JP2013125130A - 表示素子、及びこれを用いた電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止することができる表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供する。
【解決手段】上部基板（第１の基板）２と、下部基板（第２の基板）３と、上部基板２及び下部基板３の間に形成された表示用空間の内部で有効表示領域側または非有効表示領域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において、複数の各画素領域に応じて、リブ１４ｂによって表示用空間の内部を区切る。また、このリブ１４ｂは、黒色（所定色）に着色されている。
【選択図】図６

Description

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、透明なリブ（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、及び参照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参照電極側に移動させて、光源からの光を用いて表示面側の表示色を変更するようになっていた。

また、この従来の表示素子では、各画素領域において、ブラックマトリクス部（遮光膜）によって非有効表示領域を設定するとともに、遮光膜に設けた開口部によって有効表示領域を設定していた。さらに、この従来の表示素子では、リブの寸法（幅寸法）と、第１の基板と第２の基板と間のギャップ寸法に基づいて、遮光膜の寸法を決定していた。そして、この従来の表示素子では、斜め方向から見た場合でも、光漏れが発生するのを防いで、コントラストの低下、ひいては表示品位の低下を防止できるとされていた。

国際公開第２０１１／０７４３０４号パンフレット

しかしながら、上記のような従来の表示素子では、リブの幅寸法や第１の基板と第２の基板と間のギャップ寸法などによっては、画素領域での開口部（有効表示領域）の面積が小さい値となることがあり、光源の光利用効率が低下するという問題点を生じることがあった。つまり、この従来の表示素子では、斜め方向から見た場合でも、表示品位の低下を防ぐことと、光源の光利用効率の低下を防止することの両立を図ることが難しくなるという問題点を生じることがあった。

上記の課題を鑑み、本発明は、表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止する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、及び
前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を区切るように、設けられたリブを備え、
前記リブでは、その少なくとも一部が所定色に着色されていることを特徴とするものである。

上記のように構成された表示素子では、リブの少なくとも一部が所定色に着色されている。これにより、上記従来例と異なり、斜め方向から見た場合でも、光漏れが発生するのを防いで、コントラストの低下を防止できるとともに、各画素領域での有効表示領域の面積が小さくなるのを防ぐことができる。この結果、上記従来例と異なり、表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止することができる表示素子を容易に構成することができる。

また、上記表示素子において、前記リブでは、前記少なくとも一部に着色された所定色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されていることが好ましい。

この場合、リブによって光漏れが生じるのを防ぐことができる。

また、上記表示素子において、前記所定色が、黒色であることが好ましい。

この場合、リブの少なくとも一部が黒色に着色されることとなり、この黒色のリブの部分によって光漏れが生じるのを防ぐことができる。

また、上記表示素子において、前記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た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を備えていることが好ましい。

この場合、複数の各画素領域での階調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、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、上記表示素子において、前記リブでは、前記少なくとも一部が前記第１及び第２の基板の一方側に設けられていることが好ましい。

この場合、所定色に着色されたリブの少なくとも一部が遮光膜側に設けられることとなり、光漏れが生じるのをより確実に防ぐことが可能となる。

また、上記表示素子において、前記リブは、前記極性液体の形状に応じて、形成されていることが好ましい。

この場合、リブによって光漏れが生じるのをより確実に防ぐことができる。

また、上記表示素子において、前記リブは、前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を気密に区切るように、設けられていることが好ましい。

この場合、隣接する画素領域間で極性液体が流入出するのを完全に防ぐことができ、優れた表示品位を有する表示素子を容易に構成することができる。

また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体が前記画素領域毎に移動可能に封入されていることが好ましい。

この場合、極性液体の移動速度の高速化を容易に図ることができる。

また、上記表示素子において、前記表示用空間の内部には、前記画素領域毎に前記絶縁性流体を移動させるための移動用空間が設けられていることが好ましい。

この場合、表示色を変更するときに極性液体を移動させる場合でも、当該極性液体を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。

また、上記表示素子において、前記移動用空間の内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記極性液体の移動に応じて、前記絶縁性流体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に案内するガイド部が設置されていることが好ましい。

この場合、絶縁性流体は極性液体の移動に応じて、ガイド部によって有効表示領域側または非有効表示領域側に案内されることとなり、表示色を変更するときに極性液体を移動させる場合において、当該極性液体をより円滑に、かつ、より適切に移動させることができる。

また、上記表示素子において、前記複数の画素領域が、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、前記ガイド部には、前記表示用空間の内部側に突出するように、かつ、前記第１及び第２の基板の他方側で前記有効表示領域と前記非有効表示領域とを接続するように直線状に設けられるとともに、互いに所定の間隔をおいて設置された複数のレール部材が用いられていることが好ましい。

この場合、レール部材を用いて、極性液体の移動に応じて、絶縁性流体を有効表示領域側または非有効表示領域側に適宜案内することができる。

また、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、表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止する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高輝度な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、表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止する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（ａ）及び図４（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５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６は、図５のａ−ａ線断面図である。 図７は、本実施形態品と従来品との比較結果を説明する図であり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ本実施形態品及び従来品での動作例を示す図である。 図８は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。 図９は、表示面側から見た場合での本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図１０は、非表示面側から見た場合での本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図１１（ａ）及び図１１（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、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子での動作例を示す図である。 図１３は、表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図１４（ａ）及び図１４（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、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図１５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１６（ａ）は、図１５のｂ−ｂ線断面図であり、図１６（ｂ）は、図１５のｃ−ｃ線断面図である。 図１７は、表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図１８は、非表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図１９（ａ）及び図１９（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、本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図２０（ａ）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り、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のｄ−ｄ線断面図である。 図２１は、表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図２２は、非表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図２３（ａ）及び図２３（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、本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図２４（ａ）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り、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）のｅ−ｅ線断面図である。 図２５は、表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図２６は、非表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図２７（ａ）及び図２７（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、本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図２８（ａ）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り、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のｆ−ｆ線断面図である。 図２９は、表示面側から見た場合での本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図３０は、非表示面側から見た場合での本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図３１（ａ）及び図３１（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、本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図３２（ａ）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り、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）のｇ−ｇ線断面図である。 図３３は、表示面側から見た場合での本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図３４は、非表示面側から見た場合での本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。 図３５（ａ）及び図３５（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、本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。 図３６（ａ）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り、図３６（ｂ）は、図３６（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。

