表示素子、及びこれを用いた電気機器
【課題】マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供する。
【解決手段】導電性液体１３を有効表示領域側または非有効表示領域側に移動させることにより、表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子において、複数の信号電極（信号ライン）６と、複数の信号電極６に対して交差するように設けられた複数の走査電極（走査ライン）５と、信号電極６と走査電極５との交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられた複数の保持電極（保持ライン）７を備え、保持ドライバ（保持電圧印加部）は、保持電極７と、非有効表示領域側に設けられた走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域側に移動させた導電性液体１４を保持させる。
【解決手段】導電性液体１３を有効表示領域側または非有効表示領域側に移動させることにより、表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子において、複数の信号電極（信号ライン）６と、複数の信号電極６に対して交差するように設けられた複数の走査電極（走査ライン）５と、信号電極６と走査電極５との交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられた複数の保持電極（保持ライン）７を備え、保持ドライバ（保持電圧印加部）は、保持電極７と、非有効表示領域側に設けられた走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域側に移動させた導電性液体１４を保持させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性液体を移動させることにより、画像や文字などの情報を表示する表示素子、及びこれを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示素子では、エレクトロウェッティング方式の表示素子に代表されるように、外部電界による導電性液体の移動現象を利用して、情報の表示を行うものが開発され、実用化されている。
【０００３】
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の基板と、これらの基板間に形成された表示用空間の内部に封入された導電性液体としての透明な水及び所定の色に着色されたオイルとが設けられている。また、この従来の表示素子は、第１の基板側に設けられたカウンタ電極と、第２の基板側に設けられたアドレス電極及び保持電極とを備えている。これらの電極のうち、カウンタ電極及び保持電極はマトリクス状の行方向に設けられた行電極を構成し、アドレス電極はマトリクス状の列方向に設けられた列電極を構成しており、従来の表示素子では、マトリクス駆動が行えるようになっている。
【０００４】
すなわち、上記従来の表示素子では、アドレス電極に対して、０Ｖよりも大きい＋電位の電圧またはこの＋電位の電圧よりも大きい＋＋電位の電圧を印加することにより、１つの行に対する列（アドレス電極）に、オンまたはオフ情報を与える。その後、従来の表示素子では、行電極、つまりカウンタ電極及び保持電極の行電位を＋電位とすることによって行を選択する。これにより、従来の表示素子では、選択された行と交差するアドレス電極に＋＋電位が印加された画素ではオンが維持されて、当該アドレス電極側（非有効表示領域側）に集められていたオイルが保持電極側（有効表示領域側）に広がらずに、当該画素の表示色が変更されない。
【０００５】
一方、従来の表示素子では、選択された行と交差するアドレス電極に＋電位が印加された画素ではオンからオフに変化して、当該アドレス電極側に集められていたオイルが保持電極側に広がり、当該画素の表示色が変更される。このように、従来の表示素子では、マトリクス駆動が行われて、表示面側の表示色が画素単位に変更されるように構成されている。
【特許文献１】特表２００６−５１９４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の表示素子では、マトリクス駆動を行わせる場合に、印加する駆動電圧が複雑であり、その駆動制御を容易に行えなかった。
【０００７】
具体的にいえば、従来の表示素子では、＋電位の電圧または＋＋電位の電圧をアドレス電極に印加した後、カウンタ電極及び保持電極に対して、＋電位の電圧を同時に印加する必要があった。つまり、この従来の表示素子では、カウンタ電極への＋電位の電圧印加のタイミングと保持電極への＋電位の電圧印加のタイミングがずれると、画素の表示色の状態がリセットされるおそれがあり、＋電位の電圧をカウンタ電極及び保持電極に同時に印加する必要があった。このため、従来の表示素子では、その駆動制御の簡単化を図ることが困難であった。
【０００８】
上記の課題を鑑み、本発明は、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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に移動可能に封入された導電性液体とを具備し、前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
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けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインと、
前記複数の信号ラインに対して交差するように、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けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインと、
前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部の近傍で、前記有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインと、
前記複数の各信号ラインに対して、前記信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の各走査ラインに対して、前記走査電圧を印加する走査電圧印加部と、
前記複数の各保持ラインに対して、前記保持電圧を印加する保持電圧印加部とを備え、
前記信号電圧印加部及び前記走査電圧印加部が、前記信号ライン及び前記走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加することにより、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に前記導電性液体を前記有効表示領域側に移動させ、かつ、
前記保持電圧印加部は、前記保持ラインに対して保持電圧を印加して、前記保持ラインと、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、前記有効表示領域側に移動させた前記導電性液体を保持させることを特徴とするものである。
【００１０】
上記のように構成された表示素子では、有効表示領域側及び非有効表示領域側の一方側に設けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインが設けられている。また、表示素子では、複数の信号ラインに対して交差するように、有効表示領域側及び非有効表示領域側の他方側に設けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインが設けられている。また、表示素子では、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインが設けられている。また、表示素子では、上記信号電圧印加部及び上記走査電圧印加部が、信号ライン及び走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加して、信号ラインと走査ラインとの交差部単位に導電性液体を有効表示領域側に移動させる。さらに、表示素子では、保持電圧印加部は、保持ラインに対して保持電圧を印加して、保持ラインと、信号ライン及び走査ラインのうち非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域側に移動させた導電性液体を保持させる。これにより、上記従来例と異なり、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子を構成することができる。
【００１１】
また、上記表示素子において、前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に前記表示用空間に導通するように、前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記導電性液体を溜める液溜部を備え、
前記信号ライン及び前記走査ラインの一方には、前記液溜部内の前記導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、
前記信号ライン及び前記走査ラインの他方には、前記導電性液体及び前記第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、
前記保持ラインには、前記導電性液体、前記第１の電極部材、及び前記第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられていることが好ましい。
【００１２】
この場合、信号ラインと走査ラインとに電圧印加が行われたときに、導電性液体が液溜部から有効表示領域側に移動されて、表示面側の表示色を変更されるとともに、保持ラインと、非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差が所定の電圧差以上とされたときに、導電性液体は有効表示領域側で保持される。
【００１３】
また、上記表示素子において、前記信号電圧印加部は、前記複数の各信号ラインに対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、前記信号電圧を印加するように構成され、
前記保持ラインには、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインと平行に設けられた複数の保持電極部分が設けられていることが好ましい。
【００１４】
この場合、保持電極部分が印加された信号電圧に応じて、有効表示領域側に移動した導電性液体を保持することとなり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【００１５】
また、上記表示素子において、前記複数の各保持電極部分では、その一端部側が前記有効表示領域の外側に引き出されるとともに、前記複数の保持電極部分は、前記有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されてもよい。
【００１６】
この場合、複数の保持電極部分は有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されているので、上記保持電圧が印加されたときに有効表示領域の内部で導電性液体が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記表示素子において、複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られてもよい。
【００１８】
この場合、表示面側の複数の各画素において導電性液体を移動させることにより、表示面側での表示色を画素単位に変更することができる。
【００１９】
また、上記表示素子において、前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられてもよい。
【００２０】
この場合、複数の各画素において対応する導電性液体が適切に移動されることにより、カラー画像表示を行うことができる。
【００２１】
また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記導電性液体と混じり合わない絶縁性流体が当該表示用空間の内部を移動可能に封入されていることが好ましい。
【００２２】
この場合、導電性液体の移動速度の高速化を容易に図ることができる。
【００２３】
また、上記表示素子において、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち、前記有効表示領域側に設けられた一方側と、前記保持ラインには、誘電体層が設けられていることが好ましい。
【００２４】
この場合、誘電体層が導電性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができるとともに、保持ラインによって導電性液体をより確実に導電性液体を保持することができる。
【００２５】
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もよい。
【００２６】
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。
【００２７】
また、上記表示素子において、前記保持電圧印加部は、前記複数の保持電極に対して、前記保持電圧を一括して印加することが好ましい。
【００２８】
この場合、保持電圧印加部は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持電圧印加部の負担を容易に軽減することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
上記のように構成された電気機器では、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な電気機器を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
［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２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２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３及び下部基板４を備えており、これらの上部基板３と下部基板４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。）。
【００３４】
また、表示素子２では、複数の走査電極５及び複数の保持電極７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。また、これら複数の各走査電極５は、下部基板４に設けられた後述の溝（液溜部）の内部に設置されている。また、表示素子２では、複数の信号電極６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。これらの複数の走査電極５及び複数の保持電極７と、複数の信号電極６とは、互いに交差するように設けられており、表示素子２では、走査電極５と信号電極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。
【００３５】
また、これら複数の走査電極５、複数の信号電極６、及び複数の保持電極７は、所定の電圧範囲内の走査電圧、所定の電圧範囲内の信号電圧、及び所定の電圧範囲内の保持電圧がそれぞれ印加可能に構成されている（詳細は後述。）。
【００３６】
さらに、表示素子２では、後に詳述するように、上記複数の各画素領域が仕切壁にて区切られるとともに、複数の画素領域が、上記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている。そして、表示素子２では、マトリクス状に設けられた複数の画素（表示セル）毎に、エレクトロウェッティング現象にて後述の導電性液体を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。
【００３７】
また、複数の走査電極５、複数の信号電極６、複数の保持電極７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５ａ、６ａ、及び７ａが形成されている。
【００３８】
複数の信号電極６の各端子部６ａには、配線９ａを介して信号ドライバ９が接続されている。信号ドライバ９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６に対して、情報に応じて信号電圧を印加するように構成されている。
【００３９】
また、複数の走査電極５の各端子部５ａには、配線８ａを介して走査ドライバ８が接続されている。走査ドライバ８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５に対して、走査電圧を印加するように構成されている。
【００４０】
また、走査ドライバ８では、複数の各走査電極５に対して、上記導電性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、導電性液体が信号電圧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として印加するようになっている。
【００４１】
また、複数の保持電極７の各端子部７ａには、配線１０ａを介して保持ドライバ１０が接続されている。保持ドライバ１０は、保持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、複数の各保持電極１０に対して、所定の保持電圧を印加するように構成されている。
【００４２】
そして、画像表示装置１では、走査ドライバ８が例えば図１の左側から右側の各走査電極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。また、画像表示装置１では、走査ドライバ８による走査動作が行われたときに、信号ドライバ９が情報に応じて信号電圧を印加して、互いに交差する走査電極５と信号電極６との間の電圧差を所定の電圧差以上することにより、対応する画素において、導電性液体が動作して表示面側の表示色が変更されるようになっている。さらに、画像表示装置１では、保持ドライバ１０が保持電圧を印加して、保持電極７と走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、導電性液体を動作位置で保持させて、表示色を維持するように構成されている（詳細は後述。）。
【００４３】
また、走査ドライバ８、信号ドライバ９、及び保持ドライバ１０には、例えば直流電源が含まれており、所定の電圧範囲内の走査電圧、所定の電圧範囲内の信号電圧、及び所定の電圧範囲内の保持電圧を供給するようになっている。
【００４４】
また、信号電極６及び配線９ａが画素領域での後述の有効表示領域側及び非有効表示領域側の一方側に設けられた信号ラインを構成し、走査電極５及び配線８ａが画素領域での上記有効表示領域側及び非有効表示領域側の他方側に設けられた走査ラインを構成している。さらには、保持電極７及び配線１０ａが、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられた保持ラインを構成している。
【００４５】
ここで、図２〜図５も参照して、表示素子２の画素構造について具体的に説明する。
【００４６】
図２は表示面側から見た場合での図１に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図３は表示面側から見た場合での図１に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４は上記表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２〜図４では、図面の簡略化のために、上記表示面に設けられた複数の画素のうち、図１の左上端部に配設された９個の画素を図示している（後掲の対応する図面においても、同様。）。
【００４７】
図２〜図５において、表示素子２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３と、上部基板３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４とを備えている。また、表示素子２では、上部基板３と下部基板４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３及び下部基板４の間に所定の表示用空間Ｓが形成されている。さらに、表示素子２では、表示用空間Ｓに導通するように、後述の非有効表示領域Ｐ２側で下部基板４に設けられるとともに、上記導電性液体１４を溜める液溜部としての上記溝１２が複数形成されている。すなわち、図３に例示するように、複数の溝１２が、互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状に下部基板４に設けられており、各溝１２の内部には、上述したように、走査電極５が設置されている。
【００４８】
また、表示用空間Ｓの内部には、導電性液体１４に加えて、この導電性液体１４と混じり合わない絶縁性のオイル１５が当該表示用空間Ｓの内部で上記Ｘ方向（図４の左右方向）に移動可能に封入されており、導電性液体１４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。
【００４９】
導電性液体１４には、例えば溶媒としての水と、溶質としての所定の電解質を含んだ水溶液が用いられている。具体的には、例えば１ｍｍｏｌ／Ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）の水溶液が導電性液体１４に用いられている。また、導電性液体１４には、顔料や染料などによって黒色に着色されたものが使用されている。
【００５０】
また、導電性液体１４は黒色に着色されているので、当該導電性液体１４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２の各画素では、後に詳述するように、導電性液体１４が表示用空間Ｓの内部を有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）に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。
【００５１】
また、オイル１５には、例えば側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された１種または複数種からなる無極性で、かつ、無色透明なオイルが用いられている。また、このオイル１５は、導電性液体１４の移動に伴って、表示用空間Ｓの内部を移動するようになっている。
【００５２】
上部基板３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３の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層１１が形成されている。さらに、上部基板３では、カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に、上記信号電極６及び親水層１６が形成されている。
【００５３】
信号電極６は、図２に"Ｈ１"及び"Ｈ２"にて例示するように、Ｙ方向での寸法が異なる略帯状に構成されている。言い換えれば、信号電極６では、走査電極５と対向される部分が、少なくとも有効表示領域Ｐ１に対向される部分に比べて、大幅に小さくされた櫛歯状に構成されている。また、信号電極６において、上記寸法Ｈ１及びＨ２は、好ましくはＨ２／Ｈ１＝１／１０、より好ましくはＨ２／Ｈ１＝１／２０に設定されている。
【００５４】
また、この信号電極６の表面上には、誘電体層１７、リブ１３ａ、１３ｂ、及び撥水層１８が順次形成されている。また、親水層１６は、信号電極６が形成されていないカラーフィルタ層１１上で、溝１２と対向するように、当該カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に設けられている。また、リブ１３ａ及び１３ｂは、図２に例示するように、誘電体層１７の表面上で、例えばＹ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように設けられており、これらリブ１３ａ及び１３ｂは、画素単位に形成されている。
【００５５】
また、下部基板４には、上部基板３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４では、上記溝１０を除く、表示面側の表面上に、撥水層２２が形成されている。
【００５６】
さらに、下部基板４では、溝１０の内部に設置された走査電極５に加えて、線状の上記保持電極７が撥水層２２の表面上に設けられている。この保持電極７は、有効表示領域Ｐ１の右端部側（つまり、有効表示領域Ｐ１の非有効表示領域Ｐ２とは反対の端部側）に対向するように、撥水層２２上に形成されている。また、保持電極７の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。
【００５７】
さらに、下部基板４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２１が一体的に組み付けられており、透過型の表示素子２が構成されている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、バックライト２１からの照明光を使用して表示動作が行われるので、外光が不十分な場合や夜間などでも、適切な表示動作を行えるようになっている。
【００５８】
カラーフィルタ（Color Filter）層１１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂと、遮光膜としてのブラックマトリクス部１１ｓとが設けられており、ＲＧＢの各色の画素を構成するようになっている。つまり、カラーフィルタ層１１では、図２に例示するように、ＲＧＢのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂがＸ方向に沿って順次設けられるとともに、各々３つのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂがＹ方向に沿って設けられており、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ３個及び３個、合計９個の画素が配設されている。
【００５９】
また、表示素子２では、図２に例示するように、各画素領域Ｐにおいて、画素の有効表示領域Ｐ１に対応する箇所にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂが設けられ、非有効表示領域Ｐ２に対応する箇所にブラックマトリクス部１１ｓが設けられている。つまり、表示素子２では、上記表示用空間Ｓに対し、ブラックマトリクス部（遮光膜）１１ｓによって非有効表示領域Ｐ２（非開口部）が設定され、そのブラックマトリクス部１１ｓに形成された開口部（つまり、いずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｇ）によって有効表示領域Ｐ１が設定されている。
【００６０】
また、表示素子２では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各面積は、有効表示領域Ｐ１の面積に対し、同一または若干大きい値が選択されている。一方、ブラックマトリクス部１１ｓの面積は、非有効表示領域Ｐ２の面積に対し、同一または若干小さい値が選択されている。言い換えれば、表示素子２では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各面積よりも、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に引き出される面積（つまり、有効表示領域Ｐ１側に設けられて、エレクトロウェッティング現象によって導電性液体１４を引き出すための電極面積（信号電極面積））の方が若干大きく設定されている。尚、図２では、隣接する画素の境界部を明確にするために、隣接する画素に応じた２つのブラックマトリクス部１１ｓ間の境界線を点線にて示しているが、実際のカラーフィルタ層１１では、ブラックマトリクス部１１ｓ間の境界線は存在しない。
【００６１】
また、表示素子２では、上記仕切壁としてのリブ１３ａ、１３ｂ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２では、各画素の表示用空間Ｓは、図２に例示するように、同図２のＸ方向では、隣接する２つの画素のリブ１３ａによって区画されている。また、図２のＹ方向では、表示用空間Ｓは、互いに対向する２つのリブ１３ｂによって区画されている。さらに、表示素子２では、リブ１３ａ、１３ｂによって導電性液体１４が隣接する画素領域Ｐの表示用空間Ｓの内部に流入するのが防がれている。すなわち、リブ１３ａ、１３ｂには、例えば光硬化性樹脂が用いられており、リブ１３ａ、１３ｂでは、隣接する画素間で導電性液体１４の流入出が防止されるように、上部基板３からの突出高さが決定されている。
【００６２】
誘電体層１７、１９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。また、撥水層１８、２０、２２には、透明な合成樹脂、好ましくは電圧印加時に導電性液体１４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２では、上部基板３及び下部基板４の表示用空間Ｓ側の表面側での導電性液体１４との間の濡れ性（接触角）を大きく変化させることができ、導電性液体１４の移動速度の高速化を図ることができる。
【００６３】
親水層１６には、例えばヒドロキシ基、アミド基、あるいはカルボキシル基等の親水基を有する有機系材料が用いられている。そして、親水層１６は、導電性液体１４の溝１２側（非有効表示領域Ｐ２側）から有効表示領域Ｐ１側への移動を円滑行わせるようになっている。
【００６４】
尚、この説明以外に、例えば二酸化ケイ素などの無機系材料、金、アルミニウム、銅などの金属材料、またはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、尿素樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を親水層に使用することもできる。また、上部基板３が親水性を有する材料を使用して構成されている場合では、親水層１６の設置を省略することもできる。
【００６５】
走査電極５は、溝（液溜部）１２内の導電性液体１４に接触するように設けられた第１の電極部材を構成しており、走査電極５には、非有効表示領域Ｐ２側でＹ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。
【００６６】
また、この走査電極５には、導電性液体１４に対して電気化学的に不活性な材料が使用されており、当該走査電極５に上記走査電圧（例えば、−４Ｖ）が印加されたときでも、導電性液体１４と電気化学反応を極力生じないように構成されている。これにより、走査電極５の電気分解の発生を防いで、表示素子２の信頼性及び寿命を向上させることができる。
【００６７】
具体的にいえば、走査電極５には、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。また、走査電極５は、上記金属材料からなる細線を溝１２の内部に固定したり、スクリーン印刷法などを用いて、溝１２の底面上に金属材料を含んだ導電性ペースト材などのインク材を載置したりすることで形成されている。
【００６８】
信号電極６は、導電性液体１４及び走査電極（第１の電極部材）５に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域Ｐ１側に設けられた第２の電極部材を構成しており、信号電極６には、Ｘ方向に平行となるように配置された透明な線状配線が用いられている。具体的にいえば、信号電極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。また、信号電極６は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、カラーフィルタ層１１に略帯状に形成されている。
【００６９】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図５の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【００７０】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図６も参照して具体的に説明する。
【００７１】
図６は、上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【００７２】
本実施形態の表示素子２では、図６（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図４の左側の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ２で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図４の左側の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ３で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図４の左側の画素列に対する走査動作が維持される。
【００７３】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ２で上記走査動作が開始されると、図６（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の上から一番目、二番目、及び三番目の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、＋４Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差が所定の電圧差（第１の電圧差、例えば、４．５Ｖ）以上とされ、同図４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。この結果、これらの画素では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の間、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【００７４】
一方、図４の上から二番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の間、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【００７５】
また、本実施形態の表示素子２では、図６（ｅ）に示すように、走査ドライバ８による上記走査動作の前に、保持ドライバ１０が、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作を行うようになっている。つまり、保持ドライバ１０は、図４の左側の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、同図４の左側の保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が所定の電圧差（第２の電圧差、例えば、８Ｖ）未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。尚、解放動作の期間（Ｔ１〜Ｔ２）と走査動作の期間（Ｔ２〜Ｔ３）との好ましい時間比率は、例えば（Ｔ１〜Ｔ２）／（Ｔ２〜Ｔ３）≦１／１０である。
【００７６】
そして、上記のように、時点Ｔ２で走査動作が開始されると、保持ドライバ１０は、図４の左側の保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、図４の左側の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差以上である、１２Ｖとされる。この結果、本実施形態の表示素子２では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。すなわち、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側で保持される。一方、上から二番目の画素では、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されていないので、保持電圧としての電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、有効表示領域Ｐ１側に移動されずに、非有効表示領域Ｐ２側で維持される。
【００７７】
また、このように保持電極７の電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に移動されないのは、保持電極７において、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が小さく構成されているからである。すなわち、非有効表示領域Ｐ２側の走査電極５にローレベルの選択電圧Ｖ２が印加されているときに、保持電極７に対してハイレベルの電圧Ｖ５が印加されたときでも、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されないように、保持電極７では、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が定められている。これに対して、信号電極６では、図２に示したように、有効表示領域Ｐ１全体を覆うように構成されているので、信号電極６は走査電極５との電圧差が上記第１の電圧差以上とされたときに、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されている（後掲の第２〜第６の実施形態においても、同様。）。
【００７８】
また、この左側の保持電極７に対する保持電圧の電圧印加は、全ての走査電極５に対する走査動作が完了するまで、つまり表示面側に次のフレームの情報が表示されるまで継続される。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、黒色表示が継続され、上から二番目の画素では、赤色表示が継続される。
【００７９】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図６（ｆ）及び図６（ｇ）に示すように、図４の中央の画素列に対する走査動作及び解放動作が行われる。すなわち、図６（ｇ）に示すように、保持ドライバ１０が、時点Ｔ４から時点Ｔ５の間で、図４の中央の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ６として、解放動作を行わせる。また、図６（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ５から時点Ｔ６の間で、図４の中央の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。さらに、保持ドライバ１０が、時点Ｔ５で図４の中央の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ５に変更するので、時点Ｔ５から時点Ｔ６の間の走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。
【００８０】
以降、本実施形態の表示素子２では、解放動作及び走査動作が、順次実施される。
【００８１】
以上のように構成された本実施形態の表示素子２では、有効表示領域Ｐ１側に設けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号電極（信号ライン）６が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、複数の信号電極６に対して交差するように、非有効表示領域Ｐ２側に設けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査電極（走査ライン）５が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、信号電極６と走査電極５との交差部の近傍で、有効表示領域Ｐ１側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持電極（保持ライン）７が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、信号ドライバ（信号電圧印加部）９及び走査ドライバ（走査電圧印加部）８が、信号電極６及び走査電極５に対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加して、信号電極６と走査電極５との交差部単位に導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動させる。さらに、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ（保持電圧印加部）１０は、保持電極７に対して保持電圧を印加して、保持電極７と走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域Ｐ１側に移動させた導電性液体を保持させる。これにより、本実施形態の表示素子２では、上記従来例と異なり、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態の表示素子２では、図６に例示したように、走査ドライバ（走査電圧印加部）８が非選択電圧Ｖ１または選択電圧Ｖ２の電圧印加を行い、信号ドライバ（信号電圧印加部）９が電圧Ｖ３または電圧Ｖ４の電圧印加を行うことにより、導電性液体１４の移動または維持させている。さらに、保持ドライバ（保持電圧印加部）１０が電圧Ｖ５または電圧Ｖ６の電圧印加を行うことにより、導電性液体１４の保持または解放させている。このように、本実施形態の表示素子２では、走査ドライバ８、信号ドライバ９、及び保持ドライバ１０の各々は、ハイレベル及びローレベルのいずれかの電圧を印加するだけにより、導電性液体１４を動作または停止させて、表示色の変更を行えるので、上記従来例に比べて、電圧印加部（ドライバ）の負担を容易に低減することができる。
【００８３】
また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、表示素子２が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な画像表示装置１を容易に構成することができる。
【００８４】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２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、保持電圧印加部が複数の保持電極に対して保持電圧を一括して印加するように構成した点である。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、その重複した説明は省略する。
【００８５】
つまり、図７に示すように、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ１０は共通の配線１０ｃ及び共通の端子台１０ｂを介在させて、複数の保持電極７の端子部７ａにそれぞれ接続された複数の配線１０ａに接続されている。そして、保持ドライバ１０は、全ての保持電極７に対して、保持電圧としての上記電圧Ｖ５または電圧Ｖ６を一括して印加するように構成されており、１フレームの情報表示を行う前に全ての保持電極７に対し上記解放動作を同時に行うようになっている。また、これらの配線１０ｃ及び端子台１０ｂは、上記保持ラインに含まれている。
【００８６】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図８も参照して具体的に説明する。
【００８７】
図８は、図７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【００８８】
本実施形態の表示素子２では、１フレームの情報表示を表示面側で行う前に、全ての画素において、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作が行われる。つまり、図８（ｅ）に示すように、保持ドライバ１０は、図４の左側の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ７で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、表示素子２の全ての画素では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【００８９】
その後、本実施形態の表示素子２では、図８（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図４の左側の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ８で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図４の左側の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ９で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図４の左側の画素列に対する走査動作が維持される。
【００９０】
また、保持ドライバ１０は、時点Ｔ８での走査動作の開始と同時に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、全ての画素において、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４を当該有効表示領域Ｐ１側で保持可能となる。
【００９１】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ８で上記走査動作が開始されると、図８（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の上から一番目、二番目、及び三番目の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、＋４Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、第１の実施形態と同様に、走査電極５と信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされ、同図４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。また、保持電圧が時点Ｔ８で導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持可能な電圧Ｖ５に変更されているので、これらの画素では、時点Ｔ８以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【００９２】
一方、図４の上から二番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ８以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【００９３】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図８（ｆ）に示すように、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。すなわち、図８（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ１０から時点Ｔ１１の間で、図４の中央の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。
【００９４】
以降、本実施形態の表示素子２では、走査動作が順次実施される。
【００９５】
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、保持ドライバ１０が全ての保持電極７に対して、保持電圧を一括して印加するので、保持ドライバ１０は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持ドライバ１０の負担を容易に軽減することができる。
【００９６】
［第３の実施形態］
図９は、表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子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３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、保持電極において、有効表示領域側に延設された延設部分を設けた点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【００９７】
つまり、図９〜図１１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【００９８】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【００９９】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１００】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１１の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１０１】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃが保持電極７に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第２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、延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０３】
［第４の実施形態］
図１２は、表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１３は本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１４は図１３のＡ−Ａ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、２つの延設部分を保持電極に設けた点である。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、その重複した説明は省略する。
【０１０４】
すなわち、図１２〜図１４に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃ、７ｄを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１０５】
また、延設部分７ｃ、７ｄは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側及び他端部側にそれぞれ対向するように設けられている。また、これらの延設部分７ｃ、７ｄでは、そのＸ方向での各端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該各端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃ、７ｄが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１０６】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ、７ｄ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄのＹ方向での各寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１０７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１４の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１４の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１０８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ、７ｄが保持電極７に設けられているので、各画素では、第３の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ、７ｄにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０９】
以上の構成により、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、延設部分７ｃ、７ｄにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１１０】
［第５の実施形態］
図１５は、表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１６は本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１７は図１６のＡ−Ａ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、保持電極において、走査電極と平行に設けられた複数の保持電極部分を設けた点である。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、その重複した説明は省略する。
【０１１１】
すなわち、図１５〜図１７に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、この延設部分７ｃからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｅを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１１２】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１１３】
また、７本の保持電極部分７ｅは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた走査電極５と平行に設けられており、延設部分７ｃの端部から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｅでは、Ｙ方向の一端部及び他端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、保持電極部分７ｅが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１１４】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ、延設部分７ｃ、及び保持電極部分７ｅ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃのＹ方向での寸法や各保持電極部分７ｅのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃや各保持電極部分７ｅの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１１５】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１６の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１６の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１１６】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅが保持電極７に設けられているので、各画素では、第３の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅにより、図１６の左側下端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１１７】
以上の構成により、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、保持電極部分７ｅが印加された信号電圧に応じて、有効表示領域Ｐ１側に移動した導電性液体１４を保持することができる。これにより、本実施形態では、第３の実施形態と異なり、保持電極７は導電性液体１４の有効表示領域Ｐ１側の端部を走査電極５と平行な状態で容易に保持することができる。この結果、本実施形態では、第３の実施形態と異なり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【０１１８】
［第６の実施形態］
図１８は、表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１９は本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図２０は図１９のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第５の実施形態との主な相違点は、複数の各保持電極部分において、その一端部側が有効表示領域の外側に引き出されるとともに、有効表示領域の外側で複数の保持電極部分を互いに電気的に接続した点である。なお、上記第５の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１１９】
すなわち、図１８〜図２０に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、この延設部分７ｃからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｆを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１２０】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１の外側、つまり非有効表示領域Ｐ２と対向した状態で、Ｘ方向に平行となるように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されている。
【０１２１】
また、７本の保持電極部分７ｆは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた走査電極５と平行に設けられており、延設部分７ｃの端部から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｆでは、Ｙ方向の一端部側が有効表示領域Ｐ１の外側に引き出されており、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられた延設部分７ｃによって互いに電気的に接続されている。
【０１２２】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ、延設部分７ｃ、及び保持電極部分７ｆ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、各保持電極部分７ｆのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、各保持電極部分７ｆの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１２３】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１９の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１９の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１２４】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極部分７ｆが保持電極７に設けられているので、各画素では、第５の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極部分７ｆにより、図１９の左側下端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１２５】
以上の構成により、本実施形態では、上記第５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、複数の保持電極部分７ｆは有効表示領域Ｐ１の外側で互いに電気的に接続されているので、第５の実施形態と異なり、保持電圧が印加されたときに有効表示領域Ｐ１の内部で導電性液体１４が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【０１２６】
［第７の実施形態］
図２１は、本発明の第７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。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、走査電極を有効表示領域側に設けるとともに、信号電極を非有効表示領域（溝）側に設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１２７】
つまり、図２１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の走査電極５及び複数の保持電極７が、互いに交互に、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２では、複数の信号電極６が互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状に設けられている。また、これら複数の走査電極５及び複数の保持電極７と、複数の信号電極６とは、互いに交差するように設けられており、表示素子２では、走査電極５と信号電極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。
【０１２８】
ここで、図２２〜図２５も参照して、本実施形態の表示素子２の画素構造について具体的に説明する。
【０１２９】
図２２は表示面側から見た場合での図２１に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図２３は表示面側から見た場合での図２１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２４は図２１に示した表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図２５は図２４のＡ−Ａ線断面図である。
【０１３０】
図２２に例示するように、本実施形態の表示素子２では、走査電極５及び保持電極７が上側基板３側に設けられている。また、図２３に例示するように、下側基板４側には、複数の溝１２が、互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状で非有効表示領域Ｐ２側に設けられており、各溝１２の内部には、信号電極６が設置されている。この信号電極６は、上記第１の電極部材を構成しており、第１の実施形態の走査電極５と同様に、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。
【０１３１】
具体的にいえば、図２４及び図２５も参照して、上部基板３の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層１１が形成されており、さらに、このカラーフィルタ層１１の非表示面側の表面には、走査電極５、保持電極７、及び親水層１６が形成されている。これら走査電極５及び保持電極７は、それぞれ上記第２及び第３の電極部材を構成しており、走査電極５及び保持電極７には、第１の実施形態の信号電極６と同様に、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。
【０１３２】
走査電極５は、図２２に“Ｈ３”及び“Ｈ４”にて例示するように、Ｙ方向での寸法が異なる略帯状に構成されている。言い換えれば、走査電極５では、信号電極６と対向される部分が、少なくとも有効表示領域Ｐ１に対向される部分に比べて、大幅に小さくされた櫛歯状に構成されている。また、走査電極５では、図２２に例示するように、有効表示領域Ｐ１に対向する部分において、矩形状の切欠部が設けられており、この切欠部の内部に配置されるように、保持電極７の延設部分７ｃが電気的に絶縁された状態で、設けられている。また、走査電極５において、上記寸法Ｈ３及びＨ４は、好ましくはＨ４／Ｈ３＝１／１０、より好ましくはＨ４／Ｈ３＝１／２０に設定されている。
【０１３３】
保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、上記切欠部内に配置されるように、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、電極本体７ｂと延設部分７ｃとを接続する接続部分７ｇを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。また、接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃの右端部に接続されている。
【０１３４】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での左端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該左端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃの左端部が非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１３５】
また、走査電極５及び保持電極７の非表示面側の各表面上には、誘電体層１７、リブ１３ａ、１３ｂ、及び撥水層１８が順次形成されている。また、親水層１６は、走査電極５及び保持電極７が形成されていないカラーフィルタ層１１上で、溝１２と対向するように、当該カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に設けられている。
【０１３６】
また、本実施形態の表示素子２では、第３の実施形態と同様に、延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１３７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図２５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図２５の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１３８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃが保持電極７に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１３９】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図２６も参照して具体的に説明する。
【０１４０】
図２６は、上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【０１４１】
本実施形態の表示素子２では、図２６（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図２４の上から一番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ１３で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、＋４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ１４で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が維持される。
【０１４２】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ１３で上記走査動作が開始されると、図２６（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図２４の左側、中央部、及び右側の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、０Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、右側及び左側の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差が所定の電圧差（第１の電圧差）以上とされ、同図２４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。この結果、これらの画素では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の間、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【０１４３】
一方、図２４の中央部の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の間、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【０１４４】
また、本実施形態の表示素子２では、図２６（ｅ）に示すように、走査ドライバ８による上記走査動作の前に、保持ドライバ１０が、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作を行うようになっている。つまり、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、同図２４の上から一番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１２で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が所定の電圧差（第２の電圧差）未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【０１４５】
そして、上記のように、時点Ｔ１２で走査動作が開始されると、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、図２４の上から一番目の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差以上である、１２Ｖとされる。この結果、本実施形態の表示素子２では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。すなわち、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側で保持される。一方、中央部の画素では、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されていないので、保持電圧としての電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、有効表示領域Ｐ１側に移動されずに、非有効表示領域Ｐ２側で維持される。
【０１４６】
また、このように保持電極７の電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に移動されないのは、保持電極７において、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が小さく構成されているからである。すなわち、非有効表示領域Ｐ２側の信号電極６にローレベルの電圧Ｖ４が印加されているときに、保持電極７に対してハイレベルの電圧Ｖ５が印加されたときでも、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されないように、保持電極７では、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が定められている。これに対して、走査電極５では、図２２に示したように、有効表示領域Ｐ１全体をほぼ覆うように構成されているので、走査電極５は信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされたときに、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されている（後掲の第８〜第１３の実施形態においても、同様。）。
【０１４７】
また、この上から一番目の保持電極７に対する保持電圧の電圧印加は、全ての走査電極５に対する走査動作が完了するまで、つまり表示面側に次のフレームの情報が表示されるまで継続される。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、黒色表示が継続され、中央部の画素では、赤色表示が継続される。
【０１４８】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図２６（ｆ）及び図２６（ｇ）に示すように、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作及び解放動作が行われる。すなわち、図２６（ｇ）に示すように、保持ドライバ１０が、時点Ｔ１５から時点Ｔ１６の間で、図２４の上から二番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ６として、解放動作を行わせる。また、図２６（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ１６から時点Ｔ１７の間で、図２４の上から二番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。さらに、保持ドライバ１０が、時点Ｔ１６で図２４の上から二番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ５に変更するので、時点Ｔ１６から時点Ｔ１７の間の走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。
【０１４９】
以降、本実施形態の表示素子２では、解放動作及び走査動作が、順次実施される。
【０１５０】
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、延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１５１】
［第８の実施形態］
図２７は、本発明の第８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。図において、本実施形態と上記第７の実施形態との主な相違点は、保持電圧印加部が複数の保持電極に対して保持電圧を一括して印加するように構成した点である。なお、上記第７の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１５２】
つまり、図２７に示すように、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ１０は共通の配線１０ｃ及び共通の端子台１０ｂを介在させて、複数の保持電極７の端子部７ａにそれぞれ接続された複数の配線１０ａに接続されている。そして、保持ドライバ１０は、全ての保持電極７に対して、保持電圧としての上記電圧Ｖ５または電圧Ｖ６を一括して印加するように構成されており、１フレームの情報表示を行う前に全ての保持電極７に対し上記解放動作を同時に行うようになっている。また、これらの配線１０ｃ及び端子台１０ｂは、上記保持ラインに含まれている。
【０１５３】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図２８も参照して具体的に説明する。
【０１５４】
図２８は、図２７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【０１５５】
本実施形態の表示素子２では、１フレームの情報表示を表示面側で行う前に、全ての画素において、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作が行われる。つまり、図２８（ｅ）に示すように、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１８で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、表示素子２の全ての画素では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【０１５６】
その後、本実施形態の表示素子２では、図２８（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図２４の上から一番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ１９で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、＋４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ２０で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が維持される。
【０１５７】
また、保持ドライバ１０は、時点Ｔ１９での走査動作の開始と同時に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、全ての画素において、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４を当該有効表示領域Ｐ１側で保持可能となる。
【０１５８】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ１９で上記走査動作が開始されると、図２８（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の左側、中央部、及び右側の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、０Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、第７の実施形態と同様に、走査電極５と信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされ、同図２４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。また、保持電圧が時点Ｔ１９で導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持可能な電圧Ｖ５に変更されているので、これらの画素では、時点Ｔ１９以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【０１５９】
一方、図２４の中央部の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ１９以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【０１６０】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図２８（ｆ）に示すように、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。すなわち、図２８（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ２１から時点Ｔ２２の間で、図２４の上から二番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。
【０１６１】
以降、本実施形態の表示素子２では、走査動作が順次実施される。
【０１６２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第７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７の実施形態と異なり、保持ドライバ１０が全ての保持電極７に対して、保持電圧を一括して印加するので、保持ドライバ１０は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持ドライバ１０の負担を容易に軽減することができる。
【０１６３】
［第９の実施形態］
図２９は、表示面側から見た場合での本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３０は本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３１は図３０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第８の実施形態との主な相違点は、２つの延設部分を保持電極に設けた点である。なお、上記第８の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１６４】
すなわち、図２９〜図３１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃ、７ｄと、電極本体７ｂと延設部分７ｃ、７ｄとを接続する接続部分７ｇを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。また、接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ、７ｄの右端部に接続されている。
【０１６５】
また、延設部分７ｃ、７ｄは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側及び他端部側にそれぞれ対向するように設けられている。また、これらの各延設部分７ｃ、７ｄは、走査電極５に設けられた矩形状の切欠部内に配置されるように設けられている。すなわち、走査電極５には、図２９に例示するように、有効表示領域Ｐ１に対向する部分において、２つの矩形状の切欠部が設けられており、これらの切欠部の内部に配置されるように、保持電極７の延設部分７ｃ、７ｄが電気的に絶縁された状態で、設けられている。さらに、延設部分７ｃ、７ｄでは、そのＸ方向での各端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該各端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃ、７ｄが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１６６】
さらに、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄのＹ方向での各寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１６７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３１の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１６８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ、７ｄが保持電極７に設けられているので、各画素では、第８の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ、７ｄにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１６９】
以上の構成により、本実施形態では、上記第８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、延設部分７ｃ、７ｄにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７０】
［第１０の実施形態］
図３２は表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図３３は表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３４は本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３５は図３４のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第９の実施形態との主な相違点は、保持電極を下部基板側に設けた点である。なお、上記第９の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１７１】
すなわち、図３２〜図３５に示すように、本実施形態の表示素子２では、櫛歯状の走査電極５が上部基板３側に設けられ、信号電極６及び保持電極７が下部基板４側に設けられている。また、このように保持電極７が下部基板４側に設けられているので、走査電極５には、第９の実施形態のものと異なり、矩形状の切欠部が形成されていない。
【０１７２】
また、保持電極７には、Ｙ方向の中央部に配置されるとともに、Ｘ方向と平行に設けられた線状電極が用いられている。また、この保持電極７は、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された保持電極７の部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、保持電極７は、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３５に示すように、保持電極７は、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１７３】
具体的には、この信号電極６は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、下部基板４上に帯状に形成されている。すなわち、下部基板４では、まず溝１２の設置箇所に当該溝１２よりも大きい切欠部が形成された後、Ｘ方向に沿って帯状の保持電極７が下部基板４の表面上に形成される。その後、非有効表示領域Ｐ２側において、溝１２が形成されるように、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル、エポキシ、あるいはシリコンなどの電気絶縁性を有する合成樹脂を用いた絶縁層２３が保持電極７を覆うように設けられる。そして、この絶縁層２３により、保持電極７は、溝１２の内部に設置される信号電極６と当該溝１２に充填される導電性液体１４とに対して、電気的に絶縁される。尚、上記の説明以外に、アルミナ、酸化チタンなどの無機系材料を絶縁層２３に用いることもできる。
【０１７４】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３５の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１７５】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極７がＹ方向の中央部で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極７の有効表示領域Ｐ１と対向する部分により、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７６】
以上の構成により、本実施形態では、上記第９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、保持電極７の有効表示領域Ｐ１と対向する部分により、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７７】
［第１１の実施形態］
図３６は、表示面側から見た場合での本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３７は本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３８は図３７のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１０の実施形態との主な相違点は、保持電極において、有効表示領域側に延設された延設部分を設けた点である。なお、上記第１０の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１７８】
つまり、図３６〜図３８に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、電極本体７ｂと延設部分７ｃとを接続する接続部分７ｇを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１７９】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３８に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。また、この絶縁層２３の内部には、接続部分７ｇが設置されている。この接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃの右端部に接続されている。
【０１８０】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での他端部側に対向するように、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された延設部分７ｃの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１８１】
さらに、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１８２】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３８の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３８の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１８３】
また、本実施形態の表示素子２では、電極本体７ｂがＹ方向の一端部側で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられるとともに、延設部分７ｃが保持電極７に設けられている。これにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１と対向する部分及び延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１８４】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１０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、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１と対向する部分及び延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１８５】
［第１２の実施形態］
図３９は、表示面側から見た場合での本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４０は本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図４１は図４０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１０の実施形態との主な相違点は、保持電極において、信号電極と平行に設けられた複数の保持電極部分を設けた点である。なお、上記第１０の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１８６】
つまり、図３９〜図４１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｅを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１８７】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３８に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１８８】
また、７本の保持電極部分７ｅは、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、各保持電極部分７ｅの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、これらの保持電極部分７ｅは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた信号電極６と平行に設けられており、有効表示領域Ｐ１の左端部側から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｅでは、Ｙ方向の一端部及び他端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、保持電極部分７ｅが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１８９】
また、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分のＹ方向での寸法や各保持電極部分７ｅのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や各保持電極部分７ｅの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１９０】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図４１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図４１の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１９１】
