JP5593389B2 - アクティブ・マトリックス・エレクトロクロミック・ディスプレイ・デバイス、及び、その製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の好適な実施態様が、独立クレームに提示されている。
前記ディスプレイ配置のための、担体、又は、中間ユニット担体(middle unit carrier)を形成する、プラスチックを含んