(57)【要約】  【課題】  電界誘導型の電子ペーパデイスプレイにおいて、電圧の印加して移動させる液体を改質して、低駆動移動を実現させる。  【解決手段】  液体への電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行う電界誘導型のシート状の表示装置において、前記液体が、カチオンとアニオンとを組み合わせた常温溶融塩を用いたイオン性の液体を用いている。該イオン性液体は電荷が１価のカチオンとアニオンとを１種類づつ組み合わせている１−１塩からなり、イオン性液体１００重量部に対して水の配合量が０〜１０重量部としてほぼ水を含まないものとしている。  【選択図】  図１
2006195190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体への電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行う電界誘導型のシート状画像表示装置において、
前記液体が、カチオンとアニオンとを組み合わせた常温溶融塩を用いたイオン性液体であり、該イオン性液体１００重量部に対して水の配合量が０〜１０重量部であることを特徴とするシート状画像表示装置。
【請求項２】
前記イオン性液体は水が配合されていない非水溶液であるイオン性液体である請求項１に記載のシート状画像表示装置。
【請求項３】
貫通孔を有する白色散乱シートを備え、前記貫通孔に着色された前記イオン性液体を通し、該イオン性液体への電圧の印加の有無で前記貫通孔に連通させた表示側空間へエレクトロウェッティング方式で流入・流出させ、流入時には着色画像表示とする共に流出時には前記白色散乱シートの光散乱による白色表示を行わせる構成としている請求項１または請求項２に記載のシート状画像表示装置。
【請求項４】
前記イオン性液体の電解質は、電荷が１価のカチオンとアニオンとを１種類づつ組み合わせている１−１塩からなる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項５】
前記カチオンは、１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオン、Ｎ−アルキルピリジニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルフォスフォニウムカチオンから選択されたものである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項６】
前記アニオンは、（ＡｌＣｌ3）ｎＣｌ-、（ＡｌＢｒ3）ｎＢｒ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、（ＨＦ）ｎＦ-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＴａＦ6-、ＷＦ7-、ＮＯ3-、ＮＯ2-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）Ｎ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＮ）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯＯ-から選択されたものである請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項７】
前記イオン性液体は、下記から選択される化学種を含むものである請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
ＥＭＩＡｌＣｌ4、ＥＭＩＡｌ2Ｃｌ7、ＥＭＩＦ・ＨＦ、ＥＭＩＦ・２．３ＨＦ、ＥＭＩＮＯ2、ＥＭＩＮＯ3、ＥＭＩＢＦ4、ＥＭＩＡｌＦ4、ＥＭＩＰＦ6、ＥＭＩＡｓＦ6、ＥＭＩＳｂＦ6、ＥＭＩＮｂＦ6、ＥＭＩＴａＦ6、ＥＭＩＣＨ3ＣＯ2、ＥＭＩＣＦ3ＣＯ2、ＥＭＩＣ3Ｆ7ＣＯ2、ＥＭＩＣＨ3ＳＯ3、ＥＭＩＣＦ3ＳＯ3、ＥＭＩＣ4Ｈ9ＳＯ3、ＥＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＥＭＩ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、ＥＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＥＭＩ（ＣＮ）2Ｎ、ＥＭＩＶＯＣｌ4、ＢＭＩＡｌＣｌ4、ＢＭＩＢＦ4、ＢＭＩＰＦ6、ＢＭＩＣＦ3ＣＯ2、ＢＭＩＣ3Ｆ7ＣＯ2、ＢＭＩＣＨ3ＳＯ3、ＢＭＩＣＦ3ＳＯ3、ＢＭＩＣ4Ｈ9ＳＯ3、ＢＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩＡｌＣｌ4、ＤＭＰＩＡｌ2Ｃｌ7、ＤＭＰＩＰＦ6、ＤＭＰＩＡｓＦ6、ＤＭＰＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ。
前記ＥＭＩは１−エチルー３−メチルイミダゾリウム、ＢＭＩは１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ＤＭＰＩはジメチルー３−プロピルイミダゾリウムの略記である。
【請求項８】
前記イオン性液体の２５℃におけるイオン伝導度（ｓ／ｃｍ）が０．１×１０-3以上である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項９】
前記イオン性液体の粘度は２５℃で３００ｃｐ以下である請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１０】
前記イオン性液体の融点はー４〜ー９０℃である請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１１】
前記白色散乱シートと、該白色散乱シートと空間をあけて表示側に配置される透明シートからなる上部電極基板を備え、前記白色散乱シートの貫通穴および該貫通孔と連通される前記空間の内部に密封されて流通する前記着色のイオン性液体を備えた請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１２】
前記白色散乱シートと、該白色散乱シートと空間をあけて表示側に配置される透明な第１シートからなる上部電極基と、前記白色散乱シートと空間をあけて反対側に配置される第２シートからなる下部電極基板を備え、前記白色散乱シートの貫通孔および該貫通孔と連通される前記上下両側の空間の内部に密封されて流通する前記着色のイオン性液体を備えた請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１３】
前記貫通孔および前記空間内に、前記着色のイオン性液体と、空気あるいは絶縁性オイルが密封され、
前記オイルは、前記イオン性液体と混じり合わない透明あるいは異なる色に着色された側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチン
グオイルから選択された１種または複数種からなる無極性のオイルからなる請求項１１または請求項１２に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１４】
