JP3925964B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
現在、ＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイ等種々の表示装置が実用化されている。この中で特に液晶表示装置は、薄型化、低消費電力化に適しており、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータのディスプレイとして広く普及している。
【０００３】
一方、表示装置には、携帯端末のディスプレイとしてさらなる薄型化、低消費電力化が求められている。バックライトを必要とするタイプの液晶表示装置や、自ら発光するプラズマディスプレイでは、低消費電力化を実現することができない。したがって、外部からの光を反射して表示する反射型の表示装置の研究開発が急がれている。
【０００４】
反射型の表示装置として、反射型液晶表示装置が研究されているが、液晶は基本的に視野に依存する特性を有しており、見る角度によってコントラストが変化したり、白黒表示が逆転する色反転等が生じてしまう欠点がある。また、反射型表示装置では、紙に近い白表示（ペーパーホワイト）を実現するために、高い反射率および光利用効率を達成することが求められているが、液晶表示装置では、液晶自身の反射率が小さいことや、配向膜の光透過率が小さいことのために、反射率や光利用効率が低い。したがって、液晶表示装置では、明暗のコントラストが小さく、非常に見にくくなる等の構造的な問題点が多い。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、視野角に依存せず、コントラストが高くとれ、高い反射率・光利用効率を達成し、携帯用表示装置に適した新規な表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルを含み、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記機能性ゲルが粒状であり、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して基板面を隠す状態または現す状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により凝集又は分散する機能性ゲル粒子を含み、前記粒子の凝集又は分散により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記粒子の凝集により前記調光層は透明となり入射光は前記調光層を透過し、前記着色層の色を呈し、前記粒子の分散により入射光は散乱して前記調光層は白濁することにより表示を行うことを特徴とする表示装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、画素領域を区画する部材と、前記部材に取り付けられており前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルとを有し、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記機能性ゲルが粒状であり、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して基板面を隠す状態または現す状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、画素領域を区画する部材と、前記部材に取り付けられており前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルとを有し、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記部材はシリンダーを構成し、前記機能性ゲルが着色され、かつ前記シリンダー内に配置されており、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して前記シリンダーを満たす状態または満たさない状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
【０００９】
本発明の表示装置は、電極を有する一対の基板間の調光層が、電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルを含み、機能性ゲルの変形により調光層に入射する光を調節することを特徴としている。ここで、機能性ゲルの変形とは、屈伸、収縮・膨張（体積変化）、または凝集・分散等を意味する。
【００１０】
また、本発明の表示装置は、電極を有する一対の基板間の調光層が、電極間に印加された電界により凝集・分散する粒子を含み、粒子の凝集・分散により調光層に入射する光を調節することを特徴としている。
【００１１】
本発明の表示装置の第１の態様としては、一対の基板間に挟持された調光層が懸濁液あるいは乳濁液と、この懸濁液あるいは乳濁液中に配置されたフィルム状機能性ゲルとを含み、さらにこのフィルム状機能性ゲルを挟む位置に少なくとも２つの電極を設けてなる構造を有する。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、機能性ゲルが一対の基板のうち一方の基板面に接触する状態あるいは接触しない状態をとり、これにより画像を表示する。
【００１２】
本発明の表示装置の第２の態様としては、電極を有する一対の基板間に挟持された調光層は一端が固定され、屈曲可能なフィルム状機能性ゲルを含む構造を有する。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、フィルム状機能性ゲルが屈伸して基板の表面が見え隠れし、これにより画像を表示する。
【００１３】
本発明の表示装置の第３の態様としては、電極を有する一対の基板間に挟持された調光層が収縮・膨張可能な粒状機能性ゲルを含む構造を有する。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、粒状機能性ゲルが収縮・膨張して基板の表面が見え隠れし、これにより画像を表示する。
【００１４】
第３の態様においては、粒状機能性ゲルの収縮時の粒径が０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、可視光散乱することができる。また、粒状機能性ゲルが、液体またはゲル中に分散されていることが好ましい。これにより、機能性ゲルが被膜状にならず、個々に分散することができる。
【００１５】
本発明の表示装置の第４の態様としては、電極を有する一対の基板間に挟持された調光層が収縮・膨張可能な織布状の繊維状機能性ゲルを含む構造を有する。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、織布状の繊維状機能性ゲルが収縮・膨張して基板の表面が見え隠れし、これにより画像を表示する。
【００１６】
本発明の表示装置の第５の態様としては、電極を有する一対の基板間に挟持された調光層が凝集・分散可能な粒子を含む構造を有している。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、凝集・分散可能な粒子が凝集・分散して基板の表面が見え隠れし、これにより画像を表示する。
【００１７】
第５の態様において、凝集・分散可能な粒子の粒径が０．３μｍ以下であることが好ましい。これにより、可視光の散乱を抑制することができる。
【００１８】
また、第１〜第５の態様においては、電極が基板上に形成された画素を区画する隔壁に配置されることが好ましい。これにより、電極材料を自由に選択することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様としては、電極を有する一対の基板間に挟持された調光層が顔料微粒子または着色微粒子と、この微粒子の表面の少なくとも一部に存在する機能性ゲルとを含む構造を有している。この場合、２つの電極間に電界を印加することにより、機能性ゲルが体積変化して基板の表面が見え隠れし、これにより画像を表示する。
【００２０】
本発明における屈伸変形の機能性ゲルを用いた表示装置は、あらかじめ所定の色に着色した各画素ごとに配置された微小な表示板あるいは薄膜を直視するものであり、この表示板あるいは薄膜の位置を機能性ゲルである屈曲性刺激応答性高分子ゲル（屈曲応答性ゲルと省略する）の屈曲運動によって制御するものである。
【００２１】
屈伸変形の機能性ゲルを用いる態様においては、表示板を移動可能とし、その表示板の一部を屈曲応答性ゲルに固定し、屈曲応答性ゲルの運動により、基板に対して垂直な方向に表示板を開閉するように制御しても良い。この場合、移動可能な表示板を白色とすることにより、ゲルの形状が直線状の場合に白表示が得られ、電気刺激により屈曲応答性ゲルが屈曲した場合に黒表示が得られる。また、表示板を着色することにより色表示することもできる。
【００２２】
また、屈伸変形の機能性ゲルを用いる態様においては、移動可能な表示板の一部を屈曲応答性ゲルに固定し、隣接する画素の下部に収納するように構成しても良い。このような構成を有する表示装置においては、例えば基板を黒色に着色し、光散乱性の白色の表示板を用いることにより、コントラストが大きい白黒表示が可能となる。すなわち、屈曲応答性ゲルの形状が直線状の場合は白色表示となり、屈曲応答性ゲルが屈曲して表示板が隣接する画素の下部に収納された場合は基板の黒色が表示される。また、基板表面に反射板を配置し、表示板を黒色とすることにより白黒表示を行うこともできる。
【００２３】
上記屈曲応答性ゲルの材料としては、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸複合体等を用いることができる。また、屈曲応答性ゲルとしては、電解質溶液の漏れを抑制するため、棒状ゲルをゲル膜で覆ったいわゆる微小な人工筋肉を用いることもできる。
【００２４】
なお、移動可能な表示板の移動速度を増加させるために磁力、静電力等のゲル以外の駆動力を併用しても良い。
【００２５】
また、例えばイエロー、シアン、マゼンタに着色した光透過性の表示板を配置することにより、色表示が可能となる。この方式による色表示においては、光透過性の着色された表示板を用いることにより、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができるため、明るく鮮明な表示が可能である。また、異なる色に着色した光散乱性の表示板を並置配列することにより色表示を行うことも可能である。
【００２６】
また、屈伸変形の機能性ゲルを用いる態様においては、薄膜を備えた棒状屈曲応答性ゲルの対向する端部を画素の外周部に固定し、屈曲応答性ゲルの屈曲運動によって薄膜の形状を制御しても良い。すなわち、屈曲応答性ゲルの形状が直線状である場合に薄膜が画素を覆い、屈曲応答性ゲルが屈曲した場合に薄膜が画素周辺部に移動して基板を直視することができるようになる。この薄膜を白色、基板を黒色に着色するか、または基板表面に反射板を設け、薄膜を黒色に着色することによって、コントラストが大きい白黒表示を実現することができる。また、異なる色相に着色した薄膜を積層するかまたは並置することにより、色表示を行うこともできる。さらに、イエロー、シアン、マゼンタに着色した光透過性の薄膜を積層した場合は、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができるため、明るく鮮明な表示が可能となる。
【００２７】
さらに、屈伸変形の機能性ゲルを用いる態様においては、薄膜を備えた棒状屈曲応答性ゲルの一端部を画素の外周部に固定し、対向する端部が画素中央に位置するように設置しても良い。すなわち、屈曲応答性ゲルの形状が直線状である場合に薄膜が画素を覆い、屈曲応答性ゲルが屈曲した場合に薄膜が画素周辺部に移動して基板を直視することができるようになる。この薄膜を白色、基板を黒色に着色するか、または基板表面に反射板を設け、薄膜を黒色に着色することによって、コントラストが大きい白黒表示を実現することができる。また、異なる色相に着色した薄膜を積層するかまたは並置することにより、色表示を行うこともできる。この場合においても、イエロー、シアン、マゼンタに着色した光透過性の薄膜を積層したときに、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができ、明るく鮮明な表示が可能となる。
【００２８】
本発明における膨張・収縮変形の機能性ゲルを用いた表示装置は、各画素ごとに機能性ゲルである膨張・収縮性刺激応答性ゲル（膨張・収縮性ゲルと省略する）を画素周辺に配置し、電気刺激により画素中央に向けて膨張運動させるものである。この場合、膨張・収縮性ゲルを白色に、基板を黒色に着色するか、または膨張・収縮性ゲルを黒色に着色し、基板を白色に着色することにより、白黒表示を行うことができる。この方式は、膨張・収縮性ゲルまたは基板を直視する方式であるため、高いコントラストが得られる。また、この方式においては、イエロー、シアン、マゼンタに着色した光透過性の膨張・収縮性ゲルを含むセルを３層積層することにより、色表示を行うことができる。この方式においては、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができるため、コントラストが大きく、かつ鮮明な色表示を行うことができる。また、この方式においては、レッド、グリーン、ブルーに着色した光散乱性の膨張・収縮性ゲルを含むセルを３層積層して色表示を行うこともできる。さらに、この方式においては、光透過性のイエロー、シアン、マゼンタのフィルタ上に光散乱性の膨張・収縮性ゲルを配置するか、または光吸収性のイエロー、シアン、マゼンタのフィルタ上に光散乱性または光吸収性の膨張・収縮性ゲルを配置して、これらの膨張・収縮性ゲルをフィルタ上に備えられたシャッターとして用いることもできる。
