(57)【要約】【課題】  無色透明な液体を電極間で移動させて表示を行なう表示装置において、消費電力を低減する。【解決手段】  側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、無色透明な液体１３の上部側が絶縁膜４の下面部に付着した状態のままで、主として液体１３の下部側を左側に移動させて白色層８の上面部に付着させると、外光が液体１３を透過して白色層８で反射され、白色表示となり、一方、主として液体１３の下部側を右側に移動させて黒色層９の上面部に付着させると、外光が液体１３を透過して黒色層９で吸収され、黒色表示となる。この場合、主として液体１３の下部側のみの移動により表示色を変化させることができ、液体全体の移動により表示色を変化させる場合と比較して、摩擦力を軽減することができ、ひいては消費電力を低減することができる。なお、符号１１は撥水膜である。【選択図】  図２
2006195135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側基板と裏面側基板とその間に介在された側壁とによって囲まれた１画素を構成する空間と、
前記空間内に選択的に電場を形成する電場形成手段と、
前記空間内の一部に注入され、前記電場形成手段により形成される電場による力の作用により、一方の基板の内面から他方の基板の内面の複数に分割された領域のいずれかにわたって選択的に付着させて、それ自体で導光路を形成する液体と、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記側壁の内壁面が撥水性であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、前記内面の複数に分割された領域の互いに隣接する境界部分にエネルギー障壁が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、前記裏面側基板の内面の複数に分割された領域の色が互いに異なることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示装置において、前記裏面側基板の裏面側に光源が設けられ、前記裏面側基板の内面の複数に分割された領域のそれぞれ対応する部分に互いに異なる色のカラーフィルタが設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の表示装置において、前記空間内の他部に、前記液体と混じり合わず、前記液体との屈折率の差が大きく、前記液体とは誘電率が異なる別の液体が注入されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置において、前記一方の基板は裏面側基板であり、前記表面側基板の内面に、前記液体と接触していないとき、光を散乱反射させ、前記液体と接触しているとき、光を透過させる凸凹部が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、前記表面側基板の外面側に実効画素面積拡大部材が設けられていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体を電極間で移動させて表示を行なう表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を電極間で移動させて表示を行なう従来の表示装置には、１画素を構成する容器内に着色液体（誘電体）および気泡を封入し、容器の一方側の外面に互いに対向して設けられた一対の第１の電極に電圧が印加されると、静電力により、着色液体を容器内の一方側に移動させるとともに、気泡を容器内の他方側に移動させ、容器の他方側の外面に互いに対向して設けられた一対の第２の電極に電圧が印加されると、静電力により、着色液体を容器内の他方側に移動させるとともに、気泡を容器内の一方側に移動させ、容器の一方側のみを視認可能な画素とすることにより、表示を行なうようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２５４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の表示装置では、容器の一方側の表面側とは反対側を白色で不透明とし、容器内の一方側に気泡があるとき、白色表示とし、容器内の一方側に着色液体があるとき、着色液体の色自体による色表示としているので、着色液体全体を容器内の一方側から他方側にまたはその逆方向に摩擦力に抗して移動させなければならず、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、消費電力を低減することができる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記目的を達成するため、表面側基板と裏面側基板とその間に介在された側壁とによって囲まれた１画素を構成する空間と、前記空間内に選択的に電場を形成する電場形成手段と、前記空間内の一部に注入され、前記電場形成手段により形成される電場による力の作用により、一方の基板の内面から他方の基板の内面の複数に分割された領域のいずれかにわたって選択的に付着させて、それ自体で導光路を形成する液体と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、液体の一方側が側壁の表面エネルギーとの関係で、一方の基板の内面に付着した状態のままで、液体の他方側のみを他方の基板の内面の複数に分割された領域のいずれかに選択的に移動させればよいので、液体全体の移動により表示色を変化させる場合と比較して、摩擦力を軽減することができ、ひいては消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての表示装置の１画素部分の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う部分の白色表示状態を示す断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う部分の白色表示状態を示す断面図である。
【０００９】
この表示装置は、ガラスや樹脂などの無色透明な材料からなる平面正方形状の表面側透明板（基板）１および裏面側透明板（基板）２を備えている。表面側透明板１の内面にはＩＴＯなどからなる平面正方形状の表面側電極板３が設けられている。表面側電極板３を含む表面側透明板１の内面には酸化シリコンなどからなる絶縁膜４が設けられている。
【００１０】
裏面側透明板２の内面の図１および図２における左右両側にはＩＴＯなどからなる平面長方形状の第１、第２の裏面側電極板５、６が設けられている。この場合、第１、第２の裏面側電極板５、６の面積は同一である。第１、第２の裏面側電極板５、６を含む裏面側透明板２の内面には酸化シリコンなどからなる絶縁膜７が設けられている。第１、第２の裏面側電極板５、６上における絶縁膜７の上面の図１、図２における左右両側には例えば白色樹脂および黒色樹脂からなる平面長方形状の白色層８および黒色層９が設けられている。この場合、空間１２内における白色層８および黒色層９の面積とは同一である。
【００１１】
そして、表面側透明板１下の絶縁膜４と裏面側透明板２上の白色層８および黒色層９とは、その間の周囲に配置（介在）されたエポキシ系樹脂などからなる方形枠状の側壁１０を介して、互いに貼り合わされている。この状態では、表面側電極板３と第１、第２の裏面側電極板５、６とは、互いに平行となるように配置されている。また、表面側電極板３および第１、第２の裏面側電極板５、６には図示しない駆動回路が接続されており、後述する条件で電圧が印加され、電場形成を行う。
【００１２】
側壁１０の内壁面には、例えばフロロサーフ（株式会社フロロテクノロジー製）などからなる撥水性材料の塗布により、撥水膜１１が設けられている。このため、側壁１０の内壁面の表面エネルギーは上下両基板の表面エネルギーより低い状態となる。表面側透明板１下の絶縁膜４、裏面側透明板２上の白色層８、黒色層９および側壁１０内の撥水膜１１によって囲まれた空間により、１画素を構成する空間１２が形成されている。空間１２内の一部には無色透明で屈折率が空気よりも高く、誘電率が空気よりも大きいエタノールや水などの液状誘電体からなる所定量の液体１３が注入され、他部には空気が封入されている。
【００１３】
そして、後で説明するが、図２および図３に示す白色表示状態では、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側は表面側電極板３下の絶縁膜４の下面部に付着し、液体１３の下部側は第１の裏面側電極板５上の白色層８の上面部に付着し、液体１３の周囲面全体は撥水膜１１から適宜に離間されている。（液体１３は側壁１０の内壁面に付着するよりは、より表面エネルギーの高い上下の基板に付着する方が安定となる。）
【００１４】
次に、この表示装置の表示動作について説明する。表面側電極板３は共通電極板として機能し、表示動作中は常時例えば０Ｖが印加されている。また、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側は表面側電極板３下の絶縁膜４の下面部に付着した状態を維持するような動作となる。
【００１５】
次に、この表示装置における電場による力での動作について説明する。誘電体である液体１３は、電場がかかると分極する。分極した液体１３にかかっている電場が一様でない（空間的に変化している）ところでは、液体１３はその分極の向きと電場成分の偏微分との関係に応じて電場から力を受ける。液体１３の各部分が受ける力の大きさと向きは、液体１３の各部分の分極を双極子モーメントで近似し、各双極子モーメントの成分とそれぞれの双極子の位置での電場成分の偏微分とから考察することができる。
【００１６】
双極子が受ける力Ｆは、双極子モーメントをＰ、電場をＥとしたとき、次の式（１）から求められる。ただし、Ｐ、Ｅ、Ｆはベクトル、▽はナブラである。
Ｆ＝（Ｐ・▽）Ｅ……（１）
【００１７】
この双極子が受ける力Ｆは、電場強度の２乗の勾配の大きいところで大きくなる。このため、空間１２内に適切な電場（電位の変化）を作り出すことで、液体１３を移動させる動力が得られる。
【００１８】
そして、図２に示す状態において、表面側電極板３に例えば０Ｖの電圧が印加された状態で、第２の裏面側電極板６に例えば１０Ｖの電圧が印加され、且つ、第１の裏面側電極板５が電気的にはどことも接続されないオープン状態になると、第２の裏面側電極板５付近の電場の大きさが、第１の裏面側電極板６付近のものより大きくなる。すると、電場による力の作用で、空気よりも誘電率の大きい液体１３の主として下部側が第２の裏面側電極板６上の黒色層９に向かって移動し、最終的には、図４に示すように、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側が表面側電極板３下の絶縁膜４の下面部に付着した状態のままで、液体１３の下部側が第２の裏面側電極板６上の黒色層９の上面部に付着し、且つ、液体１３の周囲面全体が撥水膜１１から適宜に離間された状態となる。
【００１９】
一方、図４に示す状態において、表面側電極板３に例えば０Ｖの電圧が印加された状態で、第１の裏面側電極板５に例えば１０Ｖの電圧が印加され、且つ、第２の裏面側電極６が電気的にはどことも接続されないオープン状態になると、第１の裏面側電極板５付近の電場の大きさが、第２の裏面側電極板６付近のものより大きくなる。すると、電場による力の作用で、空気よりも誘電率の大きい液体１３の主として下部側が第１の裏面側電極板５上の白色層８に向かって移動し、最終的には、図２に示すように、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側が表面側電極板３下の絶縁膜４の下面部に付着した状態のままで、液体１３の下部側が第１の裏面側電極板５上の白色層８の上面部に付着し、且つ、液体１３の周囲面全体が撥水膜１１から適宜に離間された状態となる。
【００２０】
そして、図２に示す状態では、表面側透明板１の表面側から入射された外光が表面側透明板１、表面側電極板３および絶縁膜４を透過して液体１３に入射されると、液体１３（エタノールの場合、屈折率約１．４）とその周囲の空気（屈折率約１．０）との屈折率の差に起因する全反射現象により、液体１３に入射された光が液体１３を透過して白色層８で反射され、この反射光が上記とは逆の光路を経て表面側透明板１の表面側に出射され、白色表示となる。この場合、無色透明な液体１３は導光路として機能する。
【００２１】
一方、図４に示す状態では、表面側透明板１の表面側から入射された外光が表面側透明板１、表面側電極板３および絶縁膜４を透過して液体１３に入射されると、全反射現象により、液体１３に入射された光が液体１３を透過して黒色層９で吸収され、黒色表示となる。この場合も、無色透明な液体１３は導光路として機能する。
【００２２】
以上のように、この表示装置では、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側が表面側電極板３下の絶縁膜４の下面部に付着した状態のままで、図２に示すように、主として液体１３の下部側を電場による力の作用で白色層８（裏面側透明板２の内面を２つに分割したときの一方の領域）の上面側に移動させると、白色表示となり、図４に示すように、主として液体１３の下部側を電場による力の作用で黒色層９（裏面側透明板２の内面を２つに分割したときの他方の領域）の上面側に移動させると、黒色表示となるので、主として液体１３の下部側のみの移動により表示色を変化させることができ、液体全体の移動により表示色を変化させる場合と比較して、摩擦力を軽減することができ、ひいては消費電力を低減することができる。
【００２３】
また、この表示装置では、側壁１０の内壁面に撥水膜１１を設けていることにより、いずれの表示状態においても、液体１３の周囲面全体を撥水膜１１から適宜に離間させること、すなわち、液体１３の周囲面全体が表面エネルギーの低い側壁１０の内壁面に付着しないようにすることができるので、摩擦力をより一層軽減することができ、ひいては消費電力をより一層低減することができる。
【００２４】
ところで、上記従来の表示装置では、着色液体を用い、着色液体の色を表示色の一つとしている。しかるに、着色液体は、液体に顔料または染料を混入させて色を付加させたものである場合が多いので、液体に顔料または染料を混入させると、その物性（粘性、表面張力、誘電率など）が変化してしまうため、着色液体の種類によっては、表示装置として望まれる応答速度などを得ることができない場合が生じるおそれがある。また、液体として、顔料または染料を混入させることができないもの、例えばフッ素系不活性液体（米国３Ｍ社製フロリナート等）は用いることができない。
【００２５】
これに対し、この表示装置では、液体１３として、無色透明なエタノールや水などを用いることもでき、着色する必要がないので、顔料または染料によるその物性（粘性、表面張力、誘電率など）が変化することがなく、表示装置として望まれる応答速度などを得やすくなる。また、液体１３として、顔料または染料を混入させることができないもの、例えばフッ素系不活性液体（米国３Ｍ社製フロリナート等）でも用いることができる。
【００２６】
また、上記従来の表示装置では、容器の一方側の表面側とは反対側を白色で不透明とし、容器内の一方側に気泡があるとき、白色表示とし、容器内の一方側に着色液体があるとき、着色液体の色自体による色表示としているので、着色液体の色自体による色表示を行なうとき、着色液体の層厚が薄いと、背景の白色がある程度見えるため、背景の白色が見えないようにするには、着色液体の層厚をある程度厚くしなければならない。
