CN101903827A - 显示元件和使用该显示元件的电气设备 - Google Patents

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Abstract

在具备上部基板(第1基板)(2)、下部基板(第2基板)(3)以及导电性液体(16)的显示元件(10)中，设置能够相互独立地施加规定电压范围内的电压的信号电极(4)、参考电极(5)以及扫描电极(6)，其中，所述导电性液体(16)被密封在形成于上部基板(2)与下部基板(3)之间的显示用空间(S)的内部，能够移动到有效显示区域(P1)侧或者非有效显示区域(P2)。另外，对参考电极(5)和扫描电极(6)施加相同的电压(第3电压和第4电压)，其中，所述参考电极(5)和扫描电极(6)被设置在下部基板(3)侧，被分别设置在有效显示区域(P1)侧和非有效显示区域(P2)。

Description

显示元件和使用该显示元件的电气设备
技术领域
本发明涉及通过使导电性液体移动来显示图像、文字等信息的显示元件和使用该显示元件的电气设备。
背景技术
近几年，开发出并实用化了以电润湿法方式的显示元件为代表的、利用由外部电场使导电性液体移动的现象进行信息显示的显示元件。
具体地说，在如上所述的以往的显示元件中，例如象日本特开2004-252444号公报所记载的那样，设有：第1电极和第2电极、第1基板和第2基板以及被密封在这些基板间所形成的显示用空间的内部并且作为被着色成规定颜色的导电性液体的着色液滴。并且，在这些以往的显示元件中，通过第1电极和第2电极对着色液滴施加电场，由此使着色液滴的形状发生变化来变更显示面侧的显示颜色。
另外，在该以往的显示元件中，在第1基板上以相对于着色液滴电绝缘的状态并列设置第1电极和第2电极，并且在第2基板侧设置第3电极以与这些第1电极和第2电极对置。并且提出：在第1电极的上方设置遮光用的罩，由此将第1电极和第2电极分别设置在非有效显示区域侧和有效显示区域侧，施加电压使得在第1电极和第3电极间或者第2电极和第3电极间产生电位差。并且，在该以往的显示元件中，与使着色液滴的形状发生变化的情况相比，使着色液滴在第1电极侧或者第2电极侧高速地移动，显示面侧的显示颜色也能够高速地变更。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述以往的显示元件中，存在在进行矩阵驱动的情况下构造复杂而大型化的问题。
具体地说，在以往的显示元件中，在每一个显示单位(像素)中，通常对第3电极施加负电位的电压，并且对第1电极和第2电极中的一方电极施加正电位的电压。并且，在该以往的显示元件中，使着色液滴(导电性液体)移动到施加了正电位的第1电极(非有效显示区域)侧或者第2电极(有效显示区域)。因此，在以往的显示元件中，在应用于多个像素进行上述矩阵驱动的情况下，需要在每个像素中设置第1电极～第3电极，显示元件的构造变复杂并大型化。
另外，在以往的显示元件中，多个像素分别共用一个第1电极～第3电极，并且第3电极被构成为能够以像素为单位施加正电位或者负电位的电压，由此能够进行矩阵驱动。然而，在这种结构的情况下，会产生其它的问题：有时导电性液体不稳定而发生不必要的变动，显示元件的显示质量下降。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种即使在进行矩阵驱动的情况下也能够防止构造复杂而大型化的显示质量良好的显示元件和使用该显示元件的电气设备。
用于解决问题的方案
为了实现上述目标，本发明的显示元件具备：
设置在显示面侧的第1基板、设置在该第1基板的非显示面侧以在与上述第1基板之间形成规定的显示用空间的第2基板、对上述显示用空间设定的有效显示区域和非有效显示区域以及密封在上述显示用空间的内部并能够移动到上述有效显示区域侧或者上述非有效显示区域侧的导电性液体，
能够通过使上述导电性液体移动来变更上述显示面侧的显示颜色，
所述显示元件的特征在于：
具备：信号电极，其被设置在上述显示用空间的内部以与上述导电性液体接触；
参考电极，其以相对于上述导电性液体电绝缘的状态设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧，以设置在上述有效显示区域侧和上述非有效显示区域侧中的一方侧；以及
扫描电极，以相对于上述导电性液体和上述参考电极电绝缘的状态被设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧，以设置在上述有效显示区域侧和上述非有效显示区域侧中的另一方侧，
上述信号电极、上述参考电极以及上述扫描电极能够相互独立地施加第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的电压，
对上述参考电极施加作为上述第1电压和第2电压之间的电压的第3电压，并且对上述扫描电极施加与上述第3电压实质上相同的第4电压。
在如上所述的结构的显示元件中，上述信号电极、参考电极以及扫描电极能够相互独立地施加第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的电压。由此，与上述以往例不同，在进行矩阵驱动的情况下也能够防止构造复杂而大型化。另外，对参考电极施加上述第3电压并且对扫描电极施加上述第4电压。由此，即使在进行矩阵驱动的情况下，也能够抑制导电性液体发生不必要的变动，能够构成防止由于导电性液体的变动而导致的显示质量下降的显示质量良好的显示元件。
此外，在此所说的与第3电压实质相同的第4电压，指的是相对于第3电压具有规定的电压幅度的电压，在对信号电极施加第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的电压的情况下，在这些第3电压和第4电压被分别施加到参考电极和扫描电极的情况下，能够不使导电性液体移动，抑制导电性液体在当前的位置发生不必要的变动的情况。
另外，优选在上述显示元件中，多个上述信号电极沿规定的排列方向设置，多个上述参考电极和多个上述扫描电极被设置成相互交替并且与上述多个信号电极交叉，所述显示元件具备：信号电压施加部，其与上述多个信号电极连接，并且根据在上述显示面侧所显示的信息，对上述多个信号电极的各信号电极施加上述第1电压与第2电压之间的规定电压范围内的信号电压；参考电压施加部，其与上述多个参考电极连接，并且对上述多个参考电极的各参考电极施加允许上述导电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的选择电压和阻止上述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的非选择电压中的一方电压；以及扫描电压施加部，其与上述多个扫描电极连接，并且对上述多个扫描电极的各扫描电极施加允许上述导电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的选择电压和阻止上述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的非选择电压中的一方电压。
在该情况下，能够容易地构成具有优良的显示质量的矩阵驱动方式的显示元件。
