(57)【要約】  【課題】多孔質シートの細孔に液体に電界を印加して移動させることにより画面表示する表示装置において、液体の移動速度を高速化する。  【解決手段】多孔質シートの厚さ方向にそれぞれ独立した液体移動用の細孔を備え、これら細孔内に、印加される電圧に応じてエレクトロウェッティング方式で液体を流入・流出させ、細孔内の液体量に応じて前記シート表面の光反射率を変化させて画像を形成する表示装置であって、前記各細孔の内面に電極が設けている共に該細孔をシートの一面に開口させ、該細孔の開口に対向させて対向電極を配置し、該対向電極は基部側より小径化した突起部を設けた突起状電極とし、該突起部を前記細孔内に前記内面の電極と非接触で突出させ、あるいは該細孔の開口端面と近接する位置まで突出させている。前記細孔の内側の電極と前記対向電極の最短距離を１〜１０μｍの範囲に設定している。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質シートの厚さ方向にそれぞれ独立した液体移動用の細孔を備え、これら細孔内に、印加される電圧に応じてエレクトロウェッティング方式で液体を流入・流出させ、細孔内の液体量に応じて前記シート表面の光反射率を変化させて画像を形成する表示装置であって、
前記各細孔の内面に電極が設けている共に該細孔をシートの一面に開口させ、該細孔の開口に対向させて対向電極を配置し、該対向電極は基部側より小径化した突起部を設けた突起状電極とし、該突起部を前記細孔内に前記内面の電極と非接触で突出させ、あるいは該細孔の開口端面と近接する位置まで突出させていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記突起状電極は、断面形状が山形状、逆Ｔ形状、半球状、あるいは球面を窪ませた半球状としている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記突起状電極の表面に絶縁被膜を設けている請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
多孔質シートの厚さ方向にそれぞれ独立した液体移動用の細孔を備え、これら細孔内に、印加される電圧に応じてエレクトロウェッティング方式で液体を流入・流出させ、細孔内の液体量に応じて前記シート表面の光反射率を変化させて画像を形成する表示装置であって、
前記各細孔の内面に電極が設けている共に該細孔をシートの一面に開口させ、該細孔の開口に対向させて対向電極を配置し、該対向電極は平板形状とした平板電極とすると共に、その細孔開口側の表面に絶縁被膜を設けていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記対向電極と前記細孔内面の電極とは最短距離が１μｍ〜１０μｍの範囲となるように配置している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記多孔質シートに設ける細孔は、シートの両面に開口した貫通孔である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記細孔内面の電極は、細孔の内周面全面に設けられている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記細孔の直径は０．１μｍ〜１００μｍの範囲で、前記多孔質シートの厚さは１０μｍ〜３００μｍの範囲としている請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記対向電極は基板上に設けられ、該基板の表面側に前記多孔質シートが配置されると共に裏面側に前記多孔質シートの細孔内を移動させる液体の液溜めが設けられ、該液溜めに貯溜される液体は導電性あるいは有極性の液体とされ、
前記対向電極と細孔内面の電極との回路閉時に前記液体に印加される電界によって前記液体を前記液溜め側から前記細孔内に流入させる一方、回路開時に前記電界の除去により前記液体が前記液溜め側に排出される構成とされている請求項１乃至請求項８のいずれか１項の記載の表示装置。
【請求項１０】