【００２９】
また、膨張・収縮変形の機能性ゲルを用いる態様においては、各画素ごとに配置されたシリンダー状の容器の底部に膨張・収縮性ゲルを配置しても良い。例えば、シリンダー状の容器の表面を黒色に着色し、白色の膨張・収縮性ゲルを用いると、ゲルが収縮状態のときは黒表示となり、ゲルが膨潤状態の場合は白表示となる。また、この方式において、膨張・収縮性ゲルを所定の色に着色することにより、色表示を行うことができる。また、この方式においては、シリンダーの形状を変えることにより、コントラストを増大させることができる。
【００３０】
また、膨張・収縮変形の機能性ゲルを用いる態様においては、図５２に示すように、色表示に用いる顔料微粒子または着色微粒子６１の表面に膨張・収縮性ゲル微粒子６２を吸着させ、膨張・収縮性ゲルの膨張・収縮により顔料微粒子または着色微粒子が見え隠れすることによって表示を行っても良い。例えば、膨張・収縮性ゲルとして白色微粒子を用いた場合、ゲルが膨張（膨潤）して顔料微粒子や着色微粒子の表面を覆えば白色表示となり、ゲルが収縮した場合には顔料微粒子や着色微粒子の色が表示される。また、膨張・収縮性ゲル微粒子を顔料微粒子や着色微粒子と異なる色相に着色し、膨張・収縮性ゲル微粒子の体積変化によって連続的に色相を変化させることもできる。さらに、膨張・収縮性ゲル微粒子を黒色に着色した場合は、ゲル収縮時に顔料微粒子や着色微粒子の色表示を行い、ゲル膨張時に黒表示を行うことができる。
【００３１】
また、この方式においては、図５３（ａ）、図５３（ｂ）および図５４に示すように、顔料微粒子や着色微粒子を単数または複数の孔または亀裂を有する膨張・収縮性ゲル薄膜６３で覆ったものを用いることができる。この場合、例えばゲル薄膜が白色である場合、ゲル薄膜が収縮すると孔の面積が増大して顔料微粒子や着色微粒子の色が表示され、膨張すると白表示となる。また、この方式において、ゲル薄膜を顔料微粒子や着色微粒子と異なる色相に着色し、ゲル薄膜上にある孔または亀裂の面積を調整することにより、連続的に色相を変化させることもできる。また、この方式において、ゲル薄膜を黒色に着色した場合、ゲル薄膜が収縮した時に顔料微粒子や着色微粒子の色を表示することができ、ゲル薄膜が膨張した時に黒表示を行うことができる。
【００３２】
また、この方式においては、図５５に示すように、表面に膨張・収縮性ゲル微粒子を有する顔料微粒子や着色微粒子を一画素に一つづつ配置した構造にしても良い。なお、図中６４は基板を示す。この場合、白色の膨張・収縮性ゲルを用いた場合、ゲル微粒子が膨張して顔料微粒子や着色微粒子の表面を覆えば白色を表示することができ、ゲル微粒子が収縮した場合には顔料微粒子や着色微粒子の色を表示することができる。また、ゲル微粒子を顔料微粒子や着色微粒子と異なる色相に着色し、ゲル微粒子の体積変化により連続的に色相を変化させることもできる。さらに、ゲル微粒子を黒色に着色した場合は、ゲル微粒子が収縮した時に顔料微粒子や着色微粒子の色を表示することができ、ゲル微粒子が膨潤した時は黒表示を行うことができる。
【００３３】
さらに、図５６（ａ）および図５６（ｂ）に示すように、単数または複数の孔を有する膨張・収縮性ゲル薄膜で覆った顔料微粒子や着色微粒子６１を一画素に一つづつ配置した構造にしても良い。なお、単一の孔または亀裂を有するゲル薄膜６３で顔料微粒子または着色微粒子６１を覆った場合、孔または亀裂の中心は表示装置の前面を向いていることが望ましい。
【００３４】
本発明で用いる、表面の少なくとも一部に膨張・収縮性ゲルが存在する顔料微粒子または着色微粒子は、顔料微粒子または着色微粒子を核としたコーティング造粒法あるいはコアセルベーション法等を用いて得ることができる。
【００３５】
上記膨張・収縮性ゲルの材料としては、デンプン系高吸水性ポリマー、セルロース系高吸水性ポリマー、ヒアルロン酸系高吸水性ポリマー、ポリビニルアルコール系高吸水性ポリマー、アクリル酸塩系高吸水性ポリマー、アクリルアミド系高吸水性ポリマー、ポリオキシエチレン系高吸水性ポリマー、ポリスチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸共重合体等の架橋体、ポリウレタン樹脂または種々のオルガノゲル等を用いることができる。
【００３６】
本発明において機能性ゲル微粒子を用いた表示装置は、黒色吸収体または色フィルター上に粒状機能性ゲルである刺激応答性ゲル微粒子（ゲル微粒子と省略する）を分散させた領域を設けたものである。この方式は、ゲル微粒子の粒径変化によって可視光の透過−散乱状態を制御するものである。例えば、粒径が可視光の波長より大きいゲル微粒子を分散させた場合、定常状態で光透過状態であり、ゲル微粒子が刺激により収縮したときに粒径が可視光の波長域内に入り光散乱状態となり、これにより光の透過・散乱を制御することができる。また、粒径が可視光の波長域内のゲル微粒子を分散させた場合、定常状態で散乱状態であり、ゲル微粒子が刺激により収縮したときに粒径が可視光の波長域より小さくなり光透過状態となり、これにより光の透過・散乱を制御することができる。この方式においては、光散乱能を向上させるために、粒径が可視光の波長域以下のポリマー、あるいは無機物の微粒子をゲル微粒子と混在させることにより、コントラストを増大させることができる。また、この方式においては、刺激応答の特性の異なるレッド、グリーン、ブルーの色素を含有するゲル微粒子を同一画素内に混在させ、加える刺激の強さや大きさを制御して選択的に特定の種類のゲル微粒子の体積変化させることにより色相を変化させることができる。
【００３７】
本発明において凝集・分散性粒子を用いた表示装置の凝集・分散性粒子としては、無機ポリマーゲル等の粒子を用いることができ、その粒径は、光散乱等を考慮すると、０．３〜２．０μｍであることが好ましい。
【００３８】
本発明の表示装置によれば、一画素ごとに機能性ゲルをフィルム状あるいは繊維状に形成し、この機能性ゲルに電界を印加・無印加にする、または極性が異なる電圧の電気信号を与えることによって、機能性ゲルに屈伸、膨張・収縮等の変化を起こさせる。この機能性ゲルの変化を光のシャッターとして用いることにより、所望の画像を得ることができる。
【００３９】
また、一画素ごとに多数の粒子を配置し、この粒子に電界を印加・無印加にする、または極性が異なる電圧の電気信号を与えることによって、粒子の凝集・分散を生じさせる。この粒子の凝集・分散で光の透過を調整することにより画像を得ることができる。
【００４０】
本発明の表示装置において、特に、機能性ゲルを挟持するように電極を配置することにより、機能性ゲルに効率よく電界や電気信号を与えることができ、良好に機能性ゲルの変化を起こすことができ、コントラストの向上を図ることができる。この場合、一対の基板にそれぞれ透明電極を形成し、その透明電極が対向するように配置した基板間に機能性ゲルを配置しても良く、一対の基板間に基板と連接する壁を形成し、壁の上方および下方に電極を形成し、その基板間に機能性ゲルを配置しても良い。
【００４１】
本発明の表示装置においては、従来のゲスト−ホスト型液晶表示装置で問題となる二色性色素や液晶等の物性パラメータに左右されることがなく、理想的な表示状態を実現することができる。このため、従来は不可能であった明るく鮮明な色表示が可能であり、コントラストも高い。また、構造が単純であるため、低コストでの生産が可能であり、量産に適する。
【００４２】
なお、本発明の表示装置において、基板材料、電極材料、素子材料等については、表示装置に通常使用されるものを用いることができる。
【００４３】
以下、本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定するものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００４４】
（実施例１）
本実施例は、対向する一対の基板間に、染色したフィルム状の機能性ゲルを配置し、基板間に懸濁液あるいは乳濁液を満たし、機能性ゲルを挟むように形成した電極間の極性あるいは電圧を変化させる等の電気信号により機能性ゲルの屈伸を繰り返させ、上部基板の基板面（透過面）に接触あるいは非接触を繰り返させることにより表示するものである。
【００４５】
このとき、上部基板はガラス基板等の透明基板とし、フィルム状機能性ゲルがこの透明基板に接触した場合、上部からは染色されたゲルの色が観測され、透明基板に非接触の場合、懸濁液あるいは乳濁液の色が観測される。
【００４６】
図１〜図３を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。下部基板１上には、図１に示すように、各画素ごと四方を囲むように、側面の上下にそれぞれ電極を付けた樹脂等からなる側壁２が形成されている。この側壁２に囲まれた部分には、フィルム状の機能性ゲル３ａが印刷等により形成されている。このとき、各フィルム状機能性ゲル３の四方は機能性ゲルである繊維状ゲル３ｂでネットワーク状に接続されている。また、上部基板４は、図２に示すように、印刷等で形成された接着剤５によって下部基板１との間にギャップを有して対向配置されている。
【００４７】
フィルム状機能性ゲル３に電気信号を与える電極は、フィルム状機能性ゲル３を挟むように、前記側壁２に下部基板１側に下部電極６、上部基板４側に上部電極７として形成されている。下部基板１および上部基板４間のギャップ中には、懸濁液あるいは乳濁液８が注入されている。本実施例では、フィルム状機能性ゲル３を構成する樹脂が、懸濁液あるいは乳濁液の注入で膨潤することによりゲル状となる。この樹脂は膨潤してゲル化することで体積（表面積）が大きくなるため、フィルム状機能性ゲル３は上部基板４と下部基板１との間にバラバラな状態で位置する。ここで、樹脂が膨潤し終わる前に下部基板１側に接触するように、電圧を印加すると、樹脂がゲル化するときにゲルは下部基板１に接触するように変形する。
【００４８】
本実施例による表示装置は、電圧ＯＮ状態で、機能性ゲル３が歪み、上部基板４側に撓んだ状態となり、図３に示すように、ガラス基板等の上部基板４に接触する。このとき、上方から（上部基板４側から）観察すると、画素はフィルム状機能性ゲル３の色を呈する。
【００４９】
一方、電圧ＯＦＦ状態で、機能性ゲルは下部基板１側に歪み、上方から観察すると、画素には懸濁液あるいは乳濁液の色が観察される。例えば、懸濁液あるいは乳濁液として、白色のエマルジョンを分散させた場合、紙の色に近い白（ペーパーホワイト）を呈する。このように、電圧のＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことにより、白黒表示が可能となる。
【００５０】
このように、本実施例の表示装置では、電圧のＯＮ、ＯＦＦの電気信号を与えることにより、染色させたゲルが透明基板面に押しつけられるモード（図３）および初期状態に戻るモード（図２）に切り替わり、押しつけられるモード（図３）のときにフィルム状機能性ゲル３の色を呈し、戻るモード（図２）のときに上部基板と下部基板との間に配された懸濁液あるいは乳濁液の色を呈し、これにより、表示を行う。なお、上記と反対の極性の電圧を印加することにより、機能性ゲルを上部基板４に接触させる状態、下部基板１側に引き離す状態でモード切り替えを行うこともできる。
【００５１】
なお、機能性ゲルを構成する樹脂は、部分的に架橋しなければ、懸濁液あるいは乳濁液に溶解してしまうことがあるが、架橋度を調整することにより、ゲルの膨潤量を制御し、これにより樹脂の懸濁液あるいは乳濁液への溶解を防止することができる。樹脂の架橋の調整方法としては、イオン架橋あるいは樹脂合成の際、架橋剤を添加し合成する方法、樹脂を合成した後に加水分解して架橋する方法等が挙げられる。イオン架橋により調整する場合、例えば膨潤液（懸濁液あるいは乳濁液）中のイオン濃度と樹脂中のカルボン酸、スルホン酸、アミン量等のイオン成分濃度とを調整することにより行う。架橋剤を添加する場合は、イオン架橋の調整によりその量を決める。
【００５２】
また、本実施例の表示装置において、カラー表示を行う場合は、フィルム状機能性ゲルをレッド、グリーン、ブルーや、シアン、マゼンタ、イエロー等の色の３原色に染めて用いれば良い。
【００５３】
次に、本実施例による表示装置の作製方法について説明する。
【００５４】
まず、図４および図５に示すように、下部基板１に裏面から表面に（図中下から上に）貫通するように一対の電極９，１０を形成する。下部基板１の表面に蒸着またはスパッタリングにより電極層１１を形成する。下部基板１の裏面には、電極９，１０間に電圧を印加するための駆動用配線（図示せず）が形成されている。電極９，１０の材料としては、銅、ニッケル等が挙げられ、電極層１１の材料としては、銅、ニッケル、金等が挙げられる。また、下部基板１の基板材料としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂、ガラス等が挙げられる。この場合、下部基板１としてはエポキシ樹脂基板を用いている。
