專(zhuān)利名稱：顯示元件和使用其的電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)使極性液體移動(dòng)而顯示圖像和/或文字的顯示元件和使用其的電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在顯示元件中，以電潤(rùn)濕方式的顯示元件為代表，利用由外部電場(chǎng)引起的極性液體的移動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行信息的顯示的顯示元件被開(kāi)發(fā)并被實(shí)用化。具體而言，在上述的現(xiàn)有的顯示元件中，例如下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的那樣，設(shè)置有第一和第二電極、第一和第二基板、以及著色液滴，該著色液滴被封入在這些基板間形成的顯示用空間的內(nèi)部，并且作為被著色為規(guī)定的顏色的極性液體。而且，在該現(xiàn)有的顯示元件中，通過(guò)經(jīng)由第一和第二電極對(duì)著色液滴施加電場(chǎng)，使著色液滴的形狀變化而使得顯示面一側(cè)的顯示色改變。 此外，在該現(xiàn)有的顯示元件中，在第一基板上，以相對(duì)于著色液滴電絕緣的狀態(tài)，排列設(shè)置第一和第二電極，并且以與這些第一和第二電極相對(duì)的方式在第二基板一側(cè)設(shè)置第三電極。進(jìn)一步提案有通過(guò)在第一電極的上方設(shè)置遮光用的遮光罩，將第一電極一側(cè)和第二電極一側(cè)分別設(shè)定為非有效顯示區(qū)域一側(cè)和有效顯示區(qū)域一側(cè)，以在第一與第三電極間或第二與第三電極間產(chǎn)生電位差的方式進(jìn)行電壓施加。而且，在該現(xiàn)有的顯示元件中，與使著色液滴的形狀變化的情況相比，使著色液滴高速地向第一電極一側(cè)或第二電極一側(cè)移動(dòng)，顯示面一側(cè)的顯示色也能夠高速地改變。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2004-252444號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題但是，在上述那樣的現(xiàn)有的顯示元件中，通過(guò)調(diào)整對(duì)第一 第三的各電極施加的電壓，對(duì)著色液滴(極性液體)相對(duì)于遮光用的遮光罩(遮光膜)的位置(即，在有效顯示區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的著色液滴的位置)也進(jìn)行調(diào)整，能夠?qū)嵤┲虚g灰度的顯示。但是，在上述那樣的現(xiàn)有的顯示元件中，存在由著色液體自身向使用者等觀察者一側(cè)射出的光的射出量大幅變化、顯示品質(zhì)下降的問(wèn)題。特別是當(dāng)在現(xiàn)有的顯示元件中進(jìn)行中間灰度的顯示時(shí)，由于著色液滴的位置和/或大小、或觀察者的觀看方向等，來(lái)自設(shè)置在該顯示元件的非顯示面一側(cè)的背光源的光被著色液體遮擋的量不同，因此存在向觀察者一側(cè)射出的光的射出量大幅減少、或者反之發(fā)生光泄露等情況，其結(jié)果是，存在由于觀看顯示元件的方位角方向而不能夠進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示、顯示品質(zhì)下降的情況。鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供無(wú)論在觀察者從哪一方位角方向觀看顯示的情況下均能夠進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示、能夠抑制顯示品質(zhì)的下降的顯示元件和使用其的電氣設(shè)備。用于解決問(wèn)題的方式為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的顯示元件的特征在于，包括設(shè)置于顯示面一側(cè)的第一基板；第二基板，其以規(guī)定的顯示用空間形成于上述第一基板與上述第二基板之間的方式設(shè)置于該第一基板的非顯示面一側(cè)；在上述顯示用空間設(shè)定的有效顯示區(qū)域和非有效顯示區(qū)域；和極性液體，其以至少能夠向上述有效顯示區(qū)域一側(cè)移動(dòng)的方式被封入上述顯示用空間的內(nèi)部,上述顯示元件構(gòu)成為能夠通過(guò)使上述極性液體移動(dòng)來(lái)改變上述顯示面一側(cè)的顯示色，上述顯示元件還包括第一電極，其以與上述極性液體接觸的方式設(shè)置于上述顯示用空間的內(nèi)部；和第二電極，其以與上述極性液體和上述第一電極電絕緣的狀態(tài)，設(shè)置于上述第一基板和上述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)，在上述顯示用空間，以使得上述極性液體沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有上述有效顯示區(qū)域和上述非有效顯示區(qū)域。在上述那樣構(gòu)成的顯示元件，在顯示用空間，以使得極性液體沿天地方向移動(dòng)的 方式設(shè)定有效顯示區(qū)域和非有效顯示區(qū)域。由此，無(wú)論在觀察者從哪一方位角觀看顯示的情況下，在進(jìn)行中間灰度的顯示時(shí)，能夠抑制由極性液體自身向使用者等觀察者一側(cè)射出的光的光射出量大幅變化。其結(jié)果是，與上述現(xiàn)有例不同，能夠構(gòu)成無(wú)論在觀察者從哪一方位角方向觀看顯示的情況下均能夠進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示、能夠抑制顯示品質(zhì)的下降的顯示元件。另外，此處所謂的天地方向是指相對(duì)于鉛垂方向(重力的作用方向)，在朝向重力的反作用方向的方向具有0度以上不到90度的角度范圍內(nèi)的規(guī)定的角度的方向。即，所謂的天地方向是顯示元件的顯示面相對(duì)于鉛垂方向設(shè)置在上述角度范圍內(nèi)的角度的情況下的、與該顯示面的上下方向一致的方向。此外，在上述顯示元件中，優(yōu)選上述非有效顯示區(qū)域由設(shè)置于上述第一基板和上述第二基板中的另一個(gè)基板一側(cè)的遮光膜設(shè)定，上述有效顯示區(qū)域由形成于上述遮光膜的開(kāi)口部設(shè)定。在這種情況下，能夠?qū)︼@示用空間恰當(dāng)且可靠地設(shè)定有效顯示區(qū)域和非有效顯示區(qū)域。此外，在上述顯示元件中，也可以采用如下方式上述有效顯示區(qū)域和上述非有效顯示區(qū)域以與鉛垂方向大致平行的方式被設(shè)定。在這種情況下，能夠容易地構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的顯示元件。此外，在上述顯示元件中，也可以采用如下方式在上述第一基板和上述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)，呈矩陣狀設(shè)置有數(shù)據(jù)配線和柵極配線，在上述第一基板和上述第二基板中的另一個(gè)基板一側(cè)，設(shè)置有作為上述第一電極的平面狀的透明電極，多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以上述數(shù)據(jù)配線與上述柵極配線的交叉部為單位設(shè)置，在上述各像素區(qū)域設(shè)置有與上述數(shù)據(jù)配線和上述柵極配線連接的開(kāi)關(guān)元件；作為與上述開(kāi)關(guān)元件連接的上述第二電極的像素電極；和保持被供給至上述像素電極的電荷的電容器。在這種情況下，能夠構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的矩陣驅(qū)動(dòng)方式的顯示元件。此外，在上述顯示元件中，作為上述像素電極，也可以使用反射電極。在這種情況下，能夠使用來(lái)自顯示元件的外部的光顯示信息，能夠容易地構(gòu)成消耗電力少的小型的顯示元件。