以下、本発明の表示素子及び電気機器の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置を説明する平面図である。図１において、本実施形態の画像表示装置１では、本発明の表示素子１０を用いた表示部が設けられており、この表示部には矩形状の表示面が構成されている。すなわち、表示素子１０は、図１の紙面に垂直な方向で互いに重ね合うように配置された上部基板２及び下部基板３を備えており、これらの上部基板２と下部基板３との重なり部分によって上記表示面の有効表示領域が形成されている（詳細は後述。）。

また、表示素子１０では、複数の信号電極４が互いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｘ方向に沿ってストライプ状に設けられている。また、表示素子１０では、複数の参照電極５及び複数の走査電極６が、互いに交互に、かつ、Ｙ方向に沿ってストライプ状に設けられている。これら複数の信号電極４と、複数の参照電極５及び複数の走査電極６とは、互いに交差するように設けられており、表示素子１０では、信号電極４と走査電極６との交差部単位に、複数の各画素領域が設定されている。

また、これら複数の信号電極４、複数の参照電極５、及び複数の走査電極６は、互いに独立して、第１の電圧としてのＨｉｇｈ電圧（以下、“Ｈ電圧”という。）と、第２の電圧としてのＬｏｗ電圧（以下、“Ｌ電圧”という。）との間の所定の電圧範囲内の電圧が印加可能に構成されている（詳細は後述。）。

さらに、表示素子１０では、後に詳述するように、上記複数の各画素領域が仕切壁にて区切られるとともに、複数の画素領域が、上記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の色に応じてそれぞれ設けられている。そして、表示素子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４も参照して、表示素子１０の画素構造について具体的に説明する。

図２は、表示面側から見た場合での図１に示した上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３は、非表示面側から見た場合での図１に示した下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図４（ａ）及び図４（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。なお、図２及び図３では、図面の簡略化のために、上記表示面に設けられた複数の画素のうち、図１の左上端部に配設された１２個の画素を図示している（後掲の図９、図１０、図１３、図１７、図１８、図２１、図２２、図２５、図２６、図２９、図３０、図３３、図３４においても、同様。）。

図２〜図４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４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。

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、この誘電体層１３の表示面側の表面には、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように設けられたリブ部材１４ａ及びリブ部材１４ｂが設けられている。さらに、下部基板３では、誘電体層１３及びリブ部材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２に例示するように、ＲＧＢのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂがＸ方向に沿って順次設けられるとともに、各々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２に例示するように、各画素領域Ｐにおいて、画素の有効表示領域Ｐ１に対応する箇所にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂが設けられ、非有効表示領域Ｐ２に対応する箇所にブラックマトリクス部１１ｓが設けられている。つまり、表示素子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に含まれたリブ部材１４ａ、１４ｂにより表示用空間Ｓが画素領域Ｐ単位に区切られている。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つのリブ部材１４ａと、互いに対向する２つのリブ部材１４ｂとによって区画されている。さらに、表示素子１０では、リブ部材１４ａ、１４ｂによって極性液体１６が隣接する画素領域Ｐの表示用空間Ｓの内部に流入するのが防がれている。すなわち、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おり、これらのリブ部材１４ａ、１４ｂでは、隣接する画素間で極性液体１６の流入出が防止されるように、誘電体層１３からの突出高さ（リブ高さ）が決定されている。

具体的にいえば、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、リブ部材１４ａ、１４ｂの誘電体層１３からの突出高さ（リブ高さ）ｈは、カラーフィルタ層１１と誘電体層１３との離間寸法である、上部基板２と下部基板３との間の上記ギャップ寸法Ｈの６０〜９０％程度に設定されている。これにより、極性液体１６を有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に高速に移動させることができるとともに、極性液体１６を移動させたときに、極性液体１６が隣接する画素領域Ｐの内部に流入するのを防ぐことができるようになっている。

さらに、表示素子１０では、リブ１４のリブ部材１４ａ、１４ｂは、所定色、例えば黒色に着色されており、開口部（有効表示領域Ｐ１）側に極性液体１６を移動させたときにおいて、表示素子１０を斜め方向から見た場合でも、表示品位が低下するのを防止できるように構成されている。しかも、表示素子１０では、各画素領域Ｐにおいて、上記開口部（有効表示領域Ｐ１）の開口率が極力大きくなるように、ブラックマトリクス部１１ｓは設けられている（詳細は後述。）。

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、信号電極４は、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。

また、この信号電極４には、極性液体１６に対して電気化学的に不活性な材料が使用されており、当該信号電極４に上記信号電圧Ｖｄ（例えば、４０Ｖ）が印加されたときでも、極性液体１６と電気化学反応を極力生じないように構成されている。これにより、信号電極４の電気分解の発生を防いで、表示素子１０の信頼性及び寿命を向上させることができる。

具体的にいえば、信号電極４には、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを含んだ電極材料が用いられている。また、信号電極４は、上記金属材料からなる細線をカラーフィルタ層１１上に固定したり、スクリーン印刷法などを用いて、カラーフィルタ層１１上に金属材料を含んだ導電性ペースト材などのインク材を載置したりすることで形成されている。

また、信号電極４では、その形状が画素の有効表示領域Ｐ１の下方に設けられた参照電極５の透過率を用いて、定められている。具体的にいえば、信号電極４では、７５％〜９５％程度の参照電極５の透過率に基づき、有効表示領域Ｐ１の面積に対し、当該有効表示領域Ｐ１上での信号電極４の占有面積が３０％以下、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下となるように、信号電極４の形状は決定されている。

上記のように構成された表示素子１０の各画素では、図４（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４（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。

ここで、図５〜図７も参照して、各画素領域Ｐにおける、黒色に着色されたリブ１４の構成及び効果について具体的に説明する。

図５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６は、図５のａ−ａ線断面図である。図７は、本実施形態品と従来品との比較結果を説明する図であり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ本実施形態品及び従来品での動作例を示す図である。なお、図６、図７（ａ）、及び図７（ｂ）では、図面の簡略化のために、信号電極４、参照電極５、走査電極６、及び撥水膜１２、１５の図示は省略している（後掲の図１２、図１６（ａ）、図１６（ｂ）においても同様。）。

