(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面側に設けられた透明シートと、
所定の表示用空間が前記透明シートとの間に形成されるように、当該透明シートの背面側に設けられるとともに、一端側が前記表示用空間に連通する液溜空間が形成された背面シートと、
前記透明シート及び前記背面シートの少なくとも一方において、前記表示用空間側の表面側に設けられた透明な第１電極と、
前記液溜空間を囲むように、前記背面シートに設けられた第２電極と、
前記表示用空間と前記液溜空間とによって形成された流体流通部の内部に、前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入された導電性液体と、
前記第１電極と前記第２電極との間に接続されたスイッチ及び電源を有するとともに、前記スイッチの開閉動作に応じて、前記表示用空間側または前記液溜空間側に前記導電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する駆動部とを備え、
前記背面シートには、一方の表面が前記表示用空間側に設けられ、かつ一端側が前記表示用空間に連通して、前記液溜空間を構成する貫通孔が形成された中間シートと、
前記貫通孔の他端側を密封するように、前記中間シートの背面側に設けられた基板シートが含まれていることを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記第１電極は、前記表示用空間の前記表示面側を覆うように、設けられている請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記背面シートにおいて、前記第２電極は前記液溜空間に対向する全ての表面上に設けられている請求項１または２に記載の表示素子。
【請求項４】
前記液溜空間の一端側が、前記表示用空間の中心部に連通している請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項５】
前記液溜空間の一端側が、前記表示用空間の一端部に連通している請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項６】
前記第１電極または前記第２電極の前記表示用空間側の表面上には、誘電体層が積層されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項７】
前記基板シートには、前記第２電極が前記貫通孔の他端側を閉塞するように設けられている請求項１に記載の表示素子。
【請求項８】
前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートは、反射シートを用いて構成され、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色とする請求項１または７に記載の表示素子。
【請求項９】
前記反射シートは、透明な高分子樹脂と、前記高分子樹脂の内部に添加されるとともに、屈折率が互いに異なる複数種類の微粒子とを含んでいる請求項８に記載の表示素子。
【請求項１０】
前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シート及び前記基板シートは、透明な透明シートを用いて構成され、
前記基板シートの背面側には、バックライトが設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色とする請求項１または７に記載の表示素子。
【請求項１１】
前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートには、並設された反射シート及び透明な透明シートが含まれ、
前記基板シートは、透明な透明シートを用いて構成され、
前記基板シートの背面側には、バックライトが設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色とする請求項１または７に記載の表示素子。
【請求項１２】
前記導電性液体には、光散乱粒子が配合され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートの前記表示用空間側の表面側には、所定色の着色層が設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とする請求項１または７に記載の表示素子。
【請求項１３】
複数の前記表示用空間が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の原色に応じてそれぞれ設けられている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項１４】
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１〜１３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、エレクトロウェッティング現象を利用して、液体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】
従来より、透明もしくは着色液体の移動現象を利用して表示を行う表示素子が提案されている。例えば、外部電場を利用して液体を移動させて表示する表示素子には、電気浸透方式とエレクトロウェッティング方式のものがある。
【０００３】
電気浸透方式の表示素子では、多孔質体の表面の液体含浸率を制御して外光を散乱させ、外光に対する光反射率や光透過率を制御するようになっている。また、この電気浸透方式の表示素子では、予め多孔質体と透明液体の屈折率を一致させておき、多孔質体の貫通孔（細孔）内に液体を満たすことで透明とし、貫通孔から液体を流出させることで光散乱が生じるように構成されている。
【０００４】
エレクトロウェッティング方式の表示素子では、細孔内の液体に対する電界印加により液体の界面張力を変化させ、電気毛管現象（エレクトロウェッティング現象）で当該液体を移動させるようになっている。詳細には、細孔の内面に設けられた一対の電極間のスイッチが閉じられて、液体に電界が印加されると、液体の細孔内面に対する濡れ性が変化し、液体の細孔内面に対する接触角が減少して、液体は細孔内を移動していく。一方、スイッチが開かれて、液体に対する電界印加が停止されると、細孔内面に対する液体の濡れ性が変化して接触角は急激に増大して、液体は細孔から流出される。
【０００５】
ところで、上記のような表示素子において、動画表示を行うためには、細孔内で液体を高速、かつ低電圧で移動させることが求められている。この点から電気浸透方式とエレクトロウェッティング方式とを比較した場合、エレクトロウェッティング方式の方が液体を高速に移動させることが可能であり、動画表示により適している。
【０００６】
また、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、エレクトロウェッティング現象を用いた画像表示装置が提供されている。
