JP2522288B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP2522288B2
JP2522288B2 JP62045625A JP4562587A JP2522288B2 JP 2522288 B2 JP2522288 B2 JP 2522288B2 JP 62045625 A JP62045625 A JP 62045625A JP 4562587 A JP4562587 A JP 4562587A JP 2522288 B2 JP2522288 B2 JP 2522288B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A産業上の利用分野 本発明は表示装置に関し、特にエレクトロクロミツク
表示物質を用いた白黒画像表示装置に適用して好適なも
のである。
B発明の概要 本発明は、エレクトロクロミツク表示物質を用いた表
示装置において、表示画像発生手段としてエレクトロク
ロミツク溶液を用いるようにしたことにより、製造が容
易な表示装置を実現し得る。
C従来の技術 従来この種の表示装置として、固体エレクトロクロミ
ツク表示材料を用いたものが提案されている(特開昭60
−200282号公報)。
この表示装置は、薄膜トランジスタ上にエレクトロク
ロミツク材料としてWO3膜を積層し、この固体エレクト
ロクロミツク材料層を通つて薄膜トランジスタの電極か
ら対向電極に電流を流すことにより、電気化学反応を生
じさせるようになされている。
D発明が解決しようとする問題点 ところがこのように固体エレクトロクロミツク材料層
を積層するように構成した場合、実際上積層処理して行
く製造工程が複雑であるばかりでなく、多数の材料層を
蒸着、スパツタリング、イオンプレーテイング、化学気
相成長法等を用いて形成して行く際に、多数のマスクを
高い精度でアライメントさせなければならないので、実
際上製造が困難な問題がある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、製造工
程を格段的に簡易化し得るエレクトロクロミツク表示材
料を用いた表示装置を提案しようとするものである。
E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、透明
基板2Aの内側表面に配設され、かつ表示信号によつて駆
動されることにより表示画像の画素を構成する複数の駆
動電極3と、複数の駆動電極3に対向するように設けら
れた対向電極4と、複数の駆動電極3及び対向電極4間
に封入されたエレクトロクロミツク溶液と8、対向電極
4の内側表面にそれぞれ複数の駆動電極3と対向するよ
うに配設され、かつ間を仕切り空間11X、11Yによつて互
いに分離されることにより対向電極4を当該仕切り空間
11X、11Yによつて露出させる複数の絶縁層5とを具え、
駆動電極3及び対向電極4間に物質析出のための第1の
駆動電流を流したときエレクトロクロミツク溶液8から
エレクトロクロミツク物質を対向電極4の仕切り空11
X、11Y間による露出部分12X、12Yに析出させ、対向電極
4及び駆動電極3間に第1の駆動電流とは逆極性の表示
信号に基づく第2の駆動電流を流したときエレクトロク
ロミツク溶液8からエレクトロクロミツク物質を駆動電
極3に析出させることにより表示画像を映出させると共
に仕切り空間11X、11Yにより対向電極12X、12Y部分に析
出されたエレクトロクロミツク物質をエレクトロクロミ
ツク溶液8中に供給するようにする。
F作用 表示信号に応じて表示画像を発生する手段としてエレ
クトロクロミツク溶液を用いるようにしたことにより、
製造が一段と容易な表示装置を実現し得る。
これに加えて、対向電極4上に、間を仕切り空間11
X、11Yによつて分離されかつ駆動電極3と対向するよう
に、絶縁層5を設け、仕切り空間11X、11Yの部分にエレ
クトロクロミツク物質を析出させると共に、表示画像を
映出させる際に当該エレクトロクロミツク物質をエレク
トロクロミツク溶液中に供給させるようにしたことによ