此外，在上述顯示元件中，作為上述電容器，使用以覆蓋上述像素電極的方式設(shè)置于上述第一基板和上述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)的電介質(zhì)層。在這種情況下，能夠省略由分立部件構(gòu)成的電容器的設(shè)置，能夠容易地構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的顯示元件。此外，在上述顯示元件中，也可以采用如下方式上述多個(gè)像素區(qū)域根據(jù)能夠在上述顯示面一側(cè)進(jìn)行全彩色顯示的多個(gè)顏色分別設(shè)置。在這種情況下，在多個(gè)像素中的各個(gè)像素，對(duì)應(yīng)的極性液體適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，由此，能夠進(jìn)行彩色圖像顯示。此外，在上述顯示元件中，也可以采用如下方式作為上述第一電極，使用設(shè)置于上述顯示用空間的內(nèi)部的信號(hào)電極，作為上述第二電極，使用參照電極和掃描電極，上述參照電極以設(shè)置于上述有效顯示區(qū)域和上述非有效顯示區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域一側(cè)的方式設(shè)置 于上述第一基板和上述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)，上述掃描電極以設(shè)置于上述有效顯不區(qū)域和上述非有效顯示區(qū)域中的另一個(gè)區(qū)域一側(cè)的方式，在與上述參照電極電絕緣的狀態(tài)下，設(shè)置于上述第一基板和上述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)。在這種情況下，能夠不設(shè)置開(kāi)關(guān)元件而改變顯示面一側(cè)的顯示色，能夠構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的顯示元件。此外，在上述顯示元件中，優(yōu)選如下方式多個(gè)上述信號(hào)電極沿規(guī)定的排列方向設(shè)置，多個(gè)上述參照電極和多個(gè)上述掃描電極以相互交替且與上述多個(gè)信號(hào)電極交叉的方式設(shè)置，上述顯示元件包括信號(hào)電壓施加部，其與上述多個(gè)信號(hào)電極連接，并且根據(jù)在上述顯不面一側(cè)顯不的信息，對(duì)上述多個(gè)信號(hào)電極中的各個(gè)信號(hào)電極施加規(guī)定的電壓范圍內(nèi)的信號(hào)電壓；參照電壓施加部，其與上述多個(gè)參照電極連接，并且對(duì)上述多個(gè)參照電極中的各個(gè)參照電極施加選擇電壓和非選擇電壓中的一個(gè)電壓，其中，上述選擇電壓允許上述極性液體根據(jù)上述信號(hào)電壓在上述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)，上述非選擇電壓阻止上述極性液體在上述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)；和掃描電壓施加部，其與上述多個(gè)掃描電極連接，并且對(duì)上述多個(gè)掃描電極中的各個(gè)掃描電極施加選擇電壓和非選擇電壓中的一個(gè)電壓，其中，上述選擇電壓允許上述極性液體根據(jù)上述信號(hào)電壓在上述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)，上述非選擇電壓阻止上述極性液體在上述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)。在這種情況下，能夠容易地構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的矩陣驅(qū)動(dòng)方式的顯示元件。此外，在上述顯示元件中，優(yōu)選多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以上述信號(hào)電極與上述掃描電極的交叉部為單位設(shè)置。在這種情況下，能夠通過(guò)在顯示面一側(cè)的多個(gè)像素中的各個(gè)像素使極性液體移動(dòng)，以像素為單位改變顯示面一側(cè)的顯示色。此外，在上述顯示元件中，在上述參照電極和上述掃描電極的表面上疊層有電介質(zhì)層。在這種情況下，能夠可靠地使電介質(zhì)層施加在極性液體的電場(chǎng)變大，更容易地提高該極性液體的移動(dòng)速度。此外，在上述顯示元件中，也可以如下方式上述多個(gè)像素區(qū)域根據(jù)能夠在上述顯示面一側(cè)進(jìn)行全彩色顯示的多個(gè)顏色分別設(shè)置。
在這種情況下，在多個(gè)像素中的各個(gè)像素，對(duì)應(yīng)的極性液體適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，由此，能夠進(jìn)行彩色圖像顯示。此外，在上述顯示元件，優(yōu)選如下方式在上述顯示用空間的內(nèi)部，以能夠在該顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)的方式封入有不與上述極性液體混合的絕緣性流體。在這種情況下，能夠容易地實(shí)現(xiàn)極性液體的移動(dòng)速度的高速化。此外，本發(fā)明的電氣設(shè)備的特征在于上述電氣設(shè)備包括顯示包含文字和圖像的信息的顯示部，在上述顯示部使用上述任一顯示元件。在上述那樣被構(gòu)成的電氣設(shè)備，在顯示部使用無(wú)論在觀察者從哪一方位角方向觀看顯示的情況下均能夠進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示、能夠抑制顯示品質(zhì)的下降的顯示元 件，因此能夠容易地構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示性能的電氣設(shè)備。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供無(wú)論在觀察者從哪一方位角觀看顯示的情況下均能夠進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示、能夠抑制顯示品質(zhì)的下降的顯示元件和使用其的電氣設(shè)備。


圖I是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的顯示元件和圖像顯示裝置的平面圖。圖2是說(shuō)明圖I所示的顯示元件的像素區(qū)域的主要部分的具體結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示從顯示面一側(cè)觀看時(shí)的圖I所示的上部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖4是表示從非顯示面一側(cè)觀看時(shí)的圖I所示的下部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖5 (a)和圖5 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、圖I所示的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。圖6是說(shuō)明圖I所示的顯示元件的視野角特性的圖，圖6 Ca)是說(shuō)明具體的觀看點(diǎn)的圖，圖6 (b)是說(shuō)明天地方向的不同角度的視野角特性的圖。圖7 Ca)和圖7 (b)分別是說(shuō)明圖6 Ca)所示的觀看點(diǎn)的、天地方向和左右方向的透射率的角度依賴性的圖表。圖8 (a)和圖8 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、本發(fā)明的第二實(shí)施方式的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。圖9是說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的顯示元件和圖像顯示裝置的平面圖。圖10是表示從顯示面一側(cè)觀看時(shí)的圖9所示的上部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖11是表示從非顯示面一側(cè)觀看時(shí)的圖9所示的下部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖12 (a)和圖12 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、圖9所示的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。圖13是說(shuō)明圖9所示的圖像顯示裝置的動(dòng)作例的圖。圖14是說(shuō)明圖9所示的顯示元件的視野角特性的圖，圖14 Ca)是說(shuō)明具體的觀看點(diǎn)的圖，圖14 (b)是說(shuō)明天地方向的不同角度的視野角特性的圖。