図５及び図６において、各画素領域Ｐでは、リブ１４のリブ部材１４ａ、１４ｂは、黒色に着色されており、さらにはリブ部材１４ａ、１４ｂでは、黒色での１μｍ当たりの光学濃度（Optical Density）の値が０．２以上に設定されている。

つまり、リブ１４では、光学密度またはランベルト・ベールの法則で規定される吸光度とも呼ばれる、上記光学濃度の１μｍ当たりの値が、０．２以上となるように、黒色に着色されている。

具体的にいえば、光の波長をλとし、リブ１４への入射光の強度をＩ０とし、リブ１４からの透過光の強度をＩとしたときに、ランベルト・ベールの法則では、波長λの吸光度（光学濃度）Ａλは、下記等式（１）で求められる。

Ａλ ＝−ｌｏｇ₁₀（Ｉ／Ｉ０） ―――（１）
そして、本実施形態では、バックライト１８の光源からリブ１４に入射される光のうち、少なくとも可視光の波長域の光について、上記等式（１）で求められる光学濃度Ａλの値が、１μｍ当たり０．２以上となるように、当該リブ１４を黒色に着色している。これにより、本実施形態では、上記開口部（有効表示領域Ｐ１）の開口率を極力大きくしつつ、表示素子１０を斜め方向から見た場合でも、表示品位が低下するのを防止できるようになっている。

すなわち、本実施形態では、図５及び図６に示すように、各画素領域Ｐにおいて、ブラックマトリクス部１１ｓの幅寸法Ｗは、リブ部材１４ａ、１４ｂの各幅寸法をＲとし、上部基板２と下部基板３との間の上記ギャップ寸法をＨとしたときに、下記の不等式（１）を満足するように、
Ｒ／２＋Ｈ／２＞Ｗ１ ―――（１）
設定されている。つまり、本実施形態では、ブラックマトリクス部１１ｓの幅寸法は、Ｒ／２＋Ｈ／２で求められるＷ１よりも、小さい幅寸法Ｗが選択されており、上記開口部の開口率（つまり、カラーフィルタ部１１ｒの幅寸法）が極力大きくなるように、構成されている。

そして、図７（ａ）に矢印“Ｌ”にて示すように、本実施形態品では、バックライト１８の光源からの光は、リブ部材１４ｂによって遮光され、ユーザに視認されるのを防ぐことができる。

一方、透明なリブＴＬを用いた従来品では、上記特許文献１に記載されていたように、ブラックマトリクス部１１ｓの幅寸法Ｗを上記幅寸法Ｗ１よりも小さくした場合、図７（ｂ）に矢印“Ｌ”にて示すように、バックライト１８の光源からの光は、リブ部材ＴＬによって遮光されずに、ユーザに視認されて、表示素子の表示品位の低下を招く。すなわち、この従来品では、上記開口部の開口率を大きくする場合、リブ部材ＴＬによって光が充分に遮光されずに、ユーザに視認されることがあり、コントラストの低下を招いて、表示品位もまた低下し易いものであった。

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８も参照して具体的に説明する。

図８は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。

図８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。

一方、非選択ライン、つまり残り全ての参照電極５及び走査電極６に対しては、参照ドライバ８及び走査ドライバ９は、それぞれ参照電圧Ｖｒ及び走査電圧Ｖｓとして上記非選択電圧を印加する。具体的には、参照ドライバ８及び走査ドライバ９は、残り全ての参照電極５及び走査電極６に対して、非選択電圧として、例えば上記Ｈ電圧とＬ電圧の中間の電圧である中間電圧（Ｍｉｄｄｌｅ電圧、以下、“Ｍ電圧”という。）を印加する。これにより、非選択ラインの各画素では、極性液体１６が有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側で不必要な変動を生じることなく静止され、表示面側の表示色が変更されない。

上記のような表示動作を行う場合、参照電極５、走査電極６、及び信号電極４への印加電圧の組み合わせは、表１に示されるものとなる。さらに、極性液体１６の挙動及び表示面側の表示色は、表１に示すように、印加電圧に応じたものとなる。なお、表１では、Ｈ電圧、Ｌ電圧、及びＭ電圧をそれぞれ"Ｈ"、"Ｌ"、及び“Ｍ”にて略記している（後掲の表２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。

＜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４（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４（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８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８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８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。

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４（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４（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、リブ１４が所定色に着色されている。これにより、本実施形態では、上記従来例と異なり、斜め方向から見た場合でも、光漏れが発生するのを防いで、コントラストの低下を防止できるとともに、各画素領域Ｐでの有効表示領域Ｐ１の面積が小さくなるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、上記従来例と異なり、表示品位の低下を防ぎつつ、バックライト１８の光源の光利用効率の低下を防止することができる表示素子１０を容易に構成することができる。

また、本実施形態では、リブ１４において、その着色された黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されているので、当該リブ１４によって光漏れが生じるのを防ぐことができる。

また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、表示品位の低下を防ぎつつ、バックライト１８の光源の光利用効率の低下を防止する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高輝度な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。

尚、上記の説明では、所定色としての黒色にリブ１４を着色した場合について説明したが、本実施形態の所定色はこれに限定されるものではなく、好ましくはリブ１４の所定色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されているものであればよい。但し、上記のように、黒色に着色する場合の方が、黒色のリブ１４によって光漏れが生じるのを防ぐことができる点で好ましい。

［第２の実施形態］
図９は、表示面側から見た場合での本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１０は、非表示面側から見た場合での本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１１（ａ）及び図１１（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、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子での動作例を示す図である。

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、黒色に着色されたリブを上部基板（第１の基板）側に設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

すなわち、図９〜図１２に示すように、本実施形態の表示素子１０では、黒色に着色されたリブ１９が上部基板（第１の基板）２側に設けられている。また、このリブ１９のリブ部材１９ａ、１９ｂは、第１の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。また、本実施形態では、信号電極４が上部基板２の表示面側の表面に設けられており、信号電極４はカラーフィルタ層１１の表面上でリブ部材１９ａを貫通するように形成されている。

また、本実施形態では、リブ１９が上部基板２側に設けられているので、当該リブ１９はブラックマトリクス部（遮光膜）１１ｓと同じ上部基板２側に設けられることとなり、第１の実施形態のものに比べて、光漏れが生じるのをより確実に防ぐことができる。すなわち、図１２に矢印“Ｌ”にて例示するように、バックライト１８の光源からの光は、リブ部材１９ｂとブラックマトリクス部１１ｓとによってより確実に遮光されることができ、光漏れが生じるのをより確実に防ぐことができる。