【０００７】
具体的には、図９に示すように、上記従来の表示素子は、透明なシートにより構成されるとともに、図９の上側（表示面側）から所定間隔をおいて順次配置された第１、第２、第３シート１、２、３を備えている。第１シート１と第２シート２との間には、上側通路４が設けられ、第２シート２と第３シート３との間には、下側通路５が設けられている。また、第２シート２には、上側通路４及び下側通路５を連通するリザーバ６、７が設けられている。さらに、上側通路４、下側通路５、リザーバ６、７の内部には、所定色に着色された導電性液体Ｌ１と透明な透明液体Ｌ２とが密封されている。
【０００８】
また、この従来の表示素子では、第１電極８Ａ及び８Ｂが上側通路４を挟むように第１シート１の下面側及び第２シート２の上面側にそれぞれ設置されている。また、上側通路４内には、第２電極９がリザーバ６の上端開口と対向する位置に設置されている。これら第１電極８Ａ、８Ｂと第２電極９とには、図９に示すように、直流電源が接続されており、導電性液体Ｌ１に対して電界印加を行えるようになっている。
【０００９】
上記のように構成された従来の表示素子では、第１電極８Ａ、８Ｂと第２電極９との間の回路を閉じて、これらの電極間に電圧を印加することにより、上側通路４内の透明液体Ｌ２を下側通路５側に移動させるとともに、リザーバ６側から上側通路４側に導電性液体Ｌ１を移動させて、表示面側を上記所定色としている。
【００１０】
一方、上記回路を開くことにより、上側通路４側からリザーバ６側に導電性液体Ｌ１を戻させるとともに、透明液体Ｌ２をリザーバ７側から上側通路４側に移動させて、表示面側を透明表示としている。
【特許文献１】特開平１０−３９７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような従来の表示素子では、第１シート１と第２シート２との間に上側通路４を設け、第２シート２と第３シート３との間に下側通路５を設けていた。さらに、従来の表示素子では、多数のリザーバ６、７を第２シート２に設けて、上側通路４と下側通路５とを連通していた。このため、この従来の表示素子では、素子構造が複雑となり、さらに厚さ寸法を低減することが難しく、コンパクト化を図るのが困難であった。
【００１２】
また、従来の表示素子では、上側通路（表示用空間）４側に第１電極８Ａ及び第２電極９を設置していたので、リザーバ６内の導電性液体Ｌ１に印加する電界を大きくすることができずに、導電性液体Ｌ１の上側通路４側への移動速度の高速化を図るのが難しかった。
【００１３】
以上のように、従来の表示素子では、導電性液体の移動速度を簡単な構成で高速化できないという問題点があった。
【００１４】
上記の課題を鑑み、本発明は、導電性液体の移動速度を簡単な構成で高速化することができるコンパクトな表示素子、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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明における表示素子は、表示面側に設けられた透明シートと、
所定の表示用空間が前記透明シートとの間に形成されるように、当該透明シートの背面側に設けられるとともに、一端側が前記表示用空間に連通する液溜空間が形成された背面シートと、
前記透明シート及び前記背面シートの少なくとも一方において、前記表示用空間側の表面側に設けられた透明な第１電極と、
前記液溜空間を囲むように、前記背面シートに設けられた第２電極と、
前記表示用空間と前記液溜空間とによって形成された流体流通部の内部に、前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入された導電性液体と、
前記第１電極と前記第２電極との間に接続されたスイッチ及び電源を有するとともに、前記スイッチの開閉動作に応じて、前記表示用空間側または前記液溜空間側に前記導電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する駆動部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記のように構成された表示素子では、透明シートと背面シートとの間に表示用空間を形成し、かつ表示用空間に連通する液溜空間を背面シートに設けるとともに、これらの表示用空間と液溜空間とにより形成された流体流通部の内部に導電性液体を封入している。また、駆動部が、第１電極と第２電極との間に接続されたスイッチの開閉動作に応じて、表示用空間側または液溜空間側に導電性液体を移動させることにより、表示面側の表示色を変更している。これにより、上記従来例と異なり、素子構造が複雑化するのを防ぐことができるとともに、厚さ寸法を低減してコンパクト化を図ることができる。また、第１電極が表示用空間側の表面側に設けられ、第２電極が背面シート側に設置されているので、導電性液体に電界を迅速に印加することが可能となり、導電性液体の移動速度の高速化を図ることができる。
【００１７】
また、上記表示素子において、前記第１電極は、前記表示用空間の前記表示面側を覆うように、設けられていることが好ましい。
【００１８】
この場合、導電性液体に印加する電界を簡単に大きくすることができ、当該導電性流体の移動速度を容易に向上することができる。
【００１９】
また、上記表示素子では、前記背面シートにおいて、前記第２電極は前記液溜空間に対向する全ての表面上に設けられていることが好ましい。
【００２０】
この場合、導電性液体に印加する電界を簡単に大きくすることができ、当該導電性流体の移動速度を容易に向上することができる。
【００２１】
また、上記表示素子において、前記液溜空間の一端側が、前記表示用空間の中心部に連通してもよい。
【００２２】
この場合、液溜空間から表示用空間の周辺部側への導電性液体の移動、及び表示用空間の周辺部から液溜空間側への導電性液体の移動を均一な速度で行わせることができる。
【００２３】
また、上記表示素子において、前記液溜空間の一端側が、前記表示用空間の一端部に連通してもよい。
【００２４】
この場合、表示用空間側または液溜空間側への導電性液体の移動をスムーズに行わせることができる。
【００２５】
また、上記表示素子において、前記第１電極または前記第２電極の前記表示用空間側の表面上には、誘電体層が積層されていることが好ましい。
【００２６】
この場合、誘電体層が導電性液体に印加する電界を確実に大きくして、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができる。
【００２７】
また、上記表示素子において、前記背面シートには、一方の表面が前記表示用空間側に設けられ、かつ一端側が前記表示用空間に連通して、前記液溜空間を構成する貫通孔が形成された中間シートと、
前記貫通孔の他端側を密封するように、前記中間シートの背面側に設けられた基板シートが含まれてもよい。
【００２８】