另外，也可以是多个像素区域被设置在上述显示面侧，并且上述多个像素区域的各像素区域以上述信号电极和上述扫描电极的交叉部为单位设置，并且在上述各像素区域中，上述显示用空间被分隔壁分隔。
在该情况下，能通过使显示面侧的多个像素的各像素的导电性液体移动来以像素为单位变更显示面侧的显示颜色。
另外，也可以在上述显示元件中，对应于能够在上述显示面侧全彩色显示的多种颜色分别设置上述多个像素区域。
在该情况下，能通过恰当地移动多个像素的各像素的对应的导电性液体来进行彩色图像显示。
另外，优选在上述显示元件中，在上述显示用空间的内部密封有能够在该显示用空间的内部移动的与上述导电性液体不混合的绝缘性流体。
在该情况下，能够容易实现导电性液体的移动速度的高速化。
另外，优选在上述显示元件中，在上述参考电极和上述扫描电极的表面上层叠有电介质层。
在该情况下，电介质层使施加到导电性液体的电场可靠地变大，能够更为容易地提高该导电性流体的移动速度。
另外，也可以在上述显示元件中，上述第1基板和第2基板采用透明的透明片材，在上述第2基板的背面侧设有背光装置。
在该情况下，使用来自背光装置的照明光进行显示动作，即使在外光不充分的情况下、夜间等，也能够适当地进行显示动作。另外，能够容易地构成调光范围大且简单地进行高精度的灰度控制的高亮度的显示元件。
另外，也可以在上述显示元件中，上述第1基板采用透明的透明片材，在上述第2基板侧设有光反射部。
在该情况下，光反射部反射从外部射入的外光来进行显示动作，因此能够容易地构成低功耗和轻薄化的显示元件。
另外，也可以在上述显示元件中，上述第1基板采用透明的透明片材，在上述第2基板侧设有并列设置的光反射部和透明的透明部，在上述光反射部和上述透明部的背面侧设有背光装置。
在该情况下，利用由光反射部反射的外光和来自背光装置的照明光进行显示动作，因此能够容易地构成降低背光装置的功耗、增大调光范围并且简单地进行高精度的灰度控制的高亮度显示元件。
另外，优选在上述显示元件中，上述第3电压和第4电压的各电压值是上述第1电压和第2电压的中间的电压值。
在该情况下，能够使导电性液体处于更为稳定的状态，能够可靠地提高显示质量。
另外，也可以在上述显示元件中，上述非有效显示区域由设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧的遮光膜设定，上述有效显示区域由形成在上述遮光膜中的开口部设定。
在该情况下，能够对显示用空间准确且可靠地设定有效显示区域和非有效显示区域。
另外，本发明的电气设备是具备显示包含文字和图像的信息的显示部的电气设备，其特征在于：上述显示部采用上述任一显示元件。
在如上所述的结构的电气设备中，在显示部采用即使在进行矩阵驱动的情况下，也能够防止构造复杂而大型化的显示质量良好的显示元件，因此能够容易地构成具备了具有优良显示质量的高性能的电气设备。
发明效果
根据本发明，能够提供即使在进行矩阵驱动的情况下也能够防止构造复杂而大型化的显示质量良好的显示元件和使用该显示元件的电气设备。
附图说明
图1是说明本发明的第1实施方式的显示元件和图像显示装置的平面图。
图2是表示在从显示面侧观看的情况下的图1所示出的上部基板侧的要部结构的放大平面图。
图3是表示在从非显示面侧观看的情况下的图1所示出的下部基板侧的要部结构的放大平面图。
图4的(a)和(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的图1所示出的显示元件的要部结构的截面图。
图5是说明上述图像显示装置的动作例的图。
图6是说明上述图像显示装置的更为具体的动作例的图，(a)和(b)是分别说明初始状态和该初始状态的下一阶段的状态的图。
图7是说明上述图像显示装置的更为具体的动作例的图，(a)和(b)是依次说明图6的(b)所示出的状态之后的阶段的状态的图。
图8是表示上述图像显示装置的更为具体的动作例的施加电压的大小和施加时间的时序图。
图9是说明本实施方式的具体效果的图，(a)和(b)是分别表示上述显示元件的概要侧面图和该显示元件的图像区域的平面图，(c)和(d)是分别表示比较品的概要侧面图和该比较品的像素区域的平面图。
图10的(a)和(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的本发明的第2实施方式的显示元件的要部结构的截面图。
图11的(a)和(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的本发明的第3实施方式的显示元件的要部结构的截面图。
图12的(a)和(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的图1所示出的显示元件的变形例的要部结构的截面图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的显示元件和电气设备的优选实施方式。此外，在下面的说明中，示例说明了将本发明应用于具备能够显示彩色图像显示的显示部的图像显示装置中的情况。另外，各附图中的结构部件的尺寸并非忠实地表示实际的结构部件的尺寸和各结构构件的尺寸比率等。
<第1实施方式>
图1是说明本发明的第1实施方式的显示元件和图像显示装置的平面图。在图1的本实施方式的图像显示装置1中设有使用了本发明的显示元件10的显示部，在该显示部中有矩形的显示面的结构。即显示元件10具备被配置成在图1的纸面垂直方向相互重合的上部基板2和下部基板3，由这些上部基板2和下部基板3的重叠部分形成上述显示面的有效显示区域(详细内容后述。)。
另外，在显示元件10中，多个信号电极4相互隔着规定的间隔、并且沿X方向条状设置。另外，在显示元件10中，多个参考电极5和多个扫描电极6相互交替且沿Y方向条状设置。这些多个信号电极4、多个参考电极5以及多个扫描电极6相互交叉设置，在显示元件10中，以信号电极4和扫描电极6的交叉部为单位设定多个像素区域的各像素区域。
另外，这些多个信号电极4、多个参考电极5以及多个扫描电极6能够相互独立地施加作为第1电压的高电压与作为第2电压的低电压之间的规定的电压范围内的电压(详细内容后述。)。
并且，在显示元件10中，如后面详细说明的那样，上述多个像素区域的各像素区域被分隔壁分隔，并且多个像素区域分别对应于能够在上述显示面侧全彩色显示的多种颜色对应设置。并且，在显示元件10中，在每一个设置成矩阵状的多个像素(显示单元)中，利用电润湿现象使后述的导电性液体移动，变更显示面侧的显示颜色。
另外，在多个信号电极4、多个参考电极5以及多个扫描电极6中，各自的一端部侧被引出到显示面的有效显示区域的外侧，形成端子部4a、5a以及6a。
信号驱动器7通过配线7a与多个信号电极4的各端子部4a连接。信号驱动器7构成信号电压施加部，在图像显示装置1在显示面显示包括文字和图像的信息的情况下，对多个信号电极4的各信号电极4施加与信息对应的信号电压Vd。
另外，参考驱动器8通过配线8a与多个参考电极5的各端子部5a连接。参考驱动器8构成参考电压施加部，在图像显示装置1在显示面显示包括文字和图像的信息的情况下，对多个参考电极5的各参考电极5施加参考电压Vr。