以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、リブ１９が上部基板（第１の基板）２側設けられているので、光漏れが生じるのをより確実に防ぐことが可能となる。

［第３の実施形態］
図１３は、表示面側から見た場合での本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１４（ａ）及び図１４（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、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図１５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１６（ａ）は、図１５のｂ−ｂ線断面図であり、図１６（ｂ）は、図１５のｃ−ｃ線断面図である。

図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、極性液体の形状に応じて、リブを形成した点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

つまり、図１３〜図１６（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、黒色に着色されたリブ２０が上部基板（第１の基板）２側に設けられている。また、このリブ２０のリブ部材２０ａ、２０ｂは、第２の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。また、本実施形態では、信号電極４が上部基板２の表示面側の表面に設けられており、信号電極４はカラーフィルタ層１１の表面上でリブ部材２０ａを貫通するように形成されている。

また、図１５に例示するように、本実施形態では、リブ２０は、極性液体１６の形状に応じて、形成されている。すなわち、リブ２０では、第２の実施形態のものと異なり、画素領域Ｐの四隅部に隙間が生じないように、リブ部材２０ａ、２０ｂが、互いに接続され、かつ、これらのリブ部材２０ａ、２０ｂでは、画素領域Ｐの内側が極性液体１６の形状に応じた湾曲状に構成されている。

以上のように、リブ２０が極性液体１６の形状に応じて形成されているので、本実施形態では、図１６（ａ）に矢印“Ｌ”にて示すように、バックライト１８の光源からの光は、画素領域Ｐの側面のリブ部材２０ｂによって遮光されることができるとともに、図１６（ｂ）に矢印“Ｌ”にて示すように、バックライト１８の光源からの光は、画素領域Ｐの四隅部のリブ部材２０ｂによって遮光されることができる。

以上の構成により、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、リブ２０は極性液体１６の形状に応じて形成されているので、当該リブ２０によって光漏れが生じるのをより確実に防ぐことができる。

［第４の実施形態］
図１７は、表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１８は、非表示面側から見た場合での本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図１９（ａ）及び図１９（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、本発明の第４の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図２０（ａ）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り、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のｄ−ｄ線断面図である。なお、図２０（ｂ）では、図面の簡略化のために、信号電極４、参照電極５、走査電極６、カラーフィルタ層１１、誘電体層１３、及び撥水膜１２、１５の図示は省略している（後掲の図２４（ｂ）、図２８（ｂ）、図３２（ｂ）、図３６（ｂ）においても同様。）。

図において、本実施形態と上記第３の実施形態との主な相違点は、複数の各画素領域に応じて、表示用空間の内部を気密に区切るように、リブを設けた点である。なお、上記第３の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

つまり、図１７〜図２０（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、上部基板２の非表示面側の表面には、黒色に着色された第１のリブ２１に含まれた第１のリブ部材２１ａ、２１ｂがカラーフィルタ層１１上に形成されており、後述の第２のリブに含まれた第２のリブ部材とともに画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。また、本実施形態では、信号電極４が上部基板２の表示面側の表面に設けられており、信号電極４はカラーフィルタ層１１の表面上で第１のリブ部材２１ａを貫通するように形成されている。さらに、上部基板２の非表示面側の表面では、カラーフィルタ層１１、信号電極４、及び第１のリブ部材２１ａ、２１ｂ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の表示面側の表面には、透明な第２のリブ２２に含まれた第２のリブ部材２２ａ、２２ｂが誘電体層１３上に形成されており、上部基板２側の第１のリブ２１の第１のリブ部材２１ａ、２１ｂとともに、画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。さらに、下部基板３では、誘電体層１３及び第２のリブ部材２２ａ、２２ｂを覆うように、撥水膜１５が設けられている。

また、本実施形態では、各画素の表示用空間Ｓは、図１９（ａ）〜図２０（ｂ）に示すように、上部基板２側の第１のリブ２１と下部基板３側の第２のリブ２２とにより、画素領域Ｐに応じて、区画されている。また、これら第１及び第２のリブ２１、２２は、互いに当接するように形成されている。具体的にいえば、これら第１及び第２の各リブ２１、２２では、その第１のリブ部材２１ａ、２１ｂと第２のリブ部材２２ａ、２２ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接するように構成されており、表示用空間Ｓの内部は、画素領域Ｐに応じて、気密に区切られている。

具体的にいえば、図１７に例示するように、上部基板２側では、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第１のリブ部材２１ａ、２１ｂが用いられている。この第１のリブ２１では、第１のリブ部材２１ａ、２１ｂが、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。また、この第１のリブ２１の第１のリブ部材２１ａ、２１ｂは、第３の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。さらに、この第１のリブ２１では、図１９に示すように、第２のリブ２２よりも高さ寸法が大きい値に設定されている。すなわち、図２０（ｂ）に例示するように、第１のリブ部材２１ｂの高さ寸法ｈ２１は、第２のリブ部材２２ｂの高さ寸法ｈ２２よりも大きい値に設定されている。具体的には、第１のリブ２１の高さ寸法は、上記ギャップ寸法Ｈの０．５倍以上、好ましくは０．６倍以上に設定されている。このように、黒色に着色された第１のリブ２１の高さ寸法を規定することにより、光漏れを防ぐことができる。

また、図１８に例示するように、下部基板３側では、第２のリブ２２として、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第２のリブ部材２２ａ、２２ｂが用いられている。この第２のリブ２２では、第１のリブ２１と同様に、第２のリブ部材２２ａ、２２ｂが、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。

そして、本実施形態では、上部基板２及び下部基板３が互いに組み付けられたとき、第１のリブ部材２１ａは、図１９（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材２２ａに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。同様に、第１のリブ部材２１ｂは、図２０（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材２２ｂに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。そして、第１及び第２の各リブ２１、２２では、その第１のリブ部材２１ａ、２１ｂと第２のリブ部材２２ａ、２２ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接することにより、表示用空間Ｓの内部を、画素領域Ｐに応じて、気密に区切っている。

尚、撥水膜１２、１５の各厚さ寸法は数十ｎｍ〜数μｍであるので、第１及び第２のリブ２１、２２の各先端部（当接部）が、隙間を生じることなく、実質的に当接して、画素領域Ｐ毎に表示用空間Ｓの内部を気密に区切っている。

