CN101578545A - 液体装置、液体装置制造设备和方法以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及被配置以实现电容的增加并能够抑制击穿的液体装置、液体装置制造设备和方法以及图像显示装置。具有比防水膜(44)高的绝缘性能和高的介电常数的绝缘膜(43)最新形成在下电极(42)与防水膜(44)之间，从而补偿了绝缘强度并抑制了击穿。作为绝缘膜(43)的材料，具有较高绝缘性能和较高介电常数的绝缘膜是优选的。例如，引用了聚合物材料和无机材料。例如，SOG是硅基无机涂料。通过旋涂等方法施加并沉积其溶液，然后，通过以相对低的温度进行烘焙而使该溶液变成玻璃。本发明可应用于液体装置。

Description

液体装置、液体装置制造设备和方法以及图像显示装置

技术领域

本发明涉及液体装置、液体装置制造设备和方法以及图像显示装置，具体地，涉及被配置以实现介电常数的增加并能够抑制击穿的发生的液体装置、液体装置制造设备和方法以及图像显示装置。

本申请要求于2007年1月10日提交的日本专利申请第2007-002552号和第2007-002553号的优先权的权利，并且这些申请结合于此作为参考。

背景技术

通常，存在一种电润湿技术，其中，通过利用控制静电润湿性的电润湿产生液体的变形和移位并且通过这个现象达到所需效果，并且考虑在各个领域中都利用这项技术。

例如，对于采用液晶的光闸，执行各种改进方法，诸如改进液晶分子与偏光片吸收轴之间的角度(例如，参考专利文献1)、改进电场施加(例如，参考专利文献2和专利文献3)、对准处理(例如，参考专利文献4)以及在基板上提供凹陷和凸起(例如，参考专利文献5)。然而，所有情况都牵涉诸如光提取效率低和响应速度非常低的问题，并且考虑使用上述的电润湿技术方法来代替这些方法。

此外，例如，作为用于增加在三维显示装置中的视差数的方法，存在使微透镜阵列相对于发光像素移动并且使光折射到多个方向的方法(例如，参考专利文献6)以及控制液体透镜的液滴的位置的方法(例如，参考专利文献7)。然而，考虑使用电润湿技术的方法来代替这些方法。

此外，考虑还对其焦距任意变化的可变焦透镜、液体的流路控制、液泵等利用这种电润湿技术。

以下将描述这种电润湿技术的原理。

图1是示出应用电润湿技术的液体装置的基本配置实例的示图。

如图1所示，在液体装置1中，具有对极性液体13的防水性的绝缘防水膜12形成在一个电极11上，并且对设置在防水膜12上的极性液体13提供另一个电极14。在电极11与电极14之间施加电源15的电压。极性液体13对防水膜12的润湿性随着这个施加电压的幅度而改变，并且极性液体13与防水膜12之间的接触角θ发生改变。即，极性液体13的界面形状改变。因此，例如，液体装置1可以通过控制施加电压的幅度来对通过该极性液体的透射光的光路施加影响。

更具体地，以下的等式(1)～(3)适用于极性液体13对防水膜12的润湿性。

γ_LVcosθ＝γ_SVγ_SL+γ_EW   …(1)

γ_EW＝d×σ_L ²/2×ε₀×ε_r  …(2)

σ_L＝ε₀×ε_r×V/d         …(3)

在这些等式中，γ_LV表示液体与蒸汽之间的界面张力。γ_SV表示固体与蒸汽之间的界面张力。γ_SL表示固体与液体之间的界面张力。γ_EW表示取决于电场强度的界面张力。ε₀表示真空的渗透率。ε_r表示防水膜12的相对介电常数。此外，V表示施加电压的幅度，以及d表示电极之间的长度。

即，极性液体13对防水膜12的润湿性随施加电压的幅度而改变，并且极性液体13变形或移动。

除此之外，例如，还存在以下方法，其中，通过改变电压施加位置来使极性液体13移动或变形。该方法的原理与上述情况相似。此外，还存在另一种方法。在这种方法中，除极性液体13之外，提供不与极性液体13混合并且不受施加电压影响的非极性液体。这种非极性液体被形状被施加电压改变的极性液体13推动，使得非极性液体的形状改变。通过非极性液体的这种形状改变达到所需效果。这种方法的原理与图1的情况相似。

专利文献1：日本专利公开第2005-284261号

专利文献2：日本专利公开第2003-262847号

专利文献3：日本专利公开第2002-131717号

专利文献4：日本专利公开第2002-148625号

专利文献5：日本专利公开第2000-347171号

专利文献6：日本专利公开第2002-176660号

专利文献7：日本专利公开第2003-215478号

发明内容

技术问题

然而，因为驱动电压非常高至约30V并且装置的功耗也可能很高，所以常规方法是不实用的。

为了用较低的电压驱动液体装置1，如等式(1)～(3)所示，需要增大液体装置1的电容，即，增加防水膜12的介电常数和减小防水膜12的厚度。

然而，用作防水膜12的材料的相对介电常数通常非常低至约2，并且即使非常小的电压，厚度的减小也会引起击穿。因此，为了避免击穿，防水膜12的厚度需要被设得很大，这可能导致高的工作电压。

鉴于这些情况作出本发明并且本发明用以实现电容的增加并能够抑制击穿。

技术解决方案

本发明的第一方面是一种液体装置，具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在第一电极的表面上并且使第一电极与第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置绝缘部与第二电极之间并具有极性。通过在第一电极与第二电极之间的电压施加而向绝缘部施加电场，从而控制绝缘部的表面对液体的润湿性并使液体变形或移位。绝缘部由具有第一层和第二层的双层结构形成。第一层形成在第二层与第一电极的表面之间，并且具有比第二层更高的介电性能以及更高的绝缘性能。第二层形成在第一层与液体之间，并且具有比第一层更高的防水性。

以下配置是可能的。具体地，第一电极由多个电极构成，并且第一电极整体的表面不是平坦表面。此外，第一层被形成为吸收第一电极整体的表面上的凹陷和凸起，并且第一层的表面变为平坦表面。

本发明的第二方面是一种制造液体装置的液体装置制造设备，该液体装置具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在第一电极的表面上，并使第一电极与第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在绝缘部与第二电极之间并具有极性。通过第一电极与第二电极之间的电压施加而向绝缘部施加电场，从而控制绝缘部的表面对液体的润湿性并使液体变形或移位。液体装置制造设备具有：第一形成装置，在其上设置有第一电极的透明基板的表面上形成具有高介电性能和高绝缘性能的第一层作为绝缘部；以及第二形成装置，在通过第一形成装置形成的第一层的表面上形成具有比第一层更高的防水性的第二层作为绝缘部。

第一形成装置通过使用旋涂法形成第一层，在旋涂法中，通过利用离心力使膜厚度均匀。

如果第一电极由多个电极构成并且第一电极整体的表面不是平坦表面，则第一形成装置以吸收第一电极整体的表面上的凹陷和凸起并使第一层的表面变为平坦表面的方式形成第一层。

本发明的第二方面还是一种制造液体装置的液体装置制造设备的液体装置制造方法，液体装置具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在第一电极的表面上并且使第一电极与第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在绝缘部与第二电极之间并具有极性。通过第一电极与第二电极之间的电压施加而向绝缘部施加电场，从而控制绝缘部的表面对液体的润湿性并使液体变形或移位。液体装置制造方法具有：第一形成步骤，在其上设置有第一电极的透明基板的表面上形成具有高介电性能和高绝缘性能的第一层作为绝缘部；以及第二形成步骤，用于在通过第一形成步骤的处理形成的第一层的表面上形成具有比第一层更高的防水性的第二层作为绝缘部。

本发明的第三方面是一种通过发光来显示图像的图像显示装置。图像显示装置具有液体装置，液体装置具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在第一电极的表面上并且使第一电极与第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在绝缘部与第二电极之间并具有极性，通过第一电极与第二电极之间的电压施加而向绝缘部施加电场，从而控制绝缘部的表面对液体的润湿性并使液体变形或移位。绝缘部由具有第一层和第二层的双层结构形成。第一层形成在第二层与第一电极的表面之间，并具有比第二层更高的介电性能以及更高的绝缘性能。第二层形成在第一层与液体之间，并具有比第一层更高的防水性。使所发出的光通过液体装置，并且通过液体装置基于液体的变形或移位来控制光的量或方向。

以下配置是可能的。具体地，第一电极由多个电极组成并且第一电极整体的表面不是平坦表面。此外，第一层被形成为吸收第一电极整体的表面上的凹陷和凸起，并且第一层的表面变为平坦表面。

在本发明的第一方面中，绝缘部(形成在第一电极的表面上并且使第一电极与第二电极在结构上绝缘)由具有第一层和第二层的双层结构形成。具有比第二层更高的介电性能和更高的绝缘性能的第一层形成在第二层与第一电极的表面之间，并且具有比第一层更高的防水性的第二层形成在第一层与液体之间。

在本发明的第二方面中，在其上设置有第一电极的透明基板的表面上形成具有高介电性能和高绝缘性能的第一层作为绝缘部。在第一层的表面上，形成具有比第一层更高的防水性的第二层作为绝缘部。

在本发明的第三方面中，提供了液体装置。这个液体装置包括：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在第一电极的表面上并且使第一电极与第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在绝缘部与第二电极之间并具有极性。在这个液体装置中，通过第一电极与第二电极之间的电压施加而向绝缘部施加电场，从而控制绝缘部的表面对液体的润湿性并使液体变形或移位。绝缘部由具有第一层和第二层的双层结构形成。具有比第二层更高的介电性能和更高绝缘性能的第一层形成在第二层与第一电极的表面之间。具有比第一层更高的防水性的第二层形成在第一层与液体之间。使所发出的光通过液体装置，并且通过液体装置基于液体的变形或移位来控制光的量或方向。

有利效果

根据本发明，通过利用控制静电润湿性的电润湿能够引起液体的变形和移位。具体地，实现了电容的增大并能够抑制击穿，这能够降低功耗并提高可靠性。

附图说明

图1是用于说明液体装置的操作原理的示图。

图2是示出应用本发明的液体装置的配置实例的示图。

图3是示出液体装置阵列的配置实例的示图。

图4是示出绝缘膜的相对介电常数的实例的示图。

图5是示出液体装置阵列的配置实例的示图。

图6是用于说明防水膜的膜厚的示图。

图7是示出防水膜厚度与击穿振幅电压之间的关系的示图。

图8是示出防水膜厚度与击穿振幅电压之间的关系的示图。

图9是示出应用本发明的液体装置制造设备的配置实例的框图。

图10是用于说明制造处理的流程实例的流程图。

图11是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图12是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图13是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图14是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图15是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图16是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图17是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图18是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图19是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图20是用于说明液体装置的制造步骤的示图。

图21是示出应用本发明的图像显示装置的配置实例的框图。

图22是示出液体装置的排列实例的示图。

图23是用于说明液体装置的操作的示图。

图24是用于说明液体装置的操作的示图。

图25是示出液体装置的另一个配置实例的示图。

图26是示出液体装置的又一个配置实例的示图。

图27是示出液体装置的另一个排列实例的示图。

图28是示出应用本发明的图像显示装置的另一个配置实例的框图。

图29是示出液体装置的又一个配置实例的示图。

图30是示出液体装置的又一个配置实例的示图。

图31是示出液体装置的又一个配置实例的示图。

图32是示出液体装置的又一个配置实例的示图。

图33是示出应用本发明的图像显示装置的又一个配置实例的框图。

图34是用于说明混色方法的实例的示图。

图35是用于说明另一种混色方法的实例的示图。

图36是用于说明又一种混色方法的实例的示图。

图37是示出实验条件实例的表格。

图38是示出应用于液体装置的脉冲波形的实例的示图。

图39是示出振幅电压与透光率之间的关系实例的示图。

图40是示出振幅电压与透光率之间的关系实例的示图。

图41是示出实验条件的另一个实例的表格。

图42是示出振幅电压与透光率之间的关系实例的示图。

图43是示出应用本发明的图像显示装置的又一个配置实例的框图。

图44是示出视差发生器612的配置实例的示图。

图45是示出液体透镜的配置实例的示图。

图46是示出液体透镜阵列的配置实例的示图。

图47是示出非极性液体的移动实例的示图。

图48是用于说明透射光的光路的示图。

图49是示出非极性液体的移动实例的示图。

图50是用于说明透射光的光路的示图。

图51是示出实验条件的另一个实例的表格。

图52是用于说明移位频率与移位量之间的关系的示图。

参考标号的说明

31液体装置，41下基板，42下电极，43绝缘膜，44防水膜，45肋材(rib)，46非极性液体，47极性液体，48上电极，49上基板，61电源，62开关单元，101制造设备，111控制器，133绝缘膜形成部，134防水薄膜形成部，301图像显示装置，321液体装置，601图像显示装置，612视差发生器，641液体透镜

具体实施方式

以下将描述本发明的实施例。

图2是用于说明应用本发明的液体装置的配置实例的截面图。

液体装置是指通过利用控制静电润湿性的电润湿产生液体的变形和移位并且通过利用这种现象达到所需效果的电光元件。图2示出了对沿图中的向上和向下的方向穿过液体装置31的透射光发挥光学影响的液体装置31的配置实例。

如图2所示，液体装置31形成多层结构，该多层结构由下基板41、下电极42、绝缘膜43、防水膜44、肋材45-1、肋材45-2、非极性液体46、极性液体47、上电极48和上基板49构成。

