JP4588491B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
カラー液体を高速移動させるものである。
詳しくは、細孔の内面に設けられる電極と外部電極との間のスイッチが閉じられる電圧ON時には、液体に電界を印加され、液体の細孔内面に対する濡れ性が変化し、液体の細孔内面に対する接触角が減少し、この現象に基づいて、液体は細孔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、細孔内面に対する液体の濡れ性が変化して接触角度は急激に増大し、この現象に基づいて液体は細管から流出される。
前記特許文献1に開示された電気毛管カラーディスプレイシートでは、図16に示すように、3枚の透明シート1、2、3を間隔をあけて配置して上側通路4と下側通路5を設け、これら上下通路4と5に連通する2つのリザーバ6、7を中間シート2に設け、前記リザーバ6、7、上下通路4、5に着色の導電性液体L1と無色あるいは反対色の導電性液体L2を密封している。表示面に隣接する上側通路4に電極8(8A、8B)と対の電極9とを取り付けている。前記電極8と9の回路を閉じて電圧を印加することにより上側通路4の内壁面に対する着色液体L1の濡れ性を変化させ、電気毛管現象で、着色液体L1を上側通路4に広がるように流入させて着色状態としている。一方、前記回路を開くことにより、上側通路4の内壁面への着色液体L1の濡れ性を変化させて、リザーバ7内の透明液体L2を上側通路4に流入させると共に着色液体L1をリザーバ6側へと流出させて透明表示としている。
動画表示を可能とするものである。
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成としていることを特徴とす画像表示装置を提供している。
このように、導電性液体の空間への流入と流出の両方を電圧制御で行うことで導電性液体の流入、流出の両方を高速化させて動画表示を可能としている。
なお、導電性液体を着色液体とせずに、光散乱粒子を配合して光散乱液体とする一方、透過される面に着色層を設けたり、前記オイルを着色オイルとしてもよい。
また、前記絶縁性のオイルとしては、前記イオン性液体と混じり合わない透明あるいは異なる色に着色された側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された1種または複数種が好適に用いられる。
前記イオン性液体と相溶性がない無極性オイルを用いた場合、空気とイオン性液体とを接触させるよりは、無極性オイル中でイオン性液体の液滴がより移動しやすくなり、イオン性液体を高速移動させることが可能となる。
反射型とする場合は、例えば、前記空間は表示側の上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光反射層からなる中間層が設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示とされ、上部空間から流出すると前記光反射層により白色表示がなされる構成としている。
透過型とするとバックライトが必要となるが、外光が十分でない場合にも画面表示を常時行うことができる。
また、半透過型とする場合は、例えば、前記上部空間の下部に光反射層と光透過層とが並設された中間層が設けられると共に、少なくとも前記光透過層の下部にバックライトが設けられ、前記導電性液体が前記上部空間から流出すると光反射層と前記バックライトで白色表示がなされる構成としている。
半透過型とすると、透過型と同様にバックライトが必要となるが、外光を併用するため、電源消費量を低減することができる。
前記上部空間の周面に透明な第一層からなる上部電極が配置されると共に、前記下部空間の周面に第二層からなる下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられている。
前記上部空間、下部空間の上下幅は約10μm程度とし、中間層(反射シートあるいは/および透過シート)の厚さは10〜300μmとし、貫通孔の直径0.1〜100μmとしていることが好ましい。
あるいは、前記貫通孔に露出される前記電極は、該貫通孔の上端側内面に露出すると共に前記上部空間の下面に沿って設けられる電極と、前記貫通穴の下端側内面に沿って露出すると共に前記下部空間の上面に沿って設けられる一対の電極からなるものとしてもよい。 いずれの構成でもよいが、共通電極を1つとして3端子構造とすると加工工数を低減することができる。
前記上部空間の表示側の周面に透明な第一層からなる前記上部電極が配置されると共に、前記貫通孔の下端に露出する前記下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられている。