以上の構成により、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、第１及び第２のリブ２１、２２は、複数の各画素領域Ｐに応じて、表示用空間Ｓの内部を気密に区切るように、設けられている。これにより、本実施形態では、隣接する画素領域Ｐ間で極性液体１６が流入出するのを完全に防ぐことができ、優れた表示品位を有する表示素子１０を容易に構成することができる。

［第５の実施形態］
図２１は、表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図２２は、非表示面側から見た場合での本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図２３（ａ）及び図２３（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、本発明の第５の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図２４（ａ）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り、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）のｅ−ｅ線断面図である。尚、図２１では、図面の簡略化のために、カラーフィルタ部１１ｒ、１１ｇ、１１ｂとブラックマトリクス部１１ｓの図示は省略している（後掲の図２５、及び図２９においても同様。）。

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、表示用空間の内部に、画素領域毎にオイル（絶縁性流体）を移動させるための移動用空間を設けた点である。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。

つまり、図２１〜図２４（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、表示用空間Ｓの内部に、上記画素領域Ｐ毎に絶縁性流体としてのオイル１７を移動させるための移動用空間Ｋが設けられており、極性液体１６の移動に応じて、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、高速に移動させることができるようになっている（詳細は後述。）。

また、上部基板２の非表示面側の表面には、黒色に着色された第１のリブ２３に含まれた第１のリブ部材２３ａ、２３ｂがカラーフィルタ層１１上に形成されており、後述の第２のリブに含まれた第２のリブ部材とともに画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。また、上部基板２の非表示面側の表面において、複数、例えば４本のレール部材２４が互いに所定の間隔をおいて設けられている。これらの各レール部材２４には、例えばアクリル樹脂系レジスト材料などの優れた柔軟性を有する透明な光硬化樹脂が用いられており、各レール部材２４は、長尺の直方体状に形成されている。さらに、上部基板２の非表示面側の表面では、カラーフィルタ層１１、第１のリブ部材２３ａ、２３ｂ、及びレール部材２４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の表示面側の表面には、透明な第２のリブ２５に含まれた第２のリブ部材２５ａ、２５ｂが誘電体層１３上に形成されており、上部基板２側の第１のリブ２３の第１のリブ部材２３ａ、２３ｂとともに、画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。また、本実施形態では、信号電極４が下部基板３の表示面側の表面に設けられており、信号電極４は誘電体層１３の表面上で第２のリブ部材２５ａを貫通するように形成されている。さらに、下部基板３では、信号電極４、誘電体層１３、及び第２のリブ部材２５ａ、２５ｂを覆うように、撥水膜１５が設けられている。また、撥水膜１５は、信号電極４と極性液体１６とを電気的に絶縁することはなく、極性液体１６の応答性向上を阻害しないようになっている。

また、本実施形態では、各画素の表示用空間Ｓは、図２３（ａ）〜図２４（ｂ）に示すように、上部基板２側の第１のリブ２３と下部基板３側の第２のリブ２５とにより、画素領域Ｐに応じて、区画されている。また、これら第１及び第２のリブ２３、２５は、互いに当接するように形成されている。具体的にいえば、これら第１及び第２の各リブ２３、２５では、その第１のリブ部材２３ａ、２３ｂと第２のリブ部材２５ａ、２５ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接するように構成されており、表示用空間Ｓの内部は、画素領域Ｐに応じて、気密に区切られている。

具体的にいえば、図１７に例示するように、上部基板２側では、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第１のリブ部材２３ａ、２３ｂが用いられている。この第１のリブ２３では、第１のリブ部材２３ａ、２３ｂが、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。また、この第１のリブ２３の第１のリブ部材２３ａ、２３ｂは、第４の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。

また、図１８に例示するように、下部基板３側では、第２のリブ２５として、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第２のリブ部材２５ａ、２５ｂが用いられている。この第２のリブ２５では、第１のリブ２３と同様に、第２のリブ部材２５ａ、２５ｂが、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。

そして、本実施形態では、上部基板２及び下部基板３が互いに組み付けられたとき、第１のリブ部材２３ａは、図２３（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材２５ａに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。同様に、第１のリブ部材２３ｂは、図２４（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材２５ｂに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。そして、第１及び第２の各リブ２３、２５では、その第１のリブ部材２３ａ、２３ｂと第２のリブ部材２５ａ、２５ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接することにより、表示用空間Ｓの内部を、画素領域Ｐに応じて、気密に区切っている。

尚、撥水膜１２、１５の各厚さ寸法は数十ｎｍ〜数μｍであるので、第１及び第２のリブ２３、２５の各先端部（当接部）が、隙間を生じることなく、実質的に当接して、画素領域Ｐ毎に表示用空間Ｓの内部を気密に区切っている。

また、上述の各レール部材２４は、上部基板２側から表示用空間Ｓの内部側に突出するように、かつ、当該上部基板２側で有効表示領域Ｐ１と非有効表示領域Ｐ２とを接続するように直線状に設けられており、表示用空間Ｓの内部において、移動用空間Ｋを区画している。すなわち、本実施形態では、例えば図２４（ｂ）に示すように、各画素領域Ｐにおいて、オイル（絶縁性流体）１７を移動させるための移動用空間Ｋが、表示用空間Ｓの内部において、極性液体１６が移動する空間の上部基板２側に形成される。また、この移動用空間Ｋでは、オイル１７は、極性液体１６の移動に応じて、当該移動用空間Ｋの内部を通って、当該極性液体１６の移動先とは反対側の非有効表示領域Ｐ２側または有効表示領域Ｐ１側に移動される。

また、複数のレール部材２４は、例えば図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、移動用空間Ｋの内部において、一端部側及び他端部側がそれぞれ有効表示領域Ｐ１側及び非有効表示領域Ｐ２側に設けられるとともに、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７を有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内するガイド部Ｇ（図２４（ａ））として機能するようになっている。また、各レール部材２４は、信号電極４、参照電極５、走査電極６、及び誘電体層１３が設置された下部基板３側に設けられていないので、各レール部材２４は、エレクトロウェッティング現象による極性液体１６の移動を阻害しないように構成されている。