り、駆動電極3上の表示画像を遅れなくかつむらなく映
出させることができる。
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
(G1)第1の実施例 第1図において、1は全体として表示装置を示し、互
いに対向する一対の透明基板2A及び2Bを有する。この実
施例の場合透明基板2A及び2Bはガラス板で構成されてい
る。
第1の透明基板2A上には、ポリシリコン型の薄膜トラ
ンジスタ(TFT)を含んでなる駆動電極3が所定のパタ
ーンで形成されている。
これに対して透明基板2Bの駆動電極3と対向する面に
は、例えば全面に亘つてインジウムチンオキサイド(In
2O3・SnO2)でなる対向電極4が付着されており、この
対向電極4上に駆動電極3と対向するようなパターンを
有し、かつ例えば酸化ケイ素(SiO2)でなる絶縁層5が
付着されている。
透明基板2A及び対向電極4間には駆動電極3及び絶縁
層5を囲むように例えばガラスで構成されたスペーサ6
が設けられ、かくして透明基板2A、スペーサ6、対向電
極4で囲まれた密封空間7が形成され、この密封空間7
内に無機材料例えばヨウ化銀AgIでなるエレクトロクロ
ミツク溶液(EC溶液)8が封入され、かくして密封空間
7の部分によつて表示部9が形成されている。
この実施例の場合表示部9は、第2図において右上隅
の部分ERについて第3図に拡大して示すように絶縁層5
はX方向及びY方向に格子状に区切られており、隣接す
る絶縁層5間は、X方向について直線状仕切り空間11X
によつて互いに分離され、かつY方向について直線状仕
切り空間11Yによつて互いに分離され、かくしてマトリ
クス状に配列された画素に対応する透過窓を形成すると
共に、仕切り空間の底部に各画素の透過窓を囲むように
対向電極4を露出させたエレクトロクロミツク物質析出
領域12X、12Yを形成させるようになされている。
これに加えて絶縁層5がマトリクス状に配列されてい
る領域を取り囲む部分には、対向電極4を露出させてな
るエレクトロクロミツク物質析出領域12Sが設けられて
いる。このエレクトロクロミツク物質析出領域12Sは、
絶縁層5が付着されている領域の周縁からスペーサ6ま
での間に実用上十分に広い面積に亘つて設けられてい
る。
各駆動電極3は、第4図に示すように、絶縁層5の配
列パターンに対向する配列パターンをもつようにX方向
及びY方向にマトリクス状に配列され、薄膜トランジス
タTij(i=……i−1、i、i+1……、j=……j
−1、j、j+1……)によつて駆動信号ラインLDから
バッファ10を介して駆動電圧(=+1〔V〕、又は
−1〔V〕)の駆動電源が与えられたとき、白黒表示信
号でなる駆動電流IDjを対応するトランジスタTijを通じ
て電極DKijに流すことができるようになされている。
以上の構成において、対向電極4はアースされてお
り、各絶縁層5に対してEC溶液8を介して対向する駆動
電極3の電極DKijに、+1〔V〕の駆動電圧が与え
られたとき、EC溶液8に溶解されている無機EC物質例え
ば銀Ag(透明状態になつている)が駆動電極3を陽極と
しかつ対向電極4を陰極として、次式 に基づいて電気化学反応することによつて対向電極4の
露出部分すなわちエレクトロクロミツク物質析出領域12
X、12Y、12S上に黒色に着色して析出する。これに対し
て、駆動電極3に−1〔V〕の駆動電圧が与えられ
たときには、対向電極4を陽極としかつ駆動電極3を陰
極として、(1)式に基づいて電気化学反応することに
よつて駆動電極3上にEC物質が黒色に着色して析出す
る。
ここで、対向電極4のエレクトロクロミツク物質析出
領域12X、12Y、12Sには、常時十分な量のEC物質を析出
させておくのに対して、駆動電極3上には、白黒表示信
号の各画素の輝度に対応する量のEC物質が析出するよう
な駆動電流を駆動信号ラインLDから流し込むようになさ
れている。
この結果対向電極4上には、絶縁層5の部分だけが透
明な状態を維持し、これを区切るようにX及びY方向仕
切り空間11X及び11Yに形成されたエレクトロクロミツク
