JP2010072482A - Display element and electronic equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性液体を移動させることにより、画像や文字などの情報を表示する表示素子、及びこれを用いた電気機器に関する。 The present invention relates to a display element that displays information such as images and characters by moving a conductive liquid, and an electric device using the display element.
近年、表示素子では、エレクトロウェッティング方式の表示素子に代表されるように、外部電界による導電性液体の移動現象を利用して、情報の表示を行うものが開発され、実用化されている。 In recent years, as represented by an electrowetting type display element, a display element has been developed and put into practical use to display information by utilizing a phenomenon of movement of a conductive liquid by an external electric field.
具体的にいえば、上記のような従来の表示素子では、例えば下記特許文献1に記載されているように、液滴(導電性液体)に接触するように設けられた高表面エネルギープレートと、低表面エネルギー絶縁体を介在させることにより、液滴及び高表面エネルギープレートに電気的に絶縁された電極とを備えている、そして、この従来の表示素子では、高表面エネルギープレートと電極との間に電圧を印加することにより、液滴の形状を変化させて、表示面側の表示色を変えて情報を表示可能とされていた。
ところで、上記のような従来の表示素子では、基板上に電極を形成して、この電極を覆うように、例えばスパッタリングを用いて、低表面エネルギー絶縁体(誘電体層)を設けていた。そして、この従来の表示素子では、例えば蒸着を用いて、上記電極と対向するように、低表面エネルギー絶縁体上に高表面エネルギープレート(電極)を形成していた。 By the way, in the conventional display element as described above, an electrode is formed on a substrate, and a low surface energy insulator (dielectric layer) is provided by using, for example, sputtering so as to cover the electrode. In this conventional display element, a high surface energy plate (electrode) is formed on the low surface energy insulator so as to face the electrode by using, for example, vapor deposition.
ところが、上記のような従来の表示素子では、低表面エネルギー絶縁体が正常に形成されていないとき、例えばピンホール(点欠陥)が低表面エネルギー絶縁体に生じているとき、この点欠陥によって低表面エネルギー絶縁体が破損し、さらに高表面エネルギープレートにも破損が発生することがあった。具体的にいえば、点欠陥が低表面エネルギー絶縁体に生じていると、当該点欠陥を介して、基板上の電極と高表面エネルギープレートとが電気的に接続されて、これら電極と高表面エネルギープレートとの間で電気化学反応が生じた。この結果、従来の表示素子では、低表面エネルギー絶縁体と基板との間に電極からの金属が析出され、低表面エネルギー絶縁体の一部が基板から剥離することがあった。このため、この低表面エネルギー絶縁体の剥離に応じて、高表面エネルギープレートの破断などの破損が発生した。これにより、従来の表示素子では、導電性液体を変形(移動)させることが不可能となり、情報表示を行うこともできなくなって、信頼性が低下することがあった。 However, in the conventional display device as described above, when the low surface energy insulator is not normally formed, for example, when a pinhole (point defect) is generated in the low surface energy insulator, the point defect is reduced. The surface energy insulator was damaged, and the high surface energy plate was also damaged. Specifically, when a point defect is generated in the low surface energy insulator, the electrode on the substrate and the high surface energy plate are electrically connected via the point defect, and the electrode and the high surface An electrochemical reaction occurred with the energy plate. As a result, in the conventional display element, a metal from the electrode is deposited between the low surface energy insulator and the substrate, and a part of the low surface energy insulator may be peeled off from the substrate. For this reason, damage such as breakage of the high surface energy plate occurred in accordance with the peeling of the low surface energy insulator. As a result, in the conventional display element, the conductive liquid cannot be deformed (moved), information cannot be displayed, and reliability may be lowered.
上記の課題を鑑み、本発明は、誘電体層に点欠陥が生じているときでも、点欠陥に起因して、誘電体層が剥離するのを防止することができる信頼性に優れた表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a highly reliable display element capable of preventing the dielectric layer from peeling off due to the point defect even when the dielectric layer has a point defect. And it aims at providing the electric equipment using the same.
上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示素子は、表示面側に設けられた第1の基板と、所定の表示用空間が前記第1の基板との間に形成されるように、当該第1の基板の非表示面側に設けられた第2の基板と、前記表示用空間の内部に移動可能に封入された導電性液体とを具備し、前記導電性液体を移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
前記導電性液体と接触するように、前記表示用空間の内部で前記第1及び第2の基板の一方側に設置された第1の電極、及び
誘電体層を介在させて、前記第1の電極と交差するように、かつ、前記導電性液体及び前記第1の電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた第2の電極を備え、
前記第1及び第2の電極の一方側には、メイン電極部と、前記第1及び第2の電極の他方側と交差するとともに、前記メイン電極部よりも寸法が小さくされた交差電極部が設けられていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the display element according to the present invention is configured such that a predetermined display space is formed between the first substrate provided on the display surface side and the first substrate. A second substrate provided on the non-display surface side of the first substrate, and a conductive liquid movably enclosed in the display space, and the conductive liquid is moved. By the display element configured to be able to change the display color on the display surface side,
A first electrode disposed on one side of the first and second substrates inside the display space and a dielectric layer so as to come into contact with the conductive liquid, and the first dielectric layer are interposed. A second electrode provided on one side of the first and second substrates so as to intersect the electrode and electrically insulated from the conductive liquid and the first electrode With
On one side of the first and second electrodes, there is a crossed electrode portion that intersects with the main electrode portion and the other side of the first and second electrodes and is smaller in size than the main electrode portion. It is characterized by being provided.
上記のように構成された表示素子では、第1及び第2の電極の一方側に、メイン電極部と、メイン電極部よりも寸法が小さくされた交差電極部とを設けている。そして、交差電極部が、誘電体層を介在させて、第1及び第2の電極の他方側と交差するように構成されている。これにより、誘電体層を介在させて、互いに交差する第1及び第2の電極での面積を小さくすることができる。従って、上記従来例と異なり、誘電体層に点欠陥が生じているときでも、この点欠陥に起因して、誘電体層が剥離するのを防止することができる。この結果、誘電体層の剥離による当該誘電体層上の電極の破損が発生するのを防ぐことが可能となって、信頼性に優れた表示素子を構成することができる。 In the display element configured as described above, a main electrode portion and a cross electrode portion whose size is smaller than that of the main electrode portion are provided on one side of the first and second electrodes. The intersecting electrode portion is configured to intersect the other side of the first and second electrodes with a dielectric layer interposed therebetween. As a result, the area of the first and second electrodes intersecting each other can be reduced by interposing the dielectric layer. Therefore, unlike the conventional example, even when a point defect occurs in the dielectric layer, it is possible to prevent the dielectric layer from peeling off due to the point defect. As a result, it is possible to prevent the electrode on the dielectric layer from being damaged due to the peeling of the dielectric layer, and a display element having excellent reliability can be configured.
また、上記表示素子において、前記交差電極部は、線状の電極部材により構成されていることが好ましい。 Moreover, in the display element, it is preferable that the cross electrode portion is constituted by a linear electrode member.
この場合、互いに交差する第1及び第2の電極での面積を確実に小さくすることができ、上記誘電体層の剥離をも確実に防止し、信頼性に優れた表示素子を容易に構成することができる。 In this case, the area of the first and second electrodes intersecting each other can be surely reduced, and the dielectric layer can be reliably prevented from being peeled off, and a highly reliable display element can be easily configured. be able to.
また、上記表示素子において、前記交差電極部には、複数の線状の電極部材が用いられてもよい。 In the display element, a plurality of linear electrode members may be used for the cross electrode portion.
この場合、上記誘電体層の剥離を確実に防止しつつ、導電性液体の移動をより安定させた状態で行うことができる。 In this case, the conductive liquid can be moved in a more stable state while reliably preventing the dielectric layer from peeling off.
また、上記表示素子において、前記メイン電極部には、2つのメイン電極部材が含まれるとともに、前記2つのメイン電極部材の間には、前記交差電極部が設けられていることが好ましい。 In the display element, it is preferable that the main electrode portion includes two main electrode members, and the cross electrode portion is provided between the two main electrode members.
この場合、上記第1及び第2の電極は表示用空間の中央部で交差することとなり、導電性液体の移動をより安定させた状態で行うことができる。 In this case, the first and second electrodes intersect at the center of the display space, and the conductive liquid can be moved more stably.
また、上記表示素子において、前記第1及び第2の電極の他方側には、前記メイン電極部を挟むように、互いに平行に設けられた2つの線状電極部材が用いられてもよい。 In the display element, two linear electrode members provided in parallel to each other so as to sandwich the main electrode portion may be used on the other side of the first and second electrodes.
この場合、上記導電性液体は2つの線状電極部材との間で移動されることとなり、当該導電性液体の移動をさらに安定させた状態で行うことができる。 In this case, the conductive liquid is moved between the two linear electrode members, and the movement of the conductive liquid can be performed in a more stable state.
また、上記表示素子において、前記2つの各線状電極部材では、その終端部が終端接続部材によって互いに接続されていることが好ましい。 In the display element, it is preferable that the terminal portions of the two linear electrode members are connected to each other by a terminal connection member.
この場合、2つの一方の線状電極部材に断線などが発生したときでも、その悪影響を排除して、導電性液体を適切に移動させることができる。 In this case, even when disconnection or the like occurs in one of the two linear electrode members, the adverse effect can be eliminated and the conductive liquid can be appropriately moved.