この場合、背面シートが上記中間シートと基板シートとを含んで構成されているので、表示素子の構造強度を容易に高めることができる。また、液溜空間が貫通孔によって構成されているので、液溜空間をより高精度に形成することが可能となる。
【００２９】
また、上記表示素子において、前記基板シートには、前記第２電極が前記貫通孔の他端側を閉塞するように設けられていることが好ましい。
【００３０】
この場合、導電性液体に印加する電界をより簡単に大きくすることができ、当該導電性流体の移動速度をより容易に向上することができる。
【００３１】
また、上記表示素子において、前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートは、反射シートを用いて構成され、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色としてもよい。
【００３２】
この場合、反射シートが外部から入射された外光を反射することにより、白色表示が行われるので、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。
【００３３】
また、上記表示素子において、前記反射シートは、透明な高分子樹脂と、前記高分子樹脂の内部に添加されるとともに、屈折率が互いに異なる複数種類の微粒子とを含んでいることが好ましい。
【００３４】
この場合、反射シートは複数種類の微粒子での屈折率の相違によって光散乱を確実に生じさせて、白色表示の表示品位をより容易に向上させることができる。
【００３５】
また、上記表示素子において、前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シート及び前記基板シートは、透明な透明シートを用いて構成され、
前記基板シートの背面側には、バックライトが設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色としてもよい。
【００３６】
この場合、バックライトからの照明光により白色表示が行われるので、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。また、バックライトを使用しているので、外光が十分でないときでも、表示動作を行うことができる。
【００３７】
また、上記表示素子において、前記導電性液体が、所定色に着色された着色液体により構成され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートには、並設された反射シート及び透明な透明シートが含まれ、
前記基板シートは、透明な透明シートを用いて構成され、
前記基板シートの背面側には、バックライトが設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色としてもよい。
【００３８】
この場合、反射シート及びバックライトからの照明光によって白色表示が行われるので、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。また、外光を併用しているため、バックライトの消費電力を低減することができる。
【００３９】
また、上記表示素子において、前記導電性液体には、光散乱粒子が配合され、
前記流体流通部の内部には、前記導電性液体と混じり合わない透明な絶縁性流体が前記表示用空間側または前記液溜空間側に移動可能に封入され、
前記中間シートの前記表示用空間側の表面側には、所定色の着色層が設けられ、
前記駆動部は、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記導電性液体及び前記絶縁性流体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を白色とし、かつ、前記表示用空間側及び前記貫通孔側に前記絶縁性流体及び前記導電性液体をそれぞれ移動させることにより、前記表示面側の表示色を前記所定色としてもよい。
【００４０】
この場合、導電性液体に配合された光散乱粒子によって白色表示が行われるので、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。
【００４１】
また、上記表示素子において、複数の前記表示用空間が、前記表示面側でフルカラー表示が可能な複数の原色に応じてそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００４２】
この場合、上記駆動部が複数の各表示用空間において対応する導電性液体を適切に移動させることにより、カラー画像表示を行うことができる。
【００４３】
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。
【００４４】
上記のように構成された電気機器では、導電性液体の移動速度を簡単な構成で高速化することができるコンパクトな表示素子が表示部に用いられているので、動画表示を実現することができ、優れた表示性能をもつコンパクトな表示部を備えた電気機器を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、導電性液体の移動速度を簡単な構成で高速化することができるコンパクトな表示素子、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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示したスイッチをオフ状態とした場合における、上記表示素子、及び画像表示装置の動作状態を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明の第６の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示したスイッチをオフ状態とした場合における、本実施形態の表示素子、及び画像表示装置の動作状態を説明する図である。
【図８】本発明の第７の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【図９】従来の表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
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。
【００４８】
［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、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図であり、図２は図１に示したスイッチをオフ状態とした場合における、上記表示素子、及び画像表示装置の動作状態を説明する図である。
【００４９】
