層と、前記誘電体層を挟むように前記第一の電極の対向位置に設けられた第二の電極と、を有する表示素子において、
前記誘電体層と前記第二の電極との間に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体のうち少なくとも一方が着色しており前記誘導体層の濡れ性の変化により前記着色した液体が前記誘導体層上を移動し、
前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子。
【請求項２】
重畳するように設けられた複数の電極と、前記複数の電極それぞれの上に設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する複数の誘電体層と、を有する表示素子において、
前記複数の誘電体層上に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体の少なくとも一方が複数の色に着色した複数の液体からなり前記誘導体層の濡れ性の変化により前記複数の液体がそれぞれの前記誘導体層上を移動し、
前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子。
【請求項３】
前記２種類の液体の少なくとも一方が、熱可逆性ゲル化剤を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の表示素子が、複数配置されてなり、
それぞれの表示素子は、前記温度によって可逆的にゲル化する液体が隔壁によって隔てられたセル構造とされていることを特徴とする表示媒体。
【請求項５】
前記表示媒体が、フルカラー表示に必要な色に着色された液体を備えたセルを複数並べて規則的に配列されてなることを特徴とする請求項４に記載の表示媒体。
【請求項６】
前記表示媒体の視認する側に透明な基板を有し、前記基板がカラーフィルタを保持することを特徴とする請求項４又は５に記載の表示媒体。
【請求項７】
前記複数の色に着色した複数の液体を有する表示媒体において、着色した液体の色によって、前記液体のゾル化転移温度及び／又はゲル化転移温度が異なることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項８】
前記表示素子又は前記表示媒体に設けられた第二の電極の代わりに、電界を制御するための補助電極が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示素子又は請求項４乃至７のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項９】
請求項１乃至３及び８のいずれかに記載の表示素子と、前記２種類の液体の少なくとも一方がゲル化したゲル化物をゾル化させる又はゾル化した液体をゲル化させるための温度制御手段と、前記第一の電極に電界を印加するための電界印加手段と、を一体として備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項４乃至８のいずれかに記載の表示媒体と、前記２種類の液体の少なくとも一方がゲル化したゲル化物をゾル化させる又はゾル化した液体をゲル化させるための温度制御手段と、前記セル毎に分割された第一の電極に電界を印加するための電界印加手段と、を一体として備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至３及び８のいずれかに記載の表示素子と、該表示素子とは別体に外部から熱を加えて及び／又は電界を印加して該表示素子に画像を表示又は該表示媒体の画像を消去する外部制御装置と、を有することを特徴とする表示セット。
【請求項１２】
請求項４乃至８のいずれかに記載の表示媒体と、該表示媒体とは別体に外部から熱を加えて及び／又は電界を印加して該表示媒体に画像を表示又は該表示媒体の画像を消去する外部制御装置と、を有することを特徴とする表示セット。
【請求項１３】
請求項４乃至８のいずれかに記載の表示媒体の画像表示領域全域に熱を加えて及び／又は電界を印加して、画像を消去することを特徴とする消去方法。
【請求項１４】
請求項４乃至８のいずれかに記載の表示媒体の画像表示領域全域を加熱し、該画像表示領域全域よりも小さい領域に電界を印加することによって、画像を表示することを特徴とする表示方法。
【請求項１５】
請求項４乃至８のいずれかに記載の表示媒体の画像表示領域全域に電界を印加し、該画像表示領域全域よりも小さい領域を加熱することによって、画像を表示することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を利用した表示素子、表示媒体、表示装置、表示セット、表示方法及び消去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可搬性を有する電子デバイスの需要が急速に伸びている。中でも、エレクトロウェッティング現象を利用し、液体を移動させることによって表示を行うエレクトロウェッティングディスプレイは、反射型のみならず、透過型あるいは半透過型の表示が可能であることやフルカラー表示が可能であること等から、特に注目されている。
【０００３】
エレクトロウェッティング現象とは、導電性を有する液体と電極との間に電圧を印加したときに、電極表面と液体との固液界面のエネルギーが変化し、液体表面の形状が変化する現象である。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、エレクトロウェッティング効果を説明する原理図を示す図である。基板１上に電極２を設け、さらに疎水性の誘電膜３が形成されており、その上に導電性の液滴４が置かれている。
【０００４】
図１（Ａ）に示すように、無電圧の状態では誘電膜３の表面と液滴４との界面エネルギーは大きいため、接触角θ０は大きい。ここで、接触角θ０は誘電膜３表面と液滴４の正接線の間の角度であり、液滴４の表面張力や誘電膜３の表面エネルギーなどの性質に依存する。一方、電極２と液滴４中に差し込んだ針状の電極間に電圧を印加すると、図１（Ｂ）に示すように、液滴４側の電解質イオンが誘電膜３表面へ集中することによって電気二重層の帯電量変化が生じ、液滴４の表面張力が変化する。その結果、接触角θＶは小さくなる。この時の接触角θＶは、下式のリップマン−ヤングの式で表される。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
ここで、θ０は電圧が印加されていない状態での接触角、εは誘電体層の比誘電率、ε０は真空の誘電率、ｌは誘電膜の膜厚、γＬＧは液滴の表面張力、Ｖは印加電圧である。接触角θvは、電圧Ｖの関数として、電極２と液滴４との間の印加電圧Ｖの大きさによって、液滴４の表面形状（曲率）が変化する。
【０００７】
このエレクトロウェッティング現象を利用した反射型ディスプレイとして、白色の基板上に透明電極と疎水性の絶縁膜を積層し、その上に着色した油滴（疎水性液体）と無色透明な水（親水性液体）とを封入した構造が開示されている（非特許文献１）。画素の透明電極と水との間に電圧を印加すると、濡れ性が変化して着色油滴が無色透明な水に押しのけられ、無色透明な水を通して基板の白色が視認される。一方、透明電極と水との間に電圧を印加しなければ、着色油滴が元通り疎水性の絶縁膜を覆った状態になるため、着色油滴の色が視認される。
【０００８】
エレクトロウェッティング方式の表示装置は、高い反射率とコントラストを有するため視認性が良好であり、応答速度が速いために動画にも対応でき、またカラーフィルタを使用する方法、あるいは３原色の疎水性液体を並列に並べる、あるいは積層する方法によりフルカラー表示も可能である。また、機械的な動作無しで表示できるため、装置の小型化や長寿命化にも有利である。そのため、電子ペーパーとして、あるいは新たなディスプレイとして非常に期待を集めている。
【０００９】
このように多くの利点を有するエレクトロウェッティング方式の表示装置において、最大の課題はメモリー性がないことである。メモリー性とは、一度表示させれば、通電しなくてもその表示画像が消えずに保持できることを言う。電気泳動方式やコレステリック液晶方式等の電子ペーパーは、メモリー性を有することが特徴の一つとなっており、基本的に電力は書換え時のみしか必要としないため、超低消費電力を実現できる。また、電圧を印加せずに表示できることは、画面のちらつきによる目の疲れを抑制する効果も有している。
【００１０】
しかし、エレクトロウェッティング方式の表示装置は、画像を表示させても電圧を印加しないと疎水性液体が画素全体に広がってしまうため、メモリー性を有していない。そのため、画像を表示している間は必ず電圧を印加しておく必要がある。反射型でバックライトが不要なことによる消費電力の低減効果はあるものの、メモリー性を有する他の方式の電子ペーパーに比べるとその効果は低く、従来のディスプレイに対し実用性が高いとは言えない状況にあった。
【００１１】
これらの課題に対しては、エレクトロウェッティング方式の表示装置において、二つの安定した状態を有する双安定性を付与した技術が開示されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
しかし、これらの方法は二色の液体が混合して見えたり、色再現性が低下したり、フルカラー表示ができなかったり、電圧を印加しない状態では画像が不鮮明になり、画像保持性が不十分であったり、あるいはコスト高を招くといった多くの問題があり、未だ実現されていない。
【００１２】
一方、種々のゲルを用いた表示装置についても数多く検討されている。例えば、電気刺激によって液体を吸収・放出する高分子ゲルの光散乱性の変化によって表示を行う素子（特許文献４）、また特定の構成からなる帯電性高分子ゲルが絶縁性有機系膨潤溶液中において、電界に応答して繰り返し膨潤・収縮する現象を利用した素子（特許文献５）が開示されている。
しかし、このような高分子ゲルを利用した表示装置は、その大半がアクリルアミド系の高分子ゲルを使用したものであるが、表示が可能であったとしても、表示品質は満足されるものではなかった。
【００１３】
従って、表示品質に優れ、フルカラー表示も可能であり、かつ高いメモリー性を有し、高画質な静止画像を電力消費なしで長期間表示することができる新たな表示媒体や表示装置の実現が強く求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
多くの利点を有するエレクトロウェッティング方式の画像表示装置において、メモリー性を付与することが熱望されている。電源を切っても、表示した画像が消えずに残せることは、消費電力の大幅な低減だけでなく、紙と同様の使い方が可能になることによって用途の拡大が期待できる。しかし、高いメモリー性を有するエレクトロウェッティング方式の表示媒体や表示装置は、未だ実現されていないのが実情である。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像品質が高く、電力消費なしに画像を長期間表示することが可能な、高いメモリー性を有するエレクトロウェッティング方式の表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、エレクトロウェッティング方式の画像表示装置において、温度によって可逆的にゲル化する液体を用いることにより、上記課題が解決されることを見出した。
【００１７】
すなわち本発明は、第一の電極と、前記第一の電極を覆うように設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する誘電体層と、前記誘電体層を挟むように前記第一の電極の対向位置に設けられた第二の電極と、を有する表示素子において、前記誘電体層と前記第二の電極との間に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体のうち少なくとも一方が着色しており前記誘導体層の濡れ性の変化により前記着色した液体が前記誘導体層上を移動し、前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子である。
また、本発明は、重畳するように設けられた複数の電極と、前記複数の電極それぞれの上に設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する複数の誘電体層と、を有する表示素子において、前記複数の誘電体層それぞれの間に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体の少なくとも一方が複数の色に着色した複数の液体からなり前記誘導体層の濡れ性の変化により前記複数の液体がそれぞれの前記誘導体層上を移動し、前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像品質が高く、電力消費なしに画像を長期間表示することが可能な、高いメモリー性を有するエレクトロウェッティング方式の表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は、エレクトロウェッティング現象を説明する原理図であり、（Ｂ）は、エレクトロウェッティング現象を説明する他の原理図である。
【図２】表示した状態を示す表示装置の一例を示す概略図である。
【図３】表示を消去した状態を示す表示装置の一例を示す概略図である。
【図４】表示した状態を示す表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図５】表示を消去した状態を示す表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図６】表示した状態を示す表示媒体の一例を示す概略図である。
【図７】表示を消去した状態を示す表示媒体の一例を示す概略図である。
【図８】表示した状態を示す表示媒体の一例を示す別の概略図である。
【図９】表示を消去した状態を示す表示媒体の一例を示す別の概略図である。
【図１０】表示媒体と、表示媒体に外部から熱及び／又は電界を印加する外部制御装置からなる表示セットの一例を示す概略図である。
【図１１】表示媒体と、表示媒体に外部から熱及び／又は電界を印加する外部制御装置からなる表示セットの一例を示す別の概略図である。
【図１２】フルカラー表示装置の一例を示す概略図である。
【図１３】フルカラー表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図１４】フルカラー表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図１５】フルカラー表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図１６】フルカラー表示装置の一例を示す別の概略図である。
【図１７】フルカラー表示媒体の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明について図面を用いて詳しく説明する。但し、これらは本発明の効果を示すための一例を示したものであり、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００２１】