また、上記表示素子において、前記第2の電極には、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域側及び非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた参照電極、及び
前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の他方側に設置されるように、前記参照電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた走査電極が設けられ、
前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更することが好ましい。
In the display element, the first electrode and the second electrode are disposed on one side of the set effective display area side and the non-effective display area side with respect to the display space. A reference electrode provided on one side of the two substrates, and in a state of being electrically insulated from the reference electrode so as to be installed on the other side of the effective display region side and the non-effective display region side A scanning electrode provided on one side of the first and second substrates is provided;
It is preferable to change the display color on the display surface side by moving the conductive liquid to the effective display area side or the ineffective display area side.
この場合、表示面側の表示色の切換速度の高速化を容易に図ることができる。 In this case, it is possible to easily increase the switching speed of the display color on the display surface side.
また、上記表示素子において、複数の前記信号電極が、所定の配列方向に沿って設けられ、
複数の前記参照電極及び複数の前記走査電極が、互いに交互に、かつ、前記複数の信号電極と交差するように設けられ、
前記複数の信号電極に接続されるとともに、前記複数の各信号電極に対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、所定の電圧範囲内の信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の参照電極に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記導電性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記導電性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する参照電圧印加部と、
前記複数の走査電極に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記導電性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記導電性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する走査電圧印加部とを備えていることが好ましい。
In the display element, the plurality of signal electrodes are provided along a predetermined arrangement direction,
The plurality of reference electrodes and the plurality of scanning electrodes are provided alternately with each other and intersect with the plurality of signal electrodes,
A signal voltage applying unit that is connected to the plurality of signal electrodes and applies a signal voltage within a predetermined voltage range to each of the plurality of signal electrodes in accordance with information displayed on the display surface side; ,
A selection voltage that is connected to the plurality of reference electrodes and that allows the conductive liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of reference electrodes; A reference voltage applying unit that applies one voltage of a non-selection voltage that prevents the conductive liquid from moving inside the display space;
A selection voltage connected to the plurality of scan electrodes and allowing the conductive liquid to move in the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of scan electrodes; It is preferable that a scanning voltage applying unit that applies one voltage of a non-selection voltage that prevents the conductive liquid from moving inside the display space is provided.
この場合、優れた表示品位を有するマトリクス駆動方式の表示素子を容易に構成することができる。 In this case, a matrix drive type display element having excellent display quality can be easily configured.
また、上記表示素子において、複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られていることが好ましい。
Further, in the display element, a plurality of pixel regions are provided on the display surface side,
Preferably, each of the plurality of pixel regions is provided in a unit of intersection of the signal electrode and the scanning electrode, and in each pixel region, the display space is partitioned by a partition wall.
この場合、表示面側の複数の各画素において導電性液体を移動させることにより、表示面側での表示色を画素単位に変更することができる。 In this case, the display color on the display surface side can be changed in units of pixels by moving the conductive liquid in each of the plurality of pixels on the display surface side.
また、上記表示素子において、前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられてもよい。 In the display element, the plurality of pixel regions may be provided in accordance with a plurality of colors capable of full color display on the display surface side.
この場合、複数の各画素において対応する導電性液体が適切に移動されることにより、カラー画像表示を行うことができる。 In this case, color images can be displayed by appropriately moving the corresponding conductive liquid in each of the plurality of pixels.
また、上記表示素子において、前記非有効表示領域は、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた遮光膜によって設定され、
前記有効表示領域は、前記遮光膜に形成された開口部によって設定されていることが好ましい。
In the display element, the ineffective display area is set by a light shielding film provided on one side of the first and second substrates,
The effective display area is preferably set by an opening formed in the light shielding film.
この場合、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域を適切に、かつ、確実に設定することができる。 In this case, the effective display area and the ineffective display area can be appropriately and reliably set for the display space.
また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記導電性液体と混じり合わない絶縁性流体が当該表示用空間の内部を移動可能に封入されていることが好ましい。 In the display element, it is preferable that an insulating fluid that does not mix with the conductive liquid is sealed in the display space so as to be movable in the display space.
この場合、導電性液体の移動速度の高速化を容易に図ることができる。 In this case, it is possible to easily increase the moving speed of the conductive liquid.
また、本発明の電気機器は、文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部を備えた電気機器であって、
前記表示部に、上記いずれかの表示素子を用いたことを特徴とするものである。
The electrical device of the present invention is an electrical device including a display unit that displays information including characters and images,
Any one of the display elements described above is used for the display portion.
上記のように構成された電気機器では、誘電体層に点欠陥が生じているときでも、点欠陥に起因して、誘電体層が剥離するのを防止することができる信頼性に優れた表示素子が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な電気機器を容易に構成することができる。 In the electrical equipment configured as described above, even when a point defect is generated in the dielectric layer, it is possible to prevent the dielectric layer from being peeled off due to the point defect and display with excellent reliability. Since the element is used for the display portion, a high-performance electric device including the display portion having excellent display quality can be easily configured.
本発明によれば、誘電体層に点欠陥が生じているときでも、点欠陥に起因して、誘電体層が剥離するのを防止することができる信頼性に優れた表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することが可能となる。 According to the present invention, even when a point defect is generated in the dielectric layer, the display element having excellent reliability capable of preventing the dielectric layer from peeling off due to the point defect, and It is possible to provide the used electrical equipment.
以下、本発明の表示素子及び電気機器の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of a display element and an electric device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a case where the present invention is applied to an image display apparatus including a display unit capable of displaying a color image display will be described as an example. Moreover, the dimension of the structural member in each figure does not faithfully represent the actual dimension of the structural member, the dimensional ratio of each structural member, or the like.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置を説明する平面図である。図1において、本実施形態の画像表示装置1では、本発明の表示素子10を用いた表示部が設けられており、この表示部には矩形状の表示面が構成されている。すなわち、表示素子10は、図1の紙面に垂直な方向で互いに重ね合うように配置された上部基板2及び下部基板3を備えており、これらの上部基板2と下部基板3との重なり部分によって上記表示面の有効表示領域が形成されている(詳細は後述。)。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view for explaining a display element and an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, in the
また、表示素子10では、複数の信号電極4が互いに所定の間隔をおいて、かつ、X方向に沿ってストライプ状に設けられている。また、表示素子10では、複数の参照電極5及び複数の走査電極6が、互いに交互に、かつ、Y方向に沿ってストライプ状に設けられている。これら複数の信号電極4と、複数の参照電極5及び複数の走査電極6とは、互いに交差するように設けられており、表示素子10では、信号電極4と走査電極6との交差部単位に、複数の各画素領域が設定されている。また、信号電極4は第1の電極を構成し、参照電極5及び走査電極6は第2の電極を構成しており、後述の誘電体層を介在させて、ともに下部基板3側に設けられている。
In the
また、これら複数の信号電極4、複数の参照電極5、及び複数の走査電極6は、互いに独立して、第1の電圧としてのHigh電圧(以下、“H電圧”という。)と、第2の電圧としてのLow電圧(以下、“L電圧”という。)との間の所定の電圧範囲内の電圧が印加可能に構成されている(詳細は後述。)。
The plurality of
さらに、表示素子10では、後に詳述するように、上記複数の各画素領域が仕切壁にて区切られるとともに、複数の画素領域が、上記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている。そして、表示素子10では、マトリクス状に設けられた複数の画素(表示セル)毎に、エレクトロウェッティング現象にて後述の導電性液体を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。
Further, in the
また、複数の信号電極4、複数の参照電極5、及び複数の走査電極6では、各々一端部側が表示面の有効表示領域の外側に引き出されて、端子部4a、5a、及び6aが形成されている。
Further, in the plurality of
複数の信号電極4の各端子部4aには、配線7aを介して信号ドライバ7が接続されている。信号ドライバ7は、信号電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各信号電極4に対して、情報に応じた信号電圧Vdを印加するように構成されている。
A
また、複数の参照電極5の各端子部5aには、配線8aを介して参照ドライバ8が接続されている。参照ドライバ8は、参照電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各参照電極5に対して、参照電圧Vrを印加するように構成されている。
Further, a reference driver 8 is connected to each
また、複数の走査電極6の各端子部6aには、配線9aを介して走査ドライバ9が接続されている。走査ドライバ9は、走査電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各走査電極6に対して、走査電圧Vsを印加するように構成されている。
A scanning driver 9 is connected to each
また、走査ドライバ9では、複数の各走査電極6に対して、上記導電性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、導電性液体が信号電圧Vdに応じて移動するのを許容する選択電圧との一方の電圧を走査電圧Vsとして印加するようになっている。また、参照ドライバ8は、走査ドライバ9の動作を参照して動作するように構成されており、参照ドライバ8は、複数の各参照電極5に対して、上記導電性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、導電性液体が信号電圧Vdに応じて移動するのを許容する選択電圧との一方の電圧を参照電圧Vrとして印加するようになっている。
The scan driver 9 also selects a non-selection voltage that prevents the conductive liquid from moving with respect to each of the plurality of
そして、画像表示装置1では、走査ドライバ9が例えば図1の左側から右側の各走査電極6に対し、選択電圧を順次印加し、かつ、参照ドライバ8が走査ドライバ9の動作に同期して図1の左側から右側の各走査電極6に対し、選択電圧を順次印加することにより、ライン毎の走査動作が行われるように構成されている(詳細は後述。)。
In the
また、信号ドライバ7、参照ドライバ8、及び走査ドライバ9には、直流電源または交流電源が含まれており、対応する信号電圧Vd、参照電圧Vr、及び走査電圧Vsを供給するようになっている。
The
また、参照ドライバ8は、参照電圧Vrの極性を所定の時間(例えば、1フレーム)毎に切り替えるように構成されている。さらに、走査ドライバ9は、参照電圧Vrの極性の切り替えに対応して、走査電圧Vsの各極性を切り替えるように構成されている。このように、参照電圧Vr及び走査電圧Vsの各極性が所定の時間毎に切り替えられるので、参照電極5及び走査電極6に対して常時同じ極性の電圧を印加するときに比べて、これらの参照電極5及び走査電極6での電荷の局在化を防ぐことができる。さらに、電荷の局在化に起因する表示不良(残像現象)や信頼性(寿命低下)の悪影響を防止することができる。
The reference driver 8 is configured to switch the polarity of the reference voltage Vr every predetermined time (for example, one frame). Further, the scanning driver 9 is configured to switch each polarity of the scanning voltage Vs in response to switching of the polarity of the reference voltage Vr. Thus, since the polarities of the reference voltage Vr and the scanning voltage Vs are switched every predetermined time, the reference voltages Vr and the
ここで、図2〜図6も参照して、表示素子10の画素構造について具体的に説明する。
Here, the pixel structure of the
図2は表示面側から見た場合での図1に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図3は非表示面側から見た場合での図1に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図4は、図3に示したメイン電極部及び交差電極部の構成を示す拡大平面図である。図5(a)及び図5(b)は、それぞれ非CF着色表示時及びCF着色表示時における、図1に示した表示素子の要部構成を示す断面図である。図6は、図5(a)に示した矢印VI方向に見た場合における、上記表示素子の要部構成を示す断面図である。なお、図2及び図3では、図面の簡略化のために、上記表示面に設けられた複数の画素のうち、図1の左上端部に配設された12個の画素を図示している。 2 is an enlarged plan view showing a configuration of a main part on the upper substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the display surface side, and FIG. 3 is shown in FIG. 1 when viewed from the non-display surface side. It is an enlarged plan view which shows the principal part structure by the side of a lower substrate. FIG. 4 is an enlarged plan view showing the configuration of the main electrode portion and the cross electrode portion shown in FIG. FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views showing the main configuration of the display element shown in FIG. 1 during non-CF color display and CF color display, respectively. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main configuration of the display element when viewed in the direction of the arrow VI shown in FIG. 2 and 3, for simplification of the drawings, of the plurality of pixels provided on the display surface, twelve pixels disposed at the upper left end portion of FIG. 1 are illustrated. .
