WO2012060244A1 - 表示素子、及びこれを用いた電気機器 - Google Patents

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WO2012060244A1
WO2012060244A1 PCT/JP2011/074484 JP2011074484W WO2012060244A1 WO 2012060244 A1 WO2012060244 A1 WO 2012060244A1 JP 2011074484 W JP2011074484 W JP 2011074484W WO 2012060244 A1 WO2012060244 A1 WO 2012060244A1
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WO
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display
polar liquid
voltage
electrode
display element
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Application number
PCT/JP2011/074484
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English (en)
French (fr)
Inventor
植木俊
松岡俊樹
友利拓馬
寺西知子
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/115—Electrowetting

Definitions

  • the present invention relates to a display element that displays information such as images and characters by moving a polar liquid, and an electrical device using the display element.
  • a display space is formed between the first and second substrates, and ribs (partitions) are formed.
  • the interior of the display space is partitioned according to a plurality of pixel regions by a wall.
  • a conductive liquid (polar liquid) is sealed, and a signal electrode, a scan electrode and a reference electrode (reference electrode) provided in parallel to each other are provided. It was provided to cross.
  • the conductive liquid is moved to the scan electrode side or the reference electrode side to display. The display color on the face side was changed.
  • the conventional display element has a problem that it is difficult to reduce the cost of the display element because an installation process for installing the color filter layer is required in the manufacturing process.
  • an object of the present invention is to provide an inexpensive display element that can simplify a manufacturing process even when full-color display is performed, and an electric device using the display element.
  • 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. , The second substrate provided on the non-display surface side of the first substrate, the effective display area and the non-effective display area set for the display space, and the effective inside the display space.
  • a display element configured to change a display color on the display surface side by moving the polar liquid, the polar liquid being movably sealed on the display area side or the ineffective display area side
  • a plurality of signal electrodes disposed in the display space so as to be in contact with the polar liquid and provided along a predetermined arrangement direction; Provided on one side of the first and second substrates in a state of being electrically insulated from the polar liquid so as to be installed on one side of the effective display area side and the non-effective display area side.
  • a plurality of scanning electrodes provided to intersect with the plurality of signal electrodes, A plurality of pixel regions provided in a unit of intersection between the signal electrode and the scanning electrode; A rib provided on at least one side of the first and second substrates so as to divide the inside of the display space according to each of the plurality of pixel regions, and the pixel region inside the display space
  • the polar liquid is colored in one of predetermined colors other than black and black, and the insulating fluid is colored in the other of predetermined colors other than black and black It is.
  • the polar liquid is colored in one of black and a predetermined color other than black.
  • the insulating fluid is colored in the other color of black and a predetermined color other than black.
  • the rib includes a first rib member provided in a direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid and a second rib member provided in parallel with the moving direction of the polar liquid.
  • a predetermined gap is formed between the first and second rib members so that adjacent pixel regions communicate with each other,
  • the polar liquid may be colored in the predetermined color, and the insulating fluid may be colored in black.
  • the polar liquid can be moved smoothly.
  • the insulating fluid is colored black, when the polar liquid is moved, even if the insulating fluid flows into the adjacent pixel region, Together, it is possible to prevent an adverse effect on the display color in the pixel region.
  • the rib includes a first rib member provided in a direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid and a second rib member provided in parallel with the moving direction of the polar liquid.
  • the first and second rib members may be provided so as to hermetically divide the inside of the display space according to the plurality of pixel regions.
  • the polar liquid and the insulating fluid can be reliably prevented from flowing into the adjacent pixel area, and display of an appropriate display color can be ensured in each pixel area. Can be done.
  • a movement space for moving the insulating fluid is provided for each of the pixel regions inside the display space.
  • the polar liquid when the polar liquid is moved, the polar liquid can be moved smoothly and appropriately.
  • one end side and the other end side are provided in the effective display area side and the ineffective display area side in the movement space, respectively, and according to the movement of the polar liquid. It is preferable that a guide portion for guiding the insulating fluid to the effective display area side or the ineffective display area side is provided.
  • the insulating fluid is guided to the effective display area side or the non-effective display area side by the guide portion according to the movement of the polar liquid, and when moving the polar liquid when changing the display color, The polar liquid can be moved more smoothly and more appropriately.
  • the guide portion protrudes to the inside of the display space, and the effective display area and the ineffective display area on the other side of the first and second substrates.
  • a plurality of rail members that are provided in a straight line so as to be connected to each other and spaced from each other by a predetermined distance may be used.
  • the insulating fluid can be appropriately guided to the effective display region side or the non-effective display region side according to the movement of the polar liquid.
  • a dimension between two adjacent rail members and a dimension between the rib and the rail member adjacent to the rib are the first and second, respectively. It is preferable that the dimension is set to be smaller than the dimension of the polar liquid in the direction perpendicular to the substrate.
  • the guide portion is connected to each tip portion of the plurality of rail members so as to face the other side of the first and second substrates, and inside the display space.
  • a flat plate member configured in a planar shape so as to be in contact with the polar liquid may be used.
  • a moving space can be reliably provided between the flat plate member, the plurality of rail members, and the other side of the first and second substrates. Further, since the flat plate member is formed in a planar shape so as to come into contact with the polar liquid inside the display space, the polar liquid can be operated more reliably and stably.
  • the flat plate member has a dimension between the ribs smaller than that of the polar liquid in a direction perpendicular to the first and second substrates. Is preferred.
  • the signal voltage is connected to the plurality of signal electrodes, and a signal voltage within a predetermined voltage range is applied to each of the plurality of signal electrodes according to information displayed on the display surface side.
  • a selection voltage that is connected to the plurality of scan electrodes and that allows the polar liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of scan electrodes;
  • the display color of each pixel area can be changed appropriately.
  • the polar liquid or the insulating fluid sealed in the three pixel regions is red, blue, and Each may be colored green.
  • pixel areas capable of displaying red, blue, and green are configured in units of three adjacent pixel areas, and full color display can be reliably performed.
  • the first liquid electrode is electrically insulated from the polar liquid and the scan electrode so as to be installed on the other side of the effective display area side and the ineffective display area side.
  • a plurality of reference electrodes provided on one side of the first and second substrates and provided to intersect with the plurality of signal electrodes;
  • a selection voltage that is connected to the plurality of reference electrodes and that allows the polar liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of reference electrodes; It is preferable that a reference voltage application unit that applies one voltage of a non-selection voltage that prevents the polar liquid from moving inside the display space is provided.
  • a low-cost matrix driving type display element that can simplify the manufacturing process even when performing full color display without providing a switching element for each pixel region can be configured.
  • a dielectric layer is laminated on the surfaces of the reference electrode and the scanning electrode.
  • the electric field applied to the polar liquid by the dielectric layer can be reliably increased, and the moving speed of the polar liquid can be improved more easily.
  • 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.
  • 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.
  • the display unit capable of full-color display It is possible to easily configure an inexpensive electric device including
  • the present invention it is possible to provide a low-cost display element capable of simplifying the manufacturing process even when full-color display is performed, and an electric device using the display element.
  • 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.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the display surface side.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the non-display surface side.
  • FIG. 4A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line IVb-IVb in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the main configuration of three pixel regions adjacent to the display element.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views showing the main configuration of the display element shown in FIG. 1 during black display and oil coloring display, respectively.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the image display device.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side when viewed from the display surface side in the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing the 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.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing the main configuration of three adjacent pixel regions of the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B are cross-sectional views showing the main configuration of the display element according to the second embodiment of the present invention during polar liquid coloring display and black display, respectively.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an operation example of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13: is an enlarged plan view which shows the principal part structure by the side of the lower board
  • FIG. 14A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a plan view of FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line XIVb-XIVb.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are cross-sectional views showing the main configuration of a display element according to the third embodiment of the present invention during black display and oil coloring display, respectively.
  • FIG. 16A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a modification of the display element according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line XVIb-XVIb of a).
  • 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.
  • a display unit using the display element 10 of the present invention is provided, and a rectangular display surface is configured in the display unit. That is, the display element 10 includes an upper substrate 2 and a lower substrate 3 arranged so as to overlap each other in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. An effective display area on the display surface is formed (details will be described later).
  • a plurality of signal electrodes 4 are provided in stripes along the X direction at a predetermined interval from each other.
  • a plurality of reference electrodes 5 and a plurality of scanning electrodes 6 are provided alternately in a stripe pattern along the Y direction.
  • the plurality of signal electrodes 4, the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scan electrodes 6 are provided so as to intersect with each other.
  • the signal electrodes 4 and the scan electrodes 6 are in units of intersections. A plurality of pixel areas are set.
  • the plurality of signal electrodes 4, the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scan electrodes 6 are independently of each other a high voltage (hereinafter referred to as “H voltage”) as a first voltage and a second voltage.
  • H voltage high voltage
  • L voltage low voltage
  • the plurality of pixel regions are hermetically separated by ribs (partition walls), and the plurality of pixel regions can be displayed in full color on the display surface side. It is provided for each of a plurality of colors.
  • a polar liquid described later is moved by an electrowetting phenomenon for each of a plurality of pixels (display cells) provided in a matrix, and the display color on the display surface side is changed. ing.
  • the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scanning electrodes 6, one end side is drawn out to the outside of the effective display area of the display surface to form terminal portions 4a, 5a, and 6a. ing.
  • a signal driver 7 is connected to each terminal portion 4a of the plurality of signal electrodes 4 via a wiring 7a.
  • the signal driver 7 constitutes a signal voltage application unit.
  • the signal driver 7 responds to the information for each of the plurality of signal electrodes 4.
  • the signal voltage Vd is applied.
  • a reference driver 8 is connected to each terminal portion 5a of the plurality of reference electrodes 5 via a wiring 8a.
  • the reference driver 8 constitutes a reference voltage application unit.
  • the reference driver 8 applies the reference voltage Vr to each of the plurality of reference electrodes 5. Is applied.
  • a scanning driver 9 is connected to each terminal portion 6a of the plurality of scanning electrodes 6 via a wiring 9a.
  • the scanning driver 9 constitutes a scanning voltage application unit.
  • the scanning voltage Vs is applied to each of the plurality of scanning electrodes 6. Is applied.
  • a non-selection voltage that prevents the polar liquid from moving with respect to each of the plurality of scan electrodes 6, and a selection voltage that allows the polar liquid to move according to the signal voltage Vd is applied as the scanning voltage Vs.
  • the reference driver 8 is configured to operate with reference to the operation of the scanning driver 9, and the reference driver 8 prevents the polar liquid from moving with respect to each of the plurality of reference electrodes 5.
  • One voltage of the non-selection voltage and the selection voltage that allows the polar liquid to move according to the signal voltage Vd is applied as the reference voltage Vr.
  • the scanning driver 9 sequentially applies the selection voltage to the scanning electrodes 6 from the left side to the right side of FIG. 1, for example, and the reference driver 8 is synchronized with the operation of the scanning driver 9.
  • the scanning operation is performed for each line by sequentially applying a selection voltage to the reference electrodes 5 from the left side to the right side of 1 (details will be described later).