另外，扫描驱动器9通过配线9a与多个扫描电极6的各端子部6a连接。扫描驱动器9构成扫描电压施加部，在图像显示装置1在显示面显示包括文字和图像的信息的情况下，对多个扫描电极6的各扫描电极6施加扫描电压Vs。
另外，在扫描驱动器9中，对多个扫描电极6的各扫描电极6施加阻止上述导电性液体移动的非选择电压和允许导电性液体与信号电压Vd相应地移动的选择电压中的一方电压作为扫描电压Vs。另外，参考驱动器8参考扫描驱动器9的动作而动作，参考驱动器8对多个各参考电极5的各参考电极5施加阻止上述导电性液体移动的非选择电压和允许导电性液体与信号电压Vd相应地移动的选择电压中的一方电压作为参考电压Vr。
并且，在图像显示装置1中，扫描驱动器9对例如图1的从左侧向右侧的各扫描电极6依次施加选择电压，并且参考驱动器8与扫描驱动器9的动作同步地对图1的从左侧向右侧的各扫描电极6依次施加选择电压，由此进行每条线的扫描动作(详细内容后述。)。
另外，信号驱动器7、参考驱动器8以及扫描驱动器9含有直流电源或者交流电源，供给对应的信号电压Vd、参考电压Vr以及扫描电压Vs。
另外，参考驱动器8每隔规定的时间(例如1帧)切换参考电压Vr的极性。并且，扫描驱动器9对应于参考电压Vr的极性的切换来切换扫描电压Vs的各极性。这样，参考电压Vr和扫描电压Vs每隔规定的时间切换各极性，因此与总是对参考电极5和扫描电极6施加相同极性的电压的情况相比，能够防止这些参考电极5和扫描电极6中的电荷局部化。并且，能够防止由于电荷的局部化而导致的显示不良(残像现象)、对可靠性(寿命减少)的坏影响。
在此，还参考图2～图4具体地说明显示元件10的像素构造。
图2是表示从显示面侧观看的情况下的图1所示出的上部基板侧的要部结构的放大平面图。图3是表示从非显示面侧观看的情况下的图1所示出的下部基板侧的要部结构的放大平面图。图4的(a)和(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的图1所示出的显示元件的要部结构的截面图。此外，在图2和图3中，为了简化附图，图示有设置在上述显示面的多个像素中的配设在图1的左上端部的12个像素。
在图2～图4中，显示元件10具备作为设置在显示面侧的第1基板的上述上部基板2和作为设置在上部基板2的背面侧(非显示面侧)的第2基板的上述下部基板3。另外，在显示元件10中，上部基板2和下部基板3相互隔着规定的间隔配置，由此在这些上部基板2和下部基板3之间形成规定的显示用空间S。另外，在该显示用空间S的内部，上述导电性液体16和与该导电性液体16不混合的绝缘性的油17被密封在该显示用空间S的内部，能够在上述X方向(图4的左右方向)上移动，导电体液体16能够移动到后述的有效显示区域P 1侧或者非有效显示区域P2。
导电性液体16采用例如包含作为溶剂的水和作为溶质的规定的电解质的水溶液。具体地说，导电性液体16采用例如1mmol/L的氯化钾(KCL)的水溶液。另外，导电性液体16使用由颜料、染料等着色成黑色的溶液。
另外，导电性液体16被着色成黑色，因此在各像素中，该导电性液体16发挥允许或者阻止光透过的光闸的功能。即，在显示元件10的各像素中，如后面详细说明的那样，导电性液体16在显示用空间S的内部向参考电极5侧(有效显示区域P 1侧)或者扫描电极6侧(非有效显示区域P2侧)滑行移动，由此显示颜色变更成黑色或者RGB中的任一颜色。
另外，油17采用例如包括从侧链高级醇、侧链高级脂肪酸、烷烃、硅油、匹配油选择出的一种或者多种无极性且无色透明的油。另外，该油17伴随着导电性液体16的滑行移动而在显示用空间S的内部移动。
上部基板2采用无碱玻璃基板等透明玻璃材料或者丙烯酸系树脂等透明合成树脂等透明的透明片材。另外，在上部基板2的非显示面侧的表面依次形成滤色器层11和防水膜12，在防水膜12上还形成有上述信号电极4。
另外，下部基板3与上部基板2同样采用无碱玻璃基板等透明玻璃材料或者丙烯酸系树脂等透明合成树脂等透明的透明片材。另外，在下部基板3的显示面侧的表面，设有上述参考电极5和上述扫描电极6，还形成有电介质层13以覆盖这些参考电极5和扫描电极6。另外，在该电介质层13的显示面侧的表面，设有与Y方向和X方向分别平行设置的肋14a和14b。并且，在下部基板3中设有防水膜15，使其覆盖电介质层13和肋14a、14b。
另外，在下部基板3的背面侧(非显示面侧)，一体地组装有例如发出白色照明光的背光装置18，构成透射型的显示元件10。
在滤色器(Color Filter)层11中，设有红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的滤色器部11r、11g和11b以及作为遮光膜的黑矩阵部11s，构成RGB的各个颜色的像素。即，如图2所示，在滤色器层11中，沿X方向依次设有RGB的滤色器部11r、11g以及11b，并且沿Y方向分别各设有4个滤色器部11r、11g以及11b，在X方向和Y方向分别配设3个和4个、共计12个像素。
另外，如图2的例子所示，在显示元件10中，在各像素区域P的与像素有效显示区域P 1对应的位置设有RGB中的任一个滤色器部11r、11g以及11b，在与非有效显示区域P2对应的位置设有黑矩阵部11s。即，在显示元件10中，用黑矩阵部(遮光膜)11s对上述显示用空间S设定非有效显示区域P2(非开口部)，用形成在该黑矩阵部11s中的开口部(即，任一个滤色器部11r、11g以及11b)设定有效显示区域P1。
另外，在显示元件10中，滤色器部11r、11g以及11b的各面积选择相对于有效显示区域P1的面积相同或者稍大的值。另一方面，黑矩阵部11s的面积选择相对于非有效显示区域P2的面积相同或者稍小的值。此外，在图2中，为了明确相邻的像素的边界部，用虚线表示与对应于相邻的像素的黑矩阵部11s之间的边界线，但是在实际的滤色器层11中，不存在黑矩阵部11s间的边界线。
另外，在显示元件10中，用作为上述分隔壁的肋14a、14b以像素区域P为单位分隔显示用空间S。即，如图3的例子所示，在显示元件10中，各像素的显示用空间S由相互对置的2个肋14a和相互对置的两个肋14b分隔。并且，在显示元件10中，利用肋14a、14b来防止导电性液体16流入相邻的像素区域P的显示用空间S的内部。即，肋14a、14b采用例如光固化性树脂，决定这些肋14a、14b离电介质层13的突出高度以防止导电性液体16在相邻的像素间流入、流出。
此外，除了上面的说明以外，也可以例如以像素为单位在下部基板3上设置构成框状的肋来代替肋14a、14b。另外，也可以使构成上述框状的肋的顶端部与上部基板2侧密接，以使相邻的像素区域P彼此被气密地分隔。在这种使肋的顶端部与上部基板2侧密接的情况下，也可以设置信号电极4来贯通该肋，由此在显示用空间S的内部设置信号电极4。
防水膜12、15使用透明的合成树脂，优选在施加电压时相对于导电性液体16成为亲水层的例如氟系树脂。由此，在显示元件10中，能够使导电性液体16在与上部基板2和下部基板3的显示用空间S侧的各表面侧之间的润湿性(接触角)较大地变化，能够实现导电性液体16的移动速度的高速化。另外，电介质层13由含有例如聚对二甲苯、氮化硅、氧化铪、氧化锌、二氧化钛或者氧化铝的透明的电介质膜构成。
