表示装置
【課題】 消費電力が小さく、簡易な構造で、応答速度が速く、かつ表示サイズがコンパクトな表示装置を提供する。
【解決手段】 ガラス基板３上に形成された液室３０内に発熱体５１を有する表示部を具備し、発熱体５１を駆動させて液室３０に充填されている液体６内に気泡を発生させ、この気泡により生じる圧力によって液室５１に隣接して設けられた可動部材３３の位置を変位させることで、ガラス基板３の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする。
【解決手段】 ガラス基板３上に形成された液室３０内に発熱体５１を有する表示部を具備し、発熱体５１を駆動させて液室３０に充填されている液体６内に気泡を発生させ、この気泡により生じる圧力によって液室５１に隣接して設けられた可動部材３３の位置を変位させることで、ガラス基板３の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の一面側から照射された光を制御することにより、画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より知られている表示装置にはＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイなどがある。特に液晶ディスプレイは装置の薄型化、小型化を可能とする点で優れている。このような表示装置はその用途から、カラー化、簡易な構造、応答速度、表示サイズ等の点で優れた特性が要求されており、近年これらに代わる表示装置として気泡を用いた表示装置が提案されている。
【０００３】
この気泡を用いた表示装置は、例えば特許文献１乃至４などに開示されている。
これらのうち特許文献２は、抵抗発熱体へ駆動回路からパルス信号を出力し、抵抗発熱体上に蒸気膜を形成し、膜沸騰に基づく蒸気気泡を急激に成長させ、着色層に施した色を透明基板、蒸気気泡を介して表示し、この処理を他の同じ構成の画素でも実行することにより全体として画像表示を行うものである。
【０００４】
また、特許文献４に開示されている表示装置の原理を図７を用いて説明する。図において１１は着色液体１２を一部に充填し、残りが気泡１３である直方体状の透明な容器であり、容器１１の外側には透明な電極１４1・１４2・１４3・１４4が、電極１４1・１４2および電極１４3・１４4の上下の対となるように取り付けられている。電極１４1・１４2と電極１４3・１４4とはそれぞれ１組ずつのコンデンサー１５1・１５2となっており、コンデンサー１５1・１５2にはそれぞれ電源１６1・１６2およびスイッチ１７1・１７2が接続されている。
【０００５】
なお着色液体１２・気泡１３はほぼ同体積であり、電極１４はそれぞれ図中のＡで示す長さのほぼ半分であって、ほぼ同じ大きさである。スイッチ１７2を切った状態でスイッチ１７1を入れコンデンサー１５1に電圧を印加すると、着色液体１２がコンデンサー１５1の電極１４1・１４2間に吸い込まれるように入っていき、電極１４1・１４2間が着色液体１２で満たされる。このときもう一方の電極１４3・１４4間は気泡１３で満たされることになる。
【０００６】
次にスイッチ１７1を切って充電されていたコンデンサー１５1を放電させ、スイッチ１７2を入れてコンデンサー１５2に電圧を印加すると、今度は電極１４3・１４4間に着色液体１２が移動する。
【０００７】
このようにコンデンサー１５による静電力によって複数の容器１１内の着色液体１２の位置をそれぞれ動かし、複数の容器１１を並べてこれを画素として用いることで表示装置の表示が可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１６６８８５号公報
【特許文献２】特開平５−１２７６０３号公報
【特許文献３】特開平５−１２７６０４号公報
【特許文献４】特開平８−２５４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来の表示装置においては、以下に記載するような問題点がある。
特許文献２に開示されている表示装置では、着色層に施した色を表示（維持）するには、抵抗発熱体へ駆動回路からパルス信号を出力し、蒸気気泡を成長し続ける必要がある。
また、特許文献４に開示されている表示装置では、容器内の着色液体あるいは気泡の位置を維持するには、スイッチを入れた状態とし、コンデンサーに電圧を印加し続ける必要がある。
【００１０】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、消費電力が小さく、簡易な構造で、応答速度が速く、かつ表示サイズがコンパクトな表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の表示装置は、基材上に形成された液室内に発熱体を有する表示部を具備し、前記発熱体を駆動させて前記液室に充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記液室に隣接して設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とするものである。
また、前記基材は透光性部材であり、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする。
また、前記可動部材の変位は、前記可動部材の位置を前記液室と反対側へ変位させるものであり、前記可動部材の弾性力によって前記可動部材の位置を前記液室側へ戻すことを特徴とする。
また、前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする。
また、前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
また、前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の表示装置は、基材上に形成された第１と第２の液室内にそれぞれ第１と第２の発熱体を有する表示部を具備し、前記第１と第２の発熱体をそれぞれ駆動させて前記第１と第２の液室にそれぞれ充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記第１と第２の液室の間に設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とするものである。
また、前記基材は透光性部材であり、前記第１の液室あるいは前記第２の液室の何れかに遮光性液体を充填し、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする。
また、前記可動部材の変位は、前記第１の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第２の液室側へ変位させ、前記第２の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第１の液室側へ戻すことを特徴とする。
また、前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする。
また、前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