  • the signal driver 7, the reference driver 8, and the scanning driver 9 include a DC power supply or an AC power supply, and supply corresponding signal voltage Vd, reference voltage Vr, and scanning voltage Vs. .
  • the reference driver 8 is configured to switch the polarity of the reference voltage Vr every predetermined time (for example, one frame).
  • 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.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the display surface side.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the non-display surface side.
  • FIG. 4A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element, and
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line IVb-IVb in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the main configuration of three pixel regions adjacent to the display element.
  • 6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views showing the main configuration of the display element shown in FIG. 1 during black display and oil coloring display, respectively.
  • 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. .
  • a rail member described later provided on the non-display surface side is omitted for the sake of clarity.
  • the display element 10 includes the upper substrate 2 as the first substrate provided on the display surface side and the second substrate provided on the back side (non-display surface side) of the upper substrate 2.
  • the lower substrate 3 as a substrate is provided.
  • the upper substrate 2 and the lower substrate 3 are arranged at a predetermined distance from each other, so that a predetermined display space S is formed between the upper substrate 2 and the lower substrate 3. .
  • the display space S has an insulating property that does not mix with the polar liquid 16 and the polar liquid 16, and is colored red (R), green (G), and blue (B).
  • oils 17r, 17g, and 17b any one of the oils 17r, 17g, or 17b is enclosed in the display space S so as to be movable in the X direction (the left-right direction in FIG. 3).
  • the polar liquid 16 can move to an effective display area P1 or an ineffective display area P2 described later.
  • oils 17r, 17g, and 17b are sealed in three pixel regions in units of three adjacent pixel regions.
  • a moving space K for moving the oil 17r, 17g, or 17b as the insulating fluid is provided for each pixel region P inside the display space S. According to the movement of the polar liquid 16, the corresponding oil 17r, 17g, or 17b can be smoothly and appropriately moved to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side. .
  • an aqueous solvent is used for the polar liquid 16.
  • an aqueous solvent composed of, for example, 70 wt% water-soluble glycol and 30 wt% water is used.
  • the polar liquid 16 is colored black, and for example, a carbon black pigment is dispersed in the aqueous solvent in the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is colored black, the polar liquid 16 functions as a shutter that allows or blocks light transmission in each pixel. That is, in each pixel of the display element 10, as will be described in detail later, the polar liquid 16 moves inside the display space S on the reference electrode 5 side (effective display region P1 side) or on the scanning electrode 6 side (non-effective display region P2). The display color is changed to either black or RGB by sliding to the side).
  • oils 17r, 17g, and 17b nonpolar oils in which, for example, red (R), green (G), and blue (B) dyes are dissolved are used.
  • xylene or butyl acetate in which 5 wt% of red (R), green (G), and blue (B) dyes are dissolved is used for the oils 17r, 17g, and 17b.
  • the oil 17r, 17g, or 17b moves in the moving section space K partitioned on the upper substrate 2 side in the display space S as the polar liquid 16 slides. ing.
  • oil in which pigments are dispersed can be used as the oils 17r, 17g, and 17b.
  • nonpolar oil referred to here is one having a polarity sufficient to disperse a pigment or a dye.
  • a transparent glass material such as a non-alkali glass substrate or a transparent transparent sheet material such as a transparent synthetic resin such as an acrylic resin is used.
  • a black matrix layer 11 is formed on the non-display surface side of the upper substrate 2.
  • a plurality of rail members 20 are formed in a predetermined pattern on the black matrix layer 11 on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side, and the movement space K is partitioned inside the display space S. (Details will be described later).
  • a water repellent film 12 is provided on the non-display surface side surface of the upper substrate 2 so as to cover the black matrix layer 11 and the protruding member 19.
  • the lower substrate 3 is made of a transparent glass material such as a transparent glass material such as a non-alkali glass substrate or a transparent synthetic resin such as an acrylic resin, like the upper substrate 2.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side, and a dielectric layer 13 is formed so as to cover the reference electrode 5 and the scan electrode 6. Is formed.
  • a first rib member 14a provided in a direction (Y direction) perpendicular to the moving direction of the polar liquid 16 and the moving direction (X A rib 14 having a second rib member 14b provided in parallel with the direction) is provided.
  • the ribs 14 are provided so as to hermetically divide the inside of the display space S in accordance with the pixel region P, and are configured in a frame shape for each pixel region P as illustrated in FIG.
  • the signal electrode 4 is formed on the surface of the dielectric layer 13 so as to penetrate the first rib member 14 a. Further, in the lower substrate 3, a water repellent film 15 is provided so as to cover the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the first and second rib members 14a and 14b.
  • a backlight 18 that emits white illumination light is integrally assembled on the back side (non-display surface side) of the lower substrate 3, and the transmissive display element 10 is configured.
  • the backlight 18 uses a light source such as a cold cathode fluorescent tube or an LED.
  • the black matrix layer 11 is provided with openings 11k configured in a predetermined shape and a black matrix portion 11s as a light shielding film.
  • a synthetic resin colored in black is used as the black matrix portion 11 s, and the synthesis is performed so that the opening portion 11 k is formed on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side.
  • the black matrix portion 11s is provided by patterning the resin on the surface. Further, for example, a transparent synthetic resin is used for the opening portion 11k.
  • the opening portion 11k has the same thickness as the black matrix portion 11s, and the entire black matrix layer 11 is formed on the upper substrate 2. It is formed as a flattened layer on the non-display surface side surface.
  • an opening 11k is provided at a location corresponding to the effective display region P1 of the pixel, and a black portion is provided at a location corresponding to the ineffective display region P2.
  • a matrix portion 11s is provided. That is, in the display element 10, the non-effective display region P2 (non-opening portion) is set by the black matrix portion (light shielding film) 11s and the effective display region P1 is set by the opening portion 11k with respect to the display space S. Yes.
  • the area of the opening 11k is selected to be the same or slightly smaller than the area of the effective display area P1.
  • the area of the black matrix portion 11s is selected to be the same or slightly larger than the area of the ineffective display area P2.
  • FIG. 2 in order to clarify the boundary portion between adjacent pixels, the boundary line between the two black matrix portions 11s corresponding to the adjacent pixels is indicated by a dotted line, but the actual black matrix layer 11 Then, there is no boundary line between the black matrix portions 11s.
  • the display space S is divided in units of pixel areas P by the ribs 14 as the partition walls. That is, in the display element 10, the display space S of each pixel is formed by two first rib members 14a facing each other and two second rib members 14b facing each other, as illustrated in FIG. A frame-like rib 14 is provided for each pixel region P. Further, in the display element 10, the first and second rib members 14 a and 14 b are provided so that the tip portions thereof are in contact with the upper substrate 2, and the ribs 14 correspond to the display area according to the pixel region P. The interior of S is configured to be hermetically separated. Further, for example, an epoxy resin resist material is used for the first and second rib members 14a and 14b.
  • the water-repellent films 12 and 15 are made of a transparent synthetic resin, preferably, for example, a fluorine resin that becomes a hydrophilic layer with respect to the polar liquid 16 when a voltage is applied. Thereby, in the display element 10, the wettability (contact angle) between the polar liquid 16 on each surface side on the display space S side of the upper substrate 2 and the lower substrate 3 can be greatly changed. The moving speed of 16 can be increased.
  • the dielectric layer 13 is made of a transparent dielectric film containing, for example, parylene, silicon nitride, hafnium oxide, zinc oxide, titanium dioxide, or aluminum oxide.
  • each of the water repellent films 12 and 15 is several tens of nm to several ⁇ m, and the specific thickness dimension of the dielectric layer 13 is several hundred nm. Further, the water repellent film 15 does not electrically insulate the signal electrode 4 from the polar liquid 16 and does not hinder the improvement of the response of the polar liquid 16.
  • a transparent electrode material such as indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), or zinc oxide (AZO, GZO, or IZO) is used.
  • ITO indium oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • AZO zinc oxide
  • GZO GZO
  • IZO zinc oxide
  • the signal electrode 4 uses a linear wiring arranged so as to be parallel to the X direction.
  • the signal electrode 4 is made of a transparent electrode material such as ITO. Further, the signal electrode 4 is disposed on the dielectric layer 13 so as to pass through the first rib member 14a so as to pass through the substantially central portion in the Y direction of each pixel region P. 15 is configured to be in electrical contact with the polar liquid 16 via 15. Thereby, in the display element 10, the response of the polar liquid 16 during the display operation is improved.
  • FIG. 4B illustration of the reference electrode 5, the scanning electrode 6, the black matrix layer 11, the water repellent films 12, 15 and the dielectric layer 13 is omitted for simplification of the drawing (described later). The same applies to FIGS. 14 (b) and 16 (b).)
  • a plurality of, for example, four rail members 20 are provided at predetermined intervals on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side. ing.
  • an epoxy resin resist material is used for each of these rail members 20, and each rail member 20 is formed in a long rectangular parallelepiped shape.
  • Each rail member 20 protrudes from the upper substrate 2 side to the inside of the display space S, and connects the effective display area P1 and the ineffective display area P2 on the upper substrate 2 side. It is provided in a straight line, and the moving space K is partitioned inside the display space S. That is, in the display element 10 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 4B, in each pixel region P, there is a movement space K for moving the oil (insulating fluid) 17r, 17g, or 17b. In the interior of the display space S, it is formed on the upper substrate 2 side of the space in which the polar liquid 16 moves.
  • the plurality of rail members 20 have one end side and the other end side on the effective display area P1 side and the non-display side in the movement space K, respectively.
  • a guide portion G (FIG. 4A) is provided on the effective display region P2 side and guides the oil 17r, 17g, or 17b to the effective display region P1 side or the non-effective display region P2 side according to the movement of the polar liquid 16. )).
  • each rail member 20 since each rail member 20 is not provided on the lower substrate 3 side on which the signal electrode 4, the reference electrode 5, the scanning electrode 6, and the dielectric layer 13 are installed, each rail member 20 has an electrowetting phenomenon. Is configured so as not to inhibit the movement of the polar liquid 16.
  • the dimension h1 between the two adjacent rail members 20, the first rib member 14a and the first rib member 14 The dimension h2 between the rail member 20 adjacent to the rib member 14a and the dimension h3 between the second rib member 14b and the rail member 20 adjacent to the second rib member 14b are respectively the upper substrate 2 and The dimension is set to be smaller than the dimension H of the polar liquid 16 in the direction perpendicular to the lower substrate 3.
  • the dimensions h1 to h3 are each set to 10 ⁇ m, for example, and the dimension H is set to 40 ⁇ m, for example.
  • the polar liquid 16 is between the two adjacent rail members 20, and between the first rib member 14a and the rail member 20 adjacent to the first rib member 14a. And between the rail member 20 adjacent to the second rib member 14b can be prevented. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent the operation of the polar liquid 16 from becoming unstable.
  • the polar liquid 16 is in the two adjacent rails.
  • the operation of the polar liquid 16 was not stable due to entering between the members 20.
  • oils 17r, 17g which are colored in red (R), green (G), and blue (B), respectively, in units of three adjacent pixel regions.