前記細孔の内面に設けられる前記電極の表面に絶縁層が設けられ、該絶縁層は前記回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となるものである請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記細孔の内面に設けられる前記電極の表面に絶縁層が設けられると共に、該絶縁層の表面に前記回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となる樹脂層が設けられている請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記細孔は表示画面の１画素に対して複数個設けられ、１画素中の複数の細孔の開口側に１つの前記対向電極が共用電極として配置されている請求項１０乃至請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記基板と前記多孔質シートとの間に液体移動用の隙間が設けられると共に、該隙間と前記液溜めとを連通する細孔が基板に形成され、前記シート内の細孔に液溜めに貯溜された液体が流入されると共に該細孔の液体が液溜めに流出される構成とされている請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記多孔質シートは透明とされる共に、前記液体は導電性あるいは有極性を有する着色透明液体、着色不透明液体あるいは無色透明液体とされ、前記多孔質シートと前記液体の光屈折率を略同一としている請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記対向電極は無色透明あるいは着色されている請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、詳しくは、多孔質シート内の細孔を外部電場を利用して液体を移動させて前記シート表面の光反射率を変化させることにより画像を形成する電子ディスプレイにおいて、前記細孔内の液体を高速で移動させて動画表示を可能とするものである。
【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、特開昭５６−８８１７４号公報（特許文献１）、特開昭５６−８８１７６号公報（特許文献２）、特開昭５９−２２４８２９号公報（特許文献３）に開示されているように、多孔質散乱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、多孔質体の細孔内に液体で満たさせると透明となり、細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、電気毛管現象で細管内に液体を流入させる一方、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、細管の内面側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て広がった状態となる。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、細孔内面との接触面積は減少する。この現象に基づいて液体は細管から流出される。
【０００５】
該エレクトロウエッティング方式の表示方法として、ベル研究所が「G.Beni and 
S.Hackwood, Appl.Phys.Lett., 38, 207, 1981」（非特許文献１）で発表した画像の表示方法では、細管に、該細管の光屈折率と同等の屈折率を有する透明液体を流入、流出させ、液体の流入により外光を透過状態として細管の背面側の色を画面上に提示させる一方、液体の流出により外光を散乱状態として前記色が提示されないようにしている。
また、特開平１０−３９７９９号公報（特許文献４）で提供されている電気毛管カラーディスプレイシートは、図１１に示す構成とされている。該ディスプレイシートは３枚の透明シート１０１、１０２、１０３を間隔をあけて配置し、中間シート１０２に複数組のリザーバ１０４を備えている。該リザーバ１０４の一端はシート１０１と１０２の間の細孔６と連通されると共に、他端はシート１０２とシート１０３の間の細孔１０７とに連通され、細孔１０６側には着色液体ｌ1が満たされると共に、細孔１０７側には透明あるいは液体ｌ1と対象的な色の液体ｌ2が満たされ、液体ｌ1とｌ2とは互いに混和されない非導電性の有極液体とされている。また、前記シート１０１とシート１０２とには夫々対向面側に電極１０８、１０９が配置されている。
前記電極１０８と１０９の回路を開閉し、回路閉時には液体１1、１2を細孔１０６、１０７を流入させてカラー画素を創出させ、回路開時には液体１1とｌ2をリザーバ１０４に戻してカラー画素を透明化させている。
【０００６】
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エ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。
【０００７】
