WO2011138875A1

WO2011138875A1 - 表示素子、及びこれを用いた電気機器

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Publication number: WO2011138875A1
Application number: PCT/JP2011/050537
Authority: WO
Inventors: 松岡俊樹; 中村浩三; 植木俊; 友利拓馬
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-11-10
Also published as: US8994642B2; US20130057455A1

Abstract

　上部基板（第１の基板）（２）と、下部基板（第２の基板）（３）と、上部基板（２）及び下部基板（３）の間に形成された表示用空間（Ｓ）の内部で有効表示領域（Ｐ１）側または非有効表示領域（Ｐ２）側に移動可能に封入された極性液体（１６）とを具備した表示素子（１０）において、表示制御部（ＤＣ）は、走査動作を行う前に、全ての画素領域（Ｐ）内の各極性液体（１６）が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域（Ｐ１）側または非有効表示領域（Ｐ２）側に定められた初期位置に移動するように、信号電極（４）、参照電極（５）、及び走査電極（６）に対して、所定のリセット信号を供給する。

Description

表示素子、及びこれを用いた電気機器

　本発明は、極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。

　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、外部電界による極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。

　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、第１及び第２の基板の間に表示用空間を形成するとともに、リブ（仕切壁）によって当該表示用空間の内部を複数の各画素領域に応じて区切っていた。また、この従来の表示素子では、上記の各画素領域において、導電性液体（極性液体）が封入されるとともに、信号電極と、互いに平行に設けられた走査電極及び基準電極（参照電極）とが交差するように設けられていた。そして、この従来の表示素子では、各画素領域において、信号電極、走査電極、及び基準電極に対し電圧印加を適宜行うことにより、導電性液体を走査電極側または基準電極側に移動させて、表示面側の表示色を変更するようになっていた。

国際公開第２００８／１５５９２５号パンフレット

　ところで、上記のような従来の表示素子では、信号電極への印加電圧の大きさを調整することにより、導電性液体の移動量を変化させて、表示面側の表示色を中間調とする、いわゆる階調表示が行われていた。

　ところが、上記のような従来の表示素子では、表示色の変更を高精度に行うことができないおそれがあった。特に、従来の表示素子では、上記階調表示を行ったときに、導電性液体を所望の位置に精度よく移動させることができずに、微妙な色ずれが生じて、表示品位の低下を生じるおそれがあった。

　具体的にいえば、従来の表示素子では、画素領域の内部での導電性液体の移動速度を向上させるために、画素領域はリブによって完全に密閉されておらず、例えば矩形状に構成された画素領域の四隅部に、隣接する画素領域の内部どうしが連通する隙間が設けられていた。さらに、従来の表示素子では、導電性液体の移動速度を向上させるために、導電性液体とは混じり合わないオイル（絶縁性流体）を画素領域の内部に移動可能に封入していた。このため、従来の表示素子では、上記隙間の大きさ、導電性液体やオイルの材質、あるいは導電性液体の移動速度などによっては、導電性液体が隣接する画素領域から流れ込んできたオイルにより、微少に移動することがあった。

　そして、従来の表示素子では、上記のように、導電性液体が微少に移動している場合に、次の表示動作が行われると、その表示動作に対応した電圧が信号電極に正確に印加されても、当該表示動作において位置すべき位置に、導電性液体が高精度に移動しないことがあった。この結果、従来の表示素子では、微妙な色ずれが生じて、表示品位の低下を生じるおそれがあった。

　上記の課題を鑑み、本発明は、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、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。

　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、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域及び非有効表示領域と、前記表示用空間の内部で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可能に封入された極性液体とを具備し、前記極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、
　前記極性液体と接触するように、前記表示用空間の内部に設置されるとともに、所定の配列方向に沿って設けられた複数の信号電極、
　前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記極性液体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るとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の参照電極、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、前記極性液体及び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るとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の走査電極、
　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た複数の画素領域、
　前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を区切るように、前記第１及び第２の基板の少なくとも一方側に設けられたリブ、
　前記表示用空間の内部に移動可能に封入されるとともに、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体、及び
　外部からの画像入力信号に基づいて、所定の走査方向に沿った走査動作が行われるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極の各駆動制御を行う表示制御部を備え、
　前記各画素領域では、前記有効表示領域及び前記非有効表示領域が、前記走査方向に沿うように設定され、
　前記表示制御部は、前記走査動作を行う前に、全ての前記画素領域内の各極性液体が前記走査方向とは反対側に設定された前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に定められた初期位置に移動するように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のリセット信号を供給することを特徴とするものである。

　上記のように構成された表示素子では、表示制御部が走査動作を行う前に、全ての画素領域内の各極性液体が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域側または非有効表示領域側に定められた初期位置に移動するように、信号電極、参照電極、及び走査電極に対して、所定のリセット信号を供給する。これにより、走査動作を行う前に、全ての画素領域内の各極性液体を、上記初期位置に移動させることができ、次の表示動作の際に、極性液体を所望の位置に高精度に移動させることができる。この結果、上記従来例と異なり、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体が前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給することが好ましい。

　この場合、プレ信号により、走査動作の対象となる画素領域内の極性液体を上記初期位置側で維持させることができるので、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

　また、上記表示素子において、前記複数の信号電極及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記表示制御部からの指示信号に従って、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た所定の電圧範囲内の信号電圧、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号の電圧を印加する信号電圧印加部と、
　前記複数の参照電極及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記極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、前記極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、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号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及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記極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、前記極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、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号の電圧を印加する走査電圧印加部を備えていることが好ましい。

　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。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部には、前記信号電極に対するリセット信号の電圧として、前記信号電圧の最大の電圧または最小の電圧を選択し、前記参照電極に対するリセット信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択し、前記走査電極に対するリセット信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択するリセット信号指示部が設けられてもよい。

　この場合、走査動作の際に印加する電圧とリセット信号の電圧とを同じ電圧を用いることができるので、上記信号電圧印加部、参照電圧印加部、及び走査電圧印加部の各構成を簡単化することができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体が同時に前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給してもよい。

　この場合、上記複数の画素領域内の各極性液体を同時に初期位置側で維持させるので、表示制御部の構成を簡単化することができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部には、前記信号電極に対するプレ信号の電圧として、前記信号電圧の最大の電圧または最小の電圧を選択し、前記参照電極に対するプレ信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択し、前記走査電極に対するプレ信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択するプレ信号指示部が設けられてもよい。