参考电极5和扫描电极6采用氧化铟系(ITO)、二氧化锡系(SnO2)或者氧化锌系(AZO、GZO或者IZO)等透明的电极材料。这些各参考电极5和各扫描电极6由溅射法等公知的成膜方法在下部基板3上形成为带状。
信号电极4采用与X方向平行配置的线状配线。另外，信号电极4被设置在防水膜12上，穿过各像素区域P的Y方向的大致中心部，插通导电性液体16，与该导电性液体16直接接触。由此，在显示元件10中实现显示动作时的导电性液体16的响应性的提高。
另外，在信号电极4的表面层叠有例如包括氟系树脂的透明的防水膜(未图示)，使导电性液体16平滑地滑行移动。其中，该防水膜不使信号电极4和导电性液体16电绝缘，不阻碍导电性液体16的响应性的提高。
此外，除了上述说明以外，也可以在上部基板2的非显示面侧的表面上依次层叠滤色器层11、信号电极4以及防水膜12。
另外，该信号电极4使用对导电性液体16电化学惰性的材料，即使在对该信号电极4施加上述信号电压Vd(例如，40V)的时候，也尽量不与导电性液体16发生电化学反应。由此，能够防止信号电极4发生电解，提高显示元件10的可靠性和寿命。
具体地说，信号电极4采用包含金、银、铜、铂以及钯中的至少一种的电极材料。另外，将由上述金属材料构成的细线固定在滤色器层11上，使用丝网印刷法等在滤色器层11上载置包含金属材料的导电性涂料等油墨材料，由此形成信号电极4。
并且，在信号电极4中，其形状由设置在像素的有效显示区域P1的下方的参考电极5的透射率决定。具体地说，在信号电极4中，基于75％～95％左右的参考电极5的透射率来决定信号电极的形状，使得相对于有效显示区域P1的面积，信号电极4在该有效显示区域P1上的占有面积是30％以下，优选10％以下，更优选5％以下。
如图4的(a)所示，在如上所述的结构的显示元件10的各像素中，当导电性液体16被保持在滤色器部11r和参考电极5之间时，来自背光装置18的光被导电性液体16遮住，进行黑色显示(非CF着色显示)。另一方面，如图4的(b)所示，当导电性液体16被保持在黑矩阵部11s和扫描电极6之间时，来自背光装置18的光未被导电性液体16遮住而透过滤色器部11r，由此进行红色显示(CF着色显示)。
在此，还参考图5～图8具体地说明如上所述的结构的本实施方式的图像显示装置1的显示动作。
首先，利用图5说明图像显示装置1中的基本动作。
图5是说明上述图像显示装置的动作例的图。
在图5中，参考驱动器8和扫描驱动器9在例如从同图的左侧向右侧规定的扫描方向对参考电极5和扫描电极6分别依次施加上述选择电压作为参考电压Vr和扫描电压Vs。具体地说，参考驱动器8和扫描驱动器9对参考电极5和扫描电极6分别依次施加高电压(第1电压)和低电压(第2电压)作为选择电压来进行作为选择线的扫描动作。另外，在该选择线中，信号驱动器7根据来自外部的图像输入信号对对应的信号电极4施加高电压或者低电压作为信号电压Vd。由此，在选择线的各像素中，导电性液体16移动到有效显示区域P 1侧或者非有效显示区域P2，变更显示面侧的显示颜色。
另一方面，参考驱动器8和扫描驱动器9对非选择线、即其余的全部参考电极5和扫描电极6分别施加上述非选择电压作为参考电压Vr和扫描电压Vs。具体地说，参考驱动器8和扫描驱动器9对其余的全部参考电极5和扫描电极6施加例如高电压与低电压的中间的电压值即作为第3电压和第4电压的中间电压来作为非选择电压。由此，在非选择线的各像素中，导电性液体16在有效显示区域P 1侧或者非有效显示区域P2侧不发生不必要的变动而是静止的，不会变更显示面侧的显示颜色。
在进行如上所述的显示动作的情况下，向参考电极5、扫描电极6以及信号电极4施加的电压组合如表1所示。并且，如表1所示，导电性液体16的动作和显示面侧的显示颜色与施加电压对应。此外，在表1中，高电压、低电压和中间电压分别以“H”、“L”、“M”简略地表示(后面的表2也同样。)。
表l
Figure BPA00001160546000141
<选择线中的动作>
在选择线中，当对信号电极4施加例如高电压时，在参考电极5与信号电极4之间均施加有高电压，因此在这些参考电极5与信号电极4之间未产生电位差。另一方面，对扫描电极6施加有低电压，因此在信号电极4与扫描电极6之间产生电位差。因此，导电性液体16在显示用空间S的内部移动到对信号电极4产生电位差的扫描电极6。其结果是，如图4的(b)所示，导电性液体16处于移动到非有效显示区域P2侧的状态，使油17移动到参考电极5，允许来自背光装置18的照明光到达滤色器部11r。由此，显示面侧的显示颜色处于滤色器部11r的红色显示(CF着色显示)状态。另外，在图像显示装置1中，在相邻的RGB的所有三个像素中，这些导电性液体16移动到非有效显示区域P2来进行CF着色显示，此时来自该RGB的像素的红色光、绿色光以及蓝色光混合成白色光，进行白色显示。
另一方面，在选择线中对信号电极4施加低电压时，在参考电极5与信号电极4之间产生电位差，在信号电极4与扫描电极6之间不产生电位差。因此，导电性液体16在显示用空间S的内部向对信号电极4产生电位差的参考电极5侧的移动。其结果是，如图4的(a)所示，导电性液体16处于移动到有效显示区域P1侧的状态，阻止来自背光装置18的照明光到达滤色器部11r。由此，在显示面侧的显示颜色处于导电性液体16的黑色显示(非CF着色显示)的状态。
<非选择的动作>
在非选择线中，对信号电极4施加例如高电压，此时导电性液体16维持在当前的位置静止的状态，维持当前的显示颜色。即，对参考电极5和扫描电极6的双方施加有中间电压，因此参考电极5与信号电极4之间的电位差以及扫描电极6与信号电极4之间的电位差均产生相同的电位差。其结果是，显示颜色不从当前的黑色显示或者CF着色显示发生变更而维持原状。
同样，在非选择线中对信号电极4施加低电压时，导电性液体16也维持在当前的位置静止的状态，维持当前的显示颜色。即，对参考电极5和扫描电极6的双方施加有中间电压，因此参考电极5与信号电极4之间的电位差以及扫描电极6与信号电极4之间的电位差均产生相同的电位差。
如上所述，在非选择线中，信号电极4是高电压和低电压中的任一电压，导电性液体16都不发生移动而静止，显示面侧的显示颜色不发生变化。
另一方面，如上所述，在选择线中能够对应于向信号电极4施加的电压而使导电性液体16移动，能够变更显示面侧的显示颜色。
另外，例如如图5所示，在图像显示装置1中，通过表1示出的施加电压的组合，选择线上的各像素的显示颜色对应于向与各像素对应的信号电极4施加的电压而成为滤色器部11r、11g以及11b的CF着色(红色、绿色或者蓝色)或者导电性液体16的非CF着色(黑色)。另外，在参考驱动器8和扫描驱动器9分别使参考电极5和扫描电极6的选择线例如进行从图5的左向右的扫描动作的情况下，像素显示装置1的显示部中的各像素的显示颜色也从该图5的左向右依次变化。由此，利用参考驱动器8和扫描驱动器9进行高速的选择线的扫描动作，由此能够在像素显示装置1中使显示部的各像素的显示颜色也高速地变化。并且，与选择线的扫描动作同步地向信号电极4施加信号电压Vd，由此，在像素显示装置1中，能根据来自外部的像素输入信号显示包括运动图像的各种信息。
另外，向参考电极5、扫描电极6以及信号电极4施加的电压的组合不限于表1，也可以是表2所示出的组合。
表2