前記液体の移動速度は、液体に加わる電界強度の依存度が大きいが、前記非特許文献１では、細管の内部に設ける電極と対向電極の取付位置関係が明確でなく、細管側の電極と対向電極との配置関係によっては強い電界を液体に加えることが出来ず、液体の移動速度を高速化できず、動画表示が不可能となる問題がある。
【０００８】
また、前記図１１に示す特許文献４の開示のディスプレイシートでは、平行配置する３枚の透明シートの間に形成される上下２つ細孔にリザーバから液体を流入させ、また、２つの細孔から液体をリザーバに戻す必要があるため、液体の移動速度が遅くなる。特に、電極１０８と１０９から離れた位置の細孔１０７内の液体の移動速度が遅くなりやすい問題がある。また、３枚の透明シートを必要とすると共にリザーバは上下の液体ｌ１、ｌ２を貯溜するためにシート１０２を厚くしてリザーバ４の長さを大とする必要があり、ディスプレイシートの全体厚さが大となると共に構造が複雑となる問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−８８１７４号公報
【特許文献２】特開昭５６−８８１７６号公報
【特許文献３】特開昭５９−２２４８２９号公報
【特許文献４】特開平１０−３９７９９号公報
【非特許文献１】G.Beni and S.Hackwood, Appl.Phys.Lett., 38, 207, 1981
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、エレクトロウェッティング方式を用いた画像表示装置において、細管内への液体の流入、流出速度を低電圧駆動で高速化し、動画表示を可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、第１に、多孔質シートの厚さ方向にそれぞれ独立した液体移動用の細孔を備え、これら細孔内に、印加される電圧に応じてエレクトロウェッティング方式で液体を流入・流出させ、細孔内の液体量に応じて前記シート表面の光反射率を変化させて画像を形成する表示装置であって、
前記各細孔の内面に電極が設けている共に該細孔をシートの一面に開口させ、該細孔の開口に対向させて対向電極を配置し、該対向電極は基部側より小径化した突起部を設けた突起状電極とし、該突起部を前記細孔内に前記内面の電極と非接触で突出させ、あるいは該細孔の開口端面と近接する位置まで突出させていることを特徴とする表示装置を提供している。
【００１１】
前記したように、シートに設けられた細孔に対して流入、流出する液体の移動速度は、電界強度に依存し、電圧を印加される電極間の距離を近づける程に電界強度が大きくなる。よって、本発明では細孔内面の電極と対向電極との電極間の距離を出来るだけ近接させるため、前記したように、対向電極を突起状電極とし、細孔の開口内部に小径とした先端を挿入可能とし、あるいは、細孔内径が微小で突起状電極を挿入できない場合も、対向電極の先端を各細孔開口に可能な限り近接させるようにしている。このように、電極間の距離前記した寸法に設定すると、電極に印加する電圧を低電圧としても液体を移動させることができ、低電圧駆動が可能となる。
【００１２】
前記突起状電極の具体的な形状は、断面形状が山形状、逆Ｔ形状、半球状、あるいは球面を窪ませた半球状とすることが好ましい。
また、前記突起状電極の表面には電極の劣化を防止するために、絶縁被膜を設けておくことが好ましい。
【００１３】
本発明は、第２に、前記対向電極として、前記突起状電極に代えて、平板形状とした平板電極を備えた表示装置を提供している。平型電極とする場合には、細孔開口側の表面に電極の劣化を防ぐために絶縁被膜を設けている。
【００１４】
前記平板電極は、細孔の断面形状と対応した平板形状とし、細孔が断面円形の場合には円盤形状の平板とすることが好ましいが、矩形状の平板としてもよい。該平型電極は、細孔の開口端より微小な隙間をあけて外方に配置しているが、細孔内部に突出させて配置しても良い。その場合には、細孔内径より一回り小さく形成して、細孔内面の電極と対向電極の外周面との間に隙間をあけている。
【００１５】
前記対向電極として突起状電極を用いた場合、また、平型電極を用いた場合のいずれも、該対向電極と前記細孔内面の電極とは最短距離が１μｍ〜１０μｍの範囲となるように配置している。
前記電極間の最短距離を１μｍ〜１０μｍの範囲としているのは、１μｍより小さい寸法とすると短絡が生じる能性があり、かつ、１μｍ未満の隙間をあけた配置することは製造上で極めて困難である。一方、１０μｍより大きい寸法とすると、迅速に強い電界を発生させることが出来ず、液体の高速移動を実現できなくなるからである。
【００１６】
前記多孔質体の細孔は貫通孔とし、これら細孔内周面の全面に電極膜を形成して、前記電極を設けることが最も好ましい。