前記貫通孔あるいは／および前記空間に面して、電極、誘電体層、撥水層が順次積層され、前記イオン性液体が接触する最表面には前記撥水層が配置されている請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のシート状画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１３に記載のシート状画像表示装置に用いられ、電圧の印加の有無で表面エネルギーが変化させられる常温溶融塩からなる非水の有機イオン性液体である画像表示装置用の着色導電液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート状画像表示装置に関し、詳しくは、外部電場を利用して液体を移動させて画像を表示するシート状の画像表示装置、特に、エレクトロウェッティング現象を利用した電子ペーパーディスプレイにおいて、シートに設けられた通路を移動させる液体を低電圧で高速移動できるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、透明もしくは着色の液体の移動現象を利用して表示を行う電子ディスプレイが提案されている。例えば、外部電場を利用して液体を移動させて表示する方式として、電気浸透方式とエレクトロウェッティング方式がある。
【０００３】
前記電気浸透方式は、多孔質体の表面の液体含浸率を制御して外光を散乱させ、外光に対する光反射率や光透過率を制御し、予め多孔質体と透明液体の屈折率を一致させておき、多孔質体の貫通孔内に液体で満たさせると透明となり、貫通孔から液体が流出すると光散乱が生じる構成とされている。
【０００４】
後記エレクトロウェッティング方式は、細管内の液体に対する電界印加で液体の界面張力を変化させ、電気毛管現象で貫通孔に沿って液体を移動させる一方、電界除去により細管から液体を流出させる現象を利用している。
詳しくは、細管の内面に設けられる電極と外部電極との間のスイッチが閉じられる電圧ＯＮ時には、液体に電界を印加され、液体の細管内面に対する濡れ性が変化し、液体の細管内面に対する接触角が減少し、この現象に基づいて、液体は細管内を電気毛管現象で移動していく。
一方、スイッチが開かれ、液体に対する電界印加が除去されると、細管内面に対する液体の濡れ性が変化して接触角度は急激に増大し、この現象に基づいて液体は細管から流出される。
【０００５】
表示装置において動画表示を行うためには、細管内で液体を高速且つ低電圧で移動（上下運動）させなければならない。この点から前記電気浸透方式とエレクトロウェッティング方式とを比較すると、エレクトロウェッティング方式が液体を高速に移動させることが可能となる。
【０００６】
前記エレクトロウェッティング現象を利用した電気毛管カラー表示装置が、特開平１０−３９７９９号（特許文献１）で提案されている。
前記特許文献１に開示された電気毛管カラーディスプレイシートでは、図１１に示すように、３枚の透明シート１、２、３を間隔をあけて配置して上側通路４と下側通路５を設け、これら上下通路４と５に連通する２つのリザーバ６、７を中間シート２に設け、前記リザーバ６、７、上下通路４、５に着色の導電性液体Ｌ１と無色あるいは反対色の導電性液体Ｌ２を密封している。表示面に隣接する上側通路４に電極８（８Ａ、８Ｂ）と対の電極９とを取り付けている。前記電極８と９の回路を閉じて電圧を印加することにより上側通路４の内壁面に対する着色液体Ｌ１の濡れ性を変化させ、エレクトロウェッティング現象で、着色液体Ｌ１を上側通路４に広がるように流入させて着色状態としている。一方、前記回路を開くことにより、上側通路４の内壁面への着色液体Ｌ１の濡れ性を変化させて、リザーバ７内の透明液体Ｌ２を上側通路４に流入させると共に着色液体Ｌ１をリザーバ６に戻して透明表示としている。
【０００７】
前記電気毛管カラー表示装置では、着色の導電性液体Ｌ１は、水、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレンゴルコール、それらの混合物等からなるとされている。
また、同様のエレクトロウェッティング現象を利用した表示装置および表示装置からなる特開２０００−３５６７５０（特許文献２）においても、前記導電性液体（電解質溶液）として、ＮａＣｌ，Ｎａ2ＳＯ4などのような電解質を溶かした水溶液、水、アルコール、アセトン、ホルムアルデヒド、エチレングリコールのような有極性液体またはこれらと他の適当な液体との混合物が挙げられている。これらの文献を含め、従来開示されている文献においては、水溶液とされている場合が多い。
【０００８】
このように、従来開示された導電性液体は水溶液とされている場合が多く、水溶液の場合には水自身のイオン半径が小さいことから電極表面を覆う絶縁膜を透過しやすくなり、かつ、電位窓が低いことから、絶縁破壊を起こしやすい問題がある。特に、前記水溶液に電圧を印加えて、その表面エネルギーを変化させるには高電圧を印加して、高電圧駆動しなければならず、しかも、誘電体膜厚が薄くなると前記絶縁破壊がより起こり易くなる。
かつ、前記文献１、２で列挙されている液体には蒸気圧があることから、特に、高温領域において液体そのものの蒸気圧が影響し、表示装置の体積膨張が著しくなり、素子が破壊される恐れがある。さらにまた、可燃性のものも含まれ、衝撃や劣化に伴う内圧上昇による破損で電解質溶液が漏洩・引火する恐れもある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３９７９９号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、シート状画像表示装置において、シートの貫通孔あるいは／およびシート間の隙間に密封されて流れる導電性液体として、低電圧駆動が可能で、絶縁破壊を起こさず、かつ、液体温度領域が低く、蒸気圧が無いあるいは蒸気圧が小さいと共に、不燃あるいは難燃性の液体を用いることにより、前記問題を解消することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、液体への電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行う電界誘導型のシート状画像表示装置において、
前記液体が、カチオンとアニオンとを組み合わせた常温溶融塩を用いたイオン性液体であり、該イオン性液体１００重量部に対して水の配合量が０〜１０重量部であることを特徴とするシート状画像表示装置を提供している。
【００１２】
前記イオン性液体は水を配合していない非水溶液とすることが好ましいが、空気中の水分を吸着して内部に取り込む場合もある。また、配合された水が、絶縁破壊や蒸気圧による体積膨張で素子が破壊されることが無い程度の少量の配合量、即ち、イオン性液体１００重量部に対して水の配合量が１０重量部以下までは配合されている場合も本発明の範囲に含まれる。
【００１３】
本発明は、白色散乱シートの貫通孔に液体を含浸させ、外部電場を利用して液体を移動させ、該液体の移動量に応じて白色散乱シート表面の光反射率を変化させて画像を表示させるエレクトロウェッティング方式あるいは電気浸透方式の表示装置を対象とし、特に、高速に液体を移動させることが出来る点よりエレクトロウェッティング方式の表示装置とすることが好ましい。