また、前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、発熱体に電気エネルギー等を印加して熱を常に発生し続ける必要がなくなり、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【実施例】
【００１５】
［実施例１］
図１は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図であり、可動部材の変位を表わしたものである。
【００１６】
（表示部の構造）
図１において、液体６に熱エネルギーを作用させる発熱体５１がガラス基板３に設けられており、このガラス基板３上に発熱体５１に対応して液室３０が配されており、この液室３０には無色透明な液体６が弾性膜７に覆われて充填されている。この液室３０に隣接してガラス基板３上には可動部材３３がレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定されている。これによって、可動部材３３は保持されると共に支点５３を構成している。この可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図１においては下側）から液室３０側に照射される可視光（不図示）の遮光および透光を制御している。具体的には、図１（ａ）に示すように液室３０側に可動部材３３が位置しているときは遮光状態となり、図１（ｃ）に示すように液室３０とは反対側（液室３０に隣接して設けられた土台５２側）に可動部材３３が位置しているときは透光状態となる。
【００１７】
尚、可動部材３３の支持部材である土台５２に不透明な部材を用いることにより、ガラス基板３の下側から照射される可視光が液室３０側以外から漏れないようにしている。
【００１８】
（表示部の原理）
図１（ａ）に示される状態は、発熱体５１に電気エネルギー等のエネルギーが印加される前の状態である。ここで重要なことは、可動部材３３が液室３０側に位置しているため、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光が遮光されていることである。
【００１９】
図１（ｂ）に示される状態は、発熱体５１に電気エネルギー等が印加されて発熱体５１が発熱し、発生した熱によって液体６の一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡８が発生した状態である。このように気泡８の成長に応じて液室３０内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち液室３０の反対側へ成長することにより、図１（ｃ）に示されるように可動部材３３が液室３０の反対側へ変位した状態になる。
【００２０】
図１（ｄ）に示される状態は、気泡８が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この状態において、液室３０の反対側へ変位した可動部材３３は、可動部材３３の元の状態へ戻ろうとする弾性力により、液室３０側へ変位し、最終的には図１（ａ）に示される状態へ戻る。
【００２１】
図２は、膜沸騰に伴う気泡の成長を表したものであり、図２（ａ）に示されるような状態においては、発生した気泡８の成長に応じて、液室３０内の体積が増え、弾性膜７が押し広げられる方向を規制する構成はない。このため気泡８が成長する方向は各矢印のように気泡表面の垂直方向となり様々な方向を向いていた。
【００２２】
これに対して、図２（ｂ）に示されるような状態においては、左壁の高さと右壁の高さの違いからくる抵抗およびガラス基板３と接着されている弾性膜７の影響により、様々な方向を向いていた気泡８が上方向あるいは左方向へ変化してきているのが分かる。
【００２３】
そして、図２（ｃ）に示されるような状態においては、気泡８の成長方向自体がほとんど左方向へ成長するようになる。これにより、可動部材３３を大きく変位させることができる。
【００２４】
以上のように、図１では、表示装置の中の１画素である表示部を説明した。同図においては、液室３０側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、液室３０の反対側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００２５】
（表示装置の製造方法）
次に、本実施例における表示部の製造方法について説明する。
図３は、本実施例で使用する表示部の製造工程フローを示した図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、例えば、透光性部材であるガラス基板３上に、スパッタリングにより、例えば膜厚が１μｍのＣｒ膜２１を成膜する。次に図３（ｂ）で、Ｃｒ膜２１上にレジスト膜２２を形成し、このレジスト膜２２を液室３０と土台５２の形状にパターニングした後、レジスト膜２２をマスクとしてＣｒ膜２１をエッチングし、液室３０と土台５２のパターンを有するＣｒマスクを作製する。次に図３（ｃ）で、ＡｒとＳＦ6との混合ガスを使用してガラス基板３をプラズマエッチングし、例えば深さが１０μｍから１００μｍの液室３０と土台５２の座ぐり孔を形成する。
【００２７】
図３（ｄ）ではガラス基板３上に、スパッタリングにより、例えば膜厚が１μｍのＳｉＮ膜２４を成膜する。ＳｉＮ膜２４は、後述するようにプラズマエッチングにより発熱体５１を形成する際のエッチングストップ層として機能する。次に発熱体５１を高抵抗ポリシリコンにより形成する。即ち、発熱体５１となるｎ型ポリシリコン膜２３を化学気相成長法（ＣＶＤ）により例えば４００ｎｍの膜厚に形成する。次に、ｎ型ポリシリコン膜２３上にレジスト膜２２を形成し、レジスト膜２２を発熱体５１の形状にパターニングする。次に図３（ｅ）で、このレジスト膜２２をマスクにして、ｎ型ポリシリコン膜２３をプラズマエッチングすることにより、発熱体５１を形成する。更に図３（ｆ）では、液体６を液室３０に満たした後、例えば、シリコンゴム又はポリイミドからなる弾性膜７をガラス基板３に接着する。なお、液体６は無色透明なものである。
【００２８】
次に、可動部材３３の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）は、母型を用いて電鋳を行うことにより、可動部材３３を作製する工程を段階的に示す模式的断面図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、ＳＵＳ基板４１に、約２μｍ厚のレジスト膜２２を設け、凹部上方となる部分をアッシングしながらアルコール、塩酸、過酸化水素の混合液を用いたエッチングをＳＵＳ基板４１に対して施し、図４（ａ）点線部分を除去して深さ１０μｍ程度の凹部を形成した。その後、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜２２を除去することにより、凹部を有するＳＵＳ基板４１からなる母型４３を得た。
【００３０】
母型４３を用意したら、次に図４（ｃ）に示すように、母型４３の上面および凹部の内面全体に電気メッキにより５μｍ程度のニッケルメッキ層４２を形成した。メッキ液としてはスルフォミン酸ニッケルに応力減少剤ゼロオール（商標名：ワールドメタル社製）、ほう酸、ピット防止剤ＮＳ−ＡＰＳ（商品名：ワールドメタル社製）、塩化ニッケルを使用した。