【００２７】
これに対し、この表示装置では、空間１２内に注入された液体１３の下部側が白色層８の上面部に付着しているか黒色層８の上面部に付着しているかで表示色を変化させることができるので、空間１２内に注入された液体１３の層厚を可及的に薄くすることができ、装置全体として薄型化することができる。また、その結果、液体１３を移動させるための電位差も小さくすることができ、これによっても消費電力を低減することができる。
【００２８】
ここで、この表示装置の一部の寸法の一例について説明すると、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が正方形状でその一辺の長さは数百μｍ程度であり、表面側透明板２の絶縁層４と裏面側透明板３上の白色層８および黒色層９との間隔は数十〜数μｍ程度と、薄型化することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
図５はこの発明の第２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線に沿う横断平面図である。この表示装置において、図１および図２に示す表示装置と異なる点は、白色層８と黒色層９との隣接する部分の上面に、ガラスや樹脂などからなる角棒状のエネルギー障壁２１を設けた点である。
【００３０】
例えば、図２に示す白色表示状態において、表面側電極板４および第１の裏面側電極板５への電圧印加を停止しても、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の上部側は表面側電極板４下の絶縁膜４の下面部に付着した状態を維持することができるが、振動などによる外力が加わった場合には、液体１３の下部側は第１に裏面側電極板５上の白色層８の上面部に付着した状態を維持することができず、液体１３の下部側が黒色層９に向かって勝手に移動し、白色表示状態がくずれてしまう現象が起こる。
【００３１】
これに対し、図５に示す表示装置では、エネルギー障壁２１を乗り越えるに足る、第１実施形態の図２の表示装置に比べて多少大きな電圧をかけて、白色に表示を切り替えた後には、表面側電極板４および第１の裏面側電極板５への電圧印加を停止しても、液体１３の下部側がエネルギー障壁２１を乗り越えることができず、液体１３の下部側が第１に裏面側電極板５上の白色層８の上面部に付着した状態を維持することができる。したがって、この表示装置では、表示内容を変えない限りは電力を加える必要はなく、非常に低消費電力化することができる。
【００３２】
なお、エネルギー障壁２１は、ガラスや樹脂などからなる裏面側透明板２自体にエッチングなどにより凸部を形成し、この凸部の部分によって構成するようにしてもよい。また、エネルギー障壁２１は、上記フロロサーフなどからなる撥水性材料を塗布したものによって形成するようにしてもよい。
【００３３】
（第３実施形態）
図７はこの発明の第３実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線に沿う横断平面図である。この表示装置において、図５および図６に示す表示装置と異なる点は、裏面側透明板２の上面に平面長方形状の第１〜第３の裏面側電極板３１〜３３を設け、第１〜第３の裏面側電極板３１〜３３上における絶縁膜７の上面に平面長方形状の例えば赤色層３４、緑色層３５および青色層３６を設けた点である。この場合、空間１２内における赤色層３４、緑色層３５および青色層３６の面積は同一である。また、赤色層３４と緑色層３５との隣接する部分の上面および緑色層３５と青色層３６との隣接する部分の上面にはエネルギー障壁２１が設けられている。
【００３４】
この表示装置では、表面側電極板３に例えば０Ｖを印加した状態で、第１の裏面側電極板３１のみに例えば１０Ｖを印加すると、赤色表示となり、第２の裏面側電極板３２のみに例えば１０Ｖを印加すると、緑色表示となり、第３の裏面側電極板３３のみに例えば１０Ｖを印加すると、青色表示となり、表示色を赤緑青の３色のうちのいずれかとすることができる。（この色配列の場合、赤色表示と青色表示との切り替え時には瞬間的に緑色表示を経由させればよい。）
【００３５】
（第４実施形態）
例えば、図８に示す表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状を正方形状としているが、これに限定されるものではない。例えば、図８同様の横断平面図である図９に示すこの発明の第４実施形態のように、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状を円形状としてもよい。この場合、赤色層３４、緑色層３５および青色層３６は円を３等分した扇形状となっており、その各隣接領域上にはほぼＹ字状のエネルギー障壁２１が設けられている。この場合、図示していないが、各層３４〜３６にそれぞれに対応する裏面側電極板は各層３４〜３６とほぼ同じ平面形状となっている。（この色配列の場合は、各色から他の色への表示の切り替えは、それ以外の色の表示を経由せずに行える。）
【００３６】
（第５実施形態）
