显示元件及使用该显示元件的电气设备的制作方法

专利名称：显示元件及使用该显示元件的电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使导电性液体移动来显示图像和文字等的信息的显示元件及使 用该显示元件的电气设备。
背景技术：
近年来，正在开发并实际利用如下所述的显示元件以电润湿(electro-wetting) 方式的显示元件为代表，利用由外部电场引起的导电性液体的移动现象，进行显示的信息。具体来说，在上述方式的现有的显示元件中，例如以下述专利文献1所记载的那 样，设置有第一电极和第二电极；第一基板和第二基板；以及着色液滴，其作为着色为规 定颜色的导电性液体被封入到在这些基板之间形成的显示用空间的内部。而且，在该现有 的显示元件中，通过经第一电极和第二电极对着色液滴施加电场，使着色液滴的形状变化 从而改变显示面侧的显示色。另外，在该现有的显示元件中，在与着色液滴电绝缘的状态下，在第一基板上并排 设置第一电极和第二电极，并且以与这些第一电极和第二电极相对的方式，在第二基板侧 设置第三电极。而且，提案有如下方式通过在第一电极的上方设置遮光用的遮光部件，将 第一电极侧和第二电极侧分别设定为非有效显示区域侧和有效显示区域侧，施加电压，使 得在第一电极与第三电极之间或第二电极与第三电极之间产生电位差。而且，与使着色液 滴的形状变化的情况相比，在该现有的显示元件中，能够使着色液滴高速移动至第一电极 侧或第二电极侧，显示面侧的显示颜色也能够被高速地改变。专利文献1 日本特开2004-252444号公报

发明内容
然而，在上述的现有的显示元件中，通过以使得第一电极与第三电极之间的电位 差或第二电极与第三电极之间的电位差为OV EV之间的任一数值的方式向对应的电极施 加电压，能够显示中间灰度。然而，在上述的现有的显示元件中，存在如下问题不能高精度地显示中间灰度， 难以提高显示品质。具体来说，在上述现有的显示元件中，当使着色液滴(导电性液体)的移动量较小 而进行中间灰度的显示时，需要以使得第一电极与第三电极之间的电位差或第二电极与第 三电极之间的电位差变得非常小的方式施加电压。但是，在现有的显示元件中，当上述的电 位差非常小时，存在如下问题着色液滴不移动，不能高精度地显示中间灰度。其结果是，在 现有的显示元件中难以提高显示品质。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地进行中间灰 度的显示的、显示品质高的显示元件以及使用该显示元件的电气设备。为了达到上述目的，本发明提供一种显示元件，其特征在于包括设置在显示面一侧的第一基板；第二基板，该第二基板设置在上述第一基4板的非显示面一侧，与该第一基板之间形成规定的显示用空间；对上述显示用空间设定的 有效显示区域和非有效显示区域；和导电性液体，该导电性液体被密封在上述显示用空间 的内部，能够移动至上述有效显示区域一侧或上述非有效显示区域一侧，通过使上述导电 性液体移动，能够改变上述显示面一侧的显示色(显示颜色)，上述显示元件还包括信号电极，其以与上述导电性液体接触的方式，设置在上述显示用空间的内部；参照电极，其设置在上述有效显示区域一侧和上述非有效显示区域一侧中的一 侧，并且以与上述导电性液体电绝缘的状态，设置在上述第一基板和上述第二基板中的一 个基板的一侧；和扫描电极，其设置在上述有效显示区域一侧和上述非有效显示区域一侧中的另一 侧，并且以与上述导电性液体和上述参照电极电绝缘的状态，设置在上述第一基板和上述 第二基板中的一个基板的一侧，其中，上述信号电极构成为，能够施加第一电压与第二电压之间的规定的电压范围内的 电压，上述参照电极构成为，能够施加上述第一电压或上述第二电压，上述扫描电极构成为，能够施加上述第一电压或上述第二电压，并且在上述参照 电极被施加上述第一电压和上述第二电压中的一方的电压时，被施加上述第一电压和上述 第二电压中的另一方的电压，在对上述参照电极施加上述第一电压和上述第二电压中的任一方的电压的规定 期间内，对上述信号电极施加作为上述第一电压与上述第二电压的中间的电压的中间电压 和上述中间电压以外的电压。在以上述方式构成的显示元件中，在上述规定期间内，对信号电极施加作为第一 电压与第二电压的中间的电压的中间电压和中间电压以外的电压。