(57)【要約】【課題】紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができる高輝度な表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供する。【解決手段】透明基板２と、導光板と、透明基板２及び導光板の間に形成された表示用空間の内部で移動可能に封入された極性溶液１４とを備えた表示素子１０において、導光板から表示用空間の内部側に紫外線が入射するのを許容する開口部を設ける。また、透明基板２の表示用空間側には、開口部から入射された紫外線が照射される照射領域Ａ２と、開口部から入射された紫外線が照射されない非照射領域Ａ１を設定する。さらに、非照射領域Ａ１内に設けられた参照電極５及び走査電極６を覆うように、誘電膜１６を設ける。【選択図】図２Ａ
2010169806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面側に設けられた透明基板と、
紫外線を発光する紫外線光源と、
所定の表示用空間が前記透明基板との間に形成されるように、当該透明基板の非表示面側に設けられるとともに、前記紫外線光源からの紫外線を所定の方向に導く導光板と、
前記導光板の前記表示用空間側に設けられるとともに、前記導光板から前記表示用空間の内部側に前記紫外線が入射するのを許容する開口部と、
前記導光板の前記表示用空間側で前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記導光板から前記表示用空間の内部側に前記紫外線が入射するのを阻止する遮光部と、
前記表示用空間の内部側に設けられ、前記開口部から入射された紫外線が照射されることによって所定の色の光を発光する蛍光体と、
前記透明基板の表示面側に設けられ、外部からの外光に含まれた紫外線を吸収する紫外線吸収フィルターと、
前記遮光部の屈折率と同じ屈折率を有し、かつ、前記表示用空間の内部で前記開口部を開閉するように前記開口部側または前記遮光部側に移動可能に封入された極性溶液と、
前記導光板の屈折率と同じ屈折率を有し、かつ、前記表示用空間の内部に前記極性溶液と混じり合わない状態で、前記開口部側または前記遮光部側に移動可能に封入された非極性溶液と、
前記極性溶液と接触するように、前記表示用空間の内部に設置された信号電極と、
前記開口部側及び前記遮光部側の一方側に設置されるように、前記透明基板の前記表示用空間側に設けられた参照電極と、
前記開口部側及び前記遮光部側の他方側に設置されるように、前記参照電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記透明基板の前記表示用空間側に設けられた走査電極を備え、
前記透明基板の前記表示用空間側には、前記開口部から入射された紫外線が照射される照射領域と、前記開口部から入射された紫外線が照射されない非照射領域が設定され、
前記非照射領域内に設けられた前記参照電極及び前記走査電極を覆うように、誘電膜を設け、
前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対し、各々所定の電圧を印加することにより、前記極性溶液を前記誘電膜上で前記開口部側または前記遮光部側に移動させて、前記表示面側の表示色を変更する、
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】
複数の前記信号電極が、所定の配列方向に沿って設けられ、
複数の前記参照電極及び複数の前記走査電極が、互いに交互に、かつ、前記複数の信号電極と交差するように設けられ、
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、前記極性溶液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、前記極性溶液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、
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、前記極性溶液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、前記極性溶液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に記載の表示素子。
【請求項３】
複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られている請求項２に記載の表示素子。
【請求項４】
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３に記載の表示素子。
【請求項５】
前記開口部は、前記画素領域の略中央部に設けられている請求項３または４に記載の表示素子。
【請求項６】
前記信号電極として、線状の電極部材が用いられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項７】
前記参照電極及び前記走査電極には、前記非照射領域内に設けられて前記誘電膜に覆われるとともに、前記極性溶液を実質的に移動させるための電極本体部と、前記電極本体部に接続されて、当該電極本体部に対して前記所定の電圧を印加するための電極配線部が設けられ、
前記電極配線部では、少なくとも前記照射領域内に設けられる部分に対し、線状の電極部材が用いられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項８】
前記透明基板の前記表示面側には、前記透明基板側から外部に出射される光を減光する減光フィルターが設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項９】
前記遮光部の前記表示用空間側には、ブラックマトリクスが設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１０】
前記蛍光体として、前記透明基板の前記表示用空間側または前記遮光部の前記表示用空間側に設けられた蛍光体膜が用いられている請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１１】
前記蛍光体として、前記非極性溶液に分散された有機蛍光体が用いられている請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１２】
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１〜１１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極性溶液を移動させることにより、画像や文字等の情報を表示する表示素子、及びこれを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示素子では、エレクトロウェッティング方式の表示素子に代表されるように、外部電界による極性溶液の移動現象を利用して、情報の表示を行うものが開発され、実用化されている。
【０００３】
また、上記のような従来の表示素子には、例えば下記非特許文献１に記載されているように、紫外線を発光する紫外線光源と、紫外線光源からの紫外線を所定の方向に導く導光板と、互いに混じり合わない状態で、導光板上に配置された極性溶液及び非極性溶液とが設けられ、非極性溶液に分散された蛍光体を紫外線にて励起することによって、所定の色の光を発光するものが提案されている。
【０００４】
ここで、図８を参照して、上記従来の表示素子について具体的に説明する。
【０００５】
図８は、従来の表示素子の構成を説明する図である。
【０００６】
図８において、従来の表示素子５０には、導光板５１と、導光板５１の図の左端部側に設けられた上記紫外線光源としての紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）５２と、導光板５１の図の下側の表面を覆うように設置されたクラッド５３とが設けられている。そして、この従来の表示素子５０では、導光板５１の内部に入射された紫外線は導光板５１とクラッド５３との界面で全反射することにより、導光板５１の内部を図８の左側から右側への所定の方向に導かれるようになっている。