また、本実施形態の表示素子２では、電極本体７ｂがＹ方向の中央部で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられるとともに、保持電極部分７ｅが保持電極７に設けられている。これにより、各画素では、第１０の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅにより、図４０の右側上端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１９２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１０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、保持電極部分７ｅが印加された信号電圧に応じて、有効表示領域Ｐ１側に移動した導電性液体１４を保持することができる。これにより、本実施形態では、第１０の実施形態と異なり、保持電極７は導電性液体１４の有効表示領域Ｐ１側の端部を信号電極６と平行な状態で容易に保持することができる。この結果、本実施形態では、第１０の実施形態と異なり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【０１９３】
［第１３の実施形態］
図４２は、表示面側から見た場合での本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４３は本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図４４は図４３のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１２の実施形態との主な相違点は、複数の各保持電極部分において、その一端部側が有効表示領域の外側に引き出されるとともに、有効表示領域の外側で複数の保持電極部分を互いに電気的に接続した点である。なお、上記第１２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１９４】
すなわち、図４２〜図４４に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｆを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１の外側で、非有効表示領域Ｐ２に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１９５】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図４４に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１９６】
また、７本の保持電極部分７ｆは、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、各保持電極部分７ｅの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、これらの保持電極部分７ｆは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた信号電極６と平行に設けられており、有効表示領域Ｐ１の左端部側から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｆでは、Ｙ方向の一端部側が有効表示領域Ｐ１の外側に引き出されており、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられた電極本体７ｂによって互いに電気的に接続されている。
【０１９７】
また、保持電極７では、各保持電極部分７ｆのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、各保持電極部分７ｆの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１９８】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１９の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１９の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１９９】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極部分７ｆが保持電極７に設けられているので、各画素では、第１２の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極部分７ｆにより、図４３の右側上端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０２００】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１２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、複数の保持電極部分７ｆは有効表示領域Ｐ１の外側で互いに電気的に接続されているので、第１２の実施形態と異なり、保持電圧が印加されたときに有効表示領域Ｐ１の内部で導電性液体１４が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【０２０１】
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。
【０２０２】
例えば、上記の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部が設けられた電気機器であれば何等限定されるものではなく、例えば電子手帳等のＰＤＡなどの携帯情報端末、パソコンやテレビなどに付随する表示装置、あるいは電子ペーパーその他、各種表示部を備えた電気機器に好適に用いることができる。
【０２０３】
また、上記の説明では、導電性液体への電界印加に応じて、当該導電性液体を移動させるエレクトロウェッティング方式の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明の表示素子は、これに限定されるものではなく、外部電界を利用して、表示用空間の内部で導電性液体を動作させることにより、表示面側の表示色を変更可能な電界誘導型の表示素子であれば何等限定されるものではなく、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の方式の電界誘導型表示素子に適用することができる。
【０２０４】
但し、上記各実施形態のように、エレクトロウェッティング方式の表示素子を構成する場合の方が、導電性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることが可能となる。それ故、動画表示を容易に行うことが可能で、表示性能に優れた表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、エレクトロウェッティング方式の表示素子では、導電性液体の移動に応じて表示色が変更されるので、液晶表示装置等と異なり、視野角依存性がない点でも好ましい。さらには、画素毎にスイッチング素子を設ける必要がないので、構造簡単で高性能なマトリクス駆動方式の表示素子を低コストで構成できる点でも好ましい。しかも、液晶層などの複屈折材料を用いていないので、情報表示に使用される、バックライトからの光や外光の光利用効率に優れた高輝度な表示素子を容易に構成できる点でも好ましい。
【０２０５】
また、上記の説明では、下部基板（第２の基板）側にＹ方向に平行な溝（液溜部）を設けた構成について説明したが、本発明の液溜部は、第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に表示用空間に導通するように、非有効表示領域側に設けられるとともに、導電性液体を溜めるように構成されたものであれば何等限定されない。
【０２０６】
また、上記の説明では、画素領域の左端部側に設けた溝（液溜部）の内部に走査電極（第１の電極部材）を設置して、当該左端部側に非有効表示領域側を設定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、信号ライン及び走査ラインの一方には、液溜部内の導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、信号ライン及び走査ラインの他方には、導電性液体及び第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、保持ラインには、導電性液体、第１の電極部材、及び第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられていればよい。
【０２０７】
具体的にいえば、例えば画素領域の中央部に溝（液溜部）を形成し、当該中央部に非有効表示領域を設定し、左端部及び右端部に有効表示領域を設定する構成でもよい。尚、左端部及び右端部の各有効表示領域Ｐ１に対して、上記実施形態のものと同様に、開口部を形成して、ＲＧＢいずれかのカラーフィルタ部を形成することでカラー画像表示を実施可能な表示素子を構成することができる。
【０２０８】
また、例えば走査電極を溝と互いに平行に設けるとともに、当該走査電極は溝の内部の導電性液体と画素単位に接触するように構成してもよい。つまり、この走査電極には、下部基板の表面上で溝と平行に設けられる電極本体部と、この電極本体部から溝の内部側に突出するように画素単位に形成された突出部とを設けて、走査電極が突出部を介して溝内部の導電性液体と画素単位に電気的に接触させてもよい。尚、このように構成した場合には、溝の内部を画素単位に区切って、導電性液体を溜める液溜部を画素単位に構成することもできる。
【０２０９】
また、図４５に例示するように、溝（液溜部）１０内に溜められた導電性液体を走査ラインとして用いることもできる。すなわち、同図４５に示すように、溝１２の内部には、走査電極５の端部だけが導入されて、当該溝１２内部の導電性液体と電気的に接触するように構成されている。そして、走査ドライバ（走査電圧印加部）が走査電圧を印加したときに、溝１２の内部に設けた走査電極５に代えて、導電性液体自体を走査ラインに用いて、印加された走査電圧を各画素領域に対して供給可能に構成されている。このように導電性液体自体を用いる場合には、走査ラインまたは信号ラインに使用する第１の電極部材を大幅に小さくすることができ、製造簡単な表示素子をより容易に構成することができる。
【０２１０】
また、上記第１〜第６の実施形態の説明では、略帯状（櫛歯状）の信号電極（第２の電極部材）６を用いて、図５などに例示したように、ブラックマトリクス部１１ｓ（非有効表示領域Ｐ２）に対向する部分にも当該信号電極６を設置し、さらに誘電体層１７及び撥水層１８を順次積層した場合について説明した。また、上記第７〜第１３の実施形態の説明では、略帯状（櫛歯状）の走査電極（第２の電極部材）５を用いて、図２５などに例示したように、ブラックマトリクス部１１ｓ（非有効表示領域Ｐ２）に対向する部分にも当該走査電極５を設置し、さらに誘電体層１７及び撥水層１８を順次積層した場合について説明した。
【０２１１】
しかしながら、本実施形態の第２の電極部材は、これに限定されるものではなく、少なくとも有効表示領域Ｐ１（つまり、いずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ）に対向するように当該有効表示領域Ｐ１側に設けられて、電圧が印加されたときにエレクトロウェッティング現象を発生させて導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されたものであれば何等限定されない。
【０２１２】
また、上記の説明では、複数の走査電極または複数の信号電極と互いに交互に、かつ、マトリクス状の列方向（Ｙ方向）または行方向（Ｘ方向）にストライプ状に設けられた複数の線状の保持電極（保持ライン）を用いた場合について説明した。しかしながら、本発明の保持ラインは、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられるとともに、保持電圧印加部から保持電圧が印加されて、非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差が所定の電圧差以上とされたときに、エレクトロウェッティング現象を発生させて導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持できるものであれば何等限定されない。
【０２１３】
また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を導電性液体に用いるとともに、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを用いて、走査電極または信号電極（第１の電極部材）を構成した場合について説明したが、本発明は導電性液体と接触する第１の電極部材に、当該導電性液体に対して電気化学的に不活性な材料を用いたものであれば何等限定されない。具体的にいえば、導電性液体には、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アルカリ金属水酸化物、酸化亜鉛、塩化ナトリウム、リチウム塩、リン酸、アルカリ金属炭酸塩、酸素イオン伝導性を有するセラミックスなどの電解質を含んだものを使用することができる。また、溶媒には、水以外に、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコールなどの有機溶媒を使用することもできる。さらに、本発明の導電性液体には、ピリジン系、脂環族アミン系、または脂肪族アミン系などの陽イオンと、フッ化物イオンやトリフラート等のフッ素系などの陰イオンとを含んだイオン液体（常温溶融塩）を使用することもできる。
【０２１４】
但し、上記の各実施形態のように、所定の電解質を溶かした水溶液を導電性液体に使用する場合の方が、取扱性に優れるとともに、製造が簡単な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。
【０２１５】
また、本発明の第１の電極部材には、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、チタン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金などの導電性を有する金属を用いた電極本体と、この電極本体の表面を覆うように設けられた酸化被膜とを備えた不動態を使用することができる。
【０２１６】
但し、上記の各実施形態のように、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを第１の電極部材に用いる場合の方が、イオン化傾向の小さい金属を使用することとなり、当該電極の簡略化を図りつつ、導電性液体との間での電気化学反応を確実に防ぐことが可能となって信頼性の低下が防がれた長寿命な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、イオン化傾向の小さい金属は導電性液体との間の界面に生じる界面張力を比較的小さくすることができることから、導電性液体を移動させないときでは、その固定位置で当該導電性液体を安定した状態で容易に保持できる点でも好ましい。
【０２１７】
また、上記の説明では、信号電極または走査電極（第２の電極部材）及び保持電極（第３の電極部材）を下部基板（第２の基板）の表面または上部基板（第１の基板）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、絶縁材料からなる第１または第２の基板の内部に埋設した第２及び第３の電極部材を用いることもできる。このように構成した場合には、第１または第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。
【０２１８】
但し、上記実施形態のように、信号ライン及び走査ラインのうち、有効表示領域側に設けられた一方側に、誘電体層を設ける場合の方が、誘電体層が導電性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができる点で好ましい。また、保持ラインに誘電体層を設ける場合の方が、当該保持ラインによって導電性液体をより確実に導電性液体を保持することができる点でも好ましい。
【０２１９】
また、上記の説明では、透過型の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明の表示素子はこれに限定されるものではなく、例えば図４６及び図４７にそれぞれ例示するように、反射型の表示素子及び半透過型の表示素子にも適用することができる。
【０２２０】
つまり、図４６に例示するように、下部基板４の背面側には、拡散反射板２４が設けられている。この拡散反射板２４には、ブラックマトリクス部１１ｓに対向するように設けられた透明部２４ａと、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各々に対向するように設けられるとともに、上部基板２側（表示面側）から入射された外光を表示面側に反射する光反射部２４ｂとが設けられている。そして、この表示素子では、光反射部２４ｂが外部から入射された外光を反射することにより表示動作を行うようになっており、反射型の表示素子が構成されている。
【０２２１】
また、図４７に例示するように、下部基板４の背面側には、拡散反射板２４とバックライト２１とがこの順番で設けられている。この拡散反射板２４では、光反射部２４ｂの大きさが図４６に示した光反射部２４ｂの１／２の大きさとされている。つまり、この表示素子では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各々に対して、透明部２４ａと光反射部２４ｂとが対向するようになっている。そして、この表示素子では、光反射部２４ｂにて反射された外光及びバックライト２１からの照明光により表示動作が行われるようになっており、半透過型の表示素子が構成されている。
【０２２２】
また、上記の説明では、無極性のオイルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性液体と混じり合わない絶縁性流体であればよく、例えばオイルに代えて、空気を使用してもよい。また、オイルとして、シリコーンオイル、脂肪系炭化水素などを使用することができる。
【０２２３】
但し、上記の各実施形態のように、導電性液体と相溶性がない無極性のオイルを用いた場合の方が、空気と導電性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中で導電性液体の液滴がより移動し易くなって、当該導電性液体を高速移動させることが可能となり、表示色を高速に切り換えられる点で好ましい。
【０２２４】
また、上記の説明では、黒色に着色された導電性液体及びカラーフィルタ層を用いて、ＲＧＢの各色の画素を表示面側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の画素領域が、表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられているものであればよい。具体的には、ＲＧＢ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）のＣＭＹ、またはＲＧＢＹＣなどに着色された複数色の導電性液体を用いることもできる。
【０２２５】
また、上記の説明では、カラーフィルタ層を上部基板（第１の基板）の非表示面側の表面に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の基板の表示面側の表面や下部基板（第２の基板）側にカラーフィルタ層を設置することもできる。このように、カラーフィルタ層を用いる場合の方が、複数色の導電性液体を用意する場合に比べて、製造簡単な表示素子を容易に構成できる点で好ましい。また、このカラーフィルタ層に含まれたカラーフィルタ部（開口部）及びブラックマトリクス部（遮光膜）により、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域をそれぞれ適切に、かつ、確実に設定することができる点でも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２２６】
本発明は、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】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】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】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】上記表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図７】本発明の第２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８】図７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図９】表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線断面図である。
【図１８】表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ線断面図である。
【図２１】本発明の第７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２２】表示面側から見た場合での図２１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２３】表示面側から見た場合での図２１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２４】図２１に示した表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図２５】図２４のＡ−Ａ線断面図である。
【図２６】図２１に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図２７】本発明の第８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２８】図２７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図２９】表示面側から見た場合での本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３０】本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３１】図３０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３２】表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３３】表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３４】本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３５】図３４のＡ−Ａ線断面図である。
【図３６】表示面側から見た場合での本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３７】本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３８】図３７のＡ−Ａ線断面図である。
【図３９】表示面側から見た場合での本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４０】本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図４１】図４０のＡ−Ａ線断面図である。
【図４２】表示面側から見た場合での本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４３】本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図４４】図４３のＡ−Ａ線断面図である。
【図４５】表示面側から見た場合での図５に示した表示素子の別の変形例の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４６】図５に示した表示素子の別の変形例の要部構成を示す断面図である。
【図４７】図５に示した表示素子の別の変形例の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２２８】
１ 画像表示装置（電気機器）
２ 表示素子（表示部）
３ 上部基板（第１の基板）
４ 下部基板（第２の基板）
５ 走査電極（走査ライン、第１及び第２の電極部材）
５ａ 端子部（走査ライン）
６ 信号電極（信号ライン、第１及び第２の電極部材）
６ａ 端子部（信号ライン）
７ 保持電極（保持ライン、第３の電極部材）
７ａ 端子部（保持ライン）
７ｅ、７ｆ 保持電極部分
８ 走査ドライバ（走査電圧印加部）
８ａ 配線（走査ライン）
９ 信号ドライバ（信号電圧印加部）
９ａ 配線（信号ライン）
１０ 保持ドライバ（保持電圧印加部）
１０ａ、１０ｃ 配線（保持ライン）
１０ｂ 端子台（保持ライン）
１１ カラーフィルタ層
１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ カラーフィルタ部（開口部）
１１ｓ ブラックマトリクス部（遮光膜）
１２ 溝（液溜部）
１３ａ、１３ｂ リブ（仕切壁）
１４ 導電性液体
１５ オイル（絶縁性流体）
１７、１９ 誘電体層
Ｓ 表示用空間
Ｐ 画素領域
Ｐ１ 有効表示領域
Ｐ２ 非有効表示領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性液体を移動させることにより、画像や文字などの情報を表示する表示素子、及びこれを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示素子では、エレクトロウェッティング方式の表示素子に代表されるように、外部電界による導電性液体の移動現象を利用して、情報の表示を行うものが開発され、実用化されている。
【０００３】
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の基板と、これらの基板間に形成された表示用空間の内部に封入された導電性液体としての透明な水及び所定の色に着色されたオイルとが設けられている。また、この従来の表示素子は、第１の基板側に設けられたカウンタ電極と、第２の基板側に設けられたアドレス電極及び保持電極とを備えている。これらの電極のうち、カウンタ電極及び保持電極はマトリクス状の行方向に設けられた行電極を構成し、アドレス電極はマトリクス状の列方向に設けられた列電極を構成しており、従来の表示素子では、マトリクス駆動が行えるようになっている。
【０００４】
すなわち、上記従来の表示素子では、アドレス電極に対して、０Ｖよりも大きい＋電位の電圧またはこの＋電位の電圧よりも大きい＋＋電位の電圧を印加することにより、１つの行に対する列（アドレス電極）に、オンまたはオフ情報を与える。その後、従来の表示素子では、行電極、つまりカウンタ電極及び保持電極の行電位を＋電位とすることによって行を選択する。これにより、従来の表示素子では、選択された行と交差するアドレス電極に＋＋電位が印加された画素ではオンが維持されて、当該アドレス電極側（非有効表示領域側）に集められていたオイルが保持電極側（有効表示領域側）に広がらずに、当該画素の表示色が変更されない。
【０００５】
一方、従来の表示素子では、選択された行と交差するアドレス電極に＋電位が印加された画素ではオンからオフに変化して、当該アドレス電極側に集められていたオイルが保持電極側に広がり、当該画素の表示色が変更される。このように、従来の表示素子では、マトリクス駆動が行われて、表示面側の表示色が画素単位に変更されるように構成されている。
【特許文献１】特表２００６−５１９４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の表示素子では、マトリクス駆動を行わせる場合に、印加する駆動電圧が複雑であり、その駆動制御を容易に行えなかった。
【０００７】
具体的にいえば、従来の表示素子では、＋電位の電圧または＋＋電位の電圧をアドレス電極に印加した後、カウンタ電極及び保持電極に対して、＋電位の電圧を同時に印加する必要があった。つまり、この従来の表示素子では、カウンタ電極への＋電位の電圧印加のタイミングと保持電極への＋電位の電圧印加のタイミングがずれると、画素の表示色の状態がリセットされるおそれがあり、＋電位の電圧をカウンタ電極及び保持電極に同時に印加する必要があった。このため、従来の表示素子では、その駆動制御の簡単化を図ることが困難であった。
【０００８】
上記の課題を鑑み、本発明は、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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に移動可能に封入された導電性液体とを具備し、前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
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けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインと、
前記複数の信号ラインに対して交差するように、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けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインと、
前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部の近傍で、前記有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインと、
前記複数の各信号ラインに対して、前記信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の各走査ラインに対して、前記走査電圧を印加する走査電圧印加部と、
前記複数の各保持ラインに対して、前記保持電圧を印加する保持電圧印加部とを備え、
前記信号電圧印加部及び前記走査電圧印加部が、前記信号ライン及び前記走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加することにより、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に前記導電性液体を前記有効表示領域側に移動させ、かつ、
前記保持電圧印加部は、前記保持ラインに対して保持電圧を印加して、前記保持ラインと、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、前記有効表示領域側に移動させた前記導電性液体を保持させることを特徴とするものである。
【００１０】
上記のように構成された表示素子では、有効表示領域側及び非有効表示領域側の一方側に設けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインが設けられている。また、表示素子では、複数の信号ラインに対して交差するように、有効表示領域側及び非有効表示領域側の他方側に設けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインが設けられている。また、表示素子では、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインが設けられている。また、表示素子では、上記信号電圧印加部及び上記走査電圧印加部が、信号ライン及び走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加して、信号ラインと走査ラインとの交差部単位に導電性液体を有効表示領域側に移動させる。さらに、表示素子では、保持電圧印加部は、保持ラインに対して保持電圧を印加して、保持ラインと、信号ライン及び走査ラインのうち非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域側に移動させた導電性液体を保持させる。これにより、上記従来例と異なり、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子を構成することができる。
