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WO2012086451A1 - 表示素子、及びこれを用いた電気機器 - Google Patents

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Publication number
WO2012086451A1
WO2012086451A1 PCT/JP2011/078745 JP2011078745W WO2012086451A1 WO 2012086451 A1 WO2012086451 A1 WO 2012086451A1 JP 2011078745 W JP2011078745 W JP 2011078745W WO 2012086451 A1 WO2012086451 A1 WO 2012086451A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
display
polar liquid
scanning
display element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/078745
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
松岡俊樹
寺西知子
植木俊
友利拓馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of WO2012086451A1 publication Critical patent/WO2012086451A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/124Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode interdigital

Definitions

  • the present invention relates to a display element that displays information such as images and characters by moving a polar liquid, and an electrical device using the display element.
  • a display space is formed between the first and second substrates, and ribs (partitions) are formed.
  • the interior of the display space is partitioned according to a plurality of pixel regions by a wall.
  • a conductive liquid (polar liquid) is sealed, and a signal electrode, a scan electrode and a reference electrode (reference electrode) provided in parallel to each other are provided. It was provided to cross.
  • the conductive liquid is moved to the scan electrode side or the reference electrode side to display. The display color on the face side was changed.
  • the conventional display element as described above may not be able to change the display color with high accuracy.
  • the conductive liquid cannot be accurately moved to a desired position, and a subtle color shift occurs, resulting in a deterioration in display quality. There was a fear.
  • the pixel region in order to improve the moving speed of the conductive liquid inside the pixel region, the pixel region is not completely sealed by the rib, and is configured in a rectangular shape, for example. In the four corners of the pixel area, there are provided gaps that allow the interiors of adjacent pixel areas to communicate with each other. Further, in the conventional display element, in order to improve the moving speed of the conductive liquid, oil (insulating fluid) that does not mix with the conductive liquid is movably enclosed in the pixel region. For this reason, in the conventional display element, depending on the size of the gap, the material of the conductive liquid or oil, or the moving speed of the conductive liquid, any one of the four corners from the adjacent pixel region to the conductive liquid. The oil that has flowed through the gap sometimes moved slightly.
  • the conductive liquid moves slightly as described above, when the next display operation is performed, the voltage corresponding to the display operation is accurately applied to the signal electrode.
  • the conductive liquid may not move with high accuracy to the position to be positioned in the display operation.
  • an object of the present invention is to provide a display element that can prevent display quality from being deteriorated even when gradation display is performed, and an electric device using the display element.
  • the display element according to the present invention is configured such that a predetermined display space is formed between the first substrate provided on the display surface side and the first substrate. , The second substrate provided on the non-display surface side of the first substrate, the effective display area and the non-effective display area set for the display space, and the effective inside the display space.
  • a display element configured to change a display color on the display surface side by moving the polar liquid, the polar liquid being movably sealed on the display area side or the ineffective display area side
  • a plurality of signal electrodes disposed in the display space so as to be in contact with the polar liquid and provided along a predetermined arrangement direction; Provided on one side of the first and second substrates in a state of being electrically insulated from the polar liquid so as to be installed on one side of the effective display area side and the non-effective display area side.
  • a plurality of scanning electrodes provided to intersect with the plurality of signal electrodes, A plurality of pixel regions provided in a unit of intersection between the signal electrode and the scanning electrode; A rib provided on at least one side of the first and second substrates so as to hermetically divide the inside of the display space according to each of the plurality of pixel regions, and the inside of the display space It is enclosed in a movable manner for each pixel region, and has an insulating fluid that does not mix with the polar liquid, Inside the display space, when the polar liquid is moved for each pixel area, the scanning electrode is arranged so that the flow path of the insulating fluid in the display space becomes large. It is provided on one side of the first and second substrates.
  • the interior of the display space is hermetically separated by ribs according to a plurality of pixel areas.
  • the insulating fluid can be prevented from flowing from the adjacent pixel area, and the minute movement of the polar liquid by the insulating fluid from the adjacent pixel area can be prevented. it can.
  • the first and second scan electrodes are arranged so that the flow path of the insulating fluid in the display space becomes large. Is provided on one side of the substrate. Accordingly, when the polar liquid is moved when the display color is changed, the polar liquid can be smoothly and appropriately moved. Therefore, unlike the conventional example, it is possible to configure a display element that can prevent display quality from being deteriorated even when gradation display is performed.
  • the scanning electrode is provided so as to move in a shape different from the shape when the polar liquid is stationary.
  • the flow path of the insulating fluid can be surely secured, and the flow path of the insulating fluid can be surely enlarged.
  • the scanning electrode is provided so that a dimension of the polar liquid changes in an orthogonal direction orthogonal to a moving direction of the polar liquid.
  • the scan electrode may be formed in an asymmetric shape in the pixel region.
  • the flow path of the insulating fluid can be ensured in the pixel region by the scanning electrode configured in an asymmetric shape, and the flow path of the insulating fluid can be enlarged.
  • the dimension of the scanning electrode in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid may change along the moving direction.
  • the flow path of the insulating fluid can be secured in the orthogonal direction, and the flow path of the insulating fluid can be enlarged.
  • the dimension of the scanning electrode in an orthogonal direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid continuously changes along the moving direction.
  • the scanning electrode may be configured to have a symmetrical shape in the pixel region.
  • the flow path of the insulating fluid can be secured in the pixel region by the scanning electrode having a symmetrical shape, and the flow path of the insulating fluid can be enlarged.
  • the scanning electrode may be provided with a protruding portion protruding to the other side.
  • the flow path of the insulating fluid can be increased by securing the flow path of the insulating fluid in the pixel region by the protruding portions of the scanning electrodes.
  • the scan electrode may be formed so that a gap is provided in an orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid.
  • the flow path of the insulating fluid can be secured in the pixel region by the gap portion, and the flow path of the insulating fluid can be enlarged.
  • the signal voltage is connected to the plurality of signal electrodes, and a signal voltage within a predetermined voltage range is applied to each of the plurality of signal electrodes according to information displayed on the display surface side.
  • a selection voltage that is connected to the plurality of scan electrodes and that allows the polar liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of scan electrodes;
  • the display color of each pixel area can be changed appropriately.
  • the plurality of pixel regions may be provided in accordance with a plurality of colors capable of full color display on the display surface side.
  • a color image can be displayed by appropriately moving the corresponding polar liquid in each of the plurality of pixels.
  • the first liquid electrode is electrically insulated from the polar liquid and the scan electrode so as to be installed on the other side of the effective display area side and the ineffective display area side.
  • a plurality of reference electrodes provided on one side of the first and second substrates and provided to intersect with the plurality of signal electrodes;
  • a selection voltage that is connected to the plurality of reference electrodes and that allows the polar liquid to move within the display space in response to the signal voltage for each of the plurality of reference electrodes; It is preferable that a reference voltage application unit that applies one voltage of a non-selection voltage that prevents the polar liquid from moving inside the display space is provided.
  • a dielectric layer is laminated on the surfaces of the reference electrode and the scanning electrode.
  • the electric field applied to the polar liquid by the dielectric layer can be reliably increased, and the moving speed of the polar liquid can be improved more easily.
  • the ineffective display area is set by a light shielding film provided on one side of the first and second substrates,
  • the effective display area is preferably set by an opening formed in the light shielding film.
  • the electrical device of the present invention is an electrical device including a display unit that displays information including characters and images, Any one of the display elements described above is used for the display portion.
  • the display unit having an excellent display quality. It is possible to easily configure a high-performance electric device provided with
  • the present invention it is possible to provide a display element that can prevent display quality from being deteriorated even when gradation display is performed, and an electric device using the display element.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining a display element and an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the display surface side.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the non-display surface side.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views showing the main configuration of the display element shown in FIG. 1 during non-CF color display and CF color display, respectively.
  • FIG. 6 (a) to 6 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the image display device.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A to FIG. 9C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel region of the display element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG. FIG.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13A to 13C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 15A to FIG. 15C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 16 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a display element according to Embodiment 6 of the present invention.
  • 17 (a) to 17 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG. FIG.
  • FIG. 18 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a display element according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIGS. 19A to 19C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 20 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel region of the display element according to the eighth embodiment of the present invention.
  • 21 (a) to 21 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 22 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel area of the display element according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 23A to FIG. 23C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG. FIG.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the tenth embodiment of the present invention.
  • 25 (a) to 25 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 26 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the eleventh embodiment of the present invention.
  • 27 (a) to 27 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 28 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • 29 (a) to 29 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining a display element and an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • a display unit using the display element 10 of the present invention is provided, and a rectangular display surface is configured in the display unit. That is, the display element 10 includes an upper substrate 2 and a lower substrate 3 arranged so as to overlap each other in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. An effective display area on the display surface is formed (details will be described later).
  • a plurality of signal electrodes 4 are provided in stripes along the X direction at a predetermined interval from each other.
  • a plurality of reference electrodes 5 and a plurality of scanning electrodes 6 are provided alternately in a stripe pattern along the Y direction.
  • the plurality of signal electrodes 4, the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scan electrodes 6 are provided so as to intersect with each other.
  • the signal electrodes 4 and the scan electrodes 6 are in units of intersections. A plurality of pixel areas are set.
  • the plurality of signal electrodes 4, the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scan electrodes 6 are independently of each other a high voltage (hereinafter referred to as “H voltage”) as a first voltage and a second voltage.
  • H voltage high voltage
  • L voltage low voltage
  • the plurality of pixel regions are hermetically separated by ribs (partition walls), and the plurality of pixel regions can be displayed in full color on the display surface side. It is provided for each of a plurality of colors.
  • a polar liquid described later is moved by an electrowetting phenomenon for each of a plurality of pixels (display cells) provided in a matrix, and the display color on the display surface side is changed. ing.
  • the plurality of reference electrodes 5, and the plurality of scanning electrodes 6, one end side is drawn out to the outside of the effective display area of the display surface to form terminal portions 4a, 5a, and 6a. ing.
  • a signal driver 7 is connected to each terminal portion 4a of the plurality of signal electrodes 4 via a wiring 7a.
  • the signal driver 7 constitutes a signal voltage application unit.
  • the signal driver 7 responds to the information for each of the plurality of signal electrodes 4.
  • the signal voltage Vd is applied.
  • a reference driver 8 is connected to each terminal portion 5a of the plurality of reference electrodes 5 via a wiring 8a.
  • the reference driver 8 constitutes a reference voltage application unit.
  • the reference driver 8 applies the reference voltage Vr to each of the plurality of reference electrodes 5. Is applied.
  • a scanning driver 9 is connected to each terminal portion 6a of the plurality of scanning electrodes 6 via a wiring 9a.
  • the scanning driver 9 constitutes a scanning voltage application unit.
  • the scanning voltage Vs is applied to each of the plurality of scanning electrodes 6. Is applied.
  • a non-selection voltage that prevents the polar liquid from moving with respect to each of the plurality of scan electrodes 6, and a selection voltage that allows the polar liquid to move according to the signal voltage Vd is applied as the scanning voltage Vs.
  • the reference driver 8 is configured to operate with reference to the operation of the scanning driver 9, and the reference driver 8 prevents the polar liquid from moving with respect to each of the plurality of reference electrodes 5.
  • One voltage of the non-selection voltage and the selection voltage that allows the polar liquid to move according to the signal voltage Vd is applied as the reference voltage Vr.
  • the scanning driver 9 sequentially applies the selection voltage to the scanning electrodes 6 from the left side to the right side of FIG. 1, for example, and the reference driver 8 is synchronized with the operation of the scanning driver 9.
  • the scanning operation is performed for each line by sequentially applying a selection voltage to the reference electrodes 5 from the left side to the right side of 1 (details will be described later).
  • the signal driver 7, the reference driver 8, and the scanning driver 9 include a DC power supply or an AC power supply, and supply corresponding signal voltage Vd, reference voltage Vr, and scanning voltage Vs. .
  • the reference driver 8 is configured to switch the polarity of the reference voltage Vr every predetermined time (for example, one frame).
  • the scanning driver 9 is configured to switch each polarity of the scanning voltage Vs in response to switching of the polarity of the reference voltage Vr.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main configuration of the upper substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the display surface side.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main configuration of the lower substrate side shown in FIG. 1 when viewed from the non-display surface side.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views showing the main configuration of the display element shown in FIG. 1 during non-CF color display and CF color display, respectively.
  • 6 (a) to 6 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG. 2 and 3, for simplification of the drawings, of the plurality of pixels provided on the display surface, twelve pixels arranged at the upper left end portion of FIG. 1 are illustrated. .
  • the display element 10 includes the upper substrate 2 as the first substrate provided on the display surface side and the second substrate provided on the back side (non-display surface side) of the upper substrate 2.
  • the lower substrate 3 as a substrate is provided.
  • the upper substrate 2 and the lower substrate 3 are arranged at a predetermined distance from each other, so that a predetermined display space S is formed between the upper substrate 2 and the lower substrate 3. .
  • the polar liquid 16 and the insulating oil 17 not mixed with the polar liquid 16 are arranged in the X direction (left and right direction in FIG. 2) in the display space S.
  • the polar liquid 16 can be moved to the later-described effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side.
  • the oil 17 as the insulating fluid in the display space S is transferred.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided on the lower substrate 3 side so that the flow path becomes large.
  • the oil 17 can be smoothly and appropriately moved to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side in accordance with the movement of the polar liquid 16. ing.
  • the polar liquid 16 for example, an aqueous solution containing water as a solvent and a predetermined electrolyte as a solute is used. Specifically, for example, an aqueous solution of 1 mmol / L potassium chloride (KCl) is used for the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is a predetermined color, for example, a color colored black with a self-dispersing pigment.
  • the polar liquid 16 is colored black, the polar liquid 16 functions as a shutter that allows or blocks light transmission in each pixel. That is, in each pixel of the display element 10, as will be described in detail later, the polar liquid 16 moves inside the display space S on the reference electrode 5 side (effective display region P1 side) or on the scanning electrode 6 side (non-effective display region P2). The display color is changed to either black or RGB by sliding to the side).
  • the oil 17 is a non-polar, colorless and transparent oil composed of one or more selected from, for example, side chain higher alcohol, side chain higher fatty acid, alkane hydrocarbon, silicone oil, and matching oil. It has been.
  • the oil 17 moves in the display space S as the polar liquid 16 slides.
  • a transparent glass material such as a non-alkali glass substrate or a transparent transparent sheet material such as a transparent synthetic resin such as an acrylic resin is used.
  • a color filter layer 11 and a signal electrode 4 are sequentially formed on the surface of the upper substrate 2 on the non-display surface side, and a water repellent film 12 is provided so as to cover the color filter layer 11 and the signal electrode 4. It has been.
  • the lower substrate 3 is made of a transparent glass material such as a transparent glass material such as a non-alkali glass substrate or a transparent synthetic resin such as an acrylic resin, like the upper substrate 2.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side, and a dielectric layer 13 is formed so as to cover the reference electrode 5 and the scan electrode 6. Is formed. Further, as will be described later in detail, the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are configured to be asymmetrical to each other in the pixel region P, and the flow path of the oil 17 is used when the polar liquid 16 is moved. Is getting bigger.
  • the first rib member 14a provided along the Y direction, that is, the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16, and the X direction, that is, the polarity.
  • a rib 14 having a second rib member 14b provided along a direction parallel to the moving direction of the liquid 16 is provided.
  • the ribs 14 are provided so as to hermetically divide the inside of the display space S in accordance with the pixel region P, and are configured in a frame shape for each pixel region P as illustrated in FIG.
  • a water repellent film 15 is provided so as to cover the dielectric layer 13 and the first and second rib members 14a and 14b.
  • a backlight 18 that emits white illumination light is integrally assembled on the back side (non-display surface side) of the lower substrate 3, and the transmissive display element 10 is configured.
  • the backlight 18 uses a light source such as a cold cathode fluorescent tube or an LED.
  • the color filter layer 11 includes red (R), green (G), and blue (B) color filter portions 11r, 11g, and 11b, and a black matrix portion 11s as a light shielding film.
  • the pixels of each color of RGB are configured. That is, in the color filter layer 11, as illustrated in FIG. 3, RGB color filter portions 11r, 11g, and 11b are sequentially provided along the X direction, and each of the four color filter portions 11r, 11g, and 11b is Y. A total of 12 pixels are arranged in the X direction and the Y direction, respectively, 3 pixels and 4 pixels.
  • any one of RGB color filter portions 11 r, 11 g, and 11 b is provided at a location corresponding to the effective display region P 1 of the pixel.
  • a black matrix portion 11s is provided at a location corresponding to the ineffective display area P2. That is, in the display element 10, an ineffective display region P2 (non-opening portion) is set for the display space S by the black matrix portion (light-shielding film) 11s, and an opening portion (non-opening portion) formed in the black matrix portion 11s ( That is, the effective display area P1 is set by any one of the color filter portions 11r, 11g, and 11b).
  • the area of the color filter portions 11r, 11g, and 11b is selected to be the same or slightly smaller than the area of the effective display area P1.
  • the area of the black matrix portion 11s is selected to be the same or slightly larger than the area of the ineffective display area P2.
  • FIG. 2 in order to clarify the boundary portion between adjacent pixels, the boundary line between the two black matrix portions 11s corresponding to the adjacent pixels is indicated by a dotted line, but the actual color filter layer 11 Then, there is no boundary line between the black matrix portions 11s.
  • the display space S is divided in units of pixel areas P by the ribs 14 as the partition walls. That is, in the display element 10, the display space S of each pixel is formed by two first rib members 14a facing each other and two second rib members 14b facing each other, as illustrated in FIG. A frame-like rib 14 is provided for each pixel region P. Further, in the display element 10, the first and second rib members 14 a and 14 b are provided so that the tip portions thereof are in contact with the upper substrate 2, and the ribs 14 correspond to the display area according to the pixel region P. The interior of S is configured to be hermetically separated. Further, for example, an epoxy resin resist material is used for the first and second rib members 14a and 14b.
  • the water-repellent films 12 and 15 are made of a transparent synthetic resin, preferably, for example, a fluorine resin that becomes a hydrophilic layer with respect to the polar liquid 16 when a voltage is applied. Thereby, in the display element 10, the wettability (contact angle) between the polar liquid 16 on each surface side on the display space S side of the upper substrate 2 and the lower substrate 3 can be greatly changed. The moving speed of 16 can be increased.
  • the dielectric layer 13 is made of a transparent dielectric film containing, for example, parylene, silicon nitride, hafnium oxide, zinc oxide, titanium dioxide, or aluminum oxide.
  • each of the water repellent films 12 and 15 is several tens of nm to several ⁇ m, and the specific thickness dimension of the dielectric layer 13 is several hundred nm. Further, the water repellent film 12 does not electrically insulate the signal electrode 4 from the polar liquid 16 and does not hinder the improvement of the response of the polar liquid 16.
  • a transparent electrode material such as indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), or zinc oxide (AZO, GZO, or IZO) is used.
  • ITO indium oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • AZO zinc oxide
  • GZO GZO
  • IZO zinc oxide
  • the signal electrode 4 uses a linear wiring arranged so as to be parallel to the X direction.
  • the signal electrode 4 is made of a transparent electrode material such as ITO.
  • the signal electrode 4 is formed on each pixel region P on the color filter layer 11 by a known film formation method such as sputtering or printing. Are arranged so as to pass through substantially the center in the Y direction, and are configured to be in electrical contact with the polar liquid 16 via the water repellent film 12. Thereby, in the display element 10, the response of the polar liquid 16 during the display operation is improved.
  • FIG. 4 and FIGS. 6 (a) to 6 (c) the shapes of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 and their functions will be described in detail.
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 5 has a concave shape in the pixel region P
  • the scan electrode 6 has a convex shape in the pixel region P. It is used.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured to be asymmetric with respect to each other in the pixel region P, and the reference electrode 5 and the scan electrode 6 have polarities.
  • the liquid 16 is provided so as to move in a shape different from that when the liquid 16 is stationary.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the reference electrodes 5 are provided in a rectangular shape within the pixel region P, and are continuously provided on the main body 5a, and are parallel to each other in the X direction from the main body 5a.
  • the two protruding portions 5b protruding to the scanning electrode 6 side and the second rib member 14b are provided below, and the main body portions 5a of the reference electrodes 5 in the pixel region P adjacent in the Y direction are connected to each other.
  • a connecting portion 5c to be connected is provided.
  • the scanning electrode 6 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 6a, and protrudes from the main body portion 6a toward the reference electrode 5 in the X direction.
  • the projection 6b is provided below the second rib member 14b, and a connecting portion 6c for connecting the main body portions 6a of the scanning electrodes 6 in the pixel region P adjacent in the Y direction is provided.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are configured such that the protruding portion 6b of the scanning electrode 6 is disposed between the two protruding portions 5b of the reference electrode 5, as shown in FIG.
  • the main body portion 5a and the protruding portion 5b substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 5, an electrowetting phenomenon occurs on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side in the portion where the main body portion 5a and the protruding portion 5b are provided, The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portion 6a and the protruding portion 6b substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is, for example, from the position shown in FIG. 6A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the part 11 s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 on the lower substrate 3, the main body part 5 a and the protruding part 5 b of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon at the upper part of the main body 5a and the protrusion 6b.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. It moves in the direction indicated by arrow F1 while being deformed. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the upper part and the lower part of the polar liquid 16 in FIG. The oil 17 moves along the flow path in the direction indicated by the arrow F2.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 6 side and the reference electrode 5 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 6 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the dimension of the polar liquid 16 in the stationary direction in the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 indicated by “L1” in FIG. The dimension of the overlapping part of the protrusions 5b and 6b in the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 indicated by “L2” in FIG.
  • the dimension L2 of the overlapping portion is configured to be larger than the dimension L1 of the polar liquid 16
  • the reference electrode 5 side that is not a desired destination or There is a possibility of moving to the scan electrode 6 side.
  • the dimension L2 of the overlapping portion is configured to be smaller than the dimension L1 of the polar liquid 16
  • the desired reference electrode 5 when the polar liquid 16 is positioned (stopped) on the overlapping portion, the desired reference electrode 5 to be moved to. This is because the polar liquid 16 can be reliably moved to the desired reference electrode 5 side or the scan electrode 6 side by the main body portion 5 a or the main body portion 6 a of the scan electrode 6.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are configured to be asymmetric with each other in the pixel region P, so that the movement operation of the polar liquid 16 (for example, the scanning operation described later) 6), it is preferable to perform a refresh operation for moving the polar liquid 16 to the reference electrode 5 side as shown in FIG. That is, for example, as shown in FIG. 6A, in the scanning electrode 6, the protruding portion 6 b is provided at the center in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the two protruding portions 5b are provided on the outer side (that is, the upper side and the lower side) in the orthogonal direction with respect to the protruding portion 6b. Therefore, the protruding portion 6 b of the scanning electrode 6 is easier to deform the polar liquid 16 in the orthogonal direction than the protruding portion 5 b of the reference electrode 5, thereby easily securing the flow path of the oil 17. As a result, the moving speed of the polar liquid 16 can be improved. Therefore, in the display element 10 of the present embodiment, when the refresh operation as described above is performed, the movement to the reference electrode 5 side during the scanning operation described later is performed as compared with the case where the refresh operation is not performed. This is because time can be omitted and the display color changing speed in the scanning operation can be improved.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the image display device.
  • the reference driver 8 and the scanning driver 9 select the reference voltage Vr and the scanning voltage Vs as the reference voltage Vr and the scanning voltage Vs, respectively, for the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 in a predetermined scanning direction from the left side to the right side in FIG. Apply voltage sequentially. Specifically, the reference driver 8 and the scan driver 9 sequentially apply an H voltage (first voltage) and an L voltage (second voltage) as selection voltages to the reference electrode 5 and the scan electrode 6, respectively. The scanning operation for selecting the line is performed. In this selection line, the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display area P1 side or the non-effective display area P2 side, and the display color on the display surface side is changed.
  • the oil 17 is moved to the ineffective display area P2 side or the effective display area P1 side opposite to the movement destination of the polar liquid 16.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 apply the non-selection voltage as the reference voltage Vr and the scan voltage Vs to the non-selected lines, that is, all the remaining reference electrodes 5 and scan electrodes 6, respectively.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 apply an intermediate voltage (Middle) that is, for example, an intermediate voltage between the H voltage and the L voltage to the remaining reference electrodes 5 and scan electrodes 6 as non-selection voltages. Voltage, hereinafter referred to as “M voltage”).
  • H voltage, L voltage, and M voltage are abbreviated as “H”, “L”, and “M”, respectively (the same applies to Table 2 described later).
  • Specific values of the H voltage, the L voltage, and the M voltage are, for example, + 16V, 0V, and + 8V, respectively. Yes.
  • ⁇ Operation on selected line> In the selection line, for example, when an H voltage is applied to the signal electrode 4, an H voltage is applied between the reference electrode 5 and the signal electrode 4. There is no potential difference with the electrode 4. On the other hand, since the L voltage is applied to the scan electrode 6 between the signal electrode 4 and the scan electrode 6, a potential difference is generated. Therefore, the polar liquid 16 moves in the display space S toward the scanning electrode 6 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4. As a result, as illustrated in FIG. 5B, the polar liquid 16 is moved to the ineffective display area P ⁇ b> 2 side, and the oil 17 is moved to the reference electrode 5 side to illuminate light from the backlight 18. Is allowed to reach the color filter portion 11r.
  • the display color on the display surface side is in a red display (CF color display) state by the color filter unit 11r.
  • CF color display red display
  • the polar liquid 16 moves to the ineffective display area P ⁇ b> 2 side and CF colored display is performed, from the RGB pixels.
  • the red light, green light, and blue light are mixed with white light, and white display is performed.
  • the polar liquid 16 moves in the display space S toward the reference electrode 5 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display region P1 side, and the illumination light from the backlight 18 is prevented from reaching the color filter unit 11r.
  • the display color on the display surface side is in a black display (non-CF color display) state by the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is maintained in a stationary state at the current position and is maintained in the current display color. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquid 16 does not move but remains stationary and the display color on the display surface side. Does not change.
  • the polar liquid 16 can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed.
  • the display color at each pixel on the selected line is applied to the signal electrode 4 corresponding to each pixel, for example, as shown in FIG. 7 by the combination of the applied voltages shown in Table 1.
  • the color filter portions 11r, 11g, and 11b are CF colored (red, green, or blue) or the non-CF colored (black) by the polar liquid 16.
  • the reference driver 8 and the scanning driver 9 perform the scanning operation of the selection lines of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 from the left to the right in FIG. 7, for example, The display color also changes sequentially from left to right in FIG.
  • the image display apparatus 1 can perform various information including moving images based on an external image input signal. Can be displayed.
  • combinations of voltages applied to the reference electrode 5, the scan electrode 6, and the signal electrode 4 are not limited to Table 1 but may be those shown in Table 2.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 are, for example, in a predetermined scanning direction from the left side to the right side in the figure, with respect to the reference electrode 5 and the scan electrode 6 as L voltage (second voltage) and H as selection voltages.
  • a scanning operation is performed in which a voltage (first voltage) is sequentially applied to select lines.
  • the signal driver 7 applies the H voltage or the L voltage as the signal voltage Vd to the corresponding signal electrode 4 according to the image input signal from the outside.
  • the reference driver 8 and the scan driver 9 apply the M voltage as the non-selection voltage to the non-selected lines, that is, all the remaining reference electrodes 5 and scan electrodes 6.
  • the polar liquid 16 moves in the display space S toward the reference electrode 5 where a potential difference is generated with respect to the signal electrode 4.
  • the polar liquid 16 is moved to the effective display region P1 side, and the illumination light from the backlight 18 is prevented from reaching the color filter unit 11r.
  • the display color on the display surface side is in a black display (non-CF color display) state by the polar liquid 16.
  • the polar liquid 16 is maintained in a stationary state at the current position and is maintained at the current display color. That is, since the M voltage is applied to both the reference electrode 5 and the scan electrode 6, the potential difference between the reference electrode 5 and the signal electrode 4 and the potential difference between the scan electrode 6 and the signal electrode 4 are This is because the same potential difference occurs in both cases.
  • the polar liquid 16 can be moved according to the voltage applied to the signal electrode 4 as described above, and the display color on the display surface side can be changed.
  • the applied voltage to the signal electrode 4 is not limited to the binary value of the H voltage or the L voltage.
  • the voltage between the H voltage and the L voltage can be changed according to information displayed on the display surface side.
  • the image display device 1 can perform gradation display by controlling the signal voltage Vd. Thereby, the display element 10 excellent in display performance can be configured.
  • the inside of the display space S is airtightly divided by the ribs 14 according to the plurality of pixel regions P.
  • the oil (insulating fluid) 17 can be prevented from flowing from the adjacent pixel region P, and the oil 17 from the adjacent pixel region P can be prevented.
  • the slight movement of the polar liquid 16 can be prevented.
  • the display element 10 according to the present embodiment when the polar liquid 16 is moved for each pixel region P in the display space S, the flow path of the oil 17 in the display space S is large.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided on the lower substrate (one of the first and second substrates) 3 side.
  • the display element 10 of this embodiment when the polar liquid 16 is moved when changing the display color, the polar liquid 16 can be moved smoothly and appropriately. Therefore, in the present embodiment, unlike the conventional example, it is possible to configure the display element 10 that can prevent display quality from being deteriorated even when gradation display is performed.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so as to move in a shape different from the shape when the polar liquid 16 is stationary. Thereby, in this embodiment, when the polar liquid 16 is moved when the display color is changed, the flow path of the oil 17 can be reliably ensured, and the flow path of the oil 17 is reliably increased. Can do.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 of the present embodiment are configured so that the shape in the pixel region P is asymmetric.
  • the flow path of the oil 17 is ensured by ensuring the flow path of the oil 17 in the pixel region P by the reference electrode 5 and the scan electrode 6 configured in an asymmetric shape. it can.
  • the display element 10 that can prevent the display quality from being deteriorated even when performing gradation display is used in the display unit, which is excellent.
  • a high-performance image display device (electric device) 1 including a display unit having display quality can be easily configured.
  • the signal driver (signal voltage application unit) 7, the reference driver (reference voltage application unit) 8, and the scan driver (scan voltage application unit) 9 include the signal electrode 4, the reference electrode 5, The signal voltage Vd, the reference voltage Vr, and the scanning voltage Vs are applied to the scanning electrode 6. Accordingly, in the present embodiment, the matrix drive type display element 10 having excellent display quality can be easily configured, and the display color of each pixel region can be appropriately changed.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 may be interchanged, that is, the convex scanning electrode 6 and the concave reference electrode 5 may be used.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A to FIG. 9C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that the dimensions in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction change in the reference electrode and the scanning electrode along the moving direction of the polar liquid. This is the point
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water-repellent films 12 and 15 are not shown for the sake of simplification.
  • the reference electrode 5 of the present embodiment uses a concave shape in the pixel region P, and in that shape, the moving direction of the polar liquid 16 (X direction) ), The dimension in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction changes.
  • the scanning electrode 6 of the present embodiment uses a convex shape in the pixel region P, and in that shape, along the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 The dimension in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction changes.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured in an asymmetric shape in the pixel region P, as in the first embodiment.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so as to move in a shape different from the shape when the polar liquid 16 is stationary.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the reference electrode 5 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 5d, and is parallel to each other in the X direction from the main body portion 5d. Pixels adjacent to each other in the Y direction are provided below the two ribs 14b and the two protruding portions 5e that protrude to the scanning electrode 6 side and whose dimensions in the Y direction change stepwise.
  • a connection portion 5f for connecting the main body portions 5d of the reference electrodes 5 in the region P is provided.
  • Each protrusion 5e includes four protrusions 5e1, 5e2, 5e3, and 5e4 whose dimensions in the Y direction are gradually reduced from the main body 5d side.
  • the scanning electrode 6 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 6d, and protrudes from the main body portion 6d toward the reference electrode 5 in the X direction.
  • the protrusions 6e whose dimensions in the Y direction change stepwise and the main body parts 6d of the scanning electrodes 6 in the pixel region P adjacent to each other in the Y direction are provided below the second rib member 14b. 6f is provided.
  • the projecting portion 6e includes four projecting portions 6e1, 6e2, 6e3, and 6e4 whose dimensions in the Y direction gradually decrease from the main body 6d side.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are configured such that the protruding portion 6e of the scanning electrode 6 is disposed between the two protruding portions 5e of the reference electrode 5, as shown in FIG.
  • the main body portion 5d and the protruding portion 5e substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 5, an electrowetting phenomenon occurs on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side in the portion where the main body portion 5d and the protruding portion 5e are provided, The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portion 6d and the protruding portion 6e substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is, for example, from the position shown in FIG. 9A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the part 11 s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 on the lower substrate 3, the main body part 5 d and the protruding part 5 e of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon at the upper part of the main body 6d and the protrusion 6e.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. It moves in the direction shown by arrow F3 while being deformed. Therefore, in the display space S, the flow path of the oil 17 can be secured in the upper part and the lower part of the polar liquid 16 in FIG. The oil 17 moves along the flow path in the direction indicated by the arrow F4.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 are moved to the scanning electrode 6 side and the reference electrode 5 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 6 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the dimensions of the protrusions 5e and 6e in the Y direction change stepwise, so that the protrusions 5e and 6e have different dimensions.
  • the polar liquid 16 does not stop, and the polar liquid 16 can be moved more smoothly than in the first embodiment.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured in an asymmetric shape in the pixel region P as in the first embodiment.
  • a refresh operation for moving the polar liquid 16 toward the reference electrode 5 as shown in FIG.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment. Further, in the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 of the present embodiment, the dimensions in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16 change along the moving direction. Thereby, in this embodiment, the flow path of the oil 17 can be ensured in the orthogonal direction, and the flow path of the oil 17 can be enlarged. In addition, in the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 of the present embodiment, as shown in FIG. 8, in the protrusions 5e and 6e, the protrusions 5e1 and 6e1 on the main body parts 5d and 6d side have the largest dimensions. Therefore, compared to the first embodiment, the moving speed when the polar liquid 16 is moved to one side of the reference electrode 5 side and the scanning electrode 6 side can be improved.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 may be interchanged, that is, the convex scanning electrode 6 and the concave reference electrode 5 may be used.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel region of the display element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that, in the reference electrode and the scan electrode, the dimensions in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction are continuously provided along the moving direction of the polar liquid. It is a point that was changed.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are omitted for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 5 of the present embodiment uses a concave shape in the pixel region P, and in that shape, the moving direction of the polar liquid 16 (X direction) ), The dimension in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction continuously changes.
  • the scanning electrode 6 of the present embodiment uses a convex shape in the pixel region P, and in that shape, along the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 The dimension in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction continuously changes.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured in an asymmetric shape in the pixel region P, as in the first embodiment.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so as to move in a shape different from the shape when the polar liquid 16 is stationary.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 are provided so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the reference electrode 5 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided in the main body portion 5g, and is parallel to the X direction from the main body portion 5g.
  • the scanning electrode 6 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 6g, and protrudes from the main body portion 6g toward the reference electrode 5 in the X direction.
  • the main body of the scanning electrode 6 in the pixel region P in the pixel region P which is provided below the second rib member 14b and the trapezoidal protruding portion 6h whose dimension in the Y direction continuously changes.
  • the connection part 6i which connects the part 6g is provided.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured such that the protrusion 6 h of the scan electrode 6 is disposed between the two protrusions 5 h of the reference electrode 5 as shown in FIG.
  • the main body portion 5g and the protruding portion 5h substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 5, an electrowetting phenomenon occurs on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side in the portion where the main body portion 5g and the protruding portion 5h are provided, The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portion 6g and the protruding portion 6h substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 11A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 on the lower substrate 3, the main body portion 5g and the protruding portion 5h of the reference electrode 5 and the scanning electrode 6, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper part of the main body 6g and the protrusion 6h.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F5. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, the flow path of the oil 17 can be secured in the upper part and the lower part of the polar liquid 16 in FIG. The oil 17 moves along the flow path in the direction indicated by the arrow F6.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 6 side and the reference electrode 5 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 6 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the dimensions of the protrusions 5e and 6e in the Y direction are continuously changed, so that the protrusions 5e and 6e have different dimensions.