【０００７】
また、従来の表示素子５０は、導光板５１の図８の上側の表面に形成されたＩＴＯ膜からなる透明電極５４と、この透明電極５４を覆うように設けられた撥水性絶縁膜５５とを備えている。また、従来の表示素子５０には、透明電極５４の部分が紫外線の通過を許容する開口部となるように、当該透明電極５４以外の撥水性絶縁膜５５上に設けられたクラッド５６と、図８の左右両端部で、撥水性絶縁膜５５上に設置された仕切壁５７とが設けられている。さらに、従来の表示素子５０は、導光板５１の図８の上方に移動可能に配置された極性溶液５８と、この極性溶液５８と互いに混じり合わない状態で、導光板５１の図８の上方に移動可能に配置されるとともに、所定の蛍光体（図示せず）が分散された非極性溶液５９と、−電極がスイッチ部材６１を介して極性溶液５８に接続されるとともに、＋電極が透明電極５４に接続された直流電源６０を具備している。
【０００８】
また、導光板５１、撥水性絶縁膜５５、及び非極性溶液５９では、屈折率が同じ値、例えば１．４６のものが用いられている。また、透明電極５４では、屈折率が例えば１．９５のものが用いられている。さらには、クラッド５３、５６、及び極性溶液５８では、屈折率が同じ値、例えば１．３３のものが用いられている。そして、従来の表示素子５０では、エレクトロウェッティング現象を用いて、上記開口部を開閉するように、極性溶液５８を移動させることにより、発光状態または非発光状態とすることができるよう構成されている。
【０００９】
以下、図９も用いて、上記のように構成された従来の表示素子５０の動作について具体的に説明する。
【００１０】
図９（ａ）は上記従来の表示素子が発光している発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図であり、図９（ｂ）は上記従来の表示素子が発光していない非発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図である。
【００１１】
図９（ａ）に示すように、従来の表示素子５０において、スイッチ部材６１がオフ状態である場合、透明電極５４を覆った撥水性絶縁膜５５ではエレクトロウェッティング現象が発生せずに、非極性溶液５９がクラッド５６と右側の仕切壁５７との間の透明電極５４を含んだ上記開口部を覆うように拡がっている。このように非極性溶液５９が拡がると、導光板５１の内部に入射された紫外線は、図９（ａ）に矢印Ｌ１にて示すように、透明電極５４を通過した後、屈折率が互いに等しい撥水性絶縁膜５５から非極性溶液５９内に入射される。その後、非極性溶液５９の内部では、紫外線が当該非極性溶液５９内に含まれた蛍光体を励起し、従来の表示素子５０では、図９（ａ）に矢印Ｌ２にて示すように、極性溶液５８を介して所定の色の光を外部に向かって発光する発光状態となる。
【００１２】
一方、図９（ｂ）に示すように、従来の表示素子５０において、スイッチ部材６１がオン状態である場合、透明電極５４を覆った撥水性絶縁膜５５ではエレクトロウェッティング現象が発生して、極性溶液５８が撥水性絶縁膜５５の表面になじむ。このため、極性溶液５８が上記開口部を覆うように非極性溶液５９を移動させ、極性溶液５８は開口部上に拡がる。このように極性溶液５８が拡がると、開口部はクラッド５６と同じ屈折率を有する極性溶液５８にて覆われるため、導光板５１の内部に入射された紫外線は、図９（ｂ）に矢印Ｌ３にて示すように、透明電極５４及び撥水性絶縁膜５５を通過した後、撥水性絶縁膜５５と極性溶液５８との界面で導光板５１側に全反射される。この結果、従来の表示素子５０では、紫外線による蛍光体の励起が行われずに、所定の色の光が発光されない非発光状態となる。
【００１３】
以上のように、従来の表示素子５０では、エレクトロウェッティング現象を用いた極性溶液５８の移動に応じて、発光状態と非発光状態とが切換可能に構成されている。
【非特許文献１】ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ  ８６，  ０１１１０５（２００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記のような従来の表示素子５０では、紫外線が透明電極５４及び撥水性絶縁膜５５を通過するように構成されていたので、紫外線がこれらの透明電極５４及び撥水性絶縁膜５５によって吸収された。このため、従来の表示素子５０では、紫外線の利用効率が大幅に低下して、高輝度化を容易に図ることができないという問題点を生じた。
【００１５】
上記の課題を鑑み、本発明は、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができる高輝度な表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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透明基板と、
紫外線を発光する紫外線光源と、
所定の表示用空間が前記透明基板との間に形成されるように、当該透明基板の非表示面側に設けられるとともに、前記紫外線光源からの紫外線を所定の方向に導く導光板と、
前記導光板の前記表示用空間側に設けられるとともに、前記導光板から前記表示用空間の内部側に前記紫外線が入射するのを許容する開口部と、
前記導光板の前記表示用空間側で前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記導光板から前記表示用空間の内部側に前記紫外線が入射するのを阻止する遮光部と、
前記表示用空間の内部側に設けられ、前記開口部から入射された紫外線が照射されることによって所定の色の光を発光する蛍光体と、
前記透明基板の表示面側に設けられ、外部からの外光に含まれた紫外線を吸収する紫外線吸収フィルターと、
前記遮光部の屈折率と同じ屈折率を有し、かつ、前記表示用空間の内部で前記開口部を開閉するように前記開口部側または前記遮光部側に移動可能に封入された極性溶液と、
前記導光板の屈折率と同じ屈折率を有し、かつ、前記表示用空間の内部に前記極性溶液と混じり合わない状態で、前記開口部側または前記遮光部側に移動可能に封入された非極性溶液と、
前記極性溶液と接触するように、前記表示用空間の内部に設置された信号電極と、
前記開口部側及び前記遮光部側の一方側に設置されるように、前記透明基板の前記表示用空間側に設けられた参照電極と、
前記開口部側及び前記遮光部側の他方側に設置されるように、前記参照電極に対して電気的に絶縁された状態で、前記透明基板の前記表示用空間側に設けられた走査電極を備え、
前記透明基板の前記表示用空間側には、前記開口部から入射された紫外線が照射される照射領域と、前記開口部から入射された紫外線が照射されない非照射領域が設定され、
前記非照射領域内に設けられた前記参照電極及び前記走査電極を覆うように、誘電膜を設け、
前記信号電極、前記参照電極、及び前記走査電極に対し、各々所定の電圧を印加することにより、前記極性溶液を前記誘電膜上で前記開口部側または前記遮光部側に移動させて、前記表示面側の表示色を変更することを特徴とするものである。
【００１７】
上記のように構成された表示素子では、上記開口部と遮光部とが導光板の表示用空間側に設けられている。また、上記透明基板の表示用空間側には、開口部から入射された紫外線が照射される照射領域と開口部から入射された紫外線が照射されない非照射領域が設定されている。さらに、誘電膜が、非照射領域内に設けられた上記参照電極及び走査電極を覆うように設置されている。これにより、上記従来例と異なり、非極性溶液が開口部上に移動して、紫外線が当該開口部から表示用空間の内部側に入射した後に、入射した紫外線が誘電膜、参照電極、及び走査電極で吸収されるのを大幅に抑えることができる。この結果、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができ、高輝度な表示素子を構成することができる。
【００１８】
また、上記表示素子において、複数の前記信号電極が、所定の配列方向に沿って設けられ、