  • And 17b are enclosed in the three pixel regions P, respectively. That is, in the pixel area P in which the oil 17r is sealed, when the oil 17r moves below the opening 11k, the display color in the pixel area P is red. Similarly, in the pixel region P in which the oil 17g is sealed, when the oil 17g moves below the opening 11k, the display color in the pixel region P becomes green, and the pixel region in which the oil 17b is sealed. In P, when the oil 17b moves below the opening 11k, the display color in the pixel region P is blue.
  • white display, black display, and full color display can be performed by combining display colors (that is, RGB) in three adjacent pixel regions.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the image display device.
  • 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 reference electrode 5 and the scanning electrode 6 in a predetermined scanning direction from the left side to the right side in FIG. Apply voltage sequentially. Specifically, the reference driver 8 and the scan driver 9 sequentially apply an H voltage (first voltage) and an L voltage (second voltage) as selection voltages to the reference electrode 5 and the scan electrode 6, respectively. The scanning operation for selecting the line is performed. In this selection line, the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side, and the display color on the display surface side is changed.
  • the oil 17r, 17g, or 17b passes through the movement space K in accordance with the movement of the polar liquid 16, and the ineffective display area P2 on the side opposite to the movement destination of the polar liquid 16 Side or the effective display area P1 side.
  • 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 reference electrodes 5 and scan electrodes 6, respectively.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 apply an intermediate voltage (Middle) that is, for example, an intermediate voltage between the H voltage and the L voltage to the remaining reference electrodes 5 and scan electrodes 6 as non-selection voltages. Voltage, hereinafter referred to as “M voltage”).
  • H voltage, L voltage, and M voltage are abbreviated as “H”, “L”, and “M”, respectively (the same applies to Tables 2, 3, and 4 described later).
  • Specific values of the H voltage, the L voltage, and the M voltage are, for example, + 16V, 0V, and + 8V, respectively.
  • ⁇ Operation on selected line> In the selection line, for example, when an H voltage is applied to the signal electrode 4, an H voltage is applied between the reference electrode 5 and the signal electrode 4. There is no potential difference with the electrode 4. On the other hand, since the L voltage is applied to the scan electrode 6 between the signal electrode 4 and the scan electrode 6, a potential difference is generated. Therefore, the polar liquid 16 moves in the display space S toward the scanning electrode 6 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4. As a result, as illustrated in FIG. 6B, the polar liquid 16 is moved to the ineffective display area P2 side, and the oil 17r, 17g, or 17b is moved to the reference electrode 5 side, and the backlight is moved. The illumination light from 18 is allowed to reach the opening 11k.
  • the display color on the display surface side is a red display, a green display, or a blue display (oil coloring display) by the oil 17r, 17g, or 17b.
  • the image display device 1 in all three adjacent RGB pixels, when the polar liquid 16 moves to the non-effective display area P ⁇ b> 2 side and oil color display is performed, The red light, green light, and blue light are mixed with white light, and white display is performed.
  • the polar liquid 16 moves in the display space S toward the reference electrode 5 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display region P1 side, and the illumination light from the backlight 18 is prevented from reaching the opening 11k. Thereby, the display color on the display surface side is in a black display state by the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is maintained in a stationary state at the current position and is maintained in the current display color. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquid 16 does not move but remains stationary and the display color on the display surface side. Does not change.
  • the polar liquid 16 can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed.
  • the display color at each pixel on the selected line is applied to the signal electrode 4 corresponding to each pixel, for example, as shown in FIG.
  • the oil 17r, 17g, or 17b is colored with oil (red, green, or blue) or the polar liquid 16 is black (non-oil colored).
  • the reference driver 8 and the scanning driver 9 perform the scanning operation of the selection lines of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 from the left to the right in FIG. 7, for example, The display color also changes sequentially from left to right in FIG. Therefore, by performing the scanning operation of the selected line by the reference driver 8 and the scanning driver 9 at high speed, the display color of each pixel on the display unit can be changed at high speed in the image display device 1.
  • the image display apparatus 1 can perform various information including moving images based on an external image input signal. Can be displayed.
  • combinations of voltages applied to the reference electrode 5, the scan electrode 6, and the signal electrode 4 are not limited to Table 1 but may be those shown in Table 2.
  • 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 reference electrode 5 and the scan electrode 6 as L voltage (second voltage) and H as selection voltages.
  • a scanning operation is performed in which a voltage (first voltage) is sequentially applied to select lines.
  • the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • 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 reference electrodes 5 and scan electrodes 6.
  • the display color on the display surface side is a red display, a green display, or a blue display (oil coloring display) by the oil 17r, 17g, or 17b.
  • oil coloring display is performed in all three adjacent RGB pixels, white display is performed.
  • the polar liquid 16 moves in the display space S toward the reference electrode 5 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display region P1 side, and the illumination light from the backlight 18 is prevented from reaching the opening 11k. Thereby, the display color on the display surface side is in a black display state by the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is maintained in a stationary state at the current position and is maintained at the current display color. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquid 16 can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed.
  • the applied voltage to the signal electrode 4 is not limited to the binary value of the H voltage or the L voltage.
  • the voltage between the H voltage and the L voltage can be changed according to information displayed on the display surface side.
  • the image display device 1 can perform gradation display by controlling the signal voltage Vd. Thereby, the display element 10 excellent in display performance can be configured.
  • the polar liquid 16 is colored black.
  • the oils (insulating fluids) 17r, 17g, and 17b are colored in red, green, and blue as predetermined colors, respectively.
  • the display element 10 of the present embodiment can perform full color display without installing a color filter layer. Accordingly, in the present embodiment, unlike the conventional example, it is possible to configure the display element 10 at a low cost that can simplify the manufacturing process even when performing full color display.
  • the display element 10 is used for the display unit, which is capable of simplifying the manufacturing process.
  • An inexpensive image display device (electric device) 1 including a display unit capable of display can be easily configured.
  • the rib 14 includes a first rib member 14 a provided in a direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid 16 and a second rib member 16 b provided in parallel to the moving direction of the polar liquid 16. It has.
  • the first and second rib members 14a and 14b are provided so as to hermetically divide the inside of the display space S in accordance with the plurality of pixel regions P. Thereby, in the present embodiment, when the polar liquid 16 is moved, the polar liquid 16 and the oils 17r, 17g, or 17b can be reliably prevented from flowing into the adjacent pixel region P. In the pixel region P, it is possible to reliably display an appropriate display color.
  • the polar liquid 16 is moved.
  • the polar liquid 16 can be moved smoothly and appropriately.
  • one end side and the other end side are provided inside the movement space K on the effective display area P1 side and the non-effective display area P2 side, respectively, and according to the movement of the polar liquid 16
  • a guide portion G for guiding the oil 17r, 17g, or 17b to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side is provided. Accordingly, in the present embodiment, the oil 17r, 17g, or 17b is guided to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side by the guide portion G according to the movement of the polar liquid 16, and the display color When the polar liquid 16 is moved when changing, the polar liquid 16 can be moved more smoothly and more appropriately. As a result, the display element 10 having excellent display quality can be easily configured.
  • the guide portion G is linear so as to protrude toward the inside of the display space S and connect the effective display area P1 and the ineffective display area P2 on the upper substrate 2 side.
  • a plurality of rail members 20 provided at predetermined intervals are used.
  • the rail member 20 is used to appropriately guide the oil 17r, 17g, or 17b to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side according to the movement of the polar liquid 16. it can.
  • the signal driver (signal voltage application unit) 7, the reference driver (reference voltage application unit) 8, and the scan driver (scan voltage application unit) 9 include the signal electrode 4, the reference electrode 5, The signal voltage Vd, the reference voltage Vr, and the scanning voltage Vs are applied to the scanning electrode 6. Accordingly, in the present embodiment, the matrix drive type display element 10 having excellent display quality can be easily configured, and the display color of each pixel region can be appropriately changed.
  • the oils 17r, 17g, and 17b sealed in the three pixel regions P are red, blue, and Since each of them is colored green, a pixel region P capable of displaying red, blue, and green is formed in units of three adjacent pixel regions P, so that full color display can be reliably performed.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side when viewed from the display surface side in the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing the 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.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing the main configuration of three adjacent pixel regions of the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing the main configuration of the display element according to the second embodiment of the present invention during polar liquid coloring display and black display, respectively.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that a predetermined gap is formed between the first and second rib members so that adjacent pixel regions communicate with each other.
  • the polar liquid is colored in a predetermined color of RGB, and the oil is colored black.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4 is provided on the upper substrate 2 side.
  • the black matrix layer 11 and the signal electrode 4 are sequentially formed on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side.
  • the signal electrode 4 is disposed on the black matrix layer 11 so as to pass through the center of each pixel region P in the Y direction, and is in electrical contact with the polar liquid 16 through the water repellent film 12. Is configured to do. That is, the water repellent film 12 does not electrically insulate the signal electrode 4 from the polar liquid 16 and does not hinder improvement in the response of the polar liquid 16.
  • the surface of the dielectric layer 13 on the display surface side is moved in the moving direction of the polar liquid 16.
  • a rib 14 ′ having a first rib member 14a ′ provided in a vertical direction (Y direction) and a second rib member 14b ′ provided in parallel to the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 is provided. It has been.
  • the ribs 14 ' are provided on the lower substrate 6 side in a state where a predetermined gap is formed so that adjacent pixel regions P communicate with each other.
  • the display space S is divided in units of the pixel region P by the first and second rib members 14a 'and 14b' serving as the partition walls. Furthermore, unlike the first embodiment, the display element 10 of the present embodiment is not provided with a movement space for moving the oil (insulating fluid) 17.
  • the display space S of each pixel is, as illustrated in FIG. 9, two first rib members 14a ′ facing each other and two facing each other. It is divided by two second rib members 14b '.
  • the polar liquid 16 is prevented from flowing into the display space S of the adjacent pixel region P by the first and second rib members 14 a ′ and 14 b ′. That is, in the first and second rib members 14a ′ and 14b ′, the protruding height (rib height) from the dielectric layer 13 is prevented so that the polar liquid 16 is prevented from flowing in and out between adjacent pixels. Has been determined.
  • a water repellent film 15 is provided so as to cover the dielectric layer 13 and the ribs 14a and 14b.
  • the polar liquids 16r, 16g, and 16b include, for example, red (R), green (G), And an aqueous solvent in which a blue (B) pigment is dispersed.
  • an aqueous solvent composed of 70 wt% water-soluble glycol and 30 wt% water and a corresponding color pigment are used.
  • oil 17 for example, a nonpolar oil in which a black dye or pigment is dissolved or dispersed is used. Specifically, for example, xylene or butyl acetate in which 5 wt% black dye is dissolved is used for the oil 17.
  • the oil 17 is colored black, the oil 17 functions as a shutter that allows or blocks light transmission in each pixel. That is, in each pixel of the display element 10, as will be described in detail later, the oil 17 moves inside the display space S in accordance with the movement of the polar liquid 16, on the reference electrode 5 side (effective display region P1 side) or the scanning electrode. The display color is changed to either black or RGB by sliding to the 6th side (ineffective display area P2 side).
  • the display color in the pixel region P is blue.
  • white display, black display, and full color display can be performed by combining display colors (that is, RGB) in three adjacent pixel regions.