電着時の電界のかけ方は、アノード側に電極をつけ、カソード側に先にパターニングした母型４３を取り付け、メッキ液の温度を５０℃、電流密度を５Ａ／ｃｍ2とした。
【００３１】
次に、図４（ｄ）に示すように、母型４３からニッケルメッキ層４２からなるニッケル板を剥がすことにより、可動部材３３として使用されるニッケル板を得た。
【００３２】
以上のようにして得られた可動部材３３を、図１に示したように液室３０に隣接してレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定して本実施例の表示部が形成される。
【００３３】
本実施例では、画素の大きさを約５０μｍ×５０μｍ、弾性膜７の厚さを約５μｍとし、液体６として水とエタノールの混合液（水：エタノール＝６：４）を用いたところ、画素の駆動に要する時間（発熱体を駆動→液体が発泡→可動部材が移動するまでの時間）は、数〜数十μsであり、高速表示処理が可能であった。また、本実施例では、従来例のように気泡を成長し続けたり、電圧を印加し続けたりするのではなく、可動部材３３の位置を制御したい時だけ、発熱体５１にエネルギーを印加すればよく、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明で用いる液体としては、発熱体の発熱によって良好に発泡を生じさせるものであれば特に限定されるものではなく、上記以外にも例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレン、フレオンＴＦ、フレオンＢＦ、エチルエーテル、ジオキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
［実施例２］
本実施例における表示部の構造・原理・製造方法は、前述の実施例１とほぼ同じであるが、図１において下側から可視光を照射した実施例１に対して、本実施例では図１において上側から可視光を照射して、反射型で表示するようにしている。
【００３６】
（表示部の構造）
実施例１においては基材として透光性部材であるガラス基板３を用いているが、本実施例ではガラス基板３の下側に白色で不透明な染料が塗布されているものを用いた。これは、図１における上側から照射される光（不図示）を反射させるためのものである。なお、本実施例のように反射型で表示する場合には、不透明で反射率が高い基材を用いるか、あるいはガラス基板３の下側に拡散板を形成したものを用いることもできる。
【００３７】
また、本実施例では、可動部材３３や土台５２に不透明でかつ反射率の低い部材を用いている。
【００３８】
本実施例では、液室３０に隣接してガラス基板３上に固定されている可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図１においては上側）から液室３０側に照射される光（不図示）の反射光を制御している。具体的には、図１（ａ）に示すように液室３０側に可動部材３３が位置しているときは、可動部材３３や土台５２に不透明でかつ反射率の低い部材を用いているため、反射光が抑制されており反射率が低くなっている。これに対して、図１（ｃ）に示すように液室３０とは反対側に可動部材３３が位置しているときは、液室３０内の液体６や発熱体５１やガラス基板３の下側からの反射光により反射率が高くなるようにしている。
【００３９】
（表示部の原理）
図１（ａ）に示される状態は、発熱体５１にエネルギーが印加される前の状態である。この場合は、可動部材３３が液室３０側に位置しているため、ガラス基板３の上側から照射されている光（不図示）は、可動部材３３や土台５２に反射するだけであるため、反射率が低い状態である。
【００４０】
図１（ｂ）に示される状態は、発熱体５１が発熱し、発生した熱によって液体６の一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡８が発生した状態である。このように気泡８の成長に応じて液室３０内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち液室３０の反対側へ成長することにより、図１（ｃ）に示されるように可動部材３３が液室３０の反対側へ変位した状態になる。この場合は、可動部材３３が液室３０の反対側に位置しているため、ガラス基板３の上側から照射されている光（不図示）は、液室３０内の液体６や発熱体５１やガラス基板３の下側からの反射があり反射率が高い状態である。
【００４１】
そして、図１（ｄ）に示される状態は、気泡８が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この状態において、液室３０の反対側へ変位した可動部材３３は、可動部材３３の元の状態へ戻ろうとする弾性力により、液室３０側へ変位し、最終的には図１（ａ）に示される状態へ戻る。
【００４２】
以上のように、本実施例では、図１において液室３０側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、液室３０の反対側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００４３】
［実施例３］
図５は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部を格子状に配列して複数個形成した斜視図である。本実施例における表示部の構造・原理・製造方法は、前述の実施例１とほぼ同じである。
【００４４】
図５において、液体６に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色の３原色を用い、図５における１列目の表示部に赤（Ｒ）を、２列目に緑（Ｇ）を、３列目に青（Ｂ）を表示し、この３色を切替えることによりカラー画像を作成することができる。また、液体６は無色透明とし、発熱体５１を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）の色に着色することによってもカラー画像を作成することができる。またさらに、液体６は無色透明とし、発熱体５１も透明とし、透光部材であるガラス基板３を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）の色に着色することによってもカラー画像を作成することができる。
【００４５】
尚、本実施例では液体６や発熱体５１やガラス基板３を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）に着色した場合について説明したが、対応する色をイエロー（Ｙ）、又はマゼンタ（Ｍ）、又はシアン（Ｃ）に着色した場合でも、同様にカラー画像を作成することができる。
【００４６】
［実施例４］
図６は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図であり、可動部材の変位を表わしたものである。
【００４７】
（表示部の構造）
図６において、液体６に熱エネルギを作用させる第１発熱体１と第２発熱体２がガラス基板３に設けられており、このガラス基板３上に第１発熱体１に対応して第１液室３１が配されており、さらに第２発熱体２に対応して第２液室３２が配されており、第１液室３１には無色透明な液体６ａが、また第２液室３２には遮光性の液体６ｂが弾性膜７に覆われて充填されている。この第１液室３１と第２液室３２の間のガラス基板３上には可動部材３３がレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定されている。これによって、可動部材３３は保持されると共に支点５３を構成している。また、可動部材３３の先端が接触する部分には磁性体４４が設けられている。