Figure BPA00001160546000161
即，参考驱动器8和扫描驱动器9在从例如该图的左侧向右侧的规定的方向上对参考电极5和扫描电极6分别依次施加低电压(第2电压)和高电压(第1电压)作为选择电压来进行作为选择线的扫描动作。另外，在该选择线中，信号驱动器7根据来自外部的图像输入信号对对应的信号电极4施加高电压或者低电压作为信号电压Vd。
另一方面，参考驱动器8和扫描驱动器9对非选择线、即所有其它的参考电极5和扫描电极6施加中间电压作为非驱动电压。
<选择线中的动作>
在选择线中对信号电极4施加例如低电压时，在参考电极5与信号电极4之间均施加低电压，因此在这些参考电极5与信号电极4之间未产生电位差。另一方面，对扫描电极6施加高电压，因此在信号电极4与扫描电极6之间产生电位差。因此，导电性液体16在显示用空间S的内部移动到对信号电极4产生电位差的扫描电极6。其结果是，如图4的(b)所示，导电性液体16处于移动到非有效显示区域P2侧的状态，使油17移动到参考电极5，允许来自背光装置18的照明光到达滤色器部11r。由此，显示面侧的显示颜色成为滤色器部11r的红色显示(CF着色显示)的状态。另外，与表1所示的情况相同，在相邻的RGB的所有三个像素中进行CF着色显示时进行白色显示。
另一方面，在选择线中对信号电极4施加高电压时，在参考电极5与信号电极4之间产生电位差，在信号电极4与扫描电极6之间不产生电位差。因此，导电性液体16在显示用空间S的内部移动到对信号电极4产生电位差的参考电极5。其结果是，如图4的(a)所示，导电性液体16处于移动到有效显示区域P1侧的状态，阻止来自背光装置18的照明光到达滤色器11r。由此，显示面侧的显示颜色成为导电性液体16的黑色显示(非CF着色显示)的状态。
<非选择线中的动作>
在非选择线中对信号电极4施加例如低电压时，导电性液体16维持在当前的位置静止的状态，维持当前的显示颜色。即，对参考电极5和扫描电极6的双方均施加有中间电压，因此参考电极5与信号电极4之间的电位差以及扫描电极6与信号电极4之间的电位差均产生相同的电位差。其结果是，显示颜色不从当前的黑色显示或者CF着色显示发生变更而维持原状。
同样，在非选择线中对信号电极4施加高电压时，导电性液体16也维持在当前的位置静止的状态，维持当前的显示颜色。即，对参考电极5和扫描电极6的双方均施加有中间电压，因此参考电极5与信号电极4之间的电位差以及扫描电极6与信号电极4之间的电位差均产生相同的电位差。
如上所述，在表2所示的情况下，也与表1所示出的情况相同，在非选择线中，信号电极4是高电压和低电压中的任一电压，导电性液体16也不发生移动而静止，显示面侧的显示颜色不发生变化。
另一方面，如上所述，在选择线中，能够使导电性液体16对应于向信号电极4施加的电压而移动，能够变更显示面侧的显示颜色。
另外，在本实施方式的图像显示装置1中，除了表1和表2所示的施加电压的组合之外，不仅能使施加到信号电极4的电压为高电压或者低电压这两个值，还能够对应于在显示面侧所显示的信息，而使这些高电压与低电压之间的电压变化。即，在图像显示装置1中，能通过控制信号电压Vd来进行灰度显示。由此，能够构成显示性能良好的显示元件10。
下面，利用图6和图7，更具体地说明本实施方式的图像显示装置1中的每条线的显示动作。此外，在下面的说明中，为了简化说明，举例说明上述X方向和Y方向的像素数是(3×3)个的情况。
图6是说明上述图像显示装置的更具体的动作例的图，图6的(a)和图6的(b)是分别说明初始状态和该初始状态的下一阶段的状态的图。图7是说明上述图像显示装置的更具体的动作例的图，图7的(a)和图7的(b)是依次说明图6的(b)示出的状态之后的阶段的状态的图。此外，图6和图7中示出了从上部基板2侧观看各像素的导电性液体16的动作，省略了油17等的图示。
如图6的(a)所示，9个像素构成在以信号电极41、42、43与一对参考电极51和扫描电极61、一对参考电极52和扫描电极62以及一对参考电极53和扫描电极63的交叉部为单位由肋14a、14b包围的空间内部。另外，在该图6的(a)所示的初始状态下，对信号电极41～43、参考电极51～53、扫描电极61～63未施加电压。另外，在该初始状态下，如同图6的(a)所示，在各像素中，导电性液体16位于有效显示区域P1侧。
然后，在图6的(b)中，当选择左侧的像素列作为选择线时，处于对参考电极51和扫描电极61分别施加高电压和低电压，允许导电性液体16移动的状态。另外，此时，当例如对信号电极41、43施加低电压，对信号电极42施加高电压时，如图6的(b)所示，仅第二行的像素的导电性液体16向扫描电极61侧、即非有效显示区域P2移动，进行CF着色显示。另外，第一行和第三行的像素的导电性液体16停止在参考电极51侧、即有效显示区域P1侧，进行非CF着色显示。
另一方面，中央的像素列和右侧的像素列是非选择线，因此即使对参考电极52、53和扫描电极62、63施加中间电压，对信号电极41～43进行如上所述的电压施加，对应的像素的导电性液体16也不发生移动。
然后，在图7的(a)中，当选择中央的像素列作为选择线时，处于对参考电极52和扫描电极62分别施加高电压和低电压，允许导电性液体16移动的状态。另外，此时，当例如对信号电极41、43施加高电压，对信号电极42施加低电压时，如图7的(a)所示，第一行和第三行的像素的导电性液体16移动到扫描电极62侧、即非有效显示区域P2，进行CF着色显示。另外，第二行的像素的导电性液体16停止在参考电极52侧、即有效显示区域侧，进行非CF着色显示。
另一方面，左侧的像素列和右侧的像素列是非选择线，因此即使对参考电极51、53和扫描电极61、63施加中间电压，对信号电极41～43进行如上所述的电压施加，对应的像素的导电性液体16也不移动。
然后，在图7的(b)中，当选择右侧的像素列作为选择线时，处于对参考电极53和扫描电极63分别施加高电压和低电压，允许导电性液体16移动的状态。另外，此时，当例如对信号电极41、43施加低电压，对信号电极42施加高电压时，此时如图7的(b)所示，第二行的像素的导电性液体16移动到扫描电极63侧、即非有效显示区域P2，进行CF着色显示。另外，第一行和第三行的像素的导电性液体16停止在参考电极53侧、即有效显示区域P1，进行非CF着色显示。
另一方面，右侧的像素列和中央的像素列是非选择线，因此即使对参考电极51、52和扫描电极61、62施加中间电压，对信号电极41～43进行如上所述的电压施加，对应的像素的导电性液体16也不发生移动。
下面，参考图8，具体地说明任意像素中的导电性液体16的动作。此外，在下面的说明中，举例说明图6和图7所示出的像素中的左侧像素列的第二行像素(下面，称为像素(2、1)。)中的动作。
图8是表示上述图像显示装置的更具体的动作例的施加电压的大小和施加时间的时序图。
如图8的(a)～图8的(c)所示，当在从时刻T 1到T2为止的期间内，对扫描电极61、参考电极51以及信号电极42分别施加低电压、高电压以及高电压时，在上述像素(2、1)中，导电性液体16从图6的(a)示出的初始状态移动到图6的(b)示出的状态。