図１０はこの発明の第５実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が正方形状であり、正方形を一方向に５等分して、シアン層、マゼンタ層、イエロー層、ブラック層、ホワイト層とした構造となっている。この場合も、図示していないが、各層にそれぞれに対応する裏面側電極板は各層とほぼ同じ平面形状となっている。（反射型カラー表示装置の場合はこのような補色系の色選択が望ましい。）
【００３７】
（第６実施形態）
図１１はこの発明の第６実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が円形状であり、円を５等分して、シアン層、マゼンタ層、イエロー層、ブラック層、ホワイト層とした構造となっている。この場合も、図示していないが、各層にそれぞれに対応する裏面側電極板は各層とほぼ同じ平面形状となっている。
【００３８】
（第７実施形態）
図１２はこの発明の第７実施形態としての表示装置の図５同様の断面図である。この表示装置において、図５に示す表示装置と異なる点は、透過型とし、裏面側透明板２の裏面に方形枠状の側壁４１を介して回路基板４２を設け、回路基板４２の内面に例えば発光ダイオードなどからなる白色の光源４３を設けた点である。この場合、第１の裏面側電極板５上の絶縁膜７の上面には例えば赤色のカラーフィルタ４４が設けられ、第２の裏面側電極板６上の絶縁膜７の上面には黒色（非透過）フィルタ４５が設けられている。
【００３９】
そして、図１２に示すように、液体１３の下部側が第１の裏面側電極板５上の赤色のカラーフィルタ４４の上面部に付着している状態において、光源４３が点灯し、光源４３から出た光が裏面側透明板２、第１の裏面側電極板５、絶縁膜７および赤色のカラーフィルタ４４を透過して液体１３に入射されると、全反射現象により、液体１３に入射された光が液体１３を透過し、この透過光が絶縁膜４、表面側電極板３および表面側透明板１を透過して表面側透明板１の表面側に出射され、赤色表示となる。
【００４０】
一方、図示していないが、液体１３の下部側が第２の裏面側電極板６上の黒色（非透過）フィルタ４５の上面部に付着している状態においては、黒色表示となる。この表示装置では、光源４３の光量を変化させると、コントラストを変化させることができる。なお、カラーフィルタ４４および黒色（非透過）フィルタ４５は裏面側透明板２の裏面に設けてもよい。
なお、ここでは光源４３を各画素に設ける構成で説明したが、その必要はなく、数画素単位に配置させる構成や全画素共通にする構成でもよい。
【００４１】
（第８実施形態）
図１３はこの発明の第８実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が正方形状であり、正方形を一方向に４等分して、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、無色（透明）フィルタとした構造となっている。この場合も、図示していないが、各カラーフィルタにそれぞれに対応する裏面側電極板は各カラーフィルタとほぼ同じ平面形状となっている。（透過型カラー表示装置の場合はこのような原色系の色選択が望ましい。光源４３をＯＦＦさせることにより黒の表示も可能である。）
【００４２】
（第９実施形態）
図１４はこの発明の第９実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が正方形状であり、正方形を縦横方向にそれぞれ２等分して、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、無色（透明）フィルタとした構造となっている。この場合も、図示していないが、各カラーィルタにそれぞれに対応する裏面側電極板は各カラーフィルタとほぼ同じ平面形状となっている。
【００４３】
（第１０実施形態）
図１５はこの発明の第１０実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が正方形状であり、正方形を一方向に５等分して、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、無色（透明）フィルタ、黒色（非透過）フィルタとした構造となっている。この場合も、図示していないが、各カラーフィルタにそれぞれに対応する裏面側電極板は各カラーフィルタとほぼ同じ平面形状となっている。
【００４４】
（第１１実施形態）
図１６はこの発明の第１１実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図である。この表示装置では、全体としての平面形状つまり１画素を構成する部分の平面形状が円形状であり、円を５等分して、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、無色（透明）フィルタ、黒色（非透過）フィルタとした構造となっている。この場合も、図示していないが、各カラーフィルタにそれぞれに対応する裏面側電極板は各カラーフィルタとほぼ同じ平面形状となっている。
【００４５】
（第１２実施形態）
図１７はこの発明の第１２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置において、図２に示す表示装置と大きく異なる点は、表面側透明板１上の図１７における右半分を有効画素領域とし、左半分を非画素領域とした点である。そして、表面側透明板１の内面には、サンドブラスト加工やマイクロブラスト加工などにより、細かな凸凹部５１が形成されている点が異なる。すなわち、表面側透明板１はすりガラス状となっている