【００１１】
また、上記表示素子において、前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に前記表示用空間に導通するように、前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記導電性液体を溜める液溜部を備え、
前記信号ライン及び前記走査ラインの一方には、前記液溜部内の前記導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、
前記信号ライン及び前記走査ラインの他方には、前記導電性液体及び前記第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、
前記保持ラインには、前記導電性液体、前記第１の電極部材、及び前記第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられていることが好ましい。
【００１２】
この場合、信号ラインと走査ラインとに電圧印加が行われたときに、導電性液体が液溜部から有効表示領域側に移動されて、表示面側の表示色を変更されるとともに、保持ラインと、非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差が所定の電圧差以上とされたときに、導電性液体は有効表示領域側で保持される。
【００１３】
また、上記表示素子において、前記信号電圧印加部は、前記複数の各信号ラインに対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、前記信号電圧を印加するように構成され、
前記保持ラインには、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインと平行に設けられた複数の保持電極部分が設けられていることが好ましい。
【００１４】
この場合、保持電極部分が印加された信号電圧に応じて、有効表示領域側に移動した導電性液体を保持することとなり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【００１５】
また、上記表示素子において、前記複数の各保持電極部分では、その一端部側が前記有効表示領域の外側に引き出されるとともに、前記複数の保持電極部分は、前記有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されてもよい。
【００１６】
この場合、複数の保持電極部分は有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されているので、上記保持電圧が印加されたときに有効表示領域の内部で導電性液体が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記表示素子において、複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られてもよい。
【００１８】
この場合、表示面側の複数の各画素において導電性液体を移動させることにより、表示面側での表示色を画素単位に変更することができる。
【００１９】
また、上記表示素子において、前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられてもよい。
【００２０】
この場合、複数の各画素において対応する導電性液体が適切に移動されることにより、カラー画像表示を行うことができる。
【００２１】
また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記導電性液体と混じり合わない絶縁性流体が当該表示用空間の内部を移動可能に封入されていることが好ましい。
【００２２】
この場合、導電性液体の移動速度の高速化を容易に図ることができる。
【００２３】
また、上記表示素子において、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち、前記有効表示領域側に設けられた一方側と、前記保持ラインには、誘電体層が設けられていることが好ましい。
【００２４】
この場合、誘電体層が導電性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができるとともに、保持ラインによって導電性液体をより確実に導電性液体を保持することができる。
【００２５】
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もよい。
【００２６】
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。
【００２７】
また、上記表示素子において、前記保持電圧印加部は、前記複数の保持電極に対して、前記保持電圧を一括して印加することが好ましい。
【００２８】
この場合、保持電圧印加部は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持電圧印加部の負担を容易に軽減することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
上記のように構成された電気機器では、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な電気機器を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
［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２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２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３及び下部基板４を備えており、これらの上部基板３と下部基板４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。）。
【００３４】
また、表示素子２では、複数の走査電極５及び複数の保持電極７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。また、これら複数の各走査電極５は、下部基板４に設けられた後述の溝（液溜部）の内部に設置されている。また、表示素子２では、複数の信号電極６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。これらの複数の走査電極５及び複数の保持電極７と、複数の信号電極６とは、互いに交差するように設けられており、表示素子２では、走査電極５と信号電極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。
【００３５】
また、これら複数の走査電極５、複数の信号電極６、及び複数の保持電極７は、所定の電圧範囲内の走査電圧、所定の電圧範囲内の信号電圧、及び所定の電圧範囲内の保持電圧がそれぞれ印加可能に構成されている（詳細は後述。）。
【００３６】
さらに、表示素子２では、後に詳述するように、上記複数の各画素領域が仕切壁にて区切られるとともに、複数の画素領域が、上記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている。そして、表示素子２では、マトリクス状に設けられた複数の画素（表示セル）毎に、エレクトロウェッティング現象にて後述の導電性液体を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。
【００３７】
また、複数の走査電極５、複数の信号電極６、複数の保持電極７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５ａ、６ａ、及び７ａが形成されている。
【００３８】
複数の信号電極６の各端子部６ａには、配線９ａを介して信号ドライバ９が接続されている。信号ドライバ９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６に対して、情報に応じて信号電圧を印加するように構成されている。
【００３９】
また、複数の走査電極５の各端子部５ａには、配線８ａを介して走査ドライバ８が接続されている。走査ドライバ８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５に対して、走査電圧を印加するように構成されている。
【００４０】
また、走査ドライバ８では、複数の各走査電極５に対して、上記導電性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、導電性液体が信号電圧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として印加するようになっている。
【００４１】
また、複数の保持電極７の各端子部７ａには、配線１０ａを介して保持ドライバ１０が接続されている。保持ドライバ１０は、保持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、複数の各保持電極１０に対して、所定の保持電圧を印加するように構成されている。
【００４２】
そして、画像表示装置１では、走査ドライバ８が例えば図１の左側から右側の各走査電極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。また、画像表示装置１では、走査ドライバ８による走査動作が行われたときに、信号ドライバ９が情報に応じて信号電圧を印加して、互いに交差する走査電極５と信号電極６との間の電圧差を所定の電圧差以上することにより、対応する画素において、導電性液体が動作して表示面側の表示色が変更されるようになっている。さらに、画像表示装置１では、保持ドライバ１０が保持電圧を印加して、保持電極７と走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、導電性液体を動作位置で保持させて、表示色を維持するように構成されている（詳細は後述。）。
【００４３】
また、走査ドライバ８、信号ドライバ９、及び保持ドライバ１０には、例えば直流電源が含まれており、所定の電圧範囲内の走査電圧、所定の電圧範囲内の信号電圧、及び所定の電圧範囲内の保持電圧を供給するようになっている。
【００４４】
また、信号電極６及び配線９ａが画素領域での後述の有効表示領域側及び非有効表示領域側の一方側に設けられた信号ラインを構成し、走査電極５及び配線８ａが画素領域での上記有効表示領域側及び非有効表示領域側の他方側に設けられた走査ラインを構成している。さらには、保持電極７及び配線１０ａが、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられた保持ラインを構成している。
【００４５】
ここで、図２〜図５も参照して、表示素子２の画素構造について具体的に説明する。
【００４６】
図２は表示面側から見た場合での図１に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図３は表示面側から見た場合での図１に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４は上記表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２〜図４では、図面の簡略化のために、上記表示面に設けられた複数の画素のうち、図１の左上端部に配設された９個の画素を図示している（後掲の対応する図面においても、同様。）。
【００４７】
図２〜図５において、表示素子２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３と、上部基板３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４とを備えている。また、表示素子２では、上部基板３と下部基板４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３及び下部基板４の間に所定の表示用空間Ｓが形成されている。さらに、表示素子２では、表示用空間Ｓに導通するように、後述の非有効表示領域Ｐ２側で下部基板４に設けられるとともに、上記導電性液体１４を溜める液溜部としての上記溝１２が複数形成されている。すなわち、図３に例示するように、複数の溝１２が、互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状に下部基板４に設けられており、各溝１２の内部には、上述したように、走査電極５が設置されている。
【００４８】
また、表示用空間Ｓの内部には、導電性液体１４に加えて、この導電性液体１４と混じり合わない絶縁性のオイル１５が当該表示用空間Ｓの内部で上記Ｘ方向（図４の左右方向）に移動可能に封入されており、導電性液体１４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。
【００４９】
導電性液体１４には、例えば溶媒としての水と、溶質としての所定の電解質を含んだ水溶液が用いられている。具体的には、例えば１ｍｍｏｌ／Ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）の水溶液が導電性液体１４に用いられている。また、導電性液体１４には、顔料や染料などによって黒色に着色されたものが使用されている。
【００５０】
また、導電性液体１４は黒色に着色されているので、当該導電性液体１４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２の各画素では、後に詳述するように、導電性液体１４が表示用空間Ｓの内部を有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）に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。
【００５１】
また、オイル１５には、例えば側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された１種または複数種からなる無極性で、かつ、無色透明なオイルが用いられている。また、このオイル１５は、導電性液体１４の移動に伴って、表示用空間Ｓの内部を移動するようになっている。
【００５２】
上部基板３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３の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層１１が形成されている。さらに、上部基板３では、カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に、上記信号電極６及び親水層１６が形成されている。
【００５３】
信号電極６は、図２に"Ｈ１"及び"Ｈ２"にて例示するように、Ｙ方向での寸法が異なる略帯状に構成されている。言い換えれば、信号電極６では、走査電極５と対向される部分が、少なくとも有効表示領域Ｐ１に対向される部分に比べて、大幅に小さくされた櫛歯状に構成されている。また、信号電極６において、上記寸法Ｈ１及びＨ２は、好ましくはＨ２／Ｈ１＝１／１０、より好ましくはＨ２／Ｈ１＝１／２０に設定されている。
【００５４】
また、この信号電極６の表面上には、誘電体層１７、リブ１３ａ、１３ｂ、及び撥水層１８が順次形成されている。また、親水層１６は、信号電極６が形成されていないカラーフィルタ層１１上で、溝１２と対向するように、当該カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に設けられている。また、リブ１３ａ及び１３ｂは、図２に例示するように、誘電体層１７の表面上で、例えばＹ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように設けられており、これらリブ１３ａ及び１３ｂは、画素単位に形成されている。
【００５５】
また、下部基板４には、上部基板３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４では、上記溝１０を除く、表示面側の表面上に、撥水層２２が形成されている。
【００５６】
さらに、下部基板４では、溝１０の内部に設置された走査電極５に加えて、線状の上記保持電極７が撥水層２２の表面上に設けられている。この保持電極７は、有効表示領域Ｐ１の右端部側（つまり、有効表示領域Ｐ１の非有効表示領域Ｐ２とは反対の端部側）に対向するように、撥水層２２上に形成されている。また、保持電極７の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。
【００５７】
さらに、下部基板４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２１が一体的に組み付けられており、透過型の表示素子２が構成されている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、バックライト２１からの照明光を使用して表示動作が行われるので、外光が不十分な場合や夜間などでも、適切な表示動作を行えるようになっている。
【００５８】
カラーフィルタ（Color Filter）層１１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂと、遮光膜としてのブラックマトリクス部１１ｓとが設けられており、ＲＧＢの各色の画素を構成するようになっている。つまり、カラーフィルタ層１１では、図２に例示するように、ＲＧＢのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂがＸ方向に沿って順次設けられるとともに、各々３つのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂがＹ方向に沿って設けられており、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ３個及び３個、合計９個の画素が配設されている。
【００５９】
また、表示素子２では、図２に例示するように、各画素領域Ｐにおいて、画素の有効表示領域Ｐ１に対応する箇所にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂが設けられ、非有効表示領域Ｐ２に対応する箇所にブラックマトリクス部１１ｓが設けられている。つまり、表示素子２では、上記表示用空間Ｓに対し、ブラックマトリクス部（遮光膜）１１ｓによって非有効表示領域Ｐ２（非開口部）が設定され、そのブラックマトリクス部１１ｓに形成された開口部（つまり、いずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｇ）によって有効表示領域Ｐ１が設定されている。
【００６０】
また、表示素子２では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各面積は、有効表示領域Ｐ１の面積に対し、同一または若干大きい値が選択されている。一方、ブラックマトリクス部１１ｓの面積は、非有効表示領域Ｐ２の面積に対し、同一または若干小さい値が選択されている。言い換えれば、表示素子２では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各面積よりも、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に引き出される面積（つまり、有効表示領域Ｐ１側に設けられて、エレクトロウェッティング現象によって導電性液体１４を引き出すための電極面積（信号電極面積））の方が若干大きく設定されている。尚、図２では、隣接する画素の境界部を明確にするために、隣接する画素に応じた２つのブラックマトリクス部１１ｓ間の境界線を点線にて示しているが、実際のカラーフィルタ層１１では、ブラックマトリクス部１１ｓ間の境界線は存在しない。
【００６１】
また、表示素子２では、上記仕切壁としてのリブ１３ａ、１３ｂ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２では、各画素の表示用空間Ｓは、図２に例示するように、同図２のＸ方向では、隣接する２つの画素のリブ１３ａによって区画されている。また、図２のＹ方向では、表示用空間Ｓは、互いに対向する２つのリブ１３ｂによって区画されている。さらに、表示素子２では、リブ１３ａ、１３ｂによって導電性液体１４が隣接する画素領域Ｐの表示用空間Ｓの内部に流入するのが防がれている。すなわち、リブ１３ａ、１３ｂには、例えば光硬化性樹脂が用いられており、リブ１３ａ、１３ｂでは、隣接する画素間で導電性液体１４の流入出が防止されるように、上部基板３からの突出高さが決定されている。
【００６２】
誘電体層１７、１９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。また、撥水層１８、２０、２２には、透明な合成樹脂、好ましくは電圧印加時に導電性液体１４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２では、上部基板３及び下部基板４の表示用空間Ｓ側の表面側での導電性液体１４との間の濡れ性（接触角）を大きく変化させることができ、導電性液体１４の移動速度の高速化を図ることができる。
【００６３】
親水層１６には、例えばヒドロキシ基、アミド基、あるいはカルボキシル基等の親水基を有する有機系材料が用いられている。そして、親水層１６は、導電性液体１４の溝１２側（非有効表示領域Ｐ２側）から有効表示領域Ｐ１側への移動を円滑行わせるようになっている。
【００６４】
尚、この説明以外に、例えば二酸化ケイ素などの無機系材料、金、アルミニウム、銅などの金属材料、またはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、尿素樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を親水層に使用することもできる。また、上部基板３が親水性を有する材料を使用して構成されている場合では、親水層１６の設置を省略することもできる。
【００６５】
走査電極５は、溝（液溜部）１２内の導電性液体１４に接触するように設けられた第１の電極部材を構成しており、走査電極５には、非有効表示領域Ｐ２側でＹ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。
【００６６】
また、この走査電極５には、導電性液体１４に対して電気化学的に不活性な材料が使用されており、当該走査電極５に上記走査電圧（例えば、−４Ｖ）が印加されたときでも、導電性液体１４と電気化学反応を極力生じないように構成されている。これにより、走査電極５の電気分解の発生を防いで、表示素子２の信頼性及び寿命を向上させることができる。
【００６７】
具体的にいえば、走査電極５には、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。また、走査電極５は、上記金属材料からなる細線を溝１２の内部に固定したり、スクリーン印刷法などを用いて、溝１２の底面上に金属材料を含んだ導電性ペースト材などのインク材を載置したりすることで形成されている。
【００６８】
信号電極６は、導電性液体１４及び走査電極（第１の電極部材）５に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域Ｐ１側に設けられた第２の電極部材を構成しており、信号電極６には、Ｘ方向に平行となるように配置された透明な線状配線が用いられている。具体的にいえば、信号電極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。また、信号電極６は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、カラーフィルタ層１１に略帯状に形成されている。
【００６９】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図５の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【００７０】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図６も参照して具体的に説明する。
【００７１】
図６は、上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【００７２】
本実施形態の表示素子２では、図６（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図４の左側の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ２で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図４の左側の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ３で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図４の左側の画素列に対する走査動作が維持される。
【００７３】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ２で上記走査動作が開始されると、図６（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の上から一番目、二番目、及び三番目の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、＋４Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差が所定の電圧差（第１の電圧差、例えば、４．５Ｖ）以上とされ、同図４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。この結果、これらの画素では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の間、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【００７４】
一方、図４の上から二番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の間、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【００７５】
また、本実施形態の表示素子２では、図６（ｅ）に示すように、走査ドライバ８による上記走査動作の前に、保持ドライバ１０が、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作を行うようになっている。つまり、保持ドライバ１０は、図４の左側の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、同図４の左側の保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が所定の電圧差（第２の電圧差、例えば、８Ｖ）未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。尚、解放動作の期間（Ｔ１〜Ｔ２）と走査動作の期間（Ｔ２〜Ｔ３）との好ましい時間比率は、例えば（Ｔ１〜Ｔ２）／（Ｔ２〜Ｔ３）≦１／１０である。
【００７６】
そして、上記のように、時点Ｔ２で走査動作が開始されると、保持ドライバ１０は、図４の左側の保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、図４の左側の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差以上である、１２Ｖとされる。この結果、本実施形態の表示素子２では、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。すなわち、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側で保持される。一方、上から二番目の画素では、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されていないので、保持電圧としての電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、有効表示領域Ｐ１側に移動されずに、非有効表示領域Ｐ２側で維持される。
【００７７】
また、このように保持電極７の電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に移動されないのは、保持電極７において、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が小さく構成されているからである。すなわち、非有効表示領域Ｐ２側の走査電極５にローレベルの選択電圧Ｖ２が印加されているときに、保持電極７に対してハイレベルの電圧Ｖ５が印加されたときでも、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されないように、保持電極７では、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が定められている。これに対して、信号電極６では、図２に示したように、有効表示領域Ｐ１全体を覆うように構成されているので、信号電極６は走査電極５との電圧差が上記第１の電圧差以上とされたときに、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されている（後掲の第２〜第６の実施形態においても、同様。）。
【００７８】
また、この左側の保持電極７に対する保持電圧の電圧印加は、全ての走査電極５に対する走査動作が完了するまで、つまり表示面側に次のフレームの情報が表示されるまで継続される。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、黒色表示が継続され、上から二番目の画素では、赤色表示が継続される。
【００７９】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図６（ｆ）及び図６（ｇ）に示すように、図４の中央の画素列に対する走査動作及び解放動作が行われる。すなわち、図６（ｇ）に示すように、保持ドライバ１０が、時点Ｔ４から時点Ｔ５の間で、図４の中央の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ６として、解放動作を行わせる。また、図６（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ５から時点Ｔ６の間で、図４の中央の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。さらに、保持ドライバ１０が、時点Ｔ５で図４の中央の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ５に変更するので、時点Ｔ５から時点Ｔ６の間の走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。
【００８０】
以降、本実施形態の表示素子２では、解放動作及び走査動作が、順次実施される。
【００８１】