第一の構成と同様に、前記上部電源回路と下部電源回路とは、それぞれ介設した回路開閉手段(スイッチ)を交互にオン/オフさせ、上部電源回路がオンで下部電源回路がオフの時、上部空間へ導電性性液体の流入させて着色表示し、逆に上部電源回路がオフで下部電源回路がオンの時、導電性液体を貫通孔に排出して白色表示している。
該構成とすると、より単純な構成となり、画像表示装置の厚さを薄くすることができる。
該構成では貫通孔から上部空間へ導電性液体が流入する際には、貫通孔から2方向に別れて上記上部空間へと広がる一方、上部空間から貫通孔へ導電性液体が流出する際には、貫通孔に上部空間の両側から流入することとなる。
該構成では、貫通孔から上部空間へ導電性液体が流入する際には、貫通孔から上部空間の一端に流入して他端側へと広がる一方、上部空間から貫通孔へ導電性液体が流出する際には、貫通孔に上部空間の一端側から流入することとなる。
該構成とすると、導電性液体の流通方向が一方向となり、導電性液体を上部空間の全域に同一の速度でスムーズに流入、流出させることができる。
即ち、上部空間から下部空間へと流出する導電性液体を切換用貫通孔を通して移動させると共に中央の貫通孔に絶縁性の空気あるいはオイルを流通させて上部空間に流入させている。このように、導電性液体と絶縁性流体とを、常に、上部空間→切換用貫通孔→下部空間→中央の貫通孔→上部空間へと一方向に循環させて流通させてもよい。
前記上部空間へ前記導電性液体が一端側の貫通孔より流入され、上部空間から前記導電性液体が他端側の貫通孔より流出される構成としてもよい。
該構成としても、前記構成と同様、導電性液体は中間層の囲むように設けた流通部に沿って、常に一方向に循環され、導電性液体と空気あるいはオイルが異なる流通路を通って上部空間に入れ替えることができる。
即ち、前記連続させた上部空間、白色散乱体の貫通孔、下部空間内において、導電性液体の移動速度を高速として動画表示を可能とするため、上部電極、下部電極の表面に誘電体層と疎水性を有する絶縁層を配置し、あるいは、絶縁層の表面に疎水層を配置し、電圧の印加時には疎水層が親水層となるようにすることが好ましい。
前記誘電体層には、例えば、パリレンあるいは酸化アルミナを含有させ、その層厚を1〜0,1μm程度とすることが好ましい。
即ち、透明層に多数の貫通孔が設けられ、これら貫通孔の中空部が前記空間とされると共に、前記複数の貫通孔の下端開口に連通される下部空間が設けられ、
これら下部空間と前記貫通孔に導電性液体が充填され、
前記貫通孔の内面に露出させて配置した上部電極と、貫通孔の下端開口に面して配置される着色した共通電極と、前記下部空間の内面に露出させて配置した下部電極とが設けられ、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記共通電極に接続されると共にそれぞれ回路開閉手段が介設された前記第一電源回路と第二電源回路が備えられ、
前記電圧制御で前記貫通孔と前記下部空間とに前記導電性液体が切り換えられて流入させる構成としている。
即ち、前記1つの水平方向の上部空間に代えて、多数の垂直方向の貫通孔を設け、これら貫通孔の中空部を上部空間と同等の機能を持たせている。該構成とすると、微細な貫通孔に導電性液体がエレクトロウェッティングの原理と電圧制御の両方で、流入、流出速度を速めることができる。
具体的には、前記上部空間は隣接する画素の上部空間と隔壁で区切られている。上部空間と下部空間とを設ける場合には、隣接する画素の上部空間と下部空間と隔壁で区切られている
即ち、各画素の着色導電性液体はR,G,Bのいずれかの着色液体としておき、前記上部空間に着色された着色導電性液体が導入されて広がることにより、フルカラーの画像表示をさせ、かつ、該導電性液体を高速移動させることで、フルカラーの動画表示を行う画像表示装置としている。
即ち、第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ設けたスイッチを交互にオン・オフすることで、表示側の上部空間への導電性液体の流入と流出の両方をエレクトロウェッティングだけに頼らずに迅速に行うことができる。
本発明の図1、図2に示す第1実施形態は、光りを散乱させて白色表示する反射層を構成する反射シート10と、該反射シート10と下部空間11をあけて配置される第1層を構成する第1シートからなる下部電極基板12と、反射シート10と上部空間13あけて配置される透明な第2層を構成する第2シートからなる上部電極基板14を備えている。即ち、中間層として反射シート10を備え、該反射シート10の上下面に沿って上下空間13、11を設けている。
該反射シート10および上下電極基板12、14となる第1シートおよび第2シートはいずれも絶縁材料から形成している。なお、上部電極基板14側が画像表示側となる。
前記仕切壁40により区画された隣接の液体貯留部20には異なる色に着色された水を含まない導電性液体を密封している。