通过使用允许光通过的透明材料(例如，玻璃或硅)形成下基板41和上基板49。

下电极42和上电极48是如后所述的用于将电压施加给绝缘膜43和防水膜44的电极，并且由例如ITO(氧化铟锡物)或ZnO(氧化锌)构成的透明电极形成。显然，可使用具有与这些材料相似特性的另一种材料。对该液体装置31的下电极42和上电极48，如后所述通过控制器51施加电压。

绝缘膜43和防水膜44是用于使下电极42与上电极48在结构上绝缘的绝缘部。作为绝缘膜43，例如，使用由绝缘性能和介电常数至少比防水膜44的绝缘性能和介电常数高的材料(诸如，聚合物材料和无机材料)构成的膜。稍后将描述绝缘膜43的材料的具体实例。

防水膜44与非极性液体46和作为可移动部的极性液体47接触。因此，优选地，防水膜44由其对这些液体的疏水性很高的材料构成，并且通过使用防水性至少高于绝缘膜43的物质来形成防水膜44。此外，防水膜44还用作用于如上所述使下电极42和上电极48在结构上绝缘的层。因此，优选地，防水膜44由介电常数也很高的材料构成。例如，其通过使用PVdF或PTFE(氟化聚合物)形成防水膜。作为其他材料，例如，列举了由DuPont公司制作的Teflon(注册商标)AF(AF1601S系列)以及由Asahi Glass有限公司制作的Cytop。然而，这些防水膜的相对介电常数均约为2，大大低于绝缘膜43的相对介电常数。显然，可使用具有与这些材料相似特性的另一种材料。

肋材45-1和肋材45-2是使所排列液体装置中穿过光的部分相互隔开的隔离物。它们经形成以包围施加到穿过光的部分上的非极性液体46(和极性液体47的一部分)。虽然经常单独使用液体装置31，但经常以使多个液体装置31以平面方式排列的方式进行使用。例如，多个液体装置31经常以平面方式排列并被使用使得一个液体装置31对应于图像显示装置、成像装置等中的一个像素。肋材45-1和肋材45-2是在这种情况下使邻近的液体装置相互隔开的隔离物。

即，虽然因为图2是截面图而在图2中以被分成两个部分的方式示出肋材45-1和肋材45-2，但实际上它们彼此连续并且被形成为一个组件。在下文中，如果不需要描述以在肋材45-1与肋材45-2之间进行区分，那么就将它们称为肋材45。另外，被该肋材45包围的部分被称为肋材像素。需要这个肋材45并不溶解在极性液体47和非极性液体46中并且不与它们反应。通常，使用聚合树脂，并且例如，使用环氧树脂或丙烯酸树脂。显然，可使用具有与这些树脂相似特性的另一种材料。

在肋材像素中形成非极性液体46和极性液体47。因为这两种液滴不相互混合而是相互隔开，所以形成了两层。作为非极性液体46，例如，使用诸如癸烷、十二烷、十六烷或十一烷的碳氢化合物材料或硅油。作为极性液体47，通常，使用通过使诸如氯化钾或氯化钠的电解质溶解在水中而制备的水溶液。

如上所述，该液体装置31设置有用于电压施加的控制器51。在控制器51中设置电源61和开关单元62。开关单元62具有两种状态：使端子互相电连接的接通操作；以及使端子电断开的断开操作。电源61的供给电压在预定范围之内可变并且能够被设为任何电压，只要这个电压在范围内。这个供给电压的范围可是任意的。例如，最小值可以是0伏以及最大值可以是使非极性液体46如后面所述充分变形而不会发生诸如击穿的麻烦的电压。

控制器51经配置以能够通过控制开关单元62的操作和电源61的供给电压在下电极42与上电极48之间施加具有在可允许范围内的任意幅度的电压。例如，在图2实例的情况下，电源61的一个电极经由开关单元62连接至上电极48而电源61的另一个电极被连接至下电极42。响应于开关单元62的接通操作，即，将其连接，在电源61中设定的电压被施加给下电极42和上电极48。响应于开关单元62的断开操作，即，将其断开，下电极42与上电极48之间的电位差变成零。这个电源61可以是任何电源，并且开关单元62也可以是任何组件，只要其能够控制通过电源61在下电极42与上电极48之间的电压施加。

由于在上电极48与下电极42之间的这种电压施加，所以在极性液体47中产生了电场。具体地，由于上电极48与下电极42之间任意电压的施加，在极性液体47与防水膜44之间的润湿性(界面张力)随电压的幅度而改变。因而，由于极性液体47的变形(移动)，非极性液体46变形(移动)。取决于非极性液体46的变形(移动)量，诸如透射率控制和光路控制的光学影响被施加到沿图中向上的和向下的方向穿过液体装置31的肋材像素的透射光上。

非极性液体46可以是任何液体，只要它不与极性液体47混合并且作为由于电压的施加而导致的防水膜44与极性液体47之间的润湿性改变的结果而变形(移动)。此外，极性液体47可以是任意物质，只要它是不与非极性液体46混合并且其对防水膜44的润湿性随施加在下电极42与上电极48之间的电压而改变的透明液体。另外，优选地，非极性液体46和极性液体47具有低粘度，以提高响应速度。

如上所述，在应用本发明的液体装置31中，除防水膜44之外，最新设置绝缘膜43作为用于使下电极42和上电极48在结构上绝缘的绝缘部。

通过以矩阵形式排列常规液体装置获得如图3的上侧所示的液体装置阵列71A，并且通过以矩阵形式排列应用本发明的液体装置31获得如图3的下侧所示的液体装置阵列71B。

如图3所示，在常规的液体装置阵列71A中，在下电极42的上表面上仅形成防水膜44。相反，在应用本发明的液体装置阵列71B中，在下电极42与防水膜44之间最新形成了绝缘膜43。

防水膜44具有绝缘性能以及疏水性。因此，能够仅用防水膜44而使下电极42和上电极48在结构上绝缘。然而，防水膜44的介电强度低，并且其膜厚需设定的很大以保持足够的强度。然而，如果膜厚增大，那么介电常数降低。因而，增大了驱动电压，这可能引起功耗等增加。

为了解决这个问题，在应用本发明的液体装置阵列71B中，在下电极42与防水膜44之间最新形成具有高于防水膜44的绝缘性能和介电常数的绝缘膜43，从而补偿介电强度并抑制击穿。即，液体装置阵列71B通过绝缘膜43实现绝缘性能而通过防水膜44实现防水性。此外，在液体装置阵列71B中，还通过绝缘膜43实现介电常数的增加，因为防水性和高相对介电常数相互矛盾，所以对于防水膜44来说难以实现介电常数的增大。此外，因为通过绝缘膜43确保了高强度，所以还实现了防水膜44厚度的减小。

优选地，绝缘膜43的材料具有较高的绝缘性能和较高的介电常数。例如，列举了聚合物材料和无机材料。某些聚合物材料由于其分子设计而具有高介电常数。相反，当它们处于薄膜状态时，其电稳定性和击穿强度并不那么高。另一方面，某些无机材料具有高绝缘性能和高介电常数。例如，可利用旋涂玻璃(SOG)。SOG是硅基无机涂料。通过旋涂等方法涂覆并沉积其溶液，然后，通过以相对低的温度进行烘焙而使该溶液变成玻璃。硅基无机绝缘涂料的实例包括AT-201、AT-732和AT-902(由Nissan Chemical Industries，Ltd.制作)，它们作为用于电极保护的绝缘硬涂膜而在市场上可买到。在图4的表格中示出了它们的相对介电常数和烘焙温度。

如图4的表格所示，这些涂料的烘焙温度约为300℃，因此，即使将玻璃用作基板时仍能使用这些材料。该烘焙温度低于作为普通SOG的烘焙温度的500℃。这样就能够容易制造液体装置。此外，虽然硅石(二氧化硅)的相对介电常数约为2，但是这些材料的相对介电常数却极其高到6.5～20，并且大大高于其相对介电常数约为2的普通防水膜44的相对介电常数。因而，与常规的液体装置相比，能够实现介电常数的增加。显然，可通过使用具有与这些材料相似特性的另一种材料来形成绝缘膜43。

此外，存在使下电极42在液体装置阵列中经受如图5所示的图案化的情况。通过以阵列形式排列这种情况的常规液体装置获得如图5的上侧所示的液体装置阵列71C，并且通过以阵列形式排列这种情况的、应用本发明的液体装置31获得如图5的下侧所示的液体装置阵列71D。

例如，在图3所示的液体装置阵列71A和液体装置阵列71B的情况下，公共电压被施加至包括在液体装置阵列中的各个液体装置，因此，各个液体装置彼此相似地操作。相反，在图5所示的液体装置阵列71C和液体装置阵列71D中，各个液体装置的下电极42就如下电极42A～42C一样彼此独立，并且能够向它们施加不同的电压。即，各个液体装置能够彼此独立地操作。

如图3所示，如果下电极42被形成为在整个液体装置阵列中的层并且不经受图案化(如果是所谓的盖膜电极)，那么下电极42的厚度横跨整个整个液体装置阵列是均匀的。另一方面，如图5所示，如果下电极42经受图案化，那么下电极42的厚度横跨整个液体装置阵列是不均匀的。此外，下电极42的厚度在每个液体装置中作为整体来说总是不均匀的。

在这种情况下，如图5的上侧所示，在常规的液体装置阵列71C中，由于下电极42的凹陷和凸起而也在防水膜44中形成了凹陷和凸起。相反，如图5的下侧所示，在应用本发明的液体装置阵列71D中，因为上表面被绝缘膜43平坦化(planarize)，所以在防水膜44中不产生凹陷和凸起。

因此，如图6的上侧所示，常规的液体装置阵列71C包含出现如同由虚线圈包围的部分的、防水膜44的膜厚取决于电极形状而局部较小的部分的可能性。此外，由虚线圈包围的电极边缘部分还是电场集中的部分，因此包含击穿易于发生的可能性。换言之，为了抑制所述击穿，防水膜44的膜厚度增加的需求上升，这可能降低介电常数。相反，如图6的下侧所示，在应用本发明的液体装置阵列71D中，形成在下电极42上的绝缘膜43吸收了下电极42的凹陷和凸起并且使上表面平坦化。因此，防水膜44被施加到具有均匀膜厚度的这个平坦表面上。因此，液体装置阵列71D能够抑制来自电场集中的电极边缘部分的击穿的发生。换言之，因为击穿被抑制，所以实现了具有相对较低的相对介电常数的防水膜44的厚度的减小并且能够实现液体装置的介电常数的增大。

下面将示出实验结果。实验的目的是确认绝缘膜43的影响。因此，在液体装置31的组件中，简化了对实验不必要的组件。

首先，对于不执行下电极42的微图案化的盖膜电极结构，如图3所示的结构，在如常规结构的仅具有防水膜的结构与如本发明的结构的具有绝缘膜43和防水膜44的双层结构之间进行击穿发生条件的比较。

在实验中，在如图2所示的多层结构中，省略了非极性液体46并且使在防水膜44的层与上电极48的层之间的间隙充满作为极性液体47的水。此外，下电极42与上电极48之间的距离被设为100μm。在下电极42与上电极48之间施加其振幅电压变化的30Hz的矩形波，并确认由于击穿而出现膜的劣化(其颜色变成棕色)以及由于水的电解而出现气体产生。图7所示的图示出了当观察到击穿时的振幅电压(下文中称为击穿振幅电压)与防水膜44的膜厚(下文中称为防水膜厚度)之间的关系。

在图7中，白色圆圈(○)表示当如常规液体装置的配置不设置绝缘膜43而仅设置防水膜44时击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系。黑色圆圈(●)表示当由无机材料构成的绝缘膜43的膜厚为100nm时击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系。黑色方块(■)表示当由无机材料构成的绝缘膜43的膜厚度为50nm时击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系。

如图7所示，在仅设置防水膜44的情况下(由白色圆圈表示)，如果膜厚等于或小于500nm，则当幅值约为20V时就容易发生击穿。相反，如黑色方块所示，如果给出具有50nm膜厚的绝缘膜43，则即使防水膜44的膜厚为100nm，那么直到约20V也不会发生击穿。此外，如果给出具有100nm膜厚的绝缘膜43，那么即使防水膜44的膜厚为100nm，那么直到约40V也不会发生击穿。即，由于绝缘膜43的设置，明显抑制了击穿的发生。

此外，具有相对介电常数为2以及500nm的膜厚的防水膜44的电容为每1m²的单位面积3.54×10^-5F。相反，具有相对介电常数为20以及100nm的膜厚的绝缘膜43和具有相对介电常数为2以及100nm的膜厚的防水膜44的合成电容为1.16×10^-4F。因此，后者具有较高的电容。即，即使用相同的施加电压，在如本发明的基于绝缘膜43和防水膜44形成双层结构的情况下，由于电润湿产生的力比在如常规结构的仅设置防水膜44的情况下由于电润湿产生的力大了约4.5倍。

接下来，对具有如图5所示结构的、通过使下电极42经受微图案化获得的图案化电极结构的液体装置执行类似的实验。

具体地，同样在这种情况下，在如图2所示的多层结构中，省略了非极性液体46并且使防水膜44的层与上电极48的层之间的间隙充满作为极性液体47的水。此外，下电极42与上电极48之间的距离被设为100μm。在下电极42与上电极48之间施加其振幅电压变化的30Hz的矩形波，并确认由于击穿而出现膜的劣化(其颜色变成棕色)以及由于水的电解而出现气体的产生。