複数の前記参照電極及び複数の前記走査電極が、互いに交互に、かつ、前記複数の信号電極と交差するように設けられ、
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、前記極性溶液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、前記極性溶液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、
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、前記極性溶液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、前記極性溶液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。
【００１９】
この場合、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を容易に構成することができる。
【００２０】
また、上記表示素子において、複数の画素領域が、前記表示面側に設けられるとともに、
前記複数の各画素領域は、前記信号電極と前記走査電極との交差部単位に設けられ、かつ、前記各画素領域では、前記表示用空間が仕切壁にて区切られていることが好ましい。
【００２１】
この場合、表示面側の複数の各画素において極性溶液を移動させることにより、表示面側での表示色を画素単位に変更することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
この場合、複数の各画素において対応する極性溶液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。
【００２４】
また、上記表示素子において、前記開口部は、前記画素領域の略中央部に設けられていることが好ましい。
【００２５】
この場合、開口部を画素領域の端部側に設ける場合に比べて、開口部から蛍光体に照射される紫外線量を多くすることができ、高輝度な表示素子を容易に構成することができる。
【００２６】
また、上記表示素子において、前記信号電極として、線状の電極部材が用いられてもよい。
【００２７】
この場合、紫外線の利用効率の低下を確実に抑制することができる。
【００２８】
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には、前記非照射領域内に設けられて前記誘電膜に覆われるとともに、前記極性溶液を実質的に移動させるための電極本体部と、前記電極本体部に接続されて、当該電極本体部に対して前記所定の電圧を印加するための電極配線部が設けられ、
前記電極配線部では、少なくとも前記照射領域内に設けられる部分に対し、線状の電極部材が用いられてもよい。
【００２９】
この場合、紫外線の利用効率の低下を確実に抑制することができる。
【００３０】
また、上記表示素子において、前記透明基板の前記表示面側には、前記透明基板側から外部に出射される光を減光する減光フィルターが設けられてもよい。
【００３１】
この場合、極性溶液が開口部上に移動して、紫外線が当該開口部から表示用空間の内部側に入射するのが阻止されたときに、減光フィルターが透明基板の外部から入射された外光を吸収する。これにより、表示素子では、黒色表示を行うことができる。
【００３２】
また、上記表示素子において、前記遮光部の前記表示用空間側には、ブラックマトリクスが設けられていることが好ましい。
【００３３】
この場合、極性溶液が開口部上に移動して、紫外線が当該開口部から表示用空間の内部側に入射するのが阻止されたときに、ブラックマトリクスが透明基板の外部から入射された外光を吸収する。これにより、表示素子では、黒色表示を行うことができる。また、減光フィルターに比べて、透明基板の外部からの外光を確実に吸収することができ、黒色表示の表示品位を向上させることができる。
【００３４】
また、上記表示素子において、前記蛍光体として、前記透明基板の前記表示用空間側または前記遮光部の前記表示用空間側に設けられた蛍光体膜が用いられてもよい。
【００３５】
この場合、蛍光体膜が紫外線を照射されることによって、所定の色の光を発光する。
【００３６】
また、上記表示素子において、前記蛍光体として、前記非極性溶液に分散された有機蛍光体が用いられていることが好ましい。
【００３７】
この場合、有機発光体が紫外線を照射されることによって、所定の色の光を発光する。また、蛍光体膜を用いる場合に比べて、所定の色の発光領域を容易に大きくすることができる。
【００３８】
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。
【００３９】
上記のように構成された電気機器では、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができる高輝度な表示素子が表示部に用いられているので、優れた表示品位を有する表示部を備えた高性能な電気機器を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができる高輝度な表示素子、及びこれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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。
【００４２】
［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透明基板２及び導光板３を備えており、これらの透明基板２と導光板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。）。
【００４３】
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。
【００４４】
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”と略称する。）と、第２の電圧としてのＬｏｗ電圧（以下、“Ｌ電圧”と略称する。）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。）。
【００４５】
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溶液を移動させ、表示面側での表示色を変更するようになっている。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、走査ドライバ９では、複数の各走査電極６に対して、上記極性溶液が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性溶液が信号電圧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、上記極性溶液が移動するのを阻止する非選択電圧と、極性溶液が信号電圧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。
【００５１】
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走査電極６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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、表示素子１０では、図１に例示するように、図の左端部側で、透明基板２の下方に設置された平板状の導光板３に対向するように、紫外線光源１１が設置されている。この紫外線光源１１には、所定の波長域の紫外線を発光する紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）や紫外線ランプなどの公知の発光源が含まれている。そして、紫外線光源１１は、導光板３の内部に紫外線を入射させ、導光板３によって図１の左側から右側に導くことにより、全ての各画素領域に対して、紫外線を供給可能になっている。