　この場合、走査動作の際に印加する電圧とプレ信号の電圧とを同じ電圧を用いることができるので、上記信号電圧印加部、参照電圧印加部、及び走査電圧印加部の各構成を簡単化することができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部には、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対するプレ信号の印加時間を設定するプレ信号時間設定部が設けられるとともに、
　前記プレ信号指示部は、前記プレ信号時間設定部にて設定された印加時間を用いて、前記信号電極に対するプレ信号の電圧、前記参照電極に対するプレ信号の電圧、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧を選択してもよい。

　この場合、プレ信号の印加時間を調整することにより、プレ信号の印加電圧を変更し、当該プレ信号による極性液体の移動速度をも調整することができる。この結果、隣接する画素領域に対するプレ信号による極性液体の移動の影響を抑えることができ、高精度な階調表示を容易に行うことができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体が画素領域毎に前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給してもよい。

　この場合、画素領域毎に極性液体を高精度に移動させることが可能となって、優れた表示品位を有する表示素子を構成することができる。

　また、上記表示素子において、前記表示制御部には、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体に関して、少なくとも一つ前の走査動作による当該極性液体の位置ずれ量を求めるとともに、求めた位置ずれ量を用いて、前記信号電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、前記参照電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するプレ信号決定部が設けられてもよい。

　この場合、少なくとも一つ前の走査動作による当該極性液体の位置ずれ量を求めているので、極性液体を初期位置側により高精度に移動させることができ、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのをより確実に防ぐことができる。

　また、上記表示素子において、前記プレ信号決定部は、求めた位置ずれ量を用いて、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体が、現時点での位置で維持されるように、前記信号電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、前記参照電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定してもよい。

　この場合、走査動作内において、プレ信号の電圧印加を行うことができるとともに、プレ信号によって極性液体を移動させないので、走査動作が行われた隣接する画素領域への悪影響を大幅に抑制することができる。この結果、表示動作の高速化を容易に図ることができるとともに、優れた表示品位を有する表示素子を容易に構成することができる。

　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。

　この場合、複数の各画素において対応する極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。

　また、上記表示素子において、前記参照電極及び前記走査電極の表面上には、誘電体層が積層されていることが好ましい。

　この場合、誘電体層が極性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該極性液体の移動速度をより容易に向上することができる。

　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。

　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。

　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。

　上記のように構成された電気機器では、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる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。

　本発明によれば、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、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。

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２は、図１に示した表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。図３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る。図４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、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。図７（ａ）～図７（ｃ）は、図１に示した信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるリセット信号の具体例を示す波形図であり、図７（ｄ）は、上記リセット信号が供給された場合における、上記表示素子の画素領域での動作例を説明する図である。図８（ａ）～図８（ｃ）は、それぞれ上記信号電極、参照電極、及び走査電極に対して、プレ信号が供給される前、プレ信号が供給されたとき、及びプレ信号が供給される後における、上記表示素子の画素領域での動作例を説明する図である。図９（ａ）～図９（ｃ）は、上記信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、比較例の画素領域での動作例を説明する図である。図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、第２の実施形態にかかる表示素子での信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。図１４は、図１３に示したプレ信号決定部での主な動作処理を説明する図である。図１５（ａ）～図１５（ｃ）は、第３の実施形態にかかる表示素子での信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第３の実施形態にかかる表示素子の画素領域での動作例を説明する図であり、図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）は、プレ信号を供給しなかった場合における、画素領域での動作例を説明する図である。図１７は、本発明の第４の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。図１８は、図１７に示したプレ信号決定部での主な動作処理を説明する図である。

　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。

　［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、本実施形態の表示素子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。また、表示素子１０には、表示制御部ＤＣと、この表示制御部ＤＣに接続された信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９が設けられており、表示制御部ＤＣが信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９の各駆動制御を行うようになっている。すなわち、表示制御部３には、外部からの画像入力信号が入力されるようになっており、表示制御部３は、入力された画像入力信号に基づいて、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９への各指示信号を作成して出力するよう構成されている。これにより、表示素子１０では、画像入力信号に応じて、文字及び画像を含んだ情報が表示されるようになっている。

　また、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。）。

　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、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。）。

　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極性液体を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。

　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。

　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、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、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。

　また、信号ドライバ７は、１フレーム分の情報表示が行われた後、次の情報表示を行う前（すなわち、後述の走査動作を行う前）に、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、複数の各信号電極４に対して、所定のリセット信号の電圧を印加するようになっている（詳細は後述。）。さらに、信号ドライバ７は、後に詳述するように、走査動作を行うときに、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、走査動作の対象となる信号電極４に対して、所定のプレ信号の電圧を印加するようになっている。

　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、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、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。

　また、参照ドライバ８は、１フレーム分の情報表示が行われた後、次の情報表示を行う前（すなわち、後述の走査動作を行う前）に、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、複数の各参照電極５に対して、所定のリセット信号の電圧を印加するようになっている（詳細は後述。）。さらに、参照ドライバ８は、後に詳述するように、走査動作を行うときに、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、走査動作の対象となる参照電極５に対して、所定のプレ信号の電圧を印加するようになっている。

　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、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、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。

　また、走査ドライバ９は、１フレーム分の情報表示が行われた後、次の情報表示を行う前（すなわち、後述の走査動作を行う前）に、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、複数の各走査電極６に対して、所定のリセット信号の電圧を印加するようになっている（詳細は後述。）。さらに、走査ドライバ９は、後に詳述するように、走査動作を行うときに、表示制御部ＤＣからの指示信号に従って、走査動作の対象となる走査電極６に対して、所定のプレ信号の電圧を印加するようになっている。

　また、走査ドライバ９では、複数の各走査電極６に対して、上記極性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性液体が信号電圧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、上記極性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性液体が信号電圧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。

　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参照電極５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。）。