圖15 (a)和圖15 (b)分別是說(shuō)明圖14 (a)所示的觀看點(diǎn)的、天地方向和左右方向的透射率的角度依賴性的圖表。圖16是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的顯示元件的、從顯示面一側(cè)觀看時(shí)的上部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖17 (a)和圖17 (b)分別是非CF著色顯示時(shí)和CF著色顯示時(shí)的、圖16所示的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。圖18是說(shuō)明使用圖16所示的顯示元件的圖像顯示裝置的動(dòng)作例的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的顯示元件和電氣設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下的說(shuō)明中，例示有在具備能夠顯示信息的顯示部的圖像顯示裝置中應(yīng)用本發(fā)明的情況，并進(jìn)行說(shuō)明。此外，各圖中的結(jié)構(gòu)部件的尺寸并非忠實(shí)地表現(xiàn)實(shí)際的結(jié)構(gòu)部件的尺寸和 各結(jié)構(gòu)部件的尺寸比例等。[第一實(shí)施方式]圖I是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的顯示元件和圖像顯示裝置的平面圖。在圖1，在本實(shí)施方式的圖像顯示裝置I設(shè)置有使用本發(fā)明的顯示元件2的顯示部，在該顯示部構(gòu)成有矩形狀的顯示面。在顯示元件2，設(shè)置有顯示控制部3和與該顯示控制部3連接的源極驅(qū)動(dòng)器4和柵極驅(qū)動(dòng)器5。從外部向顯示控制部3輸入有視頻信號(hào)，顯示控制部3構(gòu)成為基于被輸入的視頻信號(hào)，生成并輸出向源極驅(qū)動(dòng)器4和柵極驅(qū)動(dòng)器5供給的各指示信號(hào)。由此，在顯示元件2，根據(jù)視頻信號(hào)顯示變化文字和圖像的信息。此外，顯示元件2包括以在與圖I的紙面垂直的方向上相互重疊的方式配置的上部基板6和下部基板7，由這些上部基板6與下部基板7的重疊部分形成上述顯示面的有效顯示區(qū)域(詳細(xì)情況后述。)。此外，在顯示元件2，作為數(shù)據(jù)配線的多個(gè)源極配線S相互隔開(kāi)規(guī)定的間隔且沿X方向設(shè)置為條紋狀。此外，在顯示元件2，多個(gè)柵極配線G相互隔開(kāi)規(guī)定的間隔且沿Y方向設(shè)置為條紋狀。這些源極配線S和柵極配線G例如在下部基板6上以相互交叉的方式呈矩陣狀設(shè)置，在顯示元件2，多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以源極配線S與柵極配線G的交叉部為單位被設(shè)定。此外，這些多個(gè)源極配線S和多個(gè)柵極配線G分別與源極驅(qū)動(dòng)器4和柵極驅(qū)動(dòng)器5連接，與被輸入至顯示控制部3的視頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的源極信號(hào)(電壓信號(hào))和柵極信號(hào)從源極驅(qū)動(dòng)器4和柵極驅(qū)動(dòng)器5分別被供給至各源極配線S和各柵極配線G。并且，在顯示元件2，如在之后詳細(xì)說(shuō)明的那樣，上述多個(gè)像素區(qū)域中的各像素區(qū)域通過(guò)分隔壁被劃分。而且，在顯示元件2，按以矩陣狀設(shè)置的多個(gè)像素(顯示單元)中的每個(gè)像素，通過(guò)電潤(rùn)濕現(xiàn)象使后述的極性液體變形(移動(dòng))，以改變顯示面一側(cè)的顯示色。此處，還參照?qǐng)D2 圖5，對(duì)顯示元件2的像素結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的說(shuō)明。圖2是說(shuō)明圖I所示的顯示元件的像素區(qū)域的主要部分的具體的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示從顯示面一側(cè)觀看的情況下的圖I所示的上部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖4是表示從非顯示面一側(cè)觀看的情況下的圖I所示的下部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖5 (a)和圖5 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、圖I所示的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。另外，在圖3和圖4中，為了圖面的簡(jiǎn)單化，表示有設(shè)置在上述顯示面的多個(gè)像素中的、在圖I的左上端部排列的9個(gè)像素。此外，在圖4，為了圖面的簡(jiǎn)單化，省略上述源極配線S和柵極配線G的圖示。如圖2所示，在顯示元件2，多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以源極配線S與柵極配線G的交叉部為單位被設(shè)定，在該交叉部的附近設(shè)置有作為開(kāi)關(guān)元件的薄膜晶體管(TFT)SW、作為第二電極的像素電極8和電容器C。即，在顯示元件2，在各像素區(qū)域，薄膜晶體管SW的源極電極和柵極電極分別與源極配線S和柵極配線G連接。此外，該薄膜晶體管Sff的漏極電極與像素電極8連接，像素電極8與由后述的電介質(zhì)層14構(gòu)成的電容器C連接，該電介質(zhì)層14以覆蓋該像素電極8的方式設(shè)置在下部基板7—側(cè)。而且，在各像素區(qū)域，在薄膜晶體管SW根據(jù)柵極信號(hào)被控制為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，與視頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓作為源極信號(hào)經(jīng)源極配線S和薄膜晶體管SW被供給至像素電極8，與該電壓對(duì)應(yīng)的電荷被保持在電容器C (電介質(zhì)層14)。這樣，顯示元件2構(gòu)成按每像素具有開(kāi)關(guān)元件(有源元件)的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的上述顯示部。此外，在圖2 圖5，顯示元件2包括設(shè)置于顯示面一側(cè)的作為第一基板的上述上 部基板6和設(shè)置于上部基板2的背面?zhèn)?非顯示面一側(cè))的作為第二基板的上述下部基板7。此外，在顯示元件2，上部基板6與下部基板7相互隔開(kāi)規(guī)定的間隔配置，由此，在這些上部基板6與下部基板7之間形成有規(guī)定的顯示用空間K。此外，在該顯示用空間K的內(nèi)部，上述極性液體12和不與該極性液體12混合的絕緣性的被著色的油13以能夠在該顯示用空間K的內(nèi)部沿上述Y方向(圖4的上下方向)移動(dòng)的方式被封入，極性液體12能夠從后述的非有效顯示區(qū)域P2 —側(cè)向有效顯示區(qū)域Pl —側(cè)移動(dòng)。在極性液體12中，例如使用含有作為溶劑的水和作為溶質(zhì)的規(guī)定的電解質(zhì)的水溶液。具體而言，例如在極性液體12中使用lmmol/L的氯化鉀(KCl)的水溶液。此外，在本實(shí)施方式中，極性液體12因?yàn)樵谏鲜鲆酝獠患尤肴魏挝镔|(zhì)所以是無(wú)色透明的。但是，在該極性液體12，也可以為了調(diào)節(jié)其密度和/或粘度、熔點(diǎn)和/或沸點(diǎn)而混入低級(jí)醇和/或乙二醇等水溶性液體，此外，還可以為了著色為紅色或綠色、藍(lán)色等而混入自分散型顏料和/或水溶性染料等。此外，在油13中，例如使用在包括自側(cè)鏈高級(jí)醇、側(cè)鏈高級(jí)脂肪酸、烷烴、硅油、匹配油中選出的一種或多種的無(wú)極性的溶劑中例如通過(guò)顏料和/或染料被著色的油。此外，該油13隨著極性液體12的滑動(dòng)移動(dòng)在顯示用空間K的內(nèi)部移動(dòng)。此外，因?yàn)橛?3被著色，所以該油13在各像素作為允許光的透過(guò)或阻止光的透過(guò)的光閘發(fā)揮作用。即，在顯示元件2的各像素，如在之后詳述的那樣，構(gòu)成為能夠通過(guò)對(duì)油13在顯示用空間K的內(nèi)部位于有效顯示區(qū)域Pl的面積進(jìn)行調(diào)制，而在光吸收狀態(tài)與光透過(guò)狀態(tài)之間切換顯示。