  • each pixel of the display element 10 configured as described above, when the polar liquid 16r, 16g, or 16b is held between the opening 11k and the reference electrode 5 as illustrated in FIG.
  • the light from the backlight 18 passes through the polar liquids 16r, 16g, or 16b and the opening 11k without being blocked by the oil 17, thereby displaying red, green, or blue (polar liquid coloring display). Is done.
  • FIG. 11B when the oil 17 is held between the opening 11k and the scanning electrode 6, the light from the backlight 18 is blocked by the oil 17 and black display is performed. Is called.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an operation example of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • 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, with respect to the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 in a predetermined scanning direction from the left side to the right side in FIG. Apply voltage sequentially. Specifically, the reference driver 8 and the scan driver 9 sequentially apply an H voltage (first voltage) and an L voltage (second voltage) as selection voltages to the reference electrode 5 and the scan electrode 6, respectively. The scanning operation for selecting the line is performed. In this selection line, the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • the polar liquid 16r, 16g, or 16b is moved to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side, and the display color on the display surface side is changed.
  • the oil moves in the non-effective display area P2 side or the effective display area P1 on the side opposite to the movement destination of the polar liquid 16r, 16g, or 16b according to the movement of the polar liquid 16r, 16g, or 16b. Moved to the side.
  • 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 reference electrodes 5 and scan electrodes 6, respectively.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 apply an intermediate voltage (Middle) that is, for example, an intermediate voltage between the H voltage and the L voltage to the remaining reference electrodes 5 and scan electrodes 6 as non-selection voltages. Voltage, hereinafter referred to as “M voltage”).
  • the polar liquid 16r, 16g, or 16b is stopped without causing unnecessary fluctuation on the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side, and the display color on the display surface side Is not changed.
  • ⁇ Operation on selected line> In the selection line, for example, when an H voltage is applied to the signal electrode 4, an H voltage is applied between the reference electrode 5 and the signal electrode 4. There is no potential difference with the electrode 4. On the other hand, since the L voltage is applied to the scan electrode 6 between the signal electrode 4 and the scan electrode 6, a potential difference is generated. For this reason, the polar liquid 16r, 16g, or 16b moves in the display space S toward the scanning electrode 6 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4. As a result, as illustrated in FIG. 11B, the polar liquids 16r, 16g, or 16b are moved to the ineffective display area P2 side, and the oil 17 is moved to the reference electrode 5 side, and the backlight is moved. The illumination light from 18 is prevented from reaching the opening 11k. Thereby, the display color on the display surface side is in a black display state by the oil 17.
  • the display color on the display surface side is in the state of red display, green display, or blue display (polar liquid coloring display) by the polar liquid 16r, 16g, or 16b.
  • the polar liquid coloring display is performed by moving the polar liquids 16r, 16g, or 16b to the effective display region P1 side in all three adjacent RGB pixels, Red light, green light, and blue light from the RGB pixels are mixed with white light, and white display is performed.
  • the polar liquids 16r, 16g, or 16b are kept stationary at the current position, and the current display color is maintained. Maintained. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquids 16r, 16g, or 16b do not move, but remain stationary and the display surface The display color on the side does not change.
  • the polar liquids 16r, 16g, or 16b can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed. it can.
  • the display color at each pixel on the selected line is applied to the signal electrode 4 corresponding to each pixel, for example, as shown in FIG. 12 by the combination of the applied voltages shown in Table 3.
  • the polar liquid 16r, 16g, or 16b is colored with a polar liquid (red, green, or blue) or black with an oil 17 (nonpolar liquid is colored).
  • the reference driver 8 and the scanning driver 9 perform the scanning operation of the selection lines of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 respectively from the left to the right in FIG. 12, for example, each pixel in the display unit of the image display device 1 is scanned.
  • the display color also changes sequentially from left to right in FIG.
  • the image display apparatus 1 can perform various information including moving images based on an external image input signal. Can be displayed.
  • combinations of voltages applied to the reference electrode 5, the scan electrode 6, and the signal electrode 4 are not limited to Table 3 but may be those shown in Table 4.
  • 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 reference electrode 5 and the scan electrode 6 as L voltage (second voltage) and H as selection voltages.
  • a scanning operation is performed in which a voltage (first voltage) is sequentially applied to select lines.
  • the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • 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 reference electrodes 5 and scan electrodes 6.
  • the display color on the display surface side is a red display, a green display, or a blue display (oil coloring display) by the polar liquids 16r, 16g, or 16b.
  • polar liquid coloring display is performed on all three adjacent RGB pixels, white display is performed.
  • the polar liquids 16r, 16g, or 16b are maintained in a stationary state at the current position, and the current display color is maintained. Maintained. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquids 16r, 16g, or 16b can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed. it can.
  • the applied voltage to the signal electrode 4 is not limited to the binary value of the H voltage or the L voltage.
  • the voltage between the H voltage and the L voltage can be changed according to information displayed on the display surface side.
  • the image display device 1 can perform gradation display by controlling the signal voltage Vd. Thereby, the display element 10 excellent in display performance can be configured.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment.
  • a predetermined gap is formed between the first and second rib members 14a 'and 14b' so that the adjacent pixel regions P communicate with each other.
  • the polar liquid 16 can be moved smoothly.
  • the polar liquids 16r, 16g, and 16b are colored as red, green, and blue as predetermined colors, respectively, and the oil (insulating fluid) 17 is colored black.
  • the polar liquids 16r, 16g, and 16b sealed in the three pixel regions P are red, blue, Since each of the three adjacent pixel regions P is colored, a pixel region P capable of displaying red, blue, and green is formed in each of the three adjacent pixel regions P, so that full color display can be reliably performed.
  • FIG. 13 is an enlarged plan view which shows the principal part structure by the side of the lower board
  • FIG. 14A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 14B is a plan view of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line XIVb-XIVb.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are cross-sectional views showing the main configuration of a display element according to the third embodiment of the present invention during black display and oil coloring display, respectively.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that, in the guide portion, the front ends of the two rail members are opposed to the other sides of the first and second substrates.
  • a flat plate member having a planar shape is provided so as to be in contact with the polar liquid inside the display space.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4 ′ is provided so as to penetrate the first rib member 14a. Yes. Further, the signal electrode 4 ′ is disposed so as to be in contact with a flat plate member described later.
  • the guide portion 21 does not display the upper substrate 2. It is provided on the surface side.
  • the guide portion 21 includes a plurality of, for example, two rail members 21 a provided at a predetermined interval on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side, and two so as to face the upper substrate 2. And a flat plate member 21b that is connected to each tip portion of the rail member 21a and is formed in a planar shape so as to come into contact with the polar liquid 16 inside the display space S.
  • the guide portion 21 has one end portion side and the other end portion side provided on the effective display region P1 side and the non-effective display region P2 side in the movement space K, respectively.
  • the oil 17r, 17g, or 17b is guided to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side.
  • oil (insulating fluid) 17r, 17g, or A movement space K for moving 17b is formed inside the display space S on the upper substrate 2 side of the space in which the polar liquid 16 moves.
  • Each rail member 21a protrudes from the upper substrate 2 side to the inside of the display space S, and connects the effective display area P1 and the ineffective display area P2 on the upper substrate 2 side. It is provided in a straight line. Further, the flat plate member 21b is connected to the tip portions of the two rail members 21a so that a tunnel-like movement space K is formed between the two rail members 21a and the upper substrate 2. ing. For example, an epoxy resin resist material is used for each rail member 21a and flat plate member 21b. Further, since each rail member 21a and the flat plate member 21b are not provided on the lower substrate 3 side where the signal electrode 4, the reference electrode 5, the scanning electrode 6, and the dielectric layer 13 are installed, each rail member 21a and the flat plate member 21b are provided. The member 21b is configured not to inhibit the movement of the polar liquid 16 due to the electrowetting phenomenon.
  • the first rib member 14a and the rail member 21a adjacent to the first rib member 14a are provided.
  • the dimension h5 between the flat plate member 21b and the dimension h6 between the second rib member 14b and the rail member 21a and the flat plate member 21b adjacent to the second rib member 14b are respectively the upper substrate 2 and the lower plate member 21b.
  • the dimension is set to be smaller than the dimension H of the polar liquid 16 in the direction perpendicular to the substrate 3.
  • the dimensions h5 and h6 are each set to 10 ⁇ m, for example, and the dimension H is set to 40 ⁇ m, for example.
  • the dimension h4 between the two adjacent rail members 21a is set to 50 ⁇ m, for example, but the gap between these two rail members 21a is covered with the flat plate member 21b, so that the polar liquid 16 does not enter.
  • the polar liquid 16 is transferred between the first rib member 14a and the rail member 21a and the flat plate member 21b adjacent to the first rib member 14a, and the second. Can be prevented from entering between the rib member 14b and the rail member 21a and the flat plate member 21b adjacent to the second rib member 14b. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent the operation of the polar liquid 16 from becoming unstable.
  • the dimension h5 between the first rib member 14a and the rail member 21a and the flat plate member 21b adjacent to the first rib member 14a is set to the polar liquid 16
  • the polar liquid 16 enters between the first rib member 14a and the rail member 21a and the flat plate member 21b adjacent to the first rib member 14a, and the polar liquid 16 operates. It was not stable.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment.
  • the guide portion 21 is connected to the tip portions of the two rail members 21a so as to face the upper substrate 2 side, and contacts the polar liquid 16 inside the display space S.
  • a flat plate member 21b configured in a planar shape is used.
  • the tunnel-shaped movement space K can be reliably provided between the flat plate member 21b, the two rail members 21a, and the upper substrate 2 side.
  • the flat plate member 21b is formed in a planar shape so as to contact the polar liquid 16 inside the display space S, the polar liquid 16 can be operated more reliably and stably.
  • FIG. 16A is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a modification of the display element according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line XVIb-XVIb of a).
  • the main difference between the present embodiment and the third embodiment is that the installation of the two rail members in the guide portion is omitted, and the polar liquid and the upper substrate side are disposed inside the display space. This is a point in which a flat plate member configured to be flat is provided so as to come into contact.
  • symbol is attached
  • the flat plate member 22 is provided on the non-display surface side of the upper substrate 2.
  • the flat plate member 22 abuts on the upper substrate 2 side and is formed in a planar shape so as to contact the polar liquid 16 inside the display space S. Further, the flat plate member 22 is provided such that a movement space K is formed between the flat plate member 22 and the second rib member 14b.
  • the flat plate member 22 is made of, for example, an epoxy resin resist material.
  • the flat plate member 22 since the flat plate member 22 is not provided on the lower substrate 3 side on which the signal electrode 4, the reference electrode 5, the scanning electrode 6, and the dielectric layer 13 are installed, the flat plate member 22 has a polarity due to the electrowetting phenomenon. The movement of the liquid 16 is not hindered.
  • the dimension h7 between the first rib member 14a and the dimension h8 between the second rib member 14b is as follows.
  • the dimensions are set to be smaller than the dimension H of the polar liquid 16 in the direction perpendicular to the upper substrate 2 and the lower substrate 3, respectively.
  • the dimensions h7 and h8 are each set to 10 ⁇ m, for example, and the dimension H is set to 40 ⁇ m, for example.