之后，从时刻T2到时刻T3为止的期间和从时刻T3到时刻T4为止的期间内，对扫描电极61和参考电极51施加中间电压，因此像素(2、1)成为非选择线所包含的像素，阻止导电性液体16的移动。即，在从时刻T2到时刻T3为止的期间和从时刻T3到时刻T4为止的期间内，对信号电极42分别施加低电压和高电压，但是如图7的(a)和图7的(b)所示，像素(2、1)的导电性液体16静止为如图6所示的状态，该像素(2、1)的显示颜色不发生变更。
此外，高电压、中间电压以及低电压的具体的电压值例如是+8V、0V以及-8V。另外，在时刻T 1与时刻T2之间、时刻T2与时刻T3之间以及时刻T3与时刻T4之间的各时间间隔例如是0.5秒左右。另外，高电压和低电压的允许电压值分别是+30V和-30V左右。
在如上所述的结构的本实施方式的显示元件10中，信号电极4、参考电极5以及扫描电极6能够相互独立地施加高电压(第1电压)和低电压(第2电压)之间的规定的电压范围内的电压。由此，在本实施方式的显示元件10中，与上述以往例不同，即使在进行矩阵驱动的情况下也能够防止构造复杂而大型化。另外，参考电极5和扫描电极6被施加相同的中间电压(第3电压和第4电压)。由此，在本实施方式的显示元件10中，即使在进行矩阵驱动的情况下，也能够抑制导电性液体16发生不必要的变动，能够构成防止由于导电性液体16的变动而导致的显示质量下降的显示质量良好的显示元件。
在此，参考图9，更具体地说明本发明的发明人等所实施的测试实验的实验结果。
图9是说明本实施方式的具体效果的图，图9的(a)和图9的(b)是分别表示上述显示元件的概要侧面图和该显示元件的图像区域的平面图，图9的(c)和图9的(d)是分别表示比较品的概要侧面图和该比较品的像素区域的平面图。
在上述测试实验中，准备图9的(a)所示的本实施方式品和图9的(c)所示的比较品，确认在进行了下述的电压施加的情况下的导电性液体的表现。并且，比较了在使导电性液体静止在非有效显示区域侧的情况下，该导电性液体不被视觉识别的有效显示区域的大小、即开口部的面积。
具体地说，比较了有效显示区域P1的面积和有效显示区域Px1的面积，其中，有效显示区域P1是在本实施方式品中，在例如对信号电极4施加低电压、对参考电极5和扫描电极6施加中间电压的情况下的图9的(b)所示出的像素P的有效显示区域P1，有效显示区域Px1是在比较品中，在例如对信号电极4x施加低电压、对参考电极5x和扫描电极6x施加高电压的情况下的图9的(d)所示出的像素区域Px中的与非有效显示区域Px2相对的有效显示区域Px1。
其结果是证实了与比较品相比，本实施方式品能够提高开口部的面积25％左右。这是因为如图9的(a)和图9的(c)所示，与比较品的信号电极4x与参考电极5x之间的电位差相比，在本实施方式品中，信号电极4与参考电极5之间的电位差为一半，在本实施方式品中，能够与比较品相比改善导电性液体16的润湿性，能在显示用空间的内部缩小润湿扩散量。其结果是，如图9的(a)和图9的(c)所示，在本实施方式品中，能够使黑矩阵部11s的大小小于比较品的黑矩阵部11sx的大小，能够增大有效显示区域P1。
此外，在如图9的(a)所示的情况下，例示了对信号电极4施加低电压，对参考电极5和扫描电极6施加中间电压的情况，但是在对信号电极4施加高电压、对参考电极5和扫描电极6施加中间电压的情况下，也能够使本实施方式的实验品的信号电极4与参考电极5之间的电位差是比较品的信号电极4x与参考电极5x之间的电位差的一半。即，在对信号电极4施加高电压的情况下，也与对信号电极4施加低电压的情况相同，能够抑制导电性液体16不必要的变动，增大有效显示区域P1。
另外，在本实施方式的图像显示装置(电气设备)1中，显示元件10被用于显示部，因此能够容易地构成具备了具有优良显示质量的显示部的高性能的图像显示装置1。
另外，在本实施方式的显示元件10中，多个参考电极5和多个扫描电极6相互交替且与多个信号电极4交叉地设置在下部基板(第2基板)3侧。另外，在本实施方式的显示元件10中，信号驱动器(信号电压施加部)7、参考驱动器(参考电压施加部)8以及扫描驱动器(扫描电压施加部)9对信号电极4、参考电极5以及扫描电极6施加信号电压Vd、参考电压Vr以及扫描电压Vs。由此，在本实施方式中，能够容易地构成具有优良显示质量的矩阵驱动方式的显示元件10。
另外，在本实施方式的显示元件10中，利用来自背光装置18的照明光进行显示动作，因此即使在外光不充分或者夜间也能够进行准确的显示动作。另外，在本实施方式中，能够容易地构成调光范围大且能够简单地进行高精度的灰度控制的高亮度的显示元件。
<第2实施方式>
图10的(a)和图10的(b)是分别表示进行非CF着色显示时和CF着色显示时的本发明的第2实施方式的显示元件的要部结构的截面图。在图中，本实施方式与上述第1实施方式的主要区别在于：在下部基板的背面侧设置扩散反射板，构成了反射型的显示元件。此外，对于与上述第1实施方式共通的要素赋予相同的附图标记，省略其重复的说明。
即，如图10所示，在本实施方式中，扩散反射板19被一体地设置在下部基板3的背面侧，构成反射型的显示元件10。扩散反射板19具备例如丙烯酸系树脂等透明的高分子树脂和添加到高分子树脂内部并且折射率互不相同的多种微粒，发挥将从上部基板2侧(显示面侧)射入的外光反射到显示面侧的功能。另外，在该扩散反射板19中，上述多种微粒含有折射率大的氧化钛、氧化铝的微粒、折射率小的中空聚合物微粒，能高效地将外光反射到显示面侧。
并且，如图10的(a)所示，在本实施方式的显示元件10中，当导电性液体16被保持在滤色器部11r与参考电极5之间时，来自显示面侧的外光被导电性液体16遮挡，进行黑色显示(非CF着色显示)。另一方面，如图10的(b)所示，当导电性液体16被保持在黑矩阵部11s与扫描电极6之间时，来自显示面侧的外光没有被导电性液体16遮挡而到达扩散反射板19，被该扩散反射板19反射向显示面侧后透过滤色器部11r，由此进行红色显示(CF着色显示)。
利用上述结构，在本实施方式中，能够发挥与上述第1实施方式相同的作用、效果。另外，在本实施方式中，扩散反射板(光反射部)19反射来自外部射入的外光来进行显示动作，因此能够容易地构成低功耗和轻薄化的显示元件10和图像显示装置1。
此外，在上述说明中，说明了在下部基板3的背面侧设置扩散反射板19的情况，但是本发明只要是在设置于非显示面侧的第2基板侧设有光反射部即可，没有任何限定。例如也可以利用具有反射功能的合成树脂制的白色板构成上述电介质层13，由此兼用电介质层和扩散反射板。另外，也可以利用上述白色板构成下部基板3，由此兼用下部基板和扩散反射板。
<第3实施方式>
图11的(a)和图11的(b)是分别表示非CF着色显示时和CF着色显示时的本发明的第3实施方式的显示元件的要部结构的截面图。在图中，本实施方式与上述第1实施方式的主要区别在于：在下部基板的背面侧设置具有并列设置的扩散反射部和透明的透明部的半透射板，构成半透射型的显示元件。此外，对于与上述第1实施方式共通的要素赋予相同的附图标记，省略其重复的说明。
即，如图11所示，在本实施方式中，半透射板20被一体地设置在下部基板3的背面侧，构成半透射型的显示元件10。在半透射板20中，设有在图11的左右方向相互并列设置的透明部20a和作为光反射部的扩散反射部20b。详细地说，这些透明部20a和扩散反射部20b被设置在下部基板3的背面侧的表面，将像素的有效显示区域P1(图2)分割为二部分。另外，透明部20a由例如丙烯酸系树脂等透明的合成树脂构成，允许来自背光装置18的照明光透射。另外，与图10所示的扩散反射板19相同，扩散反射部20b采用含有多种微粒的透明的高分子树脂，扩散反射来自显示面侧的外光。