  • the polar liquid 16 does not stop, and the polar liquid 16 can be moved more smoothly than in the first embodiment.
  • the reference electrode 5 and the scan electrode 6 are configured in an asymmetric shape in the pixel region P as in the first embodiment.
  • a refresh operation for moving the polar liquid 16 toward the reference electrode 5 as shown in FIG.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment. Further, in the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 of the present embodiment, the dimensions in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16 continuously change along the moving direction. Thereby, in this embodiment, the flow path of the oil 17 can be ensured in the orthogonal direction, and the flow path of the oil 17 can be enlarged. Furthermore, in the present embodiment, when the polar liquid 16 is moved, it is easier to continuously move the polar liquid 16 than in the second embodiment, and halftone display can be easily performed. it can. Moreover, in the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 of the present embodiment, as shown in FIG.
  • the dimensions of the main body parts 5g, 6g side are the maximum dimensions in each of the protrusions 5h, 6h. Therefore, the moving speed in the case of moving the polar liquid 16 to one side of the reference electrode 5 side and the scanning electrode 6 side can be improved as compared with that of the first embodiment.
  • the reference electrode 5 and the scanning electrode 6 may be interchanged, that is, the convex scanning electrode 6 and the concave reference electrode 5 may be used.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13A to 13C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is that the shapes of the reference electrode and the scan electrode in the pixel region are configured symmetrically.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 are configured to be symmetrical with each other in the pixel region P, and the polar liquid 16 is moved. In addition, the flow path of the oil 17 is increased.
  • the reference electrode 25 and the scan electrode 26 are configured to be symmetrical to each other in the pixel region P, and the reference electrode 25 and the scan electrode 26 have polarities.
  • the liquid 16 is provided so as to move in a shape different from that when the liquid 16 is stationary.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 are provided so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the reference electrode 25 has a substantially trapezoidal shape in the pixel region P. That is, the reference electrode 25 has a main body portion 25a configured in a rectangular shape in the pixel region P, and a right triangle that is continuously provided on the main body portion 25a and protrudes from the main body portion 25a toward the scanning electrode 26.
  • the shape is provided with a protruding portion 25b and a connecting portion 25c that is provided below the second rib member 14b and connects the body portions 25a of the reference electrodes 25 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the scanning electrode 26 has a substantially trapezoidal shape in the pixel region P. That is, the scanning electrode 26 has a main body portion 26a configured in a rectangular shape within the pixel region P, and a right triangle formed continuously from the main body portion 26a and protruding toward the reference electrode 25 from the main body portion 26a.
  • the projection 26b has a shape and a connection portion 26c that is provided below the second rib member 14b and connects the main body portions 26a of the scanning electrodes 26 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the protruding portion 25b of the reference electrode 25 and the protruding portion 26b of the scanning electrode 26 are arranged so as to face each other with the hypotenuse portions close to each other. Yes.
  • the main body portion 25a and the protruding portion 25b substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 25, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 25a and the protruding portion 25b are provided on the display surface side surface of the lower substrate 3. The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable. Similarly, in the scanning electrode 26, the main body portion 26a and the protruding portion 26b substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 13A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 on the lower substrate 3, the main body portion 25a and the protruding portion 25b of the reference electrode 25 and the scanning electrode 26, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper part of the main body 26a and the protrusion 26b.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F7. Therefore, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the lower portion of the polar liquid 16 in FIG. Then, it moves in the direction indicated by arrow F8 along the flow path.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 26 side and the reference electrode 25 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 26 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 are configured to be symmetrical to each other in the pixel region P. Therefore, unlike the first embodiment, the reference electrode 25 is different from that of the first embodiment. And the dependence of the moving direction of the polar liquid 16 resulting from each shape of the scanning electrode 26 does not arise. For this reason, in the display element 10 of the present embodiment, unlike the first embodiment, the refresh operation before the polar liquid 16 moving operation (for example, a scanning operation described later) can be omitted.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the first embodiment.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 of the present embodiment are configured so that the shapes in the pixel region P are symmetric. Thereby, in this embodiment, the flow path of the oil 17 is ensured in the pixel region P by the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 configured in a symmetric shape, and the flow path of the oil 17 is enlarged. it can.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 of the present embodiment are provided with protruding portions 25b and 26b that protrude to the other side, the protruding portions 25b and 26b of the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 respectively
  • the flow path of the oil 17 can be secured in the pixel region P, and the flow path of the oil 17 can be enlarged.
  • each of the reference electrode and the scan electrode may be configured such that each shape in two pixel regions adjacent in the Y direction is bilaterally symmetrical in the Y direction (described later). The same applies to the fifth, sixth and eighth to twelfth embodiments.)
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 15A to FIG. 15C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that the reference electrode and the scan electrode are L-shaped in the pixel region.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 are configured in an L-shape that is symmetrical to each other in the pixel region P.
  • the reference electrode 25 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 25d, and protrudes from the main body portion 25d to the scanning electrode 26 side. And a connecting portion 25f that is provided below the second rib member 14b and connects the body portions 25d of the reference electrodes 25 in the pixel region P adjacent in the Y direction. Yes.
  • the scanning electrode 26 is formed in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 26d, and the scanning electrode 26 has a rectangular shape protruding from the main body portion 26d toward the reference electrode 25.
  • the protrusion 26e having a shape and a connection portion 26f that is provided below the second rib member 14b and connects the main body portions 26d of the scanning electrodes 26 in the pixel region P adjacent in the Y direction are provided.
  • the protruding portion 25e of the reference electrode 25 and the protruding portion 26e of the scanning electrode 26 are arranged to face each other.
  • the main body portion 25d and the protruding portion 25e substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 25, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 25d and the protruding portion 25e are provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side. The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable. Similarly, in the scanning electrode 26, the main body portion 26d and the protruding portion 26e substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 15A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 on the lower substrate 3, the body portion 25d and the protruding portion 25e of the reference electrode 25 and the scanning electrode 26, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper part of the main body part 26d and the protruding part 26e.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F9. Therefore, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the lower part of the polar liquid 16 in FIG. Then, it moves in the direction indicated by the arrow F10 along the flow path.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 26 side and the reference electrode 25 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 26 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the dimension of the polar liquid 16 in the stationary direction in the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 indicated by “L3” in FIG. The dimension of the overlapping portion of the projecting portions 25e and 26e in the moving direction (X direction) of the polar liquid 16 indicated by “L4” in FIG.
  • the polar liquid 16 can be reliably moved to the desired side on the reference electrode 25 side or the scan electrode 26 side. That is, when the dimension L4 of the overlapping portion is configured to be larger than the dimension L3 of the polar liquid 16, when the polar liquid 16 is positioned (stopped) on the overlapping portion, the reference electrode 25 side that is not the desired destination or There is a possibility of moving to the scanning electrode 26 side.
  • the dimension L4 of the overlapping portion is configured to be smaller than the dimension L3 of the polar liquid 16
  • the desired reference electrode 25 at the destination of movement. This is because the polar liquid 16 can be reliably moved to the desired destination reference electrode 25 side or scan electrode 26 side by the main body portion 25 d or the main body portion 26 d of the scan electrode 26.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a display element according to Embodiment 6 of the present invention.
  • 17 (a) to 17 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that a reference electrode and a scan electrode having a substantially L shape in the pixel region are used.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water-repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 are configured in a substantially L-shape that is symmetrical to each other in the pixel region P.
  • the reference electrode 25 is provided in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 25g, and protrudes from the main body portion 25g toward the scanning electrode 26 side.
  • the trapezoidal protruding portion 25h is provided, and a connecting portion 25i is provided below the second rib member 14b and connects the body portions 25g of the reference electrodes 25 in the pixel region P adjacent in the Y direction. Yes.
  • the scanning electrode 26 is formed in a rectangular shape within the pixel region P, and is continuously provided on the main body portion 26g, and a base protruding from the main body portion 26g toward the reference electrode 25 side.
  • the projection 26h has a shape and a connection portion 26i that is provided below the second rib member 14b and connects the body portions 26g of the scanning electrodes 26 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the protruding portion 25h of the reference electrode 25 and the protruding portion 26h of the scanning electrode 26 are arranged to face each other.
  • the main body portion 25g and the protruding portion 25h constitute an electrode portion that substantially functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 25, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 25g and the protruding portion 25h are provided on the display surface side surface of the lower substrate 3. The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable. Similarly, in the scanning electrode 26, the main body portion 26g and the protruding portion 26h substantially constitute an electrode portion that functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 17A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 25 and the scanning electrode 26 on the lower substrate 3, the main body portion 25g and the protruding portion 25h of the reference electrode 25 and the scanning electrode 26, the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper part of the main body 26g and the protrusion 26h.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. It moves in the direction indicated by arrow F11 while being deformed. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the lower portion of the polar liquid 16 in FIG. Then, it moves in the direction indicated by the arrow F12 along the flow path.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 26 side and the reference electrode 25 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 26 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the dimensions of the protrusions 25h and 26h in the Y direction continuously change.
  • the polar liquid 16 does not stop, and the polar liquid 16 can be moved more smoothly than in the fifth embodiment.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of a display element according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIGS. 19A to 19C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that the reference electrode and the scan electrode are formed such that a gap is provided in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid. It is.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water-repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are configured in an I-shape that is symmetrical to each other in the pixel region P.
  • the reference electrode 35 is provided below the rectangular main body portion 35a provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction and the second rib member 14b, and in the Y direction. And a connecting portion 35b for connecting the main body portions 35a of the reference electrodes 35 in the adjacent pixel regions P. Further, the reference electrode 35 is formed such that gaps 37 a and 37 a ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body 35a is disposed at the center in the Y direction, and gaps 37a and 37a ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. ing.
  • the scanning electrode 36 is provided below the second rib member 14b and adjacent to the rectangular main body 36a provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is adjacent in the Y direction.
  • a connection part 36b for connecting the main body parts 36a of the scanning electrodes 36 in the pixel region P is provided.
  • the scanning electrode 36 is formed so that the gap portions 38 a and 38 a ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body 36a is disposed in the center in the Y direction, and gaps 38a and 38a ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. ing.
  • the protruding portion 35a of the reference electrode 35 and the protruding portion 36a of the scanning electrode 36 are arranged so that the end portions thereof face each other.
  • the main body portion 35a constitutes an electrode portion that substantially functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 35 a is provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side, and the polar liquid 16 The wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 can move.
  • the main body portion 36a constitutes an electrode portion that substantially functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the scanning electrode 36, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body 36 a is provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side. The wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 can move.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 19A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11 s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 on the lower substrate 3, the main body portion 35 a of the reference electrode 35 and the main body portion of the scanning electrode 36.
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F13. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, the flow path of the oil 17 can be secured in the upper part and the lower part of the polar liquid 16 in FIG. The oil 17 moves along the flow path in the direction indicated by the arrow F14.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 are moved to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the fourth embodiment.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are formed so that the gap portions 37a, 37a ′ and 38a, 38a ′ are provided in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16.
  • the flow path of the oil 17 can be secured in the pixel region P by the gap portions 37a, 37a ′ and 38a, 38a ′, and the flow path of the oil 17 can be enlarged.
  • the main body portion is referred to a portion other than the central portion in the Y direction, that is, the right end portion side or the left end portion side in the Y direction in FIG.
  • a configuration in which the main body portions of the electrodes and the scanning electrodes are installed may be employed.
  • FIG. 20 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel region of the display element according to the eighth embodiment of the present invention.
  • 21 (a) to 21 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the seventh embodiment is that the installation location in the pixel region in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction of the polar liquid is changed in the reference electrode and the scanning electrode. It is.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are omitted for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are configured in an I-shape that is symmetrical to each other in the pixel region P.
  • the reference electrode 35 is provided below the rectangular main body portion 35c provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction and the second rib member 14b, and in the Y direction. And a connecting portion 35d for connecting the main body portions 35c of the reference electrodes 35 in the adjacent pixel region P.
  • the main body portion 35c is provided, for example, in the vicinity of the second rib member 14b on the left side of FIG. 20 in order to move the polar liquid 16 reliably. Further, it is configured to slightly protrude toward the scanning electrode 36 side.
  • the reference electrode 35 is formed such that gaps 37 b and 37 b ′ are provided in an orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body portion 35a is disposed at the left end portion in the Y direction, and gap portions 37b and 37b ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the scanning electrode 36 is provided below the second rib member 14b and adjacent to the rectangular main body 36c provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is adjacent in the Y direction.
  • a connection portion 36d for connecting the main body portions 36c of the scanning electrodes 36 in the pixel region P is provided.
  • the main body 36c is provided, for example, in the vicinity of the second rib member 14b on the right side in FIG. 20 to move the polar liquid 16 reliably.
  • the reference electrode 35 is slightly protruded.
  • the scanning electrode 36 is formed so that the gap portions 38 b and 38 b ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body 36c is disposed at the right end in the Y direction, and gaps 38b and 38b ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the protruding portion 35c of the reference electrode 35 and the protruding portion 36c of the scanning electrode 36 are arranged so as to partially face each other in the Y direction.
  • the main body portion 35c constitutes an electrode portion that substantially serves as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 35 c is provided on the display surface side surface of the lower substrate 3. The wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 can move.
  • the main body portion 36c constitutes an electrode portion that substantially functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the scanning electrode 36, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portion 36 c is provided on the display surface side surface of the lower substrate 3, and the polar liquid 16 The wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 can move.
  • the polar liquid 16 is, for example, from the position shown in FIG. 21A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11 s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scan electrode 36 on the lower substrate 3, the main body portion 35 c of the reference electrode 35 and the main body portion of the scan electrode 36.
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 changes in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F15. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the upper part of the polar liquid 16 in FIG. It moves along the flow path in the direction indicated by arrow F16.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is an enlarged plan view showing the main configuration of one pixel area of the display element according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 23A to FIG. 23C are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the seventh embodiment is that the reference electrode and the scan electrode are L-shaped in the pixel region.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water-repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are different from those of the seventh embodiment, and are L-shaped symmetrical to each other in the pixel region P. It is configured in the shape of
  • the reference electrode 35 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body 35e, and in the Y direction.
  • a rectangular main body 35f provided so as to be parallel to the second rib member 14b and a main body 35e of the reference electrode 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction are connected to each other.
  • a connecting portion 35g is provided.
  • the reference electrode 35 is formed such that gaps 37 c and 37 c ′ are provided in an orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body portion 35e is disposed at the right end portion in the Y direction, and gap portions 37c and 37c ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the scan electrode 36 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body 36e and parallel to the Y direction.
  • the rectangular main body portion 36f provided in this manner and the connection portion 36g that is provided below the second rib member 14b and connects the main body portions 36e of the scanning electrodes 36 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the scanning electrode 36 is formed so that the gap portions 38 c and 38 c ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body 36e is disposed at the right end in the Y direction, and gaps 38c and 38c ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the reference electrode 35 and the scan electrode 36 are arranged so that the main body portion 35f of the reference electrode 35 and the main body portion 36f of the scan electrode 36 face each other.
  • the main body portions 35e and 35f substantially constitute electrode portions that function as electrodes. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portions 35e and 35f are provided on the surface on the display surface side of the lower substrate 3, and the polar liquid 16 wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portions 36e and 36f constitute an electrode portion that substantially functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 23A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scan electrode 36 on the lower substrate 3, the body portions 35e and 35f of the reference electrode 35 and the scan electrode 36
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon.
  • the polar liquid 16 has a shape in a stationary state so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F17. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the upper portion of the polar liquid 16 in FIG. It moves along the flow path in the direction indicated by arrow F18.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the tenth embodiment of the present invention.
  • 25 (a) to 25 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the ninth embodiment is that the reference electrode and the scan electrode are placed symmetrically in the pixel region.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are different from those of the ninth embodiment in the pixel region P with respect to the center thereof. It is configured in a point-symmetric L-shape.
  • the reference electrode 35 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body 35h, and in the Y direction.
  • a rectangular main body 35i provided so as to be parallel to the second rib member 14b and a main body 35h of the reference electrode 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction are connected to each other.
  • a connecting portion 35j is provided.
  • the reference electrode 35 is formed such that gaps 37 d and 37 d ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body portion 35h is disposed at the right end portion in the Y direction, and gap portions 37d and 37d ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the scanning electrode 36 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body portion 36h and parallel to the Y direction. And a connecting portion 36j for connecting the main body portions 36h of the scanning electrodes 36 in the pixel region P adjacent to each other in the Y direction, while being provided below the second rib member 14b. It has. Further, the scanning electrode 36 is formed so that the gap portions 38d and 38d 'are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body 36h is disposed at the left end in the Y direction, and gaps 38d and 38d ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the main body portion 35h of the reference electrode 35 and the main body portion 36h of the scan electrode 36 are arranged point-symmetrically with respect to the center of the pixel region P.
  • the main body portion 35 i of the electrode 35 and the main body portion 36 i of the scanning electrode 36 are arranged to face each other.
  • the main body portions 35h and 35i constitute an electrode portion that substantially functions as an electrode. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portions 35 h and 35 i are provided on the surface of the lower substrate 3 on the display surface side, and the polar liquid 16 wettability (contact angle) changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portions 36h and 36i constitute an electrode portion that substantially functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 25A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scan electrode 36 on the lower substrate 3, the body portions 35h and 35i of the reference electrode 35 and the scan electrode 36
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon.
  • the polar liquid 16 has a shape when it is stationary so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F19. Therefore, inside the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the lower portion of the polar liquid 16 in FIG. Then, it moves in the direction indicated by the arrow F20 along the flow path.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the ninth embodiment.
  • FIG. 26 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the eleventh embodiment of the present invention.
  • 27 (a) to 27 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the seventh embodiment is that the main difference between the present embodiment and the seventh embodiment is as a reference electrode and a scan electrode in the pixel region. This is a point using a concave shape.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water-repellent films 12 and 15 are not shown for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are different from those of the seventh embodiment, and are concave and symmetrical in the pixel region P. It is configured.
  • the reference electrode 35 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body 35k and in the Y direction.