即ち、細孔の内面電極と対向電極との間に電圧が印加される際、細孔内面の全面に亙って電極が配置されていると、細孔内面全面と対向電極との間に電界が生じ、細孔内面全面を液体に対する濡れ性が良い親水性とすることができる。よって、細孔内をエレクトロウエッチングで移動する液体を、対向電極配置側と反対側の先端まで高速で移動させることができる。また、電界除去時には高速で液体を細孔より流出させることができる。
【００１７】
前記多孔質シートに設ける細孔の直径は０．１μｍ〜１００μｍの範囲とされる。
前記のように、細孔の直径を０．１μｍ〜１００μｍと極細孔とすると、細孔の内面電極と対向電極を導通した時に細孔内に発生させる電界強度をあげることが出来ると共に、細孔内をエレクトロウェッティング方式で移動する液体の移動速度を高速化することができる。
前記細孔直径はより好ましくは、０．１μｍ〜５０μｍ、特に０．１μｍ〜１０μｍが好ましい。
【００１８】
また、前記多孔質シートの厚さ（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、シートの厚さを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。
【００１９】
前記のように、シートの厚さを１０μｍ〜３００μｍとすると、該シートの表裏両面に開口する貫通孔からなる細孔の長さも１０μｍ〜３００μｍとなり、直径０．１μｍ〜１００μｍ、長さ１０μｍ〜３００μｍの細孔に対して、液体をエレクトロウエ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。前記細孔の間隔も０．１〜５０μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２０】
前記多孔質シートは絶縁材からなり、形成材料は樹脂、ガラス、セラミック等のいずれでも良い。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（Ｒ）等が用いられる。また、セラミックの場合は酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化シリコン等が用いられる。これらのいずれの材料を用いる場合においても、シートは透明とされることが好ましい。
また、多孔質シートに設けられる細孔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。
【００２１】
前記多孔質シートの細孔内面に設ける電極は、透明電極とし、インジウム／酸化スズ、酸化スズ等の透明材料を用い、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。
前記対向電極は、多孔質シートの画面表示側と反対側の裏面側に配置する基板上に設けている。該基板も前記多孔質シート材料と同様な絶縁材から形成し、該基板上にインジウム／酸化スズ、酸化スズ、ニッケル、金、白金を真空蒸着法、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。なお、対向電極は必ずしも透明電極とする必要はない。
また、細孔を移動する前記液体としては、導電性あるいは有極性の液体が用いられ、該液体は光屈折率が前記シートの光屈折率と実質的に同一であるものが用いられ、例えば、KCl、NaCl等の電解質を含む水、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコール、これらの混合液、その他の適宜な液体が用いられる。
【００２２】
前記のように、対向電極は基板上に設けられ、該基板の表面側に前記多孔質シートが配置されると共に裏面側に前記シートの細孔内を移動させる前記液体の液溜めが設けられ、
前記対向電極と細孔内側の電極との回路閉時に前記液体に印加される電界によって前記液体を前記液溜め側から前記細孔内に流入させる一方、回路開時に前記電界の除去により前記液体が前記液溜め側に排出される構成とすることが好ましい。
【００２３】
前記液溜めに貯溜される液体は、前記したように、導電性あるいは有極性を有する液体で、かつ、着色透明液体あるいは無色透明液体とされ、かつ、前記したように、シートを透明として、該シートの光屈折率を前記液体の光屈折率を前記シートの光屈折率と実質的に同一としていることが好ましい。
これにより、対向電極と細孔内側の電極との回路閉時に、前記液体に印加される電界によって液体が液溜め側から細孔内に流入され、細孔内が液体で満たされると、液体とシートとの屈折率を実質的に同一としているため、入射光が液体とシートの細孔内面との界面で反射することなく透過して透明となり、シートの裏面側に配置された前記対向電極や前記液体の色が画面に提示される。