なお、着色された導電性液体はイオン性液体に限定されないが、蒸気圧がゼロであり、熱的安定性に優れ、かつ導電率も高いことからイオン性液体が好適に用いられる。
カチオンは、1,3−ジアルキルイミダゾリウムカチオン、N−アルキルピリジニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルフォスフォニウムカチオンから選択される。
また、アニオンは、(AlCl3)nCl−、(AlBr3)nBr−、Cl−、Br−、I−、(HF)nF−、BF4 −、PF6 −、TaF6 −、WF7 −、NO3 −、NO2 −、CF3SO3 −、(CF3SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、(CF3CF2SO2)N−、CF3COO−、CF3CF2CF2CO−、CF3CF2CF2SO3 −、(CN)2N−、CH3COO−から選択されたものである。
融点が−4〜−90℃の常温で液体であり、不揮発性であるため蒸気圧がゼロで、広い液体温度領域を備えて優れた熱安定性を有するものであること。
常温(25℃)におけるイオン伝導度(s/cm)が0.1×10−3以上であること。
常温(25℃)における粘度が300cp以下であること。
前記した物性を有する導電性液体としては、前記した1−エチルー3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、あるいはジメチルー3−プロピルイミダゾリウムからなる化学種を含むものが用いられる。
上部電極31と共通電極30とを上部側スイッチ35を介設した上部電源回路36で接続する一方、下部電極32と共通電極30とを下部側スイッチ37を介設した下部電源回路38で接続し、これら電源回路36、38は電源39と接続している。
上部側スイッチ35と下部側スイッチ37とは一方がオン時、他方はオフで交互に開閉し、上部電極31と下部電極32に交互に電場を印加している。
上部電極31は、上部空間13の上下に配置する上部電極基板14となる第2シートの下面と反射シート10の上面に、上部空間13の全長にわたって配置している。該上部電極31の空間面側には高誘電体膜42を積層配置し、さらに高誘電体膜42の空間面側に絶縁性を有する撥水膜43を積層配置し、撥水膜43を導電性液体21およびオイル22と接触させている。
上部電極31、下部電極32にはITO膜等の透明電極を用いている。
動画表示を可能とするためには、液体の移動速度の高速化する必要がある点から、貫通孔の電極内面に前記した回路閉時に親水性、回路開時に疎水性となる被覆を形成することが非常に有効である。
また、前記誘電体層には、例えば、パリレンあるいは酸化アルミナを含有させ、その層厚を1〜0.1μm程度とすることが好ましい。
反射シート10を構成する樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも用いることができ、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、テフロン(登録商標)等が用いられる。なお、樹脂に限らず、ガラス、セラミック等のいずれでも良い。
また、反射シート10の厚さを10μm〜300μmとすると、該シートの表裏両面に開口する貫通孔15の長さも10μm〜300μmとなり、直径0.1μm〜100μm、長さ10μm〜300μmの貫通孔15に対して、導電性液体をエレクトロウェッティング方式で高速に流入および流出させることができる。
反射シート10に設けられる貫通孔15の形成方法としては、フォトリソグラフィ法、陽極酸化法、エッチング法、染色法、印刷法等、適宜な形成方法が採用される。
図2は上部側スイッチ35をオフ、下部側スイッチ37をオンとして、上部空間13に位置していた導電性液体21を貫通孔15の中に移動し、反射シート10の光散乱面が露出させ、表示面を白色化している。
即ち、上部電極31をオフした時、導電性液体が有する固有の表面張力により導電性液体を戻す方向に移動させるだけでなく、下部電極32をオンして、上部空間13から貫通穴15を通して下部空間11内へ導電性液体21を吸引していき、導電性液体21を高速移動で上部空間13から流出させる。
このように、上部空間11への導電性液体21の流入と、上部空間11から導電性液体の流出の両方を上部電極31と下部電極32の両方を電圧制御して、応答速度を速くできる双電極構造としている。
即ち、上部空間13内の導電性液体21が貫通孔15を通して下部空間11へと移動する時、下部空間11内のオイル22が貫通孔15の内面に沿って上昇して上部空間13へと流入する。逆に、下部空間11内の導電性液体21が上部空間13内へと移動する時は、上部空間13内のオイル22が貫通孔15の内周面に沿って移動して下部空間11へと流入し、貫通孔15内で導電性液体21とオイル22とが逆方向に流れこととなる。