また、複数のレール部材２４では、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、隣接する２本のレール部材２４の間の寸法ｈ１、第１及び第２のリブ部材２３ａ、２５ａと当該第１及び第２のリブ部材２３ａ、２５ａに隣接するレール部材２４との間の寸法ｈ２、及び第１及び第２のリブ部材２３ｂ、２５ｂと当該第１及び第２のリブ部材２３ｂ、２５ｂに隣接するレール部材２４との間の寸法ｈ３が、各々上部基板２及び下部基板３と垂直な方向での極性液体１６の寸法よりも小さい寸法に設定されている。具体的にいえば、本実施形態では、寸法ｈ１〜ｈ３は各々例えば１０μｍに設定され、極性液体１６の寸法は例えば５０μｍに設定されている。

以上のように、極性液体１６の寸法よりも小さい寸法の寸法ｈ１〜ｈ３を用いることにより、本実施形態では、極性液体１６の動作（移動）が不安定になるのを防止することができる。すなわち、本願発明の発明者等による実験によれば、極性液体１６が、隣接する２つのレール部材２４の間、第１及び第２のリブ部材２３ａ、２５ａと当該第１及び第２のリブ部材２３ａ、２５ａに隣接するレール部材２４との間、及び第１及び第２のリブ部材２３ｂ、２５ｂと当該第１及び第２のリブ部材２３ｂ、２５ｂに隣接するレール部材２４との間の各間に入り込むのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、極性液体１６の動作が不安定になるのを防止することができる。尚、本願発明の発明者等による実験によれば、例えば隣接する２つのレール部材２４の間の寸法ｈ１を、極性液体１６の寸法以上とした場合、極性液体１６が当該隣接する２つのレール部材２４の間に入り込んで、極性液体１６の動作が安定しなかった。

以上の構成により、本実施形態では、上記第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、表示用空間Ｓの内部において、画素領域Ｐ毎にオイル（絶縁性流体）１７を移動させるための移動用空間Ｋが設けられている。これにより、表示色を変更するときに極性液体１６を移動させる場合でも、当該極性液体１６を円滑に、かつ、適切に移動させることができる。

また、本実施形態では、移動用空間Ｋの内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ有効表示領域Ｐ１側及び非有効表示領域Ｐ２側に設けられるとともに、極性液体１６の移動に応じて、オイル１７を有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内するガイド部Ｇが設置されている。これにより、オイル１７は極性液体１６の移動に応じて、ガイド部Ｇによって有効表示領域Ｐ１側または非有効表示領域Ｐ２側に案内されることとなり、表示色を変更するときに極性液体１６を移動させる場合において、当該極性液体１６をより円滑に、かつ、より適切に移動させることができる。

また、本実施形態では、ガイド部Ｇにおいて、表示用空間Ｓの内部側に突出するように、かつ、上部基板（第１及び第２の基板の他方）２側で有効表示領域Ｐ１と非有効表示領域Ｐ２とを接続するように直線状に設けられるとともに、互いに所定の間隔をおいて設置された複数のレール部材２４が用いられている。これにより、レール部材２４を用いて、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側に適宜案内することができる。

［第６の実施形態］
図２５は、表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図２６は、非表示面側から見た場合での本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図２７（ａ）及び図２７（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、本発明の第６の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図２８（ａ）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り、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のｆ−ｆ線断面図である。

図において、本実施形態と上記第５の実施形態との主な相違点は、第１及び第２のリブに代えて、黒色に着色されたリブを下部基板（第２の基板）側に設けた点である。なお、上記第５の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

つまり、図２６〜図２９（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、第５の実施形態と同様に、表示用空間Ｓの内部に、上記画素領域Ｐ毎に絶縁性流体としてのオイル１７を移動させるための移動用空間Ｋが設けられており、極性液体１６の移動に応じて、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、高速に移動させることができるようになっている。

また、本実施形態では、上部基板２の非表示面側の表面に、リブは設けられておらず、４本のレール部材２４だけが設置されている。そして、上部基板２の非表示面側の表面では、カラーフィルタ層１１及びレール部材２４を覆うように撥水膜１２が設けられている。

一方、下部基板３の表示面側の表面には、黒色に着色されたリブ２６に含まれたリブ部材２６ａ、２６ｂが誘電体層１３上に形成されており、画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。また、本実施形態では、信号電極４が下部基板３の表示面側の表面に設けられており、信号電極４は誘電体層１３の表面上でリブ部材２６ａを貫通するように形成されている。さらに、下部基板３では、信号電極４、誘電体層１３、及びリブ部材２６ａ、２６ｂを覆うように、撥水膜１５が設けられている。また、撥水膜１５は、信号電極４と極性液体１６とを電気的に絶縁することはなく、極性液体１６の応答性向上を阻害しないようになっている。

また、本実施形態では、各画素の表示用空間Ｓは、図２７（ａ）〜図２８（ｂ）に示すように、下部基板３側のリブ２６により、画素領域Ｐに応じて、区画されている。具体的にいえば、このリブ２６では、そのリブ部材２６ａ、２６ｂが、撥水膜１２、１５を介在させて上部基板２の表面に当接するように構成されており、表示用空間Ｓの内部は、画素領域Ｐに応じて、気密に区切られている。また、このリブ２６のリブ部材２６ａ、２６ｂは、第５の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。

以上の構成により、本実施形態では、上記第５の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。

［第７の実施形態］
図２９は、表示面側から見た場合での本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３０は、非表示面側から見た場合での本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３１（ａ）及び図３１（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、本発明の第７の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図３２（ａ）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り、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）のｇ−ｇ線断面図である。

図において、本実施形態と上記第６の実施形態との主な相違点は、リブを上部基板（第１の基板）側に設けた点である。なお、上記第６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。

つまり、図２９〜図３２（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、第６の実施形態と同様に、表示用空間Ｓの内部に、上記画素領域Ｐ毎に絶縁性流体としてのオイル１７を移動させるための移動用空間Ｋが設けられており、極性液体１６の移動に応じて、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、高速に移動させることができるようになっている。

また、本実施形態では、上部基板２の非表示面側の表面に、黒色に着色されたリブ２７に含まれたリブ部材２７ａ、２７ｂと、４本のレール部材２４が設置されている。また、これらのリブ部材２７ａ、２７ｂが、画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。そして、上部基板２の非表示面側の表面では、カラーフィルタ層１１、リブ部材２７ａ、２７ｂ、及びレール部材２４を覆うように撥水膜１２が設けられている。