これに対して、電極間の回路開時に前記電界の除去されると、液体が液溜め側に排出され細孔内に液体が満たされていな状態となり、細孔内の空気層とシートの屈折率が相違するため、該屈折率の相違により光り散乱が発生し、シートの表面からの反射光が散乱することにより、画面は白色を呈することとなる。
【００２４】
前記細孔の内面に設けられる前記電極の表面に絶縁層が設けており、該絶縁層を前記回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となるものとしてもよい。
あるいは、電極の表面に絶縁層が設け、該絶縁層の表面に前記回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となる樹脂層が設けられてもよい。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、細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。例えば、フッ素被膜を設けた場合、水の表面面積を２０〜３０倍の範囲で増大させることができ、液体を超高速で細孔内を移動させることができる。
【００２５】
前記シートに設けられる細孔は、表示画面の１画素に対して複数個設けられ、１画素の色は一色とされるため、１画素中の複数の細孔における液体の移動は同時になされる。よって、前記複数の細孔の開口側に設ける対向電極を各細孔毎に個別に設けず、大型の１つの対向電極を設けて、各細孔の共用電極としてもよい。
この場合も、各細孔の内側電極と前記大型の共用の対向電極との最短距離が前記１μｍ〜１０μｍの範囲に配置している。  
このように、対向電極を各細孔毎に個別に形成せずに、１画素単位の複数細孔に対して１つの共用電極とすると、製造上に置いて電極の作成およびシートとの組み付け性で容易となる。
【００２６】
前記基板と前記シートとの間に液体移動用の隙間が設けられると共に、該隙間と前記液溜めとを連通する細孔が基板に形成され、前記シート内の細孔に液溜めに貯溜された液体が流入されると共に該細孔の液体が液溜めに流出される構成とされている。
前記基板とシートとの間に液体細孔用の隙間に常時液体が貯溜される状態としておくと、電極間の閉回路とした際に液体を前記シートの細孔に高速で流入させることができる。
【００２７】
本発明の表示装置において、前記液溜めに貯溜される液体をＲ，Ｇ．Ｂのいずれかの着色透明液体としておき、あるいは液体を無色透明液体とすると共に対向電極をＲ，Ｇ．Ｂのいずれかに着色しておくと、フルカラーの画像表示ができ、かつ、液体を細孔内に高速で流入、流出させることができるため、フルカラーの動画表示を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
上述したように、本発明の表示装置では、多孔質シートの細孔に液体を移動させ、シート表面の光反射率を変化させることで画像を形成する電子ディスプレイにおいて、細孔内面に電極を設ける一方、対向電極を細孔の一方側開口に配置して、これら電極間の最短距離を１〜１０μｍの範囲の近接位置に配置している。多孔質シートに設けられた細孔に対して流入、流出する液体の移動速度は、電界強度に依存し、電圧が印加される電極間の距離を近づける程に電界強度が大きくなるため、前記のように、電極間の距離を設定すると、電極に印加する電圧を低電圧としても液体に印加される電界を強くすることができ、低電圧で液体を高速移動させることができる。その結果、動画表示を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明の表示装置の概略的な構成を示し、図２は部分的な要部拡大図である。表示装置１０はエレクトロウェッティング方式を採用し、多孔質体の細孔に透明液体を移動させ、該液体の移動量に応じて多孔質体表面の光反射率を変化させて画像を形成している。
【００３０】
表示装置１０は、表示画面側の前面ガラス１２と背面側の基板１１の間に透明とした多孔質体からなるシート１を配置している。該シート１は前面から背面へと厚さ方向に貫通させた多数の微細な細孔２を液体移動用として備え、図２に示すように、各細孔２の内面全体に透明導電膜からなる電極５を設け、該電極５の表面に絶縁被膜７を設けている。前記基板１１の表面には前記各細孔２の下面開口とそれぞれ対向する位置に平型の対向電極６を設け、該対向電極６の表面にも絶縁被膜３を設けている。
【００３１】