【００４８】
本実施例では、可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図においては下側）から第１液室３１側に照射される可視光１０の遮光および透光を制御している。具体的には、図６（ａ）に示すように第１液室３１側に可動部材３３が位置しているときは遮光状態となり、図６（ｂ）に示すように第２液室３２側に可動部材３３が位置しているときは透光状態となる。
【００４９】
尚、第２液室３２に遮光性の液体６ｂを充填することにより、第１液室３１側に可動部材３３が位置している遮光状態の時に、ガラス基板３の下側から照射される可視光が第２液室３２側から漏れないようにしている。
【００５０】
（表示部の原理）
図６（ａ）に示される状態は、第１発熱体１に電気エネルギー等のエネルギーが印加される前の状態である。ここで重要なことは、可動部材３３が第１液室３１側に位置しているため、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光１０が遮光されていることである。
【００５１】
尚、可動部材３３が接触している磁性体４４は、永久磁石のように磁気を発するものであり、その磁気吸引力により、表示部全体を９０°あるいは１８０°傾けた場合においても、可動部材３３が第１液室３１側に拘束状態となることができる。
【００５２】
次に第１発熱体１に電気エネルギー等が印加されて第１発熱体１が発熱し、発生した熱によって液体６ａの一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡が発生すると、前述の図１（ｂ）と同様に気泡８の成長に応じて第１液室３１内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち第２液室３２側へ成長することにより、図６（ｂ）に示されるように可動部材３３が第２液室３２側へ変位した状態になる。
【００５３】
図６（ｂ）に示される状態は、気泡が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この場合においても、可動部材３３が磁性体４４と接触していることによって、表示部全体を９０°あるいは１８０°傾けた場合においても、可動部材３３が第２液室３２側に拘束状態となることができる。ここで重要なことは、可動部材３３が第２液室３２側へ変位した事により、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光１０が透光されていることである。
【００５４】
以上のように、図６では、表示装置の中の１画素である表示部を説明した。同図においては、第１液室３１側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、第２液室３２側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００５５】
本実施例では、画素の大きさを約５０μｍ×５０μｍ、弾性膜７の厚さを約５μｍとし、液体として水とエタノールの混合液（水：エタノール＝６：４）を用いたところ、画素の駆動に要する時間（発熱体を駆動→液体が発泡→可動部材が移動するまでの時間）は、数〜数十μsであり、高速表示処理が可能であった。また、本実施例では、従来例のように気泡を成長し続けたり、電圧を印加し続けたりするのではなく、可動部材の位置を制御したい時だけ、発熱体にエネルギーを印加すればよく、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【００５６】
また、本実施例においても、実施例３と同様に、例えば液体６ａの色が互いに異なる複数の表示部を備えたり、例えば液体６ａの色と第１発熱体１の色とガラス基板３の色の組合せが異なる複数の表示部を備えることにより、カラー表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図である。
【図２】膜沸騰に伴う気泡の成長を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施例における表示装置の製造工程フローを示した図である。
【図４】本発明の第１実施例で使用する可動部材の製造工程フローを示した図である。
【図５】本発明の第３実施例における表示装置の表示部を格子状に配列して複数個形成した斜視図である。
【図６】本発明の第４実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図である。
【図７】従来例の表示装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 第１発熱体
２ 第２発熱体
３ ガラス基板
６、６ａ、６ｂ 液体
７ 弾性膜
８、１３ 気泡
１０ 可視光
１１ 容器
１２ 着色液体
１４ 電極
１５ コンデンサー
１６ 電源
１７ スイッチ
２１ Ｃｒ膜
２２ レジスト膜
２３ ｎ型ポリシリコン膜
２４ ＳｉＮ膜
３０ 液室
３１ 第１液室
３２ 第２液室
３３ 可動部材
４１ ＳＵＳ基板
４２ ニッケルメッキ層
４３ 母型
４４ 磁性体
５１ 発熱体
５２ 土台
５３ 支点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の一面側から照射された光を制御することにより、画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より知られている表示装置にはＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイなどがある。特に液晶ディスプレイは装置の薄型化、小型化を可能とする点で優れている。このような表示装置はその用途から、カラー化、簡易な構造、応答速度、表示サイズ等の点で優れた特性が要求されており、近年これらに代わる表示装置として気泡を用いた表示装置が提案されている。
【０００３】
この気泡を用いた表示装置は、例えば特許文献１乃至４などに開示されている。
これらのうち特許文献２は、抵抗発熱体へ駆動回路からパルス信号を出力し、抵抗発熱体上に蒸気膜を形成し、膜沸騰に基づく蒸気気泡を急激に成長させ、着色層に施した色を透明基板、蒸気気泡を介して表示し、この処理を他の同じ構成の画素でも実行することにより全体として画像表示を行うものである。
【０００４】
また、特許文献４に開示されている表示装置の原理を図７を用いて説明する。図において１１は着色液体１２を一部に充填し、残りが気泡１３である直方体状の透明な容器であり、容器１１の外側には透明な電極１４1・１４2・１４3・１４4が、電極１４1・１４2および電極１４3・１４4の上下の対となるように取り付けられている。電極１４1・１４2と電極１４3・１４4とはそれぞれ１組ずつのコンデンサー１５1・１５2となっており、コンデンサー１５1・１５2にはそれぞれ電源１６1・１６2およびスイッチ１７1・１７2が接続されている。
【０００５】