一方、下部基板３の表示面側の表面には、信号電極４だけが誘電体層１３上に形成されており、下部基板３では、信号電極４及び誘電体層１３を覆うように、撥水膜１５が設けられている。

また、本実施形態では、各画素の表示用空間Ｓは、図３１（ａ）〜図３２（ｂ）に示すように、上部基板２側のリブ２７により、画素領域Ｐに応じて、区画されている。具体的にいえば、このリブ２７では、そのリブ部材２７ａ、２７ｂが、撥水膜１２、１５を介在させて下部基板３の表面に当接するように構成されており、表示用空間Ｓの内部は、画素領域Ｐに応じて、気密に区切られている。また、このリブ２７のリブ部材２７ａ、２７ｂは、第６の実施形態のものと同様に、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている。

以上の構成により、本実施形態では、上記第６の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。

［第８の実施形態］
図３３は、表示面側から見た場合での本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の上部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３４は、非表示面側から見た場合での本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の下部基板側の要部構成を示す拡大平面図である。図３５（ａ）及び図３５（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、本発明の第８の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す断面図である。図３６（ａ）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り、図３６（ｂ）は、図３６（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。

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、透明な第１及び第２のリブを用いるとともに、これら第１及び第２のリブの間に黒色に着色された第３のリブを設けた点である。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。

つまり、図３３〜図３６（ｂ）に示すように、本実施形態の表示素子１０では、上部基板２の非表示面側の表面には、透明な第１のリブ２８に含まれた第１のリブ部材２８ａ、２８ｂと、黒色に着色された第３のリブ２９に含まれた第３のリブ部材２９ａ、２９ｂが、この順番でカラーフィルタ層１１上に順次形成されており、後述の第２のリブに含まれた第２のリブ部材とともに画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。また、本実施形態では、信号電極４が上部基板２の表示面側の表面に設けられており、信号電極４はカラーフィルタ層１１の表面上で第１のリブ部材２８ａを貫通するように形成されている。さらに、上部基板２の非表示面側の表面では、カラーフィルタ層１１、信号電極４、第１のリブ部材２８ａ、２８ｂ、及び第３のリブ部材２９ａ、２９ｂ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の表示面側の表面には、透明な第２のリブ３０に含まれた第２のリブ部材３０ａ、３０ｂが誘電体層１３上に形成されており、上部基板２側の第１のリブ２８の第１のリブ部材２８ａ、２８ｂ及び第３のリブ２９の第３のリブ部材２９ａ、２９ｂとともに、画素領域Ｐを気密に区切るようになっている。さらに、下部基板３では、誘電体層１３及び第２のリブ部材３０ａ、３０ｂを覆うように、撥水膜１５が設けられている。

また、本実施形態では、各画素の表示用空間Ｓは、図３５（ａ）〜図３６（ｂ）に示すように、上部基板２側の第１のリブ２８及び第３のリブ２９と下部基板３側の第２のリブ３０とにより、画素領域Ｐに応じて、区画されている。また、これら第３及び第２のリブ２９、３０は、互いに当接するように形成されている。具体的にいえば、これら第３及び第２の各リブ２９、３０では、その第３のリブ部材２９ａ、２９ｂと第２のリブ部材３０ａ、３０ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接するように構成されており、表示用空間Ｓの内部は、画素領域Ｐに応じて、気密に区切られている。

具体的にいえば、図３３に例示するように、上部基板２側では、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第１のリブ部材２８ａ、２８ｂと第３のリブ部材２９ａ、２９ｂが用いられている。これらの第１及び第３のリブ２８、２９が、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。

また、この第３のリブ２９の第３のリブ部材２９ａ、２９ｂは、黒色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２よりも高い値、好ましくは１以上の値に設定されている。さらに、第３のリブ２９は、ブラックマトリクス部（遮光膜）１１ｓが設けられた上部基板２の非表示面側の表面から上記ギャップ寸法Ｈの０．４倍〜０．６倍の位置、好ましくはギャップ寸法Ｈの０．３倍〜０．７倍の位置に設置されている。これにより、上部基板２及び下部基板３と垂直な方向での極性液体１６の寸法が例えば１０μｍの場合、第３のリブ２９の高さ寸法（図３６（ｂ）の上下方向での寸法）を３〜６μｍ程度とした場合でも、上記の各実施形態と同様に、当該第３のリブ２９によって、光漏れの発生を防ぐことができる。

また、この第３のリブ２９は、例えばフォトリソグラフィにより、上部基板２上に形成される。具体的には、上部基板２の非表示面側の表面の全面に対して、例えばスピンコート法により、第１のリブ２８を形成し、さらに、この第１のリブ２８の表面の全面を覆うように、例えばスピンコート法により、第３のリブ２９を形成する。その後、フォトリソグラフィにより、第１及び第３のリブ２８、２９を一括して、上記枠状部材に形成する。尚、この説明以外に、例えばドライフィルムレジスト材料（ＤＦＲ）を用いて、第３のリブ２９を構成する場合には、第１のリブ２９を枠状部材に形成した後、例えばラミネート法により、第１のリブ２９上に当該第３のリブ２９を形成してもよい。

また、図３４に例示するように、下部基板３側では、第２のリブ３０として、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ平行となるように直線状に設けられた第２のリブ部材３０ａ、３０ｂが用いられている。この第２のリブ３０では、第１のリブ２８と同様に、第２のリブ部材３０ａ、３０ｂが、画素領域Ｐに応じて、枠状に形成された枠状部材を構成している。

そして、本実施形態では、上部基板２及び下部基板３が互いに組み付けられたとき、第３のリブ部材２９ａは、図３５（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材３０ａに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。同様に、第３のリブ部材２９ｂは、図３６（ｂ）に例示するように、第２のリブ部材３０ｂに対し、互いにずれることなく、重なり合った状態で当接するようになっている。そして、第３及び第２の各リブ２９、３０では、その第３のリブ部材２９ａ、２９ｂと第２のリブ部材３０ａ、３０ｂとが、撥水膜１２、１５を介在させて互いに当接することにより、表示用空間Ｓの内部を、画素領域Ｐに応じて、気密に区切っている。