  • the polar liquid 16 is between the first rib member 14a and the flat plate member 22 and between the second rib member 14b and the flat plate member 22. Can be prevented from entering. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent the operation of the polar liquid 16 from becoming unstable.
  • the present modification can achieve the same functions and effects as those of the third embodiment.
  • the present invention is an electric device provided with a display unit that displays information including characters and images.
  • the present invention is not limited in any way.
  • a portable information terminal such as a PDA such as an electronic notebook, a display device attached to a personal computer, a television, or the like, or an electronic paper or other electric device including various display units. it can.
  • the electrowetting method, the electrophoresis method, and the dielectrophoresis method are configured because the electrowetting type display element that moves the polar liquid according to the electric field applied to the polar liquid is configured.
  • the polar liquid can be moved at a high speed with a low driving voltage as compared with other electric field induction type display elements.
  • the display color is changed according to the movement of the polar liquid, and unlike a liquid crystal display device using a birefringent material such as a liquid crystal layer, it is used for information display.
  • a high-luminance display element that is excellent in light utilization efficiency of light from the backlight and external light can be easily configured.
  • 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.
  • the polar liquid is colored in one of the predetermined colors other than black and black
  • the insulating fluid is colored in the other of the predetermined colors other than black and black.
  • a plurality of signal electrodes and a plurality of scanning electrodes are provided in a matrix so as to cross each other, and for each of a plurality of pixel regions provided in units of intersections between the signal electrodes and the scanning electrodes, A switching element such as a thin film transistor (TFT) is installed.
  • TFT thin film transistor
  • the scanning electrode is connected to the gate of the thin film transistor, and the voltage is applied from the scanning voltage application unit.
  • the signal electrode is connected to the source of the thin film transistor and voltage is applied from the signal voltage application unit, and the drain of the thin film transistor is connected to the pixel electrode provided for each pixel region to supply the voltage from the signal electrode.
  • the polar liquid may be moved.
  • the reference electrode and the reference driver are provided as in each of the above-described embodiments, even when full color display is performed without providing a switching element for each pixel region, This is preferable in that a display device of a matrix driving system that can be simplified and can be simplified can be configured.
  • a transmissive display element including a backlight is configured.
  • the present invention is not limited to this, and a reflective type having a light reflecting portion such as a diffuse reflector.
  • 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.
  • polar liquids include potassium chloride, zinc chloride, potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali metal hydroxide, zinc oxide, sodium chloride, lithium salt, phosphoric acid, alkali metal carbonate, oxygen ion What contains electrolytes, such as ceramics which have conductivity, can be used.
  • organic solvents such as alcohol, acetone, formamide, and ethylene glycol can also be used as the solvent.
  • the polar 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 ( Room temperature molten salt) can also be used.
  • a cation such as pyridine, alicyclic amine, or aliphatic amine
  • an anion such as fluoride such as fluoride ion or triflate ( Room temperature molten salt) can also be used.
  • the polar liquid of the present invention includes a conductive liquid having conductivity and a liquid having a high dielectric constant having a specific dielectric constant of a predetermined value or higher, preferably 15 or higher.
  • the insulating fluid of the present invention includes a fluid having a relative dielectric constant of not more than a predetermined value, preferably not more than 5.
  • the signal electrode and the reference electrode are provided on the lower substrate (second substrate) side.
  • the signal electrode is installed inside the display space so as to be in contact with the polar liquid, and the reference electrode and the scan electrode are connected to the first and second electrodes while being electrically insulated from the polar liquid.
  • the reference electrode and the scan electrode may be provided on the first substrate side.
  • the present invention is not limited to this, and the reference electrode and the scan electrode May be installed on the non-effective display area side and the effective display area side, respectively.
  • the present invention is not limited to this, and the insulating material It is also possible to use a reference electrode and a scan electrode embedded in the second substrate.
  • the second substrate can be used as a dielectric layer, and the installation of the dielectric layer can be omitted.
  • the signal electrode may be directly provided on the first and second substrates also serving as the dielectric layer, and the signal electrode may be installed inside the display space.
  • 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. .
  • the shapes of the reference electrode and the scan electrode of the present invention are not limited to this.
  • the shape may be such that light loss such as a line shape or a net shape hardly occurs.
  • 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.
  • the polar liquid or the insulating fluid sealed in the three pixel regions is colored in red, blue, and green as predetermined colors, respectively, in units of three adjacent pixel regions.
  • the present invention is not limited to this, as long as a plurality of pixel regions are provided according to a plurality of colors capable of full color display on the display surface side.
  • the polar liquid or the insulating fluid may be colored in CMY of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y).
  • the present invention is useful for a low-cost display element capable of simplifying the manufacturing process even when full-color display is performed, and an electric device using the display element.
  • Image display device (electric equipment) 2 Upper substrate (first substrate) 3 Lower substrate (second substrate) 4, 4 'signal electrode 5 reference electrode 6 scan electrode 7 signal driver (signal voltage application unit) 8 Reference driver (reference voltage application unit) 9 Scanning driver (scanning voltage application unit) 10 display element 11 black matrix layer 11k opening 11s black matrix part (light shielding film) 13 Dielectric layers 14, 14 'Ribs 14a, 14a' First rib members 14b, 14b 'Second rib members 16, 16r, 16g, 16b Polar liquids 17r, 17g, 17b, 17 Oil (insulating fluid) 20 Rail member 21 Guide portion 21a Rail member 21b Flat plate member S Display space K Movement space P Pixel region P1 Effective display region P2 Ineffective display region G Guide portion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

　上部基板（第１の基板）（２）と、下部基板（第２の基板）（３）と、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、複数の各画素領域（Ｐ）に応じて、表示用空間（Ｓ）の内部を気密に区切るように下部基板に設けられたリブ（１４）、及び表示用空間（Ｓ）の内部に画素領域（Ｐ）毎に移動可能に封入されるとともに、極性液体（１６）と混じり合わないオイル（絶縁性流体）（１７ｒ、１７ｇ、１７ｂ）を備える。また、極性液体（１６）は、黒色に着色され、かつ、オイル（１７ｒ、１７ｇ、１７ｂ）は、それぞれ赤色、緑色、青色に着色されている。

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、フルカラー表示を行うために、隣接する３つの画素領域単位に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーフィルタ部を有するカラーフィルタ層を設けていた。つまり、上記従来の表示素子では、隣接する３つの画素領域にそれぞれ赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタ部を設置して、当該３つの画素領域にて１つの絵素を構成して、フルカラー表示を行っていた。
　このため、従来の表示素子では、その製造工程において、上記カラーフィルタ層を設置する設置工程が必要となり、表示素子のコストダウンを図るのが難しいという問題点があった。
　上記の課題を鑑み、本発明は、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子、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、及び
　前記表示用空間の内部に前記画素領域毎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を備え、
　前記極性液体は、黒色及び黒色以外の所定色の一方の色に着色され、かつ、前記絶縁性流体は、黒色及び黒色以外の所定色の他方の色に着色されてい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、極性液体は、黒色及び黒色以外の所定色の一方の色に着色されている。また、絶縁性流体は、黒色及び黒色以外の所定色の他方の色に着色されている。これにより、上記従来例と異なり、カラーフィルタ層を設置することなく、フルカラー表示を行うことができる。従って、上記従来例と異なり、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な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、前記リブは、前記極性液体の移動方向に垂直な方向に設けられた第１のリブ部材と、前記極性液体の移動方向に平行に設けられた第２のリブ部材を備えるとともに、
　前記第１及び第２のリブ部材の間には、隣接する画素領域が連通するように、所定の隙間が形成され、
　前記極性液体は、前記所定色に着色され、かつ、前記絶縁性流体は、前記黒色に着色されてもよい。
　この場合、第１及び第２のリブ部材の間には、隣接する画素領域が連通するように、所定の隙間が形成されているので、極性液体を円滑に移動させることができる。また、絶縁性流体が黒色に着色されているので、極性液体を移動させたときに、絶縁性流体が隣接する画素領域の内部に流入したときでも、流入した画素領域の内部の絶縁性流体と合一して、当該画素領域での表示色に悪影響が生じるのを防ぐことができる。
　また、上記表示素子において、前記リブは、前記極性液体の移動方向に垂直な方向に設けられた第１のリブ部材と、前記極性液体の移動方向に平行に設けられた第２のリブ部材を備えるとともに、
　前記第１及び第２のリブ部材は、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気密に区切るように、設けられてもよい。
　この場合、極性液体を移動させたときに、極性液体及び絶縁性流体が隣接する画素領域の内部に流入するのを確実に防ぐことができ、各画素領域において、適切な表示色の表示を確実に行わせることができる。
　また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記画素領域毎に前記絶縁性流体を移動させるための移動用空間が設けられていることが好ましい。
　この場合、極性液体を移動させるときに、当該極性液体を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。