由此，在规定期间内，能 够设定使导电性液体不移动而静止的期间和使导电性液体移动的期间。即，与上述现有的 例子不同，不使信号电极与参照电极或扫描电极之间的电位差非常小，就能够使导电液体 的移动量较小。其结果是，与上述现有的例子不同，能够构成能够高精度地显示中间灰度的 显示品质优异的显示元件。另外，在上述显示元件中，优选如下方式沿规定的排列方向设置有多个上述信号电极，多个上述参照电极和多个上述扫描电极互相交替地设置，且与多个上述信号电极 交叉，上述显示元件包括信号电压施加部，其与上述多个信号电极连接，并且根据在上述显示面一侧显示 的信息，对多个上述信号电极中的各个信号电极施加规定的电压范围内的信号电压；参照电压施加部，其与多个上述参照电极连接，并且对多个上述参照电极中的各 个参照电极施加选择电压和非选择电压中的一方的电压，其中，该选择电压是容许上述导 电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的电压，该非选择电压是阻止上 述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的电压；和扫描电压施加部，其与多个上述扫描电极连接，并且对多个上述扫描电极中的各5个扫描电极施加选择电压和非选择电压中的一方的电压，其中，该选择电压是容许上述导 电性液体根据上述信号电压在上述显示用空间的内部移动的电压，该非选择电压是阻止上 述导电性液体在上述显示用空间的内部移动的电压。在此情况下，能够构成具有优异的显示品质的矩阵驱动方式的显示元件。另外，在上述显示元件中，优选以使得上述规定期间的结束时刻与上述中间电压 以外的电压的施加期间的结束时刻一致的方式，向上述信号电极施加该中间电压以外的电压。在此情况下，能够使导电性液体的移动动作的结束时刻与上述规定期间的结束时 刻一致，能够更加提高显示品质。另外，在上述显示元件中，上述中间电压以外的电压也可以是上述第一电压或上 述第二电压。在此情况下，因为能够使用不进行中间灰度时的施加电压进行中间灰度的显示， 所以能够容易地使显示元件的驱动控制简单化。另外，在上述显示元件中，也可以采用如下方式在上述显示面一侧设置有多个像 素区域，多个上述像素区域中的各个像素区域设置在上述信号电极与上述扫描电极的交叉 部单位，并且，在上述像素区域中的各个像素区域，上述显示用空间被分隔壁分开(隔开)。在此情况下，通过使导电性液体在显示面一侧的多个的像素的各个中移动，能够 按像素单位改变显示面一侧的显示色。另外，在上述显示元件中也可以采用如下方式多个上述像素区域根据在上述显 示面一侧能够进行全彩色显示的多个颜色分别设置。在此情况下，通过在多个像素的各个中适当地移动对应的导电性液体，能够显示 彩色图像。另外，在上述显示元件中，优选采用如下方式在上述显示用空间的内部密封有与 上述导电性液体不混合的绝缘性液体，该绝缘性液体能够在该显示用空间的内部移动。在此情况下，能够容易地实现导电性液体的移动速度的高速化。另外，在上述显示元件中，优选在上述参照电极和上述扫描电极的表面上层叠有 电介质层。在此情况下，能够可靠地增大电介质层向导电性液体施加的电场，能够更容易地 提高该导电性流体的移动速度。另外，在上述显示元件中也可以采用如下方式上述非有效显示区域通过在上述 第一基板和上述第二基板中的一个基板一侧设置的遮光膜被设定，上述有效显示区域通过 在上述遮光膜上形成的开口部被设定。在此情况下，能够对显示用空间适当且可靠地设定有效显示区域和非有效显示区 域。另外，本发明的电气设备的特征在于包括显示部，该显示部显示包含文字和图像 的信息，在上述显示部能够使用上述的任一种显示元件。在以上述方式构成的电气设备中，因为在显示部使用能够高精度地显示中间灰度 的显示品质优异的显示元件，所以能够容易地构成包括一种显示部的高性能的电气设备， 该显示部具有优异的显示品质。
发明的效果根据本发明，能够提供能够高精度地显示中间灰度的显示品质优异的显示元件以 及使用该显示元件的电气设备。