導電性液体21は、R(赤色)液体、G(緑色)液体、B(青色)液体からなり、RGB表示は、R液体、G液体、B液体をそれぞれ上部空間13に流入、流出させて行う一方、RGBの液体を上部空間13に流入させて外部光を全て吸収させて、黒となるようにしている。
前記第1実施形態の表示素子を、以下の製造プロセスで作製した。
光散乱構造体を構成する反射シート10として、フジコピアン製の反射シート(厚さ75μm)を用いた。この反射シートは、PET樹脂に酸化チタン微粒子を練りこんだ材質であり、酸化チタンにより白色を発現させている。
このシート10の表面に、バッファー層としてSiO2膜をスパッタ法で成膜した後、透明電極であるITO膜をスパッタ法で成膜し、上部通路13の下面側の上部電極31、下部通路11の上面側の下部電極32を形成した。SiO2膜は30nm、ITO膜の厚さは100nmとした。
貫通孔15を形成した反射シートの上下両面のITO膜の表面に、パリレン膜を気相成長法で成膜し、厚さ1μmの誘電体膜42を形成した。さらに、誘電体膜の表面にフロロテクノロジー製の撥水膜43をディッピング法により成膜した。塗膜後、80℃で30分間焼成した。この撥水膜の膜厚は20nmとした。
反射シート10の貫通孔15の内部に共通電極30を形成するため、斜め蒸着法を用いた。斜め蒸着法により、アルミやタルタン等の金属電極材料を所望の厚さで蒸着した。
この上部電極基板14、下部電極基板12と反射シート10にGap10μmの上部通路13、下部通路11を形成するため、幅10μm、高さ10μmの樹脂スペーサを形成した。
また、RGBのカラー液体が混じらないように、インクジェット法もしくは印刷法により、白色UV硬化樹脂を各画素の周辺部に塗布した後、紫外線硬化させて、白色隔壁40を形成した。
前記のように形成した表示素子の電極をそれぞれスイッチを介して電源と接続した。
印加する電圧は、周波数10kHzで交流電圧40〜100Vとした。
該変形例では、反射シート10の貫通孔15の内面に設ける共通電極を、反射シートの中間部に介設するアルミニウム箔あるいは銅箔から共通電極シート30’から形成し、該共通電極シート30’に貫通孔15と連通する貫通孔30a’を設け、該貫通孔30a’の内周端面を導電性液体21と直接接触させる構成としている。
他の構成および作用効果は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、反射シート10の厚さを薄くし、その下面に厚さを大とした共通電極シート50を配置し、該共通電極シート50の下面に絶縁シート51を配置し、該絶縁シート51と下部電極基板12との間に下部空間11を形成している。
共通電極シート50および絶縁シート51には反射シート10の貫通孔15と連通する貫通孔50a、51aを設け、貫通孔15、50a、51aを介して第1実施形態と同様に上部空間13と下部空間11とをH形状に連通している。
前記構成とすると、第1実施形態では貫通孔15の内面に共通電極を形成する必要があるが、第2実施形態では、共通電極シート50を反射シート10の下面に積層しているため、貫通穴15の内面に共通電極を設ける必要はなく、加工が容易となる利点がある。
オイルにかえて導電性液体21と交じり合わない空気Aを用いた場合にも、第1実施形態と同一の作用を奏する。
他の構成および作用は第1実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第3実施形態は、導電性液体としてイオン性液体を用いず、着色されたアルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコール、水、それらの混合物からなる導電性液体21’を用いている。また、該着色導電性液体と共に貫通孔および上下空間には空気Aを封入している。
上部空間13と下部空間11の長さ方向の中心部で連通する貫通孔15の他に、仕切壁40で区画された水平方向の上部空間13と下部空間11とを長さ方向の一端側で上下に連通する切換用貫通孔55を反射シート10の一端に設けている。
電極の配置は前記図3の第1実施形態の変形例と同様とし、上部空間13の上下面に沿って上部電極31を配置すると共に、下部空間11の上下面に沿って下部電極32を配置している。さらに、反射シート10の上下方向の中間位置に銅箔からなる共通電極30’を介設している。かつ、上部電極31と共通電極30、下部電極32と共通電極30をスイッチ35、37を介して接続して上部電源回路、下部電源回路を形成している。
前記切換用貫通孔55は上部空間13から下部空間11へと導電性液体21’あるいは空気Aが移動する時に、矢印で示すように流通させる流路を構成するものである。
他の構成および作用は第2実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記上下空間13と11とを長さ方向の端部で連通する切換用貫通孔55を一端側だけでなく長さ方向の両端に設けてもよい。