図2〜図6において、表示素子10は、表示面側に設けられた第1の基板としての上記上部基板2と、上部基板2の背面側(非表示面側)に設けられた第2の基板としての上記下部基板3とを備えている。また、表示素子10では、上部基板2と下部基板3が互いに所定の間隔をおいて配置されることにより、これら上部基板2及び下部基板3の間に所定の表示用空間Sが形成されている。また、この表示用空間Sの内部には、上記導電性液体16及びこの導電性液体16と混じり合わない絶縁性のオイル17が当該表示用空間Sの内部で上記X方向(図4の左右方向)に移動可能に封入されており、導電性液体16は後述の有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側に移動できるようになっている。
2 to 6, the
導電性液体16には、例えば溶媒としての水と、溶質としての所定の電解質を含んだ水溶液が用いられている。具体的には、例えば1mmol/Lの塩化カリウム(KCl)の水溶液が導電性液体16に用いられている。また、導電性液体16には、例えば自己分散型顔料によって黒色に着色されたものが使用されている。
As the
また、導電性液体16は黒色に着色されているので、当該導電性液体16は、各画素において、光の透過を許容または阻止するシャッターとして機能するようになっている。つまり、表示素子10の各画素では、後に詳述するように、導電性液体16が表示用空間Sの内部を参照電極5側(有効表示領域P1側)または走査電極6側(非有効表示領域P2側)にスライド移動することによって表示色が黒色またはRGBのいずれかの色に変更されるよう構成されている。
Further, since the
また、オイル17には、例えば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種または複数種からなる無極性で、かつ、無色透明なオイルが用いられている。また、このオイル17は、導電性液体16のスライド移動に伴って、表示用空間Sの内部を移動するようになっている。
The
上部基板2には、無アルカリガラス基板などの透明なガラス材またはアクリル系樹脂などの透明な合成樹脂等の透明な透明シート材が用いられている。また、上部基板2の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層11が形成されている。このカラーフィルタ層11の非表示面側の表面には、Y方向及びX方向にそれぞれ平行となるように設けられたリブ14a及び14bが設けられている。さらに、上部基板2では、カラーフィルタ層11及びリブ14a、14bを覆うように、撥水膜12が設けられている。
For the
また、下部基板3には、上部基板2と同様に、無アルカリガラス基板などの透明なガラス材またはアクリル系樹脂などの透明な合成樹脂等の透明な透明シート材が用いられている。また、下部基板3の表示面側の表面には、上記参照電極5及び上記走査電極6が設けられており、これら参照電極5及び走査電極6を覆うように、誘電体層13が形成されている。さらに、この誘電体層13を覆うように、撥水膜15が設けられ、この撥水膜15上には、上記信号電極4が形成されている。
Further, similarly to the
また、図3に例示するように、参照電極5には、メイン電極部5bとこのメイン電極部5bよりも寸法が小さくされた交差電極部5cが設けられている。同様に、走査電極6には、メイン電極部6bとこのメイン電極部6bよりも寸法が小さくされた交差電極部6cが設けられている。また、これらのメイン電極部5b、6bは後述の画素領域Pの中央部に設けられ、交差電極部5c、6cは画素領域Pの端部に設けられている。また、交差電極部5c、6cは、誘電体層13を介在させて、信号電極4と画素領域Pの内側で交差するように設置されている。
Further, as illustrated in FIG. 3, the
具体的にいえば、図4に例示するように、メイン電極部5b、6bには、同一の正方形状の面状の電極部材が用いられている。また、交差電極部5c、6cには、同一の線状の電極部材が用いられており、交差電極部5c、6cは、メイン電極部5b、6bのX方向の中央部に接続されて、Y方向と平行となるように設けられている。そして、交差電極部5c、6cは、線状の電極部材によって構成された信号電極4と交差している。
Specifically, as illustrated in FIG. 4, the same square planar electrode member is used for the
また、メイン電極部5b、6bの各一辺の寸法aは、600〜900μm程度の値であり、例えば900μmである。また、交差電極部5c、6cの各X方向の寸法b(つまり、信号電極4と交差する寸法)は、例えば150〜15μmの範囲内の値である。また、信号電極4のY方向の寸法c(つまり、交差電極部5c、6cと交差する寸法)は、例えば30μmである。それ故、信号電極4と、交差電極部5c、6cとの各交差する領域の面積は、4.5×103〜4.5×102μm2となる。
The dimension a of each side of the
ここで、信号電極4をメイン電極部5b、6bと交差させた場合では、これらの信号電極4と、メイン電極部5b、6bとの各交差する領域の面積は、2.7×104μm2である。従って、本実施形態では、メイン電極部5b、6bよりも小さい寸法の交差電極部5c、6cに信号電極4を交差させることにより、信号電極4と参照電極5及び走査電極6との各交差する領域の面積を、17〜2%の範囲内の値で低減することができる。
Here, when the
尚、メイン電極部5b、6bとの離間寸法dは、例えば15μmである。また、信号電極4とメイン電極部5b、6bとの各離間寸法eは、例えば30〜150μmの範囲内の値である。
Note that the distance d from the
また、下部基板3の背面側(非表示面側)には、例えば白色の照明光を発光するバックライト18が一体的に組み付けられており、透過型の表示素子10が構成されている。尚、バックライト18には、冷陰極蛍光管やLEDなどの光源が用いられている。
In addition, a
カラーフィルタ(Color Filter)層11には、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のカラーフィルタ部11r、11g、及び11bと、遮光膜としてのブラックマトリクス部11sとが設けられており、RGBの各色の画素を構成するようになっている。つまり、カラーフィルタ層11では、図2に例示するように、RGBのカラーフィルタ部11r、11g、11bがX方向に沿って順次設けられるとともに、各々4つのカラーフィルタ部11r、11g、11bがY方向に沿って設けられており、X方向及びY方向にそれぞれ3個及び4個、合計12個の画素が配設されている。
The
また、表示素子10では、図2に例示するように、各画素領域Pにおいて、画素の有効表示領域P1に対応する箇所にRGBのいずれかのカラーフィルタ部11r、11g、及び11bが設けられ、非有効表示領域P2に対応する箇所にブラックマトリクス部11sが設けられている。つまり、表示素子10では、上記表示用空間Sに対し、ブラックマトリクス部(遮光膜)11sによって非有効表示領域P2(非開口部)が設定され、そのブラックマトリクス部11sに形成された開口部(つまり、いずれかのカラーフィルタ部11r、11g、及び11b)によって有効表示領域P1が設定されている。
In the
また、表示素子10では、カラーフィルタ部11r、11g、11bの各面積は、有効表示領域P1の面積に対し、同一または若干大きい値が選択されている。一方、ブラックマトリクス部11sの面積は、非有効表示領域P2の面積に対し、同一または若干小さい値が選択されている。尚、図2では、隣接する画素の境界部を明確にするために、隣接する画素に応じた2つのブラックマトリクス部11s間の境界線を点線にて示しているが、実際のカラーフィルタ層11では、ブラックマトリクス部11s間の境界線は存在しない。
In the
また、表示素子10では、上記仕切壁としてのリブ14a、14bにより表示用空間Sが画素領域P単位に区切られている。すなわち、表示素子10では、各画素の表示用空間Sは、図3に例示するように、互いに対向する2つのリブ14aと、互いに対向する2つのリブ14bとによって区画されている。さらに、表示素子10では、リブ14a、14bによって導電性液体16が隣接する画素領域Pの表示用空間Sの内部に流入するのが防がれている。すなわち、リブ14a、14bには、例えば光硬化性樹脂が用いられており、これらのリブ14a、14bでは、隣接する画素間で導電性液体16の流入出が防止されるように、カラーフィルタ層11からの突出高さが決定されている。
Further, in the
尚、上記の説明以外に、リブ14a、14bに代えて、例えば上部基板2上で枠状に構成されたリブを画素単位に設けてもよい。また、隣接する画素領域Pどうしが気密に区切られるように、上記枠状に構成されたリブの先端部を下部基板3側に密接させてもよい。このようにリブの先端部を下部基板3側に密接させた場合には、当該リブを貫通するように信号電極4を設けることで表示用空間Sの内部に信号電極4を設置すればよい。
In addition to the above description, instead of the
撥水膜12、15には、透明な合成樹脂、好ましくは電圧印加時に導電性液体16に対し親水層となる、例えばフッ素系樹脂が使用されている。これにより、表示素子10では、上部基板2及び下部基板3の表示用空間S側の各表面側での導電性液体16との間の濡れ性(接触角)を大きく変化させることができ、導電性液体16の移動速度の高速化を図ることができる。また、誘電体層13は、例えばパリレンや窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、あるいは酸化アルミニウムを含有した透明な誘電体膜によって構成されている。
The water-
参照電極5及び走査電極6には、酸化インジウム系(ITO)、酸化スズ系(SnO2)、または酸化亜鉛系(AZO、GZO、あるいはIZO)などの透明な電極材料が用いられている。これらの各参照電極5及び各走査電極6は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、図3に例示したように、下部基板3上に略帯状に形成されている。
For the
信号電極4には、上述したように、X方向に平行となるように配置された線状配線が用いられている。また、信号電極4は、導電性液体16を挿通して、当該導電性液体16に直接的に接触するように構成されている。これにより、表示素子10では、表示動作時での導電性液体16の応答性の向上が図られている。
As described above, the
また、信号電極4の表面には、例えばフッ素系樹脂からなる透明な撥水膜(図示せず)が積層されており、導電性液体16の移動を円滑に行わせるようになっている。但し、この撥水膜は、信号電極4と導電性液体16とを電気的に絶縁することはなく、導電性液体16の応答性向上を阻害しないようになっている。
Further, a transparent water repellent film (not shown) made of, for example, a fluorine resin is laminated on the surface of the
また、この信号電極4には、導電性液体16に対して電気化学的に不活性な材料が使用されており、当該信号電極4に上記信号電圧Vd(例えば、40V)が印加されたときでも、導電性液体16と電気化学反応を極力生じないように構成されている。これにより、信号電極4の電気分解の発生を防いで、表示素子10の信頼性及び寿命を向上させることができる。
The
具体的にいえば、信号電極4には、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。また、信号電極4は、上記金属材料からなる細線をカラーフィルタ層11上に固定したり、スクリーン印刷法などを用いて、カラーフィルタ層11上に金属材料を含んだ導電性ペースト材などのインク材を載置したりすることで形成されている。
Specifically, for the
さらに、信号電極4では、その形状が画素の有効表示領域P1の下方に設けられた参照電極5の透過率を用いて、定められている。具体的にいえば、信号電極4では、75%〜95%程度の参照電極5の透過率に基づき、有効表示領域P1の面積に対し、当該有効表示領域P1上での信号電極4の占有面積が30%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下となるように、信号電極4の形状は決定されている。
Further, the shape of the
上記のように構成された表示素子10の各画素では、図5(a)に例示するように、導電性液体16がカラーフィルタ部11rと参照電極5との間で保持されると、バックライト18からの光が導電性液体16により遮光されて、黒色表示(非CF着色表示)が行われる。一方、図5(b)に例示するように、導電性液体16がブラックマトリクス部11sと走査電極6との間で保持されると、バックライト18からの光は導電性液体16に遮光されることなく、カラーフィルタ部11rを通過することにより、赤色表示(CF着色表示)が行われる。
In each pixel of the
ここで、上記のように構成された本実施形態の画像表示装置1の表示動作について、図7も参照して具体的に説明する。
Here, the display operation of the
図7は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the image display device.