図１及び２において、本実施形態の画像表示装置では、本発明の表示素子を用いて構成された表示部が設けられており、この表示部では図の上側がユーザに視認される表示面側となっている。上記表示素子は、表示面側からの外光を散乱させて白色表示する反射シート１０と、直方体状の上部空間１１が反射シート１０との間に形成されるように当該反射シート１０の表示面側に設けられた上部電極基板１２と、反射シート１０の下側に設けられた下部電極基板１４とを備えている。上部電極基板１２は、透明な絶縁材料にて形成されており、表示面側に設けられた透明シートを構成している。また、反射シート１０及び下部電極基板１４は、絶縁材料を用いて構成されており、上記透明シートの背面側に設置された背面シートに含まれた中間シート及び基板シートをそれぞれ構成している。また、表示素子では、表示面側が複数の仕切壁Ｗにて区切られており、図の左右方向及び図の紙面に垂直な方向で複数の画素領域が設定されている。また、表示素子では、上記表示面側でフルカラー表示が可能なように、例えばＲＧＢの各色用の画素領域が１絵素として互いに隣接して設けられている。
【００５０】
反射シート１０の各画素領域の中心部には、厚さ方向（図の上下方向）に貫通した貫通孔１５が設けられている。この貫通孔１５は、液溜空間を構成するものであり、一端側が表示用空間を構成している上部空間１１に連通している。つまり、貫通孔１５の下端開口１５ａは、下部電極基板１４の表面に位置して、後述の下部電極３２Ａにより気密に閉塞されている。一方、上端開口１５ｂは、貫通孔１５が上部空間１１の中心部に連通するように形成されており、当該貫通孔１５と上部空間１１とによって断面Ｔ形状の流体流通部が画素毎に形成されている。
【００５１】
上記流体流通部には、水を含まない着色イオン導電性液体（以下、導電性液体と略す）２１と、絶縁性のオイル２２とが密封されている。また、仕切壁Ｗにより区画された隣接する２つの流体流通部には、互いに異なる色に着色された導電性液体２１が密封されている。つまり、導電性液体２１には、ＲＧＢのいずれかの顔料や染料等の着色剤が添加されており、表示面側の表示色をＲＧＢの対応する色で表示可能になっている。
【００５２】
また、導電性液体２１は、イオン性液体に限定されないが、蒸気圧がゼロであり、熱的安定性に優れ、かつ導電率も高い点により、イオン性液体が好適に用いられる。
【００５３】
具体的には、導電性液体２１は、電荷が１価のカチオンとアニオンとを１種類づつ組み合わせている１−１塩からなる常温溶融塩で、かつ、水を含まないイオン性の導電性液体である。
【００５４】
カチオンは、１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオン、Ｎ−アルキルピリジニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルフォスフォニウムカチオンから選択される。
【００５５】
また、アニオンは、（ＡｌＣｌ3）ｎＣｌ-、（ＡｌＢｒ3）ｎＢｒ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、（ＨＦ）ｎＦ-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＴａＦ6-、ＷＦ7-、ＮＯ3-、ＮＯ2-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）Ｎ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＮ）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯＯ-から選択されたものである。
【００５６】
カチオンとアニオンとは、導電性液体２１が下記の融点、粘度、イオン伝導度を備える組み合わせとなるように選択されている。
【００５７】
融点が−４〜−９０℃の常温で液体であり、不揮発性であるため蒸気圧がゼロで、広い液体温度領域を備えて優れた熱安定性を有するものであること。
【００５８】
常温（２５℃）におけるイオン伝導度（ｓ／ｃｍ）が０．１×１０-3以上であること。
【００５９】
常温（２５℃）における粘度が３００ｃｐ以下であること。
【００６０】
前記した物性を有する導電性液体としては、前記した１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、あるいはジメチル−３−プロピルイミダゾリウムからなる化学種を含むものが用いられる。
【００６１】
オイル２２は、導電性液体２１と混じり合わない物性を有するものであり、オイル２２には、透明な側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、アルカン、シリコンオイル、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のオイルが用いられている。
【００６２】
また、表示素子では、導電性液体２１に電圧を印加あるいは除電して、導電性液体２１を移動させ、オイル２２との位置を置換するため、透明な第１電極としての上部電極３０が上部空間１１側の表面側に設けられている。詳しくは、上部電極基板１２の下面には、上側の上部電極３０Ａが上部空間１１の表示面側を覆うように、設けられている。また、反射シート１０側では、貫通孔１５の開口を除いて、下側の上部電極３０Ｂが、上部空間１１に対向する表面上に設けられている。これらの上部電極３０Ａ、３０Ｂは、ＩＴＯ膜などを用いた透明電極であり、互いに電気的に接続されている。
【００６３】
一方、反射シート１０及び下部電極基板１４には、第２電極としての下部電極３２が貫通孔１５を囲むように設けられている。詳しくは、下部電極基板１４の上面には、下側の下部電極３２Ａが貫通孔１５の下端開口１５ａを閉塞するように設けられている。また、反射シート１０では、円筒状の下部電極３２Ｂが貫通孔１５に対向する表面上に設けられており、これらの下部電極３２Ａ、３２Ｂは互いに電気的に接続されている。また、下部電極３２Ａは、ＩＴＯ膜などを用いた透明電極である。また、下部電極３２Ｂには、アルミニウム、銅等の金属電極が使用されており、下部電極３２Ｂは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ディップコーティング法などで形成されている。
【００６４】
また、上部電極３０と下部電極３２とは、スイッチ３５を介在させて、交流電源３６に接続されており、スイッチ３５の開閉動作に応じて導電性液体２１に対する電界印加及び電界印加の停止が行われるようになっている。また、スイッチ３５及び交流電源３６は、当該スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更する駆動部を構成しており、エレクトロウェッティング現象によって導電性液体２１を移動させるようになっている。
【００６５】
上部電極３０Ａ、３０Ｂの表面上には、それぞれ誘電体層４０、４２が積層されている。また、誘電体層４０、４２の表面上には、絶縁性を有する撥水膜４１、４３がそれぞれ積層されており、導電性液体２１またはオイル２２に接触するようになっている。
【００６６】
また、誘電体層４０、４２は、例えばパリレンあるいは酸化アルミニウムを含有した高誘電体膜により構成されており、層厚は１〜０．１μｍ程度とされている。また、撥水膜４１、４３には、電圧印加時に導電性液体２１に対して親水層となるものが好ましく、具体的にはフッ素系樹脂が好ましい。
【００６７】
尚、上記の説明以外に、下部電極３２の表面上に、スイッチ３５のオン（閉）状態のときに親油性となり、スイッチ３５のオフ（開）状態のときに疎油性となる被覆を設けて、スイッチ３５の開閉動作時でのオイル２２の移動速度を向上させることにより、導電性液体２１の移動速度を高速化することもできる。但し、図１及び図２に示すように、スイッチ３５の開閉動作にかかわらず、導電性液体２１を下部電極３２の一部に常に接触させて当該導電性液体２１に対して電圧印加を直接的に行う場合の方が、当該導電性液体２１の移動速度を容易に向上できる点で好ましい。
【００６８】
反射シート１０には、透明な高分子樹脂と、高分子樹脂の内部に添加されるとともに、屈折率が互いに異なる複数種類の微粒子とを含んだものが使用されており、上部空間１１の内部から導電性液体２１が流出して、透明なオイル２２が流入されたときに、表示面を紙のような白さで表示可能になっている。具体的には、反射シート１０では、上記高分子樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも用いることができ、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、テフロン（登録商標）等が用いられる。また、反射シート１０では、上記複数種類の微粒子として、屈折率の大きな酸化チタン、アルミナの微粒子や屈折率の小さい中空ポリマー微粒子を含有されており、反射シート１０の表面から乱反射を発生させ、紙のような白さを現出可能となっている。
【００６９】
なお、上記の説明以外に、ガラス、セラミック等を用いた反射シートを使用することもできる。
【００７０】
また、上記貫通孔１５の直径は、０．１μｍ〜１００μｍ程度とされており、スイッチ３５のオン状態のときに、貫通孔１５内に発生させる電界強度をあげることができる。これにより、貫通孔１５の内部からエレクトロウェッティング現象で移動して上部空間１１側に噴出する導電性液体２１の移動速度を高速化することができる。
【００７１】
また、反射シート１０の厚さは、１０μｍ〜３００μｍ程度とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、特に５０μｍ前後が好ましい。このように、反射シート１０の厚さを１ｍｍ以下の非常に薄いシートとすることにより、所謂ペーパーディスプレイを容易に構成することができる。
【００７２】
また、反射シート１０の厚さを１０μｍ〜３００μｍとすると、貫通孔１５の図の上下方向での長さも１０μｍ〜３００μｍとなり、直径０．１μｍ〜１００μｍ、長さ１０μｍ〜３００μｍの貫通孔１５に対して、導電性液体２１をエレクトロウェッティング現象で高速に流入及び流出させることができる。
【００７３】
貫通孔１５の形成方法としては、フォトリソグラフィ法、陽極酸化法、エッチング法、染色法、印刷法等、適宜な形成方法が採用することができる。
【００７４】
上部電極基板１２及び下部電極基板１４は、反射シート１０と同様な透明な樹脂シートを用いて形成し、その厚さを１０〜３００μｍとしている。また、上部空間１１の図の上下方向での間隔寸法は、５〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ程度である。なお、この間隔寸法は、撥水膜４１、４３間の寸法である。
【００７５】
ここで、本実施形態の表示素子の具体的な製造プロセスについて説明する。
【００７６】
光散乱構造体を構成する反射シート１０として、フジコピアン製の反射シート（厚さ７５μｍ）を用いた。この反射シート１０は、ＰＥＴ樹脂に酸化チタン微粒子を練りこんだ材質であり、反射シート１０では、酸化チタンにより白色を発現させている。
【００７７】
この反射シート１０の表面に、バッファー層（表面改質膜）としてのＳｉＯ2膜をスパッタ法で成膜した後、透明電極であるＩＴＯ膜をスパッタ法で成膜して、上部空間１１の下側の上部電極３０Ｂを形成した。ＳｉＯ2膜は３０ｎｍ、ＩＴＯ膜の厚さは１００ｎｍとした。
【００７８】
反射シート１０には、多数の孔を形成したマスクを用いてエキシマレーザ加工により、直径３０μｍφで、深さ７５μｍの貫通孔１５を形成した。なお、エキシマレーザ加工に代えてマイクロドリル加工法で貫通孔を設けることもできた。
【００７９】
貫通孔１５を形成した反射シート１０の上面の上記ＩＴＯ膜の表面に、パリレン膜を気相成長法で成膜して、厚さ１μｍの誘電体層４２を形成した。さらに、誘電体層４２の表面にフロロテクノロジー製の撥水膜４３をディッピング法により成膜した。その成膜後、８０℃で３０分間焼成した。この撥水膜４３の膜厚は２０ｎｍとした。
【００８０】
反射シート１０の貫通孔１５周囲に下部電極３２Ｂを形成するため、斜め蒸着法を用いた。斜め蒸着法により、アルミニウムやタンタル等の金属電極材料を所望の厚さで蒸着した。
【００８１】
上部電極基板１２は、透明なＰＥＴ樹脂を用いて構成しており、上部空間１１に対向する表面に、反射シート１０と同様に、ＳｉＯ2膜、ＩＴＯ膜からなる上部電極３０Ａ、パリレン膜からなる誘電体層４０、撥水膜４１を順に形成した。また、下部電極基板１４は、透明なＰＥＴ樹脂を用いて構成しており、ＳｉＯ2膜、ＩＴＯ膜からなる下部電極３２Ａを貫通孔１５の下端開口の位置に形成した。
【００８２】
その後、下部電極基板１４と反射シート１０とをＵＶ硬化性接着剤によって接着した。そして、上部電極基板１２と反射シート１０との間に間隔寸法（Ｇａｐ）１０μｍの上部空間１１を形成するために、幅１０μｍ、高さ１０μｍの樹脂スペーサを形成した。続いて、インクジェット法もしくは印刷法により、白色ＵＶ硬化樹脂を各画素の周辺部に塗布した後、紫外線硬化させて、白色の仕切壁Ｗを形成して、ＲＧＢのいずれかの所定色に着色される導電性液体２１が互いに混じらないように構成した。
【００８３】
次に、マイクロキャピラリー滴下法を用いて、貫通孔１５の内部に、脂肪族アミンからなる常温溶融塩で非水の導電性液体（広栄化学工業株式会社製  商品名：ＩＬ−Ａ４）２１と、オイル（キシダ化学製  ｎ−ドデカン）２２を充填した。導電性液体２１に所定の顔料を添加してＲＧＢのいずれかに着色した。
【００８４】
上部電極基板１２を仕切壁Ｗの上面に張り合わせた後、ＵＶ硬化性接着剤で接着して、表示セルを作製した。
【００８５】
次に、上部電極３０及び下部電極３２をスイッチ３５を介在させて交流電源３６と接続することにより、表示素子を完成させた。印加する電圧は、周波数１０ｋＨｚで交流電圧４０〜１００Ｖとした。そして、高速カメラを接続した光学顕微鏡下に、表示素子をセットして、上記駆動部のスイッチ３５の開閉動作させたときに表示素子の動作状態を確認した。つまり、貫通孔１５及び上部空間１１の内部に導電性液体２１及びオイルオイル２２がそれぞれ導入された状態で、スイッチ３５をオン状態にすると、導電性液体２１が貫通孔１５から噴出して、上部空間１１に広がった。一方、スイッチ３５をオフ状態とすると、導電性液体２１が貫通孔１５の内部側に戻り、導電性液体２１とオイル２２とが置換される動作を確認することができた。