前記基板１１の背面側に液体Ｑを貯溜する液溜め８を設けるとともに、図３に示すように、基板１１の前面に液体Ｑが移動する孔１１ａを形成している。液溜め８に貯留する前記液体Ｑは透明な導電性を有する液体とし、該液体Ｑの光屈折率は多孔質シート１の屈折率と実質的に同等としている。
この液溜め８に貯溜される液体Ｑは基板１１の孔１１ａを通して基板１１の表面とシート１の図中下端面との間の隙間１５に流入し、さらに、対向電極６と対向して開口する細孔２の下端開口２ａより細孔２内に流入させている。
【００３２】
前記基板１１の表面に設けた対向電極６は円板形状とした平型電極とし、その直径Ｄ１は細孔２の内周面に形成した電極５の内径Ｄ２よりも大とし、対向電極６の表面の外周部が電極６と対向して位置させ、その間の距離Ｌ１を１μｍ〜１０μｍに設定している。
該対向電極６と細孔２の内面全体に形成した電極５との間にはスイッチ９を介して開閉している。
【００３３】
上記構成からなる表示装置において、液体Ｑはエレクトロウェッティングの原理により、基板１１の対向電極６と細孔２内の電極５間のスイッチ９の開閉に応じて細孔２内に流入し、あるいは細孔２より流出して液溜め８側に戻る。
即ち、スイッチ９はノーマルオープンで、液体Ｑは図１（Ａ）の状態であり、細孔２の表面側まで液体Ｑは流入されず、細孔２の下端部にのみ液体Ｑが残った状態で、液体Ｑは液溜め８側に戻されている。この細孔２の内部に液体Ｑが流入せずに中空状態となり、細孔２内に空気層Ａが存在している状態では、空気層Ａの屈折率とシート１の屈折率の相違で、表示画面側からの入射光が空気層Ａとシートの細孔２の内周面との界面で散乱し、光り散乱により表示画面は白色化している。
【００３４】
スイッチ９が閉じられて、電極５と対向電極６に電圧が印加されると、電極５と対向電極６との間に電界が発生し、導電性を有する液体Ｑに電界が印加され、図４に示すように細孔２の内面電極５と液体Ｑとの間に電気二重層が形成され、細孔２の内面の濡れ性が変化して親水性となる。前記説明したように、液体Ｑに電界が印加されると、細孔２の内面電極５に対する接触角度が減少して広がった状態となり、液体Ｑは細孔２内を上昇していく。其の際、電極５と対向電極６との距離Ｌ１が１〜１０μｍと非常に近接させているため、細孔２の下端部に溜まっている液体Ｑに対して電界が瞬時に印加され、かつ、細孔２の内面全面に電極５を形成しているため、液体Ｑの瞬時に細孔２内を上昇し始め、かつ、細孔２内を高速度で上昇させることができる。
かつ、電極５と対向電極６とを近接位置に配置して電界を発生させるため、スイッチ９を閉じると液体Ｑを細孔２に瞬時に上昇できる。よって、印加する電圧を低くしても液体Ｑの移動を高速化でき、その結果、低電圧での液体の移動を実現できる。
【００３５】
前記したように、スイッチ９を閉じて液体Ｑは細孔２内を表面側へと移動させ、図１（Ｂ）に示す状態となると、液体Ｑとシート１の屈折率は実質的に同等としているため、光は液体Ｑに対向電極６まで透過し、対向電極６側の色を表示画面に呈して、画像を表示することとなる。
其の際、透明液体Ｑが無色透明で電極６が黒色であれば、表示画面の画像は白黒画像となる一方、透明な液体Ｑを透光性カラーインクあるいは不透明着色インクとすると共に電極６を透明電極とし、あるいは対向電極６にカラーインクを塗布しておくと、表示画像はカラー画像となる。
【００３６】
図１（Ｂ）に示す状態から、スイッチ９を開くと、液体Ｑに印加された電界が除去され、細孔２の内面電極５は疎水性となり、液体Ｑの細孔内面電極５に対する接触角度は急速に拡大して表面積が縮小し、液体Ｑは細孔２内を高速で下降して液溜め８に戻り図１（Ａ）に示す状態に戻ることとなる。
【００３７】
図５は第２実施形態を示し、前記基板１１上の対向電極６の直径を若干小さくして基板１１より突出させ、対向電極６をシート１の細孔２内に下端開口２ａより挿入した状態としている。其の際、対向電極６の外周面と細孔２内の電極５との内周面の距離Ｌ２は前記Ｌ１と同様に１〜１０μｍとしている。
このように、対向電極６を細孔２の下端開口より細孔内部に突出させて、対向電極６と細孔内面電極５とを近接配置した場合も、前記第１実施形態と同様に、電極５、６間に電圧を印加すると液体に瞬時に電界を印加でき、液体の移動を高速化することができる。  
【００３８】
図６（Ａ）は第３実施形態を示し、基板１１上の対向電極６を円錐形状とし、大径の基部６ａより頂点６ｂに向けた突出させた突起状電極としている。該対向電極６の基部６ａはシート１の内面電極５の下端面と対向位置まで広げていると共に、頂点６ａはシート１の細孔２の下端開口２ａの中心位置で且つ同一水平線状に位置させている。該対向電極６と細孔２の内面との最短距離Ｌ３も前記Ｌ１、Ｌ２と同様に１〜１０μｍの範囲としている。前記対向電極６は第２実施形態と同様に頂点６ｂを細孔２の内部に下端開口２ａより挿入してもよい。