なお着色液体１２・気泡１３はほぼ同体積であり、電極１４はそれぞれ図中のＡで示す長さのほぼ半分であって、ほぼ同じ大きさである。スイッチ１７2を切った状態でスイッチ１７1を入れコンデンサー１５1に電圧を印加すると、着色液体１２がコンデンサー１５1の電極１４1・１４2間に吸い込まれるように入っていき、電極１４1・１４2間が着色液体１２で満たされる。このときもう一方の電極１４3・１４4間は気泡１３で満たされることになる。
【０００６】
次にスイッチ１７1を切って充電されていたコンデンサー１５1を放電させ、スイッチ１７2を入れてコンデンサー１５2に電圧を印加すると、今度は電極１４3・１４4間に着色液体１２が移動する。
【０００７】
このようにコンデンサー１５による静電力によって複数の容器１１内の着色液体１２の位置をそれぞれ動かし、複数の容器１１を並べてこれを画素として用いることで表示装置の表示が可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１６６８８５号公報
【特許文献２】特開平５−１２７６０３号公報
【特許文献３】特開平５−１２７６０４号公報
【特許文献４】特開平８−２５４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来の表示装置においては、以下に記載するような問題点がある。
特許文献２に開示されている表示装置では、着色層に施した色を表示（維持）するには、抵抗発熱体へ駆動回路からパルス信号を出力し、蒸気気泡を成長し続ける必要がある。
また、特許文献４に開示されている表示装置では、容器内の着色液体あるいは気泡の位置を維持するには、スイッチを入れた状態とし、コンデンサーに電圧を印加し続ける必要がある。
【００１０】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、消費電力が小さく、簡易な構造で、応答速度が速く、かつ表示サイズがコンパクトな表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の表示装置は、基材上に形成された液室内に発熱体を有する表示部を具備し、前記発熱体を駆動させて前記液室に充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記液室に隣接して設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とするものである。
また、前記基材は透光性部材であり、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする。
また、前記可動部材の変位は、前記可動部材の位置を前記液室と反対側へ変位させるものであり、前記可動部材の弾性力によって前記可動部材の位置を前記液室側へ戻すことを特徴とする。
また、前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする。
また、前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
また、前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の表示装置は、基材上に形成された第１と第２の液室内にそれぞれ第１と第２の発熱体を有する表示部を具備し、前記第１と第２の発熱体をそれぞれ駆動させて前記第１と第２の液室にそれぞれ充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記第１と第２の液室の間に設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とするものである。
また、前記基材は透光性部材であり、前記第１の液室あるいは前記第２の液室の何れかに遮光性液体を充填し、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする。
また、前記可動部材の変位は、前記第１の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第２の液室側へ変位させ、前記第２の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第１の液室側へ戻すことを特徴とする。
また、前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする。
また、前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
また、前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、発熱体に電気エネルギー等を印加して熱を常に発生し続ける必要がなくなり、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【実施例】
【００１５】
［実施例１］
図１は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図であり、可動部材の変位を表わしたものである。
【００１６】
（表示部の構造）
図１において、液体６に熱エネルギーを作用させる発熱体５１がガラス基板３に設けられており、このガラス基板３上に発熱体５１に対応して液室３０が配されており、この液室３０には無色透明な液体６が弾性膜７に覆われて充填されている。この液室３０に隣接してガラス基板３上には可動部材３３がレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定されている。これによって、可動部材３３は保持されると共に支点５３を構成している。この可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図１においては下側）から液室３０側に照射される可視光（不図示）の遮光および透光を制御している。具体的には、図１（ａ）に示すように液室３０側に可動部材３３が位置しているときは遮光状態となり、図１（ｃ）に示すように液室３０とは反対側（液室３０に隣接して設けられた土台５２側）に可動部材３３が位置しているときは透光状態となる。
【００１７】
尚、可動部材３３の支持部材である土台５２に不透明な部材を用いることにより、ガラス基板３の下側から照射される可視光が液室３０側以外から漏れないようにしている。
【００１８】
（表示部の原理）
図１（ａ）に示される状態は、発熱体５１に電気エネルギー等のエネルギーが印加される前の状態である。ここで重要なことは、可動部材３３が液室３０側に位置しているため、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光が遮光されていることである。
【００１９】
図１（ｂ）に示される状態は、発熱体５１に電気エネルギー等が印加されて発熱体５１が発熱し、発生した熱によって液体６の一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡８が発生した状態である。このように気泡８の成長に応じて液室３０内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち液室３０の反対側へ成長することにより、図１（ｃ）に示されるように可動部材３３が液室３０の反対側へ変位した状態になる。
【００２０】