【００５５】
ここで、図２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。
【００５６】
図２Ａは、表示面側から見た場合での図１に示した表示素子の要部構成を示す拡大平面図である。図２Ｂは図２ＡのIIｂ−IIｂ線断面図であり、図２Ｃは表示面側から見た場合での上記表示素子に含まれた導光板上の構成を示す拡大平面図である。なお、図２Ａ〜図２Ｃ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１個の画素を図示している。
【００５７】
図２Ａ〜図２Ｃにおいて、表示素子１０は、表示面側に設けられた上記透明基板２と、透明基板２の背面側（非表示面側）に設けられた上記導光板３とを備えている。また、表示素子１０では、透明基板２と導光板３が互いに所定の間隔をおいて配置されることにより、これら透明基板２及び導光板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、上記極性溶液１４及びこの極性溶液１４と混じり合わない非極性溶液１５が当該表示用空間Ｓの内部で移動可能に封入されており、極性溶液１４は後述の開口部Ｋを開閉するように当該開口部Ｋ側（走査電極６側）または遮光部側（参照電極５側）に移動できるようになっている。
【００５８】
極性溶液１４には、例えば溶媒としての水と、溶質としての所定の電解質を含んだ水溶液が用いられている。具体的には、例えば１ｍｍｏｌ／Ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）の水溶液が極性溶液１４に用いられている。
【００５９】
また、この極性溶液１４には、低屈折率の水溶液が用いられている。より具体的にいえば、極性溶液１４には、例えば１．３３の屈折率のものが用いられており、遮光部を構成する後述のクラッドと同じ屈折率のものが選択されている。そして、極性溶液１４は、各画素において、紫外線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、極性溶液１４が表示用空間Ｓの内部を参照電極５側（遮光部側）または走査電極６側（開口部Ｋ側）にスライド移動することによって、表示色がＲＧＢのいずれかの色または黒色に変更されるよう構成されている。
【００６０】
また、非極性溶液１５には、例えばシリコーンオイルなどの無色透明なオイルが用いられており、極性溶液１４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。また、非極性溶液１５には、極性溶液１４よりも高い屈折率のものが用いられている。より具体的にいえば、非極性溶液１５には、例えば１．４６の屈折率のものが用いられており、導光板３と同じ屈折率のものが選択されている。そして、非極性溶液１５は、各画素において、開口部Ｋ上に移動されたときに、導光板３から表示用空間Ｓの内部側に紫外線が入射するのを許容するようになっている（詳細は後述。）。
【００６１】
また、導光板３には、無アルカリガラス基板などの透明なガラス材またはアクリル系樹脂などの透明な合成樹脂等の透明な透明シート材が用いられている。また、この導光板３には、上述したように、非極性溶液１５と同じ屈折率（例えば、１．４６）のものが用いられている。
【００６２】
さらに、導光板３では、非表示面側の表面の全面を覆うように、クラッド１２ａが設けられている。一方、導光板３の表示面側の表面には、上記開口部Ｋを除いて、クラッド１２ｂが形成されている。これらのクラッド１２ａ、１２ｂには、上述したように、極性溶液１４と同じ屈折率（例えば、１．３３）のものが用いられている。すなわち、クラッド１２ａ、１２ｂには、導光板３よりも低屈折率な材料、例えばシリコーン樹脂やフッ素系樹脂などが用いられており、各クラッド１２ａ、１２ｂは、導光板３との界面で、当該導光板３の内部に入射された紫外線を全反射させるように構成されている。これにより、導光板３では、紫外線光源１１からの紫外線を所定の方向（図１の左端部から右端部への方向）に導くことができるようになっている。
【００６３】
また、クラッド１２ｂは、導光板３の表示用空間Ｓ側で開口部Ｋに隣接するように設けられて、導光板３から表示用空間Ｓの内部側に紫外線が入射するのを阻止する上記遮光部を構成している。また、このクラッド１２ｂの表示面側の表面には、仕切壁としてのリブ１３が設けられており、複数の各画素領域Ｐでは、表示用空間Ｓがリブ１３にて区切られている。
【００６４】
具体的にいえば、表示素子１０では、図２Ａに示すように、その表示面側に外縁Ｋ３で規定された四角形状の画素領域Ｐが設けられている。また、表示素子１０では、図２Ｂに示すように、例えば断面台形状のリブ１３がクラッド１２ｂ上に設けられており、このリブ１３では、その表示用空間Ｓ側の斜面上に後述の蛍光体膜１７が形成されている。また、図２Ａに境界線Ｋ２にて示すように、これらのリブ１３と蛍光体膜１７との境界の形状は、四角形状に構成されている。この境界線Ｋ２は、後述の照射領域Ａ２の外縁に等しいものである。
【００６５】
すなわち、図２Ｃに示すように、導光板３の表示用空間Ｓ側の表面では、画素領域Ｐの略中央部に設けられる、例えば四角形状の開口部Ｋを除いて、上記遮光部としてのクラッド１２ｂ（図２Ｃに斜線部にて図示）が形成される。言い換えれば、導光板３の表示用空間Ｓ側の表面では、開口部Ｋの周囲にクラッド１２ｂが設けられた後、枠状のリブ１３が隣接する画素領域Ｐどうしを互いに仕切るように設けられている。
【００６６】
また、表示素子１０では、透明基板２の表示用空間Ｓ側において、開口部Ｋから入射された紫外線が照射される照射領域Ａ２と、開口部Ｋから入射された紫外線が照射されない非照射領域Ａ１が設定されている。具体的にいえば、表示素子１０では、図２Ｂに示すように、非極性溶液１５が開口部Ｋを覆うように移動しているときに、紫外線は開口部Ｋを介して導光板３側から表示用空間Ｓの内部側に入射される。このとき、透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面では、開口部Ｋの大きさと、透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面と導光板３の表示用空間Ｓ側の表面との間のギャップ寸法と、導光板３及び非極性溶液１５の屈折率とに基づいて、開口部Ｋから出射された紫外線の非照射領域Ａ１及び照射領域Ａ２が設定される。
【００６７】
詳細にいえば、表示素子１０では、非照射領域Ａ１と照射領域Ａ２とは、図２Ａに四角形状の境界線Ｋ１にて示すように、透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面において、開口部Ｋの直上部分に、非照射領域Ａ１が設定されるとともに、この非照射領域Ａ１を囲むように枠状の照射領域Ａ２が設定される。また、この照射領域Ａ２の実質的な外縁は、境界線Ｋ２である。
【００６８】
また、透明基板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、透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面には、参照電極５及び走査電極６が形成されている。これら参照電極５及び走査電極６は、各々四角形状の電極本体部５ｂ、６ｂと、線状の電極配線部５ｃ、６ｃを有しており、極性溶液１４がスライド移動される、少なくとも電極本体部５ｂ、６ｂは、誘電膜１６によって覆われている。また、表示素子１０では、信号電極４が電極本体部５ｂ、６ｂと交差するように、かつ、極性溶液１４と接触するように、表示用空間Ｓの内部に設けられている。
【００６９】