即ち、貫通孔を有する白色散乱シートを備え、前記貫通孔に着色された前記イオン性液体を通し、該イオン性液体への電圧の印加の有無で前記貫通孔に連通させた表示側空間へエレクトロウェッティング方式で流入・流出させ、流入時には着色画像表示とする共に流出時には前記白色散乱シートの光散乱による白色表示を行わせる構成としている。
なお、本発明は、エレクトロウェッティング方式に限らず、他の手段で白色散乱シートの貫通孔に液体を移動させることができる表示装置において、前記したように、液体への電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行うものにも適用できる。
【００１４】
本発明では、前記したように、常温溶融塩からなるイオン性液体を画像表示用の導電性液体として用いている。
この常温溶融塩、即ち、室温以下の融点を有するイオン性液体は、不揮発性で蒸気圧がゼロ、広い液体温度領域を備え、優れた熱安定性を有する。また、高イオン伝導性を有すると共に低粘度であるため低電圧駆動が可能となる等の種々の優れた物性を備え、前記した問題を解消できるものである。
さらに、溶融塩には親水性・疎水性のものがあるが、本発明では、水を殆ど含ませないものとしているため、前記した水溶液とした場合に生じる絶縁破壊、蒸気圧による体積膨張で素子が破壊されることを確実に防止できる。
【００１５】
前記イオン性液体は、電荷が１価のカチオンとアニオンとを１種類づつ組み合わせている１−１塩からなるものとしている。
イオン性液体において、カチオンとアニオンの静電的な相互作用は電荷の積に比例するため、１価のイオンを選ぶことによってイオン間の相互作用を減らし、融点や粘度を低下させることができ、低温溶融塩として、低温特性を図ることができる。
【００１６】
前記カチオンは、下記の化学式（１）の１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオン、化学式（２）のＮ−アルキルピリジニウムカチオン、化学式（３）のテトラアルキルアンモニウムカチオン、化学式（４）のテトラアルキルフォスフォニウムカチオンから選択されることが好ましい。
【化１】
2006195190.tif 000003
【化２】
2006195190.tif 000004
【化３】
2006195190.tif 000005
【化４】
2006195190.tif 000006
【００１７】
前記アニオンは、（ＡｌＣｌ3）ｎＣｌ-、（ＡｌＢｒ3）ｎＢｒ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、（ＨＦ）ｎＦ-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＴａＦ6-、ＷＦ7-、ＮＯ3-、ＮＯ2-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）Ｎ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＮ）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯＯ-から選択されることが好ましい。
【００１８】
具体的には、イオン性液体は、下記から選択される化学種を含むものであることが好ましい。
ＥＭＩＡｌＣｌ4、ＥＭＩＡｌ2Ｃｌ7、ＥＭＩＦ・ＨＦ、ＥＭＩＦ・２．３ＨＦ、ＥＭＩＮＯ2、ＥＭＩＮＯ3、ＥＭＩＢＦ4、ＥＭＩＡｌＦ4、ＥＭＩＰＦ6、ＥＭＩＡｓＦ6、ＥＭＩＳｂＦ6、ＥＭＩＮｂＦ6、ＥＭＩＴａＦ6、ＥＭＩＣＨ3ＣＯ2、ＥＭＩＣＦ3ＣＯ2、ＥＭＩＣ3Ｆ7ＣＯ2、ＥＭＩＣＨ3ＳＯ3、ＥＭＩＣＦ3ＳＯ3、ＥＭＩＣ4Ｈ9ＳＯ3、ＥＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＥＭＩ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、ＥＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＥＭＩ（ＣＮ）2Ｎ、ＥＭＩＶＯＣｌ4、ＢＭＩＡｌＣｌ4、ＢＭＩＢＦ4、ＢＭＩＰＦ6、ＢＭＩＣＦ3ＣＯ2、ＢＭＩＣ3Ｆ7ＣＯ2、ＢＭＩＣＨ3ＳＯ3、ＢＭＩＣＦ3ＳＯ3、ＢＭＩＣ4Ｈ9ＳＯ3、ＢＭＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩＡｌＣｌ4、ＤＭＰＩＡｌ2Ｃｌ7、ＤＭＰＩＰＦ6、ＤＭＰＩＡｓＦ6、ＤＭＰＩ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、ＤＭＰＩ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ。
なお、前記ＥＭＩは１−エチルー３−メチルイミダゾリウム、ＢＭＩは１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ＤＭＰＩはジメチルー３−プロピルイミダゾリウムの略記である。
【００１９】
前記ＥＭＩやＢＭＩは空気や水に安定で、かつ、イオン伝導度が高いため、イオン性液体を低電圧で高速移動させることができるため、好適に用いられる。特に、同一のアニオンであれば、ＥＭＩ+を有する化合物は室温で最大の電気伝導率を示す。
アニオンは種類によって基本物性はかなり相違するため、下記の物性値を有するイオン性液体となるように、アニオンとカチオンの組み合わせていることが好ましい。
【００２０】
即ち、イオン性液体の導電率は、２５℃におけるイオン伝導度（ｓ／ｃｍ）が０．１×１０-3以上であることが好ましい。
イオン伝導度（ｓ／ｃｍ）を０．１×１０-3以上としているのは、誘電体膜とイオン性液体との界面に電荷が溜まりやすくなり、電荷密度の向上で電荷同士が反発することで、イオン性液体の表面形状（表面エネルギー）を変化させやすくなり、低電圧でイオン性液体を駆動可能となるためである。
イオン伝導度は高いほど好ましいが、現在入手可能なイオン性液体のイオン伝導度の上限は３．５×１０-3である。
なお、イオン性液体のイオン伝導度の評価は、ＳＵＳ電極を用いて、東陽テニクカル社製のインピーダンスアナラザーＨＰ４２９４Ａで、複素インピーダンス法により測定したものである。
【００２１】
また、イオン性液体の粘度は２５℃で３００ｃｐ以下であることが好ましい。粘度は低け低ければ程好ましいが、現在入手可能な粘度の下限は６０ｃｐ程度である。
粘度を２５℃で３００ｃｐ以下としているのは、３００ｃｐ以下であれば５０Ｖ程度以下の低電圧駆動が可能となるためである。  
【００２２】
前記イオン性液体は、その融点はー４〜ー９０℃程度であることが好ましい。
イオン性液体には室温で固体となる化合物も含まれる場合もあるが、本発明では室温（約２５℃）で液体であると共に、低温域に達しても高いイオン伝導度を有する液体、例えば、ＥＭＩＢＦ4等が好適に用いられる。
【００２３】
本発明のシート状画像表示装置の具体的な構成は、白色散乱シートと、該白色散乱シートと空間をあけて表示側に配置される透明シートからなる上部電極基板を備え、前記白色散乱シートの貫通孔および該貫通孔と連通される前記空間の内部に密封されて流通する前記着色のイオン性液体を備えた構成としている。