＜表示素子、表示媒体、表示装置及び表示セット＞
本発明の表示素子は、第一の電極と、前記第一の電極を覆うように設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する誘電体層と、前記誘電体層を挟むように前記第一の電極の対向位置に設けられた第二の電極と、を有する表示素子において、前記誘電体層と前記第二の電極との間に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体のうち少なくとも一方が着色しており前記誘導体層の濡れ性の変化により前記着色した液体が前記誘導体層上を移動し、前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子である。
また、本発明の表示素子は、重畳するように設けられた複数の電極と、前記複数の電極それぞれの上に設けられ、電界の変化に応じて濡れ性が変化する複数の誘電体層と、を有する表示素子において、前記複数の誘電体層それぞれの間に、互いに相溶しない２種類の液体を有し、かつ前記２種類の液体の少なくとも一方が複数の色に着色した複数の液体からなり前記誘導体層の濡れ性の変化により前記複数の液体がそれぞれの前記誘導体層上を移動し、前記２種類の液体のうち少なくとも一方が、温度によって可逆的にゲル化する液体であることを特徴とする表示素子である。
【００２２】
また、本発明の表示媒体は、前記表示素子が、複数配置されてなり、それぞれの表示素子は、前記温度によって可逆的にゲル化する液体が隔壁によって隔てられたセル構造とされた表示媒体である。このように、複数のセルを形成し、表示素子を複数並べることによって、画像を表示させることが可能になる。
【００２３】
さらに、本発明の表示装置は、前記表示媒体と、前記表示媒体に熱や電界を印加して、画像を表示したり、消去したりするための駆動装置とを一体化したものが含まれる。また、本発明の表示セットは、前記表示媒体と、前記表示媒体に外部から熱及び／又は電界を印加して、画像を表示させる外部制御装置とを有するものが含まれる。
【００２４】
（第一の実施形態）
図２に、本発明の実施の形態に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図の一例を示す。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
図２に示すように、本発明の表示媒体及び表示装置５は、互いに対向配置された白色の第一基板１０及び透明の第二基板１１が、側壁１２によって支持され、第一基板１０には透明な第一電極１４が、第二基板１１には透明な第二電極１５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極１４を覆うように透明な誘電体層１６が形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、室温では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００２６】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁１３が設けられ、セルを形成している。第一電極１４は、隔壁１３によって形成されたセル毎に電圧を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板１０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置１７が設置されている。
【００２７】
これらの第二電極１５と誘電体層１６との間の空間に、互いに相溶しない第一液体１８と第二液体１９が封入されてなる。この場合、第一液体１８は着色しており、第二液体１９は無色透明である。着色している第一液体１８は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。これらの第一液体１８及び第二液体１９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体がゲル化し、室温より高温度にするとゾル化し、これらのゾルゲル転移が、温度によって可逆的に起こる。なお、ゲル化とは液体が流動性を失い、固化した状態を示し、ゾル化とはゲル化した液体が再び流動性を示し、液化した状態を示す。
【００２８】
このように、液体を温度によって可逆的にゾルゲル転移させるための方法の一例としては、液体に熱可逆性ゲル化剤を含有することで可能となる。熱可逆性ゲル化剤は、疎水性のものと親水性のものがあるため、疎水性液体にのみ添加しても良いし、親水性液体にのみ添加しても良いし、あるいはその両方に添加しても良い。
【００２９】
一例として、図２を用いて、第一液体１８に着色した疎水性液体を用い、第二液体１９には導電性の無色透明な親水性液体を用い、着色した疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有した場合について説明する。
図２は、温度制御装置１７を用いて着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化させた後、電圧を印加していない状態であり、この場合誘電体層１６は疎水性を示すため、着色した疎水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６上に濡れ広がった状態になっている。そのため、画像としては全面に疎水性液体の色が視認された暗状態を示す。
【００３０】
一方、図３は、温度制御装置１７を用いて着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化させ、第一電極１４と第二電極１５との間に電界を印加した状態であり、この場合誘電体層１６は親水性に変化するため、誘電体層１６上から着色した疎水性液体（第一液体１８）が、無色透明な親水性液体（第二液体１９）に押し寄られる形で移動し、画像としては第一基板１０の色（白色）が視認された明状態を示す。なお、第一電極１４は、図２や図３に示すように、セル全体に設けず、電界の有無に関わらず常に疎水性を示す領域を残すことで、着色した疎水性液体（第一液体１８）の液格納領域２０とすることができる。
【００３１】
図２の暗状態から図３の明状態にする、即ち画像を消去するには、まず温度制御装置１７により、疎水性液体（第一液体１８）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にする。次いで第一電極１４と第二電極１５との間に電界を印加すると、誘電体層１６の濡れ性が親水性に変化することによって、疎水性液体（第一液体１８）がセル端部の液格納領域２０に押し寄られ、無色透明な親水性液体（第二液体１９）が支配的となり、第一基板１０の色（白色）が視認される。その後、疎水性液体（第一液体１８）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にして誘電体層１６が再び疎水性に変化しても、その状態が維持される。
【００３２】
一方、図３の明状態から図２の暗状態にする、即ち画像を表示するには、同様に温度制御装置１７により、疎水性液体（第一液体１８）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にする。この場合、電界を印加しなくても、誘電体層１６は疎水性を維持していることから、疎水性液体（第一液体１８）は濡れ広がった状態になる。そのまま、疎水性液体（第一液体１８）を室温まで冷却するとゲル化するため、疎水性液体（第一液体１８）によって表示された状態が維持される。
【００３３】
画像パターンを表示させる方法の一例としては、最初に温度制御装置１７により、疎水性液体（第一液体１８）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にすると、画像表示領域全面が暗状態になる。その後、第二電極１５と、画像を表示させないセルの第一電極１４との間に電界を印加することにより、電界を印加されたセルは明状態、電界を印加されなかったセルは暗状態のままとなり、これにより所望の画像パターンを表示させることが可能になる。このまま疎水性液体（第一液体１８）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体１８）によって表示された画像が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００３４】
（第二の実施形態）
本発明の表示媒体及び表示装置５は、図２や図３に示される構造のものに限定されることなく、例えば図４や図５に示すような表示媒体や表示装置にも有効に用いられる。図４には、本発明の実施の形態に係る表示媒体や表示装置の構成を模式的に示す断面図の別の一例を示す。
【００３５】
図４に示す本発明の表示媒体及び表示装置５は、互いに対向配置された白色の第一基板１０及び透明な第二基板１１が、側壁１２によって支持され、第一基板１０には透明な第一電極１４が、第二基板１１には透明な第二電極１５が、それぞれ基板の内側に形成されている。第一電極１４を覆うように透明な誘電体層１６ａが、また第二電極１５を覆うように透明な誘電体層１６ｂが形成されており、これらの誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００３６】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁１３が設けられ、セルを形成している。第一電極１４及び第二電極１５は、隔壁１３によって形成されたセル毎に電界を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板１０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置１７が設置されている。
【００３７】
これらの誘電体層１６ａと１６ｂとの間の空間と、これに垂直に交わり、縦方向に形成された空間に、互いに相溶しない第一液体１８と第二液体１９が封入されてなる。誘電体層１６ａと１６ｂとの間の空間は視認されるが、縦方向に形成された空間は視認されず、これが液格納領域２０となる。この場合、第一液体１８は着色しており、第二液体１９は透明性を有している。着色している第一液体１８は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。
【００３８】
これらの第一液体１８及び第二液体１９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。液体を温度によって可逆的にゲル化させるための方法の一例としては、液体に熱可逆性ゲル化剤を含有することで可能となる。熱可逆性ゲル化剤は、互いに相溶しない２種類の液体の両方に加えても、どちらか一方に加えても良い。
【００３９】
一例として、第一液体１８に着色した親水性液体を用い、第二液体１９には無色透明な疎水性液体を用い、無色透明な疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有した場合について説明する。
図４は、温度制御装置１７を用いて無色透明な疎水性液体（第二液体１９）をゾル化させ、電界を印加した状態であり、この場合誘電体層１６ａ及び１６ｂは親水性に変化するため、着色した親水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６ａ及び１６ｂ上に濡れ広がった状態になっている。そのため、画像としては全面に親水性液体の色が視認された暗状態を示す。
【００４０】
一方、図５は、温度制御装置１７を用いて無色透明な疎水性液体（第二液体１９）をゾル化させ、電界を印加しない状態であり、この場合誘電体層１６ａ及び１６ｂは疎水性であることから、着色した親水性液体（第一液体１８）が、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）と入れ替わる形で液格納領域２０に移動し、誘電体層１６ａ及び１６ｂの間の視認される領域に無色透明な疎水性液体（第二液体１９）が移動することから、画像としては第一基板１０の色（白色）が視認された明状態を示す。なお、図４及び図５は動作原理を説明するために簡略化したものであり、例えば、誘電体層１６ｂと着色した親水性液体（第一液体１８）との界面領域は、必ずしも図に示すように接触しない場合もある。
【００４１】
図４の暗状態から図５の明状態にする、即ち画像を消去するには、まず温度制御装置１７により、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にする。この場合、電界を印加しなくても、誘電体層１６ａ及び１６ｂが疎水性を示すことから、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）が誘電体層１６ａ及び１６ｂの間に濡れ広がり、着色した親水性液体（第一液体１８）は、液格納領域２０に移動する。これにより、第一基板１０の色（白色）が視認される。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にして誘電体層１６が再び疎水性に変化しても、その状態が維持される。
【００４２】
一方、図５の明状態から図４の暗状態にする、即ち画像を表示するには、同様に温度制御装置１７により、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にする。そして、第一電極１４と第二電極１５との間に電界を印加すると、誘電体層１６ａ及び１６ｂは親水化することから、着色した親水性液体（第一液体１８）が、誘電体層１６ａ及び１６ｂの間に濡れ広がり、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）は液格納領域２０に移動する。これにより、着色した親水性液体（第一液体１８）の色が視認される。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、その状態が維持される。
【００４３】
画像パターンを表示させる場合には、まず温度制御装置１７により、疎水性液体（第一液体１８）をゾル化転移温度以上に加熱して液状にすると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）が誘電体層１６ａ及び１６ｂの間に濡れ広がり、第一基板１０の色（白色）が視認され、画像が消去される。次に、画像を表示させるセルの第一電極１４と第二電極１５に電界を印加すると、電界を印加したセルは暗状態、電界を印加しなかったセルは明状態のままとなり、これにより所望の画像パターンを表示させることが可能になる。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、その状態が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００４４】