【００８６】
以下、上記のように構成された本実施形態の表示素子の動作について、具体的に説明する。
【００８７】
表示素子では、図２に示すように、スイッチ３５がオフ状態のとき、導電性液体２１が貫通孔１５の内部に存在し、表示面側は反射シート１０により白色表示されている。
【００８８】
そして、図１に示すように、スイッチ３５がオン状態とされると、導電性液体２１が貫通孔１５側から上部空間１１側に移動して、表示面側は導電性液体２１によって着色表示される。
【００８９】
詳細には、スイッチ３５がオン状態にされると、電圧が印加された上部電極３０の上部空間１１側の撥水膜４１、４３の表面に対する導電性液体２１の濡れ性が変化し、導電性液体２１と当該表面との界面張力、及び接触角を減少させる。このため、導電性液体２１は相対的に大きくなった外部張力で引っ張られ、貫通孔１５側から上部空間１１側に移動され、導電性液体２１を上部空間１１内に広がる。
【００９０】
一方、スイッチ３５がオフ状態にされると、上部電極３０の電圧が取り去られて、導電性液体２１に対する外部張力は、導電性液体２１自身が有する固有の界面張力に戻され、貫通孔１５側に移動する方向に引っ張られ、導電性液体２１は貫通孔１５内に戻る。
【００９１】
上部空間１１と貫通孔１５の間で、導電性液体２１を上記のように電圧の印加と除電とにより切り換えで電圧制御して移動させる際、オイル２２は導電性液体２１と置換された位置に移動される。
【００９２】
即ち、上部空間１１内の導電性液体２１が貫通孔１５側へと移動するとき、貫通孔１５内のオイル２２は貫通孔１５内から上昇して上部空間１１側へと流入する。逆に、貫通孔１５内の導電性液体２１が上部空間１１側へと移動するときは、上部空間１１内のオイル２２は上部空間１１から下降して貫通孔１５側に戻る。
【００９３】
このようにスイッチ３５のオン動作により、上部電極３０に電圧が印加されている状態では、導電性液体２１を上部空間１１に存在させ、表示面側を当該導電性液体２１による着色表示とする。一方、スイッチ３５のオフ動作により、上部電極３０に電圧が印加されていない状態では、導電性液体２１が上部空間１１から貫通孔１５側に戻って、上部空間１１の内部は透明のオイル２２と置き換わる。このため、反射シート１０の上面（光散乱面）が表示面側に露出して、白色表示となる。また、反射シート１０には、外光を反射する上記光散乱構造体が使用されており、当該反射シート１０に含まれた複数種類の微粒子での屈折率の相違によって光散乱を確実に生じさせて、白色表示の表示品位をより容易に向上させることができる。
【００９４】
また、表示素子では、上述したように、仕切壁Ｗにより画素毎に仕切られており、上記駆動部が、各画素毎に導電性液体２１を上部空間１１側または貫通孔１５側に移動可能になっている。それ故、表示素子では、ＲＧＢの各色表示は、対応する色に着色された導電性液体２１を上部空間１１側に流入させることで行われる。さらに、隣接するＲＧＢの画素において、導電性液体２１を全て対応する上部空間１１内に流入させることにより、外光を全て吸収させることができ、表示面側を黒色表示とすることができる。
【００９５】
以上のように構成された本実施形態では、上部電極基板（透明シート）１２と反射シート（中間シート）１０との間に上部空間（表示用空間）１１を形成している。また、上部空間１１に連通する貫通孔（液溜空間）１５を反射シート１０に設けて、これら上部空間１１と貫通孔１５とにより形成された断面Ｔ形状の流体流通部の内部に導電性液体２１を封入している。また、スイッチ（駆動部）３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更している。これにより、上記従来例と異なり、素子構造が複雑化するのを防ぐことができるとともに、厚さ寸法を低減してコンパクト化を図ることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、上部電極（第１電極）３０が上部電極基板１２及び反射シート１０の上部空間１１側の各表面側に設けられ、下部電極（第２電極）３２が反射シート１０側に設置されているので、導電性液体２１に電界を迅速に印加することが可能となり、導電性液体の移動速度の高速化を図ることができる。また、このように導電性液体２１の移動速度の高速化を図ることができるので、動画表示を実現することができ、優れた表示性能をもつコンパクトな表示部を備えた画像表示装置を容易に構成することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、上側の上部電極３０Ａが上部空間１１の表示面側を覆うように、設けられているので、導電性液体２１に印加する電界を簡単に大きくすることができ、当該導電性流体２１の移動速度を容易に向上することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、反射シート１０において、下部電極３２が貫通孔１５に対向する全ての表面上に設けられているので、導電性液体２１に印加する電界を簡単に大きくすることができ、当該導電性流体２１の移動速度を容易に向上することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、貫通孔１５の上端開口（一端側）が、上部空間１１の中心部に連通しているので、貫通孔１５から上部空間１１の周辺部側への導電性液体２１の移動、及び上部空間１１の周辺部から貫通孔１５側への導電性液体２１の移動を均一な速度で行わせることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、反射シート１０と下部電極基板（基板シート）１４とを含んで背面シートが構成されているので、表示素子の構造強度を容易に高めることができる。また、液溜空間が貫通孔１５によって構成されているので、当該液溜空間をより高精度に形成することが可能となる。
【０１０１】
また、本実施形態では、下部電極基板１４には、下側の下部電極３２Ａが貫通孔１５の下端開口（他端側）を閉塞するように設けられているので、導電性液体２１に印加する電界をより簡単に大きくすることができ、当該導電性流体２１の移動速度をより容易に向上することができる。
【０１０２】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。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、上側の上部電極及び円筒状の下部電極だけを設けた点である。尚、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。
【０１０３】
すなわち、図３に示すように、上部空間１１側では、上部電極基板１２の下側のみに、上側の上部電極３０Ａが設けられている。一方、貫通孔１５側では、円筒状の下部電極３２Ｂだけが反射シート１０に設けられている。