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。

尚、上記の説明以外に、例えば黒色に着色された第４のリブを、第２のリブ３０の上部に設ける構成でもよい。

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、上記の説明では、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た場合について説明したが、本発明の表示素子は、これに限定されるものではなく、外部電界を利用して、表示用空間の内部で極性液体を動作させることにより、表示面側の表示色を変更可能な電界誘導型の表示素子であれば何等限定されるものではなく、電気浸透方式、電気泳動方式、誘電泳動方式などの他の方式の電界誘導型表示素子に適用することができる。

但し、上記各実施形態のように、エレクトロウェッティング方式の表示素子を構成する場合の方が、極性液体を低い駆動電圧で高速に移動させることが可能となる。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、複数の各画素領域に応じて、表示用空間の内部を区切るように、設けられたリブを備えるとともに、リブでは、その少なくとも一部が所定色に着色されているものであれば何等限定されない。

具体的にいえば、複数の信号電極と複数の走査電極とを互いに交差するように、マトリクス状に設けるとともに、信号電極と走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域毎に、スイッチング素子、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設置する。そして、薄膜トランジスタのゲートに走査電極を接続して走査電圧印加部から電圧印加を行うよう構成する。さらに、薄膜トランジスタのソースに信号電極を接続して信号電圧印加部から電圧印加を行うよう構成するとともに、画素領域毎に設けた画素電極に薄膜トランジスタのドレインを接続して信号電極からの電圧を供給することで極性液体の移動動作を行わせるよう構成するものでよい。

但し、上記の各実施形態のように、参照電極及び参照ドライバ（参照電圧印加部）を設ける場合の方が、スイッチング素子を画素領域毎に設けることなく、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、導電性を有する極性液体と、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）側または下部基板（第２の基板）側に設け、参照電極及び走査電極を下部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、走査電極及び参照電極を第１及び第２の基板の一方側に設けるものであればよい。具体的にいえば、例えば信号電極を第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。さらに、誘電体層を兼用した第１及び第２の基板上に信号電極を直接的に設け、表示用空間の内部に当該信号電極を設置する構成でもよい。

また、上記の説明では、透明な電極材料を用いて参照電極及び走査電極を構成した場合について説明したが、本発明は参照電極及び走査電極のうち、画素の有効表示領域に対向するように設置される一方の電極だけを透明な電極材料によって構成すればよく、有効表示領域に対向されない他方の電極には、アルミニウム、銀、クロム、その他の金属などの不透明な電極材料を使用することができる。

また、上記の説明では、帯状の参照電極及び走査電極を用いた場合について説明したが、本発明の参照電極及び走査電極の各形状はこれに何等限定されない。例えば透過型に比べて、情報表示に用いられる光の利用効率が低下する反射型の表示素子では、線状や網状などの光ロスが生じ難い形状としてもよい。

また、上記の説明では、信号電極に線状配線を用いた場合について説明したが、本発明の信号電極はこれに限定されるものではなく、網状配線などの他の形状に形成された配線も使用することができる。

また、上記の説明では、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。

また、上記の説明以外に、上記第１〜第８の各実施形態を適宜組み合わせたものでよい。

本発明は、表示品位の低下を防ぎつつ、光源の光利用効率の低下を防止する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
６ 走査電極
７ 信号ドライバ（信号電圧印加部）
８ 参照ドライバ（参照電圧印加部）
９ 走査ドライバ（走査電圧印加部）
１０ 表示素子
１１ 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、１９、２０、２６、２７ リブ
１４ａ、１４ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ リブ部材
２１、２３、２８ 第１のリブ
２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ、２８ａ、２８ｂ 第１のリブ部材
２２、２５、３０ 第２のリブ
２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂ、３０ａ、３０ｂ 第２のリブ部材
２９ 第３のリブ
２９ａ、２９ｂ 第３のリブ部材
１６ 極性液体
１７ オイル（絶縁性流体）
２４ レール部材
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
Ｋ 移動用空間
Ｇ ガイド部

Claims (15)

1. 表示面側に設けられた第１の基板と、所定の表示用空間が前記第１の基板との間に形成されるように、当該第１の基板の非表示面側に設けられた第２の基板と、前記表示用空間に対し、設定された有効表示領域及び非有効表示領域と、前記表示用空間の内部で前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に移動可能に封入された極性液体とを具備し、前記極性液体を移動させることにより、前記表示面側の表示色を変更可能に構成された表示素子であって、
   前記極性液体と接触するように、前記表示用空間の内部に設置されるとともに、所定の配列方向に沿って設けられた複数の信号電極、
   前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側の一方側に設置されるように、前記極性液体に対して電気的に絶縁された状態で、前記第１及び第２の基板の一方側に設けられるとともに、前記複数の信号電極と交差するように設けられた複数の走査電極、
   前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられた複数の画素領域、及び
   前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を区切るように、設けられたリブを備え、
   前記リブでは、その少なくとも一部が所定色に着色されている、
   ことを特徴とする表示素子。
2. 前記リブでは、前記少なくとも一部に着色された所定色での１μｍ当たりの光学濃度の値が０．２以上に設定されている請求項１に記載の表示素子。
3. 前記所定色が、黒色である請求項１または２に記載の表示素子。
4. 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た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を備えている請求項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１〜４のいずれか１項に記載の表示素子。
6. 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５に記載の表示素子。
7. 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１〜６のいずれか１項に記載の表示素子。
8. 前記リブでは、前記少なくとも一部が前記第１及び第２の基板の一方側に設けられている請求項７に記載の表示素子。
9. 前記リブは、前記極性液体の形状に応じて、形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示素子。
10. 前記リブは、前記複数の各画素領域に応じて、前記表示用空間の内部を気密に区切るように、設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示素子。
11. 前記表示用空間の内部には、前記極性液体と混じり合わない絶縁性流体が前記画素領域毎に移動可能に封入されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表示素子。
12. 前記表示用空間の内部には、前記画素領域毎に前記絶縁性流体を移動させるための移動用空間が設けられている請求項１１に記載の表示素子。
13. 前記移動用空間の内部には、一端部側及び他端部側がそれぞれ前記有効表示領域側及び前記非有効表示領域側に設けられるとともに、前記極性液体の移動に応じて、前記絶縁性流体を前記有効表示領域側または前記非有効表示領域側に案内するガイド部が設置されている請求項１２に記載の表示素子。
14. 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１〜１３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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