（第三の実施形態）
次に、本発明において、表示媒体に自ら加熱、あるいは電界を印加する駆動装置を保持させず、これらを表示媒体の外部から駆動させる方法について説明する。
図６は、加熱、あるいは電界を印加する駆動装置を自ら保持せず、これらを外部から駆動させる場合に用いられる表示媒体の構成を模式的に示す断面図の一例である。
【００４５】
図６に示すように、本発明の表示媒体は、互いに対向配置された白色の第一基板１０及び透明の第二基板１１が、側壁１２によって支持され、第一基板１０には透明な第一電極１４が、第二基板１１には透明な第二電極１５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極１４及び第二電極１５に外部から電界を印加するために、これらの電極と接触した外部電極２１ａ及び２１ｂを設けている。また、第一電極１４を覆うように透明な誘電体層１６が形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００４６】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁１３が設けられ、セルを形成している。隔壁１３は、表面に疎水性膜を設けたり、隔壁１３自体を疎水性材料によって形成したりすることにより、疎水性液体の液格納領域２０として機能させることが可能である。この場合、隔壁１３の表面の疎水性は、誘電体層１６に電界を印加しない場合の疎水性よりも低く設定することが好ましい。なお、図６において、第一電極１４はセル毎に分割されておらず、第一基板１０には加熱あるいは冷却させるための温度制御装置１７を保有していない。
【００４７】
これらの第二電極１５と誘電体層１６との間の空間に、互いに相溶しない第一液体１８と第二液体１９が封入されてなる。この場合、第一液体１８は着色しており、第二液体１９は無色透明である。着色している第一液体１８は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。
【００４８】
これらの第一液体１８及び第二液体１９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体がゲル化し、室温より高温度にすると液体がゾル化し、これらのゾルゲル転移が、温度によって可逆的に起こる。
【００４９】
一例として、図６を用いて、第一液体１８に着色した疎水性液体を用い、第二液体１９には導電性の無色透明な親水性液体を用い、着色した疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有した場合について説明する。
図６は、表示媒体に外部から加熱をし、かつ電界を印加しない状態を示している。この場合、誘電体層１６は疎水性を示すため、ゾル化した着色の疎水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６上に濡れ広がった状態になっている。そのため、画像としては全面に疎水性液体の色が視認された暗状態を示す。
【００５０】
一方、図７は、表示媒体に外部から加熱をし、かつ第一電極１４及び第二電極１５に外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、外部から電界を印加した状態を示している。この場合、誘電体層１６は親水性に変化するため、ゾル化した着色の疎水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６上から押し寄られる形で、隔壁１３に設けられた液格納領域２０に移動し、画像としては第一基板１０の色（白色）が視認された明状態を示す。
【００５１】
図６の暗状態から図７の明状態にする、即ち画像を消去するには、外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、第一電極１４及び第二電極１５に外部から電界を印加すると共に、外部から表示媒体を加熱し、着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化（液化）する。この場合、誘電体層１６は親水性に変化することから、着色した疎水性液体（第一液体１８）は無色透明な親水性液体（第二液体１９）に押し寄られ、隔壁１３の液格納領域２０に移動し、親水性液体（第二液体１９）が支配的となり、第一基板１０の色（白色）が視認される。その後、室温まで冷却すると疎水性液体（第一液体１８）はゲル化するため、電界を印加しない状態にして誘電体層１６が再び疎水性に変化しても、その状態が維持される。
【００５２】
一方、図７の明状態から図６の暗状態にする、即ち画像を表示するには、電界を印加せずに、外部から表示媒体を加熱し、着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化（液化）する。この場合、電界を印加しなければ、誘電体層１６は疎水性を示し、かつ隔壁１３上に向けられた液格納領域の疎水性よりも高いことから、疎水性液体（第一液体１８）は隔壁１３の液格納領域２０から誘電体層１６上に移動し、疎水性液体（第一液体１８）による色が視認される。そのまま室温まで冷却すると、疎水性液体（第一液体１８）がゲル化するため、疎水性液体（第一液体１８）によって表示された状態が維持される。
【００５３】
画像パターンを表示させる場合には、予め第一電極１４及び第二電極１５に外部から電界を印加すると共に、外部から表示媒体を加熱することにより、全面消去（白色化）した表示媒体に、サーマルヘッド等を用いて、画像を表示する領域を加熱すると、加熱されたセル内の着色した疎水性液体（第一液体１８）だけがゾル化（液化）し、疎水性の誘電体層１６に移動して暗状態になり、加熱されないセル内の疎水性液体（第一液体１８）はゲル化しているため明状態のままとなり、これによって所望の画像パターンを表示させることが可能になる。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、その状態が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００５４】
（第四の実施形態）
続いて、表示媒体に自ら加熱、あるいは電界を印加する駆動装置を保持せず、これらを表示媒体の外部から駆動させる方法において、別な構造の表示媒体について説明する。
図８は、加熱あるいは電界を印加する駆動装置を自ら保持せず、これらを外部から駆動させる場合に用いられる表示媒体の構成を模式的に示す別の断面図の一例である。
【００５５】
図８に示すように、本発明の表示媒体は、互いに対向配置された白色の第一基板１０及び透明の第二基板１１が、側壁１２によって支持され、第一基板１０には透明な第一電極１４が、第二基板１１には透明な第二電極１５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極１４及び第二電極１５に外部から電界を印加するために、これらの電極と接触した外部電極２１ａ及び２１ｂを設けている。また、第一電極１４及び第二電極１５を覆うように透明な誘電体層１６ａ及び１６ｂが形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００５６】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁１３が設けられ、セルを形成している。なお、図８の第一電極１４は、液格納領域２０によって分割されているように見えるが、図８において、第一電極１４及び第二電極１５は、必ずしもセル毎に分割される必要はない。また、第一基板１０に加熱あるいは冷却させるための温度制御装置１７を保有していない。
【００５７】
これらの誘電体層１６ａと１６ｂの間の空間と、それに対し垂直に交わり、縦方向に形成された空間に互いに相溶しない第一液体１８と第二液体１９が封入されてなる。誘電体層１６ａと１６ｂの間の空間は視認されるが、縦方向に形成された空間は視認されず、これが液格納領域２０として機能する。また、第一液体１８は着色しており、第二液体１９は無色透明である。着色している第一液体１８は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。これらの第一液体１８及び第二液体１９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体がゲル化し、室温より高温度にするとゾル化し、これらのゾルゲル転移が、温度によって可逆的に起こる。
【００５８】
一例として、図８を用いて、第一液体１８に着色した親水性液体を用い、第二液体１９には無色透明な疎水性液体を用い、無色透明な疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有した場合について説明する。
図８は、表示媒体に外部から熱及び電界を印加した状態を示している。この場合、誘電体層１６ａ及び１６ｂは親水性であることから、ゾル化した着色の親水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６ａ及び１６ｂ上に濡れ広がった状態になっている。そのため、画像としては全面に親水性液体の色が視認された暗状態を示す。
【００５９】
一方、図９は、表示媒体に外部から加熱をし、かつ電界を印加しない状態を示している。この場合、誘電体層１６ａ及び１６ｂは疎水性であるため、ゾル化した着色の親水性液体（第一液体１８）は、誘電体層１６ａ及び１６ｂから無色透明な疎水性液体（第二液体１９）と入れ替わる形で液格納領域２０に移動し、一方無色透明な疎水性液体（第二液体１９）は、誘電体層１６ａ及び１６ｂの間の空間に移動することにより、画像としては第一基板１０の色（白色）が視認された明状態を示す。なお、図８及び図９は動作原理を説明するために簡略化したものであり、例えば、誘電体層１６ｂと着色した親水性液体（第一液体１８）との界面部分は、必ずしも図に示すように接触しない場合もある。
【００６０】
図８の暗状態から図９の明状態にする、即ち画像を消去するには、表示媒体を外部から加熱し、着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化（液化）する。この場合、電界を印加しなくても、誘電体層１６ａ及び１６ｂは疎水性であることから、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）が誘電体層１６ａ及び１６ｂの間に濡れ広がり、着色した親水性液体（第一液体１８）は、液格納領域２０に移動する。これにより、第一基板１０の色（白色）が視認される。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にして誘電体層１６が再び疎水性に変化しても、その状態が維持される。
【００６１】
一方、図９の明状態から図８の暗状態にする、即ち画像を表示するには、同様に表示媒体を外部から加熱し、着色した疎水性液体（第一液体１８）をゾル化（液化）する。そして、外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、第一電極１４と第二電極１５との間に電界を印加すると、誘電体層１６ａ及び１６ｂは親水化することから、着色した親水性液体（第一液体１８）が、誘電体層１６ａ及び１６ｂの間に濡れ広がり、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）は液格納領域２０に移動する。これにより、着色した親水性液体（第一液体１８）の色が視認される。その後、室温まで冷却すると、無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化するため、電界を印加しない状態にして誘電体層１６が再び疎水性に変化しても、その状態が維持される。
【００６２】
画像パターンを表示させる場合には、予め外部から加熱することにより、全面消去（白色化）した表示媒体に、外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、外部から第一電極１４及び第二電極１５に電界を印加すると共に、サーマルヘッド等を用いて、画像を表示するセルを加熱すると、加熱した領域における無色透明な疎水性液体（第二液体１９）だけがゾル化（液化）し、着色した親水性液体（第一液体１８）と入れ替わって暗状態となり、加熱しない領域は無色透明な疎水性液体（第二液体１９）がゲル化したまま明状態を維持することから、所望の画像パターンを表示させることが可能になる。これによって、電界を印加しない状態にしても表示した画像が残り、メモリー性を付与することが可能になる。
【００６３】
（第五の実施形態）
本発明において、表示媒体に外部から加熱あるいは電界を印加する外部制御装置としては、表示媒体と一体化しておらず、表示媒体に熱及び／又は電界を印加できる装置であれば、如何なる構成のものでも使用することが可能である。具体的には、表示媒体を加熱もしくは冷却する温度制御装置と、表示媒体に電界を印加する電界印加装置を有する。これらの外部制御装置の一例を図１０及び図１１に示す。
【００６４】
また、図１０及び図１１は、本発明の表示媒体と、表示媒体を外部から駆動するための外部制御装置とを有する表示セットを示す図である。図１０はこれらの表示媒体及び外部制御装置を横から見たものであり、図１１は手前から見た図を示す。このように、本発明は、表示媒体とこれに温度と電界を制御して画像表示を行う駆動装置とが一体化した表示装置としてだけではなく、別々に存在する表示媒体と表示媒体を駆動させる外部制御装置がセットになり、表示媒体に外部から駆動させ表示を行うことも可能である。そのため、前者はディスプレイとして、後者は紙の代替として使用することが可能である。また、表示媒体と外部制御装置は別体として存在していても、これらを組み合わせて一体化させることも可能であり、本発明の範疇に含まれる。
【００６５】
図１０及び図１１に示される表示媒体及び外部制御装置は、表示媒体５と、表示媒体５を挟むようにして、表示媒体に電界を印加するための電界印加装置２２及び２３、並びに表示媒体を加熱及び／又は冷却するための温度制御装置２４から構成されてなる。表示媒体に外部から電界を印加する場合には、例えば、表示媒体に設けられた外部電極２１に接触するように、電界印加手段２２及び２３を設けることにより、表示媒体５に形成された第一電極及び第二電極に外部から電界を印加することが可能となる。
【００６６】