作为下电极42，在具有30nm的膜厚、30μm的电极宽度和5μm的电极间隔的下基板41上以线方式设置多个ITO电极。下文中，这样以线方式设置的电极将被称为线电极(line electrode)。

图8所示的图示出了这种情况下的击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系。在图8中，白色圆圈(○)表示当如常规的液体装置的配置不设置绝缘膜43而仅设置防水膜44时击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系。对于这种情况，所施加的矩形波的相位在邻近的线电极之间彼此对齐，并且击穿振幅电压表示下电极42与上电极48之间的电压。

此外，白色方块(□)表示当仅设置防水膜44时击穿振幅电压与防水膜厚度之间的关系，如白色圆圈的情况相同。然而，对于这种情况，所施加的矩形波的相位在邻近的线电极之间是彼此偏移180度。即，在这种情况下，在线电极之间出现了为振幅电压两倍的电位差。应注意，这种情况的击穿振幅电压表示下电极42之间(即，线电极)之间的电位差。

此外，黑色圆圈(●)表示当如在液体装置31中最新设置具有100nm的膜厚并由无机材料构成的绝缘膜43并且所施加的矩形波的相位在邻近线电极之间彼此对齐时击穿振幅电压与防水膜之间的关系。黑色方块(■)表示当如黑色圆圈的情况最新设置具有100nm的膜厚并由无机材料构成的绝缘膜43但所施加的矩形波的相位在邻近线电极之间彼此偏移180度时击穿振幅电压与防水膜之间的关系。

如图8所示，不管是否设置绝缘膜43，当具有对齐相位的矩形波被施加给各个线电极时，与当具有彼此偏移180度的相位的矩形波被施加给邻近的线电极时相比，负载更小并且击穿电压更大。

尽管如此，如果最新设置由无机材料构成的绝缘膜43，则即使具有彼此偏移180度的相位的矩形波被施加给邻近的线电极(提供了较大的负载)，击穿电压仍高于当仅设置防水膜44并且具有对齐相位的矩形波被施加给各个线电极时(提供了较小的负载)的击穿电压。即，同样在图案化电极结构的情况下，不管所施加电压相位条件，当最新设置由无机材料构成的绝缘膜43时，与当仅常规设置防水膜44时相比，击穿电压更高。

顺便提及，如果仅设置防水膜44，则在关于盖膜电极结构的第一个实验中的击穿强度应与关于图案化电极结构的本实验中的击穿强度相同。然而，实际上，在本实验中的图案化电极结构的击穿强度较低。这归因于以下原因。具体地，用于涂覆防水膜的主要溶剂是包含氟的极其特殊溶液，并且润湿性在ITO电极与底层的玻璃基板之间是不同的。因此，在电极上对应于5μm电极间隔的小面积与30μm的面积之间出现不平，并且没有形成均匀、致密的防水膜44。

相反，在涂覆绝缘膜43的情况下，因为其表面的润湿性变均匀，所以不会发生这样的不平坦，从而形成了均匀、致密的防水膜44。因此，实验结果中的差异没有出现在关于盖膜电极结构的第一实验与关于图案化电极结构的本实验之间。即，形成绝缘膜43能够抑制由于这种润湿性差异而使防水膜44不平坦，并由此形成均匀、致密的防水膜44。这能够抑制由于防水膜44的不平坦而造成的击穿电压的下降。

当绝缘膜43的膜厚被设为50nm时，当所施加的矩形波的相位在邻近线电极之间彼此偏移180度时的击穿强度基本上与当仅设置防水膜44时的击穿强度相同；不能充分实现绝缘膜43的作用。即，需要使绝缘膜43的膜厚大到一定程度来实现其充分作用。

接下来，将描述应用本发明的液体装置31的制造。

图9是示出用于液体装置31的制造设备的主要配置实例的框图。

在图9中，用于制造液体装置31的制造设备101具有控制器111、制造单元112和驱动器113。控制器111是控制实际制造液体装置31的制造单元112的操作的处理器。控制器111具有控制在通过制造单元112制造液体装置31的过程中的各个步骤的操作的装备透明电极的基板制作部131、基板清洁部132、绝缘膜形成部133、防水薄膜形成部134、黑底(black matrix)形成部135、隔离物形成部136、表面处理部137、油溶液施加部138、净化水注入部139、多余油去除部140以及密封部141。

此外，驱动器113读出存储在根据需要加载的预定可移动介质121中的各种信息(诸如与制造单元112的控制有关的信息)，并将信息提供给控制器111。控制器111能够通过使用信息来控制制造单元112。具体地，控制器111具有用于存储信息的存储介质，并通过利用加载在驱动器113中的可移动介质121获取并存储最新信息，使得控制器111能够基于最新信息来控制制造单元112。

参照图10的流程图，将描述通过控制器111中的各个处理器执行的制造处理的流程的实例。将根据需用参照图11～图20来进行描述。

当制造处理开始时，在步骤S1中，控制器111中的装备透明电极的基板制作部131控制制造单元112以采用诸如玻璃或硅的透明材料作为下基板41并且在下基板41上形成诸如ITO膜的透明电极作为下电极42。从而，如图11所示，制造透明并具有预定尺寸的装备透明电极的基板201。同样，以类似方式制作上基板49和上电极48，因此省略了对其的描述。

在制作了装备透明电极的基板201之后，在步骤S2中，基板清洁部132通过超声波基板清洁装置用清洁剂等(还用在LCD(液晶显示器)等的玻璃基板等的清洁步骤中)对装备透明电极的基板201进行清洁。此后，基板清洁部132通过去离子水充分去除清洁剂。另外，基板清洁部132还在制造单元112中的UV臭氧干燥处理设备中执行干洗。

在步骤S3中，绝缘膜形成部133控制制造单元112以如图12所示在装备透明电极的基板201的表面上沉积绝缘膜202(绝缘膜43)。绝缘膜形成部133通过旋涂法沉积绝缘膜202，在旋涂法中，调节储备溶液的浓度以获得预定的膜厚并且通过使装备透明电极的基板201旋转滴下溶液并利用离心力来施加均匀的膜。在诸如溅射法和汽相沉积法的膜沉积方法的情况下，可能出现以下问题，膜厚极其薄并且所获得膜的密度很低，以及液体等很容易就进入膜等。通过旋涂法施加和沉积无机涂料的溶液，能够避免这些问题。在沉积绝缘膜202之后，绝缘膜形成部133对每个增加步骤50℃为级别升温30分钟以使膜密度不会劣化，然后以300℃对绝缘膜202烘焙一个小时。所获得的膜厚为50～200nm。如果膜厚需要进一步增加，那么重复这个步骤。应注意，如果温度增加率高并且如果从一开始就通过将旋涂的转速设得极其低来尝试实现具有大厚度的膜，那么可能会出现在膜中发生小裂缝等问题。

在步骤S4中，防水薄膜形成部134控制制造单元112以如图13所示在沉积在装备透明电极的基板201上的绝缘膜202的表面上进一步沉积具有防水性的防水膜203。用于形成该防水膜203的方法大致分为湿式法和干式法。作为湿式法，例如，使用溶解了防水材料的溶液的旋涂法、浸涂法或筛网印刷法是可利用的。作为干式法，例如，汽相沉积法是可利用的。

如果像在常规结构中一样仅使用防水膜203，则防水膜203的膜厚需要等于或大于500nm，优选地，等于或大于800nm，以实现期望的绝缘性能。如果如图13所示采用绝缘膜202和防水膜203的双层结构，则防水膜203的膜厚等于或大于约100nm就足够了。可以通过在旋涂时调节储备溶液和转速来实现对这种膜厚调节。

此外，防水薄膜形成部134可对防水膜203的表面进行修改，并且可将表面活性剂供给通用抗蚀剂，以根据需要将抗蚀剂施加在防水表面上。作为干式法，例如，紫外臭氧处理法和氧等离子灰化法是可利用的。优选地，因为过度处理导致即使基本的防水性也会不足，所以由最小必需量来执行这些表面处理。

在形成防水膜203之后，在步骤S5中，黑底形成部135控制制造单元112以形成使各个肋材像素相互光学分开的黑底，从而能够避免额外光的入射。具体地，黑底形成部135控制制造单元112以通过旋涂法均匀地沉积抗蚀材料并通过光刻法执行曝光、显影等。从而，例如，如图14所示，由包含黑色颜料或染料的黑色抗蚀剂形成的隔离物204-1～204-4被形成为防水膜203上的黑底。

通常，防水膜还具有防油性。因而，虽然施加了抗蚀溶液，但是不可能在防水材料上沉积膜。能够用例如MicroChem公司制造的SU8来沉积膜，其中，由于SU8的高粘度和所添加的表面活性剂的作用等，所以SU8是允许高纵横比的试剂。然而，它具有透光性并且不提供任何光阻断。因而，通过相应地调节表面活性剂(类似地也用于称为黑色抗蚀剂的物质)，允许防水膜上的膜形成。在施加这些抗蚀材料之后，根据各个标准程序(曝光强度、显影条件等)形成所需图案。

虽然在图14中黑底被示出作为如隔离物204-1～204-4的四个隔离物，但是实际上它是以啮合方式形成的。因此，实际上，隔离物204-1～204-4互相连续并且被形成作为一个组件。下文中，如果不需要对这些隔离物204-1～204-4间的区别进行描述，那么它们将被称为隔离物204。

通常，这个黑底的材料的膜厚的上限约为1(μm)～2(μm)。因此，在步骤S6中，隔离物形成部136控制制造单元112以通过旋涂、曝光、显影等执行抗蚀剂的施加。从而，例如，如图15所示，在隔离物204-1～204-4上分别形成由能够以高纵横比形成隔离物的抗蚀材料(诸如SU-8)构成的隔离物205-1～205-4。

即，隔离物205-1～205-4实际上也以啮合方式形成，并且它们互相连续并且被形成作为一个组件。下文中，如果不需要对这些隔离物205-1～205-4间的区别进行描述，那么它们将被称为隔离物205。

如上所述，由于在作为黑底的隔离物204上形成了由例如SU-8构成的隔离物205，所以调整隔离物205的高度(形成具有期望高度的隔离物)。例如，还能够使用环氧树脂抗蚀剂以及通过公知的光刻技术等来制作隔离物205。

可基于对抗蚀剂的浓度的设定来控制隔离物205的高度。例如，如果通过使用SU-8形成隔离物205，则根据隔离物205的期望厚度、通过使用环戊酮作为主要溶剂预先调节浓度。

在以上述方式形成隔离物205之后，在步骤S7中，例如，表面处理部137通过使用诸如紫外臭氧处理法或氧等离子灰化法的干式法对形成的隔离物204和隔离物205执行表面处理。例如，如图16所示，表面处理部137对隔离物204-1～204-4和隔离物205-1～205-4中的每个执行表面处理206-1～206-4。如果不需要对表面处理206-1～206-4间的区别进行描述，那么它们将被称为表面处理206。

在下文中，将已执行表面处理206-1的间隔204-1和间隔205-1统称为肋材207-1。同样，将已执行表面处理206-2的间隔204-2和间隔205-2统称为肋材207-2。将已执行表面处理206-3的间隔204-3和间隔205-3统称为肋材207-3。将已执行表面处理206-4的间隔204-4和间隔205-4统称为肋材207-4。此外，如果不需要对肋材207-1～207-4间的区别进行描述，那么它们将被称为肋材207。

通过这种表面处理206，控制肋材207对极性液体47的润湿性。

在对肋材的表面处理结束之后，间隙形成组件被散布在装备透明电极的基板201的外围部分中，即，在下基板41中设置下电极42的部分的周围中，以使下电极42与上电极48之间的极间距离保持在预先设定的预定值。作为该间隙形成组件的材料，例如，使用了混合硅石球或粘附型的粘附剂。虽然省略了说明，但通常这个间隙形成组件经散布以具有大于肋材207的高度。

在形成肋材207之后，在步骤S8中，油溶液施加部138控制制造单元112，从而以例如图17所示使油溶液208被包在各个肋材像素中的方式，在整个装备透明电极的基板201上施加油溶液208作为非极性液体46。

在施加油溶液208之后，在步骤S9中，例如，净化水注入部139控制制造单元112以如图18所示将净化水209作为极性液体47倒入覆盖有色油溶液208的表面中。在该净化水209的注入中，通过使用分配器等将净化水沿装备透明电极的基板201的表面方向扩散的速度设为恒定。此外，可使用以下机制，其中，以恒定速度和恒定角度，将被油覆盖的基板放到预先充满净化水209的水箱中。

可以根据被隔离物包围的面积的大小、隔离物的高度，以及根据在液体注入之前对隔离物通过紫外臭氧处理进行润湿性修改处理的强度的情况，限定保持在被隔离物包围的区域中的油溶液的量。例如，在液体透镜可变装置系统中，执行调整以在被隔离物包围的区域中能够形成隔离的液体透镜。此外，在液体闸板装置系统中，执行调整以使油被报在整个隔离物内。

例如，如果通过使用分配器注入净化水209，则有色油的一部分作为多余部分而漂浮，因此需要将其去除。在步骤S10中，多余油去除部140控制制造单元112以去除漂浮在净化水209的表面上的多余油溶液208。