  • a rectangular main body portion 35l provided so as to be parallel to each other, and a rectangular main body portion 35m provided continuously to the main body portion 35l and provided so as to be parallel to the X direction are provided.
  • the reference electrode 35 is provided below the second rib member 14b, and a connection portion 35n that connects the main body portions 35k of the reference electrodes 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction,
  • a connection portion 35o is provided below the rib member 14b and connects the main body portions 35m of the reference electrodes 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the reference electrode 35 is formed so that gaps 37e and 37e 'are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body portion 35l is disposed at the right end portion in the Y direction, and gap portions 37e and 37e ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the scanning electrode 36 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body 36k and parallel to the Y direction.
  • a rectangular main body 36 l provided in this manner, and a rectangular main body 36 m provided continuously to the main body 36 l and parallel to the X direction are provided.
  • the scan electrode 36 is provided below the second rib member 14b, and a connection portion 36n that connects the main body portions 36k of the scan electrodes 36 in the pixel region P adjacent in the Y direction,
  • a connection portion 36o is provided below the rib member 14b and connects the main body portions 36m of the scanning electrodes 36 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the scanning electrode 36 is formed so that gaps 38e and 38e 'are provided in an orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body portion 36l is disposed at the right end portion in the Y direction, and gap portions 38e and 38e ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are arranged so that the main body portion 35m of the reference electrode 35 and the main body portion 36m of the scanning electrode 36 face each other.
  • the main body portions 35k, 35l, and 35m substantially constitute electrode portions that function as electrodes. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portions 35k, 35l, and 35m are provided on the display surface side surface of the lower substrate 3. The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portions 36k, 36l, and 36m substantially constitute electrode portions that function as electrodes.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 27A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scan electrode 36 on the lower substrate 3, the main body portions 35k, 35l, and 35m of the reference electrode 35 and the scan electrode
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper portions of the 36 main body portions 36k, 36l, and 36m.
  • the polar liquid 16 has a shape in a stationary state so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction perpendicular to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F21. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the upper portion of the polar liquid 16 in FIG. It moves along the flow path in the direction indicated by the arrow F22.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 are moved to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can achieve the same operations and effects as the seventh embodiment.
  • FIG. 28 is an enlarged plan view showing a main part configuration in one pixel region of the display element according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • 29 (a) to 29 (c) are diagrams for explaining the operation of the polar liquid and oil shown in FIG.
  • the main difference between the present embodiment and the eleventh embodiment is that the reference electrode and the scan electrode are arranged symmetrically in the pixel region.
  • symbol is attached
  • the signal electrode 4, the dielectric layer 13, and the water repellent films 12 and 15 are omitted for simplification of the drawing.
  • the reference electrode 35 and the scanning electrode 36 are different from those of the eleventh embodiment in the pixel region P with respect to the center thereof. It is configured in a point-symmetric concave shape.
  • the reference electrode 35 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body portion 35p and in the Y direction.
  • a rectangular main body 35q provided to be parallel to each other, and a rectangular main body 35r provided to be continuous to the main body 35q and provided to be parallel to the X direction are provided.
  • the reference electrode 35 is provided below the second rib member 14b, and a connection portion 35s for connecting the main body portions 35p of the reference electrodes 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction,
  • a connection portion 35t is provided below the rib member 14b and connects the main body portions 35r of the reference electrodes 35 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the reference electrode 35 is formed so that the gap portions 37f and 37f 'are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the reference electrode 35, the main body portion 35q is disposed at the right end portion in the Y direction, and gap portions 37f and 37f ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the scanning electrode 36 is provided in the pixel region P so as to be parallel to the X direction, and is continuously provided on the main body portion 36p and parallel to the Y direction.
  • a rectangular main body portion 36q provided in this manner, and a rectangular main body portion 36r provided continuously with the main body portion 36q and parallel to the X direction are provided.
  • the scan electrode 36 is provided below the second rib member 14b, and a connection portion 36s for connecting the main body portions 36p of the scan electrodes 36 in the pixel region P adjacent in the Y direction,
  • a connecting portion 36t is provided below the rib member 14b and connects the main body portions 36r of the scanning electrodes 36 in the pixel region P adjacent in the Y direction.
  • the scanning electrode 36 is formed so that the gap portions 38f and 38f ′ are provided in the orthogonal direction (Y direction) orthogonal to the moving direction of the polar liquid 16. That is, in the scanning electrode 36, the main body portion 36q is disposed at the left end portion in the Y direction, and gap portions 38f and 38f ′ are formed between the right and left second rib members 14b in FIG. Has been.
  • the main body portion 35q of the reference electrode 35 and the main body portion 36q of the scan electrode 36 are arranged point-symmetrically with respect to the center of the pixel region P.
  • the main body portion 35r of the electrode 35 and the main body portion 36r of the scanning electrode 36 are disposed so as to face each other.
  • the main body portions 35p, 35q, and 35r substantially constitute electrode portions that function as electrodes. That is, when a predetermined voltage is applied to the reference electrode 35, an electrowetting phenomenon occurs in the portion where the main body portions 35p, 35q, and 35r are provided on the display surface side surface of the lower substrate 3. The wettability (contact angle) of the polar liquid 16 changes, and the polar liquid 16 becomes movable.
  • the main body portions 36p, 36q, and 36r constitute an electrode portion that substantially functions as an electrode.
  • the polar liquid 16 is moved from the position shown in FIG. 29A to the right side (black matrix) of FIG.
  • a voltage to be moved to the portion 11s side is applied, on the surface of the dielectric layer 13 covering the reference electrode 35 and the scan electrode 36 on the lower substrate 3, the main body portions 35p, 35q, 35r of the reference electrode 35 and the scan electrode
  • the wettability (contact angle) of the polar liquid 16 with respect to the surface changes due to the electrowetting phenomenon in the upper part of the 36 main body parts 36p, 36q, 36r.
  • the polar liquid 16 has a shape in a stationary state so that the dimension of the polar liquid 16 in the orthogonal direction orthogonal to the moving direction changes. While deforming, it moves in the direction indicated by arrow F23. For this reason, in the display space S, according to the deformation of the polar liquid 16, a flow path of the oil 17 can be secured in the lower portion of the polar liquid 16 in FIG. Then, it moves in the direction indicated by arrow F24 along the flow path.
  • the polar liquid 16 and the oil 17 move to the scanning electrode 36 side and the reference electrode 35 side, respectively, and the polar liquid 16 is, as illustrated in FIG. It is completely moved to the scanning electrode 36 side (black matrix portion 11s side) and becomes stationary.
  • the present embodiment can provide the same operations and effects as the eleventh embodiment.
  • the present invention is an electric device provided with a display unit that displays information including characters and images.
  • the present invention is not limited in any way.
  • a portable information terminal such as a PDA such as an electronic notebook, a display device attached to a personal computer, a television, or the like, or an electronic paper or other electric device including various display units. it can.
  • the electrowetting method, the electrophoresis method, and the dielectrophoresis method are configured because the electrowetting type display element that moves the polar liquid according to the electric field applied to the polar liquid is configured.
  • the polar liquid can be moved at a high speed with a low driving voltage as compared with other electric field induction type display elements.
  • the display color is changed according to the movement of the polar liquid, and unlike a liquid crystal display device using a birefringent material such as a liquid crystal layer, it is used for information display.
  • a high-luminance display element that is excellent in light utilization efficiency of light from the backlight and external light can be easily configured.
  • a switching element for each pixel it is also preferable in that a high-performance matrix driving display element having a simple structure can be configured at low cost.
  • the scanning electrode is arranged so that the flow path of the insulating fluid in the display space becomes large. There is no limitation as long as it is provided on one side of the first and second substrates.
  • a plurality of signal electrodes and a plurality of scanning electrodes are provided in a matrix so as to cross each other, and for each of a plurality of pixel regions provided in units of intersections between the signal electrodes and the scanning electrodes, A switching element such as a thin film transistor (TFT) is installed.
  • TFT thin film transistor
  • the scanning electrode is connected to the gate of the thin film transistor, and the voltage is applied from the scanning voltage application unit.
  • the signal electrode is connected to the source of the thin film transistor and voltage is applied from the signal voltage application unit, and the drain of the thin film transistor is connected to the pixel electrode provided for each pixel region to supply the voltage from the signal electrode.
  • the polar liquid may be moved.
  • the reference electrode and the reference driver reference voltage application unit
  • a transmissive display element including a backlight is configured.
  • the present invention is not limited to this, and a reflective type having a light reflecting portion such as a diffuse reflector.
  • the present invention can also be applied to a transflective display element in which the light reflecting portion and the backlight are used in combination.
  • polar liquids include zinc chloride, potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali metal hydroxide, zinc oxide, sodium chloride, lithium salt, phosphoric acid, alkali metal carbonate, oxygen ion conductivity.
  • polar liquids include zinc chloride, potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali metal hydroxide, zinc oxide, sodium chloride, lithium salt, phosphoric acid, alkali metal carbonate, oxygen ion conductivity.
  • Those containing an electrolyte such as ceramics can be used.
  • organic solvents such as alcohol, acetone, formamide, and ethylene glycol can also be used as the solvent.
  • the polar liquid of the present invention includes an ionic liquid containing a cation such as pyridine, alicyclic amine, or aliphatic amine, and an anion such as fluoride such as fluoride ion or triflate ( Room temperature molten salt) can also be used.
  • a cation such as pyridine, alicyclic amine, or aliphatic amine
  • an anion such as fluoride such as fluoride ion or triflate ( Room temperature molten salt) can also be used.
  • the polar liquid of the present invention includes a conductive liquid having conductivity and a liquid having a high dielectric constant having a specific dielectric constant of a predetermined value or higher, preferably 15 or higher.
  • the use of an aqueous solution in which a predetermined electrolyte is dissolved in a polar liquid is superior in handleability and can easily constitute a display element that is easy to manufacture. Is preferable.
  • the insulating fluid of the present invention includes a fluid having a relative dielectric constant of not more than a predetermined value, preferably not more than 5.
  • the use of nonpolar oil that is not compatible with polar liquid is more polar in the nonpolar oil than when air and polar liquid are used. It is preferable in that the liquid droplets can be moved more easily, the polar liquid can be moved at high speed, and the display color can be switched at high speed.
  • the signal electrode is provided on the upper substrate (first substrate) side and the reference electrode and the scanning electrode are provided on the lower substrate (second substrate) side has been described.
  • the signal electrode is installed inside the display space so as to be in contact with the polar liquid, and the reference electrode and the scan electrode are connected to the first and second electrodes while being electrically insulated from the polar liquid.
  • the reference electrode and the scan electrode are provided on one side of the second substrate, and the reference electrode and the scan electrode are arranged so that the flow path of the insulating fluid in the display space becomes large when the polar liquid is moved for each pixel region. What is necessary is just to be provided in the one side of the 1st and 2nd board
  • the signal electrode may be provided in the middle portion of the first and second substrates, and the reference electrode and the scan electrode may be provided on the first substrate side.
  • the present invention is not limited to this, and the reference electrode and the scan electrode May be installed on the non-effective display area side and the effective display area side, respectively.
  • the present invention is not limited to this, and the insulating material It is also possible to use a reference electrode and a scan electrode embedded in the second substrate. In such a configuration, the second substrate can be used as a dielectric layer, and the installation of the dielectric layer can be omitted.
  • the present invention is installed so as to face the effective display area of the pixel among the reference electrode and the scan electrode. It is sufficient that only one of the electrodes is made of a transparent electrode material, and an opaque electrode material such as aluminum, silver, chromium, or other metal can be used for the other electrode that is not opposed to the effective display area. .