外部制御装置に用いられる電界印加手段としては、電界を印加することによって誘電体層の親水性あるいは疎水性が変化すれば、如何なる装置を用いても良い。例えば、電源やアースに接続された各種電極や対向電極の間に表示媒体を狭持させる方法が挙げられる。外部制御装置に設けられたこれらの電界印加手段と、記録媒体の外面に設けられた電極とが接触することによって、外部から記録媒体に電界が印加される。対向電極の一例として、例えば、導電性のプラテン等も好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。また、外部から表示媒体を加熱あるいは冷却する温度制御手段としては、表示媒体の温度を制御することが可能で、表示媒体に含有される液体をゾル化もしくはゲル化させることができれば、如何なる手段でも用いることが可能である。例えば、温度制御手段を有する温度制御装置において、画像記録領域全面を加熱するものとしては、シート形状のヒーター、ローラー形状のヒーター、ベルトを介して加熱するヒーター等、如何なるヒーターでも用いることができる。画像記録領域一部を加熱し、熱で画像を表示させる場合には、サーマルヘッドが主として用いられる。また、加熱する温度制御装置とは別に表示媒体に温度制御装置を別途を追加したり、加熱と冷却を一体化した温度制御装置を設けることも可能である。画像記録領域全面を冷却するものとしては、空冷、水冷、放熱板、放熱ローラー、ペルチェ素子等が挙げられる。冷却するための温度制御装置は、ゲル化速度を速めることが可能になるため、高画質化に有効であるが、自然放冷することによってもゲル化させることは可能であるため、必須ではない。
【００６７】
＜カラー表示媒体及びカラー表示装置＞
本発明の表示媒体及び表示装置は、フルカラー表示を行うことが可能である。フルカラー表示を行うための方法としては、例えば、フルカラー表示に必要な色に着色された液体を備えたセルを複数並べて規則的に配列する方法、フルカラー表示に必要な色に着色した複数の液体をセル毎に重畳するように配置する方法、視認側に位置する透明な第二基板上にカラーフィルタを備える方法、及びこれらの方法を組み合わせる方法等が挙げられる。
【００６８】
（第六の実施形態）
図１２に、フルカラー表示に必要な色に着色された液体を備えたセルを複数並べて規則的に配列したカラー表示装置の一例を示す。
図１２に示すように、本発明のカラー表示装置は、互いに対向配置された白色の第一基板３０及び透明の第二基板３１が、側壁３２によって支持され、第一基板３０には透明な第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、第二基板３１には透明な第二電極３５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃを覆うように透明な誘電体層３６が形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００６９】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁３３が設けられ、セルを形成している。第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、隔壁３３によって形成されたセル毎に電圧を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板３０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置３７が設置されている。
【００７０】
これらの第二電極３５と誘電体層３６との間の空間に、互いに相溶しない第一液体４３と第二液体３９が封入されてなる。この場合、第一液体４３は着色しており、第二液体３９は無色透明である。着色している第一液体４３は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。さらに、着色している第一液体４３は、フルカラー表示に必要な３原色を備えており、これらは４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有するセルとして規則的に配列されている。例えば、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃを、赤、緑、青に着色し、これらがこの順に規則的に配列するように構成されている。
【００７１】
これらの第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び第二液体３９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体をゲル化し、室温より高温度にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。熱可逆性ゲル化剤は、互いに相溶しない２種類の液体の両方に加えても、どちらか一方に加えても良い。また、色の異なる第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれに同じ熱可逆性ゲル化剤を含有しても良いし、異なる種類の熱可逆性ゲル化剤を含有しても良い。
【００７２】
例えば、図１２において、第一液体４３ａに赤色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｂに緑色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｃに青色に着色した疎水性液体を用い、第二液体３９には無色透明な親水性液体を用い、着色した各疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。温度制御装置３７を用いて着色した疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）をゾル化させ、全面を暗状態にした後、第二電極３５と、第一電極３４ａ、第一電極３４ｂ、第一電極３４ｃの各電極間の電界を制御することによって、フルカラー画像を表示させることが可能となる。このまま疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）によって表示された画像が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００７３】
（第七の実施形態）
図１３には、フルカラー表示に必要な色に着色された液体を備えたセルを複数並べて規則的に配列するカラー表示装置の別の一例を示す。第六の実施形態と同様に、温度制御装置３７を用いて着色した疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）をゾル化させ、全面を暗状態にした後、第一電極３４ａ、第一電極３４ｂ、第一電極３４ｃと、第二電極３５ａ、第二電極３５ｂ、第二電極３５ｃの各電極間の電界を制御することによって、フルカラー画像を表示させることが可能となる。このまま疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）によって表示された画像が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００７４】
（第八の実施形態）
図１４に、フルカラー表示に必要な色に着色した複数の液体をセル毎に重畳するように配置したカラー表示装置の一例を示す。
図１４に示すように、本発明のカラー表示装置は、互いに対向配置された白色の第一基板３０及び透明の第二基板３１の間に、透明な第三基板４１が設けられ、これらが側壁３２によって支持されている。第一基板３０には透明な第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、第二基板３１には透明な第二電極３４ｇ、３４ｈ、３４ｉが、第三基板４１には透明な第三電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆが、各基板に形成されている。また、第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃと第三電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆの間に、補助電極４２ａが、第三電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆと第二電極３４ｇ、３４ｈ、３４ｉとの間に、補助電極４２ｂが形成されている。
【００７５】
また、第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃを覆うように透明な誘電体層３６ａが、第二電極３４ｇ、３４ｈ、３４ｉを覆うように透明な誘電体層３６ｂが、第三電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆを覆うように誘電体層３６ｃが形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁３３が設けられ、セルを形成している。第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、第二電極３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、及び第三電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆは、隔壁３３によって形成されたセル毎に電圧を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板３０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置３７が設置されている。
【００７６】
これらの誘電体層３６ａと３６ｂとの間の空間に、互いに相溶しない第一液体４３ａと４３ｂ及び第二液体３９ａが封入されてなる。また、誘電体層３６ｂと３６ｃとの間の空間に、互いに相溶しない第一液体４３ｃと第二液体３９ｂが封入されてなる。この場合、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは着色しており、各々異なる色を呈している。一方、第二液体３９ａ及び３９ｂは無色透明である。着色している第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。さらに、着色している第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、フルカラー表示に必要な３原色を備えており、重畳するように縦方向に積層され形成されている。
【００７７】
例えば、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃを、各々シアン、マゼンタ、イエローに着色し、これらが重畳するように配置され、構成されている。これらの第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び第二液体３９ａ、３９ｂの少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体をゲル化し、室温より高温度にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。熱可逆性ゲル化剤は、互いに相溶しない２種類の液体の両方に加えても、どちらか一方に加えても良い。また、色の異なる第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれに同じ熱可逆性ゲル化剤を含有しても良いし、異なる種類の熱可逆性ゲル化剤を含有しても良い。
【００７８】
例えば、図１４において、第一液体４３ａにシアン色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｂにマゼンタ色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｃにイエロー色に着色した疎水性液体を用い、第二液体３９ａ及び３９ｂには無色透明な親水性液体を用い、着色した各疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。温度制御装置３７を用いて着色した疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）をゾル化させ、全面を暗状態にした後、画像を表示しないセルの第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃと補助電極４２ａとの間に電界を印加することによってシアン色を、画像を表示しないセルの第一電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆと補助電極４２ａとの間に電界を印加することによってマゼンタ色を、画像を表示しないセルの第一電極３４ｇ、３４ｈ、３４ｉと補助電極４２ｂとの間に電界を印加することによってイエロー色を明状態にすることが可能である。
【００７９】
具体的には、すべてを暗状態にした後、第一電極３４ｇと補助電極４２ｂに電界を印加すると、シアン色とマゼンタ色が重なり青色に、同様に第一電極３４ｂと補助電極４２ａに電界を印加すると、マゼンタ色とイエロー色が重なり赤色に、同様に第一電極３４ｆと補助電極４２ａに電界を印加すると、シアン色とイエロー色が重なり緑色に視認される。
【００８０】
このように、シアン、マゼンタ、イエローの各画像を形成することによって、フルカラー画像を表示させることが可能となる。そして、このまま疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）によって表示された画像が維持される。これによって、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００８１】
なお、上記のように複数の電極が重畳している場合においては、電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ、３４ｉを第一電極と呼称する場合があり、補助電極が設けられている場合は、補助電極は第二の電極の代わりとしての機能を果たすことができる。
【００８２】
（第九の実施形態）
図１５に、視認側に位置する透明な第二基板上にカラーフィルタを備えたカラー表示装置の一例を示す。
図１５に示すように、本発明のカラー表示装置は、互いに対向配置された白色の第一基板３０及び透明の第二基板３１が、側壁３２によって支持され、第一基板３０には透明な第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、第二基板３１には透明な第二電極３５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃを覆うように透明な誘電体層３６が形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００８３】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁３３が設けられ、セルを形成している。第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、隔壁３３によって形成されたセル毎に電界を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板３０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置３７が設置されている。また、第二基板３１には、カラーフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが備えられている。これらのカラーフィルタは、フルカラー表示に必要な３原色を備えており、規則的に配列されている。例えば、カラーフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに、赤、緑、青のカラーフィルタを用い、これらがこの順に規則的に配列するように構成されている。