图19是示出了在去除多余油之后的状态的示图。在注入净化水209并去除多余油之后，如图19所示，适当量的油溶液208-1在肋材207-1与肋材207-2之间的肋材像素中形成层。适当量的油溶液208-2在肋材207-2与肋材207-3之间的肋材像素中形成层。适当量的油溶液208-3在肋材207-3与肋材207-4之间的肋材像素中形成层。如上所述，在每个肋材像素中形成油溶液208的层和净化水209的层。此时，因为润湿性，不管极性液体47和非极性液体46的比重，非极性液体46和极性液体47在下侧和上侧上分别形成层并且变稳定。

在去除了多余油之后，在步骤S11中，例如，如图20所示，密封部141控制制造单元112以使装备透明电极的基板210与装备透明电极的基板201相对的方式用间隙形成组件的中间物将装备透明电极的基板210从极性液体47的上侧粘合至装备透明电极的基板201，并通过密封树脂来密封粘合面板的外围。作为密封树脂，例如，可以使用离子聚合物或粘性聚乙烯。

一旦密封结束，制造处理就结束。

以上述方式，制造装置101能够制造液体装置31。

接下来，将对以上述方式制造的、应用了本发明的液体装置31的具体使用实例进行描述。

图21是示出了应用本发明的图像显示装置的配置实例的框图。

在图21中，图像显示装置301是显示图像的装置，并具有发光源311、图像显示单元驱动器312和图像显示单元313。图像显示装置301是透射显示装置，其中，从发光源311发出的光穿过屏幕显示单元313到达用户。

发光源311是用于图像显示的光源，被称为所谓的背光。例如，可使用热阴极管或冷阴极管作为发光源。显然，可以使用任何单元，只要其能够用作用于类似于热阴极管或冷阴极管地进行图像显示的光源。

图像显示单元驱动器312基于由外部提供的图像信息(例如，视频信号)控制图像显示单元313(形成图像显示单元313的各个液体装置321)的操作。

图像显示单元313是显示图像的装置，并且其中，以平坦表面的方式或弯曲表面的方式来排列在图像显示单元驱动器312的控制下对从发光源311所发出光的透射进行控制的多个液体装置321。

该液体装置321是应用本发明的、参考图2所描述的液体装置31的应用。具体地，作为非极性液体46，使用了包含黑色染料的液体或通过着色剂的溶解染成黑色的液体。作为这种着色剂，使用溶于非极性液体46但不溶于极性液体47的着色剂。此外，可在非极性液体46中混合也不溶于非极性液体46的颜料。即，充分的是，非极性液体46由于同时具有参照图2所述的特性而处于防止透光的状态，并且其颜色可以是除黑色外的一种。

此外，图2所示的控制器51对应于图21的实例中的图像显示单元驱动器312。换言之，与图2的控制器51一样，图像显示单元驱动器312具有等效于电源61和开关单元62的功能，用于将预定范围内的任意电压施加给各个液体装置321。实际上，因为图像显示单元驱动器312以综合方式控制各个液体装置312，所以其配置更为复杂。然而，下面为了简化描述，以将图像显示单元驱动器312的控制功能表示为电源61和开关单元62的方式进行描述。

如图21所示，发光源311具有发出光的平坦表面形式或弯曲表面形式的发光表面。显示单元313的液体装置321经排列和设置以与所述发光表面基本相对。尽管稍后将描述其细节，但是液体装置321操作作为控制从发光源311的发光表面发出的光的透射量(即，已穿过液体装置321的透射光的强度(透射光强度)的光闸。各个液体装置321在显示单元驱动器312的控制下基于图像信息来控制透射光强度。从而，在发光源311的相对侧上的整组液体装置321的表面上(即，整个图像显示单元313的表面上)显示对应于图像信息的图像。换言之，已穿过基于图像信息操作的液体装置321的光到达基于图像显示单元313位于发光源311的相对侧上的用户眼睛。因此，对于用户，对应于图像信息的图像似乎被显示在图像显示单元313的表面(用户侧的表面)上。

即，位于发光源311相对侧上的图像显示单元313的表面(在发光源311的相对侧上的表面，通过排列液体装置321形成)作为图像显示表面。通常，需要液体装置321具有高于发光源311的发光周期的响应速度。

从发光源311的发光表面发出的光并不必须是从光源发出的直射光，而是可以是例如被反射器等反射的间接光。另外，优选地，从发光表面发出的光是通常在整个发光表面上均匀的白光。然而，光并非一定是均匀的，也并非一定是白光。

通常，优选地，发光源311的发光表面的面积和形状与图像显示单元313的图像显示表面一致，并且发光源311和图像显示单元313以使发光表面和图像显示表面彼此重叠而不会彼此突出的方式按预定间隔平行设置。然而，发光表面和图像显示表面的面积和形状并非一定要相互一致。另外，发光表面和图像显示表面并非一定彼此重合而不会彼此突出，并且发光源311和图像显示单元313并非一定以预定间隔平行设置。例如，发光源311和图像显示单元313可以集成方式形成。

另外，在图像显示单元313中，液体装置321可设置以按任何图案排列。例如，液体装置可排列成诸如矩阵形式或蜂巢结构的规则图案，或者可以排列成不规则图案。

图22中示出了液体装置321的排列的一个实例。在图22的实例中，多个液体装置321经设置以如沿x方向的液体装置321-1、液体装置321-2、液体装置321-3、液体装置321-4...和沿y方向的液体装置321-1、液体装置321-5、液体装置321-6...一样以没有间隔的矩阵形式排列。

换言之，在图22的情况下，下基板41与上基板49之间所夹的空间被肋材45简单地以矩阵形式分离，从而形成了多个肋材像素。多个肋材像素中的每个都充满无极性液体46和极性液体47，并且每个肋材像素的配置经配置以操作作为独立的液体装置321。

在图22中，为简化说明示出相邻液体装置321之间的下电极42和上电极48互相接触。然而，实际上，彼此独立操作的至少液体装置321的下电极42和上电极48被设置而互相不接触。通常，每个液体装置321的下电极42和上电极48经设置以不与相邻的液体装置321的下电极42和上电极48接触，并且经配置以能够独立于另一个液体装置321施加电压。即，图像显示单元驱动器312可操作彼此独立的各个液体装置321。

接下来，将描述具有这种结构的液体装置321的操作。图23是示出开关单元62被设为off状态(即，断开状态)并且不向下电极42和上电极48施加电压的状态下液体装置321的状态的示图。

如图23所示，如果开关单元62处于off状态并且下电极42与上电极48之间的电势差为零或当作近似于零，则因为防水膜44是疏水的，所以可以保持以下状态：由于表面张力而使非极性液体46比极性液体47更加靠近防水膜44。即，如果在下电极42与上电极48之间不施加电压，则如图23所示，着色的非极性液体46稳定地处于遍布整个肋材像素(即，整个透光部)的状态。

因此，此时，因为非极性液体46由具有黑色染料的材料构成、或被黑色着色剂染色、或掺杂有黑色颜料，所以从处于液体装置321背侧的发光源311发出的光(视觉信息)351(在图23的下侧)即便到达了液体装置321也无法穿过液体装置321。即，从发光源311发出的光被非极性液体46阻断。

图24是示出了在开关单元62被设为on状态(即，连接状态)并且通过电源61在下电极42与上电极48之间施加在电源61可设置的范围内的最大电压的状态下液体装置321的状态的示图。

如果在下电极42与上电极48之间施加电源61的供给电压，则在下电极42周围的绝缘膜43和防水膜44中沿电场方向产生了极化电荷，并且电荷聚集在邻近绝缘膜43和防水膜44的表面，从而得到了所谓的电荷双层状态。因为极性液体47具有极性，所以被电荷的库仑力吸引朝向下电极42周围的防水膜44。即，防水膜44对极性液体47的润湿性随施加到下电极42与上电极48之间的电压的大小而发生改变。相反，非极性液体46由于是非极性的而不产生这种力。因此，黑色的非极性液体46被朝向防水膜44附近移动的极性液体47推挤并移动，并稳定处于如图24所示的聚集在被液体装置321的肋材45环绕的部分区域的状态。在图24实例的情况中，施加了最大的电压。因此，黑色的非极性液体46被变形而聚集到防水膜44周围的极性液体47推挤并变形到最大程度，并稳定处于在最大程度聚集在被液体装置321的肋材45环绕的部分区域的状态。

即，在这种状态下，黑色的非极性液体46最大程度的集中在肋材像素的一部分处，即，与等同于图24的垂直方向的透光方向垂直的透光表面的一部分处，并且除这一部分以外的大部分肋材像素仅被无色且透明的极性液体47的层占据。即，在透光表面中，不存在非极性液体46的部分占据了最高的比率。因此，在液体装置321的肋材像素中，从发光源表面311所发出的大部分光351(即，视觉信息)穿过极性液体47的层中没有黑色非极性液体46的部分，并被发出而不受阻挡，作为从作为图24的上侧示出的液体装置321的正面的图像显示表面的透射光352。即，液体装置321的透射光强度变为最大。

因为在下电极42与上电极48之间所施加的电压的幅度随电源61的供给电压的幅度而发生变化，所以非极性液体46的变形量也变化。因此，图像显示单元驱动312还可以通过控制电源61的供给电压的幅度来使非极性液体46的形状稳定处于图23中的实例和图24中的实例之间的状态。即，图像显示单元驱动312能够任意控制对应液体装置321的透光强度，即，光闸的打开程度。

如上所述，液体装置321控制从光源311发出的光中穿过液体装置321的光量。即，液体装置321操作作为任意改变从光源311发出的光的强度的光闸。

在图24中，示出了当将电源61的供给电压施加到下电极42与上电极48之间时非极性液体46聚集到肋材45-2附近。然而，非极性液体46移动的位置可以是任意的。充分的是，非极性液体46经配置在电源61的供给电压未被施加到下电极42与上电极48之间的状态下散布在肋材像素内的整个下表面(距防水膜44较近的表面)上，而在电源61的供给电压被施加到下电极42与上电极48之间的状态下聚集到肋材像素内的透光表面的一部分。

另外，下文中，图23所示的非极性液体46在肋材像素内的整个透光表面的散布将被称为膨胀，而图24所示的非极性液体46聚集到肋材像素内的透光表面的一部分将被称为收缩，尽管非极性液体46由于在下电极42与上电极48之间的电压施加而实际上并不一定膨胀或收缩。具体地，如果在下电极42与上电极48之间施加的电压变低或变为零，则非极性液体46膨胀。相反，如果在下电极42与上电极48之间施加的电压变高，则非极性液体46收缩。

该非极性液体46的量可基于肋材45的高度来控制。然而，优选地，这个量是相对于透光表面在液体装置321的肋材像素中的面积足够的量，并且过大的量和过小的量都是不可取的。

具体地，优选地，非极性液体46的量被设为以下量：能够在电压没有施加到下电极42与上电极48之间的状态下使非极性液体46充分膨胀以充分地降低透光率，而在在允许范围内的最大电压被施加到下电极42与上电极48之间的状态下使非极性液体46充分收缩以能够充分地提高透光率。即，优选地，将非极性液体46的量设为使在这两种状态之间的透光率的变化量足够大的适当量。

另外，更优选地，液体装置321的响应速度更高，并且更优选地，在上述两种状态之间的转换速度(非极性液体46的膨胀速度和收缩速度)更高。即，更优选地，非极性液体46具有较低的粘性并且其量在使在上述两种状态之间的透光率的变化量足够大的范围内较小。

不仅基于肋材45的高度而且还基于对肋材45的表面、各个组件的材料等执行紫外线臭氧处理的处理时间来控制非极性液体46的量。

上述液体装置321并不需要偏光片等，因此，与不采用任何液体装置的常规光闸相比，能够充分提高发光效率。即，液体装置321以更高的速度进行操作，并能够进一步提高发光效率。另外，液体装置321甚至可用等于或小于30V的驱动电压操作，并且与常规光闸相比，能够以更低的电压进行操作。

通过每个液体装置321中光闸的开启和关闭，图21中的图像显示装置301部分地相对于整个图像显示表面来执行光从发光源311的阻断和透射。从而，图像显示装置301可基于每个液体装置321的透射光的出现和消失而在图像显示表面上显示仅用两种颜色表示的所谓的二值图像。例如，如果发光源311发白光，则显示在图像显示表面上的是二值图像，其中，光闸开启状态的液体装置321的部分被表示为白色，而光闸关闭状态的液体装置321的部分被表示为黑色。

另外，图像显示装置301可通过任意或以多级方式控制每个液体装置321中的光闸的开启和关闭的程度以及任意或以多级方式控制光闸开启的状态的长度来任意或以多级方式控制每个液体装置321的透光率。从而，在图像显示表面上，图像显示装置301可以显示基于液体装置321的透射光的亮度表示的所谓的灰度图像。例如，如果发光源311发白光，则显示在图像显示表面上的是除白色和黑色外还包括作为白色和黑色之间过渡颜色的灰色的灰度图像。

另外，图像显示装置301还可被配置为能够在图像显示表面上显示用例如红色、蓝色和绿色表示的所谓的彩色图像。例如，如图25所示，可通过在图像显示单元313的每个液体装置321中采用红色、蓝色和绿色作为非极性液体46的颜色而在图像显示表面上显示彩色图像。

图25是示出了当应用本发明的液体装置被应用于显示彩色图像的图像显示装置时液体装置的排列实例的示图，并且是对应于图22的示图。具体地，在图25的情况下，尽管液体装置321的排列方式与图22相同，但每个液体装置321的非极性液体46呈现的不是黑色而是红色、蓝色或绿色。例如，由从右上方到左下方的斜线图案表示的液体装置321-1的非极性液体46-1和液体装置321-4的非极性液体46-4为红色。由垂直线图案表示的液体装置321-2的非极性液体46-2为绿色。由从右下方到左上方的斜线图案表示的液体装置321-3的非极性液体46-3为蓝色。