第4実施形態では、第3実施形態と同様に反射シート10の中心部に貫通孔15を設けると共に切換用貫通孔55を設けているが、貫通孔15の内面に設ける共通電極を無くしている。
即ち、上部空間13の上下面に上部側の第1電極60と第2電極61とを配置し、上部側スイッチ35を介設した上部電源回路36を電源に接続している。詳細には、上部電極基板14の下面に第1電極60を設け、反射シート10の上面に第2電極61を設けている。
同様に、下部空間11の上下面に下部側の第1電極63と第2電極64を配置し、下部側スイッチ37を介設した下部電源回路38を電源に接続している。詳細には、反射シート10の下面に第1電極63を設け、下部電極基板13の上面に第2電極64を設けている。
他の構成および作用は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第5実施形態では、反射シート10の中心位置に貫通孔を設けず、長さ方向両端の左右に第1貫通孔15A、第2貫通孔15Bを設け、第1、第2貫通孔15Aと15Bとを上部空間13と下部空間11の長さ方向の両端でそれぞれ連通している。即ち、反射シート10の周囲を上部空間13、第1貫通孔15A、下部空間11、第2貫通孔15Bで取り囲む構成としている。
上部空間13の上下面に第1上部電極31ーAを配置すると共に、第1貫通孔15Aの周面に第2上部電極31−Bを配置し、これらをスイッチ35を介して接続し、上部電源回路36を形成している。また、下部空間11の上下面に第1下部電極32ーAを配置すると共に第2貫通孔15Bの周面に第2下部電極32−Bを配置し、これらをスイッチ37を介して接続して下部電源回路38を形成している。
前記電極31、32、31−A,B、32−A,Bの内面に誘電体膜および撥水膜を積層している点は前記実施形態と同様である。
前記上部電源回路36のスイッチ35と、下部電源回路38のスイッチ37とは第1上下実施形態と同様に交互にオン・オフさせている。
他の構成は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第6実施形態では、第1実施形態と同様に共通電極30、上部電極31、下部電極32を設けた3端子構造とし、共通電極30と上部電極31、共通電極30と下部電極32との間に夫々上部側スイッチ35と下部側スイッチ37を介設した上部側電源回路36と下部側電源回路38を設けた構成としている。
しかしながら、第1実施形態で設けていた下部空間を設けておらず、反射シート10の下面に下部電極基板12となる第1シートを導電性接着剤を介して積層し、上部空間13から流出させる導電性液体21を反射シート10に設けた貫通孔15内で貯留する構成としている。よって、第1実施形態の貫通孔より第2実施形態の貫通孔の容積を大としている。
下部電極32は下部電極基板12の上面と反射シート10の間に配置して、貫通孔15の下端開口に露出させると共に、貫通孔15の内面にも連続させている。
他の構成および作用は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
前記第6実施形態では貫通孔15を反射シート10の中心部に設けているが、第7実施形態では、貫通孔15を反射シート10の左右方向の一端側に設け、上部空間13の長さ方向の一端に連通させている。
前記上部空間13には全長にわたって上面に上部電極31を配置すると共に下面に共通電極30’を配置している。他の構成は図9の第6実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
即ち、第1〜第6実施形態では、上部空間13に貫通孔15より流入する導電性液体21が左右両方向に別れて流入していくが、第7実施形態では一方向に流入していくこととなり、導電性液体21の流れをスムーズとすることができる。流出時も同様に導電性液体が一方向から貫通孔15にスムーズに戻すことができる。
なお、上下空間を設けて反射シートの中心部で貫通孔を介して連通している前記第1〜第4実施形態においても、本実施形態と同様に、貫通孔15を一端側に配置してもよい。
該第8実施形態は、前記第6実施形態と同様に下部空間を設けず、着色表示時には上部空間13に着色導電性液体を流入させ、白色表示時には着色導電性液体21を反射シート10の貫通孔15に戻している。
第6実施形態との相違点は共通電極を設けておらず、上部空間13の上面に沿って上部電極基板14の下面に上部側の第1電極60を配置し、上部空間13の下面に沿って反射シート19の上面に上部側の第2電極61を配置し、スイッチ35を介在させた上部電源回路36と接続している。
一方、反射シート10の貫通孔15の内周面に下部側の第1電極65を配置し、該貫通孔15の下端開口に露出させて下部電極基板12の上面に下部側の第2電極66を配置している。該第1電極65と第2電極66とはスイッチ37を介在させた下部電源回路38と接続している。