并且，油13例如通過(guò)利用分配裝置或噴墨裝置被涂敷在下部基板6上，由此，以像素區(qū)域?yàn)閱挝槐环馊腼@示用空間K的內(nèi)部。在上部基板6使用無(wú)堿玻璃基板等透明的玻璃材料或丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂等透明的合成樹(shù)脂等透明的透明片材。此外，在上部基板6的非顯示面一側(cè)的表面，依次形成有遮光層10和作為第一電極的共用電極9。此外，在下部基板7，與上部基板6同樣地使用無(wú)堿玻璃基板等透明的玻璃材料、或丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂等透明的合成樹(shù)脂等的透明的透明片材。此外，在下部基板7的非顯示面一側(cè)的表面設(shè)置有上述像素電極8和上述薄膜晶體管SW，而且，以覆蓋這些像素電極8和上述薄膜晶體管SW的方式形成有上述電介質(zhì)層14。此外，在該電介質(zhì)層14的顯示面一側(cè)的表面，設(shè)置有肋11，該肋11具有以與Y方向和X方向分別平行的方式設(shè)置的第一肋部件Ila和第二肋部件lib。并且，在下部基板7，以覆蓋電介質(zhì)層14和肋11的方式設(shè)置有撥水膜15。另外，在上述的說(shuō)明以外，也可以為薄膜晶體管SW不被電介質(zhì)層14覆蓋的結(jié)構(gòu)。此外，在下部基板7的背面?zhèn)?非顯示面一側(cè))，例如一體地安裝有發(fā)出白色的照明光的背光源16，構(gòu)成透過(guò)型的顯示元件2。另外，在背光源16能夠使用冷陰極熒光管或LED等光源。在像素電極8使用包括ITO等透明電極材料的透明電極。此外，該像素電極8以設(shè)置于有效顯示區(qū)域Pl的下方的方式設(shè)置在下部基板7上。此外，薄膜晶體管SW以設(shè)置在非有效顯示區(qū)域P2的下方的方式設(shè)置在下部基板7上。在共用電極9，與像素電極8同樣使用包括ITO等透明電極材料的透明電極。此 夕卜，在該共用電極9使用平面狀的透明電極，共用電極9覆蓋被設(shè)置于顯示面的所有像素。在遮光層10設(shè)置有作為遮光膜的黑矩陣部IOs ;和以具有規(guī)定的形狀的方式構(gòu)成的開(kāi)口部10a。此外，在顯示元件2，如圖3所例示的那樣，在各像素區(qū)域P，在與像素的有效顯示區(qū)域Pl對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有開(kāi)口部10a，在與非有效顯示區(qū)域P2對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有黑矩陣部10s。S卩，在顯示元件2，對(duì)上述顯示用空間S，通過(guò)黑矩陣部(遮光膜)IOs設(shè)定非有效顯示區(qū)域P2 (非開(kāi)口部)，通過(guò)在該黑矩陣部IOs形成的開(kāi)口部IOa設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl。并且，在顯示元件2，在顯示用空間K以使得極性液體12沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2。具體而言，在以在顯示面的上下方向(Y方向)與鉛垂方向大致平行的方式設(shè)置圖像顯示裝置I的情況下，在顯示元件2，其有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2也以與鉛垂方向大致平行的方式被設(shè)定。此外，在顯示元件2，開(kāi)口部IOa的面積選擇為與有效顯示區(qū)域Pl的面積相同或稍小的值。另一方面，黑矩陣部IOs的面積選擇為與非有效顯示區(qū)域P2的面積相同或稍大的值。另外，在圖3，為了明確相鄰的像素的邊界部而以虛線表示與相鄰的像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)黑矩陣部IOs間的邊界線，但是在實(shí)際的遮光層10并不存在黑矩陣部IOs間的邊界線。此外，在顯示元件2，通過(guò)作為上述分隔壁的肋11，以像素區(qū)域P為單位劃分顯示用空間K。即，在顯示元件2，如圖4所例示的那樣，通過(guò)彼此相對(duì)的高度適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)第一肋部件Ila和彼此相對(duì)的高度適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)第二肋部件11b，劃分各像素的顯示用空間K。并且，在顯示元件2，利用第一和第二肋部件IlaUlb防止極性液體12容易地流入相鄰的像素區(qū)域P的顯示用空間K的內(nèi)部。即，在第一和第二肋部件IlaUlb使用例如負(fù)型的光固化性樹(shù)脂，第一和第二肋部件IlaUlb具有透光性。此外，對(duì)于這些第一和第二肋部件I la、I Ib，以防止極性液體12在相鄰的像素間流出流入的方式?jīng)Q定從電介質(zhì)層14突出的高度。另外，除上述的說(shuō)明以外，例如也可以為使第一和第二肋部件IlaUlb相互分離的結(jié)構(gòu)，而使得在像素區(qū)域P的四個(gè)角產(chǎn)生間隙。此外，也可以以使得相鄰的像素區(qū)域P彼此氣密地被區(qū)分的方式，使構(gòu)成為上述框狀的肋11的前端部與上部基板2—側(cè)緊密地相接。
電介質(zhì)層14例如包括含有氮化硅、氧化鉿、二氧化鈦、或者鈦酸鋇的透明的電介質(zhì)膜。此外，在撥水膜15中，使用透明的合成樹(shù)脂，優(yōu)選使用在施加電壓時(shí)相對(duì)于極性液體12成為親水層的、例如氟類(lèi)樹(shù)脂。由此，在顯示元件2，能夠使下部基板7的顯示用空間K 一側(cè)的各表面一側(cè)的與極性液體12之間的潤(rùn)濕性(接觸角)大幅變化，能夠?qū)崿F(xiàn)極性液體12的移動(dòng)(變形)速度的高速化。在上述那樣構(gòu)成的顯示元件2的各像素，如圖5 Ca)所例示的那樣，當(dāng)油13被保持在開(kāi)口部IOa的下方時(shí),來(lái)自背光源16的光被油13遮擋,進(jìn)行黑色顯不。另一方面，如圖5 (b)所例示的那樣，當(dāng)油13被保持在黑矩陣部IOs的下方時(shí)，來(lái)自背光源16的光不被油13遮擋，而是通過(guò)開(kāi)口部10a，由此，利用該背光源16的光進(jìn)行白色顯示。此處，對(duì)上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的圖像顯示裝置I的顯示動(dòng)作進(jìn)行具體的說(shuō)明。
在圖1，顯示控制部3例如在從該圖的上側(cè)向下側(cè)的規(guī)定的掃描方向、從柵極驅(qū)動(dòng)器5對(duì)柵極配線G依次輸出使薄膜晶體管SW為導(dǎo)通狀態(tài)的柵極信號(hào)。然后，當(dāng)薄膜晶體管SW成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，顯示控制部3從源極驅(qū)動(dòng)器4向源極配線S輸出與視頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的源極信號(hào)(電壓信號(hào))。由此，在對(duì)應(yīng)的像素，來(lái)自源極配線S的電壓被施加至像素電極8，電荷蓄積在電容器C (電介質(zhì)層14)。此外，該蓄積的電荷在至下一次選擇柵極配線G為止的I中貞的時(shí)間，被維持在電容器C。此外，在顯示元件2，在進(jìn)行圖5 Ca)所示的黑色顯示時(shí)，以使得像素電極8與共用電極9之間的電位差為OV的方式，從源極驅(qū)動(dòng)器4經(jīng)源極配線S向像素電極8輸出源極信號(hào)。當(dāng)對(duì)像素電極8進(jìn)行這樣的電壓施加時(shí)，如圖5 (a)所示，該顯示區(qū)域P內(nèi)的極性液體12成為與撥水膜的親和性比較高的油13位于開(kāi)口部IOa的下方那樣的狀態(tài)，成為完全覆蓋該開(kāi)口部IOa的狀態(tài)。其結(jié)果是，在顯示元件2，來(lái)自背光源16的光被油13遮擋，進(jìn)行黑色顯示。此外，在顯示元件2，在進(jìn)行圖5 (b)所示的白色顯示時(shí)，以使得像素電極8與共用電極9之間的電位差成為規(guī)定的電壓值(例如，16V)的方式，從源極驅(qū)動(dòng)器4經(jīng)源極配線S向像素電極8輸出源極信號(hào)。當(dāng)向像素電極8進(jìn)行這樣的電壓施加時(shí)，在撥水膜15的表面蓄積電荷，親水性變高，因此，該像素區(qū)域P內(nèi)的極性液體12如圖5 (b)所示那樣以位于開(kāi)口部IOa—側(cè)的下方的狀態(tài)被保持。