　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。

　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。

　次に、図２を参照して、本実施形態の表示制御部ＤＣの具体的な構成について説明する。

　図２は、図１に示した表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。

　図２に示すように、本実施形態の表示制御部ＤＣには、画像処理部１９、フレームバッファ２０、リセット信号指示部２１、及びプレ信号指示部２２が設けられている。また、表示制御部ＤＣは、後に詳述するように、走査動作を行う前に、全ての画素領域内の各極性液体が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域側に定められた初期位置に移動するように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のリセット信号を供給するよう構成されている。さらに、表示制御部ＤＣは、後に詳述するように、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体が同時に初期位置側で維持されるように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号を供給するよう構成されている。

　画像処理部１９は、外部からの画像入力信号に対して、所定の画像処理を行うように構成されている。そして、画像処理部１９は、画像処理の結果に基づき、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に対する各指示信号を生成して出力する。これにより、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９は、それぞれ上記信号電圧Ｖｄ、参照電圧Ｖｒ、及び走査電圧Ｖｓを出力して、画像入力信号に応じた画像（情報）が上記表示面に表示される。フレームバッファ２０は、少なくとも１フレーム分の画像入力信号のデータを記憶可能に構成されている。

　リセット信号指示部２１は、１フレーム分の情報表示が行われた後、次のフレームでの走査動作を行う前に、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に対して、上記所定のリセット信号の電圧印加を行うことを指示する。具体的には、リセット信号指示部２１は、信号電極４に対するリセット信号の電圧として、信号電圧Ｖｄの最大の電圧（上記Ｈ電圧）または最小の電圧（上記Ｌ電圧）を選択して、信号ドライバ７に指示するようになっている。また、リセット信号指示部２１は、参照電極５に対するリセット信号の電圧として、上記選択電圧または上記非選択電圧を選択して、参照ドライバ８に指示するようになっている。さらには、リセット信号指示部２１は、走査電極６に対するリセット信号の電圧として、上記選択電圧または上記非選択電圧を選択して、走査ドライバ９に指示するようになっている。

　プレ信号指示部２２は、走査動作を行うときに、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に対して、上記所定のプレ信号の電圧印加を行うことを指示する。具体的には、プレ信号指示部２２は、信号電極４に対するプレ信号の電圧として、信号電圧Ｖｄの最大の電圧（上記Ｈ電圧）または最小の電圧（上記Ｌ電圧）を選択して、信号ドライバ７に指示するようになっている。また、プレ信号指示部２２は、参照電極５に対するプレ信号の電圧として、上記選択電圧または上記非選択電圧を選択して、参照ドライバ８に指示するようになっている。さらには、プレ信号指示部２２は、走査電極６に対するプレ信号の電圧として、上記選択電圧または上記非選択電圧を選択して、走査ドライバ９に指示するようになっている。

　ここで、図３～図５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。

　図３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る。図４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。なお、図３及び図４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。

　図３～図５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、上記極性液体１６及びこの極性液体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、極性液体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。

　極性液体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）の水溶液が極性液体１６に用いられている。また、極性液体１６には、所定色、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。

　また、極性液体１６は黒色に着色されているので、当該極性液体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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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及び信号電極４が順次形成されており、さらにはカラーフィルタ層１１及び信号電極４を覆うように撥水膜１２が設けられている。

　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、さらに、これらの参照電極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。また、この誘電体層１３の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、下部基板３では、誘電体層１３及びリブ１４ａ、１４ｂを覆うように、撥水膜１５が設けられている。

　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。

　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３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。

　また、表示素子１０では、図３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。

　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、同一または若干小さ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、同一または若干大きい値が選択されている。尚、図３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。

　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４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によって極性液体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、例えばエポキシ樹脂系レジスト材料が用いられており、これらのリブ１４ａ、１４ｂでは、隣接する画素間で極性液体１６の流入出が防止されるように、誘電体層１３からの突出高さ（リブ高さ）が決定されている。

　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極性液体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側の各表面側での極性液体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、極性液体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。尚、各撥水膜１２、１５の具体的な厚さ寸法は、数十ｎｍ～数μｍであり、誘電体層１３の具体的な厚さ寸法は、数百ｎｍである。また、撥水膜１２は、信号電極４と極性液体１６とを電気的に絶縁することはなく、極性液体１６の応答性向上を阻害しないようになっている。

　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、下部基板３上に帯状に形成されている。

　信号電極４には、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、この信号電極４には、ＩＴＯ等の透明電極材料が用いられている。さらに、信号電極４は、カラーフィルタ層１１上で、各画素領域ＰのＹ方向でのほぼ中心部を通るように設置されており、撥水膜１２を介して極性液体１６に電気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、表示動作時での極性液体１６の応答性の向上が図られている。

　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、極性液体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からの光が極性液体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、極性液体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からの光は極性液体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。

　ここで、図６～図９を参照して、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具体的に説明する。

　図６は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。図７（ａ）～図７（ｃ）は、図１に示した信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるリセット信号の具体例を示す波形図であり、図７（ｄ）は、上記リセット信号が供給された場合における、上記表示素子の画素領域での動作例を説明する図である。図８（ａ）～図８（ｃ）は、それぞれ上記信号電極、参照電極、及び走査電極に対して、プレ信号が供給される前、プレ信号が供給されたとき、及びプレ信号が供給される後における、上記表示素子の画素領域での動作例を説明する図である。図９（ａ）～図９（ｃ）は、上記信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。

　まず図６を用いて、本実施形態の画像表示装置１の基本的な表示動作について具体的に説明する。

　図６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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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、極性液体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＋１６Ｖ、０Ｖ、及び＋８Ｖである。

　＜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、極性液体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、極性液体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、それらの極性液体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。

　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、極性液体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、極性液体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、極性液体１６による黒色表示（非ＣＦ着色表示）の状態となる。

　＜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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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６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）または極性液体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６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６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。

　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。

　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。

　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。

　＜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、極性液体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、極性液体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。

　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、極性液体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、極性液体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、極性液体１６による黒色表示（非ＣＦ着色表示）の状態となる。

　＜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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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、極性液体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。

　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。

　次に、図７（ａ）～図７（ｄ）を用いて、上記所定のリセット信号による動作例について、具体的に説明する。

　本実施形態の画像表示装置１では、リセット信号指示部２１が、上述したように、１フレーム分の情報表示が行われた後、次のフレームでの走査動作を行う前に、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に対して、上記所定のリセット信号の電圧印加を行うことを指示する。