他の構成および作用は第6実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
前記第1〜第8実施形態は、いずれも反射型で、中間層に反射シート10を備え、上部空間13より着色した導電性液体21が貫通孔へと流出すると、反射シート10により外光を反射して光散乱を発生させ、白色表示としている。
第9実施形態では、前記第6実施形態と同様な構成としているが、中間層には反射シートに変えて透明な光透過層を構成する光透過シート70を配置している。かつ、透明な下部電極基板12の下部に白色発光のバックライト71を配置している。
上部電極および下部電極の配置構成、上部電源回路、下部電源回路等の構成、着色した導電性液体21とオイル22とを上部空間13と貫通孔15に密封していることを含め、他の構成は第6実施形態と同様であり、かつ、導電性液体の上部空間13への流入、流出作用は第6実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
なお、バックライトを配置して透過型とする構成は、前記した他の実施形態にも適用することができる。
第10実施形態では、中間層に、反射シート10と光透過シート70とを並設し、該反射シート10を中央部に配置し、その周囲に透明シート70を配置している。反射シート10の中心部には貫通孔15を設けている。かつ、透明な下部電極基板12の下部に白色発光のバックライト71を配置している。
前記透過型の場合と同様に、上部電極および下部電極の配置構成、上部電源回路、下部電源回路等の構成、着色した導電性液体21とオイル22とを上部空間13と貫通孔15に密封していることを含め、他の構成は第6実施形態と同様であり、かつ、導電性液体の上部空間13への流入、流出作用は第6実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記反射シート10と透明シート80の配置位置は前記実施形態に限定されず、左右方向の一方に反射シート10、他方に透明シート80を配置してもよい。
この半透過型とする構成は、前記した他の実施形態にも適用することができる。
前記第1〜第10実施形態では、導電性液体21を着色液体とし、上部空間に導電性液体が流入して充填された時に着色表示する一方、流出時は白色表示しているが、第11実施形態では逆としている。
即ち、導電性液体21”は着色液体とせずに、光散乱粒子を混入して光散乱液体としている。オイル22は透明としている。
本実施形態は、着色表示時と白色表示時とでは、スイッチ35と37のオン・オフを第6実施形態とは逆としている。
即ち、白色表示する時は、スイッチ35をオン、スイッチ37をオフとして導電性液体21”を上部空間13に流入させる一方、着色表示する時は、スイッチ35をオフ、スイッチ37をオンして導電性液体21”を貫通孔15に戻して透明オイル22を上部空間13に流入させ、上部空間13の下側内面の着色シート80を表示させている。
なお、第6実施形態に限らず、他の第1〜第10の他の実施形態でも、本実施形態と同様に、導電性液体を光散乱液体とし、上部空間の下側内面に着色シートを配置し、上部電源回路と下部電源回路のスイッチのオン・オフを逆転してもよい。
また、前記着色シート80を用いる代わりに、オイル22を着色してもよい。
詳細には、透明層を構成する透明シート90に多数の垂直方向の貫通孔91を密集させて設け、これら貫通孔91の中空部を前記上部空間と同様な機構を持たせている。これら貫通孔91の下端開口に近接して下部電極基板12’を配置すると共に、該下部電極基板12’の下部に下部空間11’を設けている。
前記下部空間11’と多数の貫通孔91に前記光散乱液体からなる導電性液体21”と透明オイル21とを封入している。
前記上部電極31と共通電極30”、下部電極32と共通電極30”とをそれぞれ開閉スイッチ35、37を介して接続して上部電源回路36と下部電源回路38を設けている。
また、導電性液体を光散乱液体とし、オイルを着色してもよい。
なお、オン・オフスイッチを設けて回路を開閉する方法にかえて、第一、第二電源回路の電圧に差を持たせた電圧制御で導電性液体を移動させてもよい。
11 下部空間
12 下部電極基板
13 上部空間
14 上部電極基板
15 貫通孔
21 導電性液体
22 オイル
30 共通電極
31 上部電極
32 下部電極
35、37 スイッチ
36 上部電源回路
38 下部電源回路
55 切換用貫通孔
Claims (16)