其結(jié)果是，在顯示元件2，來(lái)自背光源16的光不被油13遮擋，被容許向使用者等觀察者一側(cè)射出，進(jìn)行白色顯示。此外，在顯示元件2，如果以使得像素電極8與共用電極9中間的電位差成為OV與上述規(guī)定的電壓值之間的電壓值的方式、從源極驅(qū)動(dòng)器4經(jīng)源極配線S向像素電極8輸出源極信號(hào)，則能夠進(jìn)行與該電壓值對(duì)應(yīng)的中間灰度的顯示。即，油13根據(jù)被施加至像素電極8的電壓向開(kāi)口部IOa的下方一側(cè)移動(dòng)，由此，相對(duì)于開(kāi)口部IOa的、油13的遮蔽率發(fā)生變化，向觀察者一側(cè)射出的來(lái)自背光源16的光的射出量也發(fā)生變化，由此能夠進(jìn)行中間灰度的顯示。在以上那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的顯示元件2，在顯示用空間K，以使得極性液體12沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2。由此，即使在進(jìn)行中間灰度的顯示時(shí)，也能夠抑制由極性液體12自身向觀察者一側(cè)射出的光的射出量相對(duì)于顯示元件2的方位角方向發(fā)生大幅變化的情況。其結(jié)果是，在本實(shí)施方式中，與上述現(xiàn)有例不同，能夠構(gòu)成無(wú)論在觀察者從哪一方位角方向觀看顯示的情況下均能夠抑制進(jìn)行中間灰度的顯示時(shí)的顯示品質(zhì)的下降的顯示元件2。特別是，在本實(shí)施方式的顯示元件2，當(dāng)在車(chē)站內(nèi)或祭場(chǎng)、或者街道的一角等用于廣告顯示和應(yīng)用于顯示面沿鉛垂方向(重力的作用方向)設(shè)置的彩色看板等圖像顯示裝置(電氣設(shè)備)I時(shí)，能夠極力抑制顯示品質(zhì)的下降。此處，參照?qǐng)D6和圖7，具體地說(shuō)明本實(shí)施方式的顯示元件2的效果。圖6是說(shuō)明圖I所示的顯示元件的視野角特性的圖，圖6 Ca)是說(shuō)明具體的觀看點(diǎn)的圖，圖6 (b)是說(shuō)明天地方向的不同角度的視野角特性的圖。圖7 (a)和圖7 (b)分別是說(shuō)明圖6 (a)所示的觀看點(diǎn)的、天地方向和左右方向的透射率的角度依賴性的圖表。
本申請(qǐng)的發(fā)明人為了驗(yàn)證本實(shí)施方式的顯示元件2的上述效果，在圖6 Ca)的點(diǎn)A，對(duì)使觀看方向變化的情況下的光射出量的變化進(jìn)行了模擬。在該模擬中，在顯示面沿鉛垂方向設(shè)置的情況下，如圖6 (b)所示，在極性液體12的前端位于點(diǎn)A的大致下方的狀態(tài)(即，不進(jìn)行完全的黑色顯示，而進(jìn)行若干中間灰度的顯示的狀態(tài))，作為使觀看方向變化后的情況下的光射出量求取光的透射率。并且，在該模擬中，令油13的顏料的濃度為4wt%，令上部基板6與下部基板7之間的尺寸(單元間隙尺寸)為20 m。如圖6 (b)中箭頭LI所例示的那樣，在點(diǎn)A，在從天地方向的天側(cè)(與重力的作用方向相反的一側(cè))觀看顯示元件2的情況下，來(lái)自背光源16的光不被油13遮擋而向觀察者一側(cè)射出，具有與該光對(duì)應(yīng)的亮度的顯示被看到。此外，如圖6 (b)中箭頭L2所示，在點(diǎn)A，在從與天地方向正交的方向(與顯示面垂直的方向)觀看顯示元件2的情況下，來(lái)自背光源16的光不被油13遮擋而向觀察者一側(cè)射出，具有與該光對(duì)應(yīng)的亮度的顯示被看到。另一方面，如圖6 (b)中箭頭L3所例示的那樣，在點(diǎn)A，在從天地方向的地側(cè)(重力的作用方向一側(cè))觀看顯示元件2的情況下，來(lái)自背光源16的光被油13遮擋而不向觀察者一側(cè)射出。其結(jié)果是，不能看到具有亮度的顯示，被識(shí)別為黑色顯示。并且，在點(diǎn)A，在令從與天地方向正交的方向(與顯示面垂直的方向)觀看顯示元件2的情況(即，圖6 (b)中箭頭L2所示的情況)為0度、令天地方向的天側(cè)和地側(cè)分別為“ + ”側(cè)和側(cè)時(shí)，在點(diǎn)A，使觀看方向變化的情況下的透射率的角度依賴性的模擬的結(jié)果在圖7 (a)表示。如圖7 (a)的曲線60所示，在天地方向的天側(cè)，即使在使觀看方向變化時(shí)，來(lái)自背光源16的光也不被油13遮擋，透射率取與上述0度時(shí)相同的值(在曲線60表示為“I”)。另一方面，如曲線60所示，隨著使觀看方向向天地方向的地側(cè)變化，來(lái)自背光源16的光被油13遮擋，透射率成為小的值。如上所述，在本實(shí)施方式的顯示元件2，在顯示用空間K，以使得極性液體12和油13沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2，因此，在天地方向存在透射率的角度依賴性。與此相對(duì)，在顯示面的左右方向(S卩，與圖6 (b)的紙面垂直的方向)，即使使觀看方向相對(duì)于點(diǎn)A變化，來(lái)自背光源16的光也不被油13遮擋。具體而言，由圖7 (b)中直線70所示的模擬結(jié)果可知，即使在顯示面的左右方向使觀看方向變化，來(lái)自背光源16的光也不被油13遮擋，透射率成為全部相同的值。即，在本實(shí)施方式的顯示元件2，在上述左右方向，不存在透射率的角度依賴性。其結(jié)果是，確認(rèn)到在本實(shí)施方式的顯示元件2，在應(yīng)用于上述彩色等圖像顯示裝置(電氣設(shè)備)I的情況下，根據(jù)觀察者的觀看方向，能夠抑制向觀察者一側(cè)射出的光的光射出量的大幅變化，能夠極力抑制顯示品質(zhì)的下降。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2，非有效顯示區(qū)域P2通過(guò)設(shè)置在上部基板6的黑矩陣部(遮光膜)IOs被設(shè)定，有效顯示區(qū)域Pl通過(guò)開(kāi)口部IOa被設(shè)定，因此，能夠?qū)︼@示用空間K恰當(dāng)且可靠地設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2，源極配線(數(shù)據(jù)配線)S和柵極配線G在下部基板7上呈矩陣狀設(shè)置，平面狀的共用電極(透明電極)9設(shè)置在上部基板6。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2，多個(gè)顯示區(qū)域P中的各個(gè)顯示區(qū)域P以源極配線S與柵極配線G的交叉部為單位設(shè)置，并且在各像素區(qū)域P，顯示用空間K通過(guò)高度適當(dāng)?shù)睦?分隔壁)11被劃分。并且，在本實(shí)施方式的顯示元件2，在各像素區(qū)域P，設(shè)置有薄膜晶體管(開(kāi)關(guān)元件)SW、像素電極(第二電極)8和電介質(zhì)層(電容器)14。由此，在本實(shí)施方式中，能夠構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的矩陣驅(qū)動(dòng)方式的顯示元件2。此外，在本實(shí)施方式的圖像顯示裝置(電氣設(shè)備)I，在顯示部使用無(wú)論在觀察者從 哪一方位角方向觀看顯示的情況下均能夠抑制在進(jìn)行所期望的中間灰度的顯示時(shí)顯示品質(zhì)下降的情況的顯示元件2，因此能夠容易地構(gòu)成具有優(yōu)異的顯示性能的圖像顯示裝置I。[第二實(shí)施方式]圖8 (a)和圖8 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、本發(fā)明的第二實(shí)施方式的顯示元件的主要部分的結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖中，本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的主要的不同點(diǎn)在于，使用反射電極作為像素電極(第二電極)。另外，對(duì)于與上述第一實(shí)施方式共同的要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其重復(fù)的說(shuō)明。S卩，如圖8 (a)和圖8 (b)所示，在本實(shí)施方式的顯示元件2，作為第二電極，按每像素區(qū)域P在下部基板7上設(shè)置有反射電極17。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2，與第一實(shí)施方式的顯示元件2不同，省略背光源的設(shè)置。