　この指示動作により、信号ドライバ７は、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの所定のリセット時間において、全ての信号電極４に対して、図７（ａ）に例示するように、Ｈ電圧を印加する。また、参照ドライバ８は、所定のリセット時間において、全ての参照電極５に対して、図７（ｂ）に例示するように、Ｌ電圧を印加する。また、走査ドライバ９は、所定のリセット時間において、全ての走査電極６に対して、図７（ｃ）に例示するように、Ｈ電圧を印加する。これにより、表示素子１０では、図７（ｄ）に例示するように、全ての画素領域内の各極性液体１６は、同図の矢印にて示すように、走査方向とは反対側に設定された有効表示領域（参照電極５）側に定められた初期位置に移動する。

　尚、上記の説明では、所定のリセット信号として、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＨ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧を印加する場合について説明した。しかしながら、本実施形態のリセット信号は上記初期位置に全ての画素領域内の各極性液体１６を移動させるものであればよく、例えば信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＬ電圧、Ｈ電圧、及びＬ電圧を印加してもよい。

　次に、図８（ａ）～図８（ｃ）及び図９（ａ）～図９（ｃ）を用いて、上記所定のプレ信号による動作例について、具体的に説明する。

　図８（ａ）に例示するように、同図に点線にて囲んだ３つの画素領域が走査動作の対象（選択ライン）とされて、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＬ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧が印加されると、これらの画素領域内の各極性液体１６は、同図の矢印にて示すように、初期位置から走査電極６側に移動する。この結果、これら３つの画素領域での極性液体１６の移動に伴って、オイル１７が同図の斜め方向の矢印にて示すように、走査方向で隣接する画素領域（非選択ライン）の内部に入り込む。この非選択ラインの画素領域では、参照電極５及び走査電極６に対して、Ｍ電圧が印加されているが、入り込んだオイル１７によって、極性液体１６が、図の矢印にて示すように、初期位置から走査電極６側に極僅か量だけ移動する。

　続いて、図８（ｂ）に点線にて示すように、走査動作の対象（選択ライン）の画素領域が、左側の３つの画素領域から右側の３つの画素領域に変更されると、非選択ラインとされた左側の３つの画素領域では、参照電極５及び走査電極６に対して、Ｍ電圧が印加されて、極性液体１６の位置が走査電極６側で維持される。一方、選択ラインとされた右側の３つの画素領域では、プレ信号指示部２２からの指示信号に応じて、走査動作を行うときに、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号の電圧が印加される。

　具体的にいえば、右側の３つの画素領域では、図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）にそれぞれ示すように、時点Ｔ３から時点Ｔ４の間の所定のプレ信号の印加時間において、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＨ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧が所定のプレ信号の電圧として印加される。これにより、これらの画素領域内の各極性液体１６は、同図の矢印にて示すように、図８（ａ）に示した極僅か量だけ初期位置側に移動する。つまり、これらの画素領域内の各極性液体１６は、上記リセット信号によって移動された元の初期位置に戻される。また、このプレ信号による極性液体１６の移動は、極僅か量だけの移動であるので、一つ前の走査動作の対象の画素領域、すなわち図の左側の３つの画素領域内の極性液体１６には、悪影響を及ぼさない。言い換えれば、図の左側の３つの画素領域では、各極性液体１６は、その走査動作に応じて移動された走査電極６側の位置で維持される。

　さらに、本実施形態の表示素子１０では、上記極僅か量がシミュレーションあるいは実機による試験などによって予め取得されており、その取得結果に基づいて、所定のプレ信号の上記印加時間（つまり、時点Ｔ３から時点Ｔ４の間での時間）が定められている。

　その後、右側の３つの画素領域では、図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）にそれぞれ示すように、時点Ｔ４から時点Ｔ５の間の書込時間において、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、例えばＬ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧がそれぞれ書き込まれる。これにより、図８（ｃ）に示すように、右側の３つの画素領域では、各極性液体１６は、その走査動作に応じて参照電極５側の位置（初期位置）で維持される。

　尚、上記の説明では、所定のプレ信号として、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＨ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧を印加する場合について説明した。しかしながら、本実施形態のプレ信号は走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体１６を同時に初期位置側で維持させるものであればよく、例えば信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＬ電圧、Ｈ電圧、及びＬ電圧を印加してもよい。

　以上のように構成された本実施形態の表示素子１０では、表示制御部ＤＣが走査動作を行う前に、全ての画素領域内の各極性液体１６が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域Ｐ１側に定められた初期位置に移動するように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のリセット信号を供給する。これにより、本実施形態の表示素子１０では、走査動作を行う前に、全ての画素領域内の各極性液体１６を、上記初期位置に移動させることができ、次の表示動作の際に、極性液体１６を所望の位置に高精度に移動させることができる。この結果、本実施形態の表示素子１０では、上記従来例と異なり、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる。

　ここで、図１０を参照して、上記初期位置が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域Ｐ１側に定められている効果について具体的に説明する。尚、以下の説明では、本実施形態品とは異なり、初期位置が走査方向とは同じ側に設定された非有効表示領域Ｐ２側に定められた比較例での動作を説明することにより、本実施形態品の上記効果を示す。

　図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、比較例の画素領域での動作例を説明する図である。

　図１０（ａ）に示すように、比較例では、１フレーム分の情報表示が行われた後、次のフレームでの走査動作を行う前に、全ての信号電極４、全ての参照電極５、及び全ての走査電極６に対して、例えばＬ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧がそれぞれ印加されることにより、全ての画素領域では、各極性液体１６は、非有効表示領域Ｐ２側に定められた初期位置に移動する。

　続いて、図１０（ｂ）に示すように、同図に点線にて囲んだ３つの画素領域が走査動作の対象（選択ライン）とされて、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＬ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧が印加されると、これらの画素領域内の各極性液体１６は、同図の矢印にて示すように、初期位置側である、走査電極６側で維持される。