另外，在图25中，上表面用字母”R，”表示的液体装置321(如液体装置321-5和液体装置321-6)的所有非极性液体46均为红色。上表面用字母”G”表示的液体装置321的所有非极性液体46均为绿色。上表面用字母”B ”表示的液体装置321的所有非极性液体46均为蓝色。即，在图25实例的情况下，液体装置321经排列以使非极性液体46沿y方向颜色相同，而沿x方向上颜色按“红色”、“绿色”和“蓝色”的顺序重复。在以这种阵列方式排列的液体装置321组中，各个液体装置321的非极性液体46的颜色排列是任意的。例如，还可采用除了图25所示外的如拜尔阵列(Bayer array)的排列方式。另外，非极性液体46的颜色数量可以是两个或四个或更多。

为便于描述，给出了图25中的”R”、”G”和”B ”的表示，但是它们并不是印在实际的液体装置321上的符号。

如图25的实例所示，如果液体装置321的非极性液体46的颜色不是黑色而是红色、绿色或蓝色，即，如果使用红色、绿色或蓝色材料作为非极性液体46，或者如果红色、绿色或蓝色的着色剂溶解在非极性液体46中，或者在非极性液体46中混合红色、绿色或蓝色染料，那么当非极性液体46膨胀时，液体装置321也仍然允许来自发光源311的光穿过。

具体地，在这种情况下，非极性液体46是透明的并且允许来自发光源311的光中具有预定波长的光(即与该非极性液体46的颜色相同的光)穿过。在这种情况下，从相邻的液体装置321发出的透射光束彼此重叠。因此，对于用户来说，显示的图像好像还包括除红色、绿色和蓝色以外的颜色。

然而，在这种情况下，液体装置321并不阻断来自发光源311的光，而只是改变了来自发光源311的光的颜色。因此，组件数量与图22中的情况相同并因此很小，这降低了制造成本。然而，颜色再现性很低。

与此相反，如图26所示，可以通过使用滤色片来再现颜色。图26是示出了在这种情况下液体装置321的配置实例的示图，并且是对应于图2的示图。在图26实例的情况下，在液体装置321中，在上电极48和上基板49之间设置仅允许红色、绿色或蓝色的光穿过的透明滤色片361。即，液体装置321的透射光不可避免地穿过滤色片361。

此时的非极性液体46的颜色是黑色，并且非极性液体46在膨胀时阻断光。具体地，当获得非极性液体46收缩而光闸开启的状态时，从发光源311发出的光穿过液体装置321的肋材像素中不存在非极性液体46层而仅存在极性液体47层的部分。然后，这个光穿过滤色片361并从液体装置321发出。因此，在非极性液体46收缩而光闸开启的状态下，液体装置321发出滤色片361的颜色的透射光。在非极性液体46膨胀而光闸关闭的状态下，液体装置321阻断透射光。因此，与非极性液体46的颜色为红色、绿色或蓝色的情况相比，组件数量增加并因此可能增加制造成本。然而，制造成本的差异并不大。相反，颜色再现性大大提高。

图27示出了这些液体装置321的排列实例。如图27所示，同样在这种情况下，液体装置321经设置使滤色片361的颜色沿y方向相同而沿x方向以红色、绿色和蓝色的顺序重复，与图25中所示的情况相同。

例如，由从右上方到左下方的斜线图案表示的液体装置321-1的滤色片361-1的颜色和液体装置321-4的滤色片361-4的颜色为红色。由竖直线图案表示的液体装置321-2的滤色片361-2的颜色为绿色。由从右下方到左上方的斜线图案表示的液体装置321-3的滤色片361-3的颜色为蓝色。另外，上表面用字母”R”表示的液体装置321(如液体装置321-5和液体装置321-6)的所有滤色片361的颜色均为红色。上表面用字母”G”表示的液体装置321的所有滤色片361均为绿色。上表面用字母”B ”表示的液体装置321的所有滤色片361均为蓝色。另外，在图27的情况下，液体装置321的所有非极性液体46的颜色都是黑色。

如图25所示的情况，各个液体装置321的滤色片361的颜色排列是任意的。例如，可以采用除图27中所示的排列外的如拜尔阵列(Bayer array)的排列方式。另外，滤色片361的颜色数量可以是两个或四个或更多个。另外，为了便于描述，给出了图27中的“R”、“G”和“B”的表示，但是它们并不是印在实际的液体装置321上的符号。

另外，如图22所示的情况，每个液体装置321的非极性液体46的颜色是任意的，并且充分的是，非极性液体46被配置为不会使光线从其穿过。

在上文中，描述了图像显示装置301是在图像显示单元313的背侧具有发光源311的透射显示装置。然而，它也可以是除此之外的显示装置，例如，反射显示装置。

图28是示出了应用本发明的反射图像显示装置的配置实例的框图。图28是对应于图21的示图。图28所示的图像显示装置401如图21的图像显示装置301一样具有图像显示单元驱动器312和图像显示单元313，但是具有光反射器411代替发光源311。

光反射器411由具有高反射率的金属板等形成，并反射液体装置321的透射光而使光返回液体装置321。光反射器411可由白散射板(由氧化钛等构成)形成并以使反射光在空间中均匀分散的方式反射光。

在图像显示装置401的情况下，来自图像显示单元313的前表面侧的入射光穿过图像显示单元313并被光反射器411反射。反射光再次穿过图像显示单元313并达到用户的眼睛。这样，对于用户来说，图像显示表面似乎在显示图像。

具体地，虽然省略了说明，但是光源被设置在存在用户的一侧(以图像显示单元313为基础的光射器411的相对侧)上，并且从这个光源朝向图像显示单元313发射光。应注意，这个光可以是如照明光的人工光或太阳光或者二者皆有。

这种情况下的液体装置321的结构与图21所示的图像显示装置301的情况基本相同。然而，在这种情况下，光通过上基板49进入液体装置321。在已进入图像显示单元313的入射光中，入射到光闸打开的状态的液体装置321上的光穿过液体装置321并被光反射器411反射。液体装置321对这个反射光的作用与在参照图23和图24所描述的图像显示装置301中的液体装置321的情况相同。

在这种情况下，在光闸关闭的状态中，通过液体装置321的上基板49输入的光在膨胀的非极性液体46中被阻断。优选地，此时，抑制了由于非极性液体46而带来的反射光的出现。具体地，例如，优选地，处于光闸关闭状态的液体装置321的位置处图像被表示为黑色，并且优选地，例如，非极性液体46的颜色应被设为吸收许多波长的光的颜色，诸如黑色。

在图28所示图像显示装置401的情况下，液体装置321可以如图29和图30所示配置有集成配置的图像显示单元313和光反射器411。

在图29所示实例的情况下，在下基板41之下(即，在图像显示单元313的背侧)进一步形成白色散射板421层。如上所述，该白色散射板421是以使反射光在空间中均匀分散的方式反射光的层，并由氧化钛等构成。具体地，在这种情况下，从图29的上侧输入的入射光被该白色散射板421反射并再次射向图29的上侧。

在图30所示实例的情况下，使用由金属等构成的非透明下电极432代替透明的下电极42。在这种情况下，从图30的上侧输入的入射光被该下电极432反射并再次射向图30的上侧。

在图29的实例的情况下，反射光是干净的白色光，因此与图30的情况相比，提高了显示图像的图像质量。相反，这个实例具有配置复杂并且制造成本高的特征。

同样，在这种反射型图像显示装置401的情况下，通过使液体装置321的非极性液体46呈现不透明的黑色，与如参照图21所述的透射型图像显示装置301的情况一样，能够显示二值图像和灰度图像。

此外，通过将液体装置321(非极性液体46的颜色为红色、绿色或蓝色)排列成如参照图25所述的预定图案，图像显示装置401可被配置为使图像显示单元313能够显示彩色图像。此时，非极性液体46可呈现半透明或不透明。如果非极性液体46是不透明的，则从前表面进入液体装置321的入射光被这个非极性液体46反射并且从前表面发出作为预定颜色的光。即，在这种情况下，能够省略用于反射光的诸如光反射器411和白散射板421的配置。在这种情况下，当光闸关闭到较大程度时，反射光更强烈，而当光闸打开到较大程度时，反射光不太强烈。即，用于图像显示单元驱动器312的控制方法与上述其他实例的情况相反。

此外，同样在反射型图像显示装置401的情况下，如透射型图像显示装置301的情况一样，液体装置321可具有如图31和图32所示的滤色片361。图31示出了在具有滤色片361和白散射板421的情况下液体装置321的配置实例。图32示出了在具有滤色片361和不透明的下电极432的情况下液体装置321的配置实例。具体地，图31是对应于图29的示图并且示出了将滤色片361添加到图29所示的配置中而得到的配置实例。图32是对应于图30的示图并且示出了将滤色片361添加到图30所示的配置中而得到的配置实例。

在图31和图32的情况下，由于被白散射板421或下电极432反射而产生的反射光穿过滤色片361并穿过液体装置321。具体地，在黑色非极性液体46收缩而光闸打开的状态的液体装置321中，与透射型图像显示装置301的情况一样，从前表面发出滤色片361颜色的光。在黑色非极性液体46膨胀而光闸关闭的状态的液体装置321中，与透射型图像显示装置301的情况一样，透射光被阻断。具体地，同样在这种情况下，优选地，图像在光闸关闭的状态下的液体装置321的位置处被表示为黑色，以及优选地，例如，非极性液体46的颜色被设为吸收许多波长的光的颜色，诸如黑色。

如上所述，反射型图像显示装置能够以与透射型图像显示装置的情况相同的方式实现，并且能够显示所有的二值图像、灰度图像或彩色图像。

取代发射单一颜色光的发光源，可使用发射多种颜色光的彩色发光源。图33是示出了在这种情况下应用本发明的图像显示装置的配置实例的框图。

在图33中，与图21的图像显示装置301一样，图像显示装置501具有图像显示单元驱动器312和图像显示单元313，但是用发光源驱动器510和彩色发光源511代替图像显示装置301的发光源311。

例如，彩色发光源511包括LED(发光二极管)作为其光源。由于各个LED的光发射，彩色发光源511从与图像显示单元313相对的发光表面以时分方式顺序地重复发出红色、绿色和蓝色的光束。在整个彩色发光源511的发光表面上，以阵列的方式设置发红光的红色LED、发绿光的绿色LED和发蓝光的蓝色LED。各个LED根据发光源驱动器510的控制发光。

发光源驱动器510与输入图像信息同步地控制彩色发光源511的各个LED的光发射，并从发光表面以预定图案顺序地重复发射各个颜色的光束。

具体地，基于发光源驱动器510的控制，从整个彩色发光源511的发光表面以预定时分图案发射红光、绿光和蓝光。因此，在特定时刻从整个发光表面发出红光。在另一个特定时刻从整个发光表面发出绿光，以及在又一特定时刻从整个发光表面发出蓝光。

任意组件都可以用作被设置在彩色发光源511的发光表面上的各个LED。LED的大小、形状、发光量、颜色数量等是任意的，并且可互不相同。此外，各个颜色的LED的排列图案可互不相同。三种颜色的LED可以如拜耳阵列的预定规则图案设置、或者可以以不规则图案设置。具体地，虽然在发光面上LED的排列位置是任意的，但是优选地，结果是通过以使这些LED在整个发光表面上均匀分布的方式排列多个LED中发光量互相一致的每个红LED、绿LED和蓝LED来获得从整个发射光表面以均匀光量发出各个颜色的光束的状态，即，在各个颜色中光量的部分偏差不存在并且光量中的差值也不存在。

虽然下面将使用LED作为光源的实例来进行描述，但是可使用另一种光源代替LED。

三种颜色的时分图案以及时分周期的长度是任意的。然而，优选地，例如，周期长度应短到以致于(例如)对人眼来说不能够确认发光颜色的变化但是各个颜色似乎被混合。

具体地，优选地，当图像显示单元313的所有液体装置321都用在打开的光闸固定时，三种颜色的所有光束似乎用最大量均匀混合并且在整个屏幕上都是均匀的，并且看起来像是对于用户观看图像显示表面时也不会有瞬时变化的白色图像。

图像显示单元313采用这样的三色光束作为其背光并基于图像信息根据图像显示单元驱动器312的控制来控制各个颜色的光束在各个液体装置321中的透射。从而，图像显示单元313控制三种颜色的混合方式并且在图像显示表面上显示彩色图像。

在这种情况下，因为透射光是红色、绿色或蓝色的，所以这种情况下的液体装置321的配置与图23所示的配置相同。具体地，非极性液体46是包含黑色染料的液体、或者其中溶解了黑色着色剂的液体、或者其中混合了黑色颜料的液体，并且被配置作为非透明的黑色液体。此外，也不设置滤色片、白散射板等。此外，透明的电极还用作下电极42。

液体装置321通过控制各个颜色的光束的透射来控制三种颜色的混合方式。具体地，驱动液体装置321经驱动以通过混合以时分方式发射的三色背光的各种颜色来获得从液体装置321发出的光的颜色(即，用户所见的颜色)。即，可以通过一个液体装置321作出任意颜色。这种情况下的“混合颜色”是指通过用户因而观看图像而看到的颜色的获得，而不是指各个颜色的光束的实际混合后的存在。即，即使后面将对其细节进行描述，但是各个颜色的光束是临时分离的。