【０１０４】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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。
【０１０５】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。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、貫通孔の一端側が、上部空間の一端部に連通している点である。尚、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。
【０１０６】
すなわち、図４に示すように、反射シート１０において、貫通孔１５は反射シート１０の左右方向の一端側、例えば図の右端側に設け、上部空間１１の図の右端部に連通させており、断面Ｌ形状の流体流通部を形成している。
【０１０７】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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、上部空間１１の一端部に貫通孔１５を連通させているので、上部空間１１側への導電性液体２１の流入時には、貫通孔１５側から流入する導電性液体２１が上部空間１１の図の左端部側へと図の左右方向の一方向に流れて流入する。同様に、上部空間１１からの流出時には、導電性液体２１は上部空間１１側から貫通孔１５内への図の左右方向の逆方向に流通して貫通孔１５側に戻される。この結果、上部空間１１側または貫通孔１５側への導電性液体２１の移動をスムーズに行わせることができる。
【０１０８】
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。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、反射シートの代わりに、透明な透明シートを設けるとともに、下部電極基板の下側にバックライトを設けた点である。尚、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。
【０１０９】
すなわち、図５に示すように、本実施形態では、透明な透明シート７０が上記背面シートに含まれた中間シートとして用いられている。透明シート７０は、下部電極基板１４と同様に、透明なＰＥＴ樹脂を用いて構成されている。また、本実施形態では、下部電極基板１４の下側（背面側）に、白色の照明光を発光するバックライト７１が設けられており、スイッチ３５の開閉動作にかかわらず、バックライト７１は点灯動作を必要に応じて行えるようになっている。
【０１１０】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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、バックライト７１を設けて、透過型の表示素子を構成しているので、バックライト７１からの照明光により白色表示を行うことができ、外光が不十分な場合や夜間などでも、適切な表示動作を行うことができる。これにより、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。また、導電性液体２１による着色表示を行うときに、バックライト７１からの照明光を照射することにより、当該着色表示の表示品位を容易に向上させることができる。
【０１１１】
なお、上記の説明以外に、バックライト７１の発光色を変更することにより、表示面側の表示色を当該発光色に応じて変更することができる。また、バックライト７１を用いることにより、表示素子の輝度を容易に変更することができ、調光範囲が大きく、かつ、高精度な階調制御を行える表示素子を簡単に構成することができる。
【０１１２】
［第５の実施形態］
図６は、本発明の第５の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。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、反射シートと透明シートとを並設するとともに、下部電極基板の下側にバックライトを設けた点である。尚、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。
【０１１３】
すなわち、図６に示すように、本実施形態では、反射シート１０及び透明な透明シート７０が上記背面シートに含まれた中間シートとして用いられており、図の左右方向で互いに並設されている。具体的には、図６に示すように、反射シート１０は、画素領域の中心部に配置されており、透明なＰＥＴ樹脂を用いて構成された透明シート７０は、上記左右方向で反射シート１０を挟むように、当該画素領域の周辺部に配置されている。また、本実施形態では、下部電極基板１４の下側（背面側）に、白色の照明光を発光するバックライト７１が設けられており、スイッチ３５の開閉動作にかかわらず、バックライト７１は点灯動作を必要に応じて行えるようになっている。
【０１１４】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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、反射シート１０及び透明シート７０と、バックライト７１とを設けて、半透過型の表示素子を構成しているので、反射シート１０による外光の反射光及びバックライト７１からの照明光にて白色表示を行うことができ、適切な表示動作を行うことができる。これにより、白色表示の表示品位を容易に向上させることができる。また、外光を併用できるので、バックライト７１の消費電力を低減することができる。尚、上記の説明以外に、画素領域の中心部及び周辺部に透明シート７０及び反射シート１０をそれぞれ配置する構成でもよい。
【０１１５】
［第６の実施形態］
図７（Ａ）は本発明の第６の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示したスイッチをオフ状態とした場合における、本実施形態の表示素子、及び画像表示装置の動作状態を説明する図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、導電性液体には、光散乱粒子を配合するとともに、反射シートに代えて、透明シートを設置し、かつ、所定色の着色層を透明シートの上部空間側の表面側に設けた点である。尚、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。
【０１１６】