　その後、図１０（ｃ）に点線にて示すように、走査動作の対象（選択ライン）の画素領域が、左側の３つの画素領域から右側の３つの画素領域に変更されると、非選択ラインとされた左側の３つの画素領域では、参照電極５及び走査電極６に対して、Ｍ電圧が印加される。一方、選択ラインとされた右側の３つの画素領域において、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、例えばＨ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧がそれぞれ印加されると、これらの画素領域内の各極性液体１６は、同図の矢印にて示すように、初期位置から参照電極５側に移動される。この結果、これら３つの画素領域での極性液体１６の移動に伴って、オイル１７が同図の斜め方向の矢印にて示すように、走査方向で隣接する画素領域（非選択ライン）の内部に入り込む。この非選択ラインの画素領域では、参照電極５及び走査電極６に対して、Ｍ電圧が印加されているが、入り込んだオイル１７によって、極性液体１６が、図の矢印にて示すように、初期位置から参照電極５側に極僅か量だけ移動する。これにより、図の左側の３つの画素領域では、走査動作を終えた後に、極性液体１６の不必要な移動を発生する。従って、この比較例では、微妙な色ずれが生じて、表示品位の低下を生じる。

　これに対して、本実施形態の表示素子１０では、図７（ｄ）に示したように、走査動作を行う前に、所定のリセット信号を供給することにより、全ての画素領域内の各極性液体１６が走査方向とは反対側に設定された有効表示領域Ｐ１側に定められた初期位置に移動させている。この結果、本実施形態の表示素子１０では、比較例と異なり、走査動作後の非選択ラインの画素領域内において、極性液体１６が、不必要に移動するのを防ぐことができ、次の表示動作の際に、極性液体１６を所望の位置に高精度に移動させることができる。

　また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子１０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画像表示装置（電気機器）１を容易に構成することができる。

　また、本実施形態の表示素子１０では、表示制御部ＤＣは、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６が初期位置側で維持されるように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号を供給している。これにより、走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６を上記初期位置側で維持させることができるので、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

　さらに、本実施形態の表示素子１０では、表示制御部ＤＣは、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体１６が同時に初期位置側で維持されるように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号を供給している。これにより、上記複数の画素領域内の各極性液体１６を同時に初期位置側で維持させるので、表示制御部ＤＣの構成を簡単化することができる。

　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、リセット信号の電圧及びプレ信号の電圧を印加するとともに、信号電圧Ｖｄ、参照電圧Ｖｒ、及び走査電圧Ｖｓをそれぞれ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。

　また、本実施形態の表示素子１０では、リセット信号指示部２１は信号電極４に対するリセット信号の電圧として、信号電圧Ｖｄの最大の電圧または最小の電圧を選択し、参照電極５に対するリセット信号の電圧として、選択電圧及び非選択電圧の一方の電圧を選択し、走査電極６に対するリセット信号の電圧として、選択電圧及び非選択電圧の他方の電圧を選択している。これにより、本実施形態の表示素子１０では、走査動作の際に印加する電圧とリセット信号の電圧とを同じ電圧を用いることができるので、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９の各構成を簡単化することができる。

　また、本実施形態の表示素子１０では、プレ信号指示部２２は信号電極４に対するプレ信号の電圧として、信号電圧Ｖｄの最大の電圧または最小の電圧を選択し、参照電極５に対するプレ信号の電圧として、選択電圧及び非選択電圧の一方の電圧を選択し、走査電極６に対するプレ信号の電圧として、選択電圧及び非選択電圧の他方の電圧を選択している。これにより、本実施形態の表示素子１０では、走査動作の際に印加する電圧とプレ信号の電圧とを同じ電圧を用いることができるので、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９の各構成を簡単化することができる。

　［第２の実施形態］
　図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。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、参照電極、及び走査電極に対するプレ信号の印加時間を設定するプレ信号時間設定部を設けた点である。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、その重複した説明を省略する。

　すなわち、図１１に示すように、本実施形態の表示制御部ＤＣには、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対するプレ信号の印加時間を設定するプレ信号時間設定部２３が設けられており、本実施形態の表示素子１０では、外部から上記印加時間を設定可能になっている。また、本実施形態の表示制御部ＤＣでは、プレ信号指示部２２は、プレ信号時間設定部２３にて設定された印加時間を用いて、信号電極４に対するプレ信号の電圧、参照電極５に対するプレ信号の電圧、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧を選択して、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に指示するようになっている。

　ここで、図１２（ａ）～図１２（ｃ）を参照して、本実施形態の表示素子１０でのプレ信号の印加動作について具体的に説明する。

　図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、第２の実施形態にかかる表示素子での信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。

　本実施形態の表示素子１０では、プレ信号時間設定部２３に対して、プレ信号の印加時間が設定される。具体的には、プレ信号の印加時間として、選択ラインでの選択時間の例えば１０％の時間がプレ信号時間設定部２３に設定される。このように、プレ信号の印加時間がプレ信号時間設定部２３に設定されると、プレ信号指示部２２は、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６の各々に関して、図８（ａ）に例示した極僅か量だけ極性液体１６を移動させて、初期位置に戻すために必要なプレ信号の電圧を選択する。

　具体的にいえば、図１２（ａ）に示すように、プレ信号指示部２２は、信号電極４に対するプレ信号の電圧として、例えばＨ電圧とＭ電圧の中間の電圧を選択する。また、図１２（ｂ）に示すように、プレ信号指示部２２は、参照電極５に対するプレ信号の電圧として、例えばＬ電圧を選択し、図１２（ｃ）に示すように、プレ信号指示部２２は、走査電極６に対するプレ信号の電圧として、例えばＨ電圧を選択する。そして、プレ信号指示部２２は、信号ドライバ７、参照ドライバ８、及び走査ドライバ９に指示信号を出力することにより、時点Ｔ６から時点Ｔ７の間での上記印加時間において、プレ信号の上記電圧が対応する信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に印加される。その後、時点Ｔ７から時点Ｔ８の間の書込時間において、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、例えばＬ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧がそれぞれ書き込まれ、この書込電圧に応じた表示色が表示される。

　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、プレ信号時間設定部２３により、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対するプレ信号の印加時間を設定可能に構成されている。また、プレ信号指示部２２が、プレ信号時間設定部２３にて設定された印加時間を用いて、信号電極４に対するプレ信号の電圧、参照電極５に対するプレ信号の電圧、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧を選択している。これにより、本実施形態では、プレ信号の印加時間を調整して、プレ信号の印加電圧を変更し、当該プレ信号による極性液体の移動速度をも調整することができる。この結果、隣接する画素領域に対するプレ信号による極性液体１６の移動の影響を抑えることができ、高精度な階調表示を容易に行うことができる。