図7において、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、例えば同図の左側から右側に向かう所定の走査方向で、参照電極5及び走査電極6に対して、それぞれ参照電圧Vr及び走査電圧Vsとして上記選択電圧を順次印加する。具体的には、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、参照電極5及び走査電極6に対して、選択電圧としてH電圧(第1の電圧)及びL電圧(第2の電圧)をそれぞれ順次印加して選択ラインとする走査動作を行う。また、この選択ラインでは、信号ドライバ7は外部からの画像入力信号に応じて、対応する信号電極4に対して、H電圧またはL電圧を信号電圧Vdとして印加する。これにより、選択ラインの各画素では、導電性液体16が有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側に移動されて、表示面側の表示色が変更される。
In FIG. 7, the reference driver 8 and the scanning driver 9 select the reference voltage Vr and the scanning voltage Vs as the reference voltage Vr and the scanning voltage Vs, respectively, for the
一方、非選択ライン、つまり残り全ての参照電極5及び走査電極6に対しては、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、それぞれ参照電圧Vr及び走査電圧Vsとして上記非選択電圧を印加する。具体的には、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、残り全ての参照電極5及び走査電極6に対して、非選択電圧として、例えば上記H電圧とL電圧の中間の電圧である中間電圧(Middle電圧、以下、“M電圧”という。)を印加する。これにより、非選択ラインの各画素では、導電性液体16が有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側で不必要な変動を生じることなく静止され、表示面側の表示色が変更されない。
On the other hand, the reference driver 8 and the scan driver 9 apply the non-selection voltage as the reference voltage Vr and the scan voltage Vs to the non-selected lines, that is, all the remaining
上記のような表示動作を行う場合、参照電極5、走査電極6、及び信号電極4への印加電圧の組み合わせは、表1に示されるものとなる。さらに、導電性液体16の挙動及び表示面側の表示色は、表1に示すように、印加電圧に応じたものとなる。なお、表1では、H電圧、L電圧、及びM電圧をそれぞれ"H"、"L"、及び“M”にて略記している(後掲の表2でも同様。)。また、H電圧、L電圧、及びM電圧の具体的な値は、それぞれ例えば+7V、−7V、及び0Vである。
When the display operation as described above is performed, combinations of voltages applied to the
<選択ラインでの動作>
選択ラインでは、信号電極4に対して例えばH電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、共にH電圧が印加されているので、これらの参照電極5と信号電極4との間には、電位差が生じていない。一方、信号電極4と走査電極6との間では、走査電極6に対して、L電圧が印加されているので、電位差が生じている状態となる。このため、導電性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている走査電極6側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、導電性液体16は、図5(b)に例示したように、非有効表示領域P2側に移動した状態となり、オイル17を参照電極5側に移動させて、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを許容する。これにより、表示面側での表示色は、カラーフィルタ部11rによる赤色表示(CF着色表示)の状態となる。また、画像表示装置1では、隣接するRGBの3つの全画素において、それらの導電性液体16が非有効表示領域P2側に移動して、CF着色表示が行われたときに、当該RGBの画素からの赤色光、緑色光、及び青色光が白色光に混色して、白色表示が行われる。
<Operation on selected line>
In the selection line, for example, when an H voltage is applied to the
一方、選択ラインにおいて、信号電極4に対してL電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、電位差が生じ、信号電極4と走査電極6との間には、電位差が生じていない。従って、導電性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている参照電極5側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、導電性液体16は、図5(a)に例示したように、有効表示領域P1側に移動した状態となり、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、導電性液体16による黒色表示(非CF着色表示)の状態となる。
On the other hand, when the L voltage is applied to the
<非選択ラインでの動作>
非選択ラインでは、信号電極4に対して例えばH電圧が印加されているときでは、導電性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。この結果、表示色は、現状の黒色表示またはCF着色表示から変更されずに維持される。
<Operation on unselected lines>
In the non-selected line, for example, when the H voltage is applied to the
同様に、非選択ラインにおいて、信号電極4に対してL電圧が印加されているときでも、導電性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。
Similarly, even when the L voltage is applied to the
以上のように、非選択ラインにおいては、信号電極4がH電圧及びL電圧のいずれかの電圧であっても、導電性液体16は移動せずに、静止して、表示面側での表示色は変化しない。
As described above, in the non-selected line, even when the
一方、選択ラインにおいては、信号電極4への印加電圧に応じて、上述のように、導電性液体16を移動させることができ、表示面側での表示色を変更させることができる。
On the other hand, in the selection line, the
また、画像表示装置1では、表1に示した印加電圧の組み合わせによって、選択ライン上の各画素での表示色は、例えば図7に示すように、各画素に対応する信号電極4への印加電圧に応じて、カラーフィルタ部11r、11g、11bによるCF着色(赤色、緑色、あるいは青色)または導電性液体16による非CF着色(黒色)となる。また、参照ドライバ8及び走査ドライバ9が、それぞれ参照電極5及び走査電極6の選択ラインを、例えば図7の左から右へ走査動作を行う場合、画像表示装置1の表示部での各画素の表示色もまた同図7の左から右に向かって順次変化することとなる。したがって、参照ドライバ8及び走査ドライバ9による選択ラインの走査動作を高速で行うことにより、画像表示装置1において、表示部での各画素の表示色も高速に変化させることが可能となる。さらに、選択ラインの走査動作に同期させて信号電極4への信号電圧Vdの印加を行うことにより、画像表示装置1では、外部からの画像入力信号に基づいて、動画像を含んだ種々の情報を表示することが可能となる。
Further, in the
また、参照電極5、走査電極6、及び信号電極4への印加電圧の組み合わせは、表1に限定されるものではなく、表2に示すものでもよい。
Further, the combinations of voltages applied to the
すなわち、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、例えば同図の左側から右側に向かう所定の走査方向で、参照電極5及び走査電極6に対して、選択電圧としてL電圧(第2の電圧)及びH電圧(第1の電圧)をそれぞれ順次印加して選択ラインとする走査動作を行う。また、この選択ラインでは、信号ドライバ7は外部からの画像入力信号に応じて、対応する信号電極4に対して、H電圧またはL電圧を信号電圧Vdとして印加する。
That is, the reference driver 8 and the scan driver 9 are, for example, in a predetermined scanning direction from the left side to the right side in the figure, with respect to the
一方、非選択ライン、つまり残り全ての参照電極5及び走査電極6に対しては、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、非選択電圧としてM電圧を印加する。
On the other hand, the reference driver 8 and the scan driver 9 apply the M voltage as the non-selection voltage to the non-selected lines, that is, all the remaining
<選択ラインでの動作>
選択ラインでは、信号電極4に対して例えばL電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、共にL電圧が印加されているので、これらの参照電極5と信号電極4との間には、電位差が生じていない。一方、信号電極4と走査電極6との間では、走査電極6に対して、H電圧が印加されているので、電位差が生じている状態となる。従って、導電性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている走査電極6側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、導電性液体16は、図5(b)に例示したように、非有効表示領域P2側に移動した状態となり、オイル17を参照電極5側に移動させて、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを許容する。これにより、表示面側での表示色は、カラーフィルタ部11rによる赤色表示(CF着色表示)の状態となる。また、表1に示した場合と同様に、隣接するRGBの3つの全画素において、CF着色表示が行われたときには、白色表示が行われる。
<Operation on selected line>
In the selection line, for example, when the L voltage is applied to the
一方、選択ラインにおいて、信号電極4に対してH電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、電位差が生じ、信号電極4と走査電極6との間には、電位差が生じていない。従って、導電性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている参照電極5側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、導電性液体16は、図5(a)に例示したように、有効表示領域P1側に移動した状態となり、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、導電性液体16による黒色表示(非CF着色表示)の状態となる。
On the other hand, when the H voltage is applied to the
<非選択ラインでの動作>
非選択ラインでは、信号電極4に対して例えばL電圧が印加されているときでは、導電性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。この結果、表示色は、現状の黒色表示またはCF着色表示から変更されずに維持される。
<Operation on unselected lines>
In the non-selected line, for example, when an L voltage is applied to the
同様に、非選択ラインにおいて、信号電極4に対してH電圧が印加されているときでも、導電性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。
Similarly, even when the H voltage is applied to the
以上のように、表2に示した場合でも、表1に示した場合と同様に、非選択ラインにおいては、信号電極4がH電圧及びL電圧のいずれかの電圧であっても、導電性液体16は移動せずに、静止して、表示面側での表示色は変化しない。