　また、上記表示素子において、前記移動用空間の内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記極性液体の移動に応じて、前記絶縁性流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案内するガイド部が設置されていることが好ましい。
　この場合、絶縁性流体は極性液体の移動に応じて、ガイド部によって有効表示領域側または非有効表示領域側に案内されることとなり、表示色を変更するときに極性液体を移動させるときにおいて、当該極性液体をより円滑に、かつ、より適切に移動させることができる。
　また、上記表示素子において、前記ガイド部には、表示用空間の内部側に突出するように、かつ、前記第１及び第２の基板の他方側で前記有効表示領域と前記非有効表示領域とを接続するように直線状に設けられるとともに、互いに所定の間隔をおいて設置された複数のレール部材が用いられてもよい。
　この場合、レール部材を用いて、極性液体の移動に応じて、絶縁性流体を有効表示領域側または非有効表示領域側に適宜案内することができる。
　また、上記表示素子において、前記複数のレール部材では、隣接する２つのレール部材の間の寸法及び前記リブと当該リブに隣接するレール部材との間の寸法が、各々前記第１及び第２の基板と垂直な方向での前記極性液体の寸法よりも小さい寸法に設定されていることが好ましい。
　この場合、極性液体の動作が不安定になるのを防止することができる。
　また、上記表示素子において、前記ガイド部には、前記第１及び第２の基板の他方側と対向するように前記複数のレール部材の各先端部に接続されるとともに、前記表示用空間の内部で前記極性液体に接触するように平面状に構成された平板部材が用いられてもよい。
　この場合、平板部材、複数のレール部材、及び第１及び第２の基板の他方側との間に、移動用空間を確実に設けることができる。また、平板部材は、表示用空間の内部で極性液体に接触するように平面状に構成されているので、極性液体をより確実に安定して動作させることができる。
　また、上記表示素子において、前記平板部材では、前記リブとの間の寸法が、前記第１及び第２の基板と垂直な方向での前記極性液体の寸法よりも小さい寸法に設定されていることが好ましい。
　この場合、極性液体の動作が不安定になるのを防止することができる。
　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。
　この場合、各画素領域の表示色を適切に変更することができる。
　また、上記表示素子において、前記複数の画素領域では、隣接する３つの画素領域単位に、当該３つの画素領域に封入された前記極性液体または前記絶縁性流体が前記所定色として赤色、青色、及び緑色にそれぞれ着色されてもよい。
　この場合、隣接する３つの画素領域単位に、赤色、青色、及び緑色をそれぞれ表示可能な画素領域が構成されて、フルカラー表示を確実に行うことができる。
　また、上記表示素子において、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走査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参照電極と、
　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を印加する参照電圧印加部とが設けられていることが好ましい。
　この場合、スイッチング素子を画素領域毎に設けることなく、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価なマトリクス駆動方式の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、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子が表示部に用いられているので、フルカラー表示が可能な表示部を備えたコスト安価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、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子、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、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（ａ）は、上記表示素子の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線断面図である。 図５は、上記表示素子の隣接する３つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ黒色表示時及びオイル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７は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。 図８は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子における、表示面側から見た場合での上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子における、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１０は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の隣接する３つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ極性液体着色表示時及び黒色表示時における、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる画像表示装置の動作例を説明する図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子における、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１４（ａ）は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図１４（ｂ）は、図４（ａ）のＸＩＶｂ－ＸＩＶｂ線断面図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれ黒色表示時及びオイル着色表示時における、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図１６（ａ）は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の変形例の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図１６（ｂ）は、図４（ａ）のＸＶＩｂ－ＸＶＩｂ線断面図である。
　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。）。
　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リブ（仕切壁）にて気密に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、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、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。
　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。
　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。
　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。
　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る。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（ａ）は、上記表示素子の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線断面図である。図５は、上記表示素子の隣接する３つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ黒色表示時及びオイル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。また、図２では、図面の明瞭化のために、非表示面側に設けられた後述のレール部材の図示は省略している。
　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を有するとともに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色されたオイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂのうち、いずれかの一つの色のオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂが当該表示用空間Ｓの内部で上記Ｘ方向（図３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。尚、表示素子１０では、後に詳述するように、隣接する３つの画素領域単位に、オイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂが３つの画素領域にそれぞれ封入されている。
　さらに、表示用空間Ｓの内部には、後に詳述するように、上記画素領域Ｐ毎に絶縁性流体としてのオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを移動させるための移動用空間Ｋが設けられており、極性液体１６の移動に応じて、対応するオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に円滑に、かつ、適切に移動させることができるようになっている。
　極性液体１６には、例えば水系溶剤が用いられている。具体的にいえば、極性液体１６には、例えば７０ｗｔ％の水溶性グリコールと３０ｗｔ％の水からなる水系溶剤が用いられている。また、極性液体１６は、黒色に着色されており、この極性液体１６には、例えばカーボンブラック顔料が上記水系溶剤に分散されている。
　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１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂには、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の染料をそれぞれ溶解した無極性のオイルが用いられている。具体的にいえば、オイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂには、例えば５ｗｔ％の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の染料をそれぞれ溶解したキシレンまたは酢酸ブチルが用いられている。また、このオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂは、極性液体１６のスライド移動に伴って、表示用空間Ｓの内部で上部基板２側に区画された移動用区空間Ｋの内部を移動するようになっている。
　尚、上記の説明以外に、オイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂとして、例えば顔料を分散したオイルを用いることもできる。また、ここでいう、無極性のオイルとは、顔料や染料が分散できる程度の極性を有するものをいう。
　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、ブラックマトリクス層１１が形成されている。また、上部基板２の非表示面側の表面には、複数のレール部材２０がブラックマトリクス層１１上に所定のパターンで形成されており、表示用空間Ｓの内部に移動用空間Ｋを区画するようになっている（詳細は後述。）。さらに、上部基板２の非表示面側の表面では、ブラックマトリクス層１１及び突起部材１９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、極性液体１６の移動方向に垂直な方向（Ｙ方向）に設けられた第１のリブ部材１４ａ、及び極性液体１６の移動方向（Ｘ方向）に平行に設けられた第２のリブ部材１４ｂを有するリブ１４が設けられている。このリブ１４は、画素領域Ｐに応じて、表示用空間Ｓの内部を気密に区切るように設けられており、図３に例示するように、画素領域Ｐ毎に枠状に構成されている。
　また、下部基板３では、信号電極４が誘電体層１３の表面上で第１のリブ部材１４ａを貫通するように形成されている。さらに、下部基板３では、信号電極４、誘電体層１３、及び第１及び第２のリブ部材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。
　ブラックマトリクス層１１には、所定の形状に構成された開口部１１ｋと、遮光膜としてのブラックマトリクス部１１ｓとが設けられている。このブラックマトリクス層１１では、ブラックマトリクス部１１ｓとして例えば黒色に着色された合成樹脂が用いられており、開口部１１ｋが上部基板２の非表示面側の表面上に形成されるように、上記合成樹脂が当該表面上でパターニングされることでブラックマトリクス部１１ｓが設けられている。また、開口部１１ｋには、例えば透明な合成樹脂が用いられており、この開口部１１ｋは、ブラックマトリクス部１１ｓと同じ厚さ寸法を有しており、ブラックマトリクス層１１全体が上部基板２の非表示面側の表面上で平坦化された層として形成されるようになっている。
　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に対応する箇所に開口部１１ｋ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、開口部１１ｋ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、開口部１１ｋ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、実際のブラックマトリクス層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１４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つの第１のリブ部材１４ａと、互いに対向する２つの第２のリブ部材１４ｂとによって区画されており、画素領域Ｐ毎に枠状のリブ１４が設けられている。さらに、表示素子１０では、第１及び第２のリブ部材１４ａ、１４ｂはその先端部が上部基板２に当接するように設けられており、リブ１４は、画素領域Ｐに応じて、表示用空間Ｓの内部を気密に区切るように構成されている。また、これらの第１及び第２のリブ部材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１５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、誘電体層１３上で、第１のリブ部材１４ａを貫通した状態で、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１５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。
　ここで、図４（ａ）、図４（ｂ）、図６（ａ）、及び図６（ｂ）を参照して、上記レール部材２０及び移動用空間Ｋについて具体的に説明する。尚、図４（ｂ）では、図面の簡略化のために、参照電極５、走査電極６、ブラックマトリクス層１１、撥水膜１２、１５、及び誘電体層１３の図示は省略する（後掲の図１４（ｂ）及び図１６（ｂ）においても、同様。）。
　図４（ａ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、上部基板２の非表示面側の表面において、複数、例えば４本のレール部材２０が互いに所定の間隔をおいて設けられている。これらの各レール部材２０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、各レール部材２０は、長尺の直方体状に形成されている。
　また、各レール部材２０は、上部基板２側から表示用空間Ｓの内部側に突出するように、かつ、当該上部基板２側で有効表示領域Ｐ１と非有効表示領域Ｐ２とを接続するように直線状に設けられており、表示用空間Ｓの内部において、移動用空間Ｋを区画している。すなわち、本実施形態の表示素子１０では、例えば図４（ｂ）に示すように、各画素領域Ｐにおいて、オイル（絶縁性流体）１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを移動させるための移動用空間Ｋが、表示用空間Ｓの内部において、極性液体１６が移動する空間の上部基板２側に形成される。
　また、複数のレール部材２０は、例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、移動用空間Ｋの内部において、一端部側及び他端部側がそれぞれ有効表示領域Ｐ１側及び非有効表示領域Ｐ２側に設けられるとともに、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内するガイド部Ｇ（図４（ａ））として機能するようになっている。また、各レール部材２０は、信号電極４、参照電極５、走査電極６、及び誘電体層１３が設置された下部基板３側に設けられていないので、各レール部材２０は、エレクトロウェッティング現象による極性液体１６の移動を阻害しないように構成されている。
　また、複数のレール部材２０では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、隣接する２本のレール部材２０の間の寸法ｈ１、第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２０との間の寸法ｈ２、及び第２のリブ部材１４ｂと当該第２のリブ部材１４ｂに隣接するレール部材２０との間の寸法ｈ３が、各々上部基板２及び下部基板３と垂直な方向での極性液体１６の寸法Ｈよりも小さい寸法に設定されている。具体的にいえば、本実施形態では、寸法ｈ１～ｈ３は各々例えば１０μｍに設定され、寸法Ｈは例えば４０μｍに設定されている。
　以上のように、寸法Ｈよりも小さい寸法の寸法ｈ１～ｈ３を用いることにより、本実施形態では、極性液体１６の動作（移動）が不安定になるのを防止することができる。すなわち、本願発明の発明者等による実験によれば、極性液体１６が、隣接する２つのレール部材２０の間、第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２０との間、及び第２のリブ部材１４ｂに隣接するレール部材２０との間の各間に入り込むのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、極性液体１６の動作が不安定になるのを防止することができる。尚、本願発明の発明者等による実験によれば、例えば隣接する２つのレール部材２０の間の寸法ｈ１を、極性液体１６の寸法Ｈ以上とした場合、極性液体１６が当該隣接する２つのレール部材２０の間に入り込んで、極性液体１６の動作が安定しなかった。
　次に、図５を参照して、本実施形態の表示素子１０でのフルカラー表示を行うための構成について具体的に説明する。
　図５に示すように、本実施形態の表示素子１０では、隣接する３つの画素領域単位に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色されたオイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂが３つの画素領域Ｐにそれぞれ封入されている。つまり、オイル１７ｒが封入された画素領域Ｐでは、当該オイル１７ｒが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は赤色となる。同様に、オイル１７ｇが封入された画素領域Ｐでは、当該オイル１７ｇが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は緑色となり、オイル１７ｂが封入された画素領域Ｐでは、当該オイル１７ｂが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は青色となる。そして、本実施形態の表示素子１０では、隣接する３つの画素領域での表示色（すなわち、ＲＧＢ）を組み合わせることにより、白色表示、黒色表示、及びフルカラー表示を行うことができる。
　上記のように構成された表示素子１０の各画素では、図６（ａ）に例示するように、極性液体１６が開口部１１ｋ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、黒色表示が行われる。一方、図６（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、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂ及び開口部１１ｋを通過することにより、赤色表示、緑色表示、または青色表示（オイル着色表示）が行われる。
　次に、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。