物質析出領域12X、12Yの部分及びエレクトロクロミツク
物質析出領域12の部分が黒色になつたパターンが形成さ
れる。
これに対して駆動電極3は、絶縁層5に対向するパタ
ーンを有し、しかも白黒表示信号の各画素の輝度に対向
する量のEC物質が析出することにより、透明基板2Aの駆
動電極3上に白黒表示信号に対応して各画素ごとに黒色
ないし中間階色ないし白色に相当する光透過量分布をも
つた画像が生ずる。
かくして例えば透明基板2Aの外側から外光LA1が入射
したとき、各駆動電極3の光透過量分布に対応した明る
さ分布を有する光束がEC溶液8を透過し、さらに対向す
る絶縁層5を透過し、さらに透明基板2Bを通つて外部に
出力光LA2として射出される。
この結果出力光LA2を見た観察者14は、透明基板2Aの
駆動電極3に供給された白黒表示信号に対応する白黒画
像を観察することができる。
以上の構成によれば、EC溶液8の電気化学反応を利用
して白黒画像を形成し得る表示装置を得ることができる
が、かくするにつき、EC溶液8からEC物質を析出させる
ことにより光学的な画像を発生させるように構成したこ
とにより、表示装置の各部の位置精度、寸法精度として
それ程高い精度が要求されないで済む。これに加えて固
体エレクトロクロミツク材料を用いる場合のように多数
の薄膜層を積層して行くための多数のマスクを用意する
ような必要性をなくし得る。かくして一段と製造が容易
な表示装置を得ることができる。
因に、透明基板2A上に形成された駆動電極3のパター
ンと、絶縁層5のパターンとが必ずしも高精度でアライ
メントしていなくとも、溶液の電気化学反応に悪影響は
実質上生じない。またスペーサ6の幅も同様にして高い
寸法精度を必要としない。
またこれに加えて上述の構成によれば、対向電極4側
に設けた絶縁層5を、X方向及びY方向仕切り空間11X
及び11Yによつて区切ることにより、当該仕切り空間に
露出した対向電極4上にエレクトロクロミツク物質析出
領域12X、12Yを設けると共に、絶縁層5の周囲に比較的
広いエレクトロクロミツク物質析出領域12Sを設けるよ
うにしたことにより、透明基板2A上の駆動電極3の全面
に亘つて必要かつ十分なEC物質を常に供給し得る。
因に駆動電極3上にEC物質を析出させる動作条件にお
いて、対向電極4側から溶解するEC物質の量が不足する
と、透明基板2A上の駆動電極3の全面に画像信号の各画
素の輝度に応じたEC物質を析出させるまでに要する時間
が長くなるおそれがあるが、上述のようにエレクトロク
ロミツク物質析出領域12X、12Y、12Sを実用上表示部9
の全面に亘つてしかも十分な広さに選定すれば、表示信
号の輝度の変化に高い応答速度で応答するのに実用上十
分な量のEC物質を溶解させることができる。
従つて表示部9の全面について輝度むらが生ずるおそ
れがなく、しかもコントラストが高い画像を発生させる
ことができる。
また上述の実施例によれば、出力光LA2によつて表示
される白黒画像の各画素が、対向電極4上に形成された
X方向及びY方向仕切り空間11X及び11Yのエレクトロク
ロミツク物質析出領域12X、12Yに析出しているEC物質に
よつて区切られていることにより、いわゆるブラツクマ
トリクスの効果を得ることができ、これにより出力光LA
2の画像のコントラストを一段と向上させることができ
る。
(G2)第2の実施例 第1図との対応部分に同一符号を付して示す第5図は
第2の実施例で、表示部9において生ずる反射光によつ
て画像を観察できるように構成したものである。
すなわちこの実施例の場合透明基板2Aに対向するよう
に不透明基板31が設けられていると共に、その内側表面
に例えば銅でなる不透明対向電極32が設けられている。
さらにEC溶液8が封入されている密封空間7には、多
孔質のセラミツクス板で構成された白色拡散板33が対向
電極32の全面を覆うように駆動電極3との間に設けられ
ている。
第5図の構成において、EC溶液8に溶解しているEC物
質は、多孔質のセラミツクス板でなる白色拡散板33を自
由に通つて駆動電極3側から対向電極32側に移動し、又
はその逆に対向電極32側から駆動電極3側に自由に移動