而且，在本實(shí)施方式的顯示元件2，如圖8 (a)所例示的那樣，當(dāng)油13被保持在開(kāi)口部IOa的下方時(shí)，從上部基板6 —側(cè)射入的來(lái)自外部的光被油13遮擋，進(jìn)行黑色顯示。另一方面，如圖8 (b)所例示的那樣，當(dāng)油13被保持在黑矩陣部IOs的下方時(shí)，來(lái)自上述外部的光不被油13遮擋，而通過(guò)開(kāi)口部10a，進(jìn)一步被反射電極17向外部側(cè)反射，由此利用該來(lái)自外部的光進(jìn)行白色顯示。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中，能夠得到與上述第一實(shí)施方式相同的作用和效果。此外，在本實(shí)施方式中，作為像素電極(第二電極)，使用反射電極17，因此，能夠使用來(lái)自顯示元件2的外部的光顯示信息。其結(jié)果是，能夠省略背光源的設(shè)置，能夠容易地構(gòu)成消耗電力少的小型的顯示元件2。[第三實(shí)施方式]圖9是說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的顯示元件和圖像顯示裝置的平面圖。在圖中，本實(shí)施方式與上述第一實(shí)施方式的主要不同點(diǎn)在于使用作為第一電極的信號(hào)電極、作為第二電極的參照電極和掃描電極。另外，對(duì)與上述第一實(shí)施方式共同的要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其重復(fù)的說(shuō)明。S卩，如圖9所示，在本實(shí)施方式的圖像顯示裝置I設(shè)置有使用本實(shí)施方式的顯示元件2’的顯示部，在該顯示部構(gòu)成有矩形的顯示面。此外，本實(shí)施方式的顯示元件2’與第一實(shí)施方式的顯示元件同樣，由上部基板6與下部基板7的重疊部分形成上述顯示面的有效顯示區(qū)域(詳細(xì)情況后述。)。此外，在顯示元件2’，多個(gè)信號(hào)電極18相互隔開(kāi)規(guī)定的間隔且沿Y方向設(shè)置為條紋狀。此外，在顯示元件2’，多個(gè)參照電極19和多個(gè)掃描電極20相互交替且沿X方向設(shè)置為條紋狀。這些多個(gè)信號(hào)電極18與多個(gè)參照電極19和多個(gè)掃描電極20以相互交叉的方式設(shè)置，在顯示元件2’，多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以信號(hào)電極18與掃描電極20的交叉部為單位設(shè)置。此外，這些多個(gè)信號(hào)電極18、多個(gè)參照電極19和多個(gè)掃描電極20相互獨(dú)立，以能夠被施加作為第一電壓的高(High)電壓(以下稱為“H電壓”)與作為第二電壓的低(Low)電壓(以下稱為“L電壓”)之間的規(guī)定的電壓范圍內(nèi)的電壓的方式構(gòu)成(詳細(xì)情況后述)。并且，在顯示元件2’，如在之后詳細(xì)說(shuō)明的那樣，上述多個(gè)像素區(qū)域中的各像素區(qū)域通過(guò)分隔壁被劃分。而且，在顯示元件2’，按以矩陣狀設(shè)置的多個(gè)像素(顯示單元)中的 每個(gè)像素，通過(guò)電潤(rùn)濕現(xiàn)象使后述的極性液體12’移動(dòng)，以改變顯示面一側(cè)的顯示色。此外，在多個(gè)信號(hào)電極18、多個(gè)參照電極19和多個(gè)掃描電極20,各自的一個(gè)端部側(cè)被引出至顯示面的有效顯示區(qū)域的外側(cè)，形成端子部18a、19a和20a。在多個(gè)信號(hào)電極18的各端子部18a，經(jīng)配線21a與信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21連接。信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21構(gòu)成信號(hào)電壓施加部，在圖像顯示裝置I在顯示面顯示包含文字和圖像的信息的情況下，對(duì)多個(gè)信號(hào)電極18中的各個(gè)信號(hào)電極18施加與信息對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓Vd。此外，在多個(gè)參照電極19的各端子部19a，經(jīng)配線22a與參照驅(qū)動(dòng)器22連接。參照驅(qū)動(dòng)器22構(gòu)成參照電壓施加部，在圖像顯示裝置I在顯示面顯示包含文字和圖像的信息的情況下，對(duì)多個(gè)參照電極19中的各個(gè)參照電極19施加參照電壓Vr。此外，在多個(gè)掃描電極20的各端子部20a，經(jīng)配線23a與掃描驅(qū)動(dòng)器23連接。掃描驅(qū)動(dòng)器23構(gòu)成掃描電壓施加部，在圖像顯示裝置I在顯示面顯示包含文字和圖像的信息的情況下，對(duì)多個(gè)掃描電極20中的各個(gè)掃描電極20施加掃描電壓Vs。此外，在掃描驅(qū)動(dòng)器23，將阻止上述極性液體移動(dòng)的非選擇電壓與允許極性液體根據(jù)信號(hào)電壓Vd移動(dòng)的選擇電壓中的一個(gè)電壓作為掃描電壓Vs對(duì)多個(gè)掃描電極20中的各個(gè)掃描電極20施加。此外，參照驅(qū)動(dòng)器22構(gòu)成為參照掃描驅(qū)動(dòng)器23的動(dòng)作而動(dòng)作，在參照驅(qū)動(dòng)器22，將阻止上述極性液體移動(dòng)的非選擇電壓與允許極性液體根據(jù)信號(hào)電壓Vd移動(dòng)的選擇電壓中的一個(gè)電壓作為掃描電壓Vr對(duì)多個(gè)參照電極19中的各個(gè)參照電極19施加。而且，在圖像顯示裝置1，掃描驅(qū)動(dòng)器23例如對(duì)從圖9的上側(cè)至下側(cè)的各掃描電極20依次施加選擇電壓，且參照驅(qū)動(dòng)器22與掃描驅(qū)動(dòng)器23的動(dòng)作同步地對(duì)從圖9的上側(cè)至下側(cè)的各參照電極19依次施加選擇電壓，由此進(jìn)行每個(gè)行的掃描動(dòng)作(詳細(xì)情況后述)。此外，在信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21、參照驅(qū)動(dòng)器22和掃描驅(qū)動(dòng)器23包括直流電源或交流電源，供給對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓Vd、參照電壓Vr和掃描電壓Vs。此外，參照驅(qū)動(dòng)器22以按每規(guī)定的時(shí)間(例如I幀)切換參照電壓Vr的極性的方式構(gòu)成。而且，掃描驅(qū)動(dòng)器23以與參照電壓Vr的極性的切換對(duì)應(yīng)地切換掃描電壓Vs的各極性的方式構(gòu)成。這樣，參照電壓Vr和掃描電壓Vs的各極性按每規(guī)定的時(shí)間被切換，因此，與總是對(duì)參照電極19和掃描電極20施加相同極性的電壓時(shí)相比，能夠防止這些參照電極19和掃描電極20的電荷的局部存在。進(jìn)而，能夠防止電荷的局部存在所引起的顯示不良(殘像現(xiàn)象)和可靠性(壽命下降)的不良影響。此處，還參照?qǐng)D10 圖12，對(duì)顯示元件2’的像素結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的說(shuō)明。圖10是表示從顯示面一側(cè)觀看的情況下的圖9所示的上部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖11是表示從非顯示面一側(cè)觀看的情況下的圖9所示的下部基板一側(cè)的主要部分結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖12 (a)和圖12 (b)分別是表示黑色顯示時(shí)和白色顯示時(shí)的、圖9所示的顯示元件的主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖。另外，在圖10和圖11中，為了圖面的簡(jiǎn)單化，圖中表示了設(shè)置在上述顯示面的多個(gè)像素中的、在圖9的左上端部排列的9個(gè)像素(之后說(shuō)明的圖14也同樣)。在圖10 圖12，顯示元件2’與第一實(shí)施方式的顯示元件同樣，包括作為設(shè)置于顯示面一側(cè)的第一基板的上述上部基板6和作為設(shè)置于上部基板6的背面?zhèn)?非顯示面一側(cè))的第二基板的上述下部基板7。此外，在顯示元件2’，在上部基板6與下部基板7之間形成 有規(guī)定的顯示用空間K。