前記円錐形状の対向電極６は、その表面に絶縁被膜を形成していないが、図６（Ｂ）に示すように、絶縁被膜３’を形成してもよい。
【００３９】
図７は第４実施形態を示し、基板１１上の対向電極６を逆Ｔ形状の突起状電極としている。該電極６は基板１１上の円板状の基部６ａの中心から棒状の突起部６ｂを突出させ、該突起部６ｂを細孔２の内部に下端開口２ａより挿入している。
【００４０】
図８（Ａ）（Ｂ）は突起状電極６の変形例を示し、（Ａ）が半球状とし、（Ｂ）では半球面の球面に窪みを有する形状としている。
【００４１】
図９は第５実施形態を示す。前記第１実施形態から第４実施形態では、多孔質シート１に形成した細孔２と夫々対向させて対向電極を形成しているが、第５実施形態では、表示画面で１画素を形成する複数の細孔２の下端開口２ａに対向させて１つの共用の対向電極６’を基板１１上に形成している。
該対向電極６’は１枚の大面積の平板電極からなり、その表面と各細孔２の内面電極５の下端面との距離Ｌ４を第１〜第４実施形態と同様に１〜１０μｍに設定している。即ち、対向電極６’とシート１との間に上記寸法の隙間１５を設けている。
【００４２】
前記対向電極６’を形成した基板１１の裏面側に第１実施形態と同様に液溜め８を設け、該液溜め８の貯留した液体Ｑをシート１の細孔２に流入および細孔２から液溜め８に流出させるために、基板１１と対向電極６’とに連通した孔１１ｂ、６ｃ’を形成している。対向電極６’に形成する孔６ｃ’は細孔２の下端開口２ａに対向しない細孔２間のシート１の隔壁部１ｄとの対向位置に形成している。
また、多数の細孔２の内面電極５と接続するジョイント回路を設け、該ジョイント回路と前記対向電極６’と接続する回路との間に１つのスイッチを設けている。
【００４３】
前記構成とすると、スイッチの開閉作動で、１画素中のすべての細孔２内に液体Ｑを同時に流入、流出させることができる。また、前記第１〜第４実施形態と同様に、電極５と６’とを近接配置していることにより、スイッチの開閉作動で瞬時に液体を細孔２に液体を流入、流出させることができる。
【００４４】
図１０は第６実施形態を示し、基板１１上の対向電極６は第１実施形態と同一としている。第６実施形態では、シート１の細孔２の内面電極５の表面の絶縁被覆７の表面に、さらにテフロン（Ｒ）コーティングを施して被膜１３を形成している。
前記被膜１３で電極５を被覆すると、電極５と平板電極６との間のスイッチを閉じて、電界を液体Ｑに印加した時、被膜１３の親水性が増大し、液体Ｑの表面積を２０〜３０倍程度拡大でき、液体Ｑが細孔２内の移動する速度を超高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は本発明の表示装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す表示装置の要部断面図である。
【図３】図１の概略斜視図である。
【図４】第１実施形態において液体が細孔内を上昇している際の構成を示す図面である。
【図５】第２実施形態の要部断面図である。
【図６】（Ａ）は第３実施形態を要部断面図、（Ｂ）は変形例を示す概略図である。
【図７】第４実施形態の要部断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は突起状電極の変形例を示す図面である。
【図９】第５実施形態の要部断面図である。
【図１０】第６実施形態の要部断面図である。
【図１１】従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００４６】
１  シート
１ａ  画面側の表面
１ｂ  裏面
２    細孔
２ａ  細孔の下端開口  
５    細孔内面の電極
６    対向電極
８    液溜め
９    スイッチ
１１  基板
１１ａ  細孔
１２  ガラス板
１５  隙間
１７  被膜
Ｑ  液体
【図１】
2005316316.tif 000003
【図２】
2005316316.tif 000004
【図３】
2005316316.tif 000005
【図４】
2005316316.tif 000006
【図５】
2005316316.tif 000007
【図６】
2005316316.tif 000008
【図７】
2005316316.tif 000009
【図８】
2005316316.tif 000010
【図９】
2005316316.tif 000011
【図１０】
2005316316.tif 000012
【図１１】
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