し得、かくして駆動電極3が陰極となるタイミングにお
いては駆動電極3上にEC溶液全体を利用してEC物質を析
出させ得、また対向電極32側が陰極となるときには対向
電極32上にEC溶液全体を利用してEC物椎を析出させ得
る。
かくして透明基板2A上に設けられた駆動電極3には、
第1図について上述したと同様にして供給された表示信
号に対応する画像を表すEC物質が分布析出することによ
り、透明基板2A側から照射された外光LA1が駆動電極3
の透過率に応じた光束となつて各駆動電極3を透過して
行く。この透過光束は、白色拡散板33において反射さ
れ、再度透明板2A上に設けられた駆動電極3を通つて出
力光LA3として外部に射出される。
かくして透明基板2A側から観察者14が出力光LA3を見
れば、透明基板2A上に設けられた駆動電極3によつて発
生された画像を観察することができる。
第5図の構成によれば、第1図について上述したと同
様にして画像信号を画像に変換する手段としてEC溶液を
用いたことにより、製造が容易な表示装置1を容易に実
現し得る。
(G3)他の実施例 (1) 上述の実施例においては、EC溶液として無機EC
溶液AgIを用いた実施例について述べたが、EC溶液とし
てはこれに限らず次式 で表されるように電気化学反応する有機EC溶液を用いて
も上述の場合と同様の効果を得ることができる。
(2)式の有機EC溶液はN,N′−ジ(p−メソキシフ
エニール)−4,4′−ジピリジニウムジハライド(N,N′
−di(p−methoxyphenyl)−4,4′−bipyridiniumdiha
lide)で、その溶液は透明であるのに対して陰極側に析
出したEC物質は黒色を呈する。
(2) 上述の実施例においては、対向電極4上に形成
する絶縁層5及び透明基板2A上に形成する駆動電極3
を、第3図に示すように、X方向及びY方向仕切り空間
11X及び11Yによつてマトリクス状に形成した実施例につ
いて述べたが、絶縁層5のパターンはこれに限らず、種
々の構成のものを適用し得る。
例えば第6図に示すように、対向電極4上に形成する
絶縁層5を、例えばY方向仕切り空間21を用いてストラ
イプ状に仕切るように構成する。
第6図の構成において、Y方向仕切り溝21によつてス
トライプ状に形成された絶縁層5は、透明基板2A上にマ
トリクス状に形成されている駆動電極3のうち、Y方向
に順次配列されている1列分の駆動電極3に対向してい
る。かくして当該1列分の駆動電極3を透過した光は対
応するストライプ状絶縁層5を通つて透明基板2Bの外部
に射出し得、かくして第3図の場合と同様にして駆動電
極3に供給された白黒表示信号に対応する画像を表して
なる出力光LA2を得ることができる。
このようにして構成しても上述の場合と同様の効果を
得ることができる。
(3) また例えば第7図に示すように、絶縁層5をX
方向及びY方向に対して斜めに延長する第1及び第2の
仕切り溝22L及び22Rによつて仕切ることにより、それぞ
れ対応する画素の光束を透過させるように構成する。
この実施例の場合、透明基板2A上に形成される駆動電
極3は、絶縁層5の菱形状パターンに対向するように菱
形状パターンに仕切られており、これにより各駆動電極
3を透過した光束が画素を表す光束としてEC溶液を通つ
て対応する絶縁層5に入射される。
第7図のように構成しても、第3図について上述した
と同様の効果を得ることができる。
(4) 第3図及び第7図の実施例の場合には、絶縁層
5をそれぞれマトリクス状及び菱形状に仕切ることによ
り、四角形及び菱形の絶縁層5を各画素に対応する透過
窓として形成するようにしたが、絶縁層5の外形形状と
してはこれに限らず、例えば丸孔状、楕円状等のような
他の形状にしても、上述の場合と同様の効果を得ること
ができる。
(5) 第1図の実施例の場合は、透明基板2A上に形成
した駆動電極3相互間の隙間部分を光が透過するように
構成されているが、この部分に予め黒色染色物質を付着
させることにより全面が黒レベルの画面を発生させると
き不要な光が漏れないようにしても良い。
因に全面が黒レベルの画面を発生させるときは、全て