As described above, even in the case shown in Table 2, as in the case shown in Table 1, in the non-selected line, even if the
一方、選択ラインにおいては、信号電極4への印加電圧に応じて、上述のように、導電性液体16を移動させることができ、表示面側での表示色を変更させることができる。
On the other hand, in the selection line, the
また、本実施形態の画像表示装置1では、表1及び表2に示した印加電圧の組み合わせ以外に、信号電極4への印加電圧を、H電圧またはL電圧の2値だけではなく、これらのH電圧とL電圧との間の電圧を、表示面側に表示される情報に応じて変化させることもできる。すなわち、画像表示装置1では、信号電圧Vdを制御することにより、階調表示が可能となる。これにより、表示性能に優れた表示素子10を構成することができる。
Further, in the
以上のように構成された本実施形態の表示素子10では、参照電極5及び走査電極6(第1及び第2の電極の一方側)に、メイン電極部5b、6bと、メイン電極部5b、6bよりも寸法が小さくされた交差電極部5c、6cとを設けている。そして、本実施形態の表示素子10では、交差電極部5c、6cが、誘電体層13を介在させて、信号電極(第1及び第2の電極の他方側)4と交差するように構成されている。これにより、本実施形態の表示素子10では、誘電体層13を介在させて、互いに交差する参照電極5及び走査電極6と信号電極4での面積を小さくすることができる。
In the
従って、本実施形態の表示素子10では、上記従来例と異なり、誘電体層13に点欠陥が生じているときでも、この点欠陥に起因して、誘電体層13が剥離するのを防止することができる。この結果、本実施形態の表示素子10では、誘電体層13の剥離による当該誘電体層13上の信号電極4の破損が発生するのを防ぐことが可能となる。つまり、本実施形態の表示素子10では、上記点欠陥に起因して、信号電極4の破断(断線)などが生じるのを防ぐことができ、当該信号電極4に沿った複数の画素において、黒線や輝線などの表示不良が発生するのを防止することができる。これにより、本実施形態では、信頼性に優れた表示素子10を構成することができる。
Therefore, in the
また、本実施形態では、交差電極部5c、6cは線状の電極部材により構成されているので、互いに交差する参照電極5及び走査電極6と信号電極4での面積を確実に小さくすることができ、上記誘電体層13の剥離をも確実に防止し、信頼性に優れた表示素子10を容易に構成することができる。
In the present embodiment, since the intersecting
また、本実施形態の表示素子10では、複数の参照電極5及び複数の走査電極6が、互いに交互に、かつ、複数の信号電極4と交差するように、下部基板(第2の基板)3側に設けられている。また、本実施形態の表示素子10では、信号ドライバ(信号電圧印加部)7、参照ドライバ(参照電圧印加部)8、及び走査ドライバ(走査電圧印加部)9が信号電極4、参照電極5、及び走査電極6に対して、信号電圧Vd、参照電圧Vr、及び走査電圧Vsを印加するようになっている。これにより、本実施形態では、優れた表示品位を有するマトリクス駆動方式の表示素子10を容易に構成することができる。
Further, in the
尚、上記の説明以外に、例えば図8に示すように、メイン電極部5b、6bの各左端部に、交差電極部5c、6cを設ける構成でもよい。
In addition to the above description, for example, as shown in FIG. 8, a configuration may be employed in which crossed
[第2の実施形態]
図9は、本発明の第2の実施形態にかかる表示素子において、非表示面側から見た場合での下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図において、本実施形態と上記第1の実施形態との主な相違点は、交差電極部に、複数の線状の電極部材を用いた点である。なお、上記第1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side when viewed from the non-display surface side in the display element according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that a plurality of linear electrode members are used for the cross electrode portion. In addition, about the element which is common in the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
すなわち、図9に示すように、本実施形態では、各3本の交差電極部5c、6cが画素領域Pの内側で信号電極4と交差するように設けられている。これらの各交差電極部5c、6cには、Y方向に平行に設けられた線状の電極部材が用いられており、本実施形態では、各交差電極部5c、6cと信号電極4との交差部分がメッシュ形状に構成されている。
That is, as shown in FIG. 9, in the present embodiment, each of the three
また、本実施形態では、交差電極部5c、6cにおいて、図4に“b”にて示した信号電極4と交差する寸法が、例えば15μmに設定されている。それ故、信号電極4と、交差電極部5c、6cとの各交差する領域の面積は、3×4.5×102μm2となる。この結果、信号電極4をメイン電極部5b、6bと交差させた場合に比べて、信号電極4と参照電極5及び走査電極6との各交差する領域の面積を、5%低減することができる。
In the present embodiment, in the intersecting
以上の構成により、本実施形態では、上記第1の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、3本の線状の電極部材を交差電極部5c、6cに用いているので、第1の実施形態のものに比べて、誘電体層13の剥離を確実に防止しつつ、導電性液体16の移動をより安定させた状態で行うことができる。
With the above configuration, the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment. Further, in the present embodiment, since three linear electrode members are used for the crossed
[第3の実施形態]
図10は、本発明の第3の実施形態にかかる表示素子において、非表示面側から見た場合での下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図において、本実施形態と上記第1の実施形態との主な相違点は、信号電極に、メイン電極部を挟むように、互いに平行に設けられた2つの線状電極部材を用いた点である。なお、上記第1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side when viewed from the non-display surface side in the display element according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the main difference between this embodiment and the first embodiment is that two linear electrode members provided in parallel to each other so as to sandwich the main electrode portion are used for the signal electrode. is there. In addition, about the element which is common in the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
すなわち、図10に例示するように、本実施形態の信号電極4には、下部基板3上において、表示用空間Sの内部で互いに平行に設けられた第1及び第2の信号電極部材4b、4cが含まれている。第1及び第2の信号電極部材4b、4cの各一端部側は端子部4aに接続され、第1及び第2の信号電極部材4b、4cの各他端部(終端部)側は終端接続部材4dによって互いに接続されている。また、これら第1及び第2の信号電極部材4b、4cには、X方向に平行に設けられた線状電極部材が用いられ、終端接続部材4dには、Y方向に平行に設けられた線状電極部材が用いられている。
That is, as illustrated in FIG. 10, the
さらに、第1及び第2の信号電極部材4b、4cは、導電性液体16を挟むように、表示用空間Sの内部で当該導電性液体16の移動方向に沿って設けられている。そして、これら第1及び第2の信号電極部材4b、4cは、画素領域Pの内側で交差電極部5c、6cと各々交差するようになっている。
Further, the first and second
以上の構成により、本実施形態では、上記第1の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、2つの信号電極部材(線状電極部材)4b、4cがメイン電極部5b、6bを挟むように設けられているので、導電性液体16は2つの信号電極部材4b、4cとの間で移動されることとなり、当該導電性液体16の移動をさらに安定させた状態で行うことができる。
With the above configuration, the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment. In the present embodiment, since the two signal electrode members (linear electrode members) 4b and 4c are provided so as to sandwich the
また、本実施形態の2つの各信号電極部材4b、4cでは、その終端部が終端接続部材4dによって互いに接続されているので、一方の信号電極部材4b、4cに断線などが発生したときでも、その悪影響を排除して、導電性液体16を適切に移動させることができる。
In addition, since the terminal portions of the two
尚、上記の説明以外に、例えば図11に示すように、メイン電極部5b、6bの各左端部に、交差電極部5c、6cを設ける構成でもよい。
In addition to the above description, for example, as shown in FIG. 11, a configuration may be employed in which crossed
[第4の実施形態]
図12は、本発明の第4の実施形態にかかる表示素子において、非表示面側から見た場合での下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図において、本実施形態と上記第1の実施形態との主な相違点は、2つのメイン電極部材をメイン電極部に含めるとともに、交差電極部を2つのメイン電極部材の間に設けた点である。なお、上記第1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side when viewed from the non-display surface side in the display element according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the main difference between this embodiment and the first embodiment is that two main electrode members are included in the main electrode portion, and a cross electrode portion is provided between the two main electrode members. is there. In addition, about the element which is common in the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
すなわち、図12に示すように、本実施形態の参照電極5では、各画素領域Pに設けられるメイン電極部が、2つのメイン電極部材5dによって構成されている。また、参照電極5では、交差電極部5cが2つのメイン電極部材5dの間でX方向に平行に設けられており、画素領域PのY方向での中央部で信号電極4と交差するようになっている。さらに、参照電極5では、隣接する2つの画素領域Pの間に、線状の電極部材で構成された接続部材5eがY方向に平行に設けられている。そして、接続部材5eが、隣接する2つの各画素領域Pに設けられた2つのメイン電極部材5dを接続している。
That is, as shown in FIG. 12, in the