【００５５】
次いで、図６および図７に示すように、電極９には接続せず、電極１０に接続するように電極層１１をエッチングによりパターニングして下部薄膜電極１２を形成する。
【００５６】
次いで、図８および図９に示すように、下部薄膜電極１２上に側壁２となる絶縁層１３，１４を印刷法等で形成する。このとき、電極１０上に絶縁層１３が形成されないように絶縁層１３に孔１５を設ける。絶縁層１３，１４の材料としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。具体的には、チクソ性を持つフィラーを添加した白色エポキシ樹脂を用い、絶縁層１３の寸法を幅０．２ｍｍ×０．４ｍｍ、長辺側の間隔０．３ｍｍ、短辺側の間隔０．２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのとし、絶縁層１４の寸法を幅０．１ｍｍ×０．３ｍｍ、長辺側の間隔０．６ｍｍ、短辺側の間隔０．３ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとして印刷し、硬化させた。
【００５７】
次いで、図１０に示すように、絶縁層１３，１４が形成された下部基板１の表面に、蒸着またはスパッタリング等により薄膜導体１６を形成する。この薄膜導体１６の材料としては、銅、ニッケル等が挙げられる。次いで、図１１および図１２に示すように、この薄膜導体１６をエッチングして上部薄膜電極１７を形成する。
【００５８】
次いで、図１３および図１４に示すように、上部薄膜電極１７を設けた側壁１３上に絶縁層１８を印刷等で形成する。このときの絶縁層１８の材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。具体的には、絶縁層１８は、白色エポキシ樹脂を厚さ５μｍで塗布し硬化することにより形成する。その後、余剰の上下部薄膜電極１２，１７をエッチングにより除去し、図１３に示すように、下部薄膜電極１２、上部薄膜電極１７に端面１９を設ける。
【００５９】
次いで、図１５および図１６に示すように、上記基板に電気メッキ処理を施すことにより、下部薄膜電極１２、上部薄膜電極１７の端面１９に耐食性に優れたニッケル、金、白金等の金属を成長させ、それぞれ上部電極２０および下部電極２１を形成する。このようにして本実施例の表示装置の下部基板を作製する。ここで、絶縁層１３，１４を短冊形にしたのは、上部基板と下部基板を貼り合わせた後、液の注入を容易にすると共に、隅に気泡が残存しないようにするためである。
【００６０】
次に、上記のようにして作製した下部基板に、図１に示すようなフィルム状の機能性ゲルを装着する方法について説明する。まず、上部基板として厚さ０．５ｍｍのガラス基板表面に、図１に示すように、赤色に染色したポリアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸アクリル系樹脂を溶解した溶液を厚さ１μｍで印刷して乾燥することにより、フィルム状機能性ゲル３ａおよび繊維状ゲル３ｂを形成する。
【００６１】
次いで、機能性ゲル３ａ，３ｂが形成された上部基板４と、前述したように電極が形成された下部基板１とを貼り合わせる。すなわち、上部基板４と側壁である絶縁層１３，１４とを接着するために、接着部に対応する上部基板４の位置に接着剤として白色エポキシ樹脂を厚さ２μｍで印刷し、さらに、上部基板４および下部基板１の周縁部にシール剤として白色エポキシ樹脂を印刷し、上部基板４および下部基板１を位置合わせして重ね合わせ、ネットワーク処理を施すか、紫外線を照射することにより、エポキシ樹脂を硬化させて上部基板４および下部基板１を接着する。このようにしてセルを作製する。
【００６２】
次いで、上記のように作製したセルの端面から、懸濁液あるいは乳濁液として、ピリジニウム系界面活性剤を含むポリエステルエマルジョンを注入する。注入に際して、注入口が形成されている端面の反対側の端面に口を設け、この口から僅かにセル内部を減圧させることによって、エマルジョンの注入をスムーズに行うことができる。エマルジョンを注入した後、両端の口を樹脂で封止する。この状態で１日放置し、機能性ゲルの樹脂を膨潤させゲル化させて、フィルム状機能性ゲル３ａ，繊維状ゲル３ｂを形成して本実施例の表示装置を得る。
【００６３】
このようにして作製した表示装置の上部電極・下部電極の極性を替えながらＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、赤色のゲルが白色のエマルジョン中に沈み、全面が白色になるように調整した。すなわち、電圧をＯＮすると、フィルム状機能性ゲルが透明基板に接触して赤色が表示され、電圧をＯＦＦにすると赤色が消えた。また、電圧ＯＦＦの場合には、紙に近い白色を表示できた。さらに、この場合、コントラストも充分にとれた。
【００６４】
また、本実施例では、電圧の極性を反転させることにより、フィルム状機能性ゲルが上部基板側に接触するように屈曲する場合と、下部基板側に接触するように屈曲する場合に制御できる。これは、機能性ゲルに加えられる界面活性剤の方向により決定される。
【００６５】
本実施例においては、機能性ゲルを挟む電極を側壁に設けたが、上部基板および下部基板の表面に電極を設け、一方の電極を透明電極とした場合でも同様に動作させることができる。
【００６６】
（実施例２）
本実施例では、基板上に側壁を形成し、フィルム状機能性ゲルの一端を側壁に固定し、電圧の極性を反転させることで、機能性ゲルを屈伸させる表示装置を提供する。この場合、機能性ゲルはその一端が固定されているので、機能性ゲルが屈曲するとき上方からは染色されたセル底（下部基板の表面）が観測され、機能性ゲルが伸びてセル底を隠すときは染色されたゲルが観測される。
【００６７】
図１７〜図１９を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図１〜図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６８】
下部基板１上には、各画素ごとに四方を囲むように側壁２が形成されている。この側壁２に囲まれた部分には、フィルム状の機能性ゲル３が形成されている。このとき、各フィルム状機能性ゲル３の一端は、一つの側壁２に固定されている。上部基板４は、接着剤５によって下部基板１に対してギャップを有して対向して配置されている。
【００６９】
フィルム状機能性ゲル３に電気信号を与える電極は、フィルム状機能性ゲル３を挟むように、前記側壁２の下部基板１側に下部電極６、上部基板４側に上部電極７として形成されている。また、下部基板１の表面には、所望の色に染色された染色膜２２が形成されている。
【００７０】
本実施例による表示装置においては、下部電極６にプラス、上部電極７にマイナスの電圧を印加すると、機能性ゲル３が歪み、図１８に示すように、上部基板４側に伸びる。このとき、上方から観察すると、画素はフィルム状機能性ゲル３の色を呈する。また、下部電極６にマイナス、上部電極７にプラスの電圧を印加すると、機能性ゲル３は、図１９に示すように、固定されている側壁２側に屈曲する。このとき、上方から観察すると、画素は下部基板１の表面上に形成された染色膜２２の色を呈する。
【００７１】
このように、本実施例の表示装置では、電極の極性を変化させる等の電気的信号を与えることにより、染色したゲルが下部基板に形成された染色膜を覆い隠すモード（図１８）と、覆い隠さないモード（図１９）に切り替えることが可能となり、覆い隠すモード（図１８）のときにフィルム状機能性ゲル３の色を呈し、覆い隠さないモード（図１９）のときに下部基板上に形成された染色膜の色を呈し、これにより表示を行う。なお、機能性ゲルの膨潤量を調整する方法は実施例１と同様である。
【００７２】
次に、本実施例による表示装置の作製方法について説明する。
【００７３】
本実施例に用いる下部基板は、あらかじめ印刷法等により染色膜２２が形成された基板を用い、実施例１と同様の方法により作製する。染色膜２２としては、染料あるいは顔料を樹脂に分散させた塗料を印刷する方法等により形成する。ここでは、カーボンブラックが分散されたエポキシ樹脂を用いて黒色膜を形成した。また、側壁となる絶縁層の厚さを０．４ｍｍにした。
【００７４】
次いで、上部基板４の画素に対応する部分に、図１７に示すように、ポリアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸アクリル系樹脂を厚さ１μｍでパターン印刷した。次いで、下部基板１に形成された側壁２に対応する上部基板４の位置に白色エポキシ接着剤５を印刷する。
【００７５】
次いで、フィルム状機能性ゲル用の樹脂３が形成された上部基板と、電極が形成された下部基板とを貼り合わせる。すなわち、上部基板４および下部基板１の周縁部にシール材として白色エポキシ樹脂を印刷し、上部基板４および下部基板１を位置合わせして重ね合わせ、熱処理あるいは紫外線照射によりエポキシ樹脂を硬化させ接着する。このようにしてセルを作製する。
【００７６】
次いで、上記のように作製したセルの端面から、界面活性剤を含む水を注入する。注入に際して、注入口が形成されている端面の反対面に口を設け、この口から僅かにセル内部を減圧することによって、水の注入をスムーズに行うことができる。水を注入した後、両端の口を封着する。この状態で１時間放置し、前記樹脂を膨潤させゲル化させて、一端が固定されたフィルム状機能性ゲル３を形成して本実施例の表示装置を得る。
【００７７】
このようにして作製した表示装置の下部電極６にプラス、上部電極７にマイナスの電圧を印加すると、図１９に示すように、機能性ゲル３は屈曲し、上部から見ると下部基板１上に形成された染色膜２２の黒色が見え、下部電極６にマイナス、上部電極８にプラスの電圧を印加すると、図１８に示すように、機能性ゲル３は上部基板側へ伸び、染色膜２２を覆い隠すようになる。この減少を利用して、電極間に１／３０秒で極性を反転する電気信号を与えたところ、機能性ゲル３は屈伸を繰り返し、これにより画像を表示することができた。
【００７８】
また、本実施例の表示装置によれば、紙に近い白表示が得られ、コントラストも充分であった。また、駆動電圧は２〜１０Ｖであった。
【００７９】
本実施例では、機能性ゲルを挟む電極を側壁に設けているが、上部基板および下部基板の表面に電極を設け、一方を透明電極とした場合も同様に動作させることができる。
【００８０】
（実施例３）
本実施例では、対向して配置された一対の基板間に形成された電極間に、染色した繊維状の機能性ゲルを編むあるいは織って布状（メッシュ状）にして、下部基板を覆うように配置し、電極間の極性あるいは電圧を変化させる等の電気信号により、繊維状機能性ゲルの膨張・収縮によってその太さを変化させ、繊維が太くなったときに下部基板表面を覆い隠し、繊維が細くなったときに下部基板を見えるようにした表示装置を提供する。この場合、繊維状機能性ゲルで作製した布を、光の透過性を考慮して複数積層しても良い。
【００８１】
図２０〜図２２を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図１〜図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８２】
下部基板１上には、各画素ごとに四方を囲むように側壁２が形成されている。この側壁２に囲まれた部分には、繊維状の機能性ゲル３を編み込んで形成した布が配置されており、この布の４端は側壁２に固定されている。上部基板４は、印刷等で形成された接着剤５によって下部基板１に対してギャップを有して対向して配置されている。
【００８３】
繊維状機能性ゲル３に電気信号を与える電極は、繊維状機能性ゲル３を挟むように、前記側壁２の下部基板１側に下部電極６、上部基板４側に上部電極７として形成されている。また、下部基板１の表面は所望の色に染色されている。また、下部基板１および上部基板４間のギャップには、機能性ゲルの安定化のために電解液が注入されている。
【００８４】
本実施例による表示装置においては、下部電極６および上部電極７間に電圧を印加しない場合に機能性ゲル３が膨張し、図２１に示すように、布のメッシュの孔が縮む。このとき、上方から観察すると、画素は繊維状機能性ゲル３の色を呈する。また、下部電極６および上部電極７間に電圧を印加すると、繊維状機能性ゲル３は、図２２に示すように、収縮して細くなる。このとき、上方から観察すると、繊維状機能性ゲルは細くなるので、布のメッシュの孔が大きくなり、画素は下部基板１の表面の色を呈する。
【００８５】
このように、本実施例の表示装置では、電極への電圧の印加の有無により、染色した繊維状機能性ゲルが下部基板に形成された染色膜を覆い隠すモード（図２１）と、覆い隠さないモード（図２２）に切り替えることが可能となり、覆い隠すモード（図２１）のとき繊維状機能性ゲル３の色を呈し、覆い隠さないモード（図２２）のとき下部基板の表面の色を呈し、これにより表示を行う。
【００８６】
次に、本実施例による表示装置の作製方法について説明する。
【００８７】
本実施例に用いる下部基板には、あらかじめ表面を染色した基板を用い、実施例１と同様の方法により作製する。ここでは、表面を黒く染色した基板を用いた。また、側壁となる絶縁層の厚さを０．２ｍｍにした。
【００８８】