- 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は表示側の上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光反射層からなる中間層が設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出されると前記光反射層により白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられると共に、該中間層の上部に水平方向で設けられた前記上部空間と、中間層の下部に水平方向で設けられた下部空間を備え、これら上下空間が前記貫通孔を介して連通され、この連通される貫通孔、上部空間および下部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の周面に透明な第一層からなる上部電極が配置されると共に、前記下部空間の周面に第二層からなる下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光透過層からなる中間層と、該中間層の下部にバックライトが設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出すると前記バックライトで白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられると共に、該中間層の上部に水平方向で設けられた前記上部空間と、中間層の下部に水平方向で設けられた下部空間を備え、これら上下空間が前記貫通孔を介して連通され、この連通される貫通孔、上部空間および下部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の周面に透明な第一層からなる上部電極が配置されると共に、前記下部空間の周面に第二層からなる下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光反射層と光透過層とが並設された中間層が設けられると共に、少なくとも前記光透過層の下部にバックライトが設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出すると光反射層と前記バックライトで白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられると共に、該中間層の上部に水平方向で設けられた前記上部空間と、中間層の下部に水平方向で設けられた下部空間を備え、これら上下空間が前記貫通孔を介して連通され、この連通される貫通孔、上部空間および下部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の周面に透明な第一層からなる上部電極が配置されると共に、前記下部空間の周面に第二層からなる下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 前記貫通孔に露出される電極は1つの共通電極とされている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記貫通孔に露出される前記電極は、該貫通孔の上端側内面に露出すると共に前記上部空間の下面に沿って設けられる電極と、前記貫通穴の下端側内面に沿って露出すると共に前記下部空間の上面に沿って設けられる一対の電極からなる請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は表示側の上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光反射層からなる中間層が設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出されると前記光反射層により白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられ、該中間層の上部に水平方向で設けられる前記上部空間が前記貫通孔と連通され、この連通される貫通孔と上部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の表示側の周面に透明な第一層からなる前記上部電極が配置されると共に、前記貫通孔の下端に露出する前記下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光透過層からなる中間層と、該中間層の下部にバックライトが設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出すると前記バックライトで白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられ、該中間層の上部に水平方向で設けられる前記上部空間が前記貫通孔と連通され、この連通される貫通孔と上部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の表示側の周面に透明な第一層からなる前記上部電極が配置されると共に、前記貫通孔の下端に露出する前記下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