　［第３の実施形態］
　図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。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、走査動作の対象となる画素領域内の極性液体に関して、一つ前の走査動作による当該極性液体の位置ずれ量を求めるとともに、求めた位置ずれ量を用いて、信号電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するプレ信号決定部を設けた点である。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、その重複した説明を省略する。

　すなわち、図１３において、本実施形態の表示制御部ＤＣは、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体１６が画素領域毎に初期位置側で維持されるように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号を供給するように構成されている。

　具体的にいえば、本実施形態の表示制御部ＤＣには、プレ信号決定部２４が設けられている。このプレ信号決定部２４は、走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６に関して、図示しないメモリ内のテーブルまたは関数を用いて、一つ前の走査動作による当該極性液体１６の位置ずれ量を求めるように構成されている。また、プレ信号決定部２４は、求めた位置ずれ量を用いて、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するようになっている。

　さらに、プレ信号決定部２４は、求めた位置ずれ量を用いて、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６が、現時点での位置で維持されるように、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するようになっている。これにより、プレ信号によって当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６を移動させることなく、かつ、走査動作の選択時間内にプレ信号を供給することができる。

　そして、本実施形態の表示制御部ＤＣでは、プレ信号指示部２２が、プレ信号決定部２４によって決定された信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を含んだ指示信号を作成して、信号ドライバ７に出力する。また、プレ信号指示部２２が、プレ信号決定部２４によって決定された参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を含んだ指示信号を作成して、参照ドライバ８に出力し、プレ信号決定部２４によって決定された走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を含んだ指示信号を作成して、走査ドライバ９に出力する。

　ここで、図１４～図１６を参照して、本実施形態の表示素子１０での動作例について具体的に説明する。

　図１４は、図１３に示したプレ信号決定部での主な動作処理を説明する図である。図１５（ａ）～図１５（ｃ）は、第３の実施形態にかかる表示素子での信号電極、参照電極、及び走査電極にそれぞれ供給されるプレ信号の具体例を示す波形図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第３の実施形態にかかる表示素子の画素領域での動作例を説明する図であり、図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）は、プレ信号を供給しなかった場合における、画素領域での動作例を説明する図である。

　まず、図１４を参照して、プレ信号決定部での主な動作処理を説明する。

　図１４において、例えば実機による試験を行うことにより、計測対象の画素領域ＰＸ１に隣接する画素領域のうち、同図に点線にて示す、一つ前の走査動作の対象である３つの画素領域に対して、様々な動作信号（対応する信号電極４、対応する参照電極５、及び対応する走査電極６への各印加電圧）を入力して、当該画素領域ＰＸ１での極性液体１６の初期位置からの位置ずれ量を求める。そして、上記３つの画素領域に対する動作信号と、画素領域ＰＸ１での極性液体１６の位置ずれ量との関係を、予めテーブル化もしくは関数化する。また、このテーブル化もしくは関数化の作業は、画素領域ＰＸ２、ＰＸ３についても、同様に行われるものであり、表示面内の全ての画素領域について、上記動作信号と位置ずれ量との関係が予め把握され、テーブル化または関数化されて、メモリに保持されている。

　そして、図１６（ａ）に示すように、画素領域ＰＸ１に隣接する画素領域のうち、同図に点線にて示す、一つ前の走査動作の対象である３つの画素領域に対して、走査動作が行われると、プレ信号決定部２４は、これら３つの各画素領域での走査動作における動作信号（つまり、対応する信号電極４、対応する参照電極５、及び対応する走査電極６への各印加電圧）を取得する。そして、プレ信号決定部２４は、取得した動作信号を用いて、図示しないメモリ内に予め保持されたテーブルもしくは関数に基づいて、次の走査動作の対象となる画素領域ＰＸ１内の極性液体１６の走査電極６側への位置ずれ量を求める。同様に、プレ信号決定部２４は、次の走査動作の対象となる画素領域ＰＸ２、ＰＸ３内の各極性液体１６の走査電極６側への位置ずれ量を求める。これにより、図１６（ａ）に示すように、各画素領域ＰＸ１～ＰＸ３において、一つ前の走査動作による極性液体１６の初期位置から走査電極６側への位置ずれ量が把握される。

　次に、プレ信号決定部２４は、画像処理部１９が決定した画素領域ＰＸ１での走査動作における動作信号に基づいて、画素領域ＰＸ１内の極性液体１６の移動すべき位置（目標位置）を判別して、把握した位置ずれ量との差、すなわち今回の走査動作により、画素領域ＰＸ１内の極性液体１６が移動すべき量を算出して、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定する。

　具体的にいえば、プレ信号決定部２４は、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示すように、走査動作における時点Ｔ９からＴ１１までの選択時間のうち、印加時間として、時点Ｔ９から時点Ｔ１０の期間を決定する。さらに、プレ信号決定部２４は、図１５（ａ）～図１５（ｃ）にそれぞれ示すように、プレ信号として、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、Ｍ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧を印加するように決定する。これにより、時点Ｔ９から時点Ｔ１０のプレ信号の印加時間では、画素領域ＰＸ１内の極性液体１６は、移動することなく、現時点での位置で維持される。そして、画素領域ＰＸ１では、時点Ｔ１０から時点Ｔ１１の書込時間において、画像処理部１９からの指示信号に応じた電圧印加が、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して行われる。これにより、画素領域ＰＸ１内の極性液体１６は、今回の走査動作での移動すべき位置に移動する。

　同様に、各画素領域ＰＸ２、ＰＸ３においても、極性液体１６の移動すべき量が算出されて、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間が決定される。そして、プレ信号の印加時間の間は、各極性液体１６は現時点で維持され、書込時間での電圧印加に応じて、移動して、今回の走査動作での移動すべき位置に到達する。この結果、図１６（ｂ）に例示するように、画素領域ＰＸ１～ＰＸ３の各極性液体１６は、図の右端部から“ｈ”寸法だけ左側の移動すべき位置（目標位置）に移動する。