　図７は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。
　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、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。また、このとき、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂは、極性液体１６の移動に応じて、移動用空間Ｋの内部を通って、当該極性液体１６の移動先とは反対側の非有効表示領域Ｐ２側または有効表示領域Ｐ１側に移動される。
　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、表３、及び表４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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜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６（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１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを参照電極５側に移動させて、バックライト１８からの照明光が開口部１１ｋ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、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂによる赤色表示、緑色表示、または青色表示（オイル着色表示）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、オイル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６（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からの照明光が開口部１１ｋ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オイル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、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂによるオイル着色（赤色、緑色、または青色）または極性液体１６による黒色（非オイル着色）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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　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６（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１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを参照電極５側に移動させて、バックライト１８からの照明光が開口部１１ｋ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、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂによる赤色表示、緑色表示、または青色表示（オイル着色表示）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、オイル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６（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からの照明光が開口部１１ｋ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オイル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。
　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、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。
　以上のように構成された本実施形態の表示素子１０では、極性液体１６は、黒色に着色されている。また、オイル（絶縁性流体）１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂは、所定色としてそれぞれ赤色、緑色、及び青色に着色されている。これにより、本実施形態の表示素子１０では、上記従来例と異なり、カラーフィルタ層を設置することなく、フルカラー表示を行うことができる。従って、本実施形態では、上記従来例と異なり、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子１０を構成することができる。
　また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子１０が表示部に用いられているので、フルカラー表示が可能な表示部を備えたコスト安価な画像表示装置（電気機器）１を容易に構成することができる。
　また、本実施形態では、リブ１４は極性液体１６の移動方向に垂直な方向に設けられた第１のリブ部材１４ａと、極性液体１６の移動方向に平行に設けられた第２のリブ部材１６ｂを備えている。また、これらの第１及び第２のリブ部材１４ａ、１４ｂは、複数の各画素領域Ｐに応じて、表示用空間Ｓの内部を気密に区切るように、設けられている。これにより、本実施形態では、極性液体１６を移動させたときに、極性液体１６及びオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂが隣接する画素領域Ｐの内部に流入するのを確実に防ぐことができ、各画素領域Ｐにおいて、適切な表示色の表示を確実に行わせることができる。
　また、本実施形態では、表示用空間Ｓの内部において、画素領域Ｐ毎にオイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを移動させるための移動用空間Ｋが設けられているので、極性液体１６を移動させるときに、当該極性液体１６を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。
　また、本実施形態では、移動用空間Ｋの内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ有効表示領域Ｐ１側及び非有効表示領域Ｐ２側に設けられるとともに、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内するガイド部Ｇが設置されている。これにより、本実施形態では、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂは極性液体１６の移動に応じて、ガイド部Ｇによって有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内されることとなり、表示色を変更するときに極性液体１６を移動させるときにおいて、当該極性液体１６をより円滑に、かつ、より適切に移動させることができる。この結果、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。
　また、本実施形態では、ガイド部Ｇにおいて、表示用空間Ｓの内部側に突出するように、かつ、上部基板２側で有効表示領域Ｐ１と非有効表示領域Ｐ２とを接続するように直線状に設けられるとともに、互いに所定の間隔をおいて設置された複数のレール部材２０が用いられている。これにより、本実施形態では、レール部材２０を用いて、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に適宜案内することができる。
　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、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とともに、各画素領域の表示色を適切に変更することができる。
　また、本実施形態では、複数の画素領域Ｐにおいて、隣接する３つの画素領域Ｐ単位に、当該３つの画素領域Ｐに封入されたオイル１７ｒ、１７ｇ、及び１７ｂが所定色として赤色、青色、及び緑色にそれぞれ着色されているので、隣接する３つの画素領域Ｐ単位に、赤色、青色、及び緑色をそれぞれ表示可能な画素領域Ｐが構成されて、フルカラー表示を確実に行うことができる。
　［第２の実施形態］
　図８は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子における、表示面側から見た場合での上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図９は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子における、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１０は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の隣接する３つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ極性液体着色表示時及び黒色表示時における、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。
　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、第１及び第２のリブ部材の間に、隣接する画素領域が連通するように、所定の隙間を形成するとともに、ＲＧＢのいずれかの所定色に極性液体を着色し、かつ、黒色にオイルを着色した点である。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８に示すように、本実施形態の表示素子１０では、信号電極４が上部基板２側に設けられている。具体的には、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）も参照して、上部基板２の非表示面側の表面には、ブラックマトリクス層１１及び信号電極４が順次形成されており、さらにはブラックマトリクス層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。さらに、信号電極４は、ブラックマトリクス層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。すなわち、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。
　また、本実施形態の表示素子１０では、図９、図１１（ａ）、及び図１１（ｂ）に示すように、誘電体層１３の表示面側の表面に、極性液体１６の移動方向に垂直な方向（Ｙ方向）に設けられた第１のリブ部材１４ａ’、及び極性液体１６の移動方向（Ｘ方向）に平行に設けられた第２のリブ部材１４ｂ’を有するリブ１４’が設けられている。このリブ１４’は、隣接する画素領域Ｐが連通するように、所定の隙間を形成した状態で、下部基板６側に設けられている。また、本実施形態の表示素子１０では、上記仕切壁としての第１及び第２のリブ部材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。さらに、本実施形態の表示素子１０では、第１の実施形態のものと異なり、オイル（絶縁性流体）１７を移動させるための移動用空間は設けられていない。
　具体的にいえば、本実施形態の表示素子１０では、各画素の表示用空間Ｓは、図９に例示するように、互いに対向する２つの第１のリブ部材１４ａ’と、互いに対向する２つの第２のリブ部材１４ｂ’とによって区画されている。さらに、表示素子１０では、第１及び第２のリブ部材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、これら第１及び第２のリブ部材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。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、図１０に示すように、本実施形態の表示素子１０では、第１の実施形態のものと異なり、極性液体１６ｒ、１６ｇ、及び１６ｂには、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の顔料を分散した水系溶剤が用いられている。具体的にいえば、極性液体１６ｒ、１６ｇ、及び１６ｂには、例えば７０ｗｔ％の水溶性グリコールと３０ｗｔ％の水からなる水系溶剤と、対応する色の顔料が用いられている。
　また、オイル１７には、例えば黒色の染料または顔料を溶解または分散した無極性のオイルが用いられている。具体的にいえば、オイル１７には、例えば５ｗｔ％の黒色の染料を溶解したキシレンまたは酢酸ブチルが用いられている。
　また、オイル１７は黒色に着色されているので、当該オイル１７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、オイル１７が極性液体１６の移動に応じて、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、図１０に示すように、本実施形態の表示素子１０では、隣接する３つの画素領域単位に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色された極性液体１６ｒ、１６ｇ、及び１６ｂが３つの画素領域Ｐにそれぞれ封入されている。つまり、極性液体１６ｒが封入された画素領域Ｐでは、当該極性液体１６ｒが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は赤色となる。同様に、極性液体１６ｇが封入された画素領域Ｐでは、当該極性液体１６ｇが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は緑色となり、極性液体１６ｂが封入された画素領域Ｐでは、当該極性液体１６ｂが上記開口部１１ｋの下方に移動したときに、当該画素領域Ｐでの表示色は青色となる。そして、本実施形態の表示素子１０では、隣接する３つの画素領域での表示色（すなわち、ＲＧＢ）を組み合わせることにより、白色表示、黒色表示、及びフルカラー表示を行うことができる。
　上記のように構成された表示素子１０の各画素では、図１１（ａ）に例示するように、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂが開口部１１ｋと参照電極５との間で保持されると、バックライト１８からの光はオイル１７に遮光されることなく、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ及び開口部１１ｋを通過することにより、赤色表示、緑色表示、または青色表示（極性液体着色表示）が行われる。一方、図１１（ｂ）に例示するように、オイル１７が開口部１１ｋと走査電極６との間で保持されると、バックライト１８からの光がオイル１７により遮光されて、黒色表示が行われる。
　次に、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１２も参照して具体的に説明する。
　図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる画像表示装置の動作例を説明する図である。
　図１２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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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。また、このとき、オイルは、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂの移動に応じて、当該極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂの移動先とは反対側の非有効表示領域Ｐ２側または有効表示領域Ｐ１側に移動される。
　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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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３に示されるものとなる。さらに、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂの挙動及び表示面側の表示色は、表３に示すように、印加電圧に応じたものとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　＜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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂは、図１１（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からの照明光が開口部１１ｋ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、オイル１７による黒色表示の状態となる。
　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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂは、図１１（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からの照明光が開口部１１ｋ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、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂによる赤色表示、緑色表示、または青色表示（極性液体着色表示）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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂが有効表示領域Ｐ１側に移動して、極性液体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。
　＜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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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極性液体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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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３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１２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、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂによる極性液体着色（赤色、緑色、または青色）またはオイル１７による黒色（非極性液体着色）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１２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１２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３に限定されるものではなく、表４に示すものでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂは、図１１（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からの照明光が開口部１１ｋ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、オイル１７による黒色表示の状態となる。
　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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂは、図１１（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からの照明光が開口部１１ｋ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、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂによる赤色表示、緑色表示、または青色表示（オイル着色表示）の状態となる。また、表３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、極性液体着色表示が行われたときには、白色表示が行われる。