可彼此独立地驱动各个液体装置321。可选地，可将多个液体装置321集合成组并且可按组对它们进行驱动。

参考图34～图36，将描述彩色发光源511的发光图案以及用于这个颜色混合的液体装置321的驱动图案的实例。在图34～图36中，横坐标表示时间序列以及纵坐标表示亮度。

在图34实例的情况下，彩色发光源511通常将频率为30Hz的帧的一个周期或频率为60Hz的场的一个周期划分为R频带、G频带、B频带和其他的四个部分。红色LED在R频带中以某个亮度接通。绿色LED在G频带中以某个亮度接通。蓝色LED在B频带中以某个亮度接通。此时，各个颜色的LED发光时的亮度彼此相等。此外，至少R频带、G频带和B频带的长度彼此相等。即，自彩色发光源511的发光表面，在R频带中发红光，在G频带中发绿光以及在B频带中发蓝光。各个颜色的光束的光量彼此相等。

另一方面，液体装置321以模拟方式改变光闸的打开程度并且以模拟方式控制透射光的光量，即，透光量。图像显示单元驱动器312以模拟方式调节电源61的电压，从而向每个液体装置321的下电极42和上电极48施加任何电压并且任意控制非极性液体46的变化量，即，收缩或膨胀程度。这使液体装置321能够以模拟方式控制穿过肋材像素的光量。因此，通过如图34所示任意控制各个颜色的光束的每个透射量，液体装置321能够任意控制将混合的各个颜色的光量并且能够产生任何颜色。

在其他频带中，彩色发光源511不会使任何颜色的LED发光。即，背光的颜色变为黑色。此外，还可能的是，在其他频带中，通过接通所有LED而使背光的颜色呈现白色。此外，还可能的是，仅接通一部分的LED。只要是除了红色、绿色以及蓝色的颜色，在其他频带中的背光的颜色可以是任何颜色。

可以将帧或场的一个周期划分为R频带、G频带以及B频带的三个频带，而不需要提供这样的其他频带。然而，通常，在使用这种场序制彩色系统的情况下，以时分方式发出的各个颜色被混合，并且当用户将凝视点从显示屏上的右上方移至左下方时，容易发生色乱(在显示屏上的颜色看起来与其原始颜色不同的现象)。可以通过将帧或场的一个周期不划分为三个部分而是如上所述的四个部分来减少色乱的发生。

对于图34的实例，描述液体装置321基于光闸打开的程度来控制透射光的光量。然而，代替它，可以通过控制光闸打开的时间周期来控制透射光的光量。

在图35实例的情况下，以与图34实例的图案相同的图案，在每个特定时间周期内使在彩色发光源511中的各个颜色的LED以某一亮度接通。然而，图像显示单元313的各个液体装置321以与图34的实例的图案不同的图案操作。在图35实例的情况下，液体装置321以模拟方式控制光闸打开的时间周期。

具体地，图像显示单元驱动器312以模拟方式调节开关单元62的on状态和off状态的时间周期，从而任意控制向每个液体装置321的下电极42和上电极48施加电压的时间周期，以及任意控制非极性液体46收缩并稳定的状态的时间周期或非极性液体46膨胀并稳定的状态的时间周期。即，在这个情况下，液体装置321只在两种状态下稳定：光闸打开的状态以及光闸关闭的状态。基于这两个稳定状态的时间周期的长度，液体装置321控制光穿过肋材像素的时间周期并控制透射光的光量。以此方式，通过如图35所示任意控制各个颜色的光束的每个透射量，液体装置321能够任意控制将混合的各个颜色的光量并且能够产生任何颜色。

显然，图34的实例与图35的实例可以互相组合。具体地，每个液体装置321可以控制光闸的打开程度以及打开的时间周期，从而控制各个颜色的透射光束的光量并产生任何颜色。

此外，如图36所示，可以改变彩色发光源511的各个LED点亮时的亮度。

在图36实例的情况下，提供了由于进一步将R频带、G频带以及B频带中的每一个划分为五个部分而产生的小频带，并且各个LED经配置以在各个小频带中以相互不同的亮度而接通。在图36实例的情况下，LED在第一个小频带中以最大亮度接通，并且在每个随后的小频带中，以比前面的小频带低的亮度接通。具体地，彩色发光源511在整个R频带中以在开始时亮度最高并且亮度逐渐变低的方式发红光。彩色发光源511在整个G频带中以在开始时亮度最高并且亮度逐渐变低的方式发绿光。彩色发光源511在整个B频带中以在开始时亮度最高并且亮度逐渐变低的方式发蓝光。在其他频带中，彩色发光源511关闭所有的LED。

对于以这种图案发光的彩色发光源511来说，图像显示单元313的每个液体装置321控制的光闸在每个小频带内的打开和关闭。即，图像显示单元驱动器312基于图像信息控制开关单元62在每个小频带内的接通/断开。这使液体装置321能够控制从彩色发光源511的发光表面发出的光在每个小频带内的透射或阻断。如上所述，在各个小频带中，从彩色发光源511的发光表面发射的光的亮度是不同的。因此，通过选择性地使各个小频带的光束通过，液体装置321能够以多级的方式控制这个颜色的光量。

例如，在图36实例的情况下，液体装置使R频带中的第一小频带以及第四小频带的光束通过。在G频带中，液体装置使第二小频带、第四小频带以及第五小频带的光束通过。在B频带中，液体装置使所有小频带的光束都能通过。在某个颜色的频带中(即，R频带、G频带或B频带)透射的各个小频带的光束的总量是这个颜色的光量。因此，液体装置321可以基于使光透射的小频带的组合以多级方式控制各个颜色的光量。因此，液体装置321能够以多级方式控制将混合的各个颜色的光量并且基本上能够产生任何颜色。

由每个颜色的频带的划分而产生的小频带的数量是任意的。此外，亮度在每个颜色的频带中可以线性变化。此外，与图34的实例一样，还可以同时控制液体装置321的光闸的打开程度。与图35的实例一样，可以任意地控制液体装置321的光闸打开的时间周期。

如上所述，应用了本发明的液体装置321能够被应用于不同系统的图像显示装置。

对作为这种光闸操作的液体装置321执行以下的实验。

首先，对于作为参考的“比较实例1”，使用作为常规配置的不具有绝缘膜43而只有防水膜44的液体装置。此外，具有绝缘膜43的液体装置(作为应用了本发明的配置)被限定为用于各种条件中的每一个的“工作实例1”～“工作实例3”。关于这些“比较实例1”与“工作实例”，将实验结果进行互相比较。即，“工作实例1”～“工作实例3”的液体装置具有与液体装置321结构基本相同的结构。除不具有绝缘膜43以外，“比较实例1”的液体装置具有与液体装置321结构基本相同的结构。

在第一个实验中，各个液体装置的绝缘层43以及防水层44的膜厚被用作图37表格中所示的条件，并且将在各个条件下施加在下电极42与上电极48之间的电压的振幅电压与穿过液体装置的光的透射率之间的关系(即，所施加电压的幅度与光闸打开的程度之间的关系)进行比较。

具体地，如图37所示，对于作为参考的“比较实例1”，具有常规配置的液体装置中的防水膜44的膜厚被设定为300nm。在这种情况下，没有形成绝缘膜43。此外，作为“工作实例1”，应用了本发明的液体装置的绝缘膜43的膜厚被设定为100nm而防水膜44的膜厚被设定为150nm。作为“工作实例2”，应用了本发明的液体装置的绝缘膜43的膜厚被定为100nm而防水膜44的膜厚被定为80nm。作为“工作实例3”，应用了本发明的液体装置的绝缘膜43的膜厚被设定为200nm而防水膜44的膜厚被设定为80nm。

对于“比较实例1”、“工作实例1”、“工作实例2”和“工作实例3”的各个情况，将在所施加电压的幅度与光闸打开的程度之间的关系进行比较。

在“比较实例1”、“工作实例1”、“工作实例2”和“工作实例3”的所有情况下，通过光刻步骤在防水膜44上制造使用了黑色抗蚀剂的隔离物作为肋材45以具有5μm的宽度、300μm的间隔以及3μm的膜厚。此外，作为非极性液体46，使用通过在油类材料中分散炭黑作为普通黑色颜料(即，由十二烷代表的脂肪族烃溶剂)制备的液体。彼此相对的ITO电极之间的间隙(即，下电极42与上电极48之间的间隔)被设定为100μm。此外，一个像素的大小被设为300μm²。

对于具有这样结构的液体装置，以将其上形成有防水膜44的下电极42的电位限定为参考电位的方式来施加具有图38所示的波形并且其占空比为50％的正单极性脉冲。图39和图40的曲线示出了此时振幅电压与透射率之间的关系。

在图39中，白色圆圈(○)表示“比较实例1”的振幅电压与透射率之间的关系，黑色圆圈(●)表示“工作实例1”的振幅电压与透射率之间的关系，以及黑色正方形(■)表示“工作实例2”的振幅电压与透射率之间的关系。

如果液体装置是“比较实例1”(没有绝缘膜43而只有膜厚为300nm的防水膜44)，则透射率随振幅电压的增加而增加。这时，如果振幅电压超过20V，则在像素的一部分中发生击穿。相反，在“工作实例1”和“工作实例2”的情况下(液体装置具有包含绝缘膜43和防水膜44的双层结构)，当电压低于“比较实例1”的电压时透射率增加，并且显然，本元件结构有助于降低电压。此外，如果电压等于或低于20V，那么即使在防水膜44的膜厚很小的“工作实例2”的情况下也完全不会发生击穿。

即，在“工作实例1”和“工作实例2”的情况下，当电压低于发生击穿的振幅电压时，透射率充分提高，从而可以降低功耗并且可以提高可靠性。

此外，在图40中，白色圆圈(○)表示“工作实例2”的透射性与振幅电压之间的关系，以及黑色正方形(■)表示“工作实例3”的透射性与振幅电压之间的关系。

虽然在“工作实例2”和“工作实例3”中，防水膜44的膜厚是相同的(80nm)，但是绝缘膜43的膜厚是不同的：在“工作实例2”中其膜厚是100nm，而在“工作实例3”中是大于100nm的200nm。然而，如图40所示，在“工作实例2“与”工作实例3“之间，电压-透射率曲线基本上相同。然而，在“工作实例3“的情况下，液体装置更加能够抵抗击穿并且即使施加30V的电压也不会发生击穿。

旋涂法用作用于形成防水膜44的处理。然而，实际上，认为很难以某一极其均匀的尺寸来沉积100nm或更薄的更薄的薄膜并且易于出现不均匀。然而，如果防水膜44具有薄的部分，那么在这个部分击穿发生的可能性很高。通过形成具有大厚度的绝缘膜43，能够减轻其影响。如图40所示，即使形成具有大厚度的绝缘膜43，也能够充分抑制驱动电压的增加。

因此，通过使用具有用于涂覆下电极42和下基板41的绝缘膜43和防水膜44的双层结构并且将绝缘层43的膜厚设定足够大，则能够同时实现液体装置电容的增大以及击穿的抑制。即，通过应用本发明，能够实现液体装置的功耗的降低并且提高其可靠性。

此外，在“工作实例1“的结构条件下，如图41所示，随绝缘膜43材料的变化，将振幅电压与透射率之间的关系进行比较。

如图41的表格所示，在作为参考的“工作实例1”中，施加相对介电常数是20的膜作为绝缘膜43。在“工作实例4”中，施加相对介电常数是14的膜作为绝缘膜43。在“工作实例5”中，施加相对介电常数是6.5的膜作为绝缘膜43。在各个工作实例中，绝缘膜43和防水膜44的膜厚以及下电极42与上电极48之间的间隔(电极之间的间隙)都是相同的。绝缘膜43的膜厚是100nm，并且防水膜44的膜厚是150nm。另外，电极之间的间隙是100μm。

图42的曲线示出了这些工作实例中振幅电压与透射率之间的关系。在图42中，白色圆圈(○)表示“工作实例”1中振幅电压与透射率之间的关系，黑色圆圈(●)表示”工作实例4“中振幅电压与透射率之间的关系，以及黑色正方形(■)表示“工作实例5”中振幅电压与透射率之间的关系。

如图42的曲线所示，绝缘膜43的较高相对介电常数有助于在较大程度上降低电压。

为了在上述液体装置中用较低的电压来提高电润湿的产生力，优选地，减小绝缘膜43以及防水膜44的膜厚并且理论上增加其相对介电常数。然而，目前，能够用作绝缘膜43的物质的相对介电常数实际上最多约为20。此外，减小膜厚会增加击穿发生的可能性并且在制造时更难以在没有不均匀的情况下使膜厚呈现均匀。此外，如果导致膜厚不均匀，则在薄的部分处更容易发生击穿。在目前的实际制造技术中，很难通过处理性能高的旋涂法来稳定形成具有等于或小于100nm的均匀的膜厚而没有不均匀性的绝缘膜43和防水膜44。