【００４６】
表面側透明板１の外面の図１７における左右両側には第１、第２の表面側電極板５２、５３が設けられている。第１、第２の表面側電極板５２、５３を含む表面側透明板１の外面には酸化シリコンなどからなる絶縁膜５４が設けられている。第１の表面側電極板５２上における絶縁膜５４の上面には白色樹脂や黒色樹脂からなる平面長方形状の非透過層５５が設けられている。
【００４７】
裏面側透明板２の内面には裏面側電極板５６が設けられている。裏面側電極板５６を含む裏面側透明板２の内面には酸化シリコンなどからなる絶縁膜５７が設けられている。絶縁膜５７の上面には黒色樹脂からなる黒色層５８が設けられている。
【００４８】
次に、この表示装置の表示動作について説明する。図１７に示す状態において、裏面側電極板５８に例えば０Ｖの電圧が印加された状態で、第２の表面側電極板５３に例えば１０Ｖの電圧が印加され、且つ、第１の表面側電極板５２が電気的にはどことも接続されないオープン状態になると、第２の表面側電極板５３付近の電場の大きさが、第１の表面側電極板５２付近のものより大きくなる。すると、電場による力の作用で、液体１３の主として上部側が第２の表面側電極板５３下の表面側透明板１側に向かって移動し、最終的には、図１８に示すように、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の下部側が裏面側電極板５６上の黒色層５８の上面部に付着した状態のままで、液体１３の上部側が第２の表面側電極板５３下の表面側透明板１の凸凹部５１部に付着し、且つ、液体１３の周囲面全体が撥水膜１１から適宜に離間された状態となる。
【００４９】
一方、図１８に示す状態において、裏面側電極板５８に例えば０Ｖの電圧が印加された状態で、第１の表面側電極板５２に例えば１０Ｖの電圧が印加され、且つ、第２の表面側電極板５３が電気的にはどことも接続されないオープン状態になると、第１の表面側電極板５２付近の電場の大きさが、第２の表面側電極板５３付近のものより大きくなる。すると、電場による力の作用で、液体１３の主として上部側が第１の表面側電極板５２下の表面側透明板１に向かって移動し、最終的には、図１７に示すように、側壁１０の内壁面の表面エネルギーとの関係で、液体１３の下部側が裏面側電極板５８上の黒色層５８の上面部に付着した状態のままで、液体１３の上部側が第１の表面側電極板５２下の表面側透明板１の凸凹部５１部に付着し、且つ、液体１３の周囲面全体が撥水膜１１から適宜に離間された状態となる。
【００５０】
そして、図１７に示す状態では、表面側透明板１の右半分の表面側から入射された外光が絶縁膜５４、第２の表面側電極板５３および表面側透明板１を透過して表面側透明板１の凸凹部５１と空間１２内の空気との界面で散乱反射され、この散乱反射光が上記とは逆の光路を経て表面側透明板１の表面側に出射され、白色表示となる。一方、図１８に示す状態では、表面側透明板１の右半分の表面側から入射された外光が絶縁膜５４、第２の表面側電極板５３、表面側透明板１および無色透明な液体１３を透過して黒色層５８で吸収され、黒色表示となる。
【００５１】
なお、第１、第２の表面側電極板５２、５３の隣接する部分における表面側透明板１の凸凹部５１部にエネルギー障壁を設けるようにしてもよい。また、第１の表面側電極板５２およびその上の非透過層５５の面積を適宜に小さくし、その分だけ、第２の表面側電極板５３の面積を大きくすることにより、有効画素面積（開口率）を大きくするようにしてもよい。
【００５２】
（第１３実施形態）
図１９はこの発明の第１３実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置において、図１７に示す表示装置と異なる点は、非透過層５５を設けずに、第２の表面側電極板５３上の絶縁膜５４の上面に、マイクロプリズムやマイクロレンズなどからなる実効画素面積拡大部材６１の下面を配置し、実効画素面積拡大部材６１の上面を第１、第２の表面側電極板５２、５３に対応する領域に配置した点である。この場合、実効画素面積拡大部材６１の周囲面には方形枠状の保持部材６２が設けられている。この表示装置では、実効画素面積を約２倍に拡大することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
例えば、図２において、白色層８および黒色層９をそれ以外の青色層、赤色層などとしてもよい。（白色層／シアン層、白色層／マゼンタ層、白色層／イエロー層の３画素での並置混色等が実用的である。）また、例えば、図１７や図１９において、黒色層５８をそれ以外の青色層、赤色層などとしてもよい。
また、裏面側透明板２は反射型の構成である第１から第６実施形態及び、第１２、第１３実施形態では必ずしも透明である必要はない。
【００５４】