图1是对本发明的第一实施方式的显示元件以及图像显示装置进行说明的平面 图。图2是表示从显示面一侧观看时的图1所示的上部基板侧的主要部分的结构的放 大平面图。图3是表示从非显示面一侧观看时的图1所示的下部基板侧的主要部分的结构的 放大平面图。图4(a)和图4(b)各自是表示进行非CF着色显示时和CF着色显示时的、图1所 示的显示元件的主要部分的结构的截面图。图5是说明上述图像显示装置的动作例的图。图6是表示在上述显示元件中，向进行中间灰度的显示时的信号电极、参照电极 和扫描电极施加的各施加电压的大小和施加时间的时序图。图7(a)和图7(b)分别是说明上述显示元件中的中间灰度的显示状态和CF着色 显示状态下的导电性液体的移动位置的图。图8是表示上述导电性液体的电压施加时间和移动量的关系的图表。图9是表示在本发明的第二实施方式的显示元件中，向进行中间灰度的显示时的 信号电极、参照电极和扫描电极施加的各个施加电压的大小和施加时间的时序图。图10是表示在本发明的第三实施方式的显示元件中，向进行中间灰度的显示时 的信号电极、参照电极和扫描电极施加的各个施加电压的大小和施加时间的时序图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的显示元件以及电气设备的优选的实施方式进行说明。 另外，在以下的说明中，以在具有能够进行彩色图像显示的显示部的图像显示装置中应用 本发明的情况为例进行说明。另外，各图中的构成部件的尺寸，并不是如实地表示实际的构 成部件的尺寸和各个构成部件的尺寸比率等的尺寸。(第一实施方式)图1是对本发明的第一实施方式的显示元件以及图像显示装置进行说明的平面 图。在图1中，在本实施方式的图像显示元件1中，设置有使用本发明的显示元件10的显 示部，在该显示部构成有矩形形状的显示面。即，显示元件10设置有在与图1的纸面垂直 的方向上互相重叠地配置的上部基板2和下部基板3，通过这些上部基板2和下部基板3的 重叠部分形成上述显示面的有效显示区域(在后面进行详细说明)。另外，在显示元件10中，多个信号电极4互相隔开规定的间隔沿着X方向呈条 (stripe)状地设置。另外，在显示元件10中，多个参照电极5和多个扫描电极6互相交替 地沿着Y方向呈条状地设置，这多个信号电极4与多个参照电极5和多个扫描电极6相互 交叉地设置，在显示元件10中，在信号电极4与扫描电极6的交叉部单位设定有多个像素区域中的各个像素区域。另外，这多个信号电极4、多个参照电极5和多个扫描电极6能够被互相独立地施 加电压。另外，参照电极5能够被施加作为第一电压的高(High)电压(以下称为“H电压”) 或作为第二电压的低(Low)电压(以下称为“L电压”)，能够施加H电压和L电压之间的规 定的电压范围内的电压。同样，扫描电极6能够被施加H电压或L电压，能够被施加H电压 和L电压之间的规定的电压范围内的电压。另外，在对参照电极5施加H电压和L电压中 的一方的电压时，在扫描电极6施加另一方的电压(在后面进行详细说明)。另外，信号电极4根据在显示面一侧显示的信息，被施加H电压和L电压之间的规 定的电压范围内的电压。另外，进行中间灰度的显示时，如后文所述，在对参照电极5施加H 电压和L电压中的一方的电压的规定期间内，在信号电极4上施加作为H电压和L电压的 中间的电压的中间电压(Middle电压，以下称为“Μ”电压)和M电压以外的电压。进而，在显示元件10中，如后文所述，多个上述像素区域中的各个像素区域被分 隔壁隔开(分开)，并且多个像素区域在上述显示面一侧根据能够进行全彩色显示的多个 颜色被分别设置。而且，在显示元件10中，按照呈矩阵状设置的多个像素(显示单元)的 每一个，利用电润湿现象使后述的导电性液体移动，改变显示面一侧的显示色。另外，在多个信号电极4、多个参照电极5和多个扫描电极6中，各自的一个端部侧 被引出至显示面的有效显示区域的外侧，形成有端子部4a、fe和6a。信号驱动器7经配线7a与多个信号电极4的各端子部如连接。信号驱动器7构 成信号电压施加部，当图像显示装置1在显示面显示包含文字和图像的信息时，对多个信 号电极4的各个施加与信息相应的信号电压Vd。另外，参照驱动器8经配线8a与多个参照电极5的各端子部fe连接。参照驱动 器8构成参照电压施加部，当图像显示装置1在显示面显示包含文字和图像的信息时，对多 个参照电极5的各个施加参照电压Vr。另外，扫描驱动器9经配线9a与多个扫描电极6的各端子部6a连接。