同様に、走査電極6では、各画素領域Pに設けられるメイン電極部が、2つのメイン電極部材6dによって構成されている。また、走査電極6では、交差電極部6cが2つのメイン電極部材6dの間でX方向に平行に設けられており、画素領域PのY方向での中央部で信号電極4と交差するようになっている。さらに、走査電極6では、隣接する2つの画素領域Pの間に、線状の電極部材で構成された接続部材6eがY方向に平行に設けられている。そして、接続部材6eが、隣接する2つの各画素領域Pに設けられた2つのメイン電極部材6dを接続している。
Similarly, in the
ここで、図13を参照して、メイン電極部材5d、6d及び交差電極部5c、6cについて具体的に説明する。
Here, with reference to FIG. 13, the
図13は、図12に示したメイン電極部及び交差電極部の構成を示す拡大平面図である。 FIG. 13 is an enlarged plan view showing configurations of the main electrode portion and the cross electrode portion shown in FIG.
図13に例示するように、メイン電極部材5d、6dには、同一の長方形状の面状の電極部材が用いられている。メイン電極部材5d、6dの各長辺は、上記寸法aに設定されており、各短辺は、寸法a/3に設定されている。また、交差電極部5c、6cは、メイン電極部材5d、6dのX方向の中央部に接続されている。また、接続部材5e、6eには、交差電極部5c、6cと同一の線状の電極部材が用いられている。また、信号電極4は、交差電極部5c、6cのY方向の中央部と交差するように設置されている。
As illustrated in FIG. 13, the same rectangular planar electrode member is used for the
以上の構成により、本実施形態では、上記第1の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、メイン電極部に、2つのメイン電極部材5d、6dが含まれるとともに、2つのメイン電極部材5d、6dの間に、交差電極部5c、6cが設けられている。これにより、本実施形態では、信号電極(第1の電極)4と、参照電極5及び走査電極6(第2の電極)とは、表示用空間Sの中央部で交差することとなり、導電性液体16の移動をより安定させた状態で行うことができる。
With the above configuration, the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment. In the present embodiment, the main electrode portion includes two
尚、上記の説明以外に、例えば図14に示すように、メイン電極部材5d、6dの各左端部に、交差電極部5c、6cを設ける構成でもよい。
In addition to the above description, for example, as shown in FIG. 14, a configuration in which cross
[第5の実施形態]
図15は、本発明の第5の実施形態にかかる表示素子において、非表示面側から見た場合での下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図において、本実施形態と上記第4の実施形態との主な相違点は、交差電極部に、複数の線状の電極部材を用いた点である。なお、上記第4の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 15 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side when viewed from the non-display surface side in the display element according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the main difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that a plurality of linear electrode members are used for the cross electrode portion. In addition, about the element which is common in the said 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
すなわち、図15に示すように、本実施形態では、各3本の交差電極部5c、6cが画素領域Pの内側で信号電極4と交差するように設けられている。これらの各交差電極部5c、6cには、Y方向に平行に設けられた線状の電極部材が用いられており、本実施形態では、各交差電極部5c、6cと信号電極4との交差部分がメッシュ形状に構成されている。
That is, as shown in FIG. 15, in this embodiment, each of the three
また、本実施形態では、各3本の接続部材5e、6eが第4の実施形態と同様に、隣接する2つの画素領域Pの間に設けられている。これらの各接続部材5e、6eには、Y方向に平行に設けられた線状の電極部材が用いられており、接続部材5e、6eは、隣接する2つの各画素領域Pに設けられた2つのメイン電極部材5d、6dを接続している。
In the present embodiment, each of the three
以上の構成により、本実施形態では、上記第4の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、3本の線状の電極部材を交差電極部5c、6cに用いているので、第4の実施形態のものに比べて、誘電体層13の剥離を確実に防止しつつ、導電性液体16の移動をより安定させた状態で行うことができる。
With the above configuration, the present embodiment can achieve the same operations and effects as the fourth embodiment. Further, in the present embodiment, since three linear electrode members are used for the
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。 The above embodiments are all illustrative and not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the claims, and all modifications within the scope equivalent to the configurations described therein are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部が設けられた電気機器であれば何等限定されるものではなく、例えば電子手帳等のPDAなどの携帯情報端末、パソコンやテレビなどに付随する表示装置、あるいは電子ペーパーその他、各種表示部を備えた電気機器に好適に用いることができる。 For example, in the above description, the case where the present invention is applied to an image display apparatus provided with a display unit capable of displaying a color image display has been described. However, the present invention provides a display unit that displays information including characters and images. There is no limitation as long as it is an electric device provided, for example, a personal digital assistant such as a PDA such as an electronic notebook, a display device attached to a personal computer, a TV, etc., or electronic paper and other electric devices equipped with various display units. It can use suitably for an apparatus.
また、上記の説明では、導電性液体への電界印加に応じて、当該導電性液体を移動させるエレクトロウェッティング方式の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明の表示素子は、これに限定されるものではなく、外部電界を利用して、表示用空間の内部で導電性液体を動作させることにより、表示面側の表示色を変更可能な電界誘導型の表示素子であれば何等限定されるものではなく、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の方式の電界誘導型表示素子に適用することができる。 In the above description, the case where the electrowetting type display element that moves the conductive liquid in accordance with the application of the electric field to the conductive liquid is described. However, the display element of the present invention is not limited to this. It is not limited, and any electric field induction type display element that can change the display color on the display surface side by operating a conductive liquid inside the display space using an external electric field is not limited. The present invention can be applied to other types of electric field induction display elements such as an electroosmosis method, an electrophoresis method, and a dielectrophoresis method.
但し、上記各実施形態のように、エレクトロウェッティング方式の表示素子を構成する場合の方が、導電性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることが可能となる。また、エレクトロウェッティング方式の表示素子では、導電性液体の移動に応じて表示色が変更されるので、液晶表示装置等と異なり、視野角依存性がない点でも好ましい。さらには、画素毎にスイッチング素子を設ける必要がないので、構造簡単で高性能なマトリクス駆動方式の表示素子を低コストで構成できる点でも好ましい。しかも、液晶層などの複屈折材料を用いていないので、情報表示に使用される、バックライトからの光や外光の光利用効率に優れた高輝度な表示素子を容易に構成できる点でも好ましい。 However, when the electrowetting type display element is configured as in the above embodiments, the conductive liquid can be moved at a high speed with a low driving voltage. Further, an electrowetting type display element is preferable in that the display color is changed in accordance with the movement of the conductive liquid, and therefore, unlike a liquid crystal display device or the like, there is no viewing angle dependency. Furthermore, since it is not necessary to provide a switching element for each pixel, it is also preferable in that a high-performance matrix driving display element having a simple structure can be configured at low cost. In addition, since a birefringent material such as a liquid crystal layer is not used, it is also preferable in that a high-luminance display element excellent in light utilization efficiency of light from the backlight and external light used for information display can be easily configured. .