此外，在該顯示用空間K的內(nèi)部，上述極性液體12’和油13’以能夠在該顯示用空間K的內(nèi)部、在上述Y方向(圖10的上下左右方向)移動(dòng)的方式被封入，極性液體12’能夠向有效顯示區(qū)域Pl —側(cè)或非有效顯示區(qū)域P2 —側(cè)移動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2’，與第一實(shí)施方式不同，作為極性液體12’，例如使用利用自分散型顏料著色為黑色的液體，作為油13’，使用無(wú)色透明的油。即，在本實(shí)施方式的顯示元件2’，極性液體12’在各像素作為允許光的透過(guò)或阻止光的透過(guò)的光閘發(fā)揮作用。此外，在本實(shí)施方式的顯示元件2’的各像素，如在之后詳述的那樣，極性液體12’顯示用空間K的內(nèi)部向參照電極19 一側(cè)(有效顯示區(qū)域Pl —側(cè))或掃描電極20 —側(cè)(非有效顯示區(qū)域P2 —側(cè))滑動(dòng)移動(dòng)，由此，顯示色被改變?yōu)楹谏虬咨?。此外，在上部基?的非顯示面一側(cè)的表面，依次形成有遮光層10、作為第一電極的信號(hào)電極18和撥水膜24。此外，在下部基板7的顯示面一側(cè)的表面，設(shè)置有作為第二電極的上述參照電極19和上述掃描電極20。并且，以覆蓋這些參照電極19和掃描電極20的方式形成有上述電介質(zhì)層14。此外,在該電介質(zhì)層14的顯不面一側(cè)的表面,與第一實(shí)施方式同樣,設(shè)置有肋11，該肋11具有以與Y方向和X方向分別平行的方式設(shè)置的第一肋部件Ila和第二肋部件lib。并且，在下部基板7，以覆蓋電介質(zhì)層14和肋11的方式設(shè)置有撥水膜15。在遮光層10，與第一實(shí)施方式同樣，設(shè)置有作為遮光膜的黑矩陣部IOs和以具有規(guī)定的形狀的方式構(gòu)成的開(kāi)口部10a。此外，在顯示元件2’，如圖10所例示的那樣，在各像素區(qū)域P，在與像素的有效顯示區(qū)域Pl對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有開(kāi)口部10a，在與非有效顯示區(qū)域P2對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有黑矩陣部10s。即，在顯示元件2’，與第一實(shí)施方式同樣，對(duì)上述顯示用空間K，通過(guò)黑矩陣部(遮光膜)IOs設(shè)定非有效顯示區(qū)域P2 (非開(kāi)口部)，通過(guò)在該黑矩陣部IOs形成的開(kāi)口部IOa設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl。并且，在顯示元件2’，在顯示用空間K以使得極性液體12’沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2。具體而言，在以在顯示面的上下方向(Y方向)與鉛垂方向大致平行的方式設(shè)置圖像顯示裝置I的情況下，在顯示元件2’，其有效顯示區(qū)域Pl和非有效顯示區(qū)域P2也以與鉛垂方向大致平行的方式被設(shè)定。此外，在顯示元件2’，與第一實(shí)施方式同樣，開(kāi)口部IOa的面積選擇為與有效顯示區(qū)域Pl的面積相同或稍小的值。另一方面，黑矩陣部IOs的面積選擇為與非有效顯示區(qū)域P2的面積相同或稍大的值。另外，在圖10，為了明確相鄰的像素的邊界部而以虛線表示與相鄰的像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)黑矩陣部IOs間的邊界線，但是在實(shí)際的遮光層10并不存在黑矩陣部IOs間的邊界線。此外，在顯示元件2’，與第一實(shí)施方式同樣，顯示用空間K通過(guò)作為上述分隔壁的肋11，以像素區(qū)域P為單位劃分。即，在顯示元件2’，如圖11所例示的那樣，各像素的顯示用空間K通過(guò)彼此相對(duì)的高度適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)第一肋部件Ila和彼此相對(duì)的高度適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)第二肋部件Ilb被劃分。并且，在顯不兀件2’，與第一實(shí)施方式同樣,利用第一和第二肋部件IlaUlb防止極性液體12’容易地流入相鄰的像素區(qū)域P的顯示用空間K的內(nèi)部。S卩，在第一和第二肋部件IlaUlb使用例如負(fù)型的光固化性樹(shù)脂，第一和第二肋部件IlaUlb具有透光性。此外，在這些第一和第二肋部件11a、11b，從電介質(zhì)層14突出的高度以防止極性液體12’在相鄰的像素間流出流入的方式?jīng)Q定。 在參照電極19和掃描電極20，使用氧化銦類(lèi)(IT0)、氧化錫類(lèi)(SnO2)或氧化鋅類(lèi)(AZ0、GZ0、或IZ0)等透明的電極材料。該各參照電極19和各掃描電極20利用濺射法等周知的成膜方法、呈帶狀形成在下部基板7上。在信號(hào)電極18，使用以與Y方向平行的方式配置的線狀配線。此外，在該信號(hào)電極18使用ITO等透明電極材料。并且，信號(hào)電極18在遮光層10上以通過(guò)各像素區(qū)域P的X方向的大致中心部的方式設(shè)置，以經(jīng)撥水膜24與極性液體12’電接觸的方式構(gòu)成。由此，在顯示元件2’，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示動(dòng)作時(shí)的極性液體12’的響應(yīng)性的提高。此外，在撥水膜24中，使用透明的合成樹(shù)脂，優(yōu)選使用在施加電壓時(shí)相對(duì)于極性液體12’成為親水層的、例如氟類(lèi)樹(shù)脂。由此，在顯示元件2’，能夠使在上部基板6的顯示用空間K 一側(cè)的表面一側(cè)的與極性液體12’之間的潤(rùn)濕性(接觸角)大幅變化，能夠?qū)崿F(xiàn)極性液體12’的移動(dòng)(變形)速度的高速化。在上述那樣構(gòu)成的顯示元件2’的各像素，如圖12 (a)所例示的那樣，當(dāng)極性液體12’被保持在黑矩陣部IOs與參照電極19之間時(shí)，來(lái)自背光源16的光不被極性液體12’遮擋，而通過(guò)開(kāi)口部10a，由此利用該背光源16的光進(jìn)行白色顯示。另一方面，如圖12 (b)所例示的那樣，當(dāng)極性液體12’被保持在開(kāi)口部IOa與掃描電極20之間時(shí)，來(lái)自背光源16的光被極性液體12’遮擋，進(jìn)行黑色顯示。此處，還參照?qǐng)D13，對(duì)上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的圖像顯示裝置I的顯示動(dòng)作進(jìn)行具體的說(shuō)明。圖13是說(shuō)明上述圖9所示的圖像顯示裝置的動(dòng)作例的圖。在圖13，參照驅(qū)動(dòng)器22和掃描驅(qū)動(dòng)器23，例如在從該圖的上側(cè)朝向下側(cè)的規(guī)定的掃描方向，對(duì)參照電極19和掃描電極20，分別依次施加上述選擇電壓作為參照電壓Vr和掃描電壓Vs。具體而言，參照驅(qū)動(dòng)器22和掃描驅(qū)動(dòng)器23，對(duì)參照電極19和掃描電極20，分別依次施加H電壓(第一電壓)和L電壓(第二電壓)作為選擇電壓，進(jìn)行選擇線的掃描動(dòng)作。此外，在該選擇線，信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21根據(jù)來(lái)自外部的圖像輸入信號(hào)，對(duì)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電極18施加H電壓或L電壓作為信號(hào)電壓Vd。由此，在選擇線的各像素，極性液體12’向有效顯示區(qū)域Pl —側(cè)或非有效顯示區(qū)域P2 —側(cè)移動(dòng)，顯示面一側(cè)的顯示色被改變。另一方面，對(duì)非選擇線、即剩余的所有參照電極19和掃描電極20，參照驅(qū)動(dòng)器22和掃描驅(qū)動(dòng)器23分別施加上述非選擇電壓作為參照電壓Vr和掃描電壓Vs。具體而言，參照驅(qū)動(dòng)器22和掃描驅(qū)動(dòng)器23對(duì)剩余的所有參照電極19和掃描電極20例如施加上述H電壓和L電壓的中間的電壓即中間電壓(Middle電壓，以下稱為“M電壓”)作為非選擇電壓。由此，在非選擇線的各像素，極性液體12’在有效顯示區(qū)域Pl —側(cè)或非有效顯示區(qū)域P2 —側(cè)不發(fā)生不必要的變動(dòng)而靜止，顯示面一側(cè)的顯示色不被改變。在進(jìn)行上述那樣的顯示動(dòng)作的情況下，施加向參照電極19、掃描電極20和信號(hào)電極18的施加電壓的組合如表I所示。而且，極性液體12’的狀態(tài)和顯示面一側(cè)的顯示色如表I所示那樣與施加電壓對(duì)應(yīng)。另外，在表1，將H電壓、L電壓和M電壓分別簡(jiǎn)記為“H”、“L”、“M”(與之后提出的表2 表4相同)。此外，H電壓、L電壓和M電壓的具體的值分別例如為+16V、0V和+8V。 [表 I]