扫描驱动 器9构成扫描电压施加部，当图像显示装置1在显示面显示包含文字和图像的信息时，对多 个扫描电极6的各个施加扫描电压Vs。另外，在扫描驱动器9中，对多个扫描电极6的各个施加非选择电压和选择电压中 的一方的电压作为扫描电压Vs，其中，该非选择电压是阻止上述导电性液体移动的电压，该 选择电压是容许导电性液体根据信号电压Vd进行移动的电压。另外，参照驱动器8构成为 参照扫描驱动器9的动作进行动作，参照驱动器8对多个参照电极5的各个施加非选择电 压和选择电压中的一方的电压作为参照电压Vr，其中，该非选择电压是阻止上述导电性液 体移动的电压，该选择电压是容许导电性液体根据信号电压Vd进行移动的电压。而且，在图像显示装置1中，扫描驱动器9例如对从图1的左侧至右侧的各个扫描 电极6依次施加选择电压，并且参照驱动器8与扫描驱动器9的动作同步地对从图1的左 侧至右侧的各个扫描电极6依次施加选择电压，由此进行每条线的扫描动作(在后面进行 详细说明)。另外，在信号驱动器7、参照驱动器8和扫描驱动器9中包括直流电源或交流电源， 供给对应的信号电压Vd、参照电压Vr和扫描电压Vs。另外，参照驱动器8构成为每隔规定的时间(例如，1帧)切换参照电压Vr的极8性。进而，扫描驱动器9对应于参照电压Vr的极性的切换，切换扫描电压Vs的各个极性。 这样，因为每隔规定的时间就切换参照电压Vr和扫描电压Vs的各个极性，所以与总对参照 电极5和扫描电极6施加相同极性的电压时相比，能够防止电荷在这些参照电极5和扫描 电极6的局部存在。进而，能够防止由于电荷的局部存在导致的显示不良(残影现象)和 可靠性(寿命降低)的坏影响。进而，在信号驱动器7、参照驱动器8和扫描驱动器9中，如后文所述，在作为对参 照电极5和扫描电极6分别施加H电压和L电压中的一方以及另一方的电压的规定期间的 上述扫描动作的选择期间内，通过对信号电极4改变M电压的施加时间和H电压或L电压 的时间，适当地调整中间灰度的显示。在此，也参照图2 图4，对于显示元件10的像素结构进行具体的说明。图2是表示从显示面一侧观看时的图1所示的上部基板侧的主要部分的结构的放 大平面图，图3是从非显示面一侧观看时的图1所示的下部基板侧的主要部分的结构的放 大平面图。图4(a)和图4(b)分别是表示非CF着色显示时和CF着色显示时的、图1所示 的显示元件的主要部分的结构的截面图。另外，在图2和图3中，为了使图面简略，图示在 上述显示面设置的多个像素中的、配置在图1的左上端部的12个像素。在图2 图4中，显示元件10包括在显示面一侧设置的作为第一基板的上述上 部基板2 ；和在上部基板2的背面侧(非显示面一侧)设置的作为第二基板的上述下部基 板3。另外，在显示元件10中，上部基板2和下部基板3相互隔开规定的间隔配置，由此在 上部基板2和下部基板3之间形成规定的显示用空间S。另外，在该显示用空间S的内部密 封有上述导电性液体16以及与该导电性液体16不混合的绝缘性的油17，上述导电性液体 16和上述油17在该显示用空间S的内部能够在上述X方向(图4的左右方向)上移动，导 电性液体16能够向后述的有效显示区域Pl —侧或非有效显示区域P2 —侧移动。导电性液体16例如能够使用包含作为溶剂的水和作为溶质的规定的电解质的水 溶液。具体来说，导电性液体16例如能够使用lmmol/L的氯化钾(KCl)的水溶液。另夕卜， 在导电性液体16中，例如使用有通过自分散型颜料被着色为黑色的液体。另外，由于导电性液体16被着色为黑色，因此该导电性液体16在各个像素中作为 容许或阻止光的透过的开闭部件(shutter)发挥作用。即，在显示元件10的各个像素中， 如后所述，通过导电性液体16在显示用空间S的内部滑行移动(滑动)至参照电极5—侧 (有效显示区域Pl—侧)或扫描电极6—侧(非有效显示区域P2—侧)，显示色被改变为 黑色或RGB中的任一种颜色。另外，油17例如使用由选自侧链高级醇、侧链高级脂肪酸、链状烷烃、硅油、匹配 油(matching oil)中的1种或多种形成的无极性且无色透明的油。另外，随着导电性液体 16的滑动，该油17在显示用空间S的内部移动。在上部基板2中使用无碱玻璃基板等透明的玻璃材料或丙烯酸类树脂等透明的 合成树脂等的透明的透明密封材料。