また、透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面では、紫外線の照射領域Ａ２において、所定の色を発光する蛍光体としての蛍光体膜１７が設けられている。つまり、蛍光体膜１７は、開口部Ｋから入射された紫外線が照射されることによって、当該蛍光体膜１７に含まれた、例えば無機蛍光体（図示せず）を励起することにて所定の色の光を発光するようになっている。また、表示素子１０では、その表示面側でフルカラー表示が可能なように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）を一組とする、ＲＧＢの画素が図１のＸ方向に沿って設けられている。これらＲＧＢの画素では、蛍光体膜１７の無機蛍光体の種類を互いに異ならせることにより、対応するＲＧＢの色光を発光するようになっている。具体的にいえば、無機蛍光体には、例えば、ユーロピウム付活酸硫化イットリウム（Ｙ2 Ｏ2Ｓ：Ｅｕ）、銅、金付活、アルミニウム助付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、銅付活、アルミニウム助付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）および銀付活、塩素助付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ）等から、適切な色となる材料が使用される。さらに、蛍光体膜１７は、例えば数ミクロン程度の厚さで透明基板２の表示用空間Ｓ側の表面と、リブ１３の表示用空間Ｓ側の斜面上に塗布されている。
【００７０】
また、透明基板２の表示面側の表面には、減光（Neutral Density）フィルター１８と、紫外線吸収フィルターとしてのＵＶカットフィルター１９とがこの順番で設置されている。ＵＶカットフィルター１９は、外部からの太陽光線などの外光に含まれた紫外線によって蛍光体膜１７の無機蛍光体が励起されないように、上記外光に含まれた特定の波長域の紫外線を吸収するようになっている。
【００７１】
また、減光フィルター１８は、紫外線が開口部Ｋから表示用空間Ｓの内部側に入射するのが阻止されたときに、透明基板２の外部から入射された上記外光を吸収する。これにより、表示素子１０では、画素領域Ｐにおいて、黒色表示が行われる。
【００７２】
参照電極５及び走査電極６には、ＣｕやＡｌなどの低抵抗の金属材料が用いられている。具体的にいえば、参照電極５及び走査電極６には、例えば１００ｎｍのＡｌが使用されている。また、参照電極５及び走査電極６には、非照射領域Ａ１内に設けられて誘電膜１６に覆われるとともに、極性溶液１４を実質的に移動させるための電極本体部５ｂ、６ｂと、電極本体部５ｂ、６ｂに接続されて、当該電極本体部５ｂ、６ｂに対して所定の電圧を印加するための電極配線部５ｃ、６ｃとが各々設けられている。
【００７３】
電極本体部６ｂは、Ｘ方向及びＹ方向の各寸法が例えば開口部Ｋのものと同じ値に設定されており、さらには、この電極本体部６ｂは、開口部Ｋと図２Ｂの上下方向で互いに重なり合うように、当該開口部Ｋと対向する位置で透明基板２の表面上に設けられている。また、電極本体部５ｂは、電極本体部６ｂと同じ寸法で形成されており、誘電膜１６によって電極本体部６ｂと互いに電気的に絶縁されるように、Ｘ方向に所定寸法だけずらされた位置で透明基板２の表面上に設けられている。
【００７４】
電極配線部５ｃ、６ｃは、非照射領域Ａ１及び照射領域Ａ２において、Ｙ方向に平行となるように、透明基板２の表面上に設けられている。また、電極配線部５ｃ、６ｃには、線状の電極部材が用いられている。具体的にいえば、電極配線部５ｃ、６ｃには、Ｘ方向の寸法が電極本体部５ｂ、６ｂのものより、例えば１／１０程度小さいものが使用されている。
【００７５】
また、参照電極５及び走査電極６では、図２Ａに示すように、非照射領域Ａ１内において、極性溶液１４が遮光部側と開口部Ｋ側との間で、Ｘ方向にスライド移動する、電極本体部５ｂ、６ｂ及び電極配線部５ｃ、６ｃの一部分を覆うように、誘電膜１６が形成されている。この誘電膜１６には、高誘電率、かつ、電気絶縁性に優れた材料、例えば窒化シリコンが用いられている。また、誘電膜１６は、例えば３５０ｎｍの厚さ寸法（参照電極５または走査電極６の表面からの厚さ寸法）で透明基板２の表面上に設けられている。
【００７６】
また、表示素子１０では、極性溶液１４の上記スライド移動を円滑なものとするために、誘電膜１６、クラッド１２ｂの一部分の表面、及び開口部Ｋに対向する導光板３の表面上に、撥水膜（図示せず）が形成されている。この撥水膜には、例えば厚さ６０ｎｍのフッ素系コーティング剤が用いられている。また、撥水膜では、紫外線光源１１からの紫外線の波長よりも薄い膜厚のものが用いられているので、紫外線が撥水膜を通過するときに、当該撥水膜で紫外線の吸収（ロス）を生じないようになっている。
【００７７】
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の電極部材が用いられている。この信号電極４は、リブ１３を貫通した状態で、表示用空間Ｓの内部に設けられている。また、信号電極４は、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、極性溶液１４を挿通して当該極性溶液１４に直接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溶液１４の応答性の向上が図られている。
【００７８】
また、信号電極４の表面には、例えばフッ素系樹脂からなる透明な撥水膜（図示せず）が積層されており、極性溶液１４の移動を円滑に行わせるようになっている。但し、この撥水膜は、信号電極４と極性溶液１４とを電気的に絶縁することはなく、極性溶液１４の応答性向上を阻害しないようになっている。
【００７９】
また、この信号電極４には、極性溶液１４に対して電気化学的に不活性な材料が使用されており、当該信号電極４に上記信号電圧Ｖｄ（例えば、４０Ｖ）が印加されたときでも、極性溶液１４と電気化学反応を極力生じないように構成されている。これにより、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。
【００８０】
なお、信号電極４および参照電極５及び走査電極６での外光反射を防止するため、電極の表示面側に光吸収材を設置することが望ましい。
【００８１】
ここで、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３及び図４も参照して具体的に説明する。
【００８２】
図３Ａは上記表示素子が発光している発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図であり、図３Ｂは上記表示素子が発光していない非発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図である。図４は、上記画像表示装置の動作例を説明する図である。
【００８３】
まず図３Ａ及び図３Ｂを参照して、表示素子１０の各画素での表示動作について説明する。
【００８４】
図３Ａに示すように、表示素子１０の画素では、極性溶液１４が参照電極５とクラッド１２ｂ（遮光部）との間で保持されると、導光板３の内部を導かれてきた紫外線ＵＶ１は開口部Ｋを経て、屈折率が互いに等しい導光板３から非極性溶液１５内に入射される。その後、紫外線は、表示用空間Ｓの内部の非極性溶液１５を通過して、蛍光体膜１７の内部に入射する。この結果、紫外線は、蛍光体膜１７内の上記無機蛍光体を励起して、所定の色の光を外部に向かって発光する発光状態となる。つまり、表示素子１０の画素では、蛍光体発色状態となり、上記所定の色の表示が行われる。
【００８５】
一方、図３Ｂに示すように、表示素子１０の画素では、極性溶液１４が走査電極６と導光板３の表面（開口部Ｋ）との間で保持されると、導光板３の内部を導かれてきた紫外線ＵＶ２は極性溶液１４と導光板３の表面との界面で全反射して、導光板３の内部側に戻されて、表示用空間Ｓの内部に入射されない。すなわち、紫外線ＵＶ２は、極性溶液１４により遮光され、蛍光体膜１７内に入射されない。この結果、表示素子１０の画素では、減光フィルター１８により、外光が吸収されて、黒色表示が行われる。
【００８６】
次に、図４を用いて、画像表示装置１での表示動作について説明する。
【００８７】
図４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電圧及びＬ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、極性溶液１４が参照電極５側または走査電極６側に移動されて、表示面側の表示色が変更される。