前記空間は上部空間とされ、前記第一電源回路は上部電源回路、第二電源回路は下部電源回路とされ、
前記導電性液体は着色液体とされると共に、前記上部空間の下部に光反射層と光透過層とが並設された中間層が設けられると共に、少なくとも前記光透過層の下部にバックライトが設けられ、前記導電性液体が、前記上部空間に流入すると着色表示されると共に流出すると光反射層と前記バックライトで白色表示がなされる構成とし、
前記中間層に垂直方向の貫通孔が設けられ、該中間層の上部に水平方向で設けられる前記上部空間が前記貫通孔と連通され、この連通される貫通孔と上部空間の内部に前記導電性液体が流通可能に密封され、
前記上部空間の表示側の周面に透明な第一層からなる前記上部電極が配置されると共に、前記貫通孔の下端に露出する前記下部電極が配置され、かつ、前記貫通孔の周面に露出する電極が配置され、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記貫通孔に露出する電極に接続されると共にそれぞれ前記電圧制御を行う回路開閉手段が介設された前記上部電源回路と下部電源回路が備えられていることを特徴とする画像表示装置。 - 前記中間層の中心部に1つの前記貫通孔が設けられ、前記上部空間の長さ方向の中心と連通されている請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記中間層の一端に1つの前記貫通孔が設けられ、前記上部空間の長さ方向の一端が前記貫通孔に連通されている請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記中間層の中心部に前記貫通孔が設けられ、該貫通孔は前記上部空間と下部空間の長さ方向の中心部と連通され、かつ、前記中間層の一端に切換用貫通孔が設けられ、前記上部空間と下部空間の長さ方向の一端が前記切換用貫通孔を介して連通されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記中間層の両端にそれぞれ前記貫通孔が設けられ、該貫通孔は前記上部空間と下部空間の長さ方向の両端で連通され、
前記上部空間へ前記導電性液体が一端側の貫通孔より流入され、上部空間から前記導電性液体が他端側の貫通孔より流出される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 前記上部電極と前記貫通孔に露出して設けられる前記電極の表面に、誘電体膜と撥水膜とが順次積層配置され、前記導電性液体と接する最内面に前記撥水膜が位置されている請求項1乃至12のいずれか1項の記載の画像表示装置。
- 前記空間および該空間と連通される導電性液体の流通部には、着色された導電性液体と、該導電性液体と交じりあわない絶縁性のオイルあるいは空気が密封され、前記電圧制御で導電性液体と、前記オイルあるいは空気の位置が切り換わる構成とされている請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 画像表示装置の積層される層の間の空間あるいは/および層の内部に設けられた空間へ、導電性液体を流入させる第一電源回路と、前記空間から前記導電性液体を流出させる第二電源回路を備え、
前記第一電源回路と第二電源回路とが夫々電源手段に接続され、該電源手段から第一電源回路と第二電源回路へ印加される電圧を変化させ、前記空間への前記導電性液体の流入・流出が電圧制御で表示が切り替えられる構成とし、
前記第一電源回路と第二電源回路にそれぞれ接続される電極が前記空間の周面および該空間と連通される前記導電性液体の流通路に沿って配置され、前記電圧制御で前記導電性液体をエレクトロウェッティング方式で前記空間に流入・流出させる構成とし、
透明層に多数の貫通孔が設けられ、これら貫通孔の中空部が前記空間とされると共に、前記複数の貫通孔の下端開口に連通される下部空間が設けられ、
これら下部空間と前記貫通孔に導電性液体が充填され、
前記貫通孔の内面に露出させて配置した上部電極と、貫通孔の下端開口に面して配置される着色した共通電極と、前記下部空間の内面に露出させて配置した下部電極とが設けられ、
前記上部電極と下部電極とはそれぞれ前記共通電極に接続されると共にそれぞれ回路開閉手段が介設された前記第一電源回路と第二電源回路が備えられ、
前記電圧制御で前記貫通孔と前記下部空間とに前記導電性液体が切り換えられて流入させる構成としていることを特徴とする画像表示装置。 - 前記空間は隣接する画素の空間と隔壁で区切られている請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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