另外，在上部基板2的非显示面侧的表面，依次形成有 彩色滤光层11和防水(不沾水)膜12，进而，在防水膜12上设置有上述信号电极4。另外，在下部电极3中，与上部基板2同样地使用无碱玻璃基板等透明的玻璃材料 或丙烯酸类树脂等透明的合成树脂等的透明的透明密封材料。另外，在下部基板3的显示 面侧的表面上，设置有上述参照电极5和上述扫描电极6，进而，以覆盖这些参照电极5和扫描电极6的方式，形成有电介质层13。另外，在该电介质层13的显示面侧的表面，以与Y 方向和X方向分别平行的方式设置有肋Ha和14b。进而，在下部基板3，以覆盖电介质层 13及肋14a、14b的方式设置有防水膜15。另外，在下部基板3的背面侧(非显示面侧)，一体地安装有例如发出白色的照明 光的背光源18，构成透过型的显示元件10。另外，在背光源18使用冷阴极荧光管或LED等 光源。在彩色滤光(Color Filter)层11中，设置有红色(R)、绿色(G)以及蓝色⑶的 彩色滤光部IlrUlg和lib以及作为遮光膜的黑矩阵部11s，构成RGB的各个颜色的像素。 即，在彩色滤光层11中，如图2所例示的那样，沿着X方向依次设置有RGB的彩色滤光部 llr、llg、11b，并且沿着Y方向依次设置有各4个的彩色滤光部llr、llg、11b，在X方向和Y 方向上分别配置有3个和4个、合计12个像素。另外，在显示元件10中，如图2所例示的那样，在各像素区域P中，在与像素的有 效显示区域Pl对应的地方设置有RGB中的任一个彩色滤光部llr、llg、11b，在与非有效显 示区域P2对应的地方设置有黑色矩阵部lis。S卩，在显示元件10中，对于上述显示用空间 S，通过黑矩阵部(遮光膜)1 Is设定非有效显示区域P2 (非开口部)，通过在该黑矩阵部lis 形成的开口部(即，任一个彩色滤光部llr、llg、llb)设定有效显示区域PI。另外，在显示元件10中，彩色滤光部llr、llg、llb的各个面积被选择为与有效显 示区域Pl的面积相同或稍大的值。另一方面，黑矩阵部IlS的面积被选择为与非有效显示 区域P2相同或稍小的值。另外，在图2中，为了使相邻的像素的边界部明显，虽然以虚线表 示与相邻的像素相应的2个黑矩阵部lis之间的边界线，但是在实际的彩色滤光层11中， 不存在黑矩阵部lis之间的边界线。另外，在显示元件10中，通过作为上述分隔壁的肋14a、14b，按像素区域P单位将 显示用空间S分隔。S卩，在显示元件10中，如图3所例示的那样，各个像素的显示用空间S 被互相相对的2个肋1 和互相相对的2个肋14b划分。进而，在显示元件10中，通过肋 14a、14b防止导电性液体16流入相邻的像素区域P的显示用空间S的内部。S卩，在肋14a、 14b中例如使用光固化性树脂，为了防止导电性液体16在相邻的像素之间流入流出，对于 这些肋14a、14b，决定从电介质层13起的突出高度。另外，在上述的说明之外，例如也可以在下部基板3上按像素单位设置构成为框 形状的肋代替肋14a、14b。另外，也可以使上述构成为框状的肋的前端部紧贴于上部基板2 一侧，以气密地隔开相邻的像素区域P彼此。在这样使肋的前端部紧贴在上部基板2 —侧 时，通过以贯通该肋的方式设置信号电极4，在显示用空间S的内部设置信号电极4即可。在防水膜12.、15中，使用透明的合成树脂，优选使用施加电压时相对于导电性液 体16成为亲水层的、例如氟类树脂。由此，在显示元件10中，能够使上部基板2和下部基 板3的显示用空间S侧的各个表面侧与导电性液体16之间的湿润(沾湿)性(接触角) 大幅变化，能够实现导电性液体16的移动速度的高速化。另外，电介质层13由透明的电介 质膜构成，该透明的电介质膜例如含有聚对二甲苯(Parylene)、氮化硅、氧化铪、氧化锌、二 氧化钛或氧化铝。在参照电极5和扫描电极6中使用氧化铟(ITO)、氧化锡(SnO2)或氧化锌(ΑΖ0、 GZO或ΙΖ0)等透明的电极材料。通过溅射法等公知的成膜方法，在下部基板3上呈带状地10形成这些参照电极5和扫描电极6。在信号电极4中使用以与X方向平行的方式配置的线状配线。另外，信号电极4 在防水膜12上以通过各个像素区域P的Y方向的大致中心部的方式设置，该信号电极4插 通导电性液体16，直接接触该导电性液体16。