【００８４】
これらの第二電極３５と誘電体層３６との間の空間に、互いに相溶しない第一液体３８と第二液体３９が封入されてなる。この場合、第一液体３８は着色しており、第二液体３９は無色透明である。着色している第一液体３８は、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。これらの第一液体３８及び第二液体３９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体をゲル化し、室温より高温度にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。熱可逆性ゲル化剤は、互いに相溶しない２種類の液体の両方に加えても、どちらか一方に加えても良い。
【００８５】
例えば、図１５において、カラーフィルタ４０ａは赤色、カラーフィルタ４０ｂは緑色、カラーフィルタ４０ｃは青色のカラーフィルタを用い、第一液体３８に黒色に着色した疎水性液体を用い、第二液体３９には無色透明な親水性液体を用い、着色した疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。温度制御装置３７を用いて着色した疎水性液体（第一液体３８）をゾル化させ、全面を暗状態にした後、第二電極３５と、第一電極３４ａ、第一電極３４ｂ、第一電極３４ｃの各電極間の電界を制御することによって、フルカラー画像を表示させることが可能となる。このまま疎水性液体（第一液体３８）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体３８）によって表示された画像が維持される。これにより、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００８６】
（第十の実施形態）
図１６に、カラーフィルタと着色液体の両方を備えたカラー表示装置の一例を示す。
図１６に示すように、本発明のカラー表示装置は、互いに対向配置された白色の第一基板３０及び透明の第二基板３１が、側壁３２によって支持され、第一基板３０には透明な第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、第二基板３１には透明な第二電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆが、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃを覆うように透明な誘電体層３６ａが形成されており、第二電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆを覆うように透明な誘電体層３６ｂが形成されており、これらの誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００８７】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁３３が設けられ、セルを形成している。第一電極３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び第二電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆは、隔壁３３によって形成されたセル毎に電界を印加できるように複数に分割され、かつ互いに絶縁されて配置されている（セル毎に駆動させるために必要な駆動素子や制御部との配線等は図示しない）。さらに、第一基板３０には、液体を加熱あるいは冷却させるための温度制御装置３７が設置されている。
【００８８】
また、第二基板３１には、カラーフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが備えられている。これらのカラーフィルタは、フルカラー表示に必要な３原色を備えており、規則的に配列されている。例えば、カラーフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに、シアン、マゼンタ、イエローのカラーフィルタを用い、これらがこの順に規則的に配列するように構成されている。
【００８９】
これらの誘電体層３６ａと３６ｂとの間の空間に、互いに相溶しない第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃと第二液体３９が封入されてなる。また、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、誘電体層３６ａと３６ｂの上にそれぞれ配置されている。この場合、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは各々異なる色に着色しており、第二液体３９は無色透明である。着色している第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、隔壁１３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。
【００９０】
これらの第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び第二液体３９の少なくとも一方は、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体をゲル化し、室温より高温度にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。熱可逆性ゲル化剤は、互いに相溶しない２種類の液体の両方に加えても、どちらか一方に加えても良い。
【００９１】
例えば、図１６において、カラーフィルタ４０ａはシアン、カラーフィルタ４０ｂはマゼンタ、カラーフィルタ４０ｃはイエローのカラーフィルタを用い、これらがこの順に規則的に配列する。また、第一液体４３ａはシアン、第一液体４３ｂはマゼンタ、第一液体４３ｃはイエローに着色した疎水性液体を用い、第二液体３９には無色透明な親水性液体を用い、着色した疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。なお、図１６で示す例では、第二電極３４ｄ、３４ｅ、３４ｆそれぞれに誘電体層３６ｂに接してマゼンタ、イエロー、シアンに着色した第一液体が用いられている。
【００９２】
温度制御装置３７を用いて着色した疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）をゾル化させ、全面を暗状態にした後、第一電極３４ａ、３４ｅと補助電極４２との間の電界を制御することによりイエローに着色した液体を、第一電極３４ｃ、３４ｄと補助電極４２との間の電界を制御することによりマゼンタに着色した液体を、第一電極３４ｂ、３４ｆと補助電極４２との間の電界を制御することによりシアンに着色した液体を、暗状態から明状態に変化させ、これによってフルカラー画像を表示させることが可能となる。
【００９３】
このまま疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）を室温まで冷却するとゲル化するため、電界を印加しない状態にしても、疎水性液体（第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）によって表示された画像が維持される。これにより、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【００９４】
（第十一の実施形態）
次に、本発明において、表示媒体に加熱あるいは電界を印加する駆動装置を保持させず、これらを表示媒体の外部から駆動させてカラー表示を行う方法について説明する。
図１７は、加熱あるいは電界を印加する駆動装置を自ら保持せず、これらを外部から駆動させる場合に用いられるカラー表示媒体の構成を模式的に示す断面図の一例である。
【００９５】
図１７に示すように、本発明の表示媒体は、互いに対向配置された白色の第一基板３０及び透明の第二基板３１が、側壁３２によって支持され、第一基板３０には透明な第一電極３４が、第二基板３１には透明な第二電極３５が、それぞれ基板の内側に形成されている。また、第一電極３４及び第二電極３５に外部から電界を印加するために、これらの電極と接触した外部電極２１ａ及び２１ｂを設けている。また、第一電極３４を覆うように透明な誘電体層３６が形成されており、誘電体層は電界によって濡れ性が変化する。例えば、これらの誘電体層は、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化し、電界によって可逆的に変化する。
【００９６】
また、表示素子が複数並べて設けられた構造を有しており、表示素子の間には隔壁３３が設けられ、セルを形成している。隔壁３３は、表面に疎水性膜を設けたり、隔壁３３自体を疎水性材料によって形成したりすることにより、疎水性液体の液格納領域２０として機能させることが可能である。この場合、隔壁３３の表面の疎水性は、誘電体層３６に電界を印加しない場合の疎水性よりも低く設定することが好ましい。なお、図１７において、第一電極３４はセル毎に分割されておらず、また第一基板３０には加熱あるいは冷却させるための温度制御装置１７（又は３７）を保有していない。
【００９７】
第二電極３５と誘電体層３６との間の空間に、互いに相溶しない第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃと第二液体３９が封入されてなる。この場合、第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは着色しており、各々異なる色を呈しており、第二液体３９は無色透明である。着色している第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、隔壁３３によって区切られており、隔壁を超えて移動することはできない。
【００９８】
これらの第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃに各々異なる色を有する疎水性液体を用い、温度によって可逆的にゲル化する。即ち、室温では液体がゲル化し、室温より高温度にすると液体がゾル化し、これらのゾルゲル転移が、温度によって可逆的に起こる。また、これらの第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、それぞれゾルゲル転移温度が異なっている。
【００９９】
例えば、図１７において、第一液体４３ａには赤色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｂには緑色に着色した疎水性液体、第一液体４３ｃには青色に着色した疎水性液体を用い、第二液体３９には無色透明な親水性液体を用い、着色した疎水性液体に、室温でゲル化し、室温より高温にするとゾル化する熱可逆性ゲル化剤を含有する。第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃには異なる種類の熱可逆性ゲル化剤を含有し、各第一液体のゾルゲル転移温度を、温度の高い方から４３ａ＞４３ｂ＞４３ｃの順とする。
【０１００】
表示媒体６は、予め第一電極３４及び第二電極３５に外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、外部から電界を印加すると共に、外部から第一液体４３ａのゾル化温度よりも高い温度に加熱することにより、画像領域全面を消去（白色化）し、そのまま冷却して第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃをゲル化した。続いて、サーマルヘッドを用いて、赤色を必要とする領域を第一液体４３ａのゾル化温度よりも高い温度に加熱し、すぐに冷却して第一液体４３ａをゲル化することにより、赤色の画像を表示した。次に、第一電極３４及び第二電極３５に外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、外部から電界を印加すると共に、外部から第一液体４３ａのゲル化温度以下で、かつ第一液体４３ｂのゾル化温度以上の温度に加熱することにより、赤色以外の画像を消去（白色化）し、そのまま冷却して第一液体４３ｂ及び４３ｃをゲル化した。
【０１０１】
続いて、サーマルヘッドを用いて、緑色を必要とする領域を第一液体４３ａのゲル化温度以下で、かつ第一液体４３ｂのゾル化温度以上の温度に加熱し、すぐに冷却して第一液体４３ｂをゲル化することにより、緑色の画像を表示した。
【０１０２】
次に、第一電極３４及び第二電極３５に外部電極２１ａ及び２１ｂを通して、外部から電界を印加すると共に、外部から第一液体４３ｂのゲル化温度以下で、かつ第一液体４３ｃのゾル化温度以上の温度に加熱することにより、赤色と緑色以外の画像を消去（白色化）し、そのまま冷却して第一液体４３ｃをゲル化した。続いて、サーマルヘッドを用いて、青色を必要とする領域を第一液体４３ａ及び４３ｂのゲル化温度以下で、かつ第一液体４３ｃのゾル化温度以上の温度に加熱し、すぐに冷却して第一液体４３ｃをゲル化することにより、青色の画像を表示した。これにより、フルカラー画像を表示することが可能となる。第一液体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは既にゲル化しているため、得られたフルカラー画像は維持され、電力消費を必要とせずに、高いメモリー性を付与することが可能になる。
【０１０３】
このように、本発明の実施形態は、従来公知の様々な構成を適用でき、色の異なる液体やカラーフィルタを用いることによって、モノクロ、モノカラー、マルチカラー、フルカラーの様々な表示を行うことが可能である。
【０１０４】
また、これらの表示媒体や表示装置のすべては、表示の書き換えが何度でも可能である上に、一度表示を行うと、液体はゲル化し固定化されるため、消費電力を一切必要とせずに、長期間画像を保持することができ、高いメモリー性を有している。さらに、これらの表示媒体や表示装置は、表示媒体とそれを駆動させる装置とが一体となった内部駆動方式のみならず、表示媒体と駆動装置とが分離された外部駆動方式でも適用することが可能となり、実用範囲が非常に広い。特に、外部駆動方式の場合は、高価なＴＦＴ基板が不要で、かつ汎用のサーマルヘッドを用いて画像表示を行うことが可能であり、表示媒体並びに表示装置の低コスト化が実現できる。