図１（ｄ）に示される状態は、気泡８が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この状態において、液室３０の反対側へ変位した可動部材３３は、可動部材３３の元の状態へ戻ろうとする弾性力により、液室３０側へ変位し、最終的には図１（ａ）に示される状態へ戻る。
【００２１】
図２は、膜沸騰に伴う気泡の成長を表したものであり、図２（ａ）に示されるような状態においては、発生した気泡８の成長に応じて、液室３０内の体積が増え、弾性膜７が押し広げられる方向を規制する構成はない。このため気泡８が成長する方向は各矢印のように気泡表面の垂直方向となり様々な方向を向いていた。
【００２２】
これに対して、図２（ｂ）に示されるような状態においては、左壁の高さと右壁の高さの違いからくる抵抗およびガラス基板３と接着されている弾性膜７の影響により、様々な方向を向いていた気泡８が上方向あるいは左方向へ変化してきているのが分かる。
【００２３】
そして、図２（ｃ）に示されるような状態においては、気泡８の成長方向自体がほとんど左方向へ成長するようになる。これにより、可動部材３３を大きく変位させることができる。
【００２４】
以上のように、図１では、表示装置の中の１画素である表示部を説明した。同図においては、液室３０側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、液室３０の反対側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００２５】
（表示装置の製造方法）
次に、本実施例における表示部の製造方法について説明する。
図３は、本実施例で使用する表示部の製造工程フローを示した図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、例えば、透光性部材であるガラス基板３上に、スパッタリングにより、例えば膜厚が１μｍのＣｒ膜２１を成膜する。次に図３（ｂ）で、Ｃｒ膜２１上にレジスト膜２２を形成し、このレジスト膜２２を液室３０と土台５２の形状にパターニングした後、レジスト膜２２をマスクとしてＣｒ膜２１をエッチングし、液室３０と土台５２のパターンを有するＣｒマスクを作製する。次に図３（ｃ）で、ＡｒとＳＦ6との混合ガスを使用してガラス基板３をプラズマエッチングし、例えば深さが１０μｍから１００μｍの液室３０と土台５２の座ぐり孔を形成する。
【００２７】
図３（ｄ）ではガラス基板３上に、スパッタリングにより、例えば膜厚が１μｍのＳｉＮ膜２４を成膜する。ＳｉＮ膜２４は、後述するようにプラズマエッチングにより発熱体５１を形成する際のエッチングストップ層として機能する。次に発熱体５１を高抵抗ポリシリコンにより形成する。即ち、発熱体５１となるｎ型ポリシリコン膜２３を化学気相成長法（ＣＶＤ）により例えば４００ｎｍの膜厚に形成する。次に、ｎ型ポリシリコン膜２３上にレジスト膜２２を形成し、レジスト膜２２を発熱体５１の形状にパターニングする。次に図３（ｅ）で、このレジスト膜２２をマスクにして、ｎ型ポリシリコン膜２３をプラズマエッチングすることにより、発熱体５１を形成する。更に図３（ｆ）では、液体６を液室３０に満たした後、例えば、シリコンゴム又はポリイミドからなる弾性膜７をガラス基板３に接着する。なお、液体６は無色透明なものである。
【００２８】
次に、可動部材３３の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）は、母型を用いて電鋳を行うことにより、可動部材３３を作製する工程を段階的に示す模式的断面図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、ＳＵＳ基板４１に、約２μｍ厚のレジスト膜２２を設け、凹部上方となる部分をアッシングしながらアルコール、塩酸、過酸化水素の混合液を用いたエッチングをＳＵＳ基板４１に対して施し、図４（ａ）点線部分を除去して深さ１０μｍ程度の凹部を形成した。その後、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜２２を除去することにより、凹部を有するＳＵＳ基板４１からなる母型４３を得た。
【００３０】
母型４３を用意したら、次に図４（ｃ）に示すように、母型４３の上面および凹部の内面全体に電気メッキにより５μｍ程度のニッケルメッキ層４２を形成した。メッキ液としてはスルフォミン酸ニッケルに応力減少剤ゼロオール（商標名：ワールドメタル社製）、ほう酸、ピット防止剤ＮＳ−ＡＰＳ（商品名：ワールドメタル社製）、塩化ニッケルを使用した。
電着時の電界のかけ方は、アノード側に電極をつけ、カソード側に先にパターニングした母型４３を取り付け、メッキ液の温度を５０℃、電流密度を５Ａ／ｃｍ2とした。
【００３１】
次に、図４（ｄ）に示すように、母型４３からニッケルメッキ層４２からなるニッケル板を剥がすことにより、可動部材３３として使用されるニッケル板を得た。
【００３２】
以上のようにして得られた可動部材３３を、図１に示したように液室３０に隣接してレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定して本実施例の表示部が形成される。
【００３３】
本実施例では、画素の大きさを約５０μｍ×５０μｍ、弾性膜７の厚さを約５μｍとし、液体６として水とエタノールの混合液（水：エタノール＝６：４）を用いたところ、画素の駆動に要する時間（発熱体を駆動→液体が発泡→可動部材が移動するまでの時間）は、数〜数十μsであり、高速表示処理が可能であった。また、本実施例では、従来例のように気泡を成長し続けたり、電圧を印加し続けたりするのではなく、可動部材３３の位置を制御したい時だけ、発熱体５１にエネルギーを印加すればよく、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明で用いる液体としては、発熱体の発熱によって良好に発泡を生じさせるものであれば特に限定されるものではなく、上記以外にも例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレン、フレオンＴＦ、フレオンＢＦ、エチルエーテル、ジオキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
［実施例２］
本実施例における表示部の構造・原理・製造方法は、前述の実施例１とほぼ同じであるが、図１において下側から可視光を照射した実施例１に対して、本実施例では図１において上側から可視光を照射して、反射型で表示するようにしている。
【００３６】
（表示部の構造）
実施例１においては基材として透光性部材であるガラス基板３を用いているが、本実施例ではガラス基板３の下側に白色で不透明な染料が塗布されているものを用いた。これは、図１における上側から照射される光（不図示）を反射させるためのものである。なお、本実施例のように反射型で表示する場合には、不透明で反射率が高い基材を用いるか、あるいはガラス基板３の下側に拡散板を形成したものを用いることもできる。
【００３７】
また、本実施例では、可動部材３３や土台５２に不透明でかつ反射率の低い部材を用いている。
【００３８】