由此，在显示元件10中，能够实现进行显示 动作时的导电性液体16的响应性的提高。另外，在信号电极4的表面，叠层有例如由氟类树脂形成的透明的防水膜(未图 示)，使导电性液体16光滑地移动。但是，该防水膜不与信号电极4和导电性液体16电绝 缘，不阻碍提高导电性液体16的响应性。另外，在上述的说明之外，也可以在上部基板2的非显示面侧的表面上依次叠层 彩色滤光层11、信号电极4以及防水膜12。另外，在该信号电极4中使用相对于导电性液体16在电化学特性上非活性的材 料，即使在对该信号电极4施加上述信号电压Vd (例如，40V)时，也尽量与导电性液体16不 发生电化学反应。由此，通过防止信号电极4发生电分解，能够提高显示元件10的可靠性 和寿命。具体来说，在信号电极4中使用至少含有金、银、铜、钼和钯中的一种的电极材料。 另外，通过在彩色滤光层11上固定由上述金属材料形成的细线，或使用丝网印刷法等在彩 色滤光层11上载置含有金属材料的导电性膏材料等墨(ink)材料等形成信号电极4。进而，在信号电极4中，其形状使用设置在像素的有效显示区域Pl的下方的参照 电极5的透过率被决定。具体来说，在信号电极4中，根据75 % 95 %左右的参照电极5的 透过率，以有效显示区域Pl上的信号电极4的占有面积相对于该有效显示区域Pl的面积 的比是30%以下，优选是10%以下，更优选5%以下，以这种方式决定信号电极4的形状。在以上述方式构成的显示元件10的各个像素中，如图4(a)所例示的那样，若导电 性液体16被保持在彩色滤光部Ilr和参照电极5之间，则来自背光源18的光被电性液体 16遮蔽(遮光)，显示黑色(进行非CF着色显示)。另一方面，如图4(b)所例示的那样，若 导电性液体16被保持在黑矩阵部lis和扫描电极6之间，则来自背光源18的光不被导电 性液体16遮蔽，通过彩色滤光部1 Ir，显示红色(进行CF着色显示)。在此，参照图5 图8，对于以上述方式构成的本实施方式的图像显示装置1的显 示动作进行具体的说明。首先，使用图5，对于图像显示装置1的基本动作进行说明。图5是说明上述图像显示装置的动作例的图。在图5中，参照驱动器8和扫描驱动器9，在例如在从该图5的左侧朝向右侧的规 定的扫描方向上，对参照电极5和扫描电极6作为参照电压Vr和扫描电压Vs分别依次施 加上述选择电压。具体来说，参照驱动器8和扫描驱动器9，分别对参照电极5和扫描电极 6依次施加H电压(第一电压)和L电压(第二电压)作为选择电压，进行选择线的扫描 动作。另外，该选择线中，信号驱动器7根据来自外部的图像输入信号，向对应的信号电极 4施加作为信号电压Vd的H电压或L电压。由此，在选择线的各个像素中，导电性液体16 被移动至有效显示区域Pl侧或非有效显示区域P2侧，显示面侧的显示色被改变。另一方面，参照驱动器8和扫描驱动器9，对于非选择线、即剩余的全部的参照电 极5和扫描电极6分别施加上述非选择电压作为参照电压Vr和扫描电压Vs。具体来说，参照驱动器8和扫描驱动器9对剩余的全部的参照电极5和扫描电极6施加例如上述M电压 作为非选择电压。由此，在非选择线的各个像素中，导电性液体16在有效显示区域Pl侧或 非有效显示区域P2侧不会发生不必要的变动而静止，显示面侧的显示色不被改变。在进行上述那样的显示动作时，对参照电极5、扫描电极6和信号电极4施加的 施加电压的组合为表1所示的内容。进而，导电性液体16的动作以及显示面侧的显示色， 如表1所示，对应施加电压。另外，在表1中，将H电压、L电压和M电压分别略记为“H”、 “L”、“M” (在后面表2中也相同)。另外，H电压、L电压以及M电压的具体的值分别是例如 +7V、-7V 和 OV0(表1)参照电极扫描电极信号电极导电性液体的动作以及显示面侧的 显示色选择线HLH向扫描电极侧移动、 进行CF着色显示L向参照电极侧移动、 显示黑色非选择线MMH静止(不移动) 显示黑色或进行CF着色显示L(选择线的动作)在选择线中，在对信号电极4例如施加H电压时，在参照电极5和信号电极4之间 均施加H电压，因此在这些参照电极5和信号电极4之间不产生电位差。另一方面，在信 号电极4和扫描电极6之间，因为对扫描电极6施加L电压，所以成为产生电位差的状态。 因此，导电性液体16在显示用空间S的内部向相对于信号电极4产生电位差的扫描电极6 一侧移动。