【００８８】
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Ｈ電圧とＬ電圧との中間の電圧値である、Ｍｉｄｄｌｅ電圧（以下、“Ｍ電圧”と略称する。）を印加する。これにより、非選択ラインの各画素では、極性溶液１４が参照電極５側または走査電極６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。
【００８９】
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、極性溶液１４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。
【００９０】
【表１】
2010169806.tif 000003
【００９１】
＜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、極性溶液１４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の内部を誘電膜１６上で移動する。この結果、極性溶液１４は、図３Ｂに示したように、走査電極６（開口部Ｋ）側に移動した状態となり、紫外線光源１１からの紫外線が開口部Ｋから表示用空間Ｓの内部に入射するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、減光フィルター１８による黒色の表示状態となる。
【００９２】
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、極性溶液１４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の内部を誘電膜１６上で移動する。この結果、極性溶液１４は、図３Ａに示したように、参照電極５（遮光部）側に移動した状態となり、紫外線光源１１からの紫外線が開口部Ｋから蛍光体膜１７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、蛍光体膜１７による蛍光体発色の表示状態となる。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、それらの極性溶液１４が参照電極５側に移動して、蛍光体発色の表示状態となったときに、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。
【００９３】
＜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、極性溶液１４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、現状の黒色または蛍光体発色の表示状態から変更されずに維持される。
【００９４】
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、極性溶液１４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。
【００９５】
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、極性溶液１４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。
【００９６】
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、極性溶液１４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。
【００９７】
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４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、蛍光体発色または黒色の表示状態となる。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５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５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。
【００９８】
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。
【００９９】
【表２】
2010169806.tif 000004
【０１００】
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電圧及びＨ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
＜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、極性溶液１４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の内部を誘電膜１６上で移動する。この結果、極性溶液１４は、図３Ｂに示したように、走査電極６（開口部Ｋ）側に移動した状態となり、紫外線光源１１からの紫外線が開口部Ｋから表示用空間Ｓの内部に入射するのを阻止する。これにより、表示面側での表示色は、減光フィルター１８による黒色の表示状態となる。
【０１０３】
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、極性溶液１４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の内部を誘電膜１６上で移動する。この結果、極性溶液１４は、図３Ａに示したように、参照電極５（遮光部）側に移動した状態となり、紫外線光源１１からの紫外線が開口部Ｋから蛍光体膜１７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、蛍光体膜１７による蛍光体発色の表示状態となる。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、それらの極性溶液１４が参照電極５側に移動して、蛍光体発色の表示状態となったときに、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。
【０１０４】
＜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、極性溶液１４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、現状の黒色または蛍光体発色の表示状態から変更されずに維持される。
【０１０５】
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、極性溶液１４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。
【０１０６】
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、極性溶液１４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。
【０１０７】
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、極性溶液１４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。
【０１０８】
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。つまり、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。
【０１０９】