前記表示装置では、上部電極基板に電極を配置すると共に、前記貫通孔の内面に電極を配置した２端子構造とし、該２端子はスイッチを介して接続し、該スイッチをオン・オフすることで前記表示側の上部空間に着色のイオン性液体を流入させて着色画像の表示をすると共に、前記上部空間から着色のイオン性流体を流出させて白色散乱画面に切り替えている。
【００２４】
本発明の表示装置は、前記２端子構造に代えて、３端子構造としてもよい。
該３端子構造では、
白色散乱シートと、
該白色散乱シートと空間をあけて表示側に配置される透明な第１シートからなる上部電極基と、
前記白色散乱シートと空間をあけて反対側に配置される第２シートからなる下部電極基板と、
前記白色散乱シートの貫通孔および該貫通孔と連通される前記上下両側の空間の内部に密封されて流通する前記着色のイオン性液体と、
前記上部空間に内面に沿って、前記上部電極基板に配置される上部電極と、
前記下部空間に内面に沿って、前記下部電極基板に配置される下部電極と、
前記白色散乱シートの貫通孔の内面に沿って配置される共通電極と、
前記共通電極と上部電極、該共通電極と前記下部電極に接続すると共に回路開閉手段がそれぞれ介設された上部側電源回路と下部側電源回路を備え、
前記上部側電源回路の回路開閉手段と下部側電源回路の回路開閉手段とを交互に開閉させ、前記上部空間への前記イオン性液体の流入・流出が切り替えられる表示装置として組み立てられる。
該３端子構造とすると、上部空間への着色のイオン性液体の流入・流出を上部側電源回路と下部側電源回路との交互の開閉による行うため、上部空間へのイオン性液体の流入・流出速度を迅速に行うことができる。
【００２５】
前記上部電極、下部電極には、イオン性液体と接触する側に、誘電体層、撥水性を有する絶縁層を順次積層し、イオン性液体が接触する最表面には前記撥水層を配置していることが好ましい。
即ち、前記連続させた上部空間、白色散乱体の貫通孔、下部空間内において、イオン性液体の移動速度を高速として動画表示を可能とするため、上部電極、下部電極の表面に誘電体層と疎水性を有する絶縁層を配置し、あるいは、絶縁層の表面に疎水層を配置し、電圧の印加時には疎水層が親水層となるようにすることが好ましい。
前記誘電体層には、例えば、パリレンあるいは酸化アルミナを含有させ、その層厚を１〜０，１μｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
前記貫通孔および前記空間内に、前記着色のイオン性液体と、空気あるいはオイルが密封され、前記オイルは、前記イオン性液体と混じり合わない透明あるいは異なる色に着色された側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された１種または複数種からなる無極性オイルからなるものとしている。
前記イオン性液体と相溶性がない無極性オイルを用いた場合、空気とイオン性液体とを接触させるよりは、無極性オイル中でイオン性液体の液滴がより移動しやすくなり、イオン性液体を高速移動させることが可能となる。  
【００２７】
さらに、本発明は、前記したシート状画像表示装置に用いられ、電圧の印加の有無で表面エネルギーが変化させられる常温溶融塩からなるイオン性液体である画像表示装置用の着色導電液を提供している。
【００２８】
本発明のシート状画像表示装置では、前記上部空間および下部空間を各画素毎に仕切壁で仕切り、各画素毎に用いる前記イオン性液体はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのいずれかの着色液体とし、前記上部空間に着色されたイオン性液体が導入されて広がることにより、フルカラーの画像表示をさせ、かつ、該イオン性液体を高速移動させることで、フルカラーの動画表示を行う構成としている。
なお、前記Ｃ，Ｍ，Ｙは着色液体の色のスペクトルを創出できるどのような３つの補色にも置き換えることが可能である。
【発明の効果】
【００２９】
上述したように、電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行う電界誘導型のシート状画素表示装置において、
前記液体としてカチオンとアニオンとを組み合わせた常温溶融塩を用いたイオン性の液体を用いると、低電圧で液体を高速移動させることができ、その結果、低電圧で動画表示を可能とすることができる。
また、前記イオン性液体は、水を全く含まない非水あるいは１０重量部以下しか水を含まないものとしているため、蒸気圧が殆どないため、広い液体温度領域を備え、優れた熱安定性を有し、絶縁破壊、蒸気圧による体積膨張で素子が破壊されることを確実に防止できる。さらに、高イオン伝導性を有すると共に低粘度であるため低電圧駆動させることができる等の種々の利点を有するものである。
【００３０】
また、本発明のシート状画素表示装置では、特に、３端子構造とした場合に、より高速にイオン性液体を移動させることができ、動画表示に最適なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の図１、図２に示す第１実施形態は、エレクトロウェッティング方式を利用したシート状の画像表示装置を示す。
前記画像表示装置は、白色散乱シート１０と、該白色散乱シート１０と下部空間１１をあけて配置される第１シートからなる下部電極基板１２と、白色散乱シート１０と上部空間１３あけて配置される透明な第２シートからなる上部電極基板１４を備えている。該白色散乱シート１０および上下電極基板１２、１４となる第１シートおよび第２シートはいずれも絶縁材料から形成している。なお、上部電極基板１４側が画像表示側となる。
【００３２】
白色散乱シート１０の厚さ方向（図中、垂直方向）に貫通孔１５を設け、その下端１５ａは、直交する水平方向の下部空間１１と、上端１５ｂは水平方向の上部空間１３と連通し、これら連続した下部空間１１、貫通孔１５、上部空間１３とでＨ形状の液体貯留部２０を構成している。前記下部空間１１、上部空間１３は図１、図２に示すように、白色の仕切壁４０で仕切り、前記下部空間１１、貫通孔１５、上部空間１３を密閉された連通流路からなる液体貯留部２０としている。
【００３３】
前記液体貯留部２０には、着色されたイオン性液体２１と、オイル２２とを密封している。該オイル２２はイオン性液体と混じり合わない物性を有するもので、透明あるいはイオン性液体２１が異なる色に着色された、側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された１種または複数種からなる無極性のオイルを用いている。
前記イオン性液体と相溶性がない無極性オイルを用いると、無極性オイル中でイオン性液体の液滴がより移動しやすくなり、イオン性液体を高速移動させることが可能となる。
前記仕切壁４０により区画された隣接の液体貯留部２０には異なる色に着色されたイオン性液体を密封している。
なお、１つの液体貯留部２０に連通する貫通孔１５は複数としても良いが、本実施形態では１つの液体貯留部２０に連通させる貫通孔１５を１つとしてコントラストが鮮明になるようにしている。
【００３４】