因此，与常规配置相比，通过形成绝缘膜43和防水膜44以采用双层部分作为使下电极42与上电极48在结构上绝缘的绝缘部，能够提高相对介电常数和稳定性。虽然绝缘膜43和防水膜44的每个膜厚是任意的，但是优选地，绝缘膜43的膜厚被设定为100nm或更大以提高绝缘性能，并且减小防水膜44的膜厚以便进一步降低液体装置的驱动电压并进一步提高其在这些各种实际条件下的稳定性。显然，如果应用于上述条件，那么由于例如开发了新材料和新的制造方法，膜厚就并不限于此，而是还能够用不同的膜厚提供优选配置。虽然以上对用作光闸的液体装置进行了描述，但是同样适用于另一个液体装置(用于除光闸以外的用途)。

接下来，将描述液体装置31的另一个使用实例。

图43示出了应用本发明的图像显示装置的实施例的配置。图像显示装置601具有图像显示单元611和视差发生器612。

图像显示单元611基于从外部提供的图像信息使发光像素发光，从而二维地显示包括视差信息的视差图像。视差涉及以下现象：虽然只观看一个物体，但是这个物体会由于视点而看起来像是彼此不同的图像。例如，在作为一种三维显示方法的光线重建方法(积分照相法(下文称为IP方法))中，通过使用许多的视差图像来再现三维物体的外观(视觉图像)随与这个物体的视角而不同的现象。即，对于观看如此显示而产生视差的一个视差图像的用户来说，图像(视差图像的内容)似乎会由于用户的位置(例如，在水平方向上)而有所不同。

例如，视差图像由以预定像素为单位并按预定顺序排列的多个平面图像构成。例如，对于由两个平面图像构成并在水平方向上产生视差的视差图像来说，各个平面图像的部分图像沿水平方向以预定像素为单位交替排列。这个部分图像是由于以沿水平方向的预定像素为单位来划分沿垂直方向的原始平面图像而得到的图像。这个部分图像中沿水平方向的像素的数量是这个预定的像素数量，并且这个部分图像中沿垂直方向的像素的数量是原始图像中沿垂直方向的像素的数量。在视差图像中，这些部分图像按排列的顺序交替排列在各个原始平面图像中。即，如果所排列的部分图像在水平方向上以使每个其他部分图像跳过的方式互相连接，则恢复一个原始平面图像。如果连接其他的部分图像，则恢复其他平面图像。

因此，即使用户直接观看在图像显示单元611上二维显示的视差图像，但是因为在这个视差图像中包括多个图像，所以用户仍然不能正确理解这些图像。

该视差发生器612被叠加图像显示单元611中显示视差图像的表面上。基于从外部供给的控制信息，视差发生器612以为在图像显示单元611上显示的视差图像生成视差的方式操作。从而，视差发生器612使经由视差发生器612观看在图像显示单元611上二维显示的视差图像的用户随其视点的不同而看到不同的图像。

虽然以上描述了用于产生视差图像的方法的一个实例，但是显然，图像合成方法可以是除了上述方法外的方法，只要这个方法与视差发生器612的视差发生方法相匹配。

如稍后所描述的，视差发生器612具有采用上述液体装置31并通过利用液体的界面实现透镜效果的液体透镜组。视差发生器612通过利用这个液体透镜的透镜效果产生在图像显示单元611上显示的视差图像的视差。

具体地，在图43的图像显示装置601中，图像显示单元611二维地显示视差图像，并且经设置以使液体透镜与图像显示单元611的各个像素匹配的视差发生器612产生这个视差图像的视差。因此，对于经由视差发生器612观看在图像显示单元611上二维显示的视差图像的用户来说，这个视差图像看起来不是原始视差图像，而是内容随视点变化的图像。即，产生了视差。

由于这种视差，例如，通过使用户的左眼和右眼从互不相同的角度看图像能够三维地显示图像。此外，例如，还能够使从右前侧观看屏幕的用户以及从左前侧观看屏幕的用户看见互不相同的图像。显然，图像显示装置601不仅能够在水平方向上产生视差，而且还能够在诸如垂直方向和倾斜方向的任何方向上产生视差。

图44是示出了图43的视差发生器612的详细配置实例的示图。

视差发生器612具有控制器621以及光路控制器622。控制621是基于外部提供的控制信息来控制光路控制器622并执行与在图像显示单元611上显示的视差图像的视差产生有关的控制处理的处理器。控制器621具有确定器631、形状控制器632和位置控制器633。确定器631执行各种确定。形状控制器632执行与液体透镜的非极性液体的形状有关的控制处理，以及位置控制器633执行与这个非极性液体的位置(变化)有关的控制处理。

确定器631、形状控制器632和位置控制器633表示控制器621所拥有的功能，并且被配置为能够实际上彼此或者与外部转达和接收信息。

光路控制器622控制从图像显示单元611发出的光的光路。具体地，光路控制器622产生在图像显示单元611上显示的视差图像的视差。光路控制器622具有在图像显示单元611中与视差图像的显示表面相对的平坦表面上以阵列形式(以平面形式)设置的多个液体透镜641。每个液体透镜641都是通过利用液体的界面控制通过光的光路的光学元件，并且经设置以对应于图像显示单元611中彼此不同的多个像素。具体地，各个液体透镜641经设置以与图像显示单元611的多个发光像素(用于每个液体透镜641的彼此不同的发光像素组)相对，并且经配置以使从这些发光像素发出的光穿过液体透镜641。如后所述，该液体透镜641是使液体的位置移位从而控制透射光的光路的液体移位装置。

图45是示出了图44的液体透镜641的详细配置实例的示图，并且是示出了关于当沿光通过方向切割液体透镜641时获得的截面的配置实例的示意图。该液体透镜641是参考图2所述的应用了本发明的液体装置31的应用，并且具有与液体装置31基本相同的配置。具体地，如同液体装置31，液体透镜641具有下基板41、下电极42、绝缘膜43、防水膜44、肋材45-1、肋材45-2、非极性液体46、极性液体47、上电极48和上基板49。然而，在该液体透镜641的情况下，非极性液体46并没有颜色，而是此处应用了无色、透明的液体。优选地，极性液体47与非极性液体46并不互相混合并且具有彼此大大不同的折射率，并且都具有低粘性。

此外，使下电极42经受图案化并且被配置为从下电极42-1～下电极42-4的四个线电极。下文中，如果不需要对下电极42-1～42-4的区别进行描述，则将它们称为下电极42。在图45中，为便于描述，各个下电极42被示出同样具有大尺寸。然而，下电极42-1～42-4的各个宽度是任意的，并且宽度可以彼此相同或可以彼此不同。通常，与肋材45-1与肋材45-2间的长度相比，下电极42的各个宽度常常小于图45所示实例中的宽度。此外，在许多情况下，下电极42-1和下电极42-2设置在肋材45-1附近，而下电极42-3和下电极42-4设置在肋材45-2附近。即，各个下电极42常常被设置以使下电极42-2与下电极42-3之间的间隔长于下电极之间的其他间隔。

下电极42-1～42-4中的每个耦连至控制器621的连接选择器651。如图45所示，对于每个液体透镜641，该控制器621具有电源61和连接选择器651的功能，电源61用于在下电极42与上电极48之间施加任何电压，以及连接选择器651从下电极42-1～42-4中选择通过电源61对其施加电压的电极并将所选电极连接至电源61。

实际上，控制器621对每个液体透镜641都具有相同的功能，因此具有更复杂的配置。然而，为了简化描述，将对控制器621具有电源61以及选择连接器651进行描述。

如图45所示，将电源61的一个电极连接到该上电极48，而将另一个电极连接到连接连接选择器651的一个电极。连接选择器651的另一个电极由多个电极构成，并且每个电极都连接至下电极42-1～42-4中的任一个。即，当从下电极42-1～42-4中选择一个电极并通过连接选择器651将所选电极连接至电源61时，在电源61中设定的任意电压都被施加在下电极42与上电极48之间。

如同参考图2所述的液体装置31，由于这个电压施加，极性液体47对防水膜44的润湿性发生变化，使得极性液体47经变形(移动)以聚集在施加了电压的下电极42周围。由于极性液体47的变形，非极性液体46被挤压并变形(移动)。结果，非极性液体46与极性液体47之间的界面变形，这改变了在图45中沿垂直方向向上穿过该液体透镜641的透射光的光路(发射方向)。虽然稍后将对这个液体透镜641的操作的细节进行描述，但是液体透镜641能够基于非极性液体46与极性液体47之间界面的这个变形来控制透射光的发射方向。

在图45中所示的液体透镜641中，没有向下电极42-1～42-4中的任一个施加电压(所有的下电极都处于OFF状态)。此时，非极性液体46与极性液体47之间的界面处于平坦表面形式，这使液体透镜641对图中沿垂直方向穿过的透射光没有任何影响。

实际上，该液体透镜641被形成作为液体透镜阵列655，其中，如图46所示，多个液体透镜以阵列形式(以平面形式)排列。此时，如图46所示，可以被多个液体透镜阵列共用的组件(诸如，下基板41、绝缘膜43、防水膜44、极性液体47、上电极48和上基板49)均被形成作为一个组件。

接下来，将参考图47～图50描述液体透镜641的操作。

如图45所示，在没有向下电极42-1～42-4中的任一个施加电压的状态中，非极性液体46与极性液体47之间的界面是平坦的。然而，如图47和图49所示，如果连接选择器651将该下电极42-1～42-4中任一个连接至电源61并且在下电极42与上电极48之间施加电压，那么根据下电极42的位置以及施加电压的幅度等，非极性液体46与极性液体47之间的界面弯曲变成透镜状态。此时，由于非极性液体46与极性液体47之间折射率的差异，穿过弯曲界面的透射光的光路发生变化。

具体地，在图45的状态中，穿过非极性液体46与极性液体47之间的界面的大部分透射光垂直于界面，因此其光路几乎未受影响。因此，基本垂直于上基板49的上表面从液体透镜641发出液体透镜641的大部分透射光。

另一方面，如图47和图49所示，如果在下电极42与上电极48之间施加电压，则非极性液体46与极性液体47之间的界面弯曲变成透镜状态。因此，液体透镜641的大部分透射光的光路被折射并且折射光沿不垂直于上基板49上表面的方向从液体透镜641射出。

此外，基于通过连接选择器651和电源61向下电极42-1～42-4中的哪个施加什么幅度的电压来控制这个透射光的发射方向。具体地，控制器621控制所施加电压的幅度以及选择哪个下电极42作为电压施加对象，从而能够控制非极性液体46收缩的位置以及收缩的程度。因此，控制器621能够控制透射光的发射方向。

图47示出了以下情况的实例：非极性液体46收缩至图中的液体透镜641的右侧部分。在图47中，连接选择器651将下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4连接至电源61，并且这些电极处于“ON”状态。即，在下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4与上电极48之间施加在电源61中设定的电压。另一方面，连接选择器651不将下电极42-3连接至电源61而是打开了其间的连接路径。即，下电极42-3处于“OFF”状态，并且在下电极42-3与上电极48之间并没有施加电源61的电压。

如果电源61的电压因而被施加在下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4与上电极48之间，则在下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4附近的防水膜44(以及该绝缘膜43)中沿电场方向产生极化电荷，并且电荷累积在附近的防水膜44(以及该绝缘膜43)的表面中，因此获得了所谓的电荷双层状态。极性液体47具有极性，因此由于库仑力而接近下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4附近的防水膜44。即，极性液体47更加靠近在下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4附近的防水膜44的周围。另一方面，因为非极性液体46是非极性的，所以对其不会产生这样的力。因此，在下电极42-1、下电极42-2和下电极42-4附近的防水膜44周围的非极性液体46被极性液体47挤出，并且以液滴状态聚集在相对于上电极48没有施加电压的下电极42-3周围的防水膜44附近。因此，非极性液体46与极性液体47之间的界面变为透镜状态。

即，结果，如图47所示，在防水膜44附近的非极性液体46与极性液体47之间的界面在图中沿水平方向的位置(靠近)位于下电极42-2更接近下电极42-3的末端附近以及位于下电极42-4更接近下电极42-3的末端附近。即，在液滴状态下，非极性液体46收缩到在防水膜44附近不施加任何电压的部分。

此时，由于在两种液体之间的折射率的差异以及界面形状，非极性液体46与极性液体47之间的界面使从图像显示单元611发出的光(穿过液体透镜641的光)的光路折射。因此，如后所述，该液体透镜641实际上产生视差图像的视差。

可以基于非极性液体46与极性液体47的折射率预先调节这个界面的曲率，使通过光的折射率变为最优。具体地，不但包括在液体透镜641中的各个组件的材料、尺寸、形状等而且施加在这些电极之间的电压都可以预先或者当通过光的折射率变得最优时确定。

图48示出了处于图47状态的光路的实例。在图48中，液体透镜641经设置以使从图像显示单元611的发光像素661～669发出的光(视觉信息)进入液体透镜641。此时，从图像显示单元611的发光像素661～669发出的光(视觉信息)是用于三维显示的光线(包含视差图像的图像)。此外，考虑到非极性液体46的透镜特性，发光像素661～669被设置为远离液体透镜641，距离为非极性液体46的焦距(由双箭头671表示的距离)。

从发光像素661～669发出的光(即，穿过液体透镜641的光)根据非极性液体46与该极性液体47之间的界面形状而折射并从液体透镜641发出。例如，在图48的情况下，如果发光像素661被用作点光源，那么从发光像素661发出并经由非极性液体46与极性液体47之间的界面从液体透镜641发出的光是理想的准直光，其中，准直光沿从发光像素661到处于液滴状态的非极性液体46的中心的方向行进。同样，例如，如果发光像素669被用作点光源，那么从发光像素669发出并经由非极性液体46与极性液体47之间的界面从液体透镜641发出的光是理想的准直光，准直光沿从发光像素669到处于液滴状态的非极性液体46的中心的方向上行进。以此方式，液体透镜641能够使从发光像素661～669发出的各个光束射出，作为沿彼此不同的方向行进的光束。此时，液体透镜641能够使通过光作为理想的准直光或接近准直光的光射出。