次いで、ポリビニルアルコール−ポリアクリルアミドを繊維状にし、これを平織りで布に作製する。このメッシュ状の布を染料あるいは顔料により赤く染色する。次いで、布を形成された下部基板１と、ガラス基板等からなる上部基板４との間に配置する。このとき、布のメッシュ孔部分に、側壁２が位置するようにして接着剤により固定する。接着剤としては白色エポキシ樹脂を用い、これを厚さ０．１ｍｍで上部基板上に印刷する。また、上部基板４および下部基板１の周縁部にも、シール材として白色エポキシ樹脂を印刷する。その後、上部基板４および下部基板１を位置合わせして重ね合わせ、熱処理あるいは紫外線照射によりエポキシ樹脂を硬化させ接着する。このようにしてセルを作製する。
【００８９】
次いで、上記のように作製したセルの端面から食塩水を注入する。注入に際して、注入口が形成されている端面の反対面に口を設け、この口から僅かにセル内部を減圧することによって、食塩水の注入をスムーズに行うことができる。食塩水を注入した後、両端の口を封着する。メッシュ状に織られた樹脂が食塩水中に晒されることにより、膨潤化し機能性ゲルとなる。
【００９０】
このようにして作製した表示装置の上部電極７および下部電極６の間に５Ｖの電場を印加すると、繊維状機能性ゲルは収縮してメッシュの孔が開き、電場の印加を停止すると、繊維状機能性ゲルは膨張してメッシュの孔が閉じる。したがって、メッシュの孔が閉じたときには、繊維状機能性ゲルの色を呈し、メッシュの孔が開いたときには、下部基板１の色を呈する。
【００９１】
また、本実施例の表示装置によれば、紙に近い白表示が得られ、コントラストも充分であった。
【００９２】
本実施例では、機能性ゲルを挟む電極を側壁に設けているが、上部基板および下部基板の表面に電極を設け、一方を透明電極とした場合も同様に動作させることができる。
【００９３】
（実施例４）
本実施例では、対向して配置された一対の基板間に形成された電極間に、液体および粒状機能性ゲルを、この液体と同じあるいはほとんど同じ屈折率を有するゲル中に分散させ、電圧を変化させる等の電気信号を与えることにより、粒状機能性ゲルが膨張・収縮する表示装置を提供する。この場合、粒状機能性ゲルが膨張すると、機能性ゲルの屈折率と液体の屈折率がほぼ一致するので、光が透過して下部基板表面が現れる。一方、粒状機能性ゲルが収縮すると、液体の屈折率と機能性ゲルの屈折率が異なり、光が散乱して下部基板表面が隠れる。ここで、粒状機能性ゲルが膨張したときの平均粒径は、可視光を散乱させる効果が大きくなるので、０．３μｍ以上であることが好ましい。
【００９４】
図２３および図２４を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図１７〜図１９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００９５】
下部基板１上には、各画素ごとに四方を囲むように側壁２が形成されている。この側壁２に囲まれた部分には、屈折率が比較的大きい粒状機能性ゲルが分散された液体あるいは多量に液体を吸収できるゲルが配置されている。上部基板４は、印刷等で形成された接着剤５によって下部基板１に対してギャップを有して対向して配置されている。
【００９６】
粒状機能性ゲル３に電気信号を与える電極は、粒状機能性ゲル３を挟むように、前記側壁２の下部基板１側に下部電極６、上部基板４側に上部電極７として形成されている。また、下部基板１の表面には、所望の色に染色された染色膜２２が形成されている。
【００９７】
本実施例による表示装置においては、下部電極６および上部電極７の間に電圧を印加すると、粒状機能性ゲル３が収縮して、図２４に示すように、粒径が小さくなる。このとき、粒状機能性ゲルの屈折率と媒質の屈曲率の違いによって、セルは散乱により白濁する。また、下部電極６および上部電極７の間の電圧の印加を停止すると、粒状機能性ゲル３は、図２３に示すように、膨張して粒径が大きくなる。このとき、上方から観察すると、粒状機能性ゲルは大きくなるので、粒状機能性ゲルの屈折率と液体の屈折率がほぼ一致し、画素は下部基板１の表面に形成された染色膜２２の色を呈する。
【００９８】
本実施例による表示装置においては、電極の極性を変化させる等の電気的信号を与えることにより、粒状機能性ゲルが小さくなり、粒状機能性ゲルと液体の屈折率の差によって光を散乱するモード（図２４）と、粒状機能性ゲルが大きくなり、粒状機能性ゲルと液体の屈折率がほぼ一致して光を透過するモード（図２３）に切り替えることが可能となり、光散乱モード（図２３）のときに白濁し、透過モード（図２４）のときに下部基板の表面に形成された染色膜２２の色を呈し、これにより表示を行う。なお、透過モードの場合、粒状機能性ゲルの量を多くすることにより、ゲルの収縮時にゲル容量が高くなり、屈折率が大きくなって散乱も大きくなる。また、本実施例においては、白色等に染色した粒状機能性ゲルを用い、ゲルが膨張した場合にゲルの色を観測し、ゲルが収縮した場合にセル底の色を観測する表示装置に構成することもできる。
【００９９】
次に、本実施例による表示装置の作製方法について説明する。
【０１００】
本実施例に用いる下部基板は、実施例２と同様の方法により作製する。次いで、この下部基板と、ガラス基板等からなる上部基板とを貼り合わせる。すなわち、接着剤として白色エポキシ樹脂を用い、これを厚さ２μｍで側壁上に印刷し、上部基板４と下部基板１の周縁部にシール材として白色エポキシ樹脂を印刷し、上部基板４および下部基板１を位置合わせして重ね合わせ、熱処理あるいは紫外線照射によりエポキシ樹脂を硬化させ接着する。このようにしてセルを作製する。
【０１０１】
次いで、媒質として水に透明ゲルを分散させる。このとき、透明ゲルと一緒に粒状機能性ゲルとなる少量の樹脂を添加して混合液を得る。この少量の樹脂は、ゲル化した後に屈折率が透明ゲルとほぼ一致するものを選ぶ。具体的には、この混合液は、ゲル化した後に粒径が１〜３μｍの２０倍に体積膨張したポリアクリルアミドゲルと、５０℃の５％寒天溶液（透明ゲル）とを混合して作製する。
【０１０２】
次いで、この混合液をセル中に注入する。この混合液が冷えることにより、樹脂はゲル化して機能性ゲルとなり、ゲル化によって流動性が小さくなる。この場合、加熱することにより、流動性を付与することが好ましい。その後、１０℃以下の温度に冷却し１日放置することにより、機能性ゲルがセル内に均一に分散して固定される。このようにして、本実施例の表示装置を作製する。
【０１０３】
このようにして作製した表示装置においては、粒状機能性ゲルの膨張時には、粒状機能性ゲルの屈折率と透明ゲルとの屈折率がほぼ一致するので、粒状機能性ゲルの膨張時にセル内は透明となり、セル底に形成された染色膜２２の色を呈することになる。一方、上部電極７および下部電極６の間に、極性あるいは電圧を変化させる等の電気信号を与えることにより、粒状機能性ゲルは収縮し、樹脂密度が増大する。これにより、粒状機能性ゲルの屈折率が透明ゲルの屈折率より大きくなり、光が散乱してセル内は白濁する。具体的に、本実施例の表示装置において、セル内が透明な状態で電極に５Ｖの電圧をかけると白濁して染色膜２２の黒色が見えなくなり、電圧の印加を停止すると、セル内が透明となり黒色が見えるようになった。
【０１０４】
本実施例の表示装置によれば、紙に近い白色表示が実現され、コントラストも充分に高いものであった。
【０１０５】
本実施例では、機能性ゲルを挟む電極を側壁に設けているが、上部基板および下部基板の表面に電極を設け、一方を透明電極とした場合も同様に動作させることができる。
【０１０６】
（実施例５）
本実施例は、対向して配置された一対の基板間に形成された電極間に粒子を分散させた液体を供給し、電極間に印加する電圧を変化させることにより、粒子が凝集・分散する表示装置を提供する。液体中に粒子が分散した状態において、粒子が充分に細かいと、可視域の光の散乱が起きない。一方、粒子が凝集し、ゲル状粒子が生じると、見かけ上の粒径が大きくなり、光が散乱して白濁する。このときの粒子を分散させた液体としては、平均粒径が０．３μｍ以下の見かけ上透明なアイオノマーエマルジョンを用いることができる。
【０１０７】
図２５および図２６を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図１７〜図１９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１０８】
下部基板１上には、各画素ごとに四方を囲むように側壁２が形成されている。この側壁２に囲まれた部分には、屈折率が比較的大きい粒状機能性ゲルが分散された液体が注入されている。上部基板４は、印刷等で配置された接着剤５によって下部基板１に対してギャップを有して対向して配置されている。
【０１０９】
粒状機能性ゲル３に電気信号を与える電極は、粒状機能性ゲル３を挟むように、前記側壁２の下部基板１側に下部電極６、上部基板４側に上部電極７として形成されている。また、下部基板１の表面には、所望の色に染色された染色膜２２が形成されている。
【０１１０】
本実施例による表示装置においては、下部電極６および上部電極７の間に電圧を印加すると、粒子３が凝集し、図２５に示すように、凝集した粒子の塊（ゲル状）が粒径の大きいゲル状粒子となる。このとき、ゲル状粒子の屈折率と媒質との屈折率の違いによって、セル内は白濁する。また、下部電極６および上部電極７の間の電圧の印加を停止すると、ゲル状粒子が分解され、粒子３は、図２６に示すように、溶媒中に均一に分散する。このとき、上方から観察すると、画素は下部基板１の表面に形成された染色膜２２の色を呈する。
【０１１１】
このように、本実施例の表示装置では、電極の極性を変化させる等の電気的信号を与えることにより、粒子が凝集してゲル状粒子となり、溶媒の屈折率とゲル状粒子の屈折率の差によって光を散乱するモード（図２５）と、粒子が分散して溶媒の屈折率とゲル状粒子の屈折率がほぼ一致して光を透過するモード（図２６）に切り替えることが可能となり、光散乱モード（図２５）のとき白濁し、透過モード（図２６）のとき下部基板の表面に形成された染色膜２２の色を呈し、これにより表示を行うことができる。
【０１１２】
次に本実施例による表示装置の作製方法について説明する。本実施例に用いる下部基板は、実施例２と同様の方法により作製する。次いで、この下部基板と、ガラス基板等からなる上部基板とを貼り合わせる。すなわち、接着剤として白色エポキシ樹脂を用い、これを厚さ２μｍで側壁上に印刷し、上部基板４と下部基板１の周縁部にシール材として白色エポキシ樹脂を印刷し、上部基板４および下部基板１を位置合わせして重ね合わせ、熱処理あるいは紫外線照射によりエポキシ樹脂を硬化させ接着する。このようにしてセルを作製する。
【０１１３】
次いで、媒質として水に、平均粒径０．３μｍ以下の樹脂粒子を分散させて混合液を得る。このとき、溶媒あるいは樹脂粒子の種類を選ぶことにより、樹脂粒子が溶媒中に均一に分散して存在する状態と、樹脂粒子が相互に凝集してゲル状の粒子が分散して存在する状態を実現できる。具体的には、溶媒として水を用い、粒子の粒径が０．０５〜０．２μｍであるアイオノマー樹脂材料を分散させる。次いで、この混合液をセル中に注入する。このようにして、本実施例の表示装置を作製する。
【０１１４】
このようにして作製した表示装置は、上部電極７および下部電極６に、極性あるいは電圧を変化させる等の電気信号を送ることにより、樹脂粒子が凝集してゲル状の塊が溶媒中に分散する。このとき、セルに入射した光はセル内で乱反射して光入射方向から見ると白色になる。電界の印加を停止すると、樹脂粒子は溶媒に均一に分散する。このとき、セルに入射する光はセルを透過するので、下部基板表面に形成された染色膜２２の色を呈する。具体的に、本実施例の表示装置では、セル内が白濁した状態で電極に５Ｖの電圧を印加すると、セル内の白濁は消えて透明となり、染色膜２２の黒色が見え、電圧の印加を停止すると、セル内は白濁して黒色は見えなくなった。
【０１１５】
本実施例の表示装置によれば、紙に近い白色表示が実現され、コントラストも充分に高いものであった。
【０１１６】
本実施例では、機能性ゲルを挟む電極を側壁に設けているが、上部基板および下部基板の表面に電極を設け、一方を透明電極とした場合も同様に動作させることができる。
【０１１７】
（実施例６）
本実施例では、各画素周辺に機能性ゲルを配置し、電気信号に対応して、機能性ゲルを画素中央部に向けて膨張させることによって表示する表示装置を提供する。より具体的には、機能性ゲルが画素周辺に存在するときに、表示部はセル底の色を示し、機能性ゲルが膨潤して画素中央部まで膨張したときに、ゲルの色を示すものである。
【０１１８】
まず、図２７を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。
【０１１９】
側壁３２に囲まれた画素３１内の周辺部には、機能性ゲル３３が配置されている。この画素は、下部基板３４、上部基板３５および側壁３２で区画されたセルにより構成されている。下部基板３４の表面には、画素電極とこれに接続されたスイッチング素子（図示せず）が形成され、上部基板には、共通電極として透明電極が形成されている。
【０１２０】
本実施例の表示装置では、機能性ゲルを白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色することにより、または機能性ゲルを黒色に着色し、下部基板の表面を白色に着色することにより白黒表示装置を構成することができる。また、下部基板にカラーフィルターを設け、画素ごとの機能性ゲル（光散乱性あるいは吸収性の機能性ゲル）をシャッターとして用いることにより、または機能性ゲルをレッド、グリーン、ブルーや、イエロー、シアン、マゼンタに着色し、セル底を黒色あるいは白色に着色することにより、色表示を実現することができる。