  • the shapes of the reference electrode and the scan electrode of the present invention are not limited to this.
  • the shape may be such that light loss such as a line shape or a net shape hardly occurs.
  • the signal electrode of the present invention is not limited to this, and wiring formed in other shapes such as a mesh wiring may also be used. Can be used.
  • the present invention is not limited to this.
  • the plurality of pixel regions are provided in accordance with a plurality of colors capable of full color display on the display surface side.
  • a plurality of polar liquids colored in RGB, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), CMY, or RGBYC can be used.
  • the color filter layer is formed on the non-display surface side of the upper substrate (first substrate).
  • the present invention is not limited to this, and the first substrate A color filter layer can be provided on the display surface side of the substrate or on the lower substrate (second substrate) side.
  • the color filter layer is preferable in that a display element which is easy to manufacture can be easily configured as compared with the case where a plurality of colors of polar liquids are prepared.
  • the color filter part (opening part) and the black matrix part (light-shielding film) included in the color filter layer appropriately and reliably provide an effective display area and an ineffective display area with respect to the display space. It is also preferable in that it can be set.
  • the present invention is useful for a display element capable of preventing display quality from being deteriorated even when gradation display is performed, and an electric device using the display element.
  • Image display device (electric equipment) 2 Upper substrate (first substrate) 3 Lower substrate (second substrate) 4 Signal electrode 5 Reference electrode 5a, 5d, 5g Body part 5b, 5e, 5e1, 5e2, 5e3, 5e4, 5h Projection part 6 Scan electrode 6a, 6d, 6g Body part 6b, 6e, 6e1, 6e2, 6e3, 6e4, 6h Protruding part 7 Signal driver (Signal voltage application part) 8 Reference driver (reference voltage application unit) 9 Scanning driver (scanning voltage application unit) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display element 11 Color filter layer 11r, 11g, 11b Color filter part (opening part) 11s Black matrix (light shielding film) 13 Dielectric layer 14 Rib 16 Polar liquid 17 Oil (insulating fluid) 25 Reference electrode 25a, 25d, 25g Body part 25b, 25e, 25h Projection part 26 Scan electrode 26a, 26d, 26g Body part 26b, 26e, 26h Projection part 35 Reference electrode 35a, 35c, 35e,

Landscapes

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

Abstract

 上部基板(第1の基板)(2)と、下部基板(第2の基板)(3)と、表示用空間(S)の内部で有効表示領域(P1)側または非有効表示領域(P2)側に移動可能に封入された極性液体(16)とを具備した表示素子(10)において、複数の各画素領域(P)に応じて、表示用空間(S)の内部を気密に区切るように下部基板(3)に設けられたリブ(14)、及び表示用空間(S)の内部に画素領域(P)毎に移動可能に封入されるとともに、極性液体(16)と混じり合わないオイル(絶縁性流体)(17)を備える。また、表示用空間(S)の内部では、画素領域(P)毎に、極性液体(16)を移動させる場合に、当該表示用空間(S)の内部でのオイル(17)の流路が大きくなるように、下部基板(3)側に参照電極(5)及び走査電極(6)を設ける。

Description

表示素子、及びこれを用いた電気機器
 本発明は、極性液体を移動させることにより、画像や文字などの情報を表示する表示素子、及びこれを用いた電気機器に関する。
 近年、表示素子では、エレクトロウェッティング方式の表示素子に代表されるように、外部電界による極性液体の移動現象を利用して、情報の表示を行うものが開発され、実用化されている。
 具体的にいえば、上記のような従来の表示素子では、例えば下記特許文献1に記載されているように、第1及び第2の基板の間に表示用空間を形成するとともに、リブ(仕切壁)によって当該表示用空間の内部を複数の各画素領域に応じて区切っていた。また、この従来の表示素子では、上記の各画素領域において、導電性液体(極性液体)が封入されるとともに、信号電極と、互いに平行に設けられた走査電極及び基準電極(参照電極)とが交差するように設けられていた。そして、この従来の表示素子では、各画素領域において、信号電極、走査電極、及び基準電極に対し電圧印加を適宜行うことにより、導電性液体を走査電極側または基準電極側に移動させて、表示面側の表示色を変更するようになっていた。
国際公開第2008/155926号パンフレット
 ところで、上記のような従来の表示素子では、信号電極への印加電圧の大きさを調整することにより、導電性液体(極性液体)の移動量を変化させて、表示面側の表示色を中間調とする、いわゆる階調表示が行われていた。
 ところが、上記のような従来の表示素子では、表示色の変更を高精度に行うことができないおそれがあった。特に、従来の表示素子では、上記階調表示を行ったときに、導電性液体を所望の位置に精度よく移動させることができずに、微妙な色ずれが生じて、表示品位の低下を生じるおそれがあった。
 具体的にいえば、従来の表示素子では、画素領域の内部での導電性液体の移動速度を向上させるために、画素領域はリブによって完全に密閉されておらず、例えば矩形状に構成された画素領域の四隅部に、隣接する画素領域の内部どうしが連通する隙間が設けられていた。さらに、従来の表示素子では、導電性液体の移動速度を向上させるために、導電性液体とは混じり合わないオイル(絶縁性流体)を画素領域の内部に移動可能に封入していた。このため、従来の表示素子では、上記隙間の大きさ、導電性液体やオイルの材質、あるいは導電性液体の移動速度などによっては、導電性液体が隣接する画素領域から上記四隅部のいずれかの隙間を介して流れ込んできたオイルにより、微少に移動することがあった。
 そして、従来の表示素子では、上記のように、導電性液体が微少に移動している場合に、次の表示動作が行われると、その表示動作に対応した電圧が信号電極に正確に印加されても、当該表示動作において位置すべき位置に、導電性液体が高精度に移動しないことがあった。この結果、従来の表示素子では、微妙な色ずれが生じて、表示品位の低下を生じるおそれがあった。
 上記の課題を鑑み、本発明は、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示素子は、表示面側に設けられた第1の基板と、所定の表示用空間が前記第1の基板との間に形成されるように、当該第1の基板の非表示面側に設けられた第2の基板と、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域及び非有効表示領域と、前記表示用空間の内部で前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動可能に封入された極性液体とを具備し、前記極性液体を移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
 前記極性液体と接触するように、前記表示用空間の内部に設置されるとともに、所定の配列方向に沿って設けられた複数の信号電極、
 前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記極性液体に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられるとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の走査電極、
 前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域、
 前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を気密に区切るように、前記第1及び第2の基板の少なくとも一方側に設けられたリブ、及び
 前記表示用空間の内部に前記画素領域毎に移動可能に封入されるとともに、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体を備え、
 前記表示用空間の内部では、前記画素領域毎に、前記極性液体を移動させる場合に、当該表示用空間の内部での前記絶縁性流体の流路が大きくなるように、前記走査電極が前記第1及び第2の基板の一方側に設けられていることを特徴とするものである。
 上記のように構成された表示素子では、表示用空間の内部はリブによって複数の各画素領域に応じて気密に区切られている。これにより、上記従来例と異なり、絶縁性流体が隣接する画素領域から流れ込むのを防ぐことができ、隣接する画素領域からの絶縁性流体による極性液体の微少な移動が生じるのを防止することができる。また、表示用空間の内部では、画素領域毎に、極性液体を移動させる場合に、当該表示用空間の内部での絶縁性流体の流路が大きくなるように、走査電極が第1及び第2の基板の一方側に設けられている。これにより、表示色を変更するときに極性液体を移動させる場合に、当該極性液体を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。従って、上記従来例と異なり、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子を構成することができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極は、前記極性液体が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられていることが好ましい。
 この場合、表示色を変更するときに極性液体を移動させる場合に、絶縁性流体の流路を確実に確保することができ、当該絶縁性流体の流路を確実に大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極は、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体の寸法が変化するように、設けられていることが好ましい。
 この場合、表示色を変更するときに極性液体を移動させる場合に、絶縁性流体の流路は上記直交方向で確実に確保されることとなり、当該絶縁性流体の流路を確実に大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極では、前記画素領域内での形状が非対称な形状に構成されてもよい。
 この場合、非対称な形状に構成された走査電極により、画素領域内に絶縁性流体の流路を確保して、当該絶縁性流体の流路を大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極では、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での寸法が前記移動方向に沿って変化してもよい。
 この場合、上記直交方向で絶縁性流体の流路を確保することができ、当該絶縁性流体の流路を大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極では、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での寸法が前記移動方向に沿って連続的に変化していることが好ましい。
 この場合、極性液体を移動させる場合に当該極性液体を連続的に移動させ易くなり、中間調の表示を容易に行うことができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極では、前記画素領域内での形状が対称な形状に構成されてもよい。
 この場合、対称な形状に構成された走査電極によって、画素領域内に絶縁性流体の流路を確保して、当該絶縁性流体の流路を大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極には、各々他方側に突出した突出部が設けられてもよい。
 この場合、走査電極の各突出部により、画素領域内に絶縁性流体の流路を確保して、当該絶縁性流体の流路を大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記走査電極は、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向に隙間部が設けられるように、形成されてもよい。
 この場合、上記隙間部により、画素領域内に絶縁性流体の流路を確保して、当該絶縁性流体の流路を大きくすることができる。
 また、上記表示素子において、前記複数の信号電極に接続されるとともに、前記複数の各信号電極に対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、所定の電圧範囲内の信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
 前記複数の走査電極に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記極性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記極性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する走査電圧印加部とを備えていることが好ましい。
 この場合、各画素領域の表示色を適切に変更することができる。
 また、上記表示素子において、前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられてもよい。
 この場合、複数の各画素において対応する極性液体が適切に移動されることにより、カラー画像表示を行うことができる。
 また、上記表示素子において、前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の他方側に設置されるように、前記極性液体及び前記走査電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられるとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の参照電極と、
 前記複数の参照電極に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記極性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記極性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する参照電圧印加部とが設けられていることが好ましい。
 この場合、スイッチング素子を画素領域毎に設けることなく、表示不良が生じるのを防ぐことができるマトリクス駆動方式の表示素子を構成することができる。
 また、上記表示素子において、前記参照電極及び前記走査電極の表面上には、誘電体層が積層されていることが好ましい。
 この場合、誘電体層が極性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該極性液体の移動速度をより容易に向上することができる。
 また、上記表示素子において、前記非有効表示領域は、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた遮光膜によって設定され、
 前記有効表示領域は、前記遮光膜に形成された開口部によって設定されていることが好ましい。
 この場合、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域を適切に、かつ、確実に設定することができる。
 また、本発明の電気機器は、文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部を備えた電気機器であって、
 前記表示部に、上記いずれかの表示素子を用いたことを特徴とするものである。
 上記のように構成された電気機器では、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な電気機器を容易に構成することができる。
 本発明によれば、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置を説明する平面図である。 図2は、表示面側から見た場合での図1に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図3は、非表示面側から見た場合での図1に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図4は、上記表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図5(a)及び図5(b)は、それぞれ非CF着色表示時及びCF着色表示時における、図1に示した表示素子の要部構成を示す断面図である。 図6(a)~図6(c)は、図4に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図7は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。 図8は、本発明の第2の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図9(a)~図9(c)は、図8に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図10は、本発明の第3の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図11(a)~図11(c)は、図10に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図12は、本発明の第4の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図13(a)~図13(c)は、図12に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図14は、本発明の第5の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図15(a)~図15(c)は、図14に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図16は、本発明の第6の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図17(a)~図17(c)は、図16に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図18は、本発明の第7の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図19(a)~図19(c)は、図18に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図20は、本発明の第8の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図21(a)~図21(c)は、図20に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図22は、本発明の第9の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図23(a)~図23(c)は、図22に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図24は、本発明の第10の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図25(a)~図25(c)は、図24に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図26は、本発明の第11の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図27(a)~図27(c)は、図26に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。 図28は、本発明の第12の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。 図29(a)~図29(c)は、図28に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。
 以下、本発明の表示素子及び電気機器の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 [第1の実施形態]
 図1は、本発明の第1の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置を説明する平面図である。図1において、本実施形態の画像表示装置1では、本発明の表示素子10を用いた表示部が設けられており、この表示部には矩形状の表示面が構成されている。すなわち、表示素子10は、図1の紙面に垂直な方向で互いに重ね合うように配置された上部基板2及び下部基板3を備えており、これらの上部基板2と下部基板3との重なり部分によって上記表示面の有効表示領域が形成されている(詳細は後述。)。
 また、表示素子10では、複数の信号電極4が互いに所定の間隔をおいて、かつ、X方向に沿ってストライプ状に設けられている。また、表示素子10では、複数の参照電極5及び複数の走査電極6が、互いに交互に、かつ、Y方向に沿ってストライプ状に設けられている。これら複数の信号電極4と、複数の参照電極5及び複数の走査電極6とは、互いに交差するように設けられており、表示素子10では、信号電極4と走査電極6との交差部単位に、複数の各画素領域が設定されている。
 また、これら複数の信号電極4、複数の参照電極5、及び複数の走査電極6は、互いに独立して、第1の電圧としてのHigh電圧(以下、“H電圧”という。)と、第2の電圧としてのLow電圧(以下、“L電圧”という。)との間の所定の電圧範囲内の電圧が印加可能に構成されている(詳細は後述。)。
 さらに、表示素子10では、後に詳述するように、上記複数の各画素領域がリブ(仕切壁)にて気密に区切られるとともに、複数の画素領域が、上記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている。そして、表示素子10では、マトリクス状に設けられた複数の画素(表示セル)毎に、エレクトロウェッティング現象にて後述の極性液体を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。
 また、複数の信号電極4、複数の参照電極5、及び複数の走査電極6では、各々一端部側が表示面の有効表示領域の外側に引き出されて、端子部4a、5a、及び6aが形成されている。
 複数の信号電極4の各端子部4aには、配線7aを介して信号ドライバ7が接続されている。信号ドライバ7は、信号電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各信号電極4に対して、情報に応じた信号電圧Vdを印加するように構成されている。
 また、複数の参照電極5の各端子部5aには、配線8aを介して参照ドライバ8が接続されている。参照ドライバ8は、参照電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各参照電極5に対して、参照電圧Vrを印加するように構成されている。
 また、複数の走査電極6の各端子部6aには、配線9aを介して走査ドライバ9が接続されている。走査ドライバ9は、走査電圧印加部を構成するものであり、画像表示装置1が文字及び画像を含んだ情報を表示面に表示する場合に、複数の各走査電極6に対して、走査電圧Vsを印加するように構成されている。
 また、走査ドライバ9では、複数の各走査電極6に対して、上記極性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性液体が信号電圧Vdに応じて移動するのを許容する選択電圧との一方の電圧を走査電圧Vsとして印加するようになっている。また、参照ドライバ8は、走査ドライバ9の動作を参照して動作するように構成されており、参照ドライバ8は、複数の各参照電極5に対して、上記極性液体が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性液体が信号電圧Vdに応じて移動するのを許容する選択電圧との一方の電圧を参照電圧Vrとして印加するようになっている。
 そして、画像表示装置1では、走査ドライバ9が例えば図1の左側から右側の各走査電極6に対し、選択電圧を順次印加し、かつ、参照ドライバ8が走査ドライバ9の動作に同期して図1の左側から右側の各参照電極5に対し、選択電圧を順次印加することにより、ライン毎の走査動作が行われるように構成されている(詳細は後述。)。
 また、信号ドライバ7、参照ドライバ8、及び走査ドライバ9には、直流電源または交流電源が含まれており、対応する信号電圧Vd、参照電圧Vr、及び走査電圧Vsを供給するようになっている。
 また、参照ドライバ8は、参照電圧Vrの極性を所定の時間(例えば、1フレーム)毎に切り替えるように構成されている。さらに、走査ドライバ9は、参照電圧Vrの極性の切り替えに対応して、走査電圧Vsの各極性を切り替えるように構成されている。このように、参照電圧Vr及び走査電圧Vsの各極性が所定の時間毎に切り替えられるので、参照電極5及び走査電極6に対して常時同じ極性の電圧を印加するときに比べて、これらの参照電極5及び走査電極6での電荷の局在化を防ぐことができる。さらに、電荷の局在化に起因する表示不良(残像現象)や信頼性(寿命低下)の悪影響を防止することができる。
 ここで、図2~図6も参照して、表示素子10の画素構造について具体的に説明する。
 図2は、表示面側から見た場合での図1に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図3は、非表示面側から見た場合での図1に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図4は、上記表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図5(a)及び図5(b)は、それぞれ非CF着色表示時及びCF着色表示時における、図1に示した表示素子の要部構成を示す断面図である。図6(a)~図6(c)は、図4に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。尚、図2及び図3では、図面の簡略化のために、上記表示面に設けられた複数の画素のうち、図1の左上端部に配設された12個の画素を図示している。
 図2~図6において、表示素子10は、表示面側に設けられた第1の基板としての上記上部基板2と、上部基板2の背面側(非表示面側)に設けられた第2の基板としての上記下部基板3とを備えている。また、表示素子10では、上部基板2と下部基板3が互いに所定の間隔をおいて配置されることにより、これら上部基板2及び下部基板3の間に所定の表示用空間Sが形成されている。また、この表示用空間Sの内部には、上記極性液体16及びこの極性液体16と混じり合わない絶縁性のオイル17が当該表示用空間Sの内部で上記X方向(図2の左右方向)に移動可能に封入されており、極性液体16は後述の有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側に移動できるようになっている。
 さらに、表示用空間Sの内部では、後に詳述するように、上記画素領域P毎に、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部での絶縁性流体としてのオイル17の流路が大きくなるように、参照電極5及び走査電極6が下部基板3側に設けられている。そして、表示用空間Sの内部では、極性液体16の移動に応じて、オイル17を有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側に円滑に、かつ、適切に移動させることができるようになっている。
 極性液体16には、例えば溶媒としての水と、溶質としての所定の電解質を含んだ水溶液が用いられている。具体的には、例えば1mmol/Lの塩化カリウム(KCl)の水溶液が極性液体16に用いられている。また、極性液体16には、所定色、例えば自己分散型顔料によって黒色に着色されたものが使用されている。
 また、極性液体16は黒色に着色されているので、当該極性液体16は、各画素において、光の透過を許容または阻止するシャッターとして機能するようになっている。つまり、表示素子10の各画素では、後に詳述するように、極性液体16が表示用空間Sの内部を参照電極5側(有効表示領域P1側)または走査電極6側(非有効表示領域P2側)にスライド移動することによって表示色が黒色またはRGBのいずれかの色に変更されるよう構成されている。
 また、オイル17には、例えば側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン炭化水素、シリコーンオイル、マッチングオイルから選択された1種または複数種からなる無極性で、かつ、無色透明なオイルが用いられている。また、このオイル17は、極性液体16のスライド移動に伴って、表示用空間Sの内部を移動するようになっている。
 上部基板2には、無アルカリガラス基板などの透明なガラス材またはアクリル系樹脂などの透明な合成樹脂等の透明な透明シート材が用いられている。また、上部基板2の非表示面側の表面には、カラーフィルタ層11及び信号電極4が順次形成されており、さらにはカラーフィルタ層11及び信号電極4を覆うように撥水膜12が設けられている。
 また、下部基板3には、上部基板2と同様に、無アルカリガラス基板などの透明なガラス材またはアクリル系樹脂などの透明な合成樹脂等の透明な透明シート材が用いられている。また、下部基板3の表示面側の表面には、上記参照電極5及び上記走査電極6が設けられており、さらに、これらの参照電極5及び走査電極6を覆うように、誘電体層13が形成されている。また、これらの参照電極5及び走査電極6は、後に詳述するように、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されており、極性液体16を移動させる場合に、オイル17の流路が大きくなるようになっている。
 また、この誘電体層13の表示面側の表面には、Y方向、つまり極性液体16の移動方向と直交する直交方向に沿って設けられた第1のリブ部材14aと、X方向、つまり極性液体16の移動方向と平行な方向に沿って設けられた第2のリブ部材14bを有するリブ14が設けられている。このリブ14は、画素領域Pに応じて、表示用空間Sの内部を気密に区切るように設けられており、図3に例示するように、画素領域P毎に枠状に構成されている。また、下部基板3では、誘電体層13及び第1及び第2のリブ部材14a、14bを覆うように、撥水膜15が設けられている。
 また、下部基板3の背面側(非表示面側)には、例えば白色の照明光を発光するバックライト18が一体的に組み付けられており、透過型の表示素子10が構成されている。尚、バックライト18には、冷陰極蛍光管やLEDなどの光源が用いられている。
 カラーフィルタ(Color Filter)層11には、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のカラーフィルタ部11r、11g、及び11bと、遮光膜としてのブラックマトリクス部11sとが設けられており、RGBの各色の画素を構成するようになっている。つまり、カラーフィルタ層11では、図3に例示するように、RGBのカラーフィルタ部11r、11g、11bがX方向に沿って順次設けられるとともに、各々4つのカラーフィルタ部11r、11g、11bがY方向に沿って設けられており、X方向及びY方向にそれぞれ3個及び4個、合計12個の画素が配設されている。