以上のように構成された本実施形態の表示素子２では、有効表示領域Ｐ１側に設けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号電極（信号ライン）６が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、複数の信号電極６に対して交差するように、非有効表示領域Ｐ２側に設けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査電極（走査ライン）５が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、信号電極６と走査電極５との交差部の近傍で、有効表示領域Ｐ１側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持電極（保持ライン）７が設けられている。また、本実施形態の表示素子２では、信号ドライバ（信号電圧印加部）９及び走査ドライバ（走査電圧印加部）８が、信号電極６及び走査電極５に対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加して、信号電極６と走査電極５との交差部単位に導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動させる。さらに、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ（保持電圧印加部）１０は、保持電極７に対して保持電圧を印加して、保持電極７と走査電極５との間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、有効表示領域Ｐ１側に移動させた導電性液体を保持させる。これにより、本実施形態の表示素子２では、上記従来例と異なり、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態の表示素子２では、図６に例示したように、走査ドライバ（走査電圧印加部）８が非選択電圧Ｖ１または選択電圧Ｖ２の電圧印加を行い、信号ドライバ（信号電圧印加部）９が電圧Ｖ３または電圧Ｖ４の電圧印加を行うことにより、導電性液体１４の移動または維持させている。さらに、保持ドライバ（保持電圧印加部）１０が電圧Ｖ５または電圧Ｖ６の電圧印加を行うことにより、導電性液体１４の保持または解放させている。このように、本実施形態の表示素子２では、走査ドライバ８、信号ドライバ９、及び保持ドライバ１０の各々は、ハイレベル及びローレベルのいずれかの電圧を印加するだけにより、導電性液体１４を動作または停止させて、表示色の変更を行えるので、上記従来例に比べて、電圧印加部（ドライバ）の負担を容易に低減することができる。
【００８３】
また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、表示素子２が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な画像表示装置１を容易に構成することができる。
【００８４】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２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、保持電圧印加部が複数の保持電極に対して保持電圧を一括して印加するように構成した点である。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、その重複した説明は省略する。
【００８５】
つまり、図７に示すように、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ１０は共通の配線１０ｃ及び共通の端子台１０ｂを介在させて、複数の保持電極７の端子部７ａにそれぞれ接続された複数の配線１０ａに接続されている。そして、保持ドライバ１０は、全ての保持電極７に対して、保持電圧としての上記電圧Ｖ５または電圧Ｖ６を一括して印加するように構成されており、１フレームの情報表示を行う前に全ての保持電極７に対し上記解放動作を同時に行うようになっている。また、これらの配線１０ｃ及び端子台１０ｂは、上記保持ラインに含まれている。
【００８６】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図８も参照して具体的に説明する。
【００８７】
図８は、図７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【００８８】
本実施形態の表示素子２では、１フレームの情報表示を表示面側で行う前に、全ての画素において、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作が行われる。つまり、図８（ｅ）に示すように、保持ドライバ１０は、図４の左側の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ７で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、表示素子２の全ての画素では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【００８９】
その後、本実施形態の表示素子２では、図８（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図４の左側の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ８で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図４の左側の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ９で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図４の左側の画素列に対する走査動作が維持される。
【００９０】
また、保持ドライバ１０は、時点Ｔ８での走査動作の開始と同時に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、全ての画素において、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４を当該有効表示領域Ｐ１側で保持可能となる。
【００９１】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ８で上記走査動作が開始されると、図８（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の上から一番目、二番目、及び三番目の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、＋４Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図４の左側の画素列において、上から一番目及び三番目の画素では、第１の実施形態と同様に、走査電極５と信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされ、同図４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。また、保持電圧が時点Ｔ８で導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持可能な電圧Ｖ５に変更されているので、これらの画素では、時点Ｔ８以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【００９２】
一方、図４の上から二番目の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ８以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【００９３】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図８（ｆ）に示すように、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。すなわち、図８（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ１０から時点Ｔ１１の間で、図４の中央の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図４の中央の画素列に対する走査動作が行われる。
【００９４】
以降、本実施形態の表示素子２では、走査動作が順次実施される。
【００９５】
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、保持ドライバ１０が全ての保持電極７に対して、保持電圧を一括して印加するので、保持ドライバ１０は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持ドライバ１０の負担を容易に軽減することができる。
【００９６】
［第３の実施形態］
図９は、表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子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３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、保持電極において、有効表示領域側に延設された延設部分を設けた点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【００９７】
つまり、図９〜図１１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【００９８】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【００９９】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１００】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１１の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１０１】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃが保持電極７に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第２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、延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０３】
［第４の実施形態］
図１２は、表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１３は本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１４は図１３のＡ−Ａ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、２つの延設部分を保持電極に設けた点である。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、その重複した説明は省略する。
【０１０４】
すなわち、図１２〜図１４に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃ、７ｄを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１０５】
また、延設部分７ｃ、７ｄは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側及び他端部側にそれぞれ対向するように設けられている。また、これらの延設部分７ｃ、７ｄでは、そのＸ方向での各端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該各端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃ、７ｄが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１０６】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ、７ｄ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄのＹ方向での各寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１０７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１４の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１４の右端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１０８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ、７ｄが保持電極７に設けられているので、各画素では、第３の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ、７ｄにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１０９】
以上の構成により、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、延設部分７ｃ、７ｄにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１１０】
［第５の実施形態］
図１５は、表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１６は本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図１７は図１６のＡ−Ａ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、保持電極において、走査電極と平行に設けられた複数の保持電極部分を設けた点である。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、その重複した説明は省略する。
【０１１１】
すなわち、図１５〜図１７に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、この延設部分７ｃからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｅを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１１２】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１１３】
また、７本の保持電極部分７ｅは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた走査電極５と平行に設けられており、延設部分７ｃの端部から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｅでは、Ｙ方向の一端部及び他端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、保持電極部分７ｅが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１１４】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ、延設部分７ｃ、及び保持電極部分７ｅ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、延設部分７ｃのＹ方向での寸法や各保持電極部分７ｅのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃや各保持電極部分７ｅの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１１５】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１６の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１６の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１１６】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅが保持電極７に設けられているので、各画素では、第３の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅにより、図１６の左側下端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１１７】
以上の構成により、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、保持電極部分７ｅが印加された信号電圧に応じて、有効表示領域Ｐ１側に移動した導電性液体１４を保持することができる。これにより、本実施形態では、第３の実施形態と異なり、保持電極７は導電性液体１４の有効表示領域Ｐ１側の端部を走査電極５と平行な状態で容易に保持することができる。この結果、本実施形態では、第３の実施形態と異なり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【０１１８】
［第６の実施形態］
図１８は、表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１９は本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図２０は図１９のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第５の実施形態との主な相違点は、複数の各保持電極部分において、その一端部側が有効表示領域の外側に引き出されるとともに、有効表示領域の外側で複数の保持電極部分を互いに電気的に接続した点である。なお、上記第５の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１１９】
すなわち、図１８〜図２０に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂから有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、この延設部分７ｃからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｆを備えている。つまり、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、有効表示領域Ｐ１と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。
【０１２０】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１の外側、つまり非有効表示領域Ｐ２と対向した状態で、Ｘ方向に平行となるように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されている。
【０１２１】
また、７本の保持電極部分７ｆは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた走査電極５と平行に設けられており、延設部分７ｃの端部から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｆでは、Ｙ方向の一端部側が有効表示領域Ｐ１の外側に引き出されており、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられた延設部分７ｃによって互いに電気的に接続されている。
【０１２２】
また、保持電極７では、電極本体７ｂ、延設部分７ｃ、及び保持電極部分７ｆ上に誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。さらに、保持電極７では、各保持電極部分７ｆのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、各保持電極部分７ｆの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１２３】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１９の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１９の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと走査電極５との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１２４】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極部分７ｆが保持電極７に設けられているので、各画素では、第５の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極部分７ｆにより、図１９の左側下端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１２５】
以上の構成により、本実施形態では、上記第５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、複数の保持電極部分７ｆは有効表示領域Ｐ１の外側で互いに電気的に接続されているので、第５の実施形態と異なり、保持電圧が印加されたときに有効表示領域Ｐ１の内部で導電性液体１４が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【０１２６】
［第７の実施形態］
図２１は、本発明の第７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。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、走査電極を有効表示領域側に設けるとともに、信号電極を非有効表示領域（溝）側に設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１２７】
つまり、図２１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の走査電極５及び複数の保持電極７が、互いに交互に、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２では、複数の信号電極６が互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状に設けられている。また、これら複数の走査電極５及び複数の保持電極７と、複数の信号電極６とは、互いに交差するように設けられており、表示素子２では、走査電極５と信号電極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。
【０１２８】
ここで、図２２〜図２５も参照して、本実施形態の表示素子２の画素構造について具体的に説明する。
【０１２９】
図２２は表示面側から見た場合での図２１に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図２３は表示面側から見た場合での図２１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２４は図２１に示した表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図２５は図２４のＡ−Ａ線断面図である。
【０１３０】
図２２に例示するように、本実施形態の表示素子２では、走査電極５及び保持電極７が上側基板３側に設けられている。また、図２３に例示するように、下側基板４側には、複数の溝１２が、互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状で非有効表示領域Ｐ２側に設けられており、各溝１２の内部には、信号電極６が設置されている。この信号電極６は、上記第１の電極部材を構成しており、第１の実施形態の走査電極５と同様に、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。
【０１３１】
具体的にいえば、図２４及び図２５も参照して、上部基板３の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層１１が形成されており、さらに、このカラーフィルタ層１１の非表示面側の表面には、走査電極５、保持電極７、及び親水層１６が形成されている。これら走査電極５及び保持電極７は、それぞれ上記第２及び第３の電極部材を構成しており、走査電極５及び保持電極７には、第１の実施形態の信号電極６と同様に、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。
【０１３２】
走査電極５は、図２２に“Ｈ３”及び“Ｈ４”にて例示するように、Ｙ方向での寸法が異なる略帯状に構成されている。言い換えれば、走査電極５では、信号電極６と対向される部分が、少なくとも有効表示領域Ｐ１に対向される部分に比べて、大幅に小さくされた櫛歯状に構成されている。また、走査電極５では、図２２に例示するように、有効表示領域Ｐ１に対向する部分において、矩形状の切欠部が設けられており、この切欠部の内部に配置されるように、保持電極７の延設部分７ｃが電気的に絶縁された状態で、設けられている。また、走査電極５において、上記寸法Ｈ３及びＨ４は、好ましくはＨ４／Ｈ３＝１／１０、より好ましくはＨ４／Ｈ３＝１／２０に設定されている。
【０１３３】
保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、上記切欠部内に配置されるように、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、電極本体７ｂと延設部分７ｃとを接続する接続部分７ｇを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。また、接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃの右端部に接続されている。
【０１３４】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での左端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該左端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃの左端部が非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１３５】
また、走査電極５及び保持電極７の非表示面側の各表面上には、誘電体層１７、リブ１３ａ、１３ｂ、及び撥水層１８が順次形成されている。また、親水層１６は、走査電極５及び保持電極７が形成されていないカラーフィルタ層１１上で、溝１２と対向するように、当該カラーフィルタ層１１の非表示面側の表面に設けられている。
【０１３６】
また、本実施形態の表示素子２では、第３の実施形態と同様に、延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１３７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図２５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図２５の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１３８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃが保持電極７に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１３９】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図２６も参照して具体的に説明する。
【０１４０】
図２６は、上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【０１４１】
本実施形態の表示素子２では、図２６（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図２４の上から一番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ１３で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、＋４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ１４で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が維持される。
【０１４２】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ１３で上記走査動作が開始されると、図２６（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図２４の左側、中央部、及び右側の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、０Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、右側及び左側の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差が所定の電圧差（第１の電圧差）以上とされ、同図２４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。この結果、これらの画素では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の間、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【０１４３】
一方、図２４の中央部の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の間、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【０１４４】
また、本実施形態の表示素子２では、図２６（ｅ）に示すように、走査ドライバ８による上記走査動作の前に、保持ドライバ１０が、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作を行うようになっている。つまり、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、同図２４の上から一番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１２で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が所定の電圧差（第２の電圧差）未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【０１４５】