以上のように構成された本実施形態の表示素子１０では、上記開口部Ｋとクラッド１２ｂ（遮光部）とが導光板３の表示用空間Ｓ側に設けられている。また、本実施形態の表示素子１０では、透明基板２の表示用空間Ｓ側には、開口部Ｋから入射された紫外線が照射される照射領域Ａ２と開口部Ｋから入射された紫外線が照射されない非照射領域Ａ１が設定されている。さらに、本実施形態の表示素子１０では、誘電膜１６が非照射領域Ａ１内に設けられた参照電極５及び走査電極６を覆うように設置されている。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、非極性溶液１５が開口部Ｋ上に移動して、紫外線が当該開口部Ｋから表示用空間Ｓの内部側に入射した後に、入射した紫外線が誘電膜１６、参照電極５、及び走査電極６にて吸収されるのを大幅に抑えることができる。この結果、本実施形態では、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができ、高輝度な表示素子１０を構成することができる。
【０１１０】
また、本実施形態の画像表示装置（電気機器）１では、表示素子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１を容易に構成することができる。
【０１１１】
また、本実施形態の表示素子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、複数の信号電極４と交差するように、透明基板２側に設けられている。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。
【０１１２】
［第２の実施形態］
図５Ａは表示面側から見た場合での第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図であり、図５Ｂは図５ＡのVｂ−Vｂ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、遮光部の表示用空間側に蛍光体膜を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１１３】
すなわち、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本実施形態の表示素子１０では、蛍光体膜１７がクラッド１２ｂ（遮光部）の表示用空間Ｓ側の表面上に形成されている。また、この蛍光体膜１７は、第１の実施形態のものと同様に、紫外線の照射領域Ａ２に対向する、クラッド１２ｂの表面上に設置されている。
【０１１４】
そして、本実施形態の表示素子１０では、図５Ｂに示すように、極性溶液１４が参照電極５（遮光部）側に移動されている場合に、第１の実施形態と同様に、紫外線が導光板３から開口部Ｋを経て表示用空間Ｓの内部に入射される。続いて、本実施形態の表示素子１０では、紫外線は透明基板２の照射領域Ａ２での表面と非極性溶液１５との界面で蛍光体膜１７側に反射される。その後、本実施形態の表示素子１０では、紫外線は蛍光体膜１７の内部に入射して、上記無機蛍光体を励起して、所定の色の光が発光される。また、本実施形態の表示素子１０では、紫外線を蛍光体膜１７側に確実に反射させるために、透明基板２には、非極性溶液１５の屈折率よりも小さい屈折率を有するものを用いることが好ましい。
【０１１５】
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、本実施形態の表示素子１０では、クラッド１２ｂの表面上に蛍光体膜１７を設けているので、第１の実施形態のもの比べて、蛍光体膜１７の厚みを容易に厚くすることができ、蛍光体発色の表示状態での輝度もまた容易に向上させることができる。
【０１１６】
［第３の実施形態］
図６Ａは表示面側から見た場合での第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図であり、図６Ｂは図６ＡのVIｂ−VIｂ線断面図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、減光フィルターに代えて、ブラックマトリクスを用いた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１１７】
すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施形態の表示素子１０では、ブラックマトリクス２０がクラッド１２ｂ（遮光部）の表示用空間Ｓ側の表面上に形成されている。そして、本実施形態の表示素子１０では、減光フィルター１８に代えて設けたブラックマトリクス２０により、黒色の表示が行われる。すなわち、本実施形態の表示素子１０では、極性溶液１４が開口部Ｋ上に移動して、紫外線が当該開口部Ｋから表示用空間Ｓの内部側に入射するのが阻止されたときに、ブラックマトリクス２０が透明基板の外部から入射された外光を吸収して、黒色の表示が行われる。
【０１１８】
また、本実施形態の表示素子１０では、蛍光体として透明な有機蛍光体（図示せず）を用いた蛍光体膜１７’が透明基板２の照射領域Ａ２での表面及びリブ１３の表示用空間Ｓ側の斜面上に形成されている。有機蛍光体には、例えば、ジキサンチレン、２，２′−ジヒドロキシ−α−ナフタルダジン、アントラピリミジン、ローダミン、エオシン、ブリリアントスルホフラベンＦＦおよびピリミジン等の蛍光物質をアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂およびウレア樹脂等の合成樹脂と混合して粉砕したものよりなる蛍光顔料を透明な樹脂に含有させた有機蛍光樹脂から、適切な色となる材料が使用される。
【０１１９】
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、本実施形態の表示素子１０では、ブラックマトリクス２０によって黒色表示が行われるので、減光フィルター１８に比べて、透明基板２の外部からの外光を確実に吸収することが可能となり、黒色表示の表示品位を向上させることができる。
【０１２０】
［第４の実施形態］
図７Ａは表示面側から見た場合での第４の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図であり、図７Ｂは図７ＡのVIIｂ−VIIｂ線断面図である。図において、本実施形態と上記第３の実施形態との主な相違点は、蛍光体として、非極性溶液に分散された有機蛍光体を用いた点である。なお、上記第３の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明は省略する。
【０１２１】
すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本実施形態の表示素子１０では、非極性溶液２１には所定の色の光を発光する有機蛍光体（図示せず）が分散されている。この有機蛍光体は、第３の実施形態のものと同様に、紫外線が照射されたときに、ＲＧＢの対応するいずれかの色を発光するようになっている。また、ＲＧＢの各画素で用いられる有機蛍光体の具体例は、第３の実施形態に示したものと同じものが用いられている。
【０１２２】
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、非極性溶液に分散された有機蛍光体が用いられているので、蛍光体膜を用いる場合に比べて、所定の色の発光領域を容易に大きくすることができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
例えば、上記の説明では、カラー画像表示を表示可能な表示部を備えた画像表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は文字及び画像を含んだ情報を表示する表示部が設けられた電気機器であれば何等限定されるものではなく、例えば電子手帳等のＰＤＡなどの携帯情報端末、パソコンやテレビなどに付随する表示装置、あるいは電子ペーパーその他、各種表示部を備えた電気機器に好適に用いることができる。
【０１２５】
また、上記の説明では、参照電極及び走査電極をクラッド（遮光部）側及び開口部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開口部側及び遮光部側にそれぞれ設置してもよい。