また、上記各実施形態では、液体１３と屈折率の異なる物質として、空気を用いて説明したが、液体１３との屈折率の差が大きく、誘電率も異なる物質であれば、空気である必要はなく、窒素などの不活性気体であってもよい。また、液体１３と混じり合わず、液体１３よりも表面張力が小さい別の液体であってもよい。例えば、液体１３としてエタノール（屈折率約１．４、比誘電率約２５、表面張力約２２ｍＮ／ｍ（２０℃））を用い、他の液体として上記フロリナート（屈折率約１．２８、比誘電率約１．７、表面張力約１５ｍＮ／ｍ）などからなるフッ素系不活性液体を用いるようにしてもよい。さらに、真空であってもよい。
また、上記各実施形態では、側壁１０の内壁面には、撥水性材料の塗布により、撥水性を付与したが、側壁１０を当初より撥水性を有する部材により構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の第１実施形態としての表示装置の１画素部分の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う部分の白色表示状態を示す断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う部分の白色表示状態を示す断面図。
【図４】図２に示す表示装置の黒色表示状態を示す断面図。
【図５】この発明の第２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示    す断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う横断平面図。
【図７】この発明の第３実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示    す断面図。
【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿う横断平面図。
【図９】この発明の第４実施形態としての表示装置の図８同様の横断平面図。
【図１０】この発明の第５実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１１】この発明の第６実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１２】この発明の第７実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を    示す断面図。
【図１３】この発明の第８実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１４】この発明の第９実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１５】この発明の第１０実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１６】この発明の第１１実施形態としての表示装置の図８同様の概略横断平面図。
【図１７】この発明の第１２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態    を示す断面図。
【図１８】図１７に示す表示装置の黒色表示状態を示す断面図。
【図１９】この発明の第１３実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態    を示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１  表面側透明板
２  裏面側透明板
３  表面側電極板
４  絶縁膜
５  第１の裏面側電極板
６  第２の裏面側電極板
７  絶縁膜
８  白色層
９  黒色層
１０  側壁
１１  撥水膜
１２  空間
１３  液体
２１  エネルギー障壁
３１  第１の裏面側電極板
３２  第２の裏面側電極板
３３  第３の裏面側電極板
３４  赤色層
３５  緑色層
３６  青色層
４１  側壁
４２  回路基板
４３  光源
４４  カラーフィルタ
４５  黒色（非透過）フィルタ
５１  凸凹部
５２  第１の表面側電極板
５３  第２の表面側電極板
５４  絶縁膜
５５  非透過層
５６  裏面側電極板
５７  絶縁膜
５８  黒色層
６１  実効画素面積拡大部材
６２  保持部材
【図１】
2006195135.tif 000003
【図２】
2006195135.tif 000004
【図３】
2006195135.tif 000005
【図４】
2006195135.tif 000006
【図５】
2006195135.tif 000007
【図６】
2006195135.tif 000008
【図７】
2006195135.tif 000009
【図８】
2006195135.tif 000010
【図９】
2006195135.tif 000011
【図１０】
2006195135.tif 000012
【図１１】
2006195135.tif 000013
【図１２】
2006195135.tif 000014
【図１３】
2006195135.tif 000015
【図１４】
2006195135.tif 000016
【図１５】
2006195135.tif 000017
【図１６】
2006195135.tif 000018
【図１７】
2006195135.tif 000019
【図１８】
2006195135.tif 000020
【図１９】
2006195135.tif 000021