前記イオン性液体２１は、電荷が１価のカチオンとアニオンとを１種類づつ組み合わせている１−１塩からなる常温溶融塩で、かつ、水を配合していないイオン性液体である。
前記のように、本実施形態では、イオン性液体２１には水を配合していない非水としているが、空気中の水分を吸着することにより極微量の水が含まれるものとなっている。
【００３５】
カチオンは、１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオン、Ｎ−アルキルピリジニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルフォスフォニウムカチオンから選択される。
また、アニオンは、（ＡｌＣｌ3）ｎＣｌ-、（ＡｌＢｒ3）ｎＢｒ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、（ＨＦ）ｎＦ-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＴａＦ6-、ＷＦ7-、ＮＯ3-、ＮＯ2-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）Ｎ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＮ）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯＯ-から選択されたものである。
【００３６】
前記カチオンとアニオンとは、イオン性液体２１が下記の融点、粘度、イオン伝導度を備える組み合わせとなるように選択している。
融点がー４〜ー９０℃の常温で液体であり、不揮発性であるため蒸気圧がゼロで、広い液体温度領域を備えて優れた熱安定性を有するものであること。
常温（２５℃）におけるイオン伝導度（ｓ／ｃｍ）が０．１×１０-3以上であること。
常温（２５℃）における粘度が３００ｃｐ以下であること。
前記した物性を有するイオン性液体としては、前記した１−エチルー３−メチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（ＢＭＩ）、あるいはジメチルー３−プロピルイミダゾリウム（ＤＭＰＩ）からなる化学種を含むものが用いられる。
【００３７】
前記イオン性液体２１に電圧を印加あるいは除電して、イオン性液体２１を移動させ、オイル２２との位置を置換するため、本実施形態では、貫通孔１５に沿って配置する共通電極３０と、上部空間１３に沿って配置する上部電極３１と、下部空間１１に沿って配置する下部電極３２とを備えた３端子構造としている。
上部電極３１と共通電極３０とを上部側スイッチ３５を介設した上部側電源回路３６で接続する一方、下部電極３２と共通電極３０とを下部側スイッチ３７を介設した下部側電源回路３８で接続し、これら電源回路３６、３８は電源３９と接続している。
上部側スイッチ３５と下部側スイッチ３７とは一方がオン時、他方はオフで交互に開閉し、上部電極３１と下部電極３２に交互に電場を印加している。
【００３８】
前記共通電極３０は白色散乱シート１０の貫通孔１５の内周面に沿って配置し、該貫通孔１５内のイオン性液体２１、オイル２２と直接接触させる構成としている。
上部電極３１は、上部空間１３の上下に配置する上部電極基板１４となる第２シートの下面と白色散乱シート１０の上面に、上部空間１３の全長にわたって配置している。該上部電極３１の空間面側には高誘電体膜４０を積層配置し、さらに高誘電体膜４０の空間面側に絶縁性を有する撥水膜４１を積層配置し、撥水膜４１をイオン性液体２１およびオイル２２と接触させている。
【００３９】
下部電極３２も同様で、下部空間１１の上下に配置する下部電極基板１４となる第１シートの上面と、白色散乱シート１０の下面に、下部空間１１の全長にわたって配置している。該下部電極３２の空間面側には高誘電体膜４２を積層配置し、さらに高誘電体膜４２の空間面側に絶縁性を有する撥水膜４３を積層配置し、撥水膜４３をイオン性液体２１およびオイル２２と接触させている。
【００４０】
前記白色散乱シート１０の貫通孔１５の内面に設ける共通電極は、アルミニウム、銅等の金属電極を用い、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ディップコーティング法等で形成している。
上部電極３１、下部電極３２にはＩＴＯ膜等の透明電極を用いている。
【００４１】
前記上部空間１１、下部空間１３の最表面に配置する撥水層は電圧の印加時に親水層となるものが好ましい。該樹脂としてはフッ素系樹脂が好ましい。
動画表示を可能とするためには、液体の移動速度の高速化する必要がある点から、貫通孔の電極内面に前記した回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となる被覆を形成することが非常に有効である。
また、前記誘電体層には、例えば、パリレンあるいは酸化アルミナを含有させ、その層厚を１〜０．１μｍ程度とすることが好ましい。
【００４２】
前記白色散乱シート１０は、上部空間１３内から着色されたイオン性液体２１が流出して、透明なオイル２２が流入された時、表面画面を紙のような白さとするため、白色散乱シートを成形する透明シート成形用の高分子樹脂の中に、屈折率の大きな酸化チタン、アルミナの微粒子や屈折率の小さい中空ポリマー微粒子を含有させて、白色散乱シートの表面から乱反射を発生させ、紙のような白さを現出させている。
白色散乱シート１０を構成する樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも用いることができ、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、テフロン（登録商標）等が用いられる。なお、樹脂に限らず、ガラス、セラミック等のいずれでも良い。
【００４３】
白色散乱シート１０に設ける貫通孔１５の直径は０．１μｍ〜１００μｍの範囲とされる。このように、貫通孔１５の直径を０．１μｍ〜１００μｍと極貫通孔とすると、貫通孔を囲む共通電極３０と上部電極３１あるいは下部電極３２を導通した時に貫通孔１５内に発生させる電界強度をあげることが出来ると共に、貫通孔１５内をエレクトロウェッティング方式で移動するイオン性液体の移動速度を高速化することができる。
【００４４】
また、白色散乱シート１０の厚さ（表面から裏面までの寸法）は、１０μｍ〜３００μｍの範囲としていることが好ましい。より好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、特に５０μｍ前後が好ましい。このように、白色散乱シート１５の厚さを１ｍｍ以下の非常に薄いシートとしていることより、所謂ペーパーディスプレイとすることができる。
また、白色散乱シート１０の厚さを１０μｍ〜３００μｍとすると、該シートの表裏両面に開口する貫通孔１５の長さも１０μｍ〜３００μｍとなり、直径０．１μｍ〜１００μｍ、長さ１０μｍ〜３００μｍの貫通孔１５に対して、イオン性液体をエレクトロウェッティング方式で高速に流入および流出させることができる。
白色散乱シート１０に設けられる貫通孔１５の形成方法としては、フォトリソグラフィ法、陽極酸化法、エッチング法、染色法、印刷法等、適宜な形成方法が採用される。
【００４５】