權(quán)利要求
1.一種顯示元件，其特征在于，包括 設(shè)置于顯示面一側(cè)的第一基板； 第二基板，其以規(guī)定的顯示用空間形成于所述第一基板與所述第二基板之間的方式設(shè)置于該第一基板的非顯示面一側(cè)； 在所述顯示用空間設(shè)定的有效顯示區(qū)域和非有效顯示區(qū)域；和極性液體，其以至少能夠向所述有效顯示區(qū)域一側(cè)移動(dòng)的方式被封入所述顯示用空間的內(nèi)部， 所述顯示元件構(gòu)成為能夠通過(guò)使所述極性液體移動(dòng)來(lái)改變所述顯示面一側(cè)的顯示色， 所述顯示元件還包括 第一電極，其以與所述極性液體接觸的方式設(shè)置于所述顯示用空間的內(nèi)部；和第二電極，其以與所述極性液體和所述第一電極電絕緣的狀態(tài)，設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)， 在所述顯示用空間，以使得所述極性液體沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有所述有效顯示區(qū)域和所述非有效顯示區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I所述的顯示元件，其特征在于 所述非有效顯示區(qū)域由設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板中的另一個(gè)基板一側(cè)的遮光膜設(shè)定， 所述有效顯示區(qū)域由形成于所述遮光膜的開(kāi)口部設(shè)定。
3.如權(quán)利要求I或2所述的顯示元件，其特征在于 所述有效顯示區(qū)域和所述非有效顯示區(qū)域以與鉛垂方向大致平行的方式被設(shè)定。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 在所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)呈矩陣狀地設(shè)置有數(shù)據(jù)配線和柵極配線， 在所述第一基板和所述第二基板中的另一個(gè)基板一側(cè)設(shè)置有作為所述第一電極的平面狀的透明電極， 多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以所述數(shù)據(jù)配線與所述柵極配線的交叉部為單位設(shè)置， 在所述各像素區(qū)域設(shè)置有與所述數(shù)據(jù)配線和所述柵極配線連接的開(kāi)關(guān)元件；作為與所述開(kāi)關(guān)元件連接的所述第二電極的像素電極；和保持被供給至所述像素電極的電荷的電容器。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示元件，其特征在于 作為所述像素電極，使用反射電極。
6.如權(quán)利要求4或5所述的顯示元件，其特征在于 作為上述電容器，使用以覆蓋所述像素電極的方式設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)的電介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 所述多個(gè)像素區(qū)域根據(jù)能夠在所述顯示面一側(cè)進(jìn)行全彩色顯示的多個(gè)顏色分別設(shè)置。
8.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 作為所述第一電極，使用設(shè)置于所述顯示用空間的內(nèi)部的信號(hào)電極，作為所述第二電極，使用參照電極和掃描電極，所述參照電極以設(shè)置于所述有效顯示區(qū)域和所述非有效顯示區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域一側(cè)的方式設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)，所述掃描電極以設(shè)置于所述有效顯示區(qū)域和所述非有效顯示區(qū)域中的另一個(gè)區(qū)域一側(cè)的方式，在與所述參照電極電絕緣的狀態(tài)下，設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)基板一側(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示元件，其特征在于 多個(gè)所述信號(hào)電極沿規(guī)定的排列方向設(shè)置， 多個(gè)所述參照電極和多個(gè)所述掃描電極以相互交替且與所述多個(gè)信號(hào)電極交叉的方式設(shè)置， 所述顯示元件包括 信號(hào)電壓施加部，其與所述多個(gè)信號(hào)電極連接，并且根據(jù)在所述顯示面一側(cè)顯示的信息，對(duì)所述多個(gè)信號(hào)電極中的各個(gè)信號(hào)電極施加規(guī)定的電壓范圍內(nèi)的信號(hào)電壓； 參照電壓施加部，其與所述多個(gè)參照電極連接，并且對(duì)所述多個(gè)參照電極中的各個(gè)參照電極施加選擇電壓和非選擇電壓中的一個(gè)電壓，其中，所述選擇電壓允許所述極性液體根據(jù)所述信號(hào)電壓在所述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)，所述非選擇電壓阻止所述極性液體在所述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)；和 掃描電壓施加部，其與所述多個(gè)掃描電極連接，并且對(duì)所述多個(gè)掃描電極中的各個(gè)掃描電極施加選擇電壓和非選擇電壓中的一個(gè)電壓，其中，所述選擇電壓允許所述極性液體根據(jù)所述信號(hào)電壓在所述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)，所述非選擇電壓阻止所述極性液體在所述顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示元件，其特征在于 多個(gè)像素區(qū)域中的各個(gè)像素區(qū)域以所述信號(hào)電極與所述掃描電極的交叉部為單位設(shè)置。
11.如權(quán)利要求8 10中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 在所述參照電極和所述掃描電極的表面上疊層有電介質(zhì)層。
12.如權(quán)利要求8 11中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 所述多個(gè)像素區(qū)域根據(jù)能夠在所述顯示面一側(cè)進(jìn)行全彩色顯示的多個(gè)顏色分別設(shè)置。
13.如權(quán)利要求I 12中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其特征在于 在所述顯示用空間的內(nèi)部，以能夠在該顯示用空間的內(nèi)部移動(dòng)的方式封入有不與所述極性液體混合的絕緣性流體。
14.一種電氣設(shè)備,其特征在于 所述電氣設(shè)備包括顯示包含文字和圖像的信息的顯示部， 所述顯示部使用權(quán)利要求I 13中任一項(xiàng)所述的顯示元件。
全文摘要
一種顯示元件(2)，其包括上部基板(第一基板)(6)；下部基板(第二基板)(7)；對(duì)在上部基板(6)與下部基板(7)之間形成的顯示用空間(K)設(shè)定的有效顯示區(qū)域(P1)和非有效顯示區(qū)域(P2)；和以能夠移動(dòng)的方式被封入顯示用空間(K)的內(nèi)部的極性液體(12)，在該顯示元件(2)設(shè)置有共用電極(第一電極)(9)和像素電極(第二電極)(8)。并且，在顯示用空間(K)，以使得極性液體(12)沿天地方向移動(dòng)的方式設(shè)定有效顯示區(qū)域(P1)和非有效顯示區(qū)域(P2)。
文檔編號(hào)G09F9/37GK102770803SQ201080064299
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者中村浩三, 友利拓馬, 松岡俊樹(shù), 植木俊 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社