【０１２６】
また、上記の説明では、画素領域の略中央部に、走査電極の電極本体部と同じ大きさの開口部を設けた場合について説明したが、本発明の開口部は、導光板の表示用空間側に設けられて、導光板から表示用空間の内部側に紫外線が入射するのを許容するものであれば何等限定されない。
【０１２７】
但し、上記の各実施形態のように、画素領域の略中央部に開口部を設ける場合の方が、開口部を画素領域の端部側に設ける場合に比べて、開口部から蛍光体に照射される紫外線量を多くすることができ、高輝度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。
【０１２８】
また、上記の説明では、信号電極に線状の電極部材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電極部材も使用することができる。
【０１２９】
但し、上記の各実施形態のように、線状の電極部材を用いる場合の方が、紫外線の利用効率の低下を確実に抑制することができる点で好ましい。
【０１３０】
また、上記の説明では、塩化カリウムの水溶液を極性溶液に用いるとともに、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを用いて、信号電極を構成した場合について説明したが、本発明は表示用空間の内部に設置されて、極性溶液と接触する信号電極に、当該極性溶液に対して電気化学的に不活性な材料を用いたものであれば何等限定されない。具体的にいえば、極性溶液には、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、本発明の極性溶液には、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。
【０１３１】
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溶液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。
【０１３２】
また、本発明の信号電極には、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、チタン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金などの導電性を有する金属を用いた電極本体と、この電極本体の表面を覆うように設けられた酸化被膜とを備えた不動態を使用することができる。
【０１３３】
但し、上記の各実施形態のように、金、銀、銅、白金、及びパラジウムの少なくとも一つを信号電極に用いる場合の方が、イオン化傾向の小さい金属を使用することとなり、当該電極の簡略化を図りつつ、極性溶液との間での電気化学反応を確実に防ぐことが可能となって信頼性の低下が防がれた長寿命な表示素子を容易に構成することができる点で好ましい。また、イオン化傾向の小さい金属は極性溶液との間の界面に生じる界面張力を比較的小さくすることができることから、極性溶液を移動させないときでは、その固定位置で当該極性溶液を安定した状態で容易に保持できる点でも好ましい。
【０１３４】
また、上記の説明では、参照電極及び走査電極において、非照射領域内に設けられて誘電膜に覆われた電極本体部と、電極本体部に対して所定の電圧を印加するための電極配線部を有する略帯状の電極を使用した構成について説明した。しかしながら、本発明の参照電極及び走査電極は各々これに限定されるものではなく、例えばＩＴＯ膜などの透明な電極材料を用いた帯状の電極を用いてもよい。
【０１３５】
但し、上記の各実施形態のように、少なくとも照射領域内に設けられる電極配線部の部分に対し、線状の電極部材を用いる場合の方が、紫外線の利用効率の低下を確実に抑制することができる点で好ましい。
【０１３６】
また、上記の説明では、蛍光体の種類を変更することにより、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何等限定されない。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などの複数色の画素を一組として、表示面側に設ける構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、紫外線の利用効率が低下するのを抑制することができる高輝度な表示素子、及びこれを用いた高性能な電気機器に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置を説明する平面図である。
【図２Ａ】表示面側から見た場合での図１に示した表示素子の要部構成を示す拡大平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのIIｂ−IIｂ線断面図である。
【図２Ｃ】表示面側から見た場合での上記表示素子に含まれた導光板上の構成を示す拡大平面図である。
【図３Ａ】上記表示素子が発光している発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図である。
【図３Ｂ】上記表示素子が発光していない非発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図である。
【図４】上記画像表示装置の動作例を説明する図である。
【図５Ａ】表示面側から見た場合での第２の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのVｂ−Vｂ線断面図である。
【図６Ａ】表示面側から見た場合での第３の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのVIｂ−VIｂ線断面図である。
【図７Ａ】表示面側から見た場合での第４の実施形態にかかる表示素子の要部構成を示す拡大平面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのVIIｂ−VIIｂ線断面図である。
【図８】従来の表示素子の構成を説明する図である。
【図９】（ａ）は上記従来の表示素子が発光している発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図であり、（ｂ）上記従来の表示素子が発光していない非発光状態での当該表示素子の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１  画像表示装置（電気機器）
２  透明基板
３  導光板
４  信号電極
５  参照電極
５ｂ  電極本体部
５ｃ  電極配線部
６  走査電極
６ｂ  電極本体部
６ｃ  電極配線部
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  紫外線光源
１２ｂ  クラッド（遮光部）
１３  リブ（仕切壁）
１４  極性溶液
１５  非極性溶液
１６  誘電膜
１７  蛍光体膜
１８  減光フィルター
１９  ＵＶカットフィルター（紫外線吸収フィルター）
２０  ブラックマトリクス
２１  （有機蛍光体を分散した）非極性溶液
Ｓ  表示用空間
Ｋ  開口部
Ａ１  非照射領域
Ａ２  照射領域
Ｐ  画素領域
【図１】
2010169806.tif 000005
【図２Ａ】
2010169806.tif 000006
【図２Ｂ】
2010169806.tif 000007
【図２Ｃ】
2010169806.tif 000008
【図３Ａ】
2010169806.tif 000009
【図３Ｂ】
2010169806.tif 000010
【図４】
2010169806.tif 000011
【図５Ａ】
2010169806.tif 000012
【図５Ｂ】
2010169806.tif 000013
【図６Ａ】
2010169806.tif 000014
【図６Ｂ】
2010169806.tif 000015
【図７Ａ】
2010169806.tif 000016
【図７Ｂ】
2010169806.tif 000017
【図８】
2010169806.tif 000018
【図９】
2010169806.tif 000019