其结果是，如图4(b)所例示的那样，导电性液体16成为移动至非有效显示区域 P2侧的状态，使油17移动至参照电极5 —侧，容许来自背光源18的照明光到达彩色滤光部 Ilr0由此，显示面侧的显示色通过彩色滤光部Ilr成为显示红色(进行CF着色显示)的 状态。另外，在图像显示装置1中，在相邻的RGB的3个全像素中，那些导电性液体16移动 至非有效显示区域P2侧，当进行CF着色显示时，来自该RGB像素的红色光、绿色光和蓝色 光混和成白色光，显示白色。另一方面，在选择线中，在对信号电极4施加L电压时，在参照电极5和信号电极4 之间产生电位差，在信号电极4和扫描电极6之间不产生电位差。因此，导电性液体16在显 示用空间S的内部向相对于信号电极4产生了电位差的参照电极5 —侧移动。其结果是， 如图4(a)所例示的那样，导电性液体16成为移动至有效显示区域Pl侧的状态，阻止来自 背光源18的照明光到达彩色滤光部llr。由此，显示面侧的显示色通过导电性液体16成为 显示黑色(非CF着色显示)的状态。(非选择线的动作)在非选择线中，在对信号电极4例如施加H电压时，导电性液体16被维持在静止 于现状的位置的状态，维持现状的显示色。即，这是因为由于对参照电极5和扫描电极6双方都施加M电压，因此参照电极5和信号电极4之间的电位差以及扫描电极6和信号电 极4之间的电位差，均是相同的电位差。其结果是，显示色被维持为不从现状的黑色显示或 CF着色显示改变的状态。同样，在非选择线中，即使在对信号电极4施加L电压时，导电性液体16也被维持 在静止于现状的位置的状态，维持现状的显示色。即，这是因为由于对参照电极5和扫描 电极6双方都施加M电压，因此参照电极5和信号电极4之间的电位差以及扫描电极6和 信号电极4之间的电位差，是相同的电位差。如上所述，在非选择线中，信号电极4即使是H电压和L电压中的任一电压，导电 性液体16也不移动而静止，显示面侧的显示色不变化。另一方面，在选择线中，根据向信号电极4施加的电压，如上所述，能够使导电性 液体16移动，能够使显示面侧的显示色改变。另外，在图像显示装置1中，通过表1所示的施加电压的组合，选择线上的各个像 素的显示色，例如如图5所示，按照向与各像素对应的信号电极4施加的电压，通过彩色滤 光部llr、l lg、llb为CF着色(红色、绿色或蓝色)或通过导电性液体16为非CF着色(黑 色)。另外，在参照驱动器8和扫描驱动器9分别对参照电极5和扫描电极6的选择线，例 如进行从图5的左侧起向右侧的扫描动作时，图像显示装置1的显示部中的各个像素的显 示色也从该图5的左侧起向右侧依次变化。因此，通过参照驱动器8和扫描驱动器9高速 进行选择线的扫描动作，由此，在图像显示装置1中，能够使显示部中的各个像素的显示色 也高速变化。进而，通过与选择线的扫描动作同步地向信号电极4施加信号电压Vd，在图像 显示装置1中，根据来自外部的图像输入信号，能够显示包含活动图像的各种信息。另外，向参照电极5、扫描电极6和信号电极4施加的电压的组合，并不限定于表 1，也可以是表2所示的方式。(表2)
权利要求
1.一种显示元件，其特征在于包括设置在显示面一侧的第一基板；第二基板，该第二基板设置在所述第一基板的 非显示面一侧，与该第一基板之间形成规定的显示用空间；对所述显示用空间设定的有效 显示区域和非有效显示区域；和导电性液体，该导电性液体被密封在所述显示用空间的内 部，能够移动至所述有效显示区域一侧或所述非有效显示区域一侧，通过使所述导电性液 体移动，能够改变所述显示面一侧的显示色， 所述显示元件还包括信号电极，其以与所述导电性液体接触的方式，设置在所述显示用空间的内部； 参照电极，其设置在所述有效显示区域一侧和所述非有效显示区域一侧中的一侧，并 且以与所述导电性液体电绝缘的状态，设置在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板 的一侧；和扫描电极，其设置在所述有效显示区域一侧和所述非有效显示区域一侧中的另一侧， 并且以与所述导电性液体和所述参照电极电绝缘的状态，设置在所述第一基板和所述第二 基板中的一个基板的一侧，其中，所述信号电极构成为，能够施加第一电压与第二电压之间的规定的电压范围内的电压，所述参照电极构成为，能够施加所述第一电压或所述第二电压， 所述扫描电极构成为，能够施加所述第一电压或所述第二电压，并且在所述参照电极 被施加所述第一电压和所述第二电压中的一方的电压时，被施加所述第一电压和所述第二 电压中的另一方的电压，在对所述参照电极施加所述第一电压和所述第二电压中的任一方的电压的规定期间 内，对所述信号电极施加作为所述第一电压与所述第二电压的中间的电压的中间电压和所 述中间电压以外的电压。