与图47中示出的情况相反，图49示出了非极性液体46移动到图中液体透镜641的左侧的情况的实例。在图49中，连接选择器651将下电极42-1、下电极42-3和下电极42-4连接至电源61，并且这些电极处于“ON”状态。另一方面，连接选择器651不将下电极42-2连接至电源61，而是打开它们之间的连接路径(“OFF”状态)。

与图47的情况一样，由于电压施加而使极性液体47产生库仑力。因此，在下电极42-1、下电极42-3和下电极42-4附近的防水膜44周围的非极性液体46被极性液体47挤出，并且以液滴状态聚集在相对于上电极48没有施加任何电压的下电极42-3周围的防水膜44附近。因此，极性液体46与极性液体47之间的界面变为透镜状态。

即，结果，如图49所示，在防水膜44附近的非极性液体46与极性液体47之间的界面在图中水平方向上的位置位于下电极42-1更靠近下电极42-2的末端周围以及位于靠近下电极42-3更靠近下电极42-2的末端的附近。即，非极性液体46以液滴状态收缩到防水膜44附近没有施加电压的部分。

因此，如图50所示，与图48的情况相同，从发光像素661～669发出的光(即，穿过液体透镜641的光)由于非极性液体46与极性液体47之间的界面形状而折射，并且从液体透镜641射出。例如，在图50的情况下，如果发光像素661被用作点光源，那么从发光像素661发出并经由非极性液体46与极性液体47之间的界面从液体透镜641发出的光是理想的准直光，该准直光沿从发光像素661到处于液滴状态的非极性液体46的中心的方向行进。同样，例如，如果发光像素669被用作点光源，那么从发光像素669发出并经由非极性液体46与极性液体47之间的界面从液体透镜641发出的光是理想的准直光，该准直光沿从发光像素669到处于液滴状态的非极性液体46中心的方向上行进。

在图50的情况以及该图48的情况之间，非极性液体46的位置彼此不同。因此，穿过液体透镜641的光的发射方向彼此不同。具体地，如图47(图48)和图49(图50)所示，连接选择器651选择相对于上电极48施加电压的下电极42，由此能够控制非极性液体46的位置。具体地，例如，连接选择器651可以通过与显示视差图像的同步信号的整数数同步地切换相对于上电极48施加电压的下电极42来改变非极性液体46的位置。这改变了从液体透镜641发出的光的发射方向。即，液体透镜641能够使从一个发光像素发出的光束沿多个方向射出。换言之，视差发生器612增加了由各个液体透镜641产生的视差的数量，并且甚至能够使在图像显示单元611上显示的视差图像的视差的数量增加到大于最初为视差图像设定的视差数量的值。

在图47和图49中，连接选择器651选择被设为“ON”状态的下电极42。这种选择取决于控制器621中的形状控制器632和位置控制器633的控制结果。

此外，还可以利用这种方法来增加视差的数量并且通过IP方法来三维地显示普通的二维图像。

虽然，图48和图50中示出了发光像素661～669，但是分配给一个液体装置的发光像素的数量(其发射光能够穿过一个液体装置的发光像素的数量)是任意的，并且这个数量可以等于或小于8或者可以等于或大于10。

如上所述，应用本发明的液体装置31还能够被用作使非极性液体46的位置移位的液体移位装置。

下面对作为这种液体移位装置的液体透镜641进行实验。

在所有实例中，作为实验对象的液体移位装置的配置与图45中示出的液体透镜641的配置基本上相同。然而，在作为参考的“比较实例2”中，使用了不具有绝缘膜43而仅具有防水膜44的常规液体装置的配置。

如图51的表格所示设置各个条件的实例。具体地，在作为参考的“比较实例2”的液体移位装置中的防水膜44的膜厚被设定为800nm，而没有形成绝缘膜43。另一方面，对于“工作实例6”和“工作实例7”中的每个液体移位装置，绝缘膜43的膜厚被设定为100nm以及防水膜44的膜厚被设定为150nm。

在“比较实例2”、“工作实例6”和“工作实例7”的所有情况下，作为下电极42与上电极48之间间隔的在电极之间的间隙被设定为100μm。此外，将施加在下电极42与上电极48之间的矩形波振幅电压在“比较实例2”的情况下设定为20V，在“工作实例6”的情况下设定为10V，以及在“工作实例7”的情况下设定为15V。

此外，在“比较实例2”、“工作实例6”和“工作实例7”的所有情况下，液体移位装置中一个像素的大小被设定为300μm²，十二烷被用作非极性液体46，并且在300μm²的面积内形成被

的十二烷液滴隔离的液体透镜。

此外，作为施加给该液体移位装置的驱动波形，以其上形成防水膜44的下基板41的电位在“比较实例2”、“工作实例6”和“工作实例7”的所有情况下都用作参考电位的方式施加如图38所示占空比等于50％的正单极性脉冲。

此外，图52的曲线中示出了在“比较实例2”、“工作实例6”和“工作实例7”中为了使非极性液体46移位而施加的脉冲波形的频率(移位频率)与非极性液体46的移位量之间的关系。在“比较实例2”、“工作实例6”和“工作实例7”的所有情况中，从电极结构限定的最大移位量被设定为35μm。

优选地，液体移位装置基本上以较高速度、用较低电位使液体较大程度地移位。

在图52中，白色圆圈(○)表示“比较实例2”中移位频率与移位量之间的关系，黑色圆圈(●)表示“工作实例6”中移位频率与移位量之间的关系，以及黑色正方形(■)表示“工作实例7”中移位频率与移位量之间的关系。

如图52的曲线所示，在“比较实例2”的情况下，从线电极结构定义的最大移位量35μm能够保持直到移位频率达到约60Hz。然而，如果移位频率进一步增大，则等于或高于60Hz的移位频率就会使移位量减小。在“比较实例2”的状态下，当振幅电压为约25V时发生击穿。如果防水膜44进一步变薄，那么更容易发生击穿。例如，当防水膜44的膜厚是500nm时，当振幅电压为约10V时发生击穿。

另一方面，虽然脉冲的振幅电压在“工作实例6”中降至10V以及在“工作实例7”中降至15V，但与相同移位频率进行比较，“工作实例6”和“工作实例7”情况下移位量的降低小于“比较实例2”情况下的移位量的降低。此外，与“比较实例2”的情况相比，在“工作实例6”和“工作实例7”的情况下，还降低了击穿的发生。

具体地，同样在用作液体移位装置的情况下，当如本发明的液体装置一样采用具有绝缘膜43和防水膜44的双层结构时，与类似常规液体装置的只具有防水膜44的结构情况相比，可以以更高的速度、更低的电位使非极性液体46更大程度地移位。此外，还能够减少击穿的发生。

如上所述，由于拥有了具有绝缘膜43和防水膜44的双层结构，所以在任何应用实例中，应用本发明的液体装置31都能够实现电容的增加并且抑制击穿。这能够降低功耗并提高了可靠性。

具体地，在光电元件和采用了应用本发明的电润湿的元件中，对单独通过防水膜起到防水性和电绝缘性能作用的常规结构设置绝缘性能更良好的无机绝缘膜，并且向无机绝缘膜施加具有高相对介电常数的材料。这能够进一步减小用于只提供防水性的防水膜的膜厚，并增加了作为结果获得的双层膜的电容，这有助于减小电润湿的电压。

液体装置31可用于以上所述之外的任一个应用。例如，其可以用作控制透射光的焦距和位置的液体透镜，并且还可能用于液体、液泵等的流路控制。同样，当用作这些装置时，如同上述实例，应用本发明的液体装置31能够实现电容的增加并抑制击穿。这能够降低功耗并提高可靠性。

虽然以上对液体装置31具有非极性液体46以及极性液体47进行描述，但是代替这个，液体装置31可以例如只具有如图1所示的极性液体。

上述的一系列处理能够通过硬件来执行，或者可选地，可以通过软件来执行。如果上述的一系列处理通过软件来执行，那么就从网络或记录介质安装形成该软件的程序。

例如，如图9所示，该记录介质由远离装置主体分布的可移动介质121形成，该可移动介质用于将程序传递给用户并且其中记录有程序，诸如磁盘(包括软盘)、光盘(包括CD-ROM(光盘只读存储器)和DVD(数字通用盘))、磁光盘(包括MD(迷你盘)(注册商标))或半导体存储器。可选地，记录介质由记录有程序的ROM、包括在存储装置中的软盘等形成，其以预先结合到装置主体的状态被提供给用户。例如，这些配置被结合到控制器111中。

在本说明书中，描述被记录在记录媒介中的程序的步骤包括并不必须以时序方式执行而是并行或单独执行的处理，以及将以时序方式以所述顺序执行的处理。

以上，作为一个装置描述的配置可以被划分并配置为由多个装置构成的系统。此外，显然，除上述配置外的配置可以被添加到各个组件的配置中。此外，某个装置或某个处理器的配置的一部分可以包括在另一个装置或处理器的配置中，只要作为系统和整个装置的配置和操作实质上相同。即，本发明的实施例并不限于上述实施例，而是能够在不脱离本发明的精神的情况下，进行各种改变。

工业应用性

本发明能够应用于液体装置。

Claims (8)

1.一种液体装置，包括：

第一电极和第二电极，其间被施加电压；

绝缘部，形成在所述第一电极的表面上，并使所述第一电极与所述第二电极在结构上绝缘；以及

液体，设置在所述绝缘部与所述第二电极之间并具有极性，其中，

通过所述第一电极与所述第二电极之间的电压施加而向所述绝缘部施加电场，从而控制所述绝缘部的表面对所述液体的润湿性并使所述液体变形或移位，

所述绝缘部由具有第一层和第二层的双层结构形成，

所述第一层形成在所述第二层与所述第一电极的表面之间，并具有比所述第二层高的介电性能和高的绝缘性能，并且

所述第二层形成在所述第一层与所述液体之间，并具有比所述第一层高的防水性。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一电极由多个电极构成，并且所述第一电极整体的表面不是平坦表面，以及

所述第一层被形成以吸收所述第一电极整体的表面上的凹陷和凸起，并且所述第一层的表面变为平坦表面。

3.一种液体装置制造设备，用于制造液体装置，所述液体装置具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在所述第一电极的表面上并使所述第一电极与所述第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在所述绝缘部与所述第二电极之间并具有极性，通过所述第一电极与所述第二电极之间的电压施加而向所述绝缘部施加电场，从而控制所述绝缘部的表面对所述液体的润湿性并使所述液体变形或移位，所述液体装置制造设备包括：

第一形成装置，用于在设置有所述第一电极的透明基板的表面上形成具有高介电性能和高绝缘性能的第一层作为所述绝缘部；以及

第二形成装置，用于在通过所述第一形成装置形成的所述第一层的表面上形成具有比所述第一层高的防水性的第二层作为所述绝缘部。

4.根据权利要求3所述的液体装置制造设备，其中，

所述第一形成装置通过使用旋涂法形成所述第一层，在所述旋涂法中，通过利用离心力使膜厚均匀。

5.根据权利要求3所述的液体装置制造设备，其中，

如果所述第一电极由多个电极构成并且所述第一电极整体的表面不是平坦表面，则所述第一形成装置以吸收所述第一电极整体的表面上的凹陷和凸起并使所述第一层的表面变为平坦表面的方式来形成所述第一层。

6.一种用于制造液体装置的液体装置制造设备的液体装置制造方法，所述液体装置具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在所述第一电极的表面上并使所述第一电极与所述第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在所述绝缘部与所述第二电极之间并具有极性，通过所述第一电极与所述第二电极之间的电压施加而向所述绝缘部施加电场，从而控制所述绝缘部的表面对所述液体的润湿性并使所述液体变形或移位，所述液体装置制造方法包括：

第一形成步骤，在设置有所述第一电极的透明基板的表面上形成具有高介电性能和高绝缘性能的第一层作为所述绝缘部；以及

第二形成步骤，用于在通过所述第一形成步骤的处理而形成的所述第一层的表面上形成具有比所述第一层高的防水性的第二层作为所述绝缘部。

7.一种图像显示装置，通过发光来显示图像，包括：

液体装置，具有：第一电极和第二电极，其间被施加电压；绝缘部，形成在所述第一电极的表面上并使所述第一电极与所述第二电极在结构上绝缘；以及液体，设置在所述绝缘部与所述第二电极之间并具有极性，通过所述第一电极与所述第二电极之间的电压施加而向所述绝缘部施加电场，从而控制所述绝缘部的表面对所述液体的润湿性并使所述液体变形或移位，其中，

所述绝缘部由具有第一层和第二层的双层结构形成，

所述第一层形成在所述第二层与所述第一电极的表面之间，并具有比所述第二层高的介电性能和高的绝缘性能，

所述第二层形成在所述第一层与所述液体之间，并具有比所述第一层高的防水性，并且

使所发出的光穿过所述液体装置，并通过所述液体装置基于所述液体的变形或移位来控制所述光的量或方向。

8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，

所述第一电极由多个电极组成，并且所述第一电极整体的表面不是平坦表面，以及

所述第一层被形成以吸收所述第一电极整体的表面上的凹陷和凸起，并且所述第一层的表面变为平坦表面。

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