【０１２１】
次に、本実施例による表示装置の作製方法について説明する。
【０１２２】
まず、下部基板にスイッチング素子および透明電極を作り込む。透明電極は、例えば材料としてＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）を用い、スパッタリングにより形成する。側壁３２は印刷法等により形成する。次いで、機能性ゲル３３を染料で染色するか、あるいは機能性ゲルに顔料を分散させることにより、所定の色に着色する。この機能性ゲル３３を側壁３２に接続するようにして設ける。
【０１２３】
ここで、本実施例において使用する機能性ゲルの材料は、親油性、親水性のいずれの材料でも良い。親水性ゲルとしては、橋かけポリアクリル酸系、イソブチレン／マレイン酸塩系、デンプン／ポリアクリル酸塩系、ＰＶＡ／ポリアクリル酸塩系、アクリル繊維の加水分解物系、橋かけＰＶＡ系、アクリル酸カリウム系重合体、アクリル酸ソーダ系重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、エチレンオキサイド系重合体、カルボキシメチルセルロース系重合体、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体、アクリル酸塩−アクリルアミド共重合体等を挙げることができる。また、親油性ゲルとしては、ポリスチレン等を挙げることができる。
【０１２４】
次いで、このようにして得られた下部基板と、ＩＴＯを用いて透明電極を形成した上部基板とを貼り合わせてセルを作製する。上部基板と下部基板の貼り合わせは上記実施例と同様に行う。次いで、セル内に電解質溶液等を注入する。
【０１２５】
本実施例における表示装置においては、機能性ゲルを黒色に着色し、下部基板の表面を白色に着色した場合、電圧を印加したときに、機能性ゲルば膨張して白色を表示し、電圧の印加を停止したときに、機能性ゲルは元に戻り（収縮）黒色を表示した。このとき、応答速度が３０ｍｓであり、コントラストが１０：１であった。コントラストは、機能性ゲルに含有させる黒色色素の濃度に依存し、濃度が大きいほど大きくなるが、あまり濃度が大きくなると機能性ゲルの動きが抑制されて応答速度に影響する。また、電圧を印加する時間（書き込み時間）を充分にとることにより、コントラストを大きくすることができる（１００ｍｓの時コントラスト１８：１）。
【０１２６】
本実施例の表示装置において、機能性ゲルの面積変化量と電圧印加時間との関係は、電圧印加時間が長いほど、機能性ゲルの面積変化量は増加する。したがって、応答速度とコントラストの関係は、応答速度を速くする（書き込み時間を短くする）とコントラストが低下し、応答速度を遅くする（書き込み時間を長くする）とコントラストが向上する。このため、必要に応じて応答速度とコントラストを調整する必要がある。
【０１２７】
（実施例７）
本実施例では、実施例６で用いたセルを３つ作製し、それぞれのセルにイエロー、シアン、マゼンタに着色した光透過性の機能性ゲルを配置し、３つのセルを積層してなるカラー表示装置を提供する。本実施例における表示装置の作製方法や材料等は実施例６と基本的に同様である。本実施例のカラー表示装置は、基本的には、図２８に示すように、実施例６のセルを３層積層させた構造で実現することができる。
【０１２８】
まず、図２８を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図２７と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【０１２９】
下部基板３４上に第１層、第２層、第３層のセルが積層されている。それぞれのセルは、内部基板３６によって分離されている。機能性ゲルは、画素３１の周辺部に配置され、すなわち、画素を区画する側壁３２に接続するように配置する。第１層にはイエロー、第２層にはシアン、第３層にはマゼンタに着色した光透過性の機能性ゲルを配置した。
【０１３０】
本実施例における表示装置においては、機能性ゲルが各色に着色されており、電圧を印加したときに、機能性ゲルば膨張して着色された色を表示し、電圧の印加を停止したときに、機能性ゲルは元に戻り（収縮）無色となる。これにより、良好な色表示を行うことができた。すなわち、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができるため、コントラストが大きくかつ鮮明な色表示をすることができた。ここで、機能性ゲルに着色するのはイエロー、シアン、マゼンタの３色であるが、イエローとマゼンタの減法混色でレッドを、イエローとシアンの減法混色でグリーンを、マゼンタとシアンの減法混色でブルーを、イエロー、シアン、マゼンタの減法混色でブラックを表示することができ、３層とも機能性ゲルを収縮させた状態でホワイトを表示することができる。また、光散乱性の機能性ゲルに着色する色をイエロー、シアン、マゼンタにする代わりに、光散乱性の機能性ゲルをレッド、グリーン、ブルーに着色しても良い。
【０１３１】
（実施例８）
本実施例は、各画素をシリンダー状に形成し、この中に機能性ゲルを充填し、ゲル収縮時にシリンダー底にゲルが移動し、ゲル膨張時にシリンダー開口部にゲルが出現することによって表示を行う表示装置を提供する。より具体的には、この表示装置では、機能性ゲルが収縮してシリンダー内に隠れる場合、開口部の色（この場合、黒っぽく見える）を表示し、機能性ゲルが膨張して開口部に出現すると機能性ゲルの色を表示する。
【０１３２】
まず、図２９を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図２７と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【０１３３】
下部基板３４および上部基板３５の間には、シリンダー状の画素３１が形成されている。このシリンダー状の画素３１内には、それぞれ着色された機能性ゲル３３が充填されている。なお、下部基板３４には、画素ごとにそれぞれ画素電極およびこれに接続されたスイッチング素子（図示せず）が形成されており、上部基板３５には、全面に共通電極である透明電極（図示せず）が形成されている。
【０１３４】
本実施例の表示装置では、シリンダー開口面を黒色に着色し、機能性ゲルを白色に着色することにより、白黒表示を行った。すなわち、電極間に電圧を印加することにより、機能性ゲルは膨潤してシリンダー開口部まで膨張し、これにより画素は白色を示し、電圧の印加を停止すると、機能性ゲルは収縮して画素は黒を表示した。
【０１３５】
次に、本実施例における表示装置の作製方法を説明する。
【０１３６】
下部基板３４は実施例６と同様に作製し、機能性ゲルを各画素に一つずつ印刷法により下部基板上に形成する。側壁は、実施例６の材料を用いて、各画素の機能性ゲルを囲むようにして印刷法により格子状に形成する。次いで、このようにして得られた下部基板３４と透明電極を形成した上部基板３５を貼り合わせ、各画素に電解質溶液等を注入する。このようにして得られた本実施例の表示装置では、応答速度は１０ｍｓであり、コントラストは１０：１であった。
【０１３７】
また、シリンダー状の画素を、図３０に示すように、開口部を大きく、シリンダー底を小さくするように形成しても良い。この構造においては、ゲル収縮時の黒表示では、機能性ゲルの反射光はほとんどシリンダー構造体の外に漏れることはなく、ゲル膨張時には、より広い面積の機能性ゲルで構成された反射面ができることになる。この効果により、コントラストを向上させることが可能となり、この場合、コントラストは３０：１であった。
【０１３８】
（実施例９）
本実施例の表示装置は、実施例８の変形例である。
【０１３９】
まず、図３１を用いて本実施例における表示装置の構成を説明をする。図２９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１４０】
下部基板３４上には、シリンダー状の画素３１が形成されている。このシリンダー上画素３１内には、それぞれ機能性ゲル３３が充填されている。実施例８と違うところは、この機能性ゲルの先端部に白色あるいは所定の色に着色されたマイクロフィルム５１が形成されているところである。なお、下部基板３４には、画素ごとにそれぞれ画素電極およびこれに接続されたスイッチング素子（図示せず）が形成されている。
【０１４１】
この表示装置において、電極間に電圧を印加すると、機能性ゲルが膨張してマイクロフィルム５１がシリンダー開口部に位置するところのマイクロフィルムの色を表示し、電圧の印加を停止すると、機能性ゲルが収縮してマイクロフィルムがシリンダー内に格納され、反射率が低下して黒表示となる。
【０１４２】
本実施例における表示装置は、白色あるいは所定の色に着色されたマイクロフィルム５１を機能性ゲルの先端にフィルム表面にゲルをグラフトさせる等の方法により形成すること以外は実施例８と同様にして作製することができる。グラフトは、マイクロフィルム５１に所定の処理を施し、その後にゲル前駆体を用いてグラフト重合させることにより行う。
【０１４３】
（実施例１０）
本実施例は、黒色吸収体あるいはカラーフィルター上に、機能性ゲルの微粒子を分散させ、この微粒子の粒径を変化させることによって表示させる表示装置を提供する。具体的には、ゲル微粒子の粒径が可視光の波長より大きい場合に光を透過させ、ゲル微粒子の粒径が可視光の波長域である場合に光を散乱させる。この光の透過・散乱を利用して表示するものである。
【０１４４】
まず、図３２（ａ）および（ｂ）を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図２７と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【０１４５】
下部基板３４上に形成された側壁３２で囲まれた画素３１中には、機能性ゲルの微粒子が配置されている。この機能性ゲルは、電圧無印加の状態で可視光領域の波長程度の粒径に設定してある。このとき、光は散乱されて白表示する。下部基板３４上に形成された電極３６に電圧を印加することにより、ゲル微粒子は膨潤して粒径が可視光領域の波長よりも充分に大きくなり、光はゲル微粒子を透過し、下部基板３４の表面に形成された色を表示するようになる。なお、ゲル微粒子自体を着色しても表示することが可能である。また、散乱時の散乱能を向上させるために、平均粒径が可視光領域の波長程度あるいはそれ以下であるポリマーや、無機物の微粒子をゲル微粒子と混合して用いても良い。
【０１４６】
本実施例における表示装置の作製方法においては、下部基板および各材料は実施例６と同様のものを用いる。また、実施例６と同様にして、側壁を印刷により形成し、下部基板と上部基板を貼り合わせてセルを作製し、そのセル内に電解質溶液等を注入する。なお、ゲル微粒子は印刷法あるいは適当な溶媒に分散させてスピンコートする方法によって基板上に塗布する。
【０１４７】
本実施例の表示装置においては、応答速度は２０ｍｓであり、コントラストは１２：１であった。また、ゲル微粒子にあらかじめ平均粒径が０．２μｍ以下のポリマー微粒子をゲル微粒子の重量に対して１０重量％で混合したところ、白表示の散乱能が大幅に増加して、コントラストが２５：１となった。
【０１４８】
（実施例１１）
本実施例では、画素に対応した寸法、例えば２００μｍ×２００μｍ程度の寸法のマイクロフィルムの一部に機能性ゲルを固定したものを、複数個基板上にマトリクス状に配置し、電気信号により機能性ゲルを屈曲させてマイクロフィルムでがそ領域を開閉する、すなわち、機能性ゲルを屈曲させてマイクロフィルムの表面を基板面に対して平行／垂直にさせる表示装置を提供する。具体的には、マイクロフィルムを白色とした場合、機能性ゲルが伸びているときには、このマイクロフィルムの表面が基板面に対してほぼ平行になり、白表示することができる。一方、機能性ゲルが屈曲したときには、マイクロフィルムの表面が基板面に対してほぼ垂直になり、基板の色（この場合は黒色）を呈する。機能性ゲルの駆動（屈伸）は、機能性ゲルに電解質溶液を介して電圧等の電気信号を与えることにより行う。
【０１４９】
図３３を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。
【０１５０】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁４３が形成されている。この側壁４３により画素領域が区画される。この側壁４３の一辺上に棒状の機能性ゲル４２の一端が取り付けられている。また、機能性ゲル４２の他端には、画素領域に対応した大きさのマイクロフィルム４１が取り付けられている。この場合、棒状の機能性ゲル４２が直線状であるときに、マイクロフィルム４１が画素領域を覆うように設定されている。ここで、棒状の機能性ゲルとしては、棒状ゲルをゲル膜で覆った、いわゆる微小な人工筋肉等を用いることができる。この機能性ゲルは、電解質溶液の漏れを抑制するために、電解質を内包したものであり、電気信号を与えることによって屈曲運動を行う。
【０１５１】