本実施例では、液室３０に隣接してガラス基板３上に固定されている可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図１においては上側）から液室３０側に照射される光（不図示）の反射光を制御している。具体的には、図１（ａ）に示すように液室３０側に可動部材３３が位置しているときは、可動部材３３や土台５２に不透明でかつ反射率の低い部材を用いているため、反射光が抑制されており反射率が低くなっている。これに対して、図１（ｃ）に示すように液室３０とは反対側に可動部材３３が位置しているときは、液室３０内の液体６や発熱体５１やガラス基板３の下側からの反射光により反射率が高くなるようにしている。
【００３９】
（表示部の原理）
図１（ａ）に示される状態は、発熱体５１にエネルギーが印加される前の状態である。この場合は、可動部材３３が液室３０側に位置しているため、ガラス基板３の上側から照射されている光（不図示）は、可動部材３３や土台５２に反射するだけであるため、反射率が低い状態である。
【００４０】
図１（ｂ）に示される状態は、発熱体５１が発熱し、発生した熱によって液体６の一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡８が発生した状態である。このように気泡８の成長に応じて液室３０内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち液室３０の反対側へ成長することにより、図１（ｃ）に示されるように可動部材３３が液室３０の反対側へ変位した状態になる。この場合は、可動部材３３が液室３０の反対側に位置しているため、ガラス基板３の上側から照射されている光（不図示）は、液室３０内の液体６や発熱体５１やガラス基板３の下側からの反射があり反射率が高い状態である。
【００４１】
そして、図１（ｄ）に示される状態は、気泡８が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この状態において、液室３０の反対側へ変位した可動部材３３は、可動部材３３の元の状態へ戻ろうとする弾性力により、液室３０側へ変位し、最終的には図１（ａ）に示される状態へ戻る。
【００４２】
以上のように、本実施例では、図１において液室３０側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、液室３０の反対側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００４３】
［実施例３］
図５は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部を格子状に配列して複数個形成した斜視図である。本実施例における表示部の構造・原理・製造方法は、前述の実施例１とほぼ同じである。
【００４４】
図５において、液体６に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色の３原色を用い、図５における１列目の表示部に赤（Ｒ）を、２列目に緑（Ｇ）を、３列目に青（Ｂ）を表示し、この３色を切替えることによりカラー画像を作成することができる。また、液体６は無色透明とし、発熱体５１を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）の色に着色することによってもカラー画像を作成することができる。またさらに、液体６は無色透明とし、発熱体５１も透明とし、透光部材であるガラス基板３を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）の色に着色することによってもカラー画像を作成することができる。
【００４５】
尚、本実施例では液体６や発熱体５１やガラス基板３を赤（Ｒ）、又は緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）に着色した場合について説明したが、対応する色をイエロー（Ｙ）、又はマゼンタ（Ｍ）、又はシアン（Ｃ）に着色した場合でも、同様にカラー画像を作成することができる。
【００４６】
［実施例４］
図６は、本実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図であり、可動部材の変位を表わしたものである。
【００４７】
（表示部の構造）
図６において、液体６に熱エネルギを作用させる第１発熱体１と第２発熱体２がガラス基板３に設けられており、このガラス基板３上に第１発熱体１に対応して第１液室３１が配されており、さらに第２発熱体２に対応して第２液室３２が配されており、第１液室３１には無色透明な液体６ａが、また第２液室３２には遮光性の液体６ｂが弾性膜７に覆われて充填されている。この第１液室３１と第２液室３２の間のガラス基板３上には可動部材３３がレジスト膜をパターニングして形成した土台５２に固定されている。これによって、可動部材３３は保持されると共に支点５３を構成している。また、可動部材３３の先端が接触する部分には磁性体４４が設けられている。
【００４８】
本実施例では、可動部材３３の位置により、ガラス基板３の一面側（図においては下側）から第１液室３１側に照射される可視光１０の遮光および透光を制御している。具体的には、図６（ａ）に示すように第１液室３１側に可動部材３３が位置しているときは遮光状態となり、図６（ｂ）に示すように第２液室３２側に可動部材３３が位置しているときは透光状態となる。
【００４９】
尚、第２液室３２に遮光性の液体６ｂを充填することにより、第１液室３１側に可動部材３３が位置している遮光状態の時に、ガラス基板３の下側から照射される可視光が第２液室３２側から漏れないようにしている。
【００５０】
（表示部の原理）
図６（ａ）に示される状態は、第１発熱体１に電気エネルギー等のエネルギーが印加される前の状態である。ここで重要なことは、可動部材３３が第１液室３１側に位置しているため、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光１０が遮光されていることである。
【００５１】
尚、可動部材３３が接触している磁性体４４は、永久磁石のように磁気を発するものであり、その磁気吸引力により、表示部全体を９０°あるいは１８０°傾けた場合においても、可動部材３３が第１液室３１側に拘束状態となることができる。
【００５２】
次に第１発熱体１に電気エネルギー等が印加されて第１発熱体１が発熱し、発生した熱によって液体６ａの一部が加熱され、膜沸騰に伴う気泡が発生すると、前述の図１（ｂ）と同様に気泡８の成長に応じて第１液室３１内の体積が増えて弾性膜７が押し広げられ、気泡８が移動のしやすい方向、すなわち第２液室３２側へ成長することにより、図６（ｂ）に示されるように可動部材３３が第２液室３２側へ変位した状態になる。
【００５３】
図６（ｂ）に示される状態は、気泡が前述した膜沸騰後、収縮し、消滅した状態を示している。この場合においても、可動部材３３が磁性体４４と接触していることによって、表示部全体を９０°あるいは１８０°傾けた場合においても、可動部材３３が第２液室３２側に拘束状態となることができる。ここで重要なことは、可動部材３３が第２液室３２側へ変位した事により、ガラス基板３の一面側から照射されている可視光１０が透光されていることである。
【００５４】
以上のように、図６では、表示装置の中の１画素である表示部を説明した。同図においては、第１液室３１側に可動部材３３が位置するときの表示部（画素）は黒く表示され、第２液室３２側に可動部材３３が位置するときの画素は白く表示され、白黒画像を作成することができる。