前記上部電極基板１４となる第２シート、下部電極基板１２となる第１シートは、白色散乱シート１０と同様な透明樹脂シートから形成し、その厚さを１００〜１，０００μｍとしている。
また、上部電極基板１４と白色散乱シート１０の上面との間に形成される上部空間１３、下部電極基板１２と白色散乱シート１０の下面との間に形成される下部空間１１の上下寸法（エアギャップ）は５〜１，０００μｍとしている。なお、該エアギャップは前記シートの空間に対向して面する撥水膜間の寸法である。
【００４６】
前記第１実施形態の３端子を備えた３層構造からなる表示装置では、上部側スイッチ３５と下部側スイッチ３７を交互にオン．オフし、該上下の電圧制御により、着色されたイオン性液体をエレクトロウェッティング現象で、上部空間１３と下部空間１１とに貫通孔１５を通して交互に移動させている。
【００４７】
初期状態が図１に示す状態であり、上部側スイッチ３５がオンで、下部側スイッチ３７がオフの状態で、イオン性液体２１が上部空間１３に存在する。
図２は上部側スイッチ３５をオフ、下部側スイッチ３７をオンとして、上部空間１３に位置していたイオン性液体２１を貫通孔１５の中に移動し、白色散乱シート１０の光散乱面が露出させ、表示面を白色化している。
【００４８】
詳細には、上部側スイッチ３５がオンで、下部側スイッチ３７がオフの時、電場が印加された上部電極３１側の上部空間１３では、空間表面に対するイオン性液体の濡れ性が変化する。即ち、電場により電極表面近傍の電気二重層に存在するイオン性液体のイオン(電荷)が電極表面に引き寄せられる。密度が高くなったイオン(電荷)同士が反発し、その結果、イオン性液体と電極固体表面での界面張力を減少させ、イオン性液体を相対的に大きくなった外部張力（固相と気相の間の張力）で引っ張り、上部空間１３の長さ方向の両側端方向に移動させ、イオン性液体２１を上部空間１３内に広がり、白色散乱シート１０の貫通孔１５内にあったイオン性液体２１を上部空間１３へと移動する。
【００４９】
上部側スイッチ３５がオフとなると共に下部側スイッチ３７がオンとすると、上部電極３１の電場を取り去られて、イオン性液体２１の界面張力は、該イオン性液体自身が有する固有の表面張力に戻され、上部空間１３内のイオン性液体２１は白色散乱シート１０の貫通孔１５中に戻される。其の時、同時に下部電極３２に電場が印加され、貫通孔１５から下部空間１１に流入するイオン性液体２１を、前記と同様な原理で下部空間１１内に広げて行く。  
即ち、上部電極３１をオフした時、イオン性液体が有する固有の表面張力によりイオン性液体を戻す方向に移動させるだけでなく、下部電極３２をオンして、上部空間１３から貫通孔１５を通して下部空間１１内へイオン性液体２１を吸引していき、イオン性液体２１を高速移動させる。
このように、上部空間１１へのイオン性液体２１の流入と、上部空間１１からイオン性液体の流出の両方を上部電極３１と下部電極３２の両方を電圧制御して、応答速度を速くできる双電極構造としている。
【００５０】
前記上部空間１３、貫通孔１５、下部空間１１の間で、イオン性液体２１を前記のように上部電極３１と下部電極３２との切り換えで電圧制御して移動させる際、イオン性液体２１と交ざり合うことなく封入した前記オイル２２はイオン性液体２１と置換された位置に移動されることとなる。
即ち、上部空間１３内のイオン性液体２１が貫通孔１５を通して下部空間１１へと移動する時、下部空間１１内のオイル２２が貫通孔１５の内面に沿って上昇して上部空間１３へと流入する。逆に、下部空間１１内のイオン性液体２１が上部空間１３内へと移動する時は、上部空間１３内のオイル２２が貫通孔１５の内周面に沿って移動して下部空間１１へと流入する。
【００５１】
このように上部側、下部側スイッチ３５、３７を交互にオフ・オフし、上部電極３１に電場が印加されている状態で、カラーのイオン性液体２１を上部空間１３に存在させ、着色表示とする。上部空間１３から下部空間１１に貫通孔１５を通して移動し、上部空間１３はカラーのイオン性液体２１が喪失するため、白色表示となる。
【００５２】
前記したように、表示装置の上部空間１３と下部空間１１は白色の仕切部４０により仕切られ、仕切部４０により循環流路となる貫通孔１５、上部空間１３、下部空間１１には特定色で着色されたイオン性液体２１を移動させ、隣接する循環流路では異なる色で着色されたイオン性液体２１を移動させている。
イオン性液体２１は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのいずれかの着色液体とし、上部空間１３に着色されたイオン性液体が導入されて広がることにより、フルカラーの画像表示をさせ、かつ、該イオン性液体を高速移動させることで、フルカラーの動画表示を行う構成としている。なお、前記Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの着色液体は色のスペクトルを創出できるどのような３つの補色にも置き換えることが可能である。
【００５３】
「実施例」
前記第１実施形態の表示装置を、以下の製造プロセスで作成した。
光散乱構造体を構成する白色散乱シート１０として、フジコピアン製の白色散乱シート（厚さ７５μｍ）を用いた。この白色シートは、ＰＥＴ樹脂に酸化チタン微粒子を練りこんだ材質であり、酸化チタンにより白色を発現させている。
このシート１０の表面に、バッファー層としてＳｉＯ2膜をスパッタ法で成膜した後、透明電極であるＩＴＯ膜をスパッタ法で成膜し、上部通路１３の下面側の上部電極３１、下部通路１１の上面側の下部電極３２を形成した。ＳｉＯ2膜は３０ｎｍ、ＩＴＯ膜の厚さは１００ｎｍとした。
【００５４】
上記シート１０には、多数の孔を形成したマスクを用いてエキシマレーザ加工により、直径３０μｍφで、深さ７５μｍの貫通孔１５を形成した。なお、エキシマレーザ加工に代えてマイクロドリル加工法で貫通孔を設けることもできた。
貫通孔１５を形成した白色散乱シートの上下両面のＩＴＯ膜の表面に、パリレン膜を気相成長法で成膜し、誘電体膜４２を形成した。パリレン膜の膜厚は１μｍとした。さらに、誘電体膜の表面にフロロテクノロジー製の撥水膜４３をディッピング法により成膜した。塗膜後、８０℃で３０分間焼成した。この撥水膜の膜厚は２０ｎｍとした。
白色散乱シート１０の貫通孔１５の内部に共通電極３０を形成するため、斜め蒸着法を用いた。斜め蒸着法により、アルミ電極材料を蒸着した。
【００５５】
上部電極基板１４となる透明な第２シート、下部電極基板１２となる第１シートは、ＰＥＴ樹脂で成形し、上部通路、下部通路に面する側に、ＳｉＯ2膜、ＩＴＯ膜３１、３２、パリレン膜４２、撥水膜４３を順に形成した。
この上部電極基板１４、下部電極基板１２と白色散乱シート１０にＧａｐ１０μｍの上部通路１３、下部通路１１を形成するため、幅１０μｍ、高さ１０μｍの樹脂スペーサを形成した。
また、ＲＧＢのカラー液体が混じらないように、インクジェット法により、白色ＵＶ硬化樹脂を選択的に貫通孔の周囲に噴射固化し、貫通孔の周囲に白色隔壁４０を形成した。
前記のように形成した表示装置の電極をそれぞれスイッチを介して電源と接続した。
【００５６】
前記表示装置の貫通孔１５および上部空間１３と下部空間１１とに、脂肪族アミンからなる常温溶融塩で非水のイオン性液体（広栄化学工業株式会社製  商品名：ＩＬ−Ａ４）と、オイル（キシダ化学製  ｎ−ドデカン）を充填した。前記イオン性液体に所要の顔料を添加して着色した。