本実施例の表示装置において、例えば、マイクロフィルム４１を白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色した場合、機能性ゲルに電気信号を加えることにより、棒状の機能性ゲル４２が屈曲し、マイクロフィルム４１は基板面に対してほぼ垂直に立ち上がり、これにより基板表面の黒色を表示する。また、棒状の機能性ゲル４２に電気信号を加えない状態、すなわち伸びた状態では、マイクロフィルム４１は基板面に対してほぼ平行になり、マイクロフィルム４１が画素領域を覆うようになり、白色を表示する。
【０１５２】
また、本実施例の表示装置においては、基板表面上に反射層を形成し、マイクロフィルム４１を黒色に着色して白黒表示を行うこともできる。また、マイクロフィルム４１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。
【０１５３】
本実施例における表示装置において、棒状の機能性ゲル４２、例えば微小な人工筋肉は、炭酸ナトリウムを含むポリビニルアルコールゲル膜で棒状のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸複合ゲルを覆うことにより作製する。また、機能性ゲルに電気信号を送る場合は、ポリビニルアルコールゲル膜に埋め込んだ電極に電圧を印加することにより行う。なお、その他の材料や作製方法は実施例６と同様である。本実施例の表示装置は、応答速度は３０ｍｓであり、白表示時の反射率は９０％以上であった。
【０１５４】
（実施例１２）
本実施例では、実施例１１と同様にマイクロフィルムの一部に機能性ゲルを固定し、機能性ゲルの屈曲運動を利用して表示する表示装置を提供する。なお、本実施例の表示装置では、ある画素領域を覆うマイクロフィルムは隣接する画素領域下に格納されるようになっている。
【０１５５】
図３４（ａ）および（ｂ）を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図３３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【０１５６】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁４３が形成されている。この側壁４３により画素領域が区画される。画素領域は、図３４（ａ）および（ｂ）に示すように、断面において、階段状に形成されており、各画素領域の下方には、隣接する画素領域を覆うマイクロフィルム４１を格納する空間が設けられている。前記構成を有するので、画素領域の配置は、平面において、図３４（ａ）および（ｂ）に示す配置となる。
【０１５７】
この側壁４３には、棒状の機能性ゲル４２の一端が取り付けられている。また、機能性ゲル４２の他端には、画素領域に対応した大きさのマイクロフィルム４１が取り付けられている。この場合、棒状の機能性ゲル４２が直線状であるときに、マイクロフィルム４１が画素領域を覆うように設定されている。機能性ゲル４２としては、実施例１１と同様のものを用いることができる。
【０１５８】
本実施例の表示装置において、例えば、マイクロフィルム４１を白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色した場合、機能性ゲル４２に電気信号を加えることにより、棒状の機能性ゲル４２が屈曲し、マイクロフィルム４１は隣接する画素領域の下に格納され、これにより基板表面の黒色を表示する。また、棒状の機能性ゲル４２に電気信号を加えない状態、すなわち伸びた状態では、マイクロフィルム４１は画素領域を覆うようになり、白色を表示する。
【０１５９】
また、本実施例の表示装置においては、基板表面上に反射層を形成し、マイクロフィルム４１を黒色に着色して白黒表示を行うこともできる。また、マイクロフィルム４１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。
【０１６０】
さらに、本実施例の表示装置は、図３５に示すように、イエロー、シアン、マゼンタのような異なる色に着色した複数枚（ここでは３枚）のマイクロフィルム４１ａ〜４１ｃをそれぞれ機能性ゲルで側壁４２に接続し、それぞれのマイクロフィルム４１ａ〜４１ｃを個々に駆動させることにより、フルカラー表示を行うこともできる。これにより、一つの画素でイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルー、ブラック、ホワイトを表示することができるため、明るく鮮明な表示が可能となる。
【０１６１】
本実施例における表示装置の作製方法については、下部基板において画素領域下にマイクロフィルム４１を格納する空間を設けること、および機能性ゲル４２の屈曲方向を基板に対して水平方向に設定すること以外は実施例１１と同じである。
【０１６２】
（実施例１３）
本実施例では、伸縮自在の膜またはカーテン状の膜を画素周辺部に固定し、機能性ゲルを用いて、この膜を移動させて画素を開閉可能にした表示装置を提供する。
【０１６３】
図３６を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図３３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【０１６４】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁４３が形成されている。この側壁４３により画素領域が区画される。画素領域には、区画された形状に沿って略三角形状の伸縮自在あるいはカーテン状の膜４４が固定されている。また、画素領域の対角線に沿って屈曲可能な機能性ゲル４２が固定されている。このような構造の表示装置において、機能性ゲルが電気信号により屈曲した場合、膜４４が押し広げられて画素領域が開口し、セル底の色が表示される。一方、機能性ゲルが伸びた場合、膜４４は初期の状態となり、膜４４の色が表示される。機能性ゲル４２としては、実施例１１と同様のものを用いることができる。
【０１６５】
本実施例の表示装置において、例えば膜４４を白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色した場合、機能性ゲルに電気信号を加えることにより、棒状の機能性ゲル４２が屈曲し、膜４４は画素領域を区画する側壁４３に向って押し広げられ、これにより基板表面の黒色を表示する。また、棒状の機能性ゲル４２に電気信号を加えない状態、すなわち伸びた状態では、膜４４は広がった初期状態になり、膜４４が画素領域を覆うようになり、白色を表示する。
【０１６６】
また、本実施例の表示装置においては、基板表面上に反射層を形成し、膜４４を黒色に着色して白黒表示を行うこともできる。この場合、コントラストが大きい白黒表示を実現することができる。また、マイクロフィルム４１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。
【０１６７】
さらに、本実施例の表示装置において、それぞれに機能性ゲルを接続した着色された複数枚の膜を積層することにより膜４４を構成するか、画素領域ごとに異なる色相の膜を用いることにより、色表示を行うことができる。例えば、一つの画素領域において、イエロー、シアン、マゼンタにそれぞれ着色した膜を積層して膜４４を構成することにより、反射型の色表示を行うことができる。あるいは、基板表面を画素領域ごとに異なる色相に着色し、膜４４を白色あるいは黒色にすることにより、色表示を行うことができる。この場合において、膜４４を前記のようにイエロー、シアン、マゼンタに着色しても良い。
【０１６８】
本実施例における表示装置の作製方法については、画素領域の対角線に沿って棒状の機能性ゲル４２を設けること、および下にマイクロフィルム４１を格納する空間を設けること、および棒状の機能性ゲル４２と側壁４３に伸縮自在もしくはカーテン状の膜４４を取り付けること以外は実施例１１と同じである。
【０１６９】
この場合、密着した一対の棒状の機能性ゲル４２、例えば人工筋肉を画素領域の対角線に沿って側壁４３に接続する。次いで、膜４４を基板全面に貼り付け、側壁４３と人工筋肉とを熱圧着により接続する。次いで、密着した一対の棒状の人工筋肉間を人工筋肉に沿って切除する。
【０１７０】
（実施例１４）
本実施例は、実施例１３と同様に伸縮自在またはカーテン状の膜を画素周辺部に固定し、機能性ゲルを用いて、この膜を移動させて画素を開閉可能にした表示装置を提供する。
【０１７１】
図３７を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図３６と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１７２】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁４３がマトリクス状に形成されている。この側壁４３により画素領域が区画される。画素領域には、区画された形状に沿って略矩形形状の伸縮自在あるいはカーテン状の４枚の膜４４が固定されている。また、４枚の膜４４には、膜の一辺に沿ってそれぞれ屈曲可能な機能性ゲル４２が固定されている。このような構造の表示装置において、機能性ゲルが電気信号により屈曲した場合、膜４４が押し広げられて画素領域が開口し、セル底の色が表示される。一方、機能性ゲルが伸びた場合、膜４４は初期の状態となり、膜４４の色が表示される。機能性ゲル４２としては、実施例１１と同様のものを用いることができる。
【０１７３】
本実施例の表示装置において、例えば膜４４を白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色した場合、機能性ゲルに電気信号を加えることにより、棒状の機能性ゲル４２が屈曲し、膜４４は画素領域を区画する側壁４３に向って押し広げられ、これにより基板表面の黒色を表示する。また、棒状の機能性ゲル４２に電気信号を加えない状態、すなわち伸びた状態では、膜４４は広がった初期状態になり、膜４４が画素領域を覆うようになり、白色を表示する。
【０１７４】
また、本実施例の表示装置においては、基板表面上に反射層を形成し、膜４４を黒色に着色して白黒表示を行うこともできる。この場合、コントラストが大きい白黒表示を実現することができる。また、マイクロフィルム４１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。
【０１７５】
さらに、本実施例の表示装置において、それぞれに機能性ゲルを接続した着色された複数枚の膜を積層することにより膜４４を構成するか、画素領域ごとに異なる色相の膜を用いることにより、色表示を行うことができる。例えば、一つの画素領域において、イエロー、シアン、マゼンタにそれぞれ着色した膜を積層して膜４４を構成することにより、反射型の色表示を行うことができる。あるいは、基板表面を画素領域ごとに異なる色相に着色し、膜４４を白色あるいは黒色にすることにより、色表示を行うことができる。この場合において、膜４４を前記のようにイエロー、シアン、マゼンタに着色しても良い。
【０１７６】
なお、本実施例における表示装置の作製方法については、伸縮自在もしくはカーテン状の膜４４および機能性ゲル４２の配置以外は実施例１３と同じである。
【０１７７】
（実施例１５）
本実施例では、マイクロフィルムの一部に機能性ゲルを固定したものを、複数個基板上にマトリクス状に配置し、電気信号により機能性ゲルを膨張・収縮させてマイクロフィルムを隣接する画素領域の下に格納し、または画素領域の下から取り出して表示を行う表示装置を提供する。
【０１７８】
図３８（ａ）および（ｂ）を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。
【０１７９】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁５４が形成されている。この側壁５４により画素領域が区画される。画素領域は、図３８（ａ）および（ｂ）に示すように、断面において、階段状（瓦状）に形成されており、各画素領域の下方には、隣接する画素領域を覆うマイクロフィルム５１を格納する空間が設けられている。
【０１８０】
この空間には、螺旋状の機能性ゲル５３の一端が取り付けられている。また、機能性ゲル５３の他端には、画素領域に対応した大きさのマイクロフィルム５１が取り付けられている。この場合、螺旋状の機能性ゲル５３が収縮状態で、マイクロフィルム５１が隣接する画素領域の下に格納されるように設定されている。機能性ゲル５３としては、体積変化の応答速度を大きくするため、１μｍ以下の微粒子の集合体からなることが望ましい。具体的に、機能性ゲル５３としては、実施例１１と同様に人工筋肉等を用いることができる。この場合、応答速度を大きくするため、できる限り微小な人工筋肉を用いることが好ましい。
【０１８１】
本実施例の表示装置において、例えば、マイクロフィルム５１を白色に着色し、下部基板の表面を黒色に着色した場合、機能性ゲル５３に電気信号を加えることにより、螺旋状の機能性ゲル５３が膨張し、マイクロフィルム５１は画素領域を覆い、白色を表示する。また、螺旋状の機能性ゲル５３に電気信号を加えない状態では、機能性ゲル５３は収縮し、マイクロフィルム５１は隣接する画素領域の下に格納され、これにより基板表面の黒色を表示する。
【０１８２】
また、本実施例の表示装置においては、基板表面上に反射層を形成し、マイクロフィルム５１を黒色に着色して白黒表示を行うこともできる。また、マイクロフィルム５１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。