の駆動電極3にEC物質を析出させる状態になるが、この
とき駆動電極3相互間の隙間部分から外光が入射する
と、これが出力光LA2として漏れるおそれがあるが、当
該隙間に黒色染色物質を付着させておけばこの光の漏れ
を未然に防止し得る。
(6) 第1図の実施例の場合、透明基板2A側から外光
LA1を照射することにより、表示部9を透過して透明基
板2Bから得た出力光LA2を観察者14が観察するように構
成したが、これとは逆に、透明基板2B側から照射した外
光に基づいて出力光を透明基板2A側で観察するようにし
ても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
(7) 第5図の実施例の場合、対向電極32、基板31を
不透明材料で構成するようにしたが、白色拡散板33の裏
側にある部材であるため透明である必要がないためであ
る。従つて透明材料で構成しても良い。
また対向電極32としては銅板のみならず、例えば銅線
をメツシユ状に編んだり、プリント基板上のパターンを
利用したりする等、種々変更し得る。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、表示信号に応じて表示
画像を発生する手段としてエレクトロクロミツク溶液を
用いるようにしたことにより、製造が一段と容易な表示
装置を実現し得る。
これに加えて、対向電極上に、間を仕切り空間によつ
て分離されかつ駆動電極と対向するように、絶縁層を設
け、仕切り空間の部分にエレクトロクロミツク物質を析
出させると共に、表示画像を映出させる際に当該エレク
トロクロミツク物質をエレクトロクロミツク溶液中に供
給させるようにしたことにより、駆動電極上の表示画像
を遅れなくかつむらなく映出させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による表示装置を示す縦断面図、第2図
はそのII−II線上に沿つて示す断面図、第3図は第1図
の絶縁層5のパターンを部分的に示す拡大平面図、第4
図は第1図の駆動電極3の構成を示す略線的接続図、第
5図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第6図及び
第7図は絶縁層のパターンの他の例を示す略線的平面図
である。 1……表示装置、2A、2B……透明基板、3……駆動電
極、4……対向電極、5……絶縁層、6……スペーサ、
7……密封空間、8……エレクトロクロミツク溶液、9
……表示部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板の内側表面に配設され、かつ表示
    信号によつて駆動されることにより表示画像の画素を構
    成する複数の駆動電極と、 上記複数の駆動電極に対向するように設けられた対向電
    極と、 上記複数の駆動電極及び上記対向電極間に封入されたエ
    レクトロクロミツク溶液と、 上記対向電極の内側表面にそれぞれ上記複数の駆動電極
    と対向するように配設され、かつ間を仕切り空間によつ
    て互いに分離されることにより上記対向電極を当該仕切
    り空間によつて露出させる複数の絶縁層と を具え、上記駆動電極及び上記対向電極間に物質析出の
    ための第1の駆動電流を流したとき上記エレクトロクロ
    ミツク溶液からエレクトロクロミツク物質を上記対向電
    極の上記仕切り空間による露出部分に析出させ、上記対
    向電極及び上記駆動電極間に上記第1の駆動電流とは逆
    極性の上記表示信号に基づく第2の駆動電流を流したと
    き上記エレクトロクロミツク溶液からエレクトロクロミ
    ツク物質を上記駆動電極に析出させることにより上記表
    示画像を映出させると共に上記仕切り空間により上記対
    向電極部分に析出された上記エレクトロクロミツク物質
    を上記エレクトロクロミツク溶液中に供給する ことを特徴とする表示装置。
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