また、上記の説明では、第1の電極としての信号電極と、第2の電極としての参照電極及び走査電極を設けて、導電性液体を有効表示領域側または非有効表示領域側にスライド移動させることによって、表示面側の表示色を変更する構成について説明したが、本発明の表示素子は、誘電体層を介在させて、互いに交差するように設けられた第1及び第2の電極を有し、導電性液体の移動(導電性液体の形状変化を含む。)させて、表示面側の表示色を変更するものであれば何等限定されない。 In the above description, the signal electrode as the first electrode, the reference electrode as the second electrode, and the scanning electrode are provided, and the conductive liquid is slid to the effective display area side or the ineffective display area side. Thus, the configuration for changing the display color on the display surface side has been described, but the display element of the present invention has first and second electrodes provided so as to cross each other with a dielectric layer interposed therebetween. However, there is no limitation as long as the display color on the display surface side is changed by moving the conductive liquid (including changing the shape of the conductive liquid).
但し、上記の各実施形態のように、3つの電極を設けて、導電性液体をスライド移動させる場合の方が、導電性液体の形状を変化させるものに比べて、表示面側の表示色の切換速度の高速化及び省力化を容易に図ることができる点で好ましい。 However, as in each of the above embodiments, the display color on the display surface side is greater when the conductive liquid is slid and provided with three electrodes than when the shape of the conductive liquid is changed. This is preferable in that the switching speed can be easily increased and labor can be saved easily.
また、上記の説明では、信号電極(第1の電極)と、参照電極及び走査電極(第2の電極)のうち、参照電極及び走査電極にメイン電極部と交差電極部を設けた構成について説明したが、本発明の表示素子はこれに限定されるものではなく、信号電極にメイン電極部と交差電極部を設けてもよい。 In the above description, the configuration in which the main electrode portion and the cross electrode portion are provided on the reference electrode and the scan electrode among the signal electrode (first electrode), the reference electrode, and the scan electrode (second electrode) is described. However, the display element of the present invention is not limited to this, and the main electrode portion and the cross electrode portion may be provided on the signal electrode.
また、上記の説明では、参照電極及び走査電極(第2の電極)において、同一形状のメイン電極部及び交差電極部を設けた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば参照電極のメイン電極部と走査電極のメイン電極部とを互いに異なる形状とすることもできる。 In the above description, the reference electrode and the scanning electrode (second electrode) have been described in which the main electrode portion and the cross electrode portion having the same shape are provided. However, the present invention is not limited to this. For example, the main electrode portion of the reference electrode and the main electrode portion of the scan electrode can be formed in different shapes.
また、上記第2及び第4の実施形態の説明では、Y方向に平行に設けられた3本の線状の電極部材を交差電極部に用いた場合について説明したが、本発明の交差電極部はメイン電極部よりも寸法が小さくされているものであればよく、線状の電極部材の使用本数や寸法などは上記のものに何等限定されない。また、例えばY方向に対して、所定角度で傾斜した電極部材を交差電極部に用いることもできる。 In the description of the second and fourth embodiments, the case where three linear electrode members provided parallel to the Y direction are used for the cross electrode portion has been described. As long as the size is smaller than that of the main electrode portion, the number and size of the linear electrode members used are not limited to those described above. Further, for example, an electrode member inclined at a predetermined angle with respect to the Y direction can be used for the cross electrode portion.
また、上記の説明では、バックライトを備えた透過型の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、拡散反射板などの光反射部を有する反射型や、前記光反射部とバックライトとを併用した半透過型の表示素子にも適用することができる。 In the above description, the case where a transmissive display element including a backlight is configured has been described. However, the present invention is not limited to this, and a reflective type having a light reflecting portion such as a diffuse reflector. In addition, the present invention can also be applied to a transflective display element in which the light reflecting portion and the backlight are used in combination.
また、上記の説明では、参照電極及び走査電極を有効表示領域側及び非有効表示領域側にそれぞれ設置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、参照電極及び走査電極を非有効表示領域側及び有効表示領域側にそれぞれ設置してもよい。 Further, in the above description, the case where the reference electrode and the scan electrode are respectively installed on the effective display area side and the non-effective display area side has been described. However, the present invention is not limited to this, and the reference electrode and the scan electrode are provided. May be installed on the non-effective display area side and the effective display area side, respectively.
また、上記の説明では、透明な電極材料を用いて参照電極及び走査電極を構成した場合について説明したが、本発明は参照電極及び走査電極のうち、画素の有効表示領域に対向するように設置される一方の電極だけを透明な電極材料によって構成すればよく、有効表示領域に対向されない他方の電極には、アルミニウム、銀、クロム、その他の金属などの不透明な電極材料を使用することができる。 Further, in the above description, the case where the reference electrode and the scan electrode are configured using a transparent electrode material has been described, but the present invention is installed so as to face the effective display area of the pixel among the reference electrode and the scan electrode. It is sufficient that only one of the electrodes is made of a transparent electrode material, and an opaque electrode material such as aluminum, silver, chromium, or other metal can be used for the other electrode that is not opposed to the effective display area. .
また、上記の説明では、信号電極に線状配線を用いた場合について説明したが、本発明の信号電極はこれに限定されるものではなく、網状配線などの他の形状に形成された配線も使用することができる。 In the above description, the case where a linear wiring is used for the signal electrode has been described. However, the signal electrode of the present invention is not limited to this, and wiring formed in other shapes such as a mesh wiring may also be used. Can be used.
但し、上記の各実施形態のように、透明な透明電極が用いられた参照電極及び走査電極の透過率を用いて、信号電極の形状を定める場合の方が、不透明な材料を使用して信号電極を構成したときでも、当該信号電極の影が表示面側に現れるのを防ぐことができ、表示品位が低下するのを抑えることができる点で好ましく、さらには線状配線を用いた場合には、上記表示品位の低下を確実に抑えることができる点でより好ましい。 However, as in the above embodiments, the signal electrode shape is determined by using an opaque material when the shape of the signal electrode is determined by using the transmittance of the reference electrode and the scanning electrode using the transparent transparent electrode. Even when the electrode is configured, it is preferable in that the shadow of the signal electrode can be prevented from appearing on the display surface side, and the display quality can be prevented from being lowered. Is more preferable in that the deterioration of the display quality can be surely suppressed.
また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を導電性液体に用いるとともに、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを用いて、信号電極を構成した場合について説明したが、本発明は表示用空間の内部に設置されて、導電性液体と接触する信号電極に、当該導電性液体に対して電気化学的に不活性な材料を用いたものであれば何等限定されない。具体的にいえば、導電性液体には、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アルカリ金属水酸化物、酸化亜鉛、塩化ナトリウム、リチウム塩、リン酸、アルカリ金属炭酸塩、酸素イオン伝導性を有するセラミックスなどの電解質を含んだものを使用することができる。また、溶媒には、水以外に、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコールなどの有機溶媒を使用することもできる。さらに、本発明の導電性液体には、ピリジン系、脂環族アミン系、または脂肪族アミン系などの陽イオンと、フッ化物イオンやトリフラート等のフッ素系などの陰イオンとを含んだイオン液体(常温溶融塩)を使用することもできる。 In the above description, the case where the signal electrode is configured using an aqueous solution of potassium chloride as the conductive liquid and at least one of gold, silver, copper, platinum, and palladium has been described. Is not limited as long as the signal electrode that is installed inside the display space and is in contact with the conductive liquid uses a material that is electrochemically inactive with respect to the conductive liquid. Specifically, the conductive liquid includes zinc chloride, potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali metal hydroxide, zinc oxide, sodium chloride, lithium salt, phosphoric acid, alkali metal carbonate, oxygen ion conductivity. A material containing an electrolyte such as ceramics having the above can be used. In addition to water, organic solvents such as alcohol, acetone, formamide, and ethylene glycol can also be used as the solvent. Furthermore, the conductive liquid of the present invention includes an ionic liquid containing a cation such as pyridine, alicyclic amine, or aliphatic amine, and an anion such as fluoride such as fluoride ion or triflate. (Normal temperature molten salt) can also be used.
但し、上記の各実施形態のように、所定の電解質を溶かした水溶液を導電性液体に使用する場合の方が、取扱性に優れるとともに、製造が簡単な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。 However, as in each of the above-described embodiments, when an aqueous solution in which a predetermined electrolyte is dissolved is used as the conductive liquid, a display element that is excellent in handleability and easy to manufacture can be easily configured. This is preferable.
また、本発明の信号電極には、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、チタン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金などの導電性を有する金属を用いた電極本体と、この電極本体の表面を覆うように設けられた酸化被膜とを備えた不動態を使用することができる。 The signal electrode of the present invention includes an electrode body using a conductive metal such as aluminum, nickel, iron, cobalt, chromium, titanium, tantalum, niobium or an alloy thereof, and a surface of the electrode body. Passivation with an oxide coating provided to cover can be used.
但し、上記の各実施形態のように、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを信号電極に用いる場合の方が、イオン化傾向の小さい金属を使用することとなり、当該電極の簡略化を図りつつ、導電性液体との間での電気化学反応を確実に防ぐことが可能となって信頼性の低下が防がれた長寿命な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、イオン化傾向の小さい金属は導電性液体との間の界面に生じる界面張力を比較的小さくすることができることから、導電性液体を移動させないときでは、その固定位置で当該導電性液体を安定した状態で容易に保持できる点でも好ましい。 However, as in each of the above embodiments, when at least one of gold, silver, copper, platinum, and palladium is used for the signal electrode, a metal with a low ionization tendency is used, and the electrode is simplified. It is possible to easily construct a display device with a long life that can reliably prevent an electrochemical reaction with a conductive liquid and prevent deterioration in reliability. preferable. In addition, since the metal with a small ionization tendency can relatively reduce the interfacial tension generated at the interface with the conductive liquid, the conductive liquid is stabilized at the fixed position when the conductive liquid is not moved. It is also preferable in that it can be easily held in a state.