【０１８３】
さらに、本実施例の表示装置は、図３９に示すように、イエロー、シアン、マゼンタのような異なる色に着色した複数枚（ここでは３枚）の光透過性のマイクロフィルム５１ａ〜５１ｃをそれぞれ機能性ゲルで側壁５４に接続し、それぞれのマイクロフィルム５１ａ〜５１ｃを個々に駆動させることにより、フルカラー表示を行うこともできる。また、図４０に示すように、レッド、グリーン、ブルー等の複数の異なる色に着色したマイクロフィルタを並置配列することにより色表示を行うことができる。
【０１８４】
本実施例における表示装置においては、螺旋状の機能性ゲル５３、例えば微小な人工筋肉は、炭酸ナトリウムを含むポリビニルアルコールゲル膜で螺旋状のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸複合ゲルを覆うことにより作製する。この螺旋状の人工筋肉の一端をマイクロフィルム５１を格納する空間を構成する壁にグラフトにより取り付け、人工筋肉の他端をマイクロフィルム５１にグラフトにより取り付ける。
【０１８５】
（実施例１６）
本実施例では、マイクロフィルムを揺動させるように側壁に接続し、マイクロフィルムの移動端を膨張・収縮する機能性ゲルに接続し、機能性ゲルの膨張・収縮に連動して基板面に対するマイクロフィルム表面の角度を変えることにより、入射光に対する反射率を変化させて表示を行う表示装置を提供する。
【０１８６】
図４１を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。
【０１８７】
上記実施例と同様にして下部基板上に側壁５４が形成されている。この側壁５４により画素領域が区画される。側壁５４は、マイクロフィルム５１の揺動を許容する空間を形成するために充分な高さを有している。また、側壁５４には、マイクロフィルム５１を固定するために、フランジ部が形成されている。この一方のフランジ部には、マイクロフィルム５１の揺動の支点（固定端）となるヒンジ部（接続部）５５が形成されている。マイクロフィルム５１の移動端には、膨張・収縮可能な機能性ゲル５３の一端が取り付けられている。また、機能性ゲル５３の他端は、他方のフランジ部に取り付けられている。なお、ヒンジ部（接続部）５５は、グラフトすることにより形成することができる。また、機能性ゲル５３をマイクロフィルム５１および側壁５４のフランジ部に取り付ける方法としては、グラフトする方法等を挙げることができる。
【０１８８】
本実施例の表示装置において、例えば、マイクロフィルム５１を白色もしくは所定の色に着色した場合、機能性ゲル５３に電気信号を加えることにより、機能性ゲル５３が膨張すると、マイクロフィルム５１が揺動してその表面は傾き、基板面に対して角度を有する。これにより、入射光に対するマイクロフィルム５１の反射率が低下して黒色を表示する。また、機能性ゲル５３に電気信号を加えない状態では、機能性ゲル５３は収縮し、マイクロフィルム５１が揺動してその表面は基板面とほぼ平行となる。これにより、マイクロフィルム５１の色を表示する。
【０１８９】
なお、マイクロフィルム５１の移動速度を増加させために磁力、静電力等の駆動力を併用しても良い。例えば、マイクロフィルム自体を強磁性体で構成したり、マイクロフィルム上に強磁性体を分散させて、基板表面に磁石を配置する。この場合、機能性ゲル５３の膨張が磁力によって速やかに起こり、機能性ゲル５３はある一定の負荷がある場合に最も応答速度が速くなる。また、機能性ゲル５３の収縮時には、磁力による反発力が適度な負荷となって収縮速度も増加する。
【０１９０】
（実施例１７）
本実施例の表示装置は、実施例１６の変形例である。
【０１９１】
図４２を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。なお、図４１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１９２】
側壁の一対のフランジ部には、２枚のマイクロフィルム５１の揺動の支点（固定端）となるヒンジ部（接続部）５５がそれぞれ形成されている。２枚のマイクロフィルム５１の移動端には、膨張・収縮可能な機能性ゲル５３が取り付けられており、２枚のマイクロフィルム５１が連結されている。なお、ヒンジ部（接続部）５５の形成方法や、機能性ゲル５３をマイクロフィルム５１および側壁５４のフランジ部に取り付ける方法は、実施例１６と同様である。
【０１９３】
本実施例の表示装置において、例えば、マイクロフィルム５１を白色もしくは所定の色に着色した場合、機能性ゲル５３に電気信号を加えることにより、機能性ゲル５３が膨張すると、２枚のマイクロフィルム５１間の距離が広がり、２枚のマイクロフィルムが揺動して、それらの表面は傾き、基板面に対して角度を有する。これにより、入射光に対するマイクロフィルム５１の反射率が低下して黒色を表示する。また、機能性ゲル５３に電気信号を加えない状態では、機能性ゲル５３は収縮し、２枚のマイクロフィルム５１間の距離が狭まり、２枚のマイクロフィルムが揺動してその表面は基板面とほぼ平行となる。これにより、マイクロフィルム５１の色を表示する。
【０１９４】
（実施例１８）
本実施例では、細孔を有する機能性ゲル薄膜を画素ごとに固定し、電気的信号によって細孔を開閉させることにより表示を行う表示装置を提供する。
【０１９５】
図４３および図４４を用いて本実施例における表示装置の構成を説明する。
【０１９６】
上記実施例と同様にして下部基板１上には、カラーフィルター５９が形成されており、さらにその上に側壁２が形成されている。この側壁２により画素領域が区画される。この側壁２には、機能性ゲル薄膜５７が画素領域を覆うようにして張り付けられている。機能性ゲル薄膜５７の中央部には、孔５８が設けられており、機能性ゲルの膨張・収縮により大きさが変化するようになっている。
【０１９７】
本実施例の表示装置において、例えば、機能性ゲル薄膜５７を白色に着色した場合、機能性ゲル薄膜５７に電圧を印加することにより、機能性ゲルが収縮して孔５８が広がり、カラーフィルターの色を表示する。一方、機能性ゲル薄膜５７への電圧の印加を停止すると、機能性ゲルが膨張して孔５８は小さくなる。これにより、機能性ゲル薄膜５７の白色を表示する。なお、あらかじめ機能性ゲル薄膜５７の孔５８の大きさを調整することにより、階調表示を行うことができる。すなわち、図４５および図４６に示すように、孔５８は機能性ゲル薄膜５７のほぼ中央部に設けられ、電圧の印加により機能性ゲルが収縮することにより、孔５８が広がり、これによりカラーフィルター５９の色を表示することができる。
【０１９８】
また、本実施例の表示装置においては、図４７に示すように、機能性ゲル薄膜として、ホワイト５７Ａ、イエロー５７Ｂ、シアン５７Ｃ、マゼンタ５７Ｄに着色した光透過性または光散乱性のものを用いても良い。このような構成にすることにより、一画素で白、黒、レッド、グリーン、ブルー、イエロー、シアン、マゼンタのすべての色表示が可能となる。また、図４８に示すように、さらに下部基板１上に黒のカラーフィルター６０を設けても良い。この構成は、コントラスト向上の場合に効果がある。
【０１９９】
また、図４９に示すように、機能性ゲル薄膜を２層構造とし、画素１にホワイト５７Ａ／レッド５７Ｅ、画素２にホワイト５７Ａ／ブルー５７Ｆ、画素３にホワイト５７Ａ／グリーン５７Ｇという構成とし、下部基板１上に黒のカラーフィルター６０を設けても良い。この構成は、コントラスト向上の場合に効果がある。
【０２００】
また、図５０に示すように、機能性ゲル薄膜を２層構造とし、画素１にブラック５７Ｈ／レッド５７Ｅ、画素２にブラック５７Ｈ／ブルー５７Ｆ、画素３にブラック５７Ｈ／グリーン５７Ｇという構成とし、下部基板１上には反射層（図示せず）を設けても良い。
【０２０１】
また、図５１に示すように、黒色に着色した機能性ゲル薄膜５７Ｈを用い、下部基板１上にそれぞれレッド５９Ａ、ブルー５９Ｂ、グリーン５９Ｃの領域を有するカラーフィルターを用いても良い。
【０２０２】
なお、いずれの場合でも、電極は機能性ゲル薄膜を挟む位置に設けられている。例えば、上部基板４および下部基板１の表面に透明電極を設ける。また、機能性ゲル薄膜の材料は、上述した親水性、親油性ゲルを用いることができる。
【０２０３】
次に、本実施例の表示装置の作製方法について説明する。
【０２０４】
まず、橋かけポリアクリル酸系の親水性ゲルを用いて、電気応答性ゲル（機能性ゲル）の薄膜を作製し、２００μｍ×２００μｍの画素の外周に固定する。この薄膜の画素の中央に半径５μｍの円形の孔を設け、また、機能性ゲルには印刷により白色に着色する。
【０２０５】
あらかじめ下部基板には、印刷により黒色に着色する。上部基板および下部基板には、対向する位置にあらかじめ電極を設ける。上部基板と下部基板を対向させてセルを組み立て、その基板間に電解質溶液を満たし、電解質溶液を機能性ゲル薄膜に浸透させて本実施例の表示装置を得る。
【０２０６】
得られた表示装置において、電極に１０Ｖの電圧を印加すると、機能性ゲル薄膜は収縮し、孔の面積が増大して下部基板の色が表示された。一方、電圧印加を停止すると、機能性ゲル薄膜は膨張して元の大きさに戻り、機能性ゲル薄膜の白色を表示した。
【０２０７】
（実施例１９）
図５２に示すように、平均粒径が約１０μｍの顔料微粒子の表面にアクリルアミド系機能性ゲル微粒子を分散させて吸着させ、これを電解質溶液中に分散させた。顔料微粒子としては、レッド、グリーン、ブルーの３種類を用いた。
【０２０８】
次いで、常法により下部基板に電極を形成し、その上にレッド、グリーン、ブルーの３つの領域を並設するようにして形成した。さらに、常法により電極を有する上部電極を形成した。上部電極と下部電極を上記実施例と同様にして貼り合わせセルを作製した。このセルのそれぞれの領域に機能性ゲルを有するレッド、グリーン、ブルーの顔料微粒子を含む電解質溶液を注入して本実施例の表示装置を得た。
【０２０９】
この表示装置の電極間に電圧を印加して機能性ゲルを変形（膨潤・収縮）させることにより、良好に色表示することができた。この場合、白表示時の反射率は７０％以上であり、黒表示時とのコントラストは約３であった。なお、各色の機能性ゲルの状態と表示色の関係を下記第１表に示す。
【０２１０】
【表１】

【０２１１】
（実施例２０）
図５３（ａ）および図５３（ｂ）に示すように、平均粒径が約１０μｍの顔料微粒子の表面にアクリルアミド系機能性ゲル微粒子を分散させて吸着させ、これを電解質溶液中に分散させた。顔料微粒子としてはレッド、グリーン、ブルーの３種類を用いた。
【０２１２】
次いで、この電解質溶液を用いて、実施例１９と同様にして本実施例の表示装置を得た。この表示装置の電極間に電圧を印加して機能性ゲルを変形（膨潤・収縮）させることにより、良好に色表示することができた。この場合、白表示時の反射率は７０％以上であり、黒表示時とのコントラストは約３であった。また、各色の機能性ゲルの状態と表示色の関係は第１表と同じである。
【０２１３】
（実施例２１）
図５４に示すように、平均粒径が約１０μｍの顔料微粒子の表面にアクリルアミド系機能性ゲル微粒子を分散させて吸着させ、これを電解質溶液中に分散させた。顔料微粒子としてはレッド、グリーン、ブルーの３種類を用いた。
【０２１４】
次いで、この電解質溶液を用いて、実施例１９と同様にして本実施例の表示装置を得た。この表示装置の電極間に電圧を印加して機能性ゲルを変形（膨潤・収縮）させることにより、良好に色表示することができた。この場合、白表示時の反射率は７０％以上であり、黒表示時とのコントラストは約２．５であった。また、各色の機能性ゲルの状態と表示色の関係は第１表と同じである。なお、実施例１９、実施例２０と比較してコントラストが劣るのは、機能性ゲル薄膜６３の亀裂の位置が特定されていないため、ゲル収縮時に顔料微粒子による可視光の吸収が少なくなることによると考えられる。
【０２１５】
（実施例２２）
図５２に示すように、平均粒径が約１０μｍの顔料微粒子の表面に、黒色に着色したアクリルアミド系機能性ゲル微粒子を分散させて吸着させ、これを電解質溶液中に分散させた。顔料微粒子としては、レッド、グリーン、ブルーの３種類を用いた。
【０２１６】
次いで、常法により下部基板に電極を形成し、その上にアルミニウム等からなる反射層を形成し、さらにその上にレッド、グリーン、ブルーの３つの領域を並設するようにして形成した。さらに、常法により電極を有する上部電極を形成した。上部電極と下部電極を上記実施例と同様にして貼り合わせセルを作製した。このセルのそれぞれの領域に機能性ゲルを有するレッド、グリーン、ブルーの顔料微粒子を含む電解質溶液を注入して本実施例の反射型表示装置を得た。
【０２１７】
この表示装置の電極間に電圧を印加して機能性ゲルを変形（膨潤・収縮）させることにより、良好に色表示することができた。この場合、白表示時の反射率は約３０％であり、黒表示時とのコントラストは約３であった。
【０２１８】
なお、色表示範囲は実施例１９より広いことが分かった。したがって、周囲の照明が比較的明るい環境であり、より鮮明な色表示を行う場合には、本実施例の構成を用いることが望ましく、周囲の照明が比較的暗い環境であり、より明るい色表示を行う場合には、実施例１９〜２１の構成を用いることが望ましい。また、各色の機能性ゲルの状態と表示色の関係を下記第２表に示す。
【０２１９】
【表２】

【０２２０】
（実施例２３）