 また、表示素子10では、図3に例示するように、各画素領域Pにおいて、画素の有効表示領域P1に対応する箇所にRGBのいずれかのカラーフィルタ部11r、11g、及び11bが設けられ、非有効表示領域P2に対応する箇所にブラックマトリクス部11sが設けられている。つまり、表示素子10では、上記表示用空間Sに対し、ブラックマトリクス部(遮光膜)11sによって非有効表示領域P2(非開口部)が設定され、そのブラックマトリクス部11sに形成された開口部(つまり、いずれかのカラーフィルタ部11r、11g、及び11b)によって有効表示領域P1が設定されている。
 また、表示素子10では、カラーフィルタ部11r、11g、11bの各面積は、有効表示領域P1の面積に対し、同一または若干小さい値が選択されている。一方、ブラックマトリクス部11sの面積は、非有効表示領域P2の面積に対し、同一または若干大きい値が選択されている。尚、図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。
 また、表示素子10では、上記仕切壁としてのリブ14により表示用空間Sが画素領域P単位に区切られている。すなわち、表示素子10では、各画素の表示用空間Sは、図3に例示するように、互いに対向する2つの第1のリブ部材14aと、互いに対向する2つの第2のリブ部材14bとによって区画されており、画素領域P毎に枠状のリブ14が設けられている。さらに、表示素子10では、第1及び第2のリブ部材14a、14bはその先端部が上部基板2に当接するように設けられており、リブ14は、画素領域Pに応じて、表示用空間Sの内部を気密に区切るように構成されている。また、これら第1及び第2のリブ部材14a、14bには、例えばエポキシ樹脂系レジスト材料が用いられている。
 撥水膜12、15には、透明な合成樹脂、好ましくは電圧印加時に極性液体16に対し親水層となる、例えばフッ素系樹脂が使用されている。これにより、表示素子10では、上部基板2及び下部基板3の表示用空間S側の各表面側での極性液体16との間の濡れ性(接触角)を大きく変化させることができ、極性液体16の移動速度の高速化を図ることができる。また、誘電体層13は、例えばパリレンや窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、あるいは酸化アルミニウムを含有した透明な誘電体膜によって構成されている。尚、各撥水膜12、15の具体的な厚さ寸法は、数十nm~数μmであり、誘電体層13の具体的な厚さ寸法は、数百nmである。また、撥水膜12は、信号電極4と極性液体16とを電気的に絶縁することはなく、極性液体16の応答性向上を阻害しないようになっている。
 参照電極5及び走査電極6には、酸化インジウム系(ITO)、酸化スズ系(SnO2)、または酸化亜鉛系(AZO、GZO、あるいはIZO)などの透明な電極材料が用いられている。これらの各参照電極5及び各走査電極6は、スパッタ法等の公知の成膜方法により、下部基板3上に略帯状に形成されている。
 信号電極4には、X方向に平行となるように配置された線状配線が用いられている。また、この信号電極4には、ITO等の透明電極材料が用いられており、信号電極4は、スパッタ法やプリンティング等の公知の成膜方法により、カラーフィルタ層11上で、各画素領域PのY方向でのほぼ中心部を通るように設置されており、撥水膜12を介して極性液体16に電気的に接触するように構成されている。これにより、表示素子10では、表示動作時での極性液体16の応答性の向上が図られている。
 ここで、図4及び図6(a)~図6(c)を参照して、参照電極5及び走査電極6の各形状、及びその作用について具体的に説明する。なお、図4及び図6(a)~図6(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 図4に例示するように、参照電極5では、画素領域P内での形状が凹状の形状のものが用いられ、走査電極6では、画素領域P内での形状が凸状の形状のものが用いられている。このように、本実施形態の表示素子10では、参照電極5及び走査電極6が、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されており、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている。詳細にいえば、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、設けられている。これにより、本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部において、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部でのオイル17の流路が大きくなるようになっている。
 具体的にいえば、参照電極5は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部5aと、この本体部5aに連続的に設けられるとともに、当該本体部5aからX方向で互いに平行となるように走査電極6側に突出された2つの突出部5bと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極5の本体部5aどうしを接続する接続部5cを備えている。
 また、走査電極6は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部6aと、この本体部6aに連続的に設けられるとともに、当該本体部6aからX方向に参照電極5側に突出された突出部6bと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極6の本体部6aどうしを接続する接続部6cを備えている。
 さらに、参照電極5及び走査電極6では、図4に示すように、走査電極6の突出部6bが参照電極5の2つの突出部5bの間に配置されるように構成されている。
 また、参照電極5では、本体部5a及び突出部5bが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極5に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部5a及び突出部5bが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極6では、本体部6a及び突出部6bが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部6a及び突出部6bが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極5、及び走査電極6の各々に対して、極性液体16が例えば図6(a)に示す位置から同図6(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極5及び走査電極6を覆う誘電体層13の表面では、参照電極5の本体部5a及び突出部5bと走査電極6の本体部5a及び突出部6bの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図6(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F1にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図6(b)の極性液体16の上側部分及び下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F2にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極6側及び参照電極5側に移動して、極性液体16は、図6(c)に例示するように、走査電極6側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、参照電極5及び走査電極6では、図4に“L1”にて示す、極性液体16の移動方向(X方向)での静止している場合の当該極性液体16の寸法よりも、図4に“L2”にて示す、極性液体16の移動方向(X方向)での突出部5b、6bの重なり部分の寸法が小さくなるように構成されている。これにより、極性液体16を参照電極5側または走査電極6側の所望する側に確実に移動させることができる。つまり、上記重なり部分の寸法L2を、極性液体16の寸法L1よりも大きく構成した場合、極性液体16が重なり部分上に位置(停止)したときに、所望する移動先ではない参照電極5側または走査電極6側に移動する可能性が生じる。
 これに対して、重なり部分の寸法L2を、極性液体16の寸法L1よりも小さく構成することにより、極性液体16が重なり部分上に位置(停止)したときに、所望する移動先の参照電極5の本体部5aまたは走査電極6の本体部6aによって極性液体16が所望する移動先の参照電極5側または走査電極6側に確実に移動させることができるからである。
 また、本実施形態の表示素子10では、参照電極5及び走査電極6が、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されているので、極性液体16の移動動作(例えば、後述の走査動作)を行う前に、図6(a)に示すように、極性液体16を参照電極5側に移動させるリフレッシュ動作を行うことが好ましい。すなわち、例えば図6(a)に示すように、走査電極6では、その突出部6bが極性液体16の移動方向に直交する直交方向(Y方向)の中央部に設けられている。一方、参照電極5では、2つの突出部5bは、突出部6bに対して、上記直交方向での外側(つまり、上側及び下側)に設けられている。それ故、走査電極6の突出部6bは、参照電極5の突出部5bに比べて、極性液体16を直交方向で変形させ易く、これにより、オイル17の流路も確保し易い。この結果、極性液体16の移動速度を向上させることができる。従って、本実施形態の表示素子10では、上記のようなリフレッシュ動作を行う場合の方が、当該リフレッシュ動作を行わない場合に比べて、後述の走査動作の期間中に参照電極5側への移動時間を省略することができ、走査動作での表示色の変更速度を向上させることが可能となるからである。
 上記のように構成された表示素子10の各画素では、図5(a)に例示するように、極性液体16がカラーフィルタ部11rと参照電極5との間で保持されると、バックライト18からの光が極性液体16により遮光されて、黒色表示(非CF着色表示)が行われる。一方、図5(b)に例示するように、極性液体16がブラックマトリクス部11sと走査電極6との間で保持されると、バックライト18からの光は極性液体16に遮光されることなく、カラーフィルタ部11rを通過することにより、赤色表示(CF着色表示)が行われる。
 次に、上記のように構成された本実施形態の画像表示装置1の表示動作について、図7も参照して具体的に説明する。
 図7は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。
 図7において、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、例えば同図の左側から右側に向かう所定の走査方向で、参照電極5及び走査電極6に対して、それぞれ参照電圧Vr及び走査電圧Vsとして上記選択電圧を順次印加する。具体的には、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、参照電極5及び走査電極6に対して、選択電圧としてH電圧(第1の電圧)及びL電圧(第2の電圧)をそれぞれ順次印加して選択ラインとする走査動作を行う。また、この選択ラインでは、信号ドライバ7は外部からの画像入力信号に応じて、対応する信号電極4に対して、H電圧またはL電圧を信号電圧Vdとして印加する。これにより、選択ラインの各画素では、極性液体16が有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側に移動されて、表示面側の表示色が変更される。また、このとき、オイル17は、極性液体16の移動に応じて、当該極性液体16の移動先とは反対側の非有効表示領域P2側または有効表示領域P1側に移動される。
 一方、非選択ライン、つまり残り全ての参照電極5及び走査電極6に対しては、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、それぞれ参照電圧Vr及び走査電圧Vsとして上記非選択電圧を印加する。具体的には、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、残り全ての参照電極5及び走査電極6に対して、非選択電圧として、例えば上記H電圧とL電圧の中間の電圧である中間電圧(Middle電圧、以下、“M電圧”という。)を印加する。これにより、非選択ラインの各画素では、極性液体16が有効表示領域P1側または非有効表示領域P2側で不必要な変動を生じることなく静止され、表示面側の表示色が変更されな 上記のような表示動作を行う場合、参照電極5、走査電極6、及び信号電極4への印加電圧の組み合わせは、表1に示されるものとなる。さらに、極性液体16の挙動及び表示面側の表示色は、表1に示すように、印加電圧に応じたものとなる。なお、表1では、H電圧、L電圧、及びM電圧をそれぞれ“H”、“L”、及び“M”にて略記している(後掲の表2でも同様。)。また、H電圧、L電圧、及びM電圧の具体的な値は、それぞれ例えば+16V、0V、及び+8Vである。
い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 <選択ラインでの動作>
 選択ラインでは、信号電極4に対して例えばH電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、共にH電圧が印加されているので、これらの参照電極5と信号電極4との間には、電位差が生じていない。一方、信号電極4と走査電極6との間では、走査電極6に対して、L電圧が印加されているので、電位差が生じている状態となる。このため、極性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている走査電極6側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、極性液体16は、図5(b)に例示したように、非有効表示領域P2側に移動した状態となり、オイル17を参照電極5側に移動させて、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを許容する。これにより、表示面側での表示色は、カラーフィルタ部11rによる赤色表示(CF着色表示)の状態となる。また、画像表示装置1では、隣接するRGBの3つの全画素において、それらの極性液体16が非有効表示領域P2側に移動して、CF着色表示が行われたときに、当該RGBの画素からの赤色光、緑色光、及び青色光が白色光に混色して、白色表示が行われる。
 一方、選択ラインにおいて、信号電極4に対してL電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、電位差が生じ、信号電極4と走査電極6との間には、電位差が生じていない。従って、極性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている参照電極5側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、極性液体16は、図5(a)に例示したように、有効表示領域P1側に移動した状態となり、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、極性液体16による黒色表示(非CF着色表示)の状態となる。
 <非選択ラインでの動作>
 非選択ラインでは、信号電極4に対して例えばH電圧が印加されているときでは、極性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。この結果、表示色は、現状の黒色表示またはCF着色表示から変更されずに維持される。
 同様に、非選択ラインにおいて、信号電極4に対してL電圧が印加されているときでも、極性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。
 以上のように、非選択ラインにおいては、信号電極4がH電圧及びL電圧のいずれかの電圧であっても、極性液体16は移動せずに、静止して、表示面側での表示色は変化しない。
 一方、選択ラインにおいては、信号電極4への印加電圧に応じて、上述のように、極性液体16を移動させることができ、表示面側での表示色を変更させることができる。
 また、画像表示装置1では、表1に示した印加電圧の組み合わせによって、選択ライン上の各画素での表示色は、例えば図7に示すように、各画素に対応する信号電極4への印加電圧に応じて、カラーフィルタ部11r、11g、11bによるCF着色(赤色、緑色、あるいは青色)または極性液体16による非CF着色(黒色)となる。また、参照ドライバ8及び走査ドライバ9が、それぞれ参照電極5及び走査電極6の選択ラインを、例えば図7の左から右へ走査動作を行う場合、画像表示装置1の表示部での各画素の表示色もまた同図7の左から右に向かって順次変化することとなる。したがって、参照ドライバ8及び走査ドライバ9による選択ラインの走査動作を高速で行うことにより、画像表示装置1において、表示部での各画素の表示色も高速に変化させることが可能となる。さらに、選択ラインの走査動作に同期させて信号電極4への信号電圧Vdの印加を行うことにより、画像表示装置1では、外部からの画像入力信号に基づいて、動画像を含んだ種々の情報を表示することが可能となる。
 また、参照電極5、走査電極6、及び信号電極4への印加電圧の組み合わせは、表1に限定されるものではなく、表2に示すものでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 すなわち、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、例えば同図の左側から右側に向かう所定の走査方向で、参照電極5及び走査電極6に対して、選択電圧としてL電圧(第2の電圧)及びH電圧(第1の電圧)をそれぞれ順次印加して選択ラインとする走査動作を行う。また、この選択ラインでは、信号ドライバ7は外部からの画像入力信号に応じて、対応する信号電極4に対して、H電圧またはL電圧を信号電圧Vdとして印加する。
 一方、非選択ライン、つまり残り全ての参照電極5及び走査電極6に対しては、参照ドライバ8及び走査ドライバ9は、非選択電圧としてM電圧を印加する。
 <選択ラインでの動作>
 選択ラインでは、信号電極4に対して例えばL電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、共にL電圧が印加されているので、これらの参照電極5と信号電極4との間には、電位差が生じていない。一方、信号電極4と走査電極6との間では、走査電極6に対して、H電圧が印加されているので、電位差が生じている状態となる。従って、極性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている走査電極6側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、極性液体16は、図5(b)に例示したように、非有効表示領域P2側に移動した状態となり、オイル17を参照電極5側に移動させて、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを許容する。これにより、表示面側での表示色は、カラーフィルタ部11rによる赤色表示(CF着色表示)の状態となる。また、表1に示した場合と同様に、隣接するRGBの3つの全画素において、CF着色表示が行われたときには、白色表示が行われる。
 一方、選択ラインにおいて、信号電極4に対してH電圧が印加されているときでは、参照電極5と信号電極4との間では、電位差が生じ、信号電極4と走査電極6との間には、電位差が生じていない。従って、極性液体16は、信号電極4に対して、電位差が生じている参照電極5側に表示用空間Sの内部を移動する。この結果、極性液体16は、図5(a)に例示したように、有効表示領域P1側に移動した状態となり、バックライト18からの照明光がカラーフィルタ部11rに達するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、極性液体16による黒色表示(非CF着色表示)の状態となる。
 <非選択ラインでの動作>
 非選択ラインでは、信号電極4に対して例えばL電圧が印加されているときでは、極性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。この結果、表示色は、現状の黒色表示またはCF着色表示から変更されずに維持される。
 同様に、非選択ラインにおいて、信号電極4に対してH電圧が印加されているときでも、極性液体16は現状の位置に静止した状態で維持されて、現状の表示色で維持される。すなわち、参照電極5及び走査電極6の双方に対して、M電圧が印加されているので、参照電極5と信号電極4との間の電位差及び走査電極6と信号電極4との間の電位差は、共に同じ電位差が生じるからである。
 以上のように、表2に示した場合でも、表1に示した場合と同様に、非選択ラインにおいては、信号電極4がH電圧及びL電圧のいずれかの電圧であっても、極性液体16は移動せずに、静止して、表示面側での表示色は変化しない。
 一方、選択ラインにおいては、信号電極4への印加電圧に応じて、上述のように、極性液体16を移動させることができ、表示面側での表示色を変更させることができる。
 また、本実施形態の画像表示装置1では、表1及び表2に示した印加電圧の組み合わせ以外に、信号電極4への印加電圧を、H電圧またはL電圧の2値だけではなく、これらのH電圧とL電圧との間の電圧を、表示面側に表示される情報に応じて変化させることもできる。すなわち、画像表示装置1では、信号電圧Vdを制御することにより、階調表示が可能となる。これにより、表示性能に優れた表示素子10を構成することができる。
 以上のように構成された本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部はリブ14によって複数の各画素領域Pに応じて気密に区切られている。これにより、本実施形態の表示素子10では、上記従来例と異なり、オイル(絶縁性流体)17が隣接する画素領域Pから流れ込むのを防ぐことができ、隣接する画素領域Pからのオイル17による極性液体16の微少な移動が生じるのを防止することができる。また、本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部では、画素領域P毎に、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部でのオイル17の流路が大きくなるように、参照電極5及び走査電極6が下部基板(第1及び第2の基板の一方)3側に設けられている。これにより、本実施形態の表示素子10では、表示色を変更するときに極性液体16を移動させる場合に、当該極性液体16を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。従って、本実施形態では、上記従来例と異なり、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子10を構成することができる。
 また、本実施形態では、参照電極5及び走査電極6は、極性液体16が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている。これにより、本実施形態では、表示色を変更するときに極性液体16を移動させる場合に、オイル17の流路を確実に確保することができ、当該オイル17の流路を確実に大きくすることができる。
 また、本実施形態では、参照電極5及び走査電極6は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、設けられている。これにより、本実施形態では、表示色を変更するときに極性液体16を移動させる場合に、オイル17の流路は上記直交方向で確実に確保されることとなり、当該オイル17の流路を確実に大きくすることができる。
 また、本実施形態の参照電極5及び走査電極6では、画素領域P内での形状が非対称な形状に構成されている。これにより、本実施形態では、非対称な形状に構成された参照電極5及び走査電極6によって、画素領域P内にオイル17の流路を確保して、当該オイル17の流路を大きくすることができる。
 また、本実施形態の画像表示装置(電気機器)1では、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子10が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な画像表示装置(電気機器)1を容易に構成することができる。
 また、本実施形態の表示素子10では、信号ドライバ(信号電圧印加部)7、参照ドライバ(参照電圧印加部)8、及び走査ドライバ(走査電圧印加部)9が信号電極4、参照電極5、及び走査電極6に対して、信号電圧Vd、参照電圧Vr、及び走査電圧Vsを印加するようになっている。これにより、本実施形態では、優れた表示品位を有するマトリクス駆動方式の表示素子10を容易に構成することができるとともに、各画素領域の表示色を適切に変更することができる。
 また、上記の説明以外に、参照電極5及び走査電極6の形状を入れ換えたもの、つまり凸状の走査電極6及び凹状の参照電極5を用いてもよい。
 [第2の実施形態]
 図8は、本発明の第2の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図9(a)~図9(c)は、図8に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、参照電極及び走査電極において、極性液体の移動方向に沿って、当該移動方向と直交する直交方向での寸法を変化させた点である。なお、上記第1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図8及び図9(a)~図9(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 すなわち、図8に示すように、本実施形態の参照電極5では、画素領域P内での形状が凹状の形状のものが用いられており、さらにその形状では極性液体16の移動方向(X方向)に沿って、当該移動方向と直交する直交方向(Y方向)での寸法が変化している。また、本実施形態の走査電極6では、画素領域P内での形状が凸状の形状のものが用いられており、さらにその形状では極性液体16の移動方向(X方向)に沿って、当該移動方向と直交する直交方向(Y方向)での寸法が変化している。
 以上のように、本実施形態の表示素子10では、第1の実施形態のものと同様に、参照電極5及び走査電極6が、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されており、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている。詳細にいえば、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、設けられている。これにより、本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部において、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部でのオイル17の流路が大きくなるようになっている。
 具体的にいえば、参照電極5は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部5dと、この本体部5dに連続的に設けられるとともに、当該本体部5dからX方向で互いに平行となるように走査電極6側に突出され、かつ、Y方向での寸法が段階的に変化する2つの突出部5eと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極5の本体部5dどうしを接続する接続部5fを備えている。各突出部5eには、本体部5d側からY方向での寸法が段階的に小さくなる4つの突出部分5e1、5e2、5e3、及び5e4が含まれている。
 また、走査電極6は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部6dと、この本体部6dに連続的に設けられるとともに、当該本体部6dからX方向に参照電極5側に突出され、かつ、Y方向での寸法が段階的に変化する突出部6eと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極6の本体部6dどうしを接続する接続部6fを備えている。突出部6eには、本体部6d側からY方向での寸法が段階的に小さくなる4つの突出部分6e1、6e2、6e3、及び6e4が含まれている。
 さらに、参照電極5及び走査電極6では、図8に示すように、走査電極6の突出部6eが参照電極5の2つの突出部5eの間に配置されるように構成されている。
 また、参照電極5では、本体部5d及び突出部5eが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極5に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部5d及び突出部5eが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極6では、本体部6d及び突出部6eが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部6d及び突出部6eが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極5、及び走査電極6の各々に対して、極性液体16が例えば図9(a)に示す位置から同図9(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極5及び走査電極6を覆う誘電体層13の表面では、参照電極5の本体部5d及び突出部5eと走査電極6の本体部6d及び突出部6eの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図9(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F3にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図9(b)の極性液体16の上側部分及び下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F4にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極6側及び参照電極5側に移動して、極性液体16は、図9(c)に例示するように、走査電極6側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、参照電極5及び走査電極6では、第1の実施形態のものと異なり、突出部5e、6eのY方向での各寸法が段階的に変化しているので、これら突出部5e、6eの重なり部分において、極性液体16が停止することはなく、第1の実施形態のものに比べて、極性液体16を円滑に移動させることができる。
 また、本実施形態の表示素子10では、参照電極5及び走査電極6が、第1の実施形態のものと同様に、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されているので、極性液体16の移動動作(例えば、後述の走査動作)を行う前に、図9(a)に示すように、極性液体16を参照電極5側に移動させるリフレッシュ動作を行うことが好ましい。
 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、本実施形態の参照電極5及び走査電極6では、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での寸法が移動方向に沿って変化している。これにより、本実施形態では、上記直交方向でオイル17の流路を確保することができ、当該オイル17の流路を大きくすることができる。しかも、本実施形態の参照電極5及び走査電極6では、図8に示したように、突出部5e、6eの各々において、本体部5d、6d側の突出部分5e1、6e1の寸法が最大の寸法とされているので、第1の実施形態のものに比べて、参照電極5側及び走査電極6側の一方側に極性液体16を移動させる場合での移動速度を向上させることができる。
 また、上記の説明以外に、参照電極5及び走査電極6の形状を入れ換えたもの、つまり凸状の走査電極6及び凹状の参照電極5を用いてもよい。
 [第3の実施形態]
 図10は、本発明の第3の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図11(a)~図11(c)は、図10に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、参照電極及び走査電極において、極性液体の移動方向に沿って、当該移動方向と直交する直交方向での寸法を連続的に変化させた点である。なお、上記第1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図10及び図11(a)~図11(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図10に示すように、本実施形態の参照電極5では、画素領域P内での形状が凹状の形状のものが用いられており、さらにその形状では極性液体16の移動方向(X方向)に沿って、当該移動方向と直交する直交方向(Y方向)での寸法が連続的に変化している。また、本実施形態の走査電極6では、画素領域P内での形状が凸状の形状のものが用いられており、さらにその形状では極性液体16の移動方向(X方向)に沿って、当該移動方向と直交する直交方向(Y方向)での寸法が連続的に変化している。
 以上のように、本実施形態の表示素子10では、第1の実施形態のものと同様に、参照電極5及び走査電極6が、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されており、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている。詳細にいえば、これらの参照電極5及び走査電極6は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、設けられている。これにより、本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部において、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部でのオイル17の流路が大きくなるようになっている。
 具体的にいえば、参照電極5は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部5gと、この本体部5gに連続的に設けられるとともに、当該本体部5gからX方向で互いに平行となるように走査電極6側に突出され、かつ、Y方向での寸法が連続的に変化する2つの直角三角形状の突出部5hと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極5の本体部5gどうしを接続する接続部5iを備えている。