また、上記の説明では、無極性のオイルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性液体と混じり合わない絶縁性流体であればよく、例えばオイルに代えて、空気を使用してもよい。また、オイルとして、シリコーンオイル、脂肪系炭化水素などを使用することができる。 In the above description, the case where nonpolar oil is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and any insulating fluid that does not mix with the conductive liquid may be used. Instead, air may be used. In addition, silicone oil, aliphatic hydrocarbons, and the like can be used as the oil.
但し、上記の各実施形態のように、導電性液体と相溶性がない無極性のオイルを用いた場合の方が、空気と導電性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中で導電性液体の液滴がより移動し易くなって、当該導電性液体を高速移動させることが可能となり、表示色を高速に切り換えられる点で好ましい。 However, as in each of the above embodiments, the nonpolar oil that is not compatible with the conductive liquid is more conductive in the nonpolar oil than the case where air and the conductive liquid are used. It is preferable in that the liquid droplets of the conductive liquid can move more easily, the conductive liquid can be moved at high speed, and the display color can be switched at high speed.
また、上記の説明では、黒色に着色された導電性液体及びカラーフィルタ層を用いて、RGBの各色の画素を表示面側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の画素領域が、表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられているものであればよい。具体的には、RGB、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)のCMY、またはRGBYCなどに着色された複数色の導電性液体を用いることもできる。 In the above description, the case where the pixels of each color of RGB are provided on the display surface side using the conductive liquid colored in black and the color filter layer is described, but the present invention is not limited to this. Instead, a plurality of pixel regions may be provided in accordance with a plurality of colors capable of full color display on the display surface side. Specifically, conductive liquids of a plurality of colors colored in RGB, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), CMY, or RGBYC can be used.
また、上記の説明では、カラーフィルタ層を上部基板(第1の基板)の非表示面側の表面に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の基板の表示面側の表面や下部基板(第2の基板)側にカラーフィルタ層を設置することもできる。このように、カラーフィルタ層を用いる場合の方が、複数色の導電性液体を用意する場合に比べて、製造簡単な表示素子を容易に構成できる点で好ましい。また、このカラーフィルタ層に含まれたカラーフィルタ部(開口部)及びブラックマトリクス部(遮光膜)により、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域をそれぞれ適切に、かつ、確実に設定することができる点でも好ましい。 In the above description, the color filter layer is formed on the non-display surface side of the upper substrate (first substrate). However, the present invention is not limited to this, and the first substrate A color filter layer can be provided on the display surface side of the substrate or on the lower substrate (second substrate) side. Thus, the case where the color filter layer is used is preferable in that a display element that is easy to manufacture can be easily configured as compared with the case where a plurality of colors of conductive liquids are prepared. In addition, the color filter part (opening part) and the black matrix part (light-shielding film) included in the color filter layer appropriately and reliably provide an effective display area and an ineffective display area with respect to the display space. It is also preferable in that it can be set.
本発明は、誘電体層に点欠陥が生じているときでも、点欠陥に起因して、誘電体層が剥離するのを防止することができる信頼性に優れた表示素子、及びこれを用いた高性能な電気機器に対して有用である。 The present invention uses a display device with excellent reliability capable of preventing the dielectric layer from peeling off due to the point defect even when the dielectric layer has a point defect, and the same. Useful for high-performance electrical equipment.
1 画像表示装置(電気機器)
2 上部基板(第1の基板)
3 下部基板(第2の基板)
4 信号電極
4b 第1の信号電極部材(線状電極部材)
4c 第2の信号電極部材(線状電極部材)
4d 終端接続部材
5 参照電極
5b メイン電極部
5c 交差電極部(電極部材)
5d メイン電極部材(メイン電極部)
6 走査電極
6b メイン電極部
6c 交差電極部(電極部材)
6d メイン電極部材(メイン電極部)
7 信号ドライバ(信号電圧印加部)
8 参照ドライバ(参照電圧印加部)
9 走査ドライバ(走査電圧印加部)
10 表示素子
11 カラーフィルタ層
11r、11g、11b カラーフィルタ部(開口部)
11s ブラックマトリクス部(遮光膜)
13 誘電体層
14a、14b リブ(仕切壁)
16 導電性液体
17 オイル(絶縁性流体)
S 表示用空間
P 画素領域
P1 有効表示領域
P2 非有効表示領域
1 Image display device (electric equipment)
2 Upper substrate (first substrate)
3 Lower substrate (second substrate)
4
4c Second signal electrode member (linear electrode member)
4d
5d Main electrode member (main electrode part)
6
6d Main electrode member (main electrode part)
7 Signal driver (Signal voltage application unit)
8 Reference driver (reference voltage application unit)
9 Scanning driver (scanning voltage application unit)
DESCRIPTION OF
11s Black matrix (light shielding film)
13
16
S Display space P Pixel area P1 Effective display area P2 Ineffective display area
Claims (13)
前記導電性液体と接触するように、前記表示用空間の内部で前記第1及び第2の基板の一方側に設置された第1の電極、及び
誘電体層を介在させて、前記第1の電極と交差するように、かつ、前記導電性液体及び前記第1の電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた第2の電極を備え、
前記第1及び第2の電極の一方側には、メイン電極部と、前記第1及び第2の電極の他方側と交差するとともに、前記メイン電極部よりも寸法が小さくされた交差電極部が設けられている、
ことを特徴とする表示素子。 A second substrate provided on the non-display surface side of the first substrate so that a predetermined display space is formed between the first substrate provided on the display surface side and the first substrate. And a display device configured to change the display color on the display surface side by moving the conductive liquid. An element,
A first electrode disposed on one side of the first and second substrates inside the display space and a dielectric layer so as to come into contact with the conductive liquid, and the first dielectric layer are interposed. A second electrode provided on one side of the first and second substrates so as to intersect the electrode and electrically insulated from the conductive liquid and the first electrode With
On one side of the first and second electrodes, there is a crossed electrode portion that intersects with the main electrode portion and the other side of the first and second electrodes and is smaller in size than the main electrode portion. Provided,
A display element characterized by the above.
前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の他方側に設置されるように、前記参照電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた走査電極が設けられ、
前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更する請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示素子。 The second electrode is disposed on one side of the first and second substrates so as to be installed on one side of the set effective display area side and the non-effective display area side with respect to the display space. The first and second reference electrodes provided in an electrically insulated state with respect to the reference electrode so as to be installed on the other side of the effective display region side and the ineffective display region side. A scanning electrode provided on one side of the substrate,
The display element according to claim 1, wherein the display color on the display surface side is changed by moving the conductive liquid to the effective display area side or the ineffective display area side.
複数の前記参照電極及び複数の前記走査電極が、互いに交互に、かつ、前記複数の信号電極と交差するように設けられ、
前記複数の信号電極に接続されるとともに、前記複数の各信号電極に対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、所定の電圧範囲内の信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の参照電極に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記導電性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記導電性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する参照電圧印加部と、
前記複数の走査電極に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記導電性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記導電性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する走査電圧印加部とを備えている請求項7に記載の表示素子。 A plurality of the signal electrodes are provided along a predetermined arrangement direction,
The plurality of reference electrodes and the plurality of scanning electrodes are provided alternately with each other and intersect with the plurality of signal electrodes,
A signal voltage applying unit that is connected to the plurality of signal electrodes and applies a signal voltage within a predetermined voltage range to each of the plurality of signal electrodes in accordance with information displayed on the display surface side; ,
A selection voltage that is connected to the plurality of reference electrodes and that allows the conductive liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of reference electrodes; A reference voltage applying unit that applies one voltage of a non-selection voltage that prevents the conductive liquid from moving inside the display space;
A selection voltage connected to the plurality of scan electrodes and allowing the conductive liquid to move in the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of scan electrodes; The display element according to claim 7, further comprising: a scanning voltage application unit that applies one of a non-selection voltage that prevents the conductive liquid from moving inside the display space.
前記複数の各画素領域は、前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られている請求項7または8に記載の表示素子。 A plurality of pixel regions are provided on the display surface side,
The plurality of pixel areas are provided in units of intersections between the signal electrodes and the scan electrodes, and the display spaces are partitioned by partition walls in the pixel areas. The display element as described in.
前記有効表示領域は、前記遮光膜に形成された開口部によって設定されている請求項7〜10のいずれか1項に記載の表示素子。 The ineffective display area is set by a light shielding film provided on one side of the first and second substrates,
The display element according to claim 7, wherein the effective display area is set by an opening formed in the light shielding film.
前記表示部に、請求項1〜12のいずれか1項に記載の表示素子を用いたことを特徴とする電気機器。 An electrical device having a display unit for displaying information including characters and images,
An electrical apparatus using the display element according to claim 1 for the display portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008241579A JP2010072482A (en) | 2008-09-19 | 2008-09-19 | Display element and electronic equipment using the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012060244A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-10 | シャープ株式会社 | Display element, and electrical instrument using same |
WO2013024670A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | Display element, and electric apparatus using same |
WO2013027626A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | シャープ株式会社 | Display element and electric apparatus employing same |
WO2013031532A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | シャープ株式会社 | Display element and electronic device using same |
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2008
- 2008-09-19 JP JP2008241579A patent/JP2010072482A/en not_active Withdrawn
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