　一方、図１６（ｃ）に示すように、画素領域ＰＸ１～ＰＸ３の各極性液体１６が、一つ前の走査動作により、走査電極６側に移動した後、上記のプレ信号の供給が行われずに、走査動作が行われると、画素領域ＰＸ１～ＰＸ３の各極性液体１６は、図１６（ｄ）に示すように、目標位置を通り越して、図の右端部に接するまで移動する。この結果、所望の色から色ずれが生じて、表示品位の低下を招く。

　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、表示制御部ＤＣは走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体１６が画素領域毎に初期位置側で維持されるように、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、所定のプレ信号を供給する。これにより、本実施形態では、画素領域毎に極性液体１６を高精度に移動させることが可能となって、優れた表示品位を有する表示素子１０を構成することができる。

　また、本実施形態では、プレ信号決定部２４が走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６に関して、一つ前の走査動作による当該極性液体１６の位置ずれ量を求めるとともに、求めた位置ずれ量を用いて、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定している。これにより、極性液体１６を初期位置側により高精度に移動させることができ、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのをより確実に防ぐことができる。

　また、本実施形態では、プレ信号決定部２４は求めた位置ずれ量を用いて、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６が、現時点での位置で維持されるように、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定している。これにより、走査動作内において、プレ信号の電圧印加を行うことができるとともに、プレ信号によって極性液体１６を移動させないので、走査動作が行われた隣接する画素領域への悪影響を大幅に抑制することができる。この結果、表示動作の高速化を容易に図ることができるとともに、優れた表示品位を有する表示素子１０を容易に構成することができる。

　尚、上記の説明では、所定のプレ信号として、信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＭ電圧、Ｌ電圧、及びＨ電圧を印加する場合について説明した。しかしながら、本実施形態のプレ信号は走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６が、現時点での位置で維持されるものであればよく、例えば信号電極４、参照電極５、及び走査電極６に対して、それぞれＭ電圧、Ｈ電圧、及びＬ電圧を印加してもよい。

　また、上記の説明以外に、プレ信号決定部２４は求めた位置ずれ量を用いて、極性液体１６が初期位置側で維持されるように、当該極性液体１６を移動させるプレ信号の電圧及びその印加時間を決定する構成でもよい。

　［第４の実施形態］
　図１７は、本発明の第４の実施形態にかかる表示素子での表示制御部の具体的な構成を示すブロック図である。図において、本実施形態と上記第３の実施形態との主な相違点は、プレ信号決定部が一つ前及び二つ前の走査動作による極性液体の位置ずれ量を求める点である。なお、上記第３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、その重複した説明を省略する。

　すなわち、図１７に示すように、本実施形態の表示制御部ＤＣには、プレ信号決定部２４’が設けられている。このプレ信号決定部２４’は、走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６に関して、図示しないメモリ内のテーブルまたは関数を用いて、一つ前及び二つ前の走査動作による当該極性液体１６の位置ずれ量を求めるように構成されている。また、プレ信号決定部２４’は、求めた位置ずれ量を用いて、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するようになっている。

　さらに、プレ信号決定部２４’は、求めた位置ずれ量を用いて、走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６が、現時点での位置で維持されるように、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するようになっている。これにより、プレ信号によって当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体１６を移動させることなく、かつ、走査動作の選択時間内にプレ信号を供給することができる。

　ここで、図１８を参照して、本実施形態の表示素子１０での動作例について具体的に説明する。尚、以下の説明では、プレ信号決定部２４’での主な動作処理について説明する。

　図１８は、図１７に示したプレ信号決定部での主な動作処理を説明する図である。

　図１８において、例えば実機による試験を行うことにより、計測対象の画素領域ＰＸ１に隣接する画素領域のうち、同図に点線にて示す、一つ前及び二つ前の走査動作の対象である６つの画素領域に対して、様々な動作信号（対応する信号電極４、対応する参照電極５、及び対応する走査電極６への各印加電圧）を入力して、当該画素領域ＰＸ１’での極性液体１６の初期位置からの位置ずれ量を求める。そして、上記６つの画素領域に対する動作信号と、画素領域ＰＸ１’での極性液体１６の位置ずれ量との関係を、予めテーブル化もしくは関数化する。また、このテーブル化もしくは関数化の作業は、画素領域ＰＸ２’、ＰＸ３’についても、同様に行われるものであり、表示面内の全ての画素領域について、上記動作信号と位置ずれ量との関係が予め把握され、テーブル化または関数化されて、メモリに保持されている。

　次に、プレ信号決定部２４’は、画像処理部１９が決定した画素領域ＰＸ１’での走査動作における動作信号に基づいて、画素領域ＰＸ１’内の極性液体１６の移動すべき位置（目標位置）を判別して、把握した位置ずれ量との差、すなわち今回の走査動作により、画素領域ＰＸ１’内の極性液体１６が移動すべき量を算出して、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定する。同様に、各画素領域ＰＸ２’、ＰＸ３’においても、極性液体１６の移動すべき量が算出されて、信号電極４に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、参照電極５に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び走査電極６に対するプレ信号の電圧及びその印加時間が決定される。

　以上の構成により、本実施形態では、上記第３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、一つ前及び二つ前の走査動作による極性液体１６の位置ずれ量を求めているので、極性液体１６を初期位置側により高精度に移動させることができ、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのをより確実に防ぐことができる。

　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。

　例えば、上記の説明では、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。

　また、上記の説明では、極性液体への電界印加に応じて、当該極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極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。

　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、極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、極性液体の移動に応じて表示色が変更されており、液晶層などの複屈折材料を用いた液晶表示装置等と異なり、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。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。

　また、上記の説明では、初期位置が有効表示領域側に定められた場合について説明したが、本発明の初期位置は、走査方向とは反対側に設定された有効表示領域側または非有効表示領域側に定められるものであればよい。

　また、上記の説明では、表示制御部において、画像処理部、リセット信号指示部、及びプレ信号指示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、例えば画像処理部、リセット信号指示部、及びプレ信号指示部を一体的に設けたものを用いることもできる。さらには、上記の説明以外に、例えば信号電圧印加部、参照電圧印加部、及び走査電圧印加部の設置を省略して、信号電極、参照電極、及び走査電極を表示制御部に直接的に接続し、当該表示制御部が各電極に対して、対応する電圧を供給する構成でもよい。