【０１０５】
＜基板＞
背面側（視認する側と逆側）に設けられる第一基板１０及び３０は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、合成樹脂や天然樹脂等のプラスチック、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、ガラス、セラミック、金属、合成紙等が挙げられる。第一基板は、予め基板として成形されたものの他、樹脂やモノマー等を含む液を塗布、乾燥することによって成形することも可能である。第一基板は、透明であっても、半透明であっても、不透明であっても良い。
【０１０６】
本発明の表示媒体あるいは表示装置を、反射型表示させる場合には、第一基板が不透明であることが好ましい。特に、光反射率を高める上で、白色の基板を用いることがより好ましい。この場合、基板自体が白色であっても、基板上に白色の反射膜を設けても良い。基板を白色にして反射率を高めるためには、基板中に白色の顔料を含有させる方法、あるいは基板上に白色顔料を含む反射膜を設ける方法等が有効である。
【０１０７】
白色顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム等が挙げられ、中でも酸化チタンが有効に用いられる。また、第一基板の色は白色に限られるものではなく、様々な色にすることも可能である。この場合は、例えば、基板中あるいは基板上に設けられる反射膜に着色顔料を含有させることで作製できる。
【０１０８】
本発明の表示媒体あるいは表示装置は、表示手段として液体を使用しているため、透過型表示を行うことも可能であり、有効である。透過型として用いる場合には、第一基板は透明であることが好ましい。また、無色の他、様々な色を有する基板を設けることも可能である。本発明の表示媒体あるいは表示装置を用いて透過型表示させる場合には、第一基板にバックライトを設けることも可能であり、有効である。
【０１０９】
一方、表面側（視認する側）に設けられる第二基板１１及び３１は、従来公知の基板をいずれも使用することができる。第二基板は、予め基板として成形されたものの他、樹脂やモノマー等を含む液を塗布、乾燥することによって成形することも可能である。例えば、プラスチックフィルム、ガラス、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等、透明性の高い基板が用いられる。また、第二基板の表面には、反射防止、帯電防止、耐指紋性、紫外線吸収等の効果を有する表面層を別途設けることも可能であり、有効である。
【０１１０】
＜電極＞
本発明の表示素子、表示媒体及び表示装置に用いられる電極は、導電性材料であればいずれのものでも使用することができる。
第一電極１４及び３４、第二電極１５及び３５は、薄く製膜することが可能な導電性材料が用いられ、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、ステンレス、金、銀、白金、タンタル、チタン、ニオブ、モリブデンなどの金属材料、チオフェン系導電性ポリマー、ポリアニリン、およびポリピロールなどの導電性ポリマー、カーボンナノチューブ、グラフェン等が挙げられる。これらの中でも透明性の高い材料が好ましく、特にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、導電性ポリマー、カーボンナノチューブ等が好ましく用いられる。これらの導電性材料は、第一基板あるいは第二基板上に製膜することによって形成できる。
【０１１１】
製膜方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スプレーやディッピング等のウェットコーティング法等を用いることができる。また、表示媒体と表示駆動装置が一体化した表示装置の場合は、サブピクセル領域に対応するパターン化した画素電極を設けることが好ましい。画素電極は、上記導電性材料の中でもインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が好ましく用いられる。画素電極の形状は、長方形、正方形、三角形、六角形、円形、台形等、如何なる形状でも良い。但し、画素電極は、隔壁を設けることにより形成されるセルと一致させることが好ましい。
【０１１２】
また、第一電極及び第二電極は、対向位置に配置することが好ましいが、誘電体層３６に電界を印加することができれば、必ずしも対向位置に配置させる必要はない。例えば、図１４や図１６のように補助電極４２を配置させることも可能である。即ち、補助電極４２が、導電性あるいは極性を有する液体に絶えず接触しており、第一電極１４及び３４と補助電極４２の間に電界を印加することで、誘電体層１６及び３６の濡れ性が変化すれば、如何なる電極でも使用可能である。そのため、補助電極４２は、薄膜状や針状等、如何なる形状のものでも使用することができ、形状や材質を問わない。
【０１１３】
また、本発明の表示媒体は、外部から駆動させて表示を行うことも可能である。この場合は、表示媒体の第一電極１４及び３４並びに第二電極１５及び３５に、外部から電界を印加させるための外部電極２１を有することが好ましい。外部電極２１は、表示媒体の内部に配置される第一電極１４及び３４あるいは第二電極１５及び３５と、表示媒体の表面とを導通させたものであり、この外部電極２１に外部から表示を行う外部制御装置の電極が接触し、外部制御装置より表示媒体内の第一電極１４及び３４並びに第二電極１５及び３５に電界を印加できる構成になっていれば、如何なるものでも使用することができる。
【０１１４】
なお、第一電極、第二電極の膜厚は特に制限はないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましい。
【０１１５】
＜誘電体層＞
誘電体層１６、１６ａ、１６ｂ、３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、絶縁性あるいは誘電率が高く、かつ電界を印加することにより濡れ性が変化する材料が用いられる。具体的には、無電界下では疎水性を示し、電界を印加すると親水性に変化する材料が好ましく用いられる。誘電体層は、下記式（１）より比誘電率が高く、膜厚が薄い方が、印加電圧を低減できる点でより好ましい。また、電圧を印加しない場合の疎水性は高い方がより好ましい。
【０１１６】
【数２】
2014240875.tif 000004
【０１１７】
（ここで、θ０は電圧が印加されていない状態での接触角、εは誘電体層の比誘電率、ε０は真空の誘電率、ｌは誘電膜の膜厚、γＬＧは液滴の表面張力、Ｖは印加電圧である。接触角θvは、電圧Ｖの関数として、電極２と液滴４との間の印加電圧Ｖの大きさによって、液滴４の表面形状（曲率）が変化する。）
【０１１８】
これらの中でも、フッ素系樹脂が好ましく用いられ、例えば、テフロン（登録商標）（商品名：デュポン社製）、サイトップ樹脂（商品名：旭硝子製）、ポリフッ化ビニリデン、あるいはスパッタリングあるいは気相反応法により蒸着した過フッ素化ポリマーなどが用いられる。絶縁性あるいは誘電率が高い膜の上に、疎水性を有する層を積層しても良い。透明な絶縁性材料としては、パリレン等が挙げられ、疎水性を有する材料としては、フッ素含有ポリマー等が挙げられる。絶縁性膜は、例えば、ＣＶＤ法、ディッピング法、電着法等によって形成することができる。
【０１１９】
また、膜内に高誘電性の粒子を含有させることも可能であり、有用である。高誘電性の粒子としては、例えばチタン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸ストロンチウム、スズ酸バリウム、スズ酸ストロンチウム、スズ酸マグネシウム等の金属酸化物が挙げられる。また、これらは単独で用いても、２種以上組み合わせて用いても良い。
【０１２０】
なお、誘電体層の膜厚は特に制限はないが、１０ｎｍ〜１ｍｍが好ましい。
【０１２１】
＜互いに相溶しない２種類の液体＞
互いに相溶しない２種類の液体１８、１９、３８、３９、３９ａ、３９ｂ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、２種類の液体同士を混合しても均一にならず、互いが界面をもって相分離した状態を示す液体である。例えば、油に代表される疎水性液体と水に代表される親水性液体が挙げられる。
【０１２２】
疎水性液体は絶縁性あるいは極性の低い液体であり、疎水性液体の具体例としては、ヘプタン、ヘキサン、ノナン、デカン、オクタン、ドデカン、テトラデカン、オクタデカン、ヘキサデカン等のアルカンあるいはシクロアルカン、ノルマルパラフィン系溶剤、イソパラフィン系溶剤等の炭化水素系オイル、シリコーンオイル、フルオロカーボンオイル等が挙げられる。
【０１２３】
一方、親水性液体は導電性あるいは極性の高い液体であり、親水性液体の具体例としては、水、メチルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等の低分子量のアルコール類が挙げられる。塩化カリウムや塩化ナトリウム等の電解質を溶解させても良い。
これらの疎水性液体あるいは親水性液体は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、本発明においては、疎水性液体と親水性液体の含有量の割合は特に制限はなく、目的に応じて変化させることができる。
【０１２４】
これらの互いに相溶しない２種類の液体は、少なくともいずれかを着色することによって用いられる。これらの液体を着色する方法としては、従来公知の無機系あるいは有機系の染料及び顔料、色素、ナノパーティクル等の着色剤を含有させることで可能になる。但し、液中の染料は、紫外線照射の影響を受けやすく、退色や脱色を招く恐れがある。そのため、顔料やナノパーティクルが好ましく用いられる。
【０１２５】
互いに相溶しない２種類の液体（疎水性液体及び親水性液体）のうち、着色するのはいずれであっても良い。疎水性液体に含有する場合には油性の染料や顔料等が、親水性液体に含有する場合には水性の染料や顔料等が用いられる。この場合、着色しない方の液体は、無色透明性を維持することが好ましく、着色液体に含まれる着色剤がもう一方の液体に取り込まれないことが重要である。また、表示媒体あるいは表示装置の構成によっては、互いに相溶しない２種類の液体の両方を異なる色に着色することも可能である。
【０１２６】
＜熱可逆性ゲル化剤＞
本発明において、前記互いに相溶しない２種類の液体１８、３８、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び１９、３９のいずれか、もしくは両方は、温度によって可逆的にゾル化あるいはゲル化することを特徴とする。例えば、液体を常温でゲル化させ、それより高温でゾル化させることにより、常温での画像の閲覧時及び保存時には液体はゲル化しているため、高いメモリー性が得られる。また、画像の書き換え及び消去時には常温よりも高温にすることで液体はゾル化するため、液体が電界によって自由に移動することが可能になり、書き換えや消去が可能になる。
【０１２７】
これらの液体を、温度によって可逆的にゾル化あるいはゲル化させる方法は、温度によって液体を可逆的にゾルゲル転移させる熱可逆性ゲル化剤を液体に含有させる方法が有効である。また、他の方法としては、天然ロウやカルナウバワックス等の低融点ワックス類を用いる方法もある。
【０１２８】
本発明の表示媒体あるいは表示装置は、画像の閲覧時及び保存時には液体をゲル状にし、かつ画像の閲覧時及び保存時よりも高い温度での画像の書き換え時及び消去時には、液体を液状にすることができる熱可逆性ゲル化剤を用いることが好ましい。また、熱可逆性ゲル化剤としては、温度応答性が高い方が好ましく、ある温度を超えると一気にゾル化し、ある温度よりも低くなると一気にゲル化するものがより適している。
【０１２９】
ここで、画像の閲覧時とは、本発明の表示媒体あるいは表示装置に表示された画像情報を人が視認する時を意味し、画像の保存時とは、画像情報を本発明の表示媒体あるいは表示装置に保存しておく状態を意味する。また、前記画像の閲覧時及び保存時とは、言い換えれば表示媒体あるいは表示装置の通常の使用環境を意味し、例えば、１０℃以上４０℃未満の状態を意味する。
【０１３０】
本発明においてゲル状とは、親水性液体及び疎水性液体が流動性を失った状態であって、これにより画像が保持される。一方、液状とは、親水性液体及び疎水性液体が流動性を有する状態であって、これにより液体が電界によって自由に動くことができる状態になり、画像の書き換えあるいは消去が可能になる。
【０１３１】
熱可逆性ゲル化剤は、水素結合、ファンデルワールス力、疎水性相互作用、静電的相互作用、π−π相互作用等の弱い二次的結合等により網目構造が形成され、それに親水性液体あるいは疎水性液体が取り込まれることによってゲル状にし、一方、加熱によって二次的結合が容易に切断されるため、親水性液体あるいは疎水性液体を液状に戻す。特に、ゲル化は、水素結合によってゲル化剤分子が自己会合し、分子間相互作用によって繊維状の会合体が形成され、更にファンデルワールス、疎水性又は静電的な相互作用によってそれらが成長し、繊維状の会合体同士が絡み合うことにより３次元網目構造が形成される。それに親水性液体あるいは疎水性液体が取り込まれることによってゲル化が進行する。
【０１３２】
熱可逆性ゲル化剤としては、主として親水性液体に用いる場合には、親水性を有するハイドロゲル、疎水性液体に用いる場合には、疎水基を有するオルガノゲルが用いられる。これらの熱可逆性ゲル化剤の中でも、分子中にアミド結合（−ＮＨＣＯ−）を有するものがより好ましく用いられる。これらのゲル化剤におけるゲル化の原動力は、アミド結合のＮ−ＨとＣ＝Ｏ間の水素結合の形成にある。温度応答性の高いゲルの形成は、水素結合の反応性によって左右されることから、本発明においてはゲル化剤の分子中にアミド結合を有するゲル化剤がより好ましい。
【０１３３】
また、本発明においては、熱可逆性ゲル化剤の分子中に、さらにウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を有するものがより好ましい。ウレタン結合を持つゲル化剤は、アミド結合のみを持つものに比べて、ゾルゲル転移の温度応答性が更に高くなる。またゾル化転移温度とゲル化転移温度の差が縮小され、ヒステリシスが小さくなる効果を得ることができ、本発明においては非常に有用である。
【０１３４】
また、ポリマー型又はオリゴマー型の熱可逆性ゲル化剤も知られている。低分子の熱可逆性ゲル化剤は、構造によっては長期間放置により結晶に転移してしまう場合があり、安定性が低下する場合がある。一方、ポリマー型又はオリゴマー型の熱可逆性ゲル化剤は、分子量分布や屈曲鎖の運動により結晶化しないため有効な場合がある。ポリマー型又はオリゴマー型の熱可逆性ゲル化剤は、例えば、結晶化を妨げるポリマー成分にゲル化を引き起こすゲル化成分を導入することなどによって得ることができる。