そして、上記のように、時点Ｔ１２で走査動作が開始されると、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、図２４の上から一番目の画素列では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差以上である、１２Ｖとされる。この結果、本実施形態の表示素子２では、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までの走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。すなわち、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側で保持される。一方、中央部の画素では、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されていないので、保持電圧としての電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、有効表示領域Ｐ１側に移動されずに、非有効表示領域Ｐ２側で維持される。
【０１４６】
また、このように保持電極７の電圧Ｖ５の電圧印加だけでは、導電性液体１４が有効表示領域Ｐ１側に移動されないのは、保持電極７において、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が小さく構成されているからである。すなわち、非有効表示領域Ｐ２側の信号電極６にローレベルの電圧Ｖ４が印加されているときに、保持電極７に対してハイレベルの電圧Ｖ５が印加されたときでも、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側から有効表示領域Ｐ１側に移動されないように、保持電極７では、その有効表示領域Ｐ１に対向する部分の面積が定められている。これに対して、走査電極５では、図２２に示したように、有効表示領域Ｐ１全体をほぼ覆うように構成されているので、走査電極５は信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされたときに、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されている（後掲の第８〜第１３の実施形態においても、同様。）。
【０１４７】
また、この上から一番目の保持電極７に対する保持電圧の電圧印加は、全ての走査電極５に対する走査動作が完了するまで、つまり表示面側に次のフレームの情報が表示されるまで継続される。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、黒色表示が継続され、中央部の画素では、赤色表示が継続される。
【０１４８】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図２６（ｆ）及び図２６（ｇ）に示すように、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作及び解放動作が行われる。すなわち、図２６（ｇ）に示すように、保持ドライバ１０が、時点Ｔ１５から時点Ｔ１６の間で、図２４の上から二番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ６として、解放動作を行わせる。また、図２６（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ１６から時点Ｔ１７の間で、図２４の上から二番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。さらに、保持ドライバ１０が、時点Ｔ１６で図２４の上から二番目の保持電極７に対して供給する保持電圧を電圧Ｖ５に変更するので、時点Ｔ１６から時点Ｔ１７の間の走査動作の期間中に、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４が、当該有効表示領域Ｐ１側で保持される。
【０１４９】
以降、本実施形態の表示素子２では、解放動作及び走査動作が、順次実施される。
【０１５０】
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、延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１５１】
［第８の実施形態］
図２７は、本発明の第８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。図において、本実施形態と上記第７の実施形態との主な相違点は、保持電圧印加部が複数の保持電極に対して保持電圧を一括して印加するように構成した点である。なお、上記第７の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１５２】
つまり、図２７に示すように、本実施形態の表示素子２では、保持ドライバ１０は共通の配線１０ｃ及び共通の端子台１０ｂを介在させて、複数の保持電極７の端子部７ａにそれぞれ接続された複数の配線１０ａに接続されている。そして、保持ドライバ１０は、全ての保持電極７に対して、保持電圧としての上記電圧Ｖ５または電圧Ｖ６を一括して印加するように構成されており、１フレームの情報表示を行う前に全ての保持電極７に対し上記解放動作を同時に行うようになっている。また、これらの配線１０ｃ及び端子台１０ｂは、上記保持ラインに含まれている。
【０１５３】
上記のように構成された本実施形態の表示素子２の表示動作について、図２８も参照して具体的に説明する。
【０１５４】
図２８は、図２７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【０１５５】
本実施形態の表示素子２では、１フレームの情報表示を表示面側で行う前に、全ての画素において、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側から解放する解放動作が行われる。つまり、図２８（ｅ）に示すように、保持ドライバ１０は、図２４の上から一番目の走査電極５に対する走査動作が行われる前に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、時点Ｔ１８で電圧Ｖ５（例えば、＋８Ｖ）から電圧Ｖ６（例えば、０Ｖ）とする。これにより、表示素子２の全ての画素では、保持電極７と走査電極５との電圧差が上記第２の電圧差未満である、０Ｖとされ、導電性液体１４は有効表示領域Ｐ１側で保持されずに、非有効表示領域Ｐ２側への移動が許容される。
【０１５６】
その後、本実施形態の表示素子２では、図２８（ａ）に示すように、走査ドライバ８が、例えば図２４の上から一番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を、時点Ｔ１９で非選択電圧Ｖ１（例えば、０Ｖ）から選択電圧Ｖ２（例えば、＋４Ｖ）とする。これにより、表示素子２では、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が開始される。そして、走査ドライバ８が、時点Ｔ２０で走査電圧を非選択電圧Ｖ１とするまで、図２４の上から一番目の画素列に対する走査動作が維持される。
【０１５７】
また、保持ドライバ１０は、時点Ｔ１９での走査動作の開始と同時に、全ての保持電極７に対して供給する保持電圧を、電圧Ｖ６から電圧Ｖ５に変更する。これにより、全ての画素において、有効表示領域Ｐ１側に移動された導電性液体１４を当該有効表示領域Ｐ１側で保持可能となる。
【０１５８】
また、信号ドライバ９は、時点Ｔ１９で上記走査動作が開始されると、図２８（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ例示するように、図４の左側、中央部、及び右側の信号電極６に対し、表示すべき情報に応じて、信号電圧を電圧Ｖ３（例えば、０Ｖ）または電圧Ｖ４（例えば、−４Ｖ）とする。これにより、図２４の上から一番目の画素列において、左側及び右側の画素では、第７の実施形態と同様に、走査電極５と信号電極６との電圧差が上記第１の電圧差以上とされ、同図２４に示すように、導電性液体１４が非有効表示領域Ｐ２側（溝１２側）から有効表示領域Ｐ１側に移動する。また、保持電圧が時点Ｔ１９で導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持可能な電圧Ｖ５に変更されているので、これらの画素では、時点Ｔ１９以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記非ＣＦ着色表示が行われて、黒色表示が行われる。
【０１５９】
一方、図２４の中央部の画素では、走査電極５と信号電極６との電圧差は上記第１の電圧差以上とされない。この結果、導電性液体１４は非有効表示領域Ｐ２側から移動せずに維持され、この画素では、時点Ｔ１９以降、次のフレームの情報表示が行われるまで、上記ＣＦ着色表示が行われて、赤色表示が行われる。
【０１６０】
続いて、本実施形態の表示素子２では、図２８（ｆ）に示すように、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。すなわち、図２８（ｆ）に示すように、走査ドライバ８が、時点Ｔ２１から時点Ｔ２２の間で、図２４の上から二番目の走査電極５に対して供給する走査電圧を選択電圧Ｖ２として、図２４の上から二番目の画素列に対する走査動作が行われる。
【０１６１】
以降、本実施形態の表示素子２では、走査動作が順次実施される。
【０１６２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第７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７の実施形態と異なり、保持ドライバ１０が全ての保持電極７に対して、保持電圧を一括して印加するので、保持ドライバ１０は保持電圧の電圧印加を容易に行うことができ、当該保持ドライバ１０の負担を容易に軽減することができる。
【０１６３】
［第９の実施形態］
図２９は、表示面側から見た場合での本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３０は本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３１は図３０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第８の実施形態との主な相違点は、２つの延設部分を保持電極に設けた点である。なお、上記第８の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１６４】
すなわち、図２９〜図３１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は走査電極５と平行に設けられた電極本体７ｂと、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃ、７ｄと、電極本体７ｂと延設部分７ｃ、７ｄとを接続する接続部分７ｇを備えている。すなわち、本実施形態の表示素子２では、複数の電極本体７ｂが下部基板４側で複数の走査電極５と交互に、かつ、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられており、各電極本体７ｂは保持ドライバ１０に接続されている。また、接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃ、７ｄの右端部に接続されている。
【０１６５】
また、延設部分７ｃ、７ｄは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側及び他端部側にそれぞれ対向するように設けられている。また、これらの各延設部分７ｃ、７ｄは、走査電極５に設けられた矩形状の切欠部内に配置されるように設けられている。すなわち、走査電極５には、図２９に例示するように、有効表示領域Ｐ１に対向する部分において、２つの矩形状の切欠部が設けられており、これらの切欠部の内部に配置されるように、保持電極７の延設部分７ｃ、７ｄが電気的に絶縁された状態で、設けられている。さらに、延設部分７ｃ、７ｄでは、そのＸ方向での各端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該各端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃ、７ｄが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１６６】
さらに、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄのＹ方向での各寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、延設部分７ｃ、７ｄの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１６７】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３１の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１６８】
また、本実施形態の表示素子２では、延設部分７ｃ、７ｄが保持電極７に設けられているので、各画素では、第８の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ、７ｄにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１６９】
以上の構成により、本実施形態では、上記第８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、延設部分７ｃ、７ｄにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７０】
［第１０の実施形態］
図３２は表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図であり、図３３は表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３４は本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３５は図３４のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第９の実施形態との主な相違点は、保持電極を下部基板側に設けた点である。なお、上記第９の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１７１】
すなわち、図３２〜図３５に示すように、本実施形態の表示素子２では、櫛歯状の走査電極５が上部基板３側に設けられ、信号電極６及び保持電極７が下部基板４側に設けられている。また、このように保持電極７が下部基板４側に設けられているので、走査電極５には、第９の実施形態のものと異なり、矩形状の切欠部が形成されていない。
【０１７２】
また、保持電極７には、Ｙ方向の中央部に配置されるとともに、Ｘ方向と平行に設けられた線状電極が用いられている。また、この保持電極７は、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された保持電極７の部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、保持電極７は、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３５に示すように、保持電極７は、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１７３】
具体的には、この信号電極６は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、下部基板４上に帯状に形成されている。すなわち、下部基板４では、まず溝１２の設置箇所に当該溝１２よりも大きい切欠部が形成された後、Ｘ方向に沿って帯状の保持電極７が下部基板４の表面上に形成される。その後、非有効表示領域Ｐ２側において、溝１２が形成されるように、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル、エポキシ、あるいはシリコンなどの電気絶縁性を有する合成樹脂を用いた絶縁層２３が保持電極７を覆うように設けられる。そして、この絶縁層２３により、保持電極７は、溝１２の内部に設置される信号電極６と当該溝１２に充填される導電性液体１４とに対して、電気的に絶縁される。尚、上記の説明以外に、アルミナ、酸化チタンなどの無機系材料を絶縁層２３に用いることもできる。
【０１７４】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３５の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３５の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１７５】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極７がＹ方向の中央部で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられているので、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極７の有効表示領域Ｐ１と対向する部分により、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７６】
以上の構成により、本実施形態では、上記第９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、保持電極７の有効表示領域Ｐ１と対向する部分により、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１７７】
［第１１の実施形態］
図３６は、表示面側から見た場合での本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３７は本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図３８は図３７のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１０の実施形態との主な相違点は、保持電極において、有効表示領域側に延設された延設部分を設けた点である。なお、上記第１０の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１７８】
つまり、図３６〜図３８に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、有効表示領域Ｐ１側に延設された延設部分７ｃと、電極本体７ｂと延設部分７ｃとを接続する接続部分７ｇを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での一端部側に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１７９】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３８に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。また、この絶縁層２３の内部には、接続部分７ｇが設置されている。この接続部分７ｇは、有効表示領域Ｐ１の外側でＹ方向に平行となるように設けられており、一端部及び他端部が電極本体７ｂ及び延設部分７ｃの右端部に接続されている。
【０１８０】
また、延設部分７ｃは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での他端部側に対向するように、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された延設部分７ｃの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、この延設部分７ｃでは、そのＸ方向での端部が有効表示領域Ｐ１のＸ方向での左端部とほぼ一致するように構成されており、当該端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、延設部分７ｃが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１８１】
さらに、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や延設部分７ｃのＹ方向での寸法を変更することにより、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や延設部分７ｃの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１８２】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図３８の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図３８の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１８３】
また、本実施形態の表示素子２では、電極本体７ｂがＹ方向の一端部側で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられるとともに、延設部分７ｃが保持電極７に設けられている。これにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１と対向する部分及び延設部分７ｃにより、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１８４】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１０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、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１と対向する部分及び延設部分７ｃにより、各画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１８５】
［第１２の実施形態］
図３９は、表示面側から見た場合での本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４０は本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図４１は図４０のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１０の実施形態との主な相違点は、保持電極において、信号電極と平行に設けられた複数の保持電極部分を設けた点である。なお、上記第１０の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１８６】
つまり、図３９〜図４１に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｅを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１のＹ方向での中央部に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１８７】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図３８に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１８８】
また、７本の保持電極部分７ｅは、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、各保持電極部分７ｅの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、これらの保持電極部分７ｅは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた信号電極６と平行に設けられており、有効表示領域Ｐ１の左端部側から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｅでは、Ｙ方向の一端部及び他端部が有効表示領域Ｐ１の外側に突出されずに、保持電極部分７ｅが非有効表示領域Ｐ２と対向しないようになっている。
【０１８９】
また、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分のＹ方向での寸法や各保持電極部分７ｅのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、電極本体７ｂの有効表示領域Ｐ１に対向する部分や各保持電極部分７ｅの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１９０】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図４１の左端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図４１の中央部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１９１】
また、本実施形態の表示素子２では、電極本体７ｂがＹ方向の中央部で有効表示領域Ｐ１と対向するように、Ｘ方向と平行に設けられるとともに、保持電極部分７ｅが保持電極７に設けられている。これにより、各画素では、第１０の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、延設部分７ｃ及び保持電極部分７ｅにより、図４０の右側上端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０１９２】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１０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、保持電極部分７ｅが印加された信号電圧に応じて、有効表示領域Ｐ１側に移動した導電性液体１４を保持することができる。これにより、本実施形態では、第１０の実施形態と異なり、保持電極７は導電性液体１４の有効表示領域Ｐ１側の端部を信号電極６と平行な状態で容易に保持することができる。この結果、本実施形態では、第１０の実施形態と異なり、表示面側に表示される情報に対応した中間調の表示色を容易に表示することができる。
【０１９３】
［第１３の実施形態］
図４２は、表示面側から見た場合での本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４３は本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図であり、図４４は図４３のＡ−Ａ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１２の実施形態との主な相違点は、複数の各保持電極部分において、その一端部側が有効表示領域の外側に引き出されるとともに、有効表示領域の外側で複数の保持電極部分を互いに電気的に接続した点である。なお、上記第１２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１９４】
すなわち、図４２〜図４４に示すように、本実施形態の表示素子２では、複数の各保持電極７は下部基板４側でＸ方向に平行に設けられた電極本体７ｂと、この電極本体７ｂからＹ方向に延ばされた複数、例えば７本の保持電極部分７ｆを備えている。この電極本体７ｂは、各画素領域Ｐにおいて、有効表示領域Ｐ１の外側で、非有効表示領域Ｐ２に対向するように設けられており、保持ドライバ１０に接続されている。
【０１９５】
また、電極本体７ｂは、第１０の実施形態の保持電極７と同様に、少なくとも有効表示領域Ｐ１側では、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、この下部基板４上に形成された電極本体７ｂの部分の表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、電極本体７ｂは、非有効表示領域Ｐ２側では、信号電極６と電気的に絶縁された状態となるように、溝１２の下方に設けられている。具体的にいえば、図４４に示すように、電極本体７ｂは、溝１２を囲むように、下部基板４に形成されており、溝１２との間に設けられた絶縁層２３により、信号電極６及び導電性液体１４と電気的に絶縁されている。
【０１９６】
また、７本の保持電極部分７ｆは、下部基板４の表示面側の表面上に形成されており、各保持電極部分７ｅの表面上には、誘電体層１９及び撥水層２０が順次形成されている。また、これらの保持電極部分７ｆは、互いに、かつ、非有効表示領域Ｐ２側に設けられた信号電極６と平行に設けられており、有効表示領域Ｐ１の左端部側から図の右側に向かって等間隔で順次設けられている。また、各保持電極部分７ｆでは、Ｙ方向の一端部側が有効表示領域Ｐ１の外側に引き出されており、非有効表示領域Ｐ２と対向するように設けられた電極本体７ｂによって互いに電気的に接続されている。
【０１９７】
また、保持電極７では、各保持電極部分７ｆのＸ方向での寸法を変更することによって、導電性液体１４の保持効果を容易に調整可能になっている。すなわち、保持電極７では、各保持電極部分７ｆの上記寸法を増減することにより、導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持する上記電圧Ｖ５を容易に増減できるようになっている。
【０１９８】
上記のように構成された表示素子２の各画素では、図１９の左側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４がカラーフィルタ部１１ｒ（有効表示領域Ｐ１）側に移動されて、当該カラーフィルタ部１１ｒの下方に保持されると、バックライト２１からの光が導電性液体１４により遮光されて、黒色表示（非ＣＦ着色表示）が行われる。一方、図１９の右側上端部の画素に例示するように、導電性液体１４が溝１２で維持されてブラックマトリクス部１１ｓと信号電極６との間で保持されると、バックライト２１からの光は導電性液体１４に遮光されることなく、カラーフィルタ部１１ｂを通過することにより、青色表示（ＣＦ着色表示）が行われる。
【０１９９】
また、本実施形態の表示素子２では、保持電極部分７ｆが保持電極７に設けられているので、各画素では、第１２の実施形態と同様に、中間調の表示色で情報を表示することができる。すなわち、本実施形態の表示素子２では、各画素において、保持電極部分７ｆにより、図４３の右側上端部の画素に例示するように、例えば有効表示領域Ｐ１のＸ方向での中央部の位置まで移動された導電性液体１４を保持することができる。具体的にいえば、信号ドライバ９が中間調の情報に応じて、信号電圧を印加したときに、導電性液体１４は、その信号電圧と走査電極５に印加された選択電圧との電圧差に応じて、非有効表示領域Ｐ２（溝１２）側から移動する。このとき、上記のように、導電性液体１４が例えば上記中央部の位置まで移動されたとき、保持ドライバ１０が上記電圧Ｖ５を保持電極７に保持電圧として印加すると、導電性液体１４は当該中央部の位置で保持される。これにより、画素では、中間調の表示色で情報を表示することができる。
【０２００】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１２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、複数の保持電極部分７ｆは有効表示領域Ｐ１の外側で互いに電気的に接続されているので、第１２の実施形態と異なり、保持電圧が印加されたときに有効表示領域Ｐ１の内部で導電性液体１４が不必要に保持されるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、中間調の表示色の表示精度を向上させることができる。