【００５７】
前記電源から周波数１０ＫＨｚでく４０Ｖの交流電圧を印加した。
貫通孔１５と下部空間に着色したイオン性液体、上部空間にオイルが配置された状態で、第１スイッチをオン状態すると、着色したイオン性液体が貫通孔１５から噴出して、上部空間に広がった。一方、第１スイッチをオフ状態とすると共に第２スイッチをオンとすると、イオン性液体が貫通孔１５に戻ると共に下部空間に広がり、イオン性液体とオイルとが置換される動作を確認することができた。
【００５８】
図３は第１実施形態の第１変形例の表示装置を示す。
本変形例では、白色散乱シート１０の厚さを薄くし、その下面に厚さを大とした共通電極シート５０を配置し、該共通電極シート５０の下面に絶縁シート５１を配置し、該絶縁シート５１と下部電極基板１２との間に下部通路１１を形成した。共通電シート５０および絶縁シート５１には白色散乱シート１０の貫通孔１５と連通する貫通孔５０ａ、５１ａを設け、貫通孔１５、５０ａ、５１ａを介して第１実施形態と同様に上部空間１３と下部空間１１とをＨ形状に連通している。  
共通電極シート５０はアルミニウム箔あるいは銅箔から形成している。また、下部空間１１では上面側となる絶縁シート５１の下面に誘電体膜４２および撥水膜４３を積層している。他の第１実施形態と同様な部分は同一符号を付している。  
【００５９】
前記構成とすると、第１実施形態では貫通孔１５の内面に共通電極を形成する必要があるが、本変形例では、共通電極シート５０を積層しているため、貫通孔１５の内面に共通電極を設ける必要はなく、加工が容易となる利点がある。
【００６０】
図４は第１実施形態の第２変形例を示し、表示装置の構造は第１変形例と同一としているが、貫通孔１５、５０ａ、５１ａ、上部空間１３、下部空間１１からなる液体貯留部２０にイオン性液体２１と共に、オイル２２に変えて、空気Ａを密封している。  
オイルにかえてイオン性液体２１と交じり合わない空気Ａを用いた場合にも、第１実施形態と同一の作用を奏する。
他の構成および作用は第１実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図５は第２実施形態の表示装置を示す。
第２実施形態は、第１実施形態と同様に共通電極３０、上部電極３１、下部電極３２を設けた３端子構造とし、共通電極３０と上部電極３１、共通電極３０と下部電極３２との間に夫々上部側スイッチ３５と下部側スイッチ３７を介設した上部側電源回路３６と下部側電源回路３８を設けた構成としている。
しかしながら、第１実施形態で設けていた下部空間を設けておらず、白色散乱シート１０の下面に下部電極基板１２となる第１シートを導電性接着剤を介して積層し、上部空間１３から流出させるイオン性液体２１を白色散乱シート１０に設けた貫通孔１５内で貯留する構成としている。よって、第１実施形態の貫通孔より第２実施形態の貫通孔の容積を大としている。
【００６２】
具体的には、アルミニウム箔あるいは銅箔からなる共通電極３０’は白色散乱シート１０の上面に配置している。また、上部電極３１は上部電極基板１３となる第２シートの下面に配置している。
下部電極３２は下部電極基板１２の上面と白色散乱シート１０の間に配置して、貫通孔１５の下端開口に露出させると共に、貫通孔１５の内面にも連続して下部電極３２を形成している。
【００６３】
第２実施形態においては、上部電極３１がオフされると共に下部電極３２がオンされると、上部空間１３内のイオン性液体２１は貫通孔１５内に戻ることとなり、逆に上部電極３１がオンで、下部電極３２がオフとなると、貫通孔１５内に貯留されていたイオン性液体２１が上部空間１３に戻って広がることとなる。
他の構成および作用は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図６は第３実施形態を示す。
第３実施形態では、上部空間１３と下部空間１１の長さ方向の中央部で連通する貫通孔１５の他に、仕切壁４０で区画された上部空間１３と下部空間１１とを、それぞれの長さ方向の一端側で上下に連通する貫通孔５５を設けている。該貫通孔５５は上部空間１３から下部空間１１へとイオン性液体２１あるいはオイル２２（または空気）が移動する時に、矢印で示すように流通させる流路を構成するものである。
即ち、第１実施形態あるいは第２実施形態では、同じ貫通孔１５を通してイオン性液体２１とオイル２２（または空気）を上下逆方向に通しているが、第３実施形態ではイオン性液体２１とオイル２２とへ別流路の貫通孔５５を通して移動させるようにしている。
【００６５】
該第３実施形態では、共通電極は設けておらず、上部空間１３の上下面に上部側の第１電極６０と第２電極６１とを配置し、上部側スイッチ３５を介して電源に接続している。同様に、下部空間１１の上下面に下部側の第１電極６３と第２電極６４を配置し、下部側電極３７を介して電源に接続している。
上部側スイッチ３５と下部側スイッチ３７とは第１上下実施形態と同様に交互にオン・オフさせている。
他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
また、作用もイオン性液体２１とオイル２２とが同一流路を通して逆方向に移動するのではなく、貫通孔５５を通して上部空間１３と下部空間１１とで入れ替わる以外は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
なお、前記上下空間１３と１１とを長さ方向の端部で連通する貫通孔５５は一端側でなく両端に設けてもよい。
【００６６】
図７は第４実施形態を示す。
第４実施形態は、前記第１〜第３実施形態と相違して、２端子構造として、電源回路は１本としている。
表示装置の構成は前記図５に示す構成と略同様であり、該白色散乱シート１０の下面に下部電極基板１２を導電性接着剤を介して積層している。
白色散乱シート１０の上面と上部電極基板１２の下面の上部空間１３の上下両面に上部電極７０を配置している一方、貫通孔１５の内周面および下端開口に露出させて下部電極７１を配置している。該下部電極７１の表面には非常に薄いＳｉＯ2膜で被覆して親水性としている。
前記上部電極７０と下部電極７１とはスイッチ７３を介して電源と接続している。
【００６７】
前記構成からなる２端子構造の表示装置では、スイッチ７３がオフの初期状態において白色散乱孔１０の貫通孔１５の中および上部空間１３内の貫通孔１５と対向する部分にカラーのイオン性液体２１が貯留されている。この時、表面のＳｉＯ2膜が親水性であるため貫通孔１５内でイオン性液体２１は安定している。
スイッチ７３をオンすると、上部空間１３の内面に発生する電場によりイオン性液体２１は上部空間１３の両端方向に引っ張られ、上部空間１３内に着色されたイオン性液体が広がる。
スイッチ７３をオフして電場を切ると、イオン性液体２１はそれ自身が有する固有の表面張力で貫通孔１５に戻る。
【００６８】
前記した第１〜第４実施形態のいずれの場合においても、電場により移動される導電性の着色液体として常温溶融塩のイオン性液体２１を用いているため、低電圧で高速移動させることができる。
【００６９】
「実験例１」
前記常温溶融塩からなるイオン性液体と、ＫＣｌ水溶液を用いて、電導率の比較実験を行った。