【０１３５】
熱可逆性ゲル化剤の分子中のアミド結合やウレタン結合は、一つであっても有効であるが、ゾルゲル転移の温度応答性を高めるためには、分子中に複数のアミド結合やウレタン結合を有することが好ましく、多い方がより好ましい。これにより、ゲル化能が高まり、ゲル化の温度応答性も早くなることから、本発明において有効である。
【０１３６】
また本発明においては、熱可逆性ゲル化剤の分子中にシロキサン結合を有するものが更に好ましい。シロキサン結合とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）が交互に結合した構造であり、その一例を以下に示す。
【０１３７】
【化１】
2014240875.tif 000005
【０１３８】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７は、炭素数が８〜２０のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、同じでも異なっていても良い。ｎは０〜８０の整数を表す。）
【０１３９】
シロキサン結合を有するゲル化剤は結晶化が起こりにくく、ゲルの安定性を高めることができる。また、各種変性シリコーンオイルを用いると、親水性液体あるいは疎水性液体との相溶性が高まり、透明性を増したり、不溶物の発生を抑える効果も得られる。
【０１４０】
本発明におけるシロキサン結合の好ましい長さは、以下のように定義される。すなわち、熱可逆性ゲル化剤の分子中におけるシロキサン結合の珪素数をＡとし、分子中におけるアミド結合（−ＮＨＣＯ−）及びウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）の総数をＢとすると、下記式を満たす範囲がより好ましい。
０．５≦Ａ／Ｂ≦４．０
Ａ／Ｂが０．５より小さいと、本発明の表示媒体あるいは表示装置に適したゾルゲル温度よりも高すぎたり、ゲルが不安定であったりする場合がある。一方、４．０より大きいと、本発明の表示媒体あるいは表示装置に適したゲル化転移温度よりも低すぎたり、ゲルが柔らかすぎたりして、常温でもゲル化せず、画像保持性が低下する場合がある。
【０１４１】
また本発明においては、熱可逆性ゲル化剤の分子中に炭素数が８以上のアルキル基及び／又は炭素数が８以上のアルキレン基を有することがより好ましい。ゲル化剤のアミド結合又はウレタン結合の水素結合によって形成された会合体を、繊維状に成長させ、更に三次元網目構造を形成させるためには、会合体同士が相互作用を引き起こしやすい構造が必要である。これらの長鎖アルキル基や長鎖アルキレン基は、分子間相互作用を促進させて、繊維状の会合体や三次元網目構造の形成に寄与するものと考えられる。アルキル基の炭素数は８〜２０が好ましく、アルキレン基の炭素数は８〜１２が好ましい。
【０１４２】
以上のように、本発明の表示媒体あるいは表示装置においては、常温でゲル化し、加熱するとある温度以上でゾル化し、これらが温度によって可逆的に転移するゲル化剤であれば、いずれのものでも適用することが可能である。但し、加熱時には用いる親水性液体あるいは疎水性液体との相溶性が高く、ゾルゲル転移温度が表示媒体あるいは表示装置の使用環境に適しており、ゾルゲル転移の温度応答性が早く（加熱されることにより素早く液状にし、常温に戻ることにより瞬時にゲル状にする）、ゾルゲル転移を繰り返しても結晶化してゲルが崩壊することなく、安定に機能されることが望ましい。
【０１４３】
本発明の表示媒体あるいは表示装置に用いられる上記熱可逆性ゲル化剤の中でも、好ましく用いられるオイルゲル化剤の一例を以下に示す。オイルゲル化剤は、疎水性液体に用いられる。但し、これらは一例であって、本発明の熱可逆性ゲル化剤がこれらに限定されるものではない。
【０１４４】
【化２】
2014240875.tif 000006
【０１４５】
（式（２）中、Ｒ１及びＲ２は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ１及びＲ２は、同じでも異なっていても良い。）
【０１４６】
【化３】
2014240875.tif 000007
【０１４７】
（式（３）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。）
【０１４８】
【化４】
2014240875.tif 000008
【０１４９】
（式（４）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。）
【０１５０】
【化５】
2014240875.tif 000009
【０１５１】
（式（５）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立にアルキル基を表す。前記アルキル基は、炭素数８〜２０が好ましい。）
【０１５２】
【化６】
2014240875.tif 000010
【０１５３】
（式（６）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立にアルキル基又はアルケニル基を表す。前記アルキル基は、炭素数８〜２０が好ましい。）
【０１５４】
【化７】
2014240875.tif 000011
【０１５５】
（式（７）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３〜Ｒ９は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は置換基を有していても良いアリール基を表す。Ｒ３〜Ｒ９は同じでも異なっていても良い。また、ｍは１〜２０の整数を表す。）
【０１５６】
【化８】
2014240875.tif 000012
【０１５７】
（式（８）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３〜Ｒ９は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は置換基を有していても良いアリール基を表す。Ｒ３〜Ｒ９は同じでも異なっていても良い。また、ｍは１〜２０の整数を表す。）
【０１５８】
【化９】
2014240875.tif 000013
【０１５９】
（式（９）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３〜Ｒ１１は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は置換基を有していても良いアリール基を表す。Ｒ３〜Ｒ１１は同じでも異なっていても良い。また、ｍは１〜２０の整数を表し、ｎは１から８０の整数を表す。）
【０１６０】
【化１０】
2014240875.tif 000014
【０１６１】
（式（１０）中、Ｒ１及びＲ２は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３〜Ｒ８は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は置換基を有していても良いアリール基を表す。Ｒ３〜Ｒ８は同じでも異なっていても良い。また、ｎは０〜８０の整数を表し、ｐは１から２０の整数を表す。）
【０１６２】
【化１１】
2014240875.tif 000015
【０１６３】
（式（１１）中、Ｒ１及びＲ２は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３〜Ｒ８は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は置換基を有していても良いアリール基を表す。Ｒ３〜Ｒ８は同じでも異なっていても良い。また、ｎは０〜８０の整数を表し、ｐは１〜２０の整数を表す。）
【０１６４】
一方、親水性液体に用いられるハイドロゲルの一例を以下に示す。但し、これらは一例であって、本発明のゲル化剤がこれらに限定されるものではない。
【０１６５】
【化１２】
2014240875.tif 000016
【０１６６】
（式（１２）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数が１〜４のアルキル基又は炭素数が１〜４のアルコキシ基を表す。ｍ及びｎは１〜２０の整数を表す。）
【０１６７】
【化１３】
2014240875.tif 000017
【０１６８】
（式（１３）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数が１〜４のアルキル基及び炭素数が１〜４のアルコキシ基を表す。ｍ及びｎは１〜２０の整数を表す。）
【０１６９】
【化１４】
2014240875.tif 000018
【０１７０】
（式（１４）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ３は炭素数が１〜８のアルキル基を表す。ｍ及びｎは１〜２０の整数を表す。）
【０１７１】
【化１５】
2014240875.tif 000019
【０１７２】
（式（１５）中、ｍは１〜２０の整数を表す。）
【０１７３】
【化１６】
2014240875.tif 000020
【０１７４】
（式（１６）中、Ｒ１は炭素数が８〜２０のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数が１〜４のアルキル基又は炭素数が１〜４のアルコキシ基を表す。ｍ及びｎは１〜２０の整数を表す。）
【０１７５】
熱可逆性ゲル化剤の含有量は、添加する親水性液体もしくは疎水性液体が、画像の閲覧時及び保存時（例えば常温）にゲル状になり、画像の書き換え時もしくは消去時（例えば画像の閲覧時及び保存時よりも高い温度）に液状になるように決めればよいが、親水性液体もしくは疎水性液体に対して、０．０５〜５０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましく、０．５〜１０質量％が特に好ましい。含有量が、０．０５質量％未満では、ゲル化が不充分となり画像保持性が低下することがあり、５０質量％を越えると、加熱しても親水性液体もしくは疎水性液体の粘性が充分に低下しなかったり、不溶物が残存したりして、画質劣化を引き起こすことがある。
【０１７６】
親水性液体もしくは疎水性液体のゲル化及びゾル化転移温度には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０〜１２０℃が好ましく、３０〜１００℃がより好ましく、４０〜９０℃が更に好ましい。
【０１７７】
前記ゲル化及びゾル化転移温度は、親水性液体もしくは疎水性液体の種類、量と、熱可逆性ゲル化剤の種類、量を適宜選択することや、異なる熱可逆性ゲル化剤を適当な比率で混合させることによって調整することができる。ゲル化及びゾル化転移温度が２０℃未満であると、通常の環境では問題なくても、直射日光に曝される屋外や炎天下の車内等で使用した場合に、画像保持性が低下する恐れがある。一方、ゲル化及びゾル化転移温度が１２０℃を超えると、その温度に到達するまでにかかる時間が増加し、書き換え速度や画質の低下を引き起こす場合がある。
【０１７８】
但し、ゲル化転移温度が低くても、ゾル化転移温度が高ければ、高い画像保持性を維持することが可能であり有効に使用することができる。例えば、ゲル化転移温度が２０℃未満であっても、ゾル化転移温度が８０℃を示す場合、画像の記録後に冷却して一度ゲル化させてしまえば、次にゾル化させるためには８０℃の温度が必要になり、この場合、想定されるどのような環境でも画像保持性を維持することが可能になる。
【０１７９】
ここで、前記ゲル化及びゾル転移温度とは、親水性液体もしくは疎水性液体が、熱可逆性ゲル化剤の作用によりゾル（液）状からゲル状へ又はゲル状からゾル（液）状へ転移する温度を意味する。前記ゲル化及びゾル転移温度については、例えば、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって吸熱ピーク温度、発熱ピーク温度を測定することにより求める方法等が挙げられる。
【０１８０】
＜画像表示方法、画像消去方法＞
本発明によれば、エレクトロウェッティング現象を利用した表示素子、表示媒体、表示装置、表示セット等において、画像表示方法、画像消去方法を提供することができる。本発明の表示媒体の画像表示領域全域に熱を加えて及び／又は電界を印加することで、表示されていた画像を消去することができる。
また、本発明の表示媒体の画像表示領域全域を加熱し、該画像表示領域全域よりも小さい領域に電界を印加する場合は、画像表示領域全域を加熱し、ゾル化した状態にした後、画像パターンを電界により記録する方式である。例えば、温度制御装置を画像表示領域全域に配置し、第一の電極をセルごとに分割して形成することで可能になる。一方、本発明の表示媒体の画像表示領域全域に電界を印加し、該画像表示領域全域よりも小さい領域を加熱する場合は、画像表示領域全域に電界を印加し、画像パターンを熱により記録する方式である。例えば、第一の電極を画像表示領域全域に分割せずに形成し、外部から温度制御手段を接触もしくは近接させることで可能となる。
【実施例】
【０１８１】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、例中の「部」は「質量部」である。
また、「％」は湿度（％ＲＨ）の場合を除き「質量％」である。
【０１８２】
（実施例１）
第一基板に白色のＰＥＴシートを用い、ＰＥＴシート上に透明な第一電極としてＩＴＯ膜（膜厚３００ｎｍ）を画素となる部分に製膜されるようにパターニング形成した。パターニング形成した全領域の右半分を導通させ、配線を形成した。また、同様に左半分を導通させ、別途配線を形成した。このパターニング形成したＩＴＯ膜上にフッ素化ポリマー（サイトップ、旭硝子社製）のパーフルオロトリブチルアミン溶液を、スピンコートによって第一電極と誘電体層の厚さが２００ｎｍになるように塗布並びに乾燥を行い、表面が疎水性を有する誘電体層を形成した。
【０１８３】
さらに、第一電極の位置に合わせて、フォトレジスト（ＳＵ−８、日本化薬社製）を用い隔壁を形成した。第一基板のＰＥＴシートの裏面側には、プラスチック製の基板に取り付けたシート状の発熱体を接触させ固定し、冷却時には発熱体を除去できるようにした。
一方、第二基板には透明なガラスを用い、第二基板の片面には透明な第二電極としてＩＴＯ膜（膜厚３００ｎｍ）を形成した。親水性液体には水を用いた。一方、疎水性液体は、イソパラフィン系炭化水素溶剤（エクソン化学社製、Ｉｓｏｐａｒ  Ｇ）を黒色の無極性染料（オイルブラック、オリエント化学工業社製）で着色し、さらに下記構造式で表される熱可逆性ゲル化剤を溶剤に対して５％添加し、加熱撹拌することによって得た。
【０１８４】
【化１７】
2014240875.tif 000021
【０１８５】