　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。

　また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を極性液体に用いた場合について説明したが、本発明の極性液体はこれに限定されるものではない。具体的にいえば、極性液体には、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、本発明の極性液体には、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。

　また、本発明の極性液体には、導電性を有する導電性液体と、所定以上の比誘電率、好ましくは１５以上の比誘電率を有する高誘電性を有する液体が含まれている。

　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極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。

　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、極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。また、本発明の絶縁性流体には、所定以下の比誘電率、好ましくは５以下の比誘電率を有する流体が含まれている。

　但し、上記の各実施形態のように、極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、空気と極性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中で極性液体の液滴がより移動し易くなって、当該極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。

　また、上記の説明では、信号電極を上部基板（第１の基板）側に設けるとともに、参照電極及び走査電極を下部基板（第２の基板）側に設けた場合について説明した。しかしながら、本発明は、極性液体と接触するように、表示用空間の内部に信号電極を設置し、かつ、極性液体及び互いに電気的に絶縁された状態で、参照電極及び走査電極を第１及び第２の基板の一方側に設けるものであればよい。具体的にいえば、例えば信号電極を第２の基板側やリブ上に設けるとともに、参照電極及び走査電極を第１の基板側に設けてもよい。

　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。

　また、上記の説明では、参照電極及び走査電極を下部基板（第２の基板）の表示面側の表面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、絶縁材料からなる上記第２の基板の内部に埋設した参照電極及び走査電極を用いることもできる。このように構成した場合には、第２の基板を誘電体層として兼用させることができ、当該誘電体層の設置を省略することができる。さらに、誘電体層を兼用した第１及び第２の基板上に信号電極を直接的に設け、表示用空間の内部に当該信号電極を設置する構成でもよい。

　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。

　また、上記の説明では、帯状の参照電極及び走査電極を用いた場合について説明したが、本発明の参照電極及び走査電極の各形状はこれに何等限定されない。例えば透過型に比べて、情報表示に用いられる光の利用効率が低下する反射型の表示素子では、線状や網状などの光ロスが生じ難い形状としてもよい。

　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。

　また、上記の説明では、黒色に着色された極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極性液体を用いることもできる。

　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、複数色の極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。

　本発明は、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器に対して有用である。

　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
　５　参照電極
　６　走査電極
　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
　１４、１４ａ、１４ｂ　リブ（仕切壁）
　１６　極性液体
　１７　オイル（絶縁性流体）
　２２　プレ信号指示部
　２３　プレ信号時間設定部
　２４、２４’　プレ信号決定部
　ＤＣ　表示制御部
　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

Claims

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、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域及び非有効表示領域と、前記表示用空間の内部で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可能に封入された極性液体とを具備し、前記極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、
　前記極性液体と接触するように、前記表示用空間の内部に設置されるとともに、所定の配列方向に沿って設けられた複数の信号電極、
　前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記極性液体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るとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の参照電極、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、前記極性液体及び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るとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の走査電極、
　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た複数の画素領域、
　前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を区切るように、前記第１及び第２の基板の少なくとも一方側に設けられたリブ、
　前記表示用空間の内部に移動可能に封入されるとともに、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体、及び
　外部からの画像入力信号に基づいて、所定の走査方向に沿った走査動作が行われるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極の各駆動制御を行う表示制御部を備え、
　前記各画素領域では、前記有効表示領域及び前記非有効表示領域が、前記走査方向に沿うように設定され、
　前記表示制御部は、前記走査動作を行う前に、全ての前記画素領域内の各極性液体が前記走査方向とは反対側に設定された前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に定められた初期位置に移動するように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のリセット信号を供給する、
　ことを特徴とする表示素子。
前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体が前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給する請求項１に記載の表示素子。
前記複数の信号電極及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記表示制御部からの指示信号に従って、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た所定の電圧範囲内の信号電圧、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号の電圧を印加する信号電圧印加部と、
　前記複数の参照電極及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記極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、前記極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、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号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及び前記表示制御部に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記極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、前記極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、前記リセット信号の電圧、及び前記プレ信号の電圧を印加する走査電圧印加部を備えている請求項２に記載の表示素子。
前記表示制御部には、前記信号電極に対するリセット信号の電圧として、前記信号電圧の最大の電圧または最小の電圧を選択し、前記参照電極に対するリセット信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択し、前記走査電極に対するリセット信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択するリセット信号指示部が設けられている請求項３に記載の表示素子。
前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体が同時に前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給する請求項３または４に記載の表示素子。
前記表示制御部には、前記信号電極に対するプレ信号の電圧として、前記信号電圧の最大の電圧または最小の電圧を選択し、前記参照電極に対するプレ信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択し、前記走査電極に対するプレ信号の電圧として、前記選択電圧または前記非選択電圧を選択するプレ信号指示部が設けられている請求項５に記載の表示素子。
前記表示制御部には、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対するプレ信号の印加時間を設定するプレ信号時間設定部が設けられるとともに、
　前記プレ信号指示部は、前記プレ信号時間設定部にて設定された印加時間を用いて、前記信号電極に対するプレ信号の電圧、前記参照電極に対するプレ信号の電圧、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧を選択する請求項６に記載の表示素子。
前記表示制御部は、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる複数の画素領域内の各極性液体が画素領域毎に前記初期位置側で維持されるように、前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対して、所定のプレ信号を供給する請求項３または４に記載の表示素子。
前記表示制御部には、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体に関して、少なくとも一つ前の走査動作による当該極性液体の位置ずれ量を求めるとともに、求めた位置ずれ量を用いて、前記信号電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、前記参照電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定するプレ信号決定部が設けられている請求項８に記載の表示素子。
前記プレ信号決定部は、求めた位置ずれ量を用いて、前記走査動作を行うときに、当該走査動作の対象となる画素領域内の極性液体が、現時点での位置で維持されるように、前記信号電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、前記参照電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間、及び前記走査電極に対するプレ信号の電圧及びその印加時間を決定する請求項９に記載の表示素子。
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いる請求項１～１０のいずれか１項に記載の表示素子。
前記参照電極及び前記走査電極の表面上には、誘電体層が積層されている請求項１～１１のいずれか１項に記載の表示素子。
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請求項１～１２のいずれか１項に記載の表示素子。
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、請求項１～１３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。