并且，在本实施方式的显示元件10中，如图11的(a)所示，当导电性液体16被保持在滤色器部11r与参考电极5之间时，来自显示面侧的外光和来自背光装置18的照明光被导电性液体16遮住，进行黑色显示(非CF着色显示)。另一方面，如图11的(b)所示，当导电性液体16被保持在黑矩阵部11s与扫描电极6之间时，来自显示面侧的外光不被导电性液体16遮挡地到达扩散反射部20b，在被该扩散反射部20b反射向显示面侧后通过滤色器部11r。并且，来自背光装置18的照明光也同样通过滤色器部11r，在本实施方式的显示元件10中，由外光和照明光进行红色显示(CF着色显示)。
利用上述结构，在本实施方式中，能够发挥与上述第1实施方式相同的作用、效果。另外，在本实施方式中，利用由扩散反射部(光反射部)20a反射的外光和来自背光装置18的照明光进行显示动作，因此能够容易地构成降低背光装置18的功耗、扩大调光范围并且能够简单地进行高精度的灰度控制的高亮度的显示元件10和图像显示装置1。
此外，在上述说明中，说明了在下部基板3的背面侧设置具有透明部20a和扩散反射部20b的半透射板20的情况，但是本发明只要是在设置于非显示面侧的第2基板侧设有并列设置的光反射部和透明的透明部即可，没有任何限定。例如也可以利用设有透明的透明部并且具有反射功能的合成树脂制的白色板构成下部基板3，由此兼用下部基板和扩散反射板。
此外，上述实施方式全部都是示例而不是限制性的。本发明的技术范围由权利要求书限定，其所记载的结构和等同范围内的全部变更均包含在本发明的技术范围之内。
例如，在上述说明中，说明了在具备能够显示彩色图像的显示部的图像显示装置中应用本发明的情况，但是本发明只要是设有显示包含文字和图像的信息的显示部的电气设备即可，没有任何限定，也能够很好地应用于在例如电子记事本等PDA等便携式信息终端、个人计算机或者电视机等中附带的显示装置、或者电子纸等其它具备各种显示部的电气设备。
另外，在上述说明中，说明了构成对应于对导电性液体施加电场使该导电性液体移动的电润湿方式的显示元件的情况，但是本发明的显示元件不限于此，只要是能利用外部电场在显示用空间的内部使导电性液体动作，由此变更显示面侧的显示颜色的电场感应型的显示元件即可，没有任何限定，能够应用于电渗析方式、电泳方式、介电电泳方式等其它的方式的电场感应型显示元件。
其中，如上述各实施方式所述，构成电润湿方式的显示元件的情况能够以较低的驱动电压来使导电性液体高速移动。并且，设置3个电极来使导电性液体滑行移动，因此与使导电性液体的形状发生变化相比，能够容易地实现显示面侧的显示颜色的切换速度的高速化和低功耗化。另外，在电润湿方式的显示元件中对应于导电性液体的移动来变更显示颜色，因此与液晶显示装置等不同，没有视场角相关性，在这一点是优选的。并且，不需要对每个像素设置开关元件，因此能够以低成本来构成构造简单的矩阵驱动方式的显示元件，在该方面也是优选的。并且，未使用液晶层等双折射率材料，因此容易地构成被用于信息显示的来自背光装置、外光的光利用效率良好的高亮度的显示元件，在这一点也是优选的。
另外，在上述说明中，说明了在上述基板(第1基板)侧设置信号电极，并且在下部基板(第2基板)侧设置参考电极和扫描电极的情况。然而，本发明只要是构成信号电极、参考电极以及扫描电极使其能够相互独立地施加第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的电压，并且在显示用空间的内部设置信号电极使其与导电性液体接触，并且以与导电性液体相互电绝缘的状态在第1基板和第2基板中的一方侧设置有参考电极和扫描电极即可。具体地说，例如也可以在第2基板、肋上设置信号电极，并且在第1基板侧设置参考电极和扫描电极。
另外，在上述说明中，说明了在有效显示区域侧和非有效显示区域侧分别设置参考电极和扫描电极的情况，但是本发明不限于此，也可以在非有效显示区域侧和有效显示区域侧分别设置参考电极和扫描电极。
另外，在上述说明中，说明了在下部基板(第2基板)的显示面侧的表面设置参考电极和扫描电极的情况，但是本发明不限于此，也能够采用埋设在由绝缘材料构成的上述第2基板的内部的参考电极和扫描电极。在这种结构的情况下，能够兼用第2基板作为电介质层，能够省略该电介质层的设置。并且，也可以在兼用作电介质层的第1基板和第2基板上直接设置信号电极，在显示用空间的内部设置该信号电极。
另外，在上述说明中，说明了对参考电极和扫描电极施加作为相互相同的第3电压和第4电压的中间电压，但是本发明只要是对参考电极施加作为上述第1电压与第2电压的之间的电压的第3电压，并且对扫描电极施加与第3电压实质相同的第4电压即可。
其中，如上述各实施方式所述，在施加作为高电压(第1电压)和低电压(第2电压)的值的中间值的中间电压的情况下，能够使导电性液体处于更为稳定的状态，能够可靠地提高显示质量，在这一点是优选的。
另外，在上述说明中，说明了使用透明的电极材料构成参考电极和扫描电极的情况，但是本发明只要是由透明的电极材料仅构成参考电极和扫描电极中的设置成与像素的有效显示区域相对的一方电极即可，不与有效显示区域相对的另一方电极能够采用铝、银、铬、其它的金属等不透明的电极材料。
另外，在上述说明中，说明了采用带状的参考电极和扫描电极的情况，但是本发明的参考电极和扫描电极的各形状不限于此。也可以在例如与透射型相比，用于信息显示的光的利用效率较低的显示元件中采用线状、网状等难以产生光损失的形状。
另外，在上述说明中，说明了信号电极采用线状配线的情况，但是本发明的信号电极不限于此，也能够采用网状配线等形成其它形状的配线。
其中，如上述各实施方式所述，在利用采用了透明的透明电极的参考电极和扫描电极的透射率来决定信号电极的形状的情况下，在使用不透明的材料构成信号电极时也能够防止该信号电极的影子出现在显示面侧，能够抑制显示质量的降低，在这一点是优选的，并且，在采用线状配线的情况下能够可靠地抑制上述显示质量的降低，在这一点是更为优选的。
另外，在上述说明中，说明了将氯化钾的水溶液用作导电性液体，并且利用金、银、铜、铂以及钯中的至少一种构成信号电极的情况，但是本发明只要是设置在显示用空间的内部，与导电性液体接触的信号电极采用对该导电性液体电化学惰性的材料即可，没有任何限定。具体地说，导电性液体能够采用包含氯化锌、氢氧化钾、氢氧化钠、碱金属氢氧化钠，氧化锌、氯化钠、锂盐、磷酸、碱金属碳酸盐以及具有氧离子传导性的陶瓷等电解质。另外，溶剂除了水以外还能够采用酒精、丙酮、甲酰胺、乙二醇等有机溶剂。并且，本发明的导电性液体能够采用包含吡啶系、脂环族胺系、或者脂肪族胺系等阳离子、氟化物离子、三氟甲基磺酸盐等氟系等的阴离子的离子溶液(常温溶融盐)。
其中，如上述各实施方式的所述，在导电性液体使用溶解有规定的电解质的水溶液的情况下，容易构成处理性良好并且制造简单的显示元件，在这一点是优选的。
另外，本发明的信号电极能够采用具备例如使用铝、镍、铁、钴、铬、钛、钽、铌或者它们的合金等具有导电性的金属的电极主体和设置成覆盖该电极主体的表面的氧化覆膜的钝态。