【００５５】
本実施例では、画素の大きさを約５０μｍ×５０μｍ、弾性膜７の厚さを約５μｍとし、液体として水とエタノールの混合液（水：エタノール＝６：４）を用いたところ、画素の駆動に要する時間（発熱体を駆動→液体が発泡→可動部材が移動するまでの時間）は、数〜数十μsであり、高速表示処理が可能であった。また、本実施例では、従来例のように気泡を成長し続けたり、電圧を印加し続けたりするのではなく、可動部材の位置を制御したい時だけ、発熱体にエネルギーを印加すればよく、消費電力の少ない表示制御を行うことができる。
【００５６】
また、本実施例においても、実施例３と同様に、例えば液体６ａの色が互いに異なる複数の表示部を備えたり、例えば液体６ａの色と第１発熱体１の色とガラス基板３の色の組合せが異なる複数の表示部を備えることにより、カラー表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図である。
【図２】膜沸騰に伴う気泡の成長を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施例における表示装置の製造工程フローを示した図である。
【図４】本発明の第１実施例で使用する可動部材の製造工程フローを示した図である。
【図５】本発明の第３実施例における表示装置の表示部を格子状に配列して複数個形成した斜視図である。
【図６】本発明の第４実施例における表示装置の中の１画素である表示部の断面図である。
【図７】従来例の表示装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 第１発熱体
２ 第２発熱体
３ ガラス基板
６、６ａ、６ｂ 液体
７ 弾性膜
８、１３ 気泡
１０ 可視光
１１ 容器
１２ 着色液体
１４ 電極
１５ コンデンサー
１６ 電源
１７ スイッチ
２１ Ｃｒ膜
２２ レジスト膜
２３ ｎ型ポリシリコン膜
２４ ＳｉＮ膜
３０ 液室
３１ 第１液室
３２ 第２液室
３３ 可動部材
４１ ＳＵＳ基板
４２ ニッケルメッキ層
４３ 母型
４４ 磁性体
５１ 発熱体
５２ 土台
５３ 支点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成された液室内に発熱体を有する表示部を具備し、前記発熱体を駆動させて前記液室に充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記液室に隣接して設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記基材は透光性部材であり、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記可動部材の変位は、前記可動部材の位置を前記液室と反対側へ変位させるものであり、前記可動部材の弾性力によって前記可動部材の位置を前記液室側へ戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
基材上に形成された第１と第２の液室内にそれぞれ第１と第２の発熱体を有する表示部を具備し、前記第１と第２の発熱体をそれぞれ駆動させて前記第１と第２の液室にそれぞれ充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記第１と第２の液室の間に設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記基材は透光性部材であり、前記第１の液室あるいは前記第２の液室の何れかに遮光性液体を充填し、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記可動部材の変位は、前記第１の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第２の液室側へ変位させ、前記第２の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第１の液室側へ戻すことを特徴とする請求項７又は８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１】
基材上に形成された液室内に発熱体を有する表示部を具備し、前記発熱体を駆動させて前記液室に充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記液室に隣接して設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記基材は透光性部材であり、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記可動部材の変位は、前記可動部材の位置を前記液室と反対側へ変位させるものであり、前記可動部材の弾性力によって前記可動部材の位置を前記液室側へ戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
基材上に形成された第１と第２の液室内にそれぞれ第１と第２の発熱体を有する表示部を具備し、前記第１と第２の発熱体をそれぞれ駆動させて前記第１と第２の液室にそれぞれ充填されている液体内に気泡を発生させ、該気泡により生じる圧力によって前記第１と第２の液室の間に設けられた可動部材の位置を変位させることで、前記基材の一面側から照射される可視光を制御して表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記基材は透光性部材であり、前記第１の液室あるいは前記第２の液室の何れかに遮光性液体を充填し、前記可動部材の位置を変位させることで前記透光性部材の一面側から照射される可視光の遮光および透光を制御することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記可動部材の変位は、前記第１の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第２の液室側へ変位させ、前記第２の発熱体を駆動して発生した気泡の圧力によって前記可動部材の位置を前記第１の液室側へ戻すことを特徴とする請求項７又は８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発熱体の駆動が電気エネルギーによる発熱であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記液体の色が互いに異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記液体の色と前記発熱体の色と前記基材の色の組合せが異なる複数の前記表示部を備え、カラー表示を行うことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１７１１６１（Ｐ２００６−１７１１６１Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６０９９３（Ｐ２００４−３６０９９３）
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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