なお、上記熱可逆性ゲル化剤のゾルゲル転移温度は、イソパラフィン系炭化水素溶剤中に添加し、加熱して溶融撹拌した後に冷却することにより得られた５％ゲルについて、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって測定した。測定は２℃／分で昇温し、同じく２℃／分で降温させるサイクルで行った。その結果、昇温時の吸熱ピーク温度は５０．８℃、降温時の発熱ピーク温度は４０．８℃であった。ここでは、ＤＳＣ測定によって得られた吸熱ピーク温度をゾル化転移温度、発熱ピーク温度をゲル化転移温度とする。
【０１８６】
上記疎水性液体を、含有する熱可逆性ゲル化剤のゾル化転移温度以上に加熱し、液状にした後、マイクロキャピラリー滴下法を用いてセル内に注入した。その後、冷却して疎水性液体がゲル化した後、同様にして親水性液体をセル内に注入した。その後、透明電極が内側になるように、第一基板と第二基板を貼り合わせた後、光硬化性樹脂として、Ａ７８４（封止剤、積水化学工業社製）を用いてシールし、硬化させて、図２に示すような表示装置を作製した。なお、疎水性液体と親水性液体は５０：１の割合で注入した。
【０１８７】
以上のようにして得られた表示装置は、電圧を印加しない状態では黒色を呈していた。配線に電源を接続し、透明電極間に電圧を印加しても変化はなく、黒色を呈していた。続いて、発熱体を疎水性液体のゾル化温度以上になるように加熱した。電圧を印加しない状態では変化がなく、黒色を呈していた。
一方、画像表示領域の右半分にのみ電圧を印加すると右半分のみが白色に変化し、左半分は黒色のまま変化が見られなかった。右半分の電圧を印加しない状態にすると、右半分は黒色に変化した。続いて、左半分のみに電圧を印加すると左半分のみが白色に変化し、右半分は黒色のまま変化が見られなかった。
その後、発熱体を除去し、疎水性液体のゲル化温度以下に冷却すると、左半分のみが白色を呈した状態が維持されていた。さらに左半分に印加した電圧を切っても、左半分は白色のまま変化が見られず、双安定性を有することが確認された。
【０１８８】
（比較例１）
実施例１において、疎水性液体に熱可逆性ゲル化剤を含有しなかった以外は、すべて実施例１と同様にして図２に示すような表示装置を作製した。
【０１８９】
以上のようにして得られた表示装置は、電圧を印加しない状態では黒色を呈していた。配線に電源を接続し、画像表示領域の右半分にのみ電圧を印加すると、右半分のみ白色に変化したが、電圧を切ると直ちに黒色に戻った。続いて、発熱体を十分に加熱した。電圧を印加しない状態では変化がなく、黒色を呈していた。
一方、画像表示領域の右半分にのみ電圧を印加すると右半分のみが白色に変化し、左半分は黒色のまま変化が見られなかった。右半分の電圧を印加しない状態にすると、右半分は黒色に変化した。続いて、左半分のみに電圧を印加すると左半分のみが白色に変化し、右半分は黒色のまま変化が見られなかった。
その後、発熱体を除去し、疎水性液体のゲル化温度以下に冷却すると、左半分のみが白色を呈した状態が維持されていた。さらに左半分に印加した電圧を切ると、左半分は黒色に変化し、双安定性がないことが確認された。
【０１９０】
（実施例２）
実施例１において、疎水性液体に含有した黒色染料を赤色染料（オイルレッド、オリエント化学工業社製）に変更し、さらに熱可逆性ゲル化剤を下記構造式のゲル化剤に変更した以外は、すべて実施例１と同様にして、図２に示すような表示装置を作製した。
【０１９１】
【化１８】
2014240875.tif 000022
【０１９２】
なお、熱可逆性ゲル化剤のゾルゲル転移温度を実施例１と同様にして測定を行ったところ、昇温時の吸熱ピーク温度は４４．２℃、降温時の発熱ピーク温度は２５．５℃であった。
【０１９３】
以上のようにして得られた表示装置は、電圧を印加しない状態では赤色を呈していた。配線に電源を接続し、透明電極間に電圧を印加しても変化はなく、赤色を呈していた。続いて、発熱体を疎水性液体のゾル化温度以上になるように加熱した。電圧を印加しない状態では変化がなく、赤色を呈していた。
一方、画像表示領域の右半分にのみ電圧を印加すると右半分のみが白色に変化し、左半分は赤色のまま変化が見られなかった。右半分の電圧を印加しない状態にすると、右半分は赤色に変化した。続いて、左半分のみに電圧を印加すると左半分のみが白色に変化し、右半分は赤色のまま変化が見られなかった。
その後、発熱体を除去し、疎水性液体のゲル化温度以下に冷却すると、左半分のみが白色を呈した状態が維持されていた。さらに左半分に印加した電圧を切っても、左半分は白色のまま変化が見られず、双安定性を有することが確認された。
【０１９４】
（実施例３）
第一基板には白色のＰＥＴシートを用い、その上に酸化チタン微粒子を分散させたフォトレジスト材料を形成し、液格納領域を遮光した上で露光及び現像を行い、液格納領域を有する第一基板を形成した。その上に第一電極として透明なＩＴＯ膜（膜厚３００ｎｍ）を画素となる部分に製膜されるようにパターニング形成した。そして、パターニング形成した全領域の右半分を導通させ、配線を形成した。また、同様に左半分を導通させ、別途配線を形成した。その上にフッ素化ポリマー（サイトップ、旭硝子社製）のパーフルオロトリブチルアミン溶液をスピンコートによって塗布、乾燥を行い、第一電極と誘電体層の厚さ２００ｎｍの表面が疎水性を有する誘電体層を形成した。
【０１９５】
さらに、各画素の境界部分に白色のＵＶ硬化樹脂を用いて隔壁を形成した。隔壁はＩＴＯで形成したパターニングと画素領域で一致するよう位置合わせを行った。また、ＰＥＴシートの裏面側には、プラスチック製の基板に固定したシート状の発熱体を接触させ固定した。冷却時には発熱体を除去できるようにした。
【０１９６】
一方、第二基板には透明のＰＥＴシートを用い、ＰＥＴシート上には透明な第二電極としてＩＴＯ膜（膜厚３００ｎｍ）を画素となる部分に製膜されるようにパターニング形成した。このＩＴＯ膜上にフッ素化ポリマー（サイトップ、旭硝子社製）のパーフルオロトリブチルアミン溶液を、スピンコートによって第二電極と誘電体層の厚さが２００ｎｍになるように塗布並びに乾燥を行い、表面が疎水性を有する誘電体層を形成した。
【０１９７】
親水性液体には水を用い、さらに青色染料（ウォーターブルー、オリエント化学工業社製）で着色した。一方、疎水性液体には、無色透明のイソパラフィン系炭化水素溶剤（エクソン化学社製、Ｉｓｏｐａｒ  Ｇ）を用い、さらに下記構造式で表される熱可逆性ゲル化剤を溶剤に対して７％添加し、加熱撹拌した。
【０１９８】
【化１９】
2014240875.tif 000023
【０１９９】
なお、熱可逆性ゲル化剤のゾルゲル転移温度を実施例１と同様にして測定を行ったところ、昇温時の吸熱ピーク温度は４６．０℃、降温時の発熱ピーク温度は３０．１℃であった。
【０２００】
上記疎水性液体を、含有する熱可逆性ゲル化剤のゾル化転移温度以上に加熱し、液状にした後、マイクロキャピラリー滴下法を用いてセル内に注入した。その後、冷却して疎水性液体がゲル化した後、同様にして親水性液体をセル内に注入した。その後、誘電体層が内側になるように、第一基板と第二基板を貼り合わせた後、光硬化性樹脂として、Ａ７８４（封止剤、積水化学工業社製）を用いてシールし、硬化させて、図４に示すような表示装置を作製した。
【０２０１】
以上のようにして得られた表示装置は、電圧を印加しない状態では白色を呈していた。配線に電源を接続し、透明電極間に電圧を印加しても変化はなく、白色を呈していた。続いて、発熱体を疎水性液体のゾル化温度以上になるように加熱した。電圧を印加しない状態では変化がなく、白色を呈していた。
一方、画像表示領域の右半分にのみ電圧を印加すると右半分のみが青色に変化し、左半分は白色のまま変化が見られなかった。右半分の電圧を印加しない状態にすると、右半分は白色に変化した。続いて、左半分のみに電圧を印加すると左半分のみが青色に変化し、右半分は白色のまま変化が見られなかった。
その後、発熱体を除去し、疎水性液体のゲル化温度以下に冷却すると、左半分のみが青色を呈した状態が維持されていた。さらに左半分に印加した電圧を切っても、左半分は青色のまま変化が見られず、双安定性を有することが確認された。
【０２０２】
（実施例４）
第一基板に白色のＰＥＴシートを用い、その上に透明な第一電極としてＩＴＯ膜（膜厚３００ｎｍ）を全面に形成した。第一電極には外部から電界を印加できるようにするために、外部電極を設けた。第一基板のＩＴＯ膜上にフッ素樹脂膜（非晶性フッ素樹脂テフロン、三井・デュポンフロロケミカル社製）をスクリーン印刷法により、第一電極と誘電体層の厚さが２５０ｎｍになるように形成並びに乾燥を行い、表面が疎水性を有する誘電体層を形成した。各画素の境界部分に疎水性を有するＵＶ硬化樹脂を用いて隔壁を形成した。一方、第二基板には透明なポリイミドフィルムを用い、ポリイミドフィルム上には透明な第二電極としてＩＴＯ膜を全面に形成した。第二電極には外部から電界を印加できるようにするために、外部電極を設けた。
親水性液体にはエチレングリコールを用いた。一方、疎水性液体は、イソパラフィン系炭化水素溶剤（エクソン化学社製、Ｉｓｏｐａｒ  Ｇ）と黒色顔料（ＴＭブラック、大日精化工業社製）で着色し、さらに下記構造式で表される熱可逆性ゲル化剤を溶剤に対して５％添加し、加熱撹拌することによって得た。
【０２０３】
【化２０】
2014240875.tif 000024
【０２０４】
なお、熱可逆性ゲル化剤のゾルゲル転移温度を実施例１と同様にして測定を行ったところ、昇温時の吸熱ピーク温度は５０．８℃、降温時の発熱ピーク温度は４０．８℃であった。
【０２０５】
上記疎水性液体を、含有する熱可逆性ゲル化剤のゾル化転移温度以上に加熱し、液状にした後、マイクロキャピラリー滴下法を用いてセル内に注入した。その後、冷却して疎水性液体がゲル化した後、同様にして親水性液体をセル内に注入した。その後、第二電極が内側になるように、第一基板と第二基板を貼り合わせた後、光硬化性樹脂として、Ａ７８４（封止剤、積水化学工業社製）を用いてシールし、硬化させて、図６に示すような表示媒体を作製した。
【０２０６】
また、上記表示媒体に外部から表示させるための外部制御装置として、図１０及び図１１に示すような外部制御装置を作製した。サーマルヘッドと帯電ローラを備え、表示媒体を挟むようにして導電性のプラテンを配し、表示媒体に熱を付与しながら、表示媒体の外部電極に電界を印加できる構成とした。
【０２０７】
上記表示媒体は、最初黒色を呈していた。これを上記外部制御装置にセットし、サーマルヘッドをＯＦＦとし、電界を印加した状態で印字したが、変化は見られず黒色を呈していた。続いて、サーマルヘッドを全面ＯＮにし、疎水性液体のゾル化温度以上になるように加熱すると、電界を印加しない状態では変化がなく黒色であったが、電界を印加すると全面が白色に変化した。印字した表示媒体は印字終了後にはゲル化しており、表示は固定化されていた。
【０２０８】
続いて、上記表示媒体を再度上記外部制御装置にセットし、電界を印加しない状態で、サーマルヘッドにより格子状の画像パターンを入力した。すると、表示媒体に白地に黒の格子状パターンが印字され、印字された画像パターンは少なくとも１ヶ月保存後においても画像の乱れは認められず、高いメモリー性を有することが確認された。印字した表示媒体を、再びサーマルヘッドを全面ＯＮにし、かつ電界を印加すると全面が白色に変化し、表示及び消去を繰り返しできることを確認した。
【０２０９】
（比較例２）
実施例４において、疎水性液体に熱可逆性ゲル化剤を含有しなかった以外は、すべて実施例４と同様にして図６に示すような表示媒体を作製した。
実施例４と同様にして外部制御装置を用いて印字させた。上記表示媒体は、最初黒色を呈していた。これを上記外部制御装置にセットし、サーマルヘッドをＯＦＦとし、電界を印加した状態で印字すると、全面白色に変化したが、印字終了後には再び黒色に変化し、双安定性は認められなかった。続いて、サーマルヘッドを全面ＯＮにし、電界を印加しない状態では変化がなく黒色であったが、電界を印加すると全面が白色に変化した。
しかし、印字した表示媒体は印字終了後に再び黒色に変化し、表示は固定化されていなかった。続いて、上記表示媒体を再度上記外部制御装置にセットし、電界を印加しない状態で、サーマルヘッドにより格子状の画像パターンを入力した。しかし、黒色を呈したまま表示に変化は見られなかった。表示媒体を、再びサーマルヘッドを全面ＯＮにし、かつ電界を印加すると全面が白色に変化したが、すぐに黒色に戻り、双安定性は認められなかった。
【符号の説明】
【０２１０】
１    基板
２    電極
３    誘電体層
４    導電性の液体
５    表示媒体もしくは表示装置
６    カラー表示媒体もしくはカラー表示装置
１０    第一基板
１１    第二基板
１２    側壁
１３    隔壁
１４    第一電極
１５    第二電極
１６、１６ａ、１６ｂ    誘電体層
１７    温度制御装置
１８    第一液体
１９    第二液体
２０    液格納領域
２１、２１ａ、２１ｂ    外部電極
２２    電界印加手段
２３    電界印加手段
２４    温度制御装置
３０    第一基板
３１    第二基板
３２    側壁
３３    隔壁
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ    第一電極
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ    第二電極
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ    誘電体層
３７    温度制御装置
３８    第一液体
３９、３９ａ、３９ｂ    第二液体
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ    カラーフィルタ
４１    第三基板
４２、４２ａ、４２ｂ    補助電極
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ    第一液体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２１１】
【特許文献１】特許４７３９２１８号公報
【特許文献２】特表２００６−５１９４１２号公報
【特許文献３】特表２００８−５０３７８５号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６６２５号公報
【特許文献５】特開２００３−１４７２２１号公報
【非特許文献】
【０２１２】
【非特許文献１】Ｎａｔｕｒｅ、４２５、ｐ３８３（２００３）
【図１】
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【図２】
2014240875.tif 000026
【図３】
2014240875.tif 000027
【図４】
2014240875.tif 000028
【図５】
2014240875.tif 000029
【図６】
2014240875.tif 000030
【図７】
2014240875.tif 000031
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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