　＜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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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極性液体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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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４に示した場合でも、表３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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂ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、本実施形態の画像表示装置１では、表３及び表４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。
　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、第１及び第２のリブ部材１４ａ’、１４ｂ’の間には、隣接する画素領域Ｐが連通するように、所定の隙間が形成されている。これにより、本実施形態では、極性液体１６を円滑に移動させることができる。また、本実施形態では、極性液体１６ｒ、１６ｇ、及び１６ｂは、それぞれ所定色として赤色、緑色、及び青色に着色され、かつ、オイル（絶縁性流体）１７は、黒色に着色されている。これにより、本実施形態では、極性液体１６ｒ、１６ｇ、または１６ｂを移動させたときに、オイル１７が隣接する画素領域Ｐの内部に流入したときでも、流入した画素領域Ｐの内部のオイル１７と合一して、当該画素領域Ｐでの表示色に悪影響が生じるのを防ぐことができる。
　また、本実施形態では、複数の画素領域Ｐにおいて、隣接する３つの画素領域Ｐ単位に、当該３つの画素領域Ｐに封入された極性液体１６ｒ、１６ｇ、及び１６ｂが所定色として赤色、青色、及び緑色にそれぞれ着色されているので、隣接する３つの画素領域Ｐ単位に、赤色、青色、及び緑色をそれぞれ表示可能な画素領域Ｐが構成されて、フルカラー表示を確実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における、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１４（ａ）は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図１４（ｂ）は、図４（ａ）のＸＩＶｂ－ＸＩＶｂ線断面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれ黒色表示時及びオイル着色表示時における、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。
　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、ガイド部において、第１及び第２の基板の他方側と対向するように２本のレール部材の各先端部に接続されるとともに、表示用空間の内部で極性液体に接触するように平面状に構成された平板部材を設けた点である。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、図１５（ａ）、及び図１５（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、信号電極４’は第１のリブ部材１４ａを貫通するように設けられている。また、この信号電極４’は、後述の平板部材に接するように設置されている。
　また、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５（ａ）、及び図１５（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、ガイド部２１が上部基板２の非表示面側に設けられている。このガイド部２１には、上部基板２の非表示面側の表面上で互いに所定の間隔をおいて設けられた複数、例えば２本のレール部材２１ａと、上部基板２と対向するように２本のレール部材２１ａの各先端部に接続されるとともに、表示用空間Ｓの内部で極性液体１６に接触するように平面状に構成された平板部材２１ｂとが含まれている。
　ガイド部２１は、第１の実施形態のものと同様に、移動用空間Ｋの内部において、一端部側及び他端部側がそれぞれ有効表示領域Ｐ１側及び非有効表示領域Ｐ２側に設けられるとともに、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内するよう構成されている。そして、本実施形態の表示素子１０では、第１の実施形態のものと同様に、例えば図１４（ｂ）に示すように、各画素領域Ｐにおいて、オイル（絶縁性流体）１７ｒ、１７ｇ、または１７ｂを移動させるための移動用空間Ｋが、表示用空間Ｓの内部において、極性液体１６が移動する空間の上部基板２側に形成される。
　また、各レール部材２１ａは、上部基板２側から表示用空間Ｓの内部側に突出するように、かつ、当該上部基板２側で有効表示領域Ｐ１と非有効表示領域Ｐ２とを接続するように直線状に設けられている。また、平板部材２１ｂは、２本のレール部材２１ａ及び上部基板２との間に、トンネル状の移動用空間Ｋが形成されるように、これらの２本のレール部材２１ａの先端部に接続されている。また、各レール部材２１ａ及び平板部材２１ｂには、例えばエポキシ樹脂系レジスト材料が用いられている。また、各レール部材２１ａ及び平板部材２１ｂは、信号電極４、参照電極５、走査電極６、及び誘電体層１３が設置された下部基板３側に設けられていないので、各レール部材２１ａ及び平板部材２１ｂは、エレクトロウェッティング現象による極性液体１６の移動を阻害しないように構成されている。
　また、２本のレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂでは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間の寸法ｈ５、及び第２のリブ部材１４ｂと当該第２のリブ部材１４ｂに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間の寸法ｈ６が、各々上部基板２及び下部基板３と垂直な方向での極性液体１６の寸法Ｈよりも小さい寸法に設定されている。具体的にいえば、本実施形態では、寸法ｈ５及びｈ６は各々例えば１０μｍに設定され、寸法Ｈは例えば４０μｍに設定されている。なお、隣接する２本のレール部材２１ａの間の寸法ｈ４は、例えば５０μｍに設定されているが、これら２本のレール部材２１ａの間の間隙は平板部材２１ｂによって覆われているため、極性液体１６が侵入しないようになっている。
　以上のように、寸法Ｈよりも小さい寸法の寸法ｈ５及びｈ６を用いることにより、本実施形態では、極性液体１６の動作（移動）が不安定になるのを防止することができる。すなわち、本願発明の発明者等による実験によれば、極性液体１６が、第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間、及び第２のリブ部材１４ｂと当該第２のリブ部材１４ｂに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間の各間に入り込むのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、極性液体１６の動作が不安定になるのを防止することができる。尚、本願発明の発明者等による実験によれば、例えば第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間の寸法ｈ５を、極性液体１６の寸法Ｈ以上とした場合、極性液体１６が当該第１のリブ部材１４ａと当該第１のリブ部材１４ａに隣接するレール部材２１ａ及び平板部材２１ｂとの間に入り込んで、極性液体１６の動作が安定しなかった。
　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、ガイド部２１において、上部基板２側と対向するように２本のレール部材２１ａの各先端部に接続されるとともに、表示用空間Ｓの内部で極性液体１６に接触するように平面状に構成された平板部材２１ｂが用いられている。これにより、本実施形態では、平板部材２１ｂ、２本のレール部材２１ａ、及び上部基板２側との間に、トンネル状の移動用空間Ｋを確実に設けることができる。また、平板部材２１ｂは、表示用空間Ｓの内部で極性液体１６に接触するように平面状に構成されているので、極性液体１６をより確実に安定して動作させることができる。
　［変形例］
　図１６（ａ）は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の変形例の１つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図であり、図１６（ｂ）は、図４（ａ）のＸＶＩｂ－ＸＶＩｂ線断面図である。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、ガイド部において、２本のレール部材の設置を省略するとともに、表示用空間の内部で極性液体及び上部基板側に接触するように平面状に構成された平板部材を設けた点である。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１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、平板部材２２が上部基板２の非表示面側に設けられている。この平板部材２２は上部基板２側に当接するとともに、表示用空間Ｓの内部で極性液体１６に接触するように平面状に構成されている。また、平板部材２２は、第２のリブ部材１４ｂとの間に、移動用空間Ｋが形成されるように、設けられている。また、平板部材２２には、例えばエポキシ樹脂系レジスト材料が用いられている。また、平板部材２２は、信号電極４、参照電極５、走査電極６、及び誘電体層１３が設置された下部基板３側に設けられていないので、平板部材２２は、エレクトロウェッティング現象による極性液体１６の移動を阻害しないように構成されている。
　また、平板部材２２では、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、第１のリブ部材１４ａとの間の寸法ｈ７、及び第２のリブ部材１４ｂとの間の寸法ｈ８が、各々上部基板２及び下部基板３と垂直な方向での極性液体１６の寸法Ｈよりも小さい寸法に設定されている。具体的にいえば、本実施形態では、寸法ｈ７及びｈ８は各々例えば１０μｍに設定され、寸法Ｈは例えば４０μｍに設定されている。
　以上のように、寸法Ｈよりも小さい寸法の寸法ｈ７及びｈ８を用いることにより、本実施形態では、極性液体１６の動作（移動）が不安定になるのを防止することができる。すなわち、本願発明の発明者等による実験によれば、極性液体１６が、第１のリブ部材１４ａと平板部材２２との間、及び第２のリブ部材１４ｂと平板部材２２との間の各間に入り込むのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、極性液体１６の動作が不安定になるのを防止することができる。尚、本願発明の発明者等による実験によれば、例えば第１のリブ部材１４ａと平板部材２２との間の寸法ｈ７を、極性液体１６の寸法Ｈ以上とした場合、極性液体１６が当該第１のリブ部材１４ａと平板部材２２との間に入り込んで、極性液体１６の動作が安定しなかった。
　以上の構成により、本変形例では、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。
　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、上記の各実施形態では、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ているので、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の電界誘導型の表示素子に比べて、極性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることができる。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、信号電極、走査電極、及び参照電極と、信号ドライバ（信号電圧印加部）、走査ドライバ（走査電圧印加部）、及び参照ドライバ（参照電圧印加部）とを用いた構成について説明した。しかしながら、本発明は、極性液体は、黒色及び黒色以外の所定色の一方の色に着色され、かつ、絶縁性流体は、黒色及び黒色以外の所定色の他方の色に着色されているものであれば何等限定されない。
　具体的にいえば、複数の信号電極と複数の走査電極とを互いに交差するように、マトリクス状に設けるとともに、信号電極と走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域毎に、スイッチング素子、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設置する。そして、薄膜トランジスタのゲートに走査電極を接続して走査電圧印加部から電圧印加を行うよう構成する。さらに、薄膜トランジスタのソースに信号電極を接続して信号電圧印加部から電圧印加を行うよう構成するとともに、画素領域毎に設けた画素電極に薄膜トランジスタのドレインを接続して信号電極からの電圧を供給することで極性液体の移動動作を行わせるよう構成するものでよい。
　但し、上記の各実施形態のように、参照電極及び参照ドライバ（参照電圧印加部）を設ける場合の方が、スイッチング素子を画素領域毎に設けることなく、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価なマトリクス駆動方式の表示素子を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、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、黒色または黒色以外の所定色の顔料を分散した水系溶剤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、塩化カリウム、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。
　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。
　また、上記の説明では、信号電極及び参照電極を下部基板（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、隣接する３つの画素領域単位に、当該３つの画素領域に封入された極性液体または絶縁性流体が所定色として赤色、青色、及び緑色にそれぞれ着色された場合について説明した。しかしながら、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、例えば隣接する３つの画素領域において、その極性液体または絶縁性流体がシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）のＣＭＹにそれぞれ着色されたものであればよい。
　本発明は、フルカラー表示を行うときでも、製造工程の簡略化を図ることができるコスト安価な表示素子、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、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　ブラックマトリクス層
　１１ｋ　開口部
　１１ｓ　ブラックマトリクス部（遮光膜）
　１３　誘電体層
　１４、１４’　リブ
　１４ａ、１４ａ’　第１のリブ部材
　１４ｂ、１４ｂ’　第２のリブ部材
　１６、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ　極性液体
　１７ｒ、１７ｇ、１７ｂ、１７　オイル（絶縁性流体）
　２０　レール部材
　２１　ガイド部
　２１ａ　レール部材
　２１ｂ　平板部材
　Ｓ　表示用空間
　Ｋ　移動用空間
　Ｐ　画素領域
　Ｐ１　有効表示領域
　Ｐ２　非有効表示領域
　Ｇ　ガイド部

Claims (15)

  1. 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、及び
    　前記表示用空間の内部に前記画素領域毎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を備え、
    　前記極性液体は、黒色及び黒色以外の所定色の一方の色に着色され、かつ、前記絶縁性流体は、黒色及び黒色以外の所定色の他方の色に着色されている、
    　ことを特徴とする表示素子。
  2. 前記リブは、前記極性液体の移動方向に垂直な方向に設けられた第１のリブ部材と、前記極性液体の移動方向に平行に設けられた第２のリブ部材を備えるとともに、
    　前記第１及び第２のリブ部材の間には、隣接する画素領域が連通するように、所定の隙間が形成され、
    　前記極性液体は、前記所定色に着色され、かつ、前記絶縁性流体は、前記黒色に着色されている請求項１に記載の表示素子。
  3. 前記リブは、前記極性液体の移動方向に垂直な方向に設けられた第１のリブ部材と、前記極性液体の移動方向に平行に設けられた第２のリブ部材を備えるとともに、
    　前記第１及び第２のリブ部材は、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気密に区切るように、設けられている請求項１に記載の表示素子。
  4. 前記表示用空間の内部には、前記画素領域毎に前記絶縁性流体を移動させるための移動用空間が設けられている請求項３に記載の表示素子。
  5. 前記移動用空間の内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記極性液体の移動に応じて、前記絶縁性流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案内するガイド部が設置されている請求項４に記載の表示素子。
  6. 前記ガイド部には、表示用空間の内部側に突出するように、かつ、前記第１及び第２の基板の他方側で前記有効表示領域と前記非有効表示領域とを接続するように直線状に設けられるとともに、互いに所定の間隔をおいて設置された複数のレール部材が用いられている請求項５に記載の表示素子。
  7. 前記複数のレール部材では、隣接する２つのレール部材の間の寸法及び前記リブと当該リブに隣接するレール部材との間の寸法が、各々前記第１及び第２の基板と垂直な方向での前記極性液体の寸法よりも小さい寸法に設定されている請求項６に記載の表示素子。
  8. 前記ガイド部には、前記第１及び第２の基板の他方側と対向するように前記複数のレール部材の各先端部に接続されるとともに、前記表示用空間の内部で前記極性液体に接触するように平面状に構成された平板部材が用いられている請求項６または７に記載の表示素子。
  9. 前記平板部材では、前記リブとの間の寸法が、前記第１及び第２の基板と垂直な方向での前記極性液体の寸法よりも小さい寸法に設定されている請求項８に記載の表示素子。
  10. 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を印加する走査電圧印加部とを備えている請求項１～９のいずれか１項に記載の表示素子。
  11. 前記複数の画素領域では、隣接する３つの画素領域単位に、当該３つの画素領域に封入された前記極性液体または前記絶縁性流体が前記所定色として赤色、青色、及び緑色にそれぞれ着色されている請求項１～１０のいずれか１項に記載の表示素子。
  12. 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走査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参照電極と、
    　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を印加する参照電圧印加部とが設けられている請求項１～１１のいずれか１項に記載の表示素子。
  13. 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１２に記載の表示素子。
  14. 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１～１３のいずれか１項に記載の表示素子。
  15. 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１～１４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。
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