【０２０１】
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。
【０２０２】
例えば、上記の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部が設けられた電気機器であれば何等限定されるものではなく、例えば電子手帳等のＰＤＡなどの携帯情報端末、パソコンやテレビなどに付随する表示装置、あるいは電子ペーパーその他、各種表示部を備えた電気機器に好適に用いることができる。
【０２０３】
また、上記の説明では、導電性液体への電界印加に応じて、当該導電性液体を移動させるエレクトロウェッティング方式の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明の表示素子は、これに限定されるものではなく、外部電界を利用して、表示用空間の内部で導電性液体を動作させることにより、表示面側の表示色を変更可能な電界誘導型の表示素子であれば何等限定されるものではなく、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の方式の電界誘導型表示素子に適用することができる。
【０２０４】
但し、上記各実施形態のように、エレクトロウェッティング方式の表示素子を構成する場合の方が、導電性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることが可能となる。それ故、動画表示を容易に行うことが可能で、表示性能に優れた表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、エレクトロウェッティング方式の表示素子では、導電性液体の移動に応じて表示色が変更されるので、液晶表示装置等と異なり、視野角依存性がない点でも好ましい。さらには、画素毎にスイッチング素子を設ける必要がないので、構造簡単で高性能なマトリクス駆動方式の表示素子を低コストで構成できる点でも好ましい。しかも、液晶層などの複屈折材料を用いていないので、情報表示に使用される、バックライトからの光や外光の光利用効率に優れた高輝度な表示素子を容易に構成できる点でも好ましい。
【０２０５】
また、上記の説明では、下部基板（第２の基板）側にＹ方向に平行な溝（液溜部）を設けた構成について説明したが、本発明の液溜部は、第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に表示用空間に導通するように、非有効表示領域側に設けられるとともに、導電性液体を溜めるように構成されたものであれば何等限定されない。
【０２０６】
また、上記の説明では、画素領域の左端部側に設けた溝（液溜部）の内部に走査電極（第１の電極部材）を設置して、当該左端部側に非有効表示領域側を設定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、信号ライン及び走査ラインの一方には、液溜部内の導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、信号ライン及び走査ラインの他方には、導電性液体及び第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、保持ラインには、導電性液体、第１の電極部材、及び第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられていればよい。
【０２０７】
具体的にいえば、例えば画素領域の中央部に溝（液溜部）を形成し、当該中央部に非有効表示領域を設定し、左端部及び右端部に有効表示領域を設定する構成でもよい。尚、左端部及び右端部の各有効表示領域Ｐ１に対して、上記実施形態のものと同様に、開口部を形成して、ＲＧＢいずれかのカラーフィルタ部を形成することでカラー画像表示を実施可能な表示素子を構成することができる。
【０２０８】
また、例えば走査電極を溝と互いに平行に設けるとともに、当該走査電極は溝の内部の導電性液体と画素単位に接触するように構成してもよい。つまり、この走査電極には、下部基板の表面上で溝と平行に設けられる電極本体部と、この電極本体部から溝の内部側に突出するように画素単位に形成された突出部とを設けて、走査電極が突出部を介して溝内部の導電性液体と画素単位に電気的に接触させてもよい。尚、このように構成した場合には、溝の内部を画素単位に区切って、導電性液体を溜める液溜部を画素単位に構成することもできる。
【０２０９】
また、図４５に例示するように、溝（液溜部）１０内に溜められた導電性液体を走査ラインとして用いることもできる。すなわち、同図４５に示すように、溝１２の内部には、走査電極５の端部だけが導入されて、当該溝１２内部の導電性液体と電気的に接触するように構成されている。そして、走査ドライバ（走査電圧印加部）が走査電圧を印加したときに、溝１２の内部に設けた走査電極５に代えて、導電性液体自体を走査ラインに用いて、印加された走査電圧を各画素領域に対して供給可能に構成されている。このように導電性液体自体を用いる場合には、走査ラインまたは信号ラインに使用する第１の電極部材を大幅に小さくすることができ、製造簡単な表示素子をより容易に構成することができる。
【０２１０】
また、上記第１〜第６の実施形態の説明では、略帯状（櫛歯状）の信号電極（第２の電極部材）６を用いて、図５などに例示したように、ブラックマトリクス部１１ｓ（非有効表示領域Ｐ２）に対向する部分にも当該信号電極６を設置し、さらに誘電体層１７及び撥水層１８を順次積層した場合について説明した。また、上記第７〜第１３の実施形態の説明では、略帯状（櫛歯状）の走査電極（第２の電極部材）５を用いて、図２５などに例示したように、ブラックマトリクス部１１ｓ（非有効表示領域Ｐ２）に対向する部分にも当該走査電極５を設置し、さらに誘電体層１７及び撥水層１８を順次積層した場合について説明した。
【０２１１】
しかしながら、本実施形態の第２の電極部材は、これに限定されるものではなく、少なくとも有効表示領域Ｐ１（つまり、いずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ）に対向するように当該有効表示領域Ｐ１側に設けられて、電圧が印加されたときにエレクトロウェッティング現象を発生させて導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側に移動可能に構成されたものであれば何等限定されない。
【０２１２】
また、上記の説明では、複数の走査電極または複数の信号電極と互いに交互に、かつ、マトリクス状の列方向（Ｙ方向）または行方向（Ｘ方向）にストライプ状に設けられた複数の線状の保持電極（保持ライン）を用いた場合について説明した。しかしながら、本発明の保持ラインは、信号ラインと走査ラインとの交差部の近傍で、有効表示領域側に設けられるとともに、保持電圧印加部から保持電圧が印加されて、非有効表示領域側に設けられた信号ラインまたは走査ラインとの間の電圧差が所定の電圧差以上とされたときに、エレクトロウェッティング現象を発生させて導電性液体１４を有効表示領域Ｐ１側で保持できるものであれば何等限定されない。
【０２１３】
また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を導電性液体に用いるとともに、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを用いて、走査電極または信号電極（第１の電極部材）を構成した場合について説明したが、本発明は導電性液体と接触する第１の電極部材に、当該導電性液体に対して電気化学的に不活性な材料を用いたものであれば何等限定されない。具体的にいえば、導電性液体には、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アルカリ金属水酸化物、酸化亜鉛、塩化ナトリウム、リチウム塩、リン酸、アルカリ金属炭酸塩、酸素イオン伝導性を有するセラミックスなどの電解質を含んだものを使用することができる。また、溶媒には、水以外に、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコールなどの有機溶媒を使用することもできる。さらに、本発明の導電性液体には、ピリジン系、脂環族アミン系、または脂肪族アミン系などの陽イオンと、フッ化物イオンやトリフラート等のフッ素系などの陰イオンとを含んだイオン液体（常温溶融塩）を使用することもできる。
【０２１４】
但し、上記の各実施形態のように、所定の電解質を溶かした水溶液を導電性液体に使用する場合の方が、取扱性に優れるとともに、製造が簡単な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。
【０２１５】
また、本発明の第１の電極部材には、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、チタン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金などの導電性を有する金属を用いた電極本体と、この電極本体の表面を覆うように設けられた酸化被膜とを備えた不動態を使用することができる。
【０２１６】
但し、上記の各実施形態のように、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを第１の電極部材に用いる場合の方が、イオン化傾向の小さい金属を使用することとなり、当該電極の簡略化を図りつつ、導電性液体との間での電気化学反応を確実に防ぐことが可能となって信頼性の低下が防がれた長寿命な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、イオン化傾向の小さい金属は導電性液体との間の界面に生じる界面張力を比較的小さくすることができることから、導電性液体を移動させないときでは、その固定位置で当該導電性液体を安定した状態で容易に保持できる点でも好ましい。
【０２１７】
また、上記の説明では、信号電極または走査電極（第２の電極部材）及び保持電極（第３の電極部材）を下部基板（第２の基板）の表面または上部基板（第１の基板）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、絶縁材料からなる第１または第２の基板の内部に埋設した第２及び第３の電極部材を用いることもできる。このように構成した場合には、第１または第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。
【０２１８】
但し、上記実施形態のように、信号ライン及び走査ラインのうち、有効表示領域側に設けられた一方側に、誘電体層を設ける場合の方が、誘電体層が導電性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができる点で好ましい。また、保持ラインに誘電体層を設ける場合の方が、当該保持ラインによって導電性液体をより確実に導電性液体を保持することができる点でも好ましい。
【０２１９】
また、上記の説明では、透過型の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明の表示素子はこれに限定されるものではなく、例えば図４６及び図４７にそれぞれ例示するように、反射型の表示素子及び半透過型の表示素子にも適用することができる。
【０２２０】
つまり、図４６に例示するように、下部基板４の背面側には、拡散反射板２４が設けられている。この拡散反射板２４には、ブラックマトリクス部１１ｓに対向するように設けられた透明部２４ａと、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各々に対向するように設けられるとともに、上部基板２側（表示面側）から入射された外光を表示面側に反射する光反射部２４ｂとが設けられている。そして、この表示素子では、光反射部２４ｂが外部から入射された外光を反射することにより表示動作を行うようになっており、反射型の表示素子が構成されている。
【０２２１】
また、図４７に例示するように、下部基板４の背面側には、拡散反射板２４とバックライト２１とがこの順番で設けられている。この拡散反射板２４では、光反射部２４ｂの大きさが図４６に示した光反射部２４ｂの１／２の大きさとされている。つまり、この表示素子では、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの各々に対して、透明部２４ａと光反射部２４ｂとが対向するようになっている。そして、この表示素子では、光反射部２４ｂにて反射された外光及びバックライト２１からの照明光により表示動作が行われるようになっており、半透過型の表示素子が構成されている。
【０２２２】
また、上記の説明では、無極性のオイルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性液体と混じり合わない絶縁性流体であればよく、例えばオイルに代えて、空気を使用してもよい。また、オイルとして、シリコーンオイル、脂肪系炭化水素などを使用することができる。
【０２２３】
但し、上記の各実施形態のように、導電性液体と相溶性がない無極性のオイルを用いた場合の方が、空気と導電性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中で導電性液体の液滴がより移動し易くなって、当該導電性液体を高速移動させることが可能となり、表示色を高速に切り換えられる点で好ましい。
【０２２４】
また、上記の説明では、黒色に着色された導電性液体及びカラーフィルタ層を用いて、ＲＧＢの各色の画素を表示面側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の画素領域が、表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられているものであればよい。具体的には、ＲＧＢ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）のＣＭＹ、またはＲＧＢＹＣなどに着色された複数色の導電性液体を用いることもできる。
【０２２５】
また、上記の説明では、カラーフィルタ層を上部基板（第１の基板）の非表示面側の表面に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の基板の表示面側の表面や下部基板（第２の基板）側にカラーフィルタ層を設置することもできる。このように、カラーフィルタ層を用いる場合の方が、複数色の導電性液体を用意する場合に比べて、製造簡単な表示素子を容易に構成できる点で好ましい。また、このカラーフィルタ層に含まれたカラーフィルタ部（開口部）及びブラックマトリクス部（遮光膜）により、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域をそれぞれ適切に、かつ、確実に設定することができる点でも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２２６】
本発明は、マトリクス駆動を行わせる場合でも、その駆動制御を容易に行うことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】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】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】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】上記表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】上記表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図７】本発明の第２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８】図７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図９】表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線断面図である。
【図１８】表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ線断面図である。
【図２１】本発明の第７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２２】表示面側から見た場合での図２１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２３】表示面側から見た場合での図２１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２４】図２１に示した表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図２５】図２４のＡ−Ａ線断面図である。
【図２６】図２１に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図２７】本発明の第８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２８】図２７に示した表示素子の各部での具体的な印加電圧の波形図である。
【図２９】表示面側から見た場合での本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３０】本発明の第９の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３１】図３０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３２】表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３３】表示面側から見た場合での本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３４】本発明の第１０の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３５】図３４のＡ−Ａ線断面図である。
【図３６】表示面側から見た場合での本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図３７】本発明の第１１の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図３８】図３７のＡ−Ａ線断面図である。
【図３９】表示面側から見た場合での本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４０】本発明の第１２の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図４１】図４０のＡ−Ａ線断面図である。
【図４２】表示面側から見た場合での本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４３】本発明の第１３の実施形態にかかる表示素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図４４】図４３のＡ−Ａ線断面図である。
【図４５】表示面側から見た場合での図５に示した表示素子の別の変形例の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。
【図４６】図５に示した表示素子の別の変形例の要部構成を示す断面図である。
【図４７】図５に示した表示素子の別の変形例の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２２８】
１ 画像表示装置（電気機器）
２ 表示素子（表示部）
３ 上部基板（第１の基板）
４ 下部基板（第２の基板）
５ 走査電極（走査ライン、第１及び第２の電極部材）
５ａ 端子部（走査ライン）
６ 信号電極（信号ライン、第１及び第２の電極部材）
６ａ 端子部（信号ライン）
７ 保持電極（保持ライン、第３の電極部材）
７ａ 端子部（保持ライン）
７ｅ、７ｆ 保持電極部分
８ 走査ドライバ（走査電圧印加部）
８ａ 配線（走査ライン）
９ 信号ドライバ（信号電圧印加部）
９ａ 配線（信号ライン）
１０ 保持ドライバ（保持電圧印加部）
１０ａ、１０ｃ 配線（保持ライン）
１０ｂ 端子台（保持ライン）
１１ カラーフィルタ層
１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ カラーフィルタ部（開口部）
１１ｓ ブラックマトリクス部（遮光膜）
１２ 溝（液溜部）
１３ａ、１３ｂ リブ（仕切壁）
１４ 導電性液体
１５ オイル（絶縁性流体）
１７、１９ 誘電体層
Ｓ 表示用空間
Ｐ 画素領域
Ｐ１ 有効表示領域
Ｐ２ 非有効表示領域
【特許請求の範囲】
【請求項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に移動可能に封入された導電性液体とを具備し、前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
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けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインと、
前記複数の信号ラインに対して交差するように、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けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインと、
前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部の近傍で、前記有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインと、
前記複数の各信号ラインに対して、前記信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の各走査ラインに対して、前記走査電圧を印加する走査電圧印加部と、
前記複数の各保持ラインに対して、前記保持電圧を印加する保持電圧印加部とを備え、
前記信号電圧印加部及び前記走査電圧印加部が、前記信号ライン及び前記走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加することにより、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に前記導電性液体を前記有効表示領域側に移動させ、かつ、
前記保持電圧印加部は、前記保持ラインに対して保持電圧を印加して、前記保持ラインと、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、前記有効表示領域側に移動させた前記導電性液体を保持させる、
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に前記表示用空間に導通するように、前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記導電性液体を溜める液溜部を備え、
前記信号ライン及び前記走査ラインの一方には、前記液溜部内の前記導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、
前記信号ライン及び前記走査ラインの他方には、前記導電性液体及び前記第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、
前記保持ラインには、前記導電性液体、前記第１の電極部材、及び前記第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられている請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記信号電圧印加部は、前記複数の各信号ラインに対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、前記信号電圧を印加するように構成され、
前記保持ラインには、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインと平行に設けられた複数の保持電極部分が設けられている請求項１または２に記載の表示素子。
【請求項４】
前記複数の各保持電極部分では、その一端部側が前記有効表示領域の外側に引き出されるとともに、前記複数の保持電極部分は、前記有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されている請求項３に記載の表示素子。
【請求項５】
複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られている請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項６】
前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている請求項５に記載の表示素子。
【請求項７】
前記表示用空間の内部には、前記導電性液体と混じり合わない絶縁性流体が当該表示用空間の内部を移動可能に封入されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項８】
前記信号ライン及び前記走査ラインのうち、前記有効表示領域側に設けられた一方側と、前記保持ラインには、誘電体層が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１０】
前記保持電圧印加部は、前記複数の保持電極に対して、前記保持電圧を一括して印加する請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１１】
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１〜１０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。
【請求項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に移動可能に封入された導電性液体とを具備し、前記導電性液体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
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けられ、所定の電圧範囲内の信号電圧が印加可能に構成された複数の信号ラインと、
前記複数の信号ラインに対して交差するように、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けられ、所定の電圧範囲内の走査電圧が印加可能に構成された複数の走査ラインと、
前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部の近傍で、前記有効表示領域側に設けられ、所定の電圧範囲内の保持電圧が印加可能に構成された複数の保持ラインと、
前記複数の各信号ラインに対して、前記信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
前記複数の各走査ラインに対して、前記走査電圧を印加する走査電圧印加部と、
前記複数の各保持ラインに対して、前記保持電圧を印加する保持電圧印加部とを備え、
前記信号電圧印加部及び前記走査電圧印加部が、前記信号ライン及び前記走査ラインに対してそれぞれ信号電圧及び走査電圧を印加することにより、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に前記導電性液体を前記有効表示領域側に移動させ、かつ、
前記保持電圧印加部は、前記保持ラインに対して保持電圧を印加して、前記保持ラインと、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインとの間の電圧差を所定の電圧差以上とすることにより、前記有効表示領域側に移動させた前記導電性液体を保持させる、
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の基板に前記表示用空間に導通するように、前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記導電性液体を溜める液溜部を備え、
前記信号ライン及び前記走査ラインの一方には、前記液溜部内の前記導電性液体に接触するように設けられた第１の電極部材が用いられ、
前記信号ライン及び前記走査ラインの他方には、前記導電性液体及び前記第１の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第２の電極部材が用いられ、
前記保持ラインには、前記導電性液体、前記第１の電極部材、及び前記第２の電極部材に対して電気的に絶縁された状態で、前記有効表示領域側に設けられた第３の電極部材が用いられている請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記信号電圧印加部は、前記複数の各信号ラインに対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、前記信号電圧を印加するように構成され、
前記保持ラインには、前記信号ライン及び前記走査ラインのうち前記非有効表示領域側に設けられた前記信号ラインまたは前記走査ラインと平行に設けられた複数の保持電極部分が設けられている請求項１または２に記載の表示素子。
【請求項４】
前記複数の各保持電極部分では、その一端部側が前記有効表示領域の外側に引き出されるとともに、前記複数の保持電極部分は、前記有効表示領域の外側で互いに電気的に接続されている請求項３に記載の表示素子。
【請求項５】
複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号ラインと前記走査ラインとの交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られている請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項６】
前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている請求項５に記載の表示素子。
【請求項７】
前記表示用空間の内部には、前記導電性液体と混じり合わない絶縁性流体が当該表示用空間の内部を移動可能に封入されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項８】
前記信号ライン及び前記走査ラインのうち、前記有効表示領域側に設けられた一方側と、前記保持ラインには、誘電体層が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１０】
前記保持電圧印加部は、前記複数の保持電極に対して、前記保持電圧を一括して印加する請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１１】
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１〜１０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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【公開番号】特開２００９−２５８５６７（Ｐ２００９−２５８５６７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０４５６（Ｐ２００８−１１０４５６）
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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