図８に示すように、厚さ０．７ｍｍの無アクリルガラスからなる基板１００の表面に、膜厚１７０ｎｍでストライプ形状のＩＴＯ膜１０２を配置してＵＶ硬化性接着剤で接着した。該ＩＴＯ膜１０２の表面に誘導体膜１０３を成膜した。ついで、フッ素系樹脂（株式会社フロロテクノロジー製  ＦＧ−５０１０）で厚さ２０ｎｍの撥水膜１０４を成膜して、表示セル１１０を作成した。
前記誘導体膜１０３は下記の表に示すように、材料と膜厚（μｍ）を変えて作成した。
【００７０】

誘電体膜       基板種  成膜方法  誘電率    膜厚        閾値電圧（Ｖth)
KCL水溶液     イオン性液体
パリレン        ITO     CVD          3        1        80            40      
酸化アルミナ    ITO    スパッタ      8        1        ×            14
〃             〃     〃          〃      0.5        ×            5
〃             〃     〃          〃      0.1        ×            4      
表中のＸは電気分解等で測定不能であったことを示す。
【００７１】
高速カメラを接続した光学顕微鏡下に、表示セル１１０をセットした。
マイクロキャピラリー滴下法を用いて、顔料を分散して着色した電解液（１ｍｍｏｌ／ＬのＫＣｌ水溶液）と、脂肪族アミンからなる常温溶融塩で非水のイオン性液体（広栄化学工業株式会社製  商品名：ＩＬ−Ａ４）を液滴状にして滴下した。液滴径は２ｍｍとした。液滴の上面に銅針１０５を接触させて上部電極とし、ＩＴＯ膜からなる下部電極との間に周波数１０ｋＨｚで交流電圧を１Ｖ→１００Ｖを１Ｖづつ上昇させて印加して、液滴の移動を測定した。
【００７２】
ＫＣＬ液を用いた場合、誘導体膜をパリレン膜とし、厚さ１μｍとした場合においてのみ８０Ｖの電圧を印加すると液滴は移動した。即ち、８０Ｖの高電圧を印加しなければ移動しなかった。
一方、誘導体膜を誘電率の高い酸化アルミナを用いた場合、厚さ１μｍ、０．５μｍ、０．１μｍとしたいずれの場合も、ＫＣＬ液を用いると、絶縁破壊を起こして電気分解が発生した。  
【００７３】
一方、イオン性液体を用いた場合、誘電体膜の種類および厚さに関係なく絶縁破壊が発生しなかった。かつ、パリレン膜を用いて厚さ１μｍとした場合には４０Ｖの電圧で液滴は移動した。即ち、イオン性液体はＫＣＬ水溶液の半分の低電圧で移動させることができた。
また、誘電体膜として、酸化アルミナを用いた厚さ１μｍとした場合は１４Ｖ、厚さ０．５μｍとした場合は５Ｖ、厚さ０．１μｍとした場合には４Ｖで移動した。
【００７４】
「実験例２」
図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、イオン性液体と接する流体を空気とした場合とオイルとした場合とにわけて、イオン性液体の移動速度を測定した。即ち、空気とした場合は液滴は撥水膜に直接接触して固体潤滑となり、オイルとした場合は液滴はオイルと接触して流体潤滑となる。
【００７５】
実験例１と同様に、厚さ０．７ｍｍの無アクリルガラスからなる基板１００の表面に、膜厚１７０ｎｍでストライプ形状のＩＴＯ膜１０２を配置してＵＶ硬化性接着剤で接着した。該ＩＴＯ膜１０２の表面に厚さ１μｍのパリレン誘１０３を成膜した。ついで、フッ素系樹脂（ＦＧ−５０１０）で厚さ２０ｎｍの撥水膜１０４を成膜して、表示セル１１０を作成した。
【００７６】
図９（Ａ）では、実験例１と同一のイオン性液体の液滴（直径２ｍｍ）を撥水膜１０４の表面に滴下し、銅針１０５からなる上部電極を液滴に接触させた。
図９（Ｂ）では、撥水膜１０４の表面にオイル（ｎ−ドデカン）を塗布し、そこにイオン性液体の液滴を滴下し、銅針１０５からなる上部電極を液滴に接触させた。
いずれも場合も、実験例１と同様に、下部電極と上部電極とを通電して、周波数１０ｋＨｚで交流電圧を１Ｖ→１００Ｖを１Ｖづつ上昇させて印加して、液滴の移動を測定した。その結果、オイルと接触させた流体潤滑では２０Ｖの電圧で液滴は移動する一方、空気と接触させた固定潤滑では実験例１と同じく４０Ｖで液滴は移動した。よって、イオン性液体と共に前記表示装置の液体貯留部に貯留する液体はイオン性液体とオイルである場合が最も低電圧でイオン性液体を移動できることが確認できた。
前記実験例１と実験例２の結果をまとめて図１０に示す。
【００７７】
また、実験例１、実験例２に用いるイオン性液体のイオン伝導度の評価をＳＵＳ電極を用いてインピーダンスアナライザー（東陽テクニカ社製  ＨＰ４２９４Ａ）を用いて、複素インピーダンス法により行った。
その結果、イオン性液体の２５℃でのイオン伝導度（Ｓ／ｃｍ）は０．１×１０-3より高いイオン伝導度が示すイオン性液体を用いると、誘電体膜と液滴表面に電荷が溜まり易くなり、電荷密度の向上で電荷同士が反発することで、液滴形状を変化させるため、低電圧駆動できることが確認できた。  
なお、イオン電伝導度が０．１×１０-3未満のイオン性液体を用いると、前記第１、第２の実験結果は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の液体として、水を含まない常温溶融塩からなるイオン性液体を用いるシート状画像表示装置は、エレクトロウェッティング方式のみならず、液体への電圧の印加の有無に応じて液体の表面エネルギーを変化させて、該液体を移動あるいは液体の表示面側の表面面積を増減して画像表示を行う、電気泳動方式を含む電界誘導型のシート状の表示装置のいずれにも好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態を示し、上部空間に着色のイオン性液体が流入している着色表示状態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態を示し、上部空間から着色のイオン性液体が流失している白色表示状態を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の第１変形例を示す図面である。
【図４】第１実施形態の第２変形例を示す断面図である。
【図５】第２実施形態の断面図である。
【図６】第３実施形態の断面図である。
【図７】第４実施形態の断面図である。
【図８】実験例１で作成した表示装置を示す断面図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）は実験例２を示す断面図である。
【図１０】実験例１と実験例２の結果を示す図面である。
【図１１】従来例の断面図である
【符号の説明】
【００８０】
１０  白色散乱シート
１１  下部空間
１２  下部電極基板
１３  上部空間
１４  上部電極基板
１５  貫通孔
２１  イオン性液体
２２  オイル
３０  共通電極
３１  上部電極
３２  下部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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