すなわち、図７に示すように、本実施形態では、導電性液体２１’は、所定色に着色された着色液体ではなく、光散乱液体である。つまり、導電性液体２１’には、顔料等が添加されておらず、酸化チタン粒子、中空粒子等の光散乱粒子が混入され、導電性液体２１’が外光を散乱反射する光散乱液体とされている。また、本実施形態では、透明な透明シート７０が上記背面シートに含まれた中間シートとして用いられている。透明シート７０は、下部電極基板１４と同様に、透明なＰＥＴ樹脂を用いて構成されている。さらには、透明シート７０の表示面側の表面には、所定色の着色層８０が上部空間１１に接するように設けられている。
【０１１７】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１’を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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、表示面側の着色表示時と白色表示時とが第１の実施形態と異なる。すなわち、白色表示時は、スイッチ３５をオン状態として導電性液体２１’を上部空間１１側に流入させることにより、当該導電性液体２１’の光散乱作用による高品位な白色表示が行われる。一方、着色表示時は、スイッチ３５をオフ状態にして導電性液体２１’を貫通孔１５側に戻すとともに、オイル２２を上部空間１１側に流入させ、着色層８０による着色表示が行われる。
【０１１８】
尚、着色層８０の代わりに、所定色に着色されたオイルを使用することもできる。また、透明シートの表示面側の上面を塗料にて着色する構成でもよい。
【０１１９】
［第７の実施形態］
図８は、本発明の第７の実施形態にかかる表示素子、及び画像表示装置の要部構成を示す断面図である。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、貫通孔の代わりに、凹部を反射シートに設けるとともに、下部電極基板の設置を省略した点である。尚、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。
【０１２０】
すなわち、図８に示すように、本実施形態では、反射シート１０の中心部に、一端側が上部空間１１の中心部に連通した凹部２５が形成されている。具体的には、凹部２５は、有底状の上記液溜空間を構成しており、上端開口２５ｂが上部空間１１に連通している。また、凹部２５では、下端２５ａ側は反射シート１０の表面によって構成されている。これにより、本実施形態では、上記の各実施形態と異なり、下部電極基板１４を設けることなく、表示素子を構成することができる。尚、上記の説明以外に、下端２５ａ側の反射シート１０の表面上に第２電極を設けてもよい。
【０１２１】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチ３５の開閉動作に応じて、上部空間１１側または貫通孔１５側に導電性液体２１を移動させることにより、表示面側の表示色を変更することができ、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、下部電極基板１４を設けることなく、表示素子を構成しているので、部品点数の少ない構造簡単な表示素子及び画像表示装置をより容易に構成することができる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
また、上記の説明では、ＲＧＢの各色の表示用空間を含んだ表示面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、複数の表示用空間が、表示面側でフルカラー表示が可能な複数の原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、上記ＲＧＢの表示用空間に代えて、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）のＣＭＹの色にそれぞれ着色された導電性液体が封入された表示用空間を設け、ＣＭＹの各色の表示用空間を構成してもよい。但し、ＣＭＹの表示用空間を構成する場合には、ＲＧＢの場合に比べて、黒色表示の表示品位が低下するおそれがあるため、黒色に着色された導電性液体を有する黒色表示用空間を設置する場合の方が好ましい。さらに、ＲＧＢ、ＣＭＹ以外の表示面においてカラー画像表示が可能な複数の原色、例えば、ＲＧＢＹＣ（五色）、ＲＧＢＣ（四色）、ＲＧＢＹ（四色）、ＧＭ（二色）等の組合せに対応した所定色に着色された着色（導電性）液体を使用することもできる。
【０１２５】
また、上記の説明では、導電性液体にイオン性液体を用いた場合について説明したが、本発明の導電性液体はこれに限定されるものではなく、例えばアルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコール、水、それらの混合物からなる導電性液体を使用することもできる。
【０１２６】
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、導電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２２に代えて、空気を使用してもよい。また、オイルとして、シリコンオイル、脂肪系炭化水素などを使用することができる。但し、上記実施形態のように、イオン性液体と相溶性がない無極性のオイルを用いた場合、空気とイオン性液体とを用いる場合よりは、無極性のオイル中でイオン性液体の液滴がより移動しやすくなり、イオン性液体（導電性液体）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。
【０１２７】
また、上記の説明では、上部電極（第１電極）を上部電極基板などのシートの表面上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シートの内部に埋設した第１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、誘電体層の設置を省略することも可能となる。また、第１電極は、透明シート及び背面シートの少なくとも一方において、表示用空間側の表面側に設ければよく、例えば反射シート側にのみ第１電極を設置する構成でもよい。
【０１２８】
また、上記の説明以外に、貫通孔に代えて、断面矩形状で、直方体状の液溜空間を使用することもできる。また、２つ以上の貫通孔により、液溜空間を構成することもできる。
【０１２９】
また、上記の説明では、交流電源を用いた場合について説明したが、図９に示した従来例と同様に、交流電源に代えて直流電源を駆動部に含めて使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明にかかる表示素子及びこれを用いた電気機器は、エレクトロウェッティング現象によって移動される導電性液体の移動速度を簡単な構成で高速化しつつ、素子構造をコンパクト化することができるので、動画像を表示可能な表示素子に対して有効である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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