 また、走査電極6は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部6gと、この本体部6gに連続的に設けられるとともに、当該本体部6gからX方向に参照電極5側に突出され、かつ、Y方向での寸法が連続的に変化する台形状の突出部6hと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極6の本体部6gどうしを接続する接続部6iを備えている。
 さらに、参照電極5及び走査電極6では、図10に示すように、走査電極6の突出部6hが参照電極5の2つの突出部5hの間に配置されるように構成されている。
 また、参照電極5では、本体部5g及び突出部5hが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極5に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部5g及び突出部5hが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極6では、本体部6g及び突出部6hが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部6g及び突出部6hが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極5、及び走査電極6の各々に対して、極性液体16が例えば図11(a)に示す位置から同図11(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極5及び走査電極6を覆う誘電体層13の表面では、参照電極5の本体部5g及び突出部5hと走査電極6の本体部6g及び突出部6hの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図11(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F5にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図11(b)の極性液体16の上側部分及び下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F6にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極6側及び参照電極5側に移動して、極性液体16は、図11(c)に例示するように、走査電極6側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、参照電極5及び走査電極6では、第1の実施形態のものと異なり、突出部5e、6eのY方向での各寸法が連続的に変化しているので、これら突出部5e、6eの重なり部分において、極性液体16が停止することはなく、第1の実施形態のものに比べて、極性液体16を円滑に移動させることができる。
 また、本実施形態の表示素子10では、参照電極5及び走査電極6が、第1の実施形態のものと同様に、画素領域P内において、互いに非対称な形状に構成されているので、極性液体16の移動動作(例えば、後述の走査動作)を行う前に、図11(a)に示すように、極性液体16を参照電極5側に移動させるリフレッシュ動作を行うことが好ましい。
 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、本実施形態の参照電極5及び走査電極6では、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での寸法が移動方向に沿って連続的に変化している。これにより、本実施形態では、上記直交方向でオイル17の流路を確保することができ、当該オイル17の流路を大きくすることができる。さらには、本実施形態では、第2の実施形態のものに比べて、極性液体16を移動させる場合に当該極性液体16を連続的に移動させ易くなり、中間調の表示を容易に行うことができる。しかも、本実施形態の参照電極5及び走査電極6では、図10に示したように、突出部5h、6hの各々において、本体部5g、6g側の部分の寸法が最大の寸法とされているので、第1の実施形態のものに比べて、参照電極5側及び走査電極6側の一方側に極性液体16を移動させる場合での移動速度を向上させることができる。
 また、上記の説明以外に、参照電極5及び走査電極6の形状を入れ換えたもの、つまり凸状の走査電極6及び凹状の参照電極5を用いてもよい。
 [第4の実施形態]
 図12は、本発明の第4の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図13(a)~図13(c)は、図12に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、画素領域内での参照電極及び走査電極の形状を、対称な形状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、その重複した説明を省略する。また、図12及び図13(a)~図13(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図12に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極25及び走査電極26は、画素領域P内において、互いに対称な形状に構成されており、極性液体16を移動させる場合に、オイル17の流路が大きくなるようになっている。このように、本実施形態の表示素子10では、参照電極25及び走査電極26が、画素領域P内において、互いに対称な形状に構成されており、これらの参照電極25及び走査電極26は、極性液体16が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている。詳細にいえば、これらの参照電極25及び走査電極26は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、設けられている。これにより、本実施形態の表示素子10では、表示用空間Sの内部において、極性液体16を移動させる場合に、当該表示用空間Sの内部でのオイル17の流路が大きくなるようになっている。
 具体的にいえば、参照電極25では、画素領域P内での形状が実質的に台形状に構成されている。すなわち、参照電極25は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部25aと、この本体部25aに連続的に設けられるとともに、当該本体部25aから走査電極26側に突出された直角三角形状の突出部25bと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極25の本体部25aどうしを接続する接続部25cを備えている。
 同様に、走査電極26では、画素領域P内での形状が実質的に台形状に構成されている。すなわち、走査電極26は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部26aと、この本体部26aに連続的に設けられるとともに、当該本体部26aから参照電極25側に突出された直角三角形状の突出部26bと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極26の本体部26aどうしを接続する接続部26cを備えている。
 さらに、参照電極25及び走査電極26では、図12に示すように、参照電極25の突出部25bと走査電極26の突出部26bとは斜辺部分が近接した状態で互いに対向するように配置されている。
 また、参照電極25では、本体部25a及び突出部25bが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極25に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部25a及び突出部25bが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極26では、本体部26a及び突出部26bが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部26a及び突出部26bが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極25、及び走査電極26の各々に対して、極性液体16が例えば図13(a)に示す位置から同図13(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極25及び走査電極26を覆う誘電体層13の表面では、参照電極25の本体部25a及び突出部25bと走査電極26の本体部26a及び突出部26bの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図13(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F7にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図13(b)の極性液体16の下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F8にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極26側及び参照電極25側に移動して、極性液体16は、図13(c)に例示するように、走査電極26側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、本実施形態の表示素子10では、参照電極25及び走査電極26が、画素領域P内において、互いに対称な形状に構成されているので、第1の実施形態のものと異なり、参照電極25及び走査電極26の各形状に起因する極性液体16の移動方向の依存性が生じない。このため、本実施形態の表示素子10では、第1の実施形態のものと異なり、極性液体16の移動動作(例えば、後述の走査動作)を行う前でのリフレッシュ動作を割愛することができる。
 以上の構成により、本実施形態では、上記第1の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態の参照電極25及び走査電極26では、画素領域P内での形状が対称な形状に構成されている。これにより、本実施形態では、対称な形状に構成された参照電極25及び走査電極26により、画素領域P内にオイル17の流路を確保して、当該オイル17の流路を大きくすることができる。
 また、本実施形態の参照電極25及び走査電極26には、各々他方側に突出した突出部25b、26bが設けられているので、参照電極25及び走査電極26の各突出部25b、26bにより、画素領域P内にオイル17の流路を確保して、当該オイル17の流路を大きくすることができる。
 尚、上記の説明以外に、参照電極及び走査電極の各々において、Y方向で隣接する2つの画素領域内での各形状がY方向で左右対称となるように構成してもよい(後掲の第5、6、8~12の各実施形態においても、同様。)。
 [第5の実施形態]
 図14は、本発明の第5の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図15(a)~図15(c)は、図14に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。図において、本実施形態と上記第4の実施形態との主な相違点は、参照電極及び走査電極として、画素領域内での形状がL字状のものを用いた点である。なお、上記第4の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図14及び図15(a)~図15(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図14に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極25及び走査電極26は、画素領域P内において、互いに対称なL字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極25は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部25dと、この本体部25dに連続的に設けられるとともに、当該本体部25dから走査電極26側に突出された矩形状の突出部25eと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極25の本体部25dどうしを接続する接続部25fを備えている。
 同様に、走査電極26は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部26dと、この本体部26dに連続的に設けられるとともに、当該本体部26dから参照電極25側に突出された矩形状の突出部26eと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極26の本体部26dどうしを接続する接続部26fを備えている。
 さらに、参照電極25及び走査電極26では、図14に示すように、参照電極25の突出部25eと走査電極26の突出部26eとは互いに対向するように配置されている。
 また、参照電極25では、本体部25d及び突出部25eが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極25に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部25d及び突出部25eが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極26では、本体部26d及び突出部26eが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部26d及び突出部26eが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極25、及び走査電極26の各々に対して、極性液体16が例えば図15(a)に示す位置から同図15(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極25及び走査電極26を覆う誘電体層13の表面では、参照電極25の本体部25d及び突出部25eと走査電極26の本体部26d及び突出部26eの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図15(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F9にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図15(b)の極性液体16の下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F10にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極26側及び参照電極25側に移動して、極性液体16は、図15(c)に例示するように、走査電極26側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、参照電極25及び走査電極26では、図14に“L3”にて示す、極性液体16の移動方向(X方向)での静止している場合の当該極性液体16の寸法よりも、図14に“L4”にて示す、極性液体16の移動方向(X方向)での突出部25e、26eの重なり部分の寸法が小さくなるように構成されている。これにより、極性液体16を参照電極25側または走査電極26側の所望する側に確実に移動させることができる。つまり、上記重なり部分の寸法L4を、極性液体16の寸法L3よりも大きく構成した場合、極性液体16が重なり部分上に位置(停止)したときに、所望する移動先ではない参照電極25側または走査電極26側に移動する可能性が生じる。
 これに対して、重なり部分の寸法L4を、極性液体16の寸法L3よりも小さく構成することにより、極性液体16が重なり部分上に位置(停止)したときに、所望する移動先の参照電極25の本体部25dまたは走査電極26の本体部26dによって極性液体16が所望する移動先の参照電極25側または走査電極26側に確実に移動させることができるからである。
 以上の構成により、本実施形態では、上記第4の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
 [第6の実施形態]
 図16は、本発明の第6の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図17(a)~図17(c)は、図16に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。図において、本実施形態と上記第4の実施形態との主な相違点は、参照電極及び走査電極として、画素領域内での形状が略L字状のものを用いた点である。なお、上記第4の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図16及び図17(a)~図17(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図16に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極25及び走査電極26は、画素領域P内において、互いに対称な略L字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極25は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部25gと、この本体部25gに連続的に設けられるとともに、当該本体部25gから走査電極26側に突出された台形状の突出部25hと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極25の本体部25gどうしを接続する接続部25iを備えている。
 同様に、走査電極26は、画素領域P内で矩形状に構成された本体部26gと、この本体部26gに連続的に設けられるとともに、当該本体部26gから参照電極25側に突出された台形状の突出部26hと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極26の本体部26gどうしを接続する接続部26iを備えている。
 さらに、参照電極25及び走査電極26では、図16に示すように、参照電極25の突出部25hと走査電極26の突出部26hとは互いに対向するように配置されている。
 また、参照電極25では、本体部25g及び突出部25hが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極25に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部25g及び突出部25hが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極26では、本体部26g及び突出部26hが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極6に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部26g及び突出部26hが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極25、及び走査電極26の各々に対して、極性液体16が例えば図17(a)に示す位置から同図17(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極25及び走査電極26を覆う誘電体層13の表面では、参照電極25の本体部25g及び突出部25hと走査電極26の本体部26g及び突出部26hの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図17(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F11にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図17(b)の極性液体16の下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F12にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極26側及び参照電極25側に移動して、極性液体16は、図17(c)に例示するように、走査電極26側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 また、参照電極25及び走査電極26では、第5の実施形態のものと異なり、突出部25h、26hのY方向での各寸法が連続的に変化しているので、これら突出部25h、26hの重なり部分において、極性液体16が停止することはなく、第5の実施形態のものに比べて、極性液体16を円滑に移動させることができる。
 以上の構成により、本実施形態では、上記第4の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
 [第7の実施形態]
 図18は、本発明の第7の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図19(a)~図19(c)は、図18に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。図において、本実施形態と上記第4の実施形態との主な相違点は、参照電極及び走査電極において、極性液体の移動方向と直交する直交方向に隙間部が設けられるように、形成した点である。なお、上記第4の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図18及び図19(a)~図19(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図18に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、画素領域P内において、互いに対称なI字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35aと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35aどうしを接続する接続部35bを備えている。また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37a、37a’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35aはY方向での中央部に配置されており、図18の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37a、37a’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36aと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36aどうしを接続する接続部36bを備えている。また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38a、38a’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36aはY方向での中央部に配置されており、図18の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38a、38a’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図18に示すように、参照電極35の突出部35aと走査電極36の突出部36aとは端部が互いに対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35aが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35aが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36aが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36aが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図19(a)に示す位置から同図19(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35aと走査電極36の本体部36aの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図19(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F13にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図19(b)の極性液体16の上側部分及び下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F14にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図19(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 以上の構成により、本実施形態では、上記第4の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、参照電極35及び走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向に隙間部37a、37a’及び38a、38a’が設けられるように、形成されているので、隙間部37a、37a’及び38a、38a’により、画素領域P内にオイル17の流路を確保して、当該オイル17の流路を大きくすることができる。
 尚、上記の説明以外に、参照電極及び走査電極の各々において、本体部をY方向での中央部以外の箇所、つまり図18において、Y方向での右側端部側または左側端部側に参照電極及び走査電極の各本体部を設置する構成でもよい。
 [第8の実施形態]
 図20は、本発明の第8の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図21(a)~図21(c)は、図20に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、参照電極及び走査電極において、極性液体の移動方向と直交する直交方向での画素領域内の設置箇所を変更した点である。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、その重複した説明を省略する。また、図20及び図21(a)~図21(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図20に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、画素領域P内において、互いに対称なI字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35cと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35cどうしを接続する接続部35dを備えている。また、参照電極35では、第7の実施形態と異なり、本体部35cは、例えば図20の左側の第2のリブ部材14bの近傍に設けられており、極性液体16を確実に移動させるために、走査電極36側に若干突出するよう構成されている。また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37b、37b’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35aはY方向での左側端部に配置されており、図20の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37b、37b’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36cと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36cどうしを接続する接続部36dを備えている。また、走査電極36では、第7の実施形態と異なり、本体部36cは、例えば図20の右側の第2のリブ部材14bの近傍に設けられており、極性液体16を確実に移動させるために、参照電極35側に若干突出するよう構成されている。また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38b、38b’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36cはY方向での右側端部に配置されており、図20の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38b、38b’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図20に示すように、参照電極35の突出部35cと走査電極36の突出部36cとがY方向で部分的に対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35cが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35cが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36cが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36cが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図21(a)に示す位置から同図21(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35cと走査電極36の本体部36cの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図19(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F15にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図21(b)の極性液体16の上側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F16にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図21(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 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。
 [第9の実施形態]
 図22は、本発明の第9の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図23(a)~図23(c)は、図22に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、参照電極及び走査電極として、画素領域内での形状がL字状のものを用いた点である。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、その重複した説明を省略する。また、図22及び図23(a)~図23(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図22に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、第7の実施形態のものと異なり、画素領域P内において、互いに左右対称なL字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35eと、この本体部35eに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35fと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35eどうしを接続する接続部35gを備えている。また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37c、37c’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35eはY方向での右側端部に配置されており、図22の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37c、37c’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36eと、この本体部36eに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36fと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36eどうしを接続する接続部36gを備えている。また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38c、38c’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36eはY方向での右側端部に配置されており、図22の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38c、38c’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図22に示すように、参照電極35の本体部35fと走査電極36の本体部36fとが対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35e、35fが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35e、35fが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36e、36fが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36e、36fが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図23(a)に示す位置から同図23(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35e、35fと走査電極36の本体部36e、36fの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図23(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F17にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図23(b)の極性液体16の上側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F18にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図23(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 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。
 [第10の実施形態]
 図24は、本発明の第10の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図25(a)~図25(c)は、図24に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、画素領域内において、参照電極と走査電極とを点対称に設置した点である。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、その重複した説明を省略する。また、図24及び図25(a)~図25(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図24に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、第9の実施形態のものと異なり、画素領域P内において、その中心に対して、互いに点対称なL字状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35hと、この本体部35hに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35iと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35hどうしを接続する接続部35jを備えている。また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37d、37d’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35hはY方向での右側端部に配置されており、図24の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37d、37d’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36hと、この本体部36hに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36iと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36hどうしを接続する接続部36jを備えている。また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38d、38d’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36hはY方向での左側端部に配置されており、図24の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38d、38d’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図24に示すように、参照電極35の本体部35hと走査電極36の本体部36hとが画素領域Pの中心に対して点対称に配置され、参照電極35の本体部35iと走査電極36の本体部36iが対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35h、35iが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35h、35iが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36h、36iが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36h、36iが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図25(a)に示す位置から同図25(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35h、35iと走査電極36の本体部36h、36iの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図25(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F19にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図25(b)の極性液体16の下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F20にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図25(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 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。
 [第11の実施形態]
 図26は、本発明の第11の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図27(a)~図27(c)は、図26に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。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、本実施形態と上記第7の実施形態との主な相違点は、参照電極及び走査電極として、画素領域内での形状が凹状のものを用いた点である。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、その重複した説明を省略する。また、図26及び図27(a)~図27(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図26に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、第7の実施形態のものと異なり、画素領域P内において、互いに左右対称な凹状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35kと、この本体部35kに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35lと、この本体部35lに連続的に設けられるとともに、X方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35mを備えている。また、参照電極35には、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35kどうしを接続する接続部35nと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35mどうしを接続する接続部35oが設けられている。
 また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37e、37e’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35lはY方向での右側端部に配置されており、図26の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37e、37e’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36kと、この本体部36kに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36lと、この本体部36lに連続的に設けられるとともに、X方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36mを備えている。また、走査電極36には、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36kどうしを接続する接続部36nと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36mどうしを接続する接続部36oが設けられている。
 また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38e、38e’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36lはY方向での右側端部に配置されており、図26の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38e、38e’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図26に示すように、参照電極35の本体部35mと走査電極36の本体部36mとが対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35k、35l、35mが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35k、35l、35mが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36k、36l、36mが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36k、36l、36mが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図27(a)に示す位置から同図27(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35k、35l、35mと走査電極36の本体部36k、36l、36mの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図27(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F21にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図27(b)の極性液体16の上側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F22にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図27(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 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。
 [第12の実施形態]
 図28は、本発明の第12の実施形態にかかる表示素子の1つの画素領域での要部構成を示す拡大平面図である。図29(a)~図29(c)は、図28に示した極性液体及びオイルの動作を説明する図である。図において、本実施形態と上記第11の実施形態との主な相違点は、画素領域内において、参照電極と走査電極とを点対称に設置した点である。なお、上記第11の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。また、図28及び図29(a)~図29(c)では、図面の簡略化のために、信号電極4、誘電体層13、及び撥水膜12、15の図示は省略している。
 つまり、図28に示すように、本実施形態の表示素子10では、参照電極35及び走査電極36は、第11の実施形態のものと異なり、画素領域P内において、その中心に対して、互いに点対称な凹状の形状に構成されている。
 具体的にいえば、参照電極35は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35pと、この本体部35pに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35qと、この本体部35qに連続的に設けられるとともに、X方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部35rを備えている。また、参照電極35には、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35pどうしを接続する接続部35sと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の参照電極35の本体部35rどうしを接続する接続部35tが設けられている。
 また、参照電極35は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部37f、37f’が設けられるように、形成されている。すなわち、参照電極35では、本体部35qはY方向での右側端部に配置されており、図28の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部37f、37f’がそれぞれ形成されている。
 同様に、走査電極36は、画素領域P内でX方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36pと、この本体部36pに連続的に設けられるとともに、Y方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36qと、この本体部36qに連続的に設けられるとともに、X方向に平行となるように設けられた矩形状の本体部36rを備えている。また、走査電極36には、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36pどうしを接続する接続部36sと、第2のリブ部材14bの下方に設けられるとともに、Y方向で隣接する画素領域P内の走査電極36の本体部36rどうしを接続する接続部36tが設けられている。
 また、走査電極36は、極性液体16の移動方向と直交する直交方向(Y方向)に隙間部38f、38f’が設けられるように、形成されている。すなわち、走査電極36では、本体部36qはY方向での左側端部に配置されており、図28の右側及び左側の第2のリブ部材14bとの間に隙間部38f、38f’がそれぞれ形成されている。
 さらに、参照電極35及び走査電極36では、図28に示すように、参照電極35の本体部35qと走査電極36の本体部36qとが画素領域Pの中心に対して点対称に配置され、参照電極35の本体部35rと走査電極36の本体部36rが対向するように配置されている。
 また、参照電極35では、本体部35p、35q、35rが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が参照電極35に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部35p、35q、35rが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。同様に、走査電極36では、本体部36p、36q、36rが実質的に電極として働く電極部分を構成している。すなわち、所定の電圧が走査電極36に印加されたとき、下部基板3の表示面側の表面上では、本体部36p、36q、36rが設けられている部分において、エレクトロウェッティング現象が生じて、極性液体16の濡れ性(接触角)が変化し、当該極性液体16は移動可能となる。
 より具体的にいえば、信号電極4、参照電極35、及び走査電極36の各々に対して、極性液体16が例えば図29(a)に示す位置から同図29(a)の右側(ブラックマトリクス部11s側)に移動させる電圧が印加されると、下部基板3上の参照電極35及び走査電極36を覆う誘電体層13の表面では、参照電極35の本体部35p、35q、35rと走査電極36の本体部36p、36q、36rの上方部分で、エレクトロウェッティング現象によって当該表面に対する極性液体16の濡れ性(接触角)が変化する。
 この結果、極性液体16は、図29(b)に例示するように、その移動方向と直交する直交方向での当該極性液体16の寸法が変化するように、静止している場合での形状から変形しつつ、矢印F23にて示す方向に移動する。このため、表示用空間Sの内部では、極性液体16の変形に応じて、図29(b)の極性液体16の下側部分に、オイル17の流路を確保することができ、オイル17は、その流路に沿って矢印F24にて示す方向に移動する。
 これにより、本実施形態の表示素子10では、極性液体16及びオイル17がそれぞれ走査電極36側及び参照電極35側に移動して、極性液体16は、図29(c)に例示するように、走査電極36側(ブラックマトリクス部11s側)に完全に移動して静止した状態となる。
 以上の構成により、本実施形態では、上記第11の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
 尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
 例えば、上記の説明では、表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部が設けられた電気機器であれば何等限定されるものではなく、例えば電子手帳等のPDAなどの携帯情報端末、パソコンやテレビなどに付随する表示装置、あるいは電子ペーパーその他、各種表示部を備えた電気機器に好適に用いることができる。
 また、上記の各実施形態では、極性液体への電界印加に応じて、当該極性液体を移動させるエレクトロウェッティング方式の表示素子を構成しているので、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の電界誘導型の表示素子に比べて、極性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることができる。また、エレクトロウェッティング方式の表示素子では、極性液体の移動に応じて表示色が変更されており、液晶層などの複屈折材料を用いた液晶表示装置等と異なり、情報表示に使用される、バックライトからの光や外光の光利用効率に優れた高輝度な表示素子を容易に構成できる点でも好ましい。さらには、画素毎にスイッチング素子を設ける必要がないので、構造簡単で高性能なマトリクス駆動方式の表示素子を低コストで構成できる点でも好ましい。
 また、上記の説明では、信号電極、走査電極、及び参照電極と、信号ドライバ(信号電圧印加部)、走査ドライバ(走査電圧印加部)、及び参照ドライバ(参照電圧印加部)とを用いた構成について説明した。しかしながら、本発明は、表示用空間の内部では、画素領域毎に、極性液体を移動させる場合に、当該表示用空間の内部での絶縁性流体の流路が大きくなるように、走査電極が第1及び第2の基板の一方側に設けられているものであれば何等限定されない。
 具体的にいえば、複数の信号電極と複数の走査電極とを互いに交差するように、マトリクス状に設けるとともに、信号電極と走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域毎に、スイッチング素子、例えば薄膜トランジスタ(TFT)を設置する。そして、薄膜トランジスタのゲートに走査電極を接続して走査電圧印加部から電圧印加を行うよう構成する。さらに、薄膜トランジスタのソースに信号電極を接続して信号電圧印加部から電圧印加を行うよう構成するとともに、画素領域毎に設けた画素電極に薄膜トランジスタのドレインを接続して信号電極からの電圧を供給することで極性液体の移動動作を行わせるよう構成するものでよい。
 但し、上記の各実施形態のように、参照電極及び参照ドライバ(参照電圧印加部)を設ける場合の方が、スイッチング素子を画素領域毎に設けることなく、表示不良が生じるのを防ぐことができるマトリクス駆動方式の表示素子を構成することができる点で好ましい。
 また、上記の説明では、バックライトを備えた透過型の表示素子を構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、拡散反射板などの光反射部を有する反射型や、前記光反射部とバックライトとを併用した半透過型の表示素子にも適用することができる。
 また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を極性液体に用いた場合について説明したが、本発明の極性液体はこれに限定されるものではない。具体的にいえば、極性液体には、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アルカリ金属水酸化物、酸化亜鉛、塩化ナトリウム、リチウム塩、リン酸、アルカリ金属炭酸塩、酸素イオン伝導性を有するセラミックスなどの電解質を含んだものを使用することができる。また、溶媒には、水以外に、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコールなどの有機溶媒を使用することもできる。さらに、本発明の極性液体には、ピリジン系、脂環族アミン系、または脂肪族アミン系などの陽イオンと、フッ化物イオンやトリフラート等のフッ素系などの陰イオンとを含んだイオン液体(常温溶融塩)を使用することもできる。
 また、本発明の極性液体には、導電性を有する導電性液体と、所定以上の比誘電率、好ましくは15以上の比誘電率を有する高誘電性を有する液体が含まれている。
 但し、上記の各実施形態のように、所定の電解質を溶かした水溶液を極性液体に使用する場合の方が、取扱性に優れるとともに、製造が簡単な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。
 また、上記の説明では、無極性のオイルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、極性液体と混じり合わない絶縁性流体であればよく、例えばオイルに代えて、空気を使用してもよい。また、オイルとして、シリコーンオイル、脂肪系炭化水素などを使用することができる。また、本発明の絶縁性流体には、所定以下の比誘電率、好ましくは5以下の比誘電率を有する流体が含まれている。
 但し、上記の各実施形態のように、極性液体と相溶性がない無極性のオイルを用いた場合の方が、空気と極性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中で極性液体の液滴がより移動し易くなって、当該極性液体を高速移動させることが可能となり、表示色を高速に切り換えられる点で好ましい。
 また、上記の説明では、信号電極を上部基板(第1の基板)側に設けるとともに、参照電極及び走査電極を下部基板(第2の基板)側に設けた場合について説明した。しかしながら、本発明は、極性液体と接触するように、表示用空間の内部に信号電極を設置し、かつ、極性液体及び互いに電気的に絶縁された状態で、参照電極及び走査電極を第1及び第2の基板の一方側に設けるとともに、画素領域毎に、極性液体を移動させる場合に、表示用空間の内部での絶縁性流体の流路が大きくなるように、参照電極及び走査電極が第1及び第2の基板の一方側に設けられたものであればよい。具体的にいえば、例えば信号電極を第1及び第2の基板の中間部分に設けるとともに、参照電極及び走査電極を第1の基板側に設けてもよい。
 また、上記の説明では、参照電極及び走査電極を有効表示領域側及び非有効表示領域側にそれぞれ設置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、参照電極及び走査電極を非有効表示領域側及び有効表示領域側にそれぞれ設置してもよい。
 また、上記の説明では、参照電極及び走査電極を下部基板(第2の基板)の表示面側の表面に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁材料からなる上記第2の基板の内部に埋設した参照電極及び走査電極を用いることもできる。このように構成した場合には、第2の基板を誘電体層として兼用させることができ、当該誘電体層の設置を省略することができる。
 また、上記の説明では、透明な電極材料を用いて参照電極及び走査電極を構成した場合について説明したが、本発明は参照電極及び走査電極のうち、画素の有効表示領域に対向するように設置される一方の電極だけを透明な電極材料によって構成すればよく、有効表示領域に対向されない他方の電極には、アルミニウム、銀、クロム、その他の金属などの不透明な電極材料を使用することができる。
 また、上記の説明では、帯状の参照電極及び走査電極を用いた場合について説明したが、本発明の参照電極及び走査電極の各形状はこれに何等限定されない。例えば透過型に比べて、情報表示に用いられる光の利用効率が低下する反射型の表示素子では、線状や網状などの光ロスが生じ難い形状としてもよい。
 また、上記の説明では、信号電極に線状配線を用いた場合について説明したが、本発明の信号電極はこれに限定されるものではなく、網状配線などの他の形状に形成された配線も使用することができる。
 また、上記の説明では、黒色に着色された極性液体及びカラーフィルタ層を用いて、RGBの各色の画素を表示面側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の画素領域が、表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられているものであればよい。具体的には、RGB、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)のCMY、またはRGBYCなどに着色された複数色の極性液体を用いることもできる。
 また、上記の説明では、カラーフィルタ層を上部基板(第1の基板)の非表示面側の表面に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の基板の表示面側の表面や下部基板(第2の基板)側にカラーフィルタ層を設置することもできる。このように、カラーフィルタ層を用いる場合の方が、複数色の極性液体を用意する場合に比べて、製造簡単な表示素子を容易に構成できる点で好ましい。また、このカラーフィルタ層に含まれたカラーフィルタ部(開口部)及びブラックマトリクス部(遮光膜)により、表示用空間に対し、有効表示領域及び非有効表示領域をそれぞれ適切に、かつ、確実に設定することができる点でも好ましい。
 本発明は、階調表示を行うときでも、表示品位が低下するのを防ぐことができる表示素子、及びこれを用いた電気機器に対して有用である。
 1 画像表示装置(電気機器)
 2 上部基板(第1の基板)
 3 下部基板(第2の基板)
 4 信号電極
 5 参照電極
 5a、5d、5g 本体部
 5b、5e、5e1、5e2、5e3、5e4、5h 突出部
 6 走査電極
 6a、6d、6g 本体部
 6b、6e、6e1、6e2、6e3、6e4、6h 突出部
 7 信号ドライバ(信号電圧印加部)
 8 参照ドライバ(参照電圧印加部)
 9 走査ドライバ(走査電圧印加部)
 10 表示素子
 11 カラーフィルタ層
 11r、11g、11b カラーフィルタ部(開口部)
 11s ブラックマトリクス部(遮光膜)
 13 誘電体層
 14 リブ
 16 極性液体
 17 オイル(絶縁性流体)
 25 参照電極
 25a、25d、25g 本体部
 25b、25e、25h 突出部
 26 走査電極
 26a、26d、26g 本体部
 26b、26e、26h 突出部
 35 参照電極
 35a、35c、35e、35f、35h、35i、35j、35k、35l、35m、35p、35q、35r 本体部
 36 走査電極
 36a、36c、36e、36f、36h、36i、36j、36k、36l、36m、36p、36q、36r 本体部
 37a、37a’、37b、37b’、37c、37c’、37d、37d’、37e、37e’、37f、37f’ 隙間部
 38a、38a’、38b、38b’、38c、38c’、38d、38d’、38e、38e’、38f、38f’ 隙間部
 S 表示用空間
 P 画素領域
 P1 有効表示領域
 P2 非有効表示領域

Claims (15)

  1. 表示面側に設けられた第1の基板と、所定の表示用空間が前記第1の基板との間に形成されるように、当該第1の基板の非表示面側に設けられた第2の基板と、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域及び非有効表示領域と、前記表示用空間の内部で前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動可能に封入された極性液体とを具備し、前記極性液体を移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
     前記極性液体と接触するように、前記表示用空間の内部に設置されるとともに、所定の配列方向に沿って設けられた複数の信号電極、
     前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記極性液体に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられるとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の走査電極、
     前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域、
     前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を気密に区切るように、前記第1及び第2の基板の少なくとも一方側に設けられたリブ、及び
     前記表示用空間の内部に前記画素領域毎に移動可能に封入されるとともに、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体を備え、
     前記表示用空間の内部では、前記画素領域毎に、前記極性液体を移動させる場合に、当該表示用空間の内部での前記絶縁性流体の流路が大きくなるように、前記走査電極が前記第1及び第2の基板の一方側に設けられている、
     ことを特徴とする表示素子。
  2. 前記走査電極は、前記極性液体が静止している場合での形状と異なる形状で移動するように、設けられている請求項1に記載の表示素子。
  3. 前記走査電極は、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での当該極性液体の寸法が変化するように、設けられている請求項2に記載の表示素子。
  4. 前記走査電極では、前記画素領域内での形状が非対称な形状に構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の表示素子。
  5. 前記走査電極では、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での寸法が前記移動方向に沿って変化している請求項4に記載の表示素子。
  6. 前記走査電極では、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向での寸法が前記移動方向に沿って連続的に変化している請求項5に記載の表示素子。
  7. 前記走査電極では、前記画素領域内での形状が対称な形状に構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の表示素子。
  8. 前記走査電極には、各々他方側に突出した突出部が設けられている請求項7に記載の表示素子。
  9. 前記走査電極は、前記極性液体の移動方向と直交する直交方向に隙間部が設けられるように、形成されている請求項7または8に記載の表示素子。
  10. 前記複数の信号電極に接続されるとともに、前記複数の各信号電極に対して、前記表示面側に表示される情報に応じて、所定の電圧範囲内の信号電圧を印加する信号電圧印加部と、
     前記複数の走査電極に接続されるとともに、前記複数の各走査電極に対して、前記極性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記極性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する走査電圧印加部とを備えている請求項1~9のいずれか1項に記載の表示素子。
  11. 前記複数の画素領域が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている請求項1~10のいずれか1項に記載の表示素子。
  12. 前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の他方側に設置されるように、前記極性液体及び前記走査電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられるとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の参照電極と、
     前記複数の参照電極に接続されるとともに、前記複数の各参照電極に対して、前記極性液体が前記信号電圧に応じて、前記表示用空間の内部を移動するのを許容する選択電圧と、前記極性液体が前記表示用空間の内部を移動するのを阻止する非選択電圧との一方の電圧を印加する参照電圧印加部とが設けられている請求項1~11のいずれか1項に記載の表示素子。
  13. 前記参照電極及び前記走査電極の表面上には、誘電体層が積層されている請求項12に記載の表示素子。
  14. 前記非有効表示領域は、前記第1及び第2の基板の一方側に設けられた遮光膜によって設定され、
     前記有効表示領域は、前記遮光膜に形成された開口部によって設定されている請求項1~13のいずれか1項に記載の表示素子。
  15. 文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部を備えた電気機器であって、
     前記表示部に、請求項1~14のいずれか1項に記載の表示素子を用いたことを特徴とする電気機器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004325909A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Fuji Photo Film Co Ltd 光シャッターおよびこれを用いた画像表示装置
JP2009003017A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Sharp Corp 表示素子、製造方法、及び電気機器
WO2010095301A1 (ja) * 2009-02-20 2010-08-26 シャープ株式会社 表示素子、及びこれを用いた電気機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004325909A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Fuji Photo Film Co Ltd 光シャッターおよびこれを用いた画像表示装置
JP2009003017A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Sharp Corp 表示素子、製造方法、及び電気機器
WO2010095301A1 (ja) * 2009-02-20 2010-08-26 シャープ株式会社 表示素子、及びこれを用いた電気機器

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