2.如权利要求1所述的显示元件，其特征在于 沿规定的排列方向设置有多个所述信号电极，多个所述参照电极和多个所述扫描电极相互交替地设置，且与多个所述信号电极交叉，所述显示元件包括信号电压施加部，其与多个所述信号电极连接，并且根据在所述显示面一侧显示的信 息，对多个所述信号电极中的各个信号电极施加规定的电压范围内的信号电压；参照电压施加部，其与多个所述参照电极连接，并且对多个所述参照电极中的各个参 照电极施加选择电压和非选择电压中的一方的电压，其中，该选择电压是容许所述导电性 液体根据所述信号电压在所述显示用空间的内部移动的电压，该非选择电压是阻止所述导 电性液体在所述显示用空间的内部移动的电压；和扫描电压施加部，其与多个所述扫描电极连接，并且对多个所述扫描电极中的各个扫 描电极施加选择电压和非选择电压中的一方的电压，其中，该选择电压是容许所述导电性 液体根据所述信号电压在所述显示用空间的内部移动的电压，该非选择电压是阻止所述导 电性液体在所述显示用空间的内部移动的电压。
3.如权利要求1或2所述的显示元件，其特征在于以使得所述规定期间的结束时刻与所述中间电压以外的电压的施加期间的结束时刻 一致的方式，向所述信号电极施加该中间电压以外的电压。
4.如权利要求1 3中任一项所述的显示元件，其特征在于 所述中间电压以外的电压是所述第一电压或所述第二电压。
5.如权利要求1 4中任一项所述的显示元件，其特征在于 多个像素区域设置在所述显示面一侧，多个所述像素区域中的各个像素区域设置在所述信号电极与所述扫描电极的交叉部 单位，并且，在所述像素区域中的各个像素区域，所述显示用空间被分隔壁分开。
6.如权利要求5所述的显示元件，其特征在于多个所述像素区域根据在所述显示面一侧能够进行全彩色显示的多种颜色分别设置。
7.如权利要求1 6中任一项所述的显示元件，其特征在于在所述显示用空间的内部密封有与所述导电性液体不混合的绝缘性液体，该绝缘性液 体能够在该显示用空间的内部移动。
8.如权利要求1 7中任一项所述的显示元件，其特征在于 在所述参照电极和所述扫描电极的表面上叠层有电介质层。
9.如权利要求1 8中任一项所述的显示元件，其特征在于所述非有效显示区域利用在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板的一侧设置 的遮光膜被设定，所述有效显示区域利用在所述遮光膜上形成的开口部被设定。
10.一种电气设备，其特征在于包括显示包含文字和图像的信息的显示部，在所述显示部使用权利要求1 9中任一项所述的显示元件。
全文摘要
本发明的目的在于提供能够高精度地显示中间灰度的、显示品质有益的电润湿方式的显示元件。显示元件(10)包括上部基板(第一基板)(2)、下部基板(第二基板)(3)和密封于在上部基板(2)和下部基板(3)之间形成的显示用空间(S)的内部的导电性液体(16)，该导电性液体(16)能够移动至有效显示区域(P1)一侧或非有效显示区域(P2)一侧，在显示元件(10)中设置有信号电极(4)、参照电极(5)和扫描电极(6)。信号驱动器(7)根据在扫描动作的选择期间(T)中应显示的信息的中间灰度的灰度等级，决定能够移动导电性液体(16)的L电压的施加期间(tm)和能够使导电性液体(16)静止的M电压的施加期间(ts)。在扫描动作的选择期间(T)内，通过改变对信号电极(4)施加的M电压的施加时间(ts)和L电压(中间电压以外的电压)的施加期间(tm)，进行中间灰度的显示。
文档编号G02F1/17GK102057325SQ20098012160
公开日2011年5月11日 申请日期2009年4月30日 优先权日2008年8月5日
发明者出口和广, 寺西知子, 松冈俊树 申请人:夏普株式会社