其中，如上述各实施方式所述，在信号电极采用金、银、铜、铂以及钯中的至少一种的情况下，使用离子化倾向小的金属，容易构成实现该电极的简化并能够可靠地防止与导电性液体之间的电化学反应、防止可靠性降低的长寿命的显示元件，在这一点是优选的。另外，离子化倾向小的金属能够使与导电性液体之间的界面产生的界面张力比较小，因此在不使导电性液体移动时，能够容易地以稳定的状态将该导电性液体保持在其固定位置，在这一点是优选的。
另外，在上述说明中，说明了采用无极性的油的情况，但是本发明不限于此，只要是不与导电性液体混合的绝缘性流体即可。例如也可以使用空气代替油。另外，能够将硅油、脂肪系烃用作油。
其中，如上述各实施方式的所述，与使用空气和导电性液体的情况相比，在使用与导电性液体无相溶性的无极性的油的情况下，导电性液体的液滴在无极性的油中更容易移动，能够使该导电性液体高速移动，高速地切换显示颜色，在这一点是优选的。
另外，在上述说明中，说明了使用着色成黑色的导电性液体和滤色器层，在显示面侧设置RGB各色的像素的情况，但是本发明不限于此，只要是对应于能够在显示面侧全彩色显示的多个颜色分别设置多个像素区域即可。具体地说，也能够采用着色成RGB、青色(C)、品红(M)、以及黄色(Y)的CMY、或者RGBYC等多种颜色的导电性液体。
另外，在上述说明中，说明了在上部基板(第1基板)的非显示面侧的表面形成有滤色器层的情况，但是本发明不限于此，也能够在第1基板的显示面侧的表面、下部基板(第2基板)侧设置滤色器层。具体地说，如图12的(a)和图12的(b)所示，也可以在下部基板(第2基板)3的显示面侧的表面上设置滤色器层11。这样，与准备多种颜色的导电性液体的情况相比，在采用滤色器层的情况下能够容易地构成制造简单的显示元件，在这一点是优选的。另外，利用该滤色器层所包含的滤色器部(开口部)和黑矩阵部(遮光膜)能够恰当且可靠地对显示用空间分别设定有效显示区域和非有效显示区域，在这一点是优选的。
本发明对即使在进行矩阵驱动的情况下也能够防止构造复杂而大型化的显示质量良好的显示元件和使用该显示元件的高性能的电气设备而言是有用的。

Claims (12)

1.一种显示元件，其具备：
设置在显示面侧的第1基板、
设置在上述第1基板的非显示面侧以在与该第1基板之间形成规定的显示用空间的第2基板、
对上述显示用空间设定的有效显示区域和非有效显示区域以及
密封在上述显示用空间的内部并能够移动到上述有效显示区域侧或者上述非有效显示区域侧的导电性液体，
能够通过使上述导电性液体移动来变更上述显示面侧的显示颜色，
所述显示元件的特征在于：
具备：
信号电极，其被设置在上述显示用空间的内部，以与上述导电性液体接触；
参考电极，其以相对于上述导电性液体电绝缘的状态设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧，以设置在上述有效显示区域侧和上述非有效显示区域侧中的一方侧；以及
扫描电极，其以相对于上述导电性液体和上述参考电极电绝缘的状态设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧，以设置在上述有效显示区域侧和上述非有效显示区域侧中的另一方侧，
上述信号电极、上述参考电极以及上述扫描电极能够相互独立地施加第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的电压，
对上述参考电极施加作为上述第1电压与第2电压之间的电压的第3电压，并且对上述扫描电极施加与上述第3电压实质上相同的第4电压。
2.根据权利要求1所述的显示元件，其特征在于：
多个上述信号电极沿规定的排列方向设置，
多个上述参考电极和多个上述扫描电极被设置成相互交替并且与上述多个信号电极交叉，
所述显示元件具备：
信号电压施加部，其与上述多个信号电极连接，并且根据在上述显示面侧所显示的信息，对上述多个信号电极的各信号电极施加上述第1电压与第2电压之间的规定的电压范围内的信号电压；
参考电压施加部，其与上述多个参考电极连接，并且对上述多个参考电极的各参考电极施加允许上述导电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的选择电压和阻止上述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的非选择电压中的一方电压；以及
扫描电压施加部，其与上述多个扫描电极连接，并且对上述多个扫描电极的各扫描电极施加允许上述导电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的选择电压和阻止上述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的非选择电压中的一方电压。
3.根据权利要求2所述的显示元件，其特征在于：
多个像素区域被设置在上述显示面侧，并且
上述多个像素区域的各像素区域以上述信号电极和上述扫描电极的交叉部为单位设置，并且在上述各像素区域中，上述显示用空间被分隔壁分隔。
4.根据权利要求3所述的显示元件，其特征在于：
上述多个像素区域分别与能够在上述显示面侧全彩色显示的多种颜色对应设置。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
在上述显示用空间的内部密封有能够在该显示用空间的内部移动的与上述导电性液体不混合的绝缘性流体。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
在上述参考电极和上述扫描电极的表面上层叠有电介质层。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
上述第1基板和第2基板采用透明的透明片材，
在上述第2基板的背面侧设有背光装置。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
上述第1基板采用透明的透明片材，
在上述第2基板侧设有光反射部。
9.根据权利要求1～6中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
上述第1基板采用透明的透明片材，
在上述第2基板侧设有并列设置的光反射部和透明的透明部，
在上述光反射部和上述透明部的背面侧设有背光装置。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
上述第3电压和第4电压的各电压值是上述第1电压和第2电压的中间的电压值。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的显示元件，其特征在于：
上述非有效显示区域由设置在上述第1基板和第2基板中的一方侧的遮光膜设定，
上述有效显示区域由形成在上述遮光膜中的开口部设定。
12.一种电器设备，具备显示包含文字和图像的信息的显示部，其特征在于：
上述显示部采用根据权利要求1～11中的任一项所述的显示元件。
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