ブルーの顔料微粒子表面にイエローに着色した光散乱性の機能性ゲル微粒子を吸着させたもの、グリーンの顔料微粒子表面にマゼンタに着色した光散乱性の機能性ゲル微粒子を吸着させたもの、レッドの顔料微粒子表面にシアンに着色した光散乱性の機能性ゲル微粒子を吸着させたものを作製した。
【０２２１】
次いで、常法により下部基板に電極を形成し、その上に画素１、画素２、画素３の３つの領域を並設するようにして形成した。さらに、常法により電極を有する上部電極を形成した。上部電極と下部電極を上記実施例と同様にして貼り合わせセルを作製した。このセルのそれぞれの領域に、着色した機能性ゲルを有する上記ブルー、グリーン、レッドの顔料微粒子を含む電解質溶液を注入して本実施例の表示装置を得た。
【０２２２】
この表示装置の電極間に電圧を印加して機能性ゲルを変形（膨潤・収縮）させることにより、良好に色表示することができた。すなわち、画素１では、ゲル膨潤時はイエローであるが、ゲルが収縮するにしたがって連続的に色相が変化し、ブルーに近付く。同様に画素２では、マゼンタからグリーンへ連続的に色相が変化し、画素３では、シアンからレッドへ連続的に色相が変化した。なお、この表示装置においては、白表示において、機能性ゲルがすべて膨潤状態となる。この場合、白表示時の反射率は約６０％であり、実施例２２の場合と比較して倍増していた。
【０２２３】
本発明は上記実施例に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、機能性ゲルの材料としては、上述したものの他に、多糖類、タンパク質の天然高分子ゲル；各種ビニルモノマー、ジビニル化合物；アクリル酸、メタアクリル酸、アクリルアミド、エチレングリコールジメタアクリレート、メチレンビスアクリルアミド等のアクリル化合物；水酸基を持つポリマー；アルデヒド；Ｎ−メチロール化合物；カルボン酸、ジカルボン酸；ポリビニルアルコール；ポリエーテル；２オキサゾリン酸；２−メチルプロパンスルホン酸、パーフルオロスルホン酸；これらを含む重合体、共重合体、オリゴマー等が挙げられる。
【０２２４】
また、架橋剤としては、上記化合物、アルカリ金属、アルカリ土類金属化合物、金属イオンを用いることができる。また、架橋方法としては、加熱重合、光重合、放射線重合、橋架け重合等の方法を挙げることができる。
【０２２５】
また、機能性ゲルの応答調整剤としては、各種界面活性剤、各種塩類等を用いることができる。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ等の有機スルホン酸化合物およびその塩類、高級脂肪酸の塩等のカルボン酸化合物およびその塩類、有機アミン、イミン、アミド、アンモニウム化合物およびその塩類等が挙げられ、各種塩類としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水溶性の塩類、水溶性の塩化物、硫酸塩、カルボン酸塩等の金属塩類等が挙げられる。低消費電力で速い応答速度の表示装置のためには、上記のものを適宜選択し、組み合わせて用いることが好ましい。
【０２２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の表示装置は、機能性ゲルの変形を利用して調光層のスイッチングを行う、すなわち、機能性ゲルに電気的な信号を送り、屈伸、収縮・膨張、凝集・分散させることにより、機能性ゲルを光のシャッターとして用いる新規な表示装置である。これにより、特に、携帯端末に適した薄型で軽量であり、しかも消費電力が低い表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１にかかる表示装置を示す平面図。
【図２】本発明の実施例１にかかる表示装置を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１にかかる表示装置を示す断面図。
【図４】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図５】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図６】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図７】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図８】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図９】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図１０】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１１】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１２】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図１３】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１４】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図１５】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１６】本発明の実施例１にかかる表示装置の製造工程を説明するための平面図。
【図１７】本発明の実施例２にかかる表示装置を示す平面図。
【図１８】本発明の実施例２にかかる表示装置を示す断面図。
【図１９】本発明の実施例２にかかる表示装置を示す断面図。
【図２０】本発明の実施例３にかかる表示装置を示す平面図。
【図２１】本発明の実施例３にかかる表示装置を示す断面図。
【図２２】本発明の実施例３にかかる表示装置を示す断面図。
【図２３】本発明の実施例４にかかる表示装置を示す断面図。
【図２４】本発明の実施例４にかかる表示装置を示す断面図。
【図２５】本発明の実施例５にかかる表示装置を示す断面図。
【図２６】本発明の実施例５にかかる表示装置を示す断面図。
【図２７】本発明の実施例６にかかる表示装置を示す平面図。
【図２８】本発明の実施例７にかかる表示装置を示す断面図。
【図２９】本発明の実施例８にかかる表示装置を示す斜視図。
【図３０】本発明の実施例８にかかる表示装置のシリンダを示す拡大図。
【図３１】本発明の実施例９にかかる表示装置を示す斜視図。
【図３２】（ａ）は本発明の実施例１０にかかる表示装置を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施例１０にかかる表示装置を示す断面図。
【図３３】本発明の実施例１１にかかる表示装置を示す平面図。
【図３４】（ａ）は本発明の実施例１２にかかる表示装置を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施例１２にかかる表示装置を示す断面図。
【図３５】本発明の実施例１２にかかる表示装置の要部を示す斜視図。
【図３６】本発明の実施例１３にかかる表示装置を示す平面図。
【図３７】本発明の実施例１４にかかる表示装置を示す平面図。
【図３８】（ａ）は本発明の実施例１５にかかる表示装置を示す要部斜視図、（ｂ）は本発明の実施例１５にかかる表示装置を示す平面図。
【図３９】本発明の実施例１５にかかる表示装置の他の例を示す断面図。
【図４０】本発明の実施例１５にかかる表示装置の他の例を示す平面図。
【図４１】本発明の実施例１６にかかる表示装置を示す斜視図。
【図４２】本発明の実施例１７にかかる表示装置を示す斜視図。
【図４３】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図４４】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す平面図。
【図４５】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す斜視図。
【図４６】本発明の実施例１８にかかる表示装置の画素を示す拡大斜視図。
【図４７】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図４８】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図４９】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図５０】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図５１】本発明の実施例１８にかかる表示装置を示す断面図。
【図５２】本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置に用いる微粒子を説明するための図。
【図５３】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置に用いる微粒子を説明するための図。
【図５４】本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置に用いる微粒子を説明するための図。
【図５５】本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置を示す断面図。
【図５６】（ａ）は本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施例１９〜２３にかかる表示装置を示す断面図。
【符号の説明】
１，３４…下部基板、２，３２，４３，５４…側壁、３，３ａ…フィルム状機能性ゲル、３ｂ…繊維状ゲル、４，３５…上部基板、５…接着剤、６，２１…下部電極、７，２０…上部電極、８…懸濁液あるいは乳濁液、９，１０…電極、１１…電極層、１２…下部薄膜電極、１３，１４，１８…絶縁層、１５，５８…孔、１６…薄膜導体、１７…上部薄膜電極、１９…端面、２２…染色膜、３１…画素、３３，４２，５３…機能性ゲル、３６…内部基板、４１，４１ａ〜４１ｃ，５１ａ〜５１ｃ，５１…マイクロフィルム、４４…膜、５５…ヒンジ部、５７…機能性ゲル薄膜、５９，６０…カラーフィルター、６１…着色微粒子、６２…膨張・収縮性ゲル微粒子、６３…膨張・収縮性ゲル薄膜、６４…基板。

Claims (7)

1. 一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルを含み、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記機能性ゲルが粒状であり、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して基板面を隠す状態または現す状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置。
2. 前記機能性ゲルが液体またはゲル中に分散されている状態で前記調光層に存在する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記粒状の機能性ゲルが０．３μｍ以上の粒径を有する請求項１に記載の表示装置。
4. 一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により凝集又は分散する機能性ゲル粒子を含み、前記粒子の凝集又は分散により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記粒子の凝集により前記調光層は透明となり入射光は前記調光層を透過し、前記着色層の色を呈し、前記粒子の分散により入射光は散乱して前記調光層は白濁することにより表示を行うことを特徴とする表示装置。
5. 前記機能性ゲル粒子が０．３μｍ以上の粒径を有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、画素領域を区画する部材と、前記部材に取り付けられており前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルとを有し、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記一対の基板の一方の上には着色層が形成され、前記機能性ゲルが粒状であり、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して基板面を隠す状態または現す状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置。
7. 一対の基板と、前記一対の基板間に配置された調光層とを具備し、前記調光層は、画素領域を区画する部材と、前記部材に取り付けられており前記一対の基板間に設けられた電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルとを有し、前記機能性ゲルの変形により前記調光層に入射する光が調節されて、前記部材はシリンダーを構成し、前記機能性ゲルが着色され、かつ前記シリンダー内に配置されており、前記電極間に印加される電界の有無により前記機能性ゲルが膨張又は収縮して前記シリンダーを満たす状態または満たさない状態で前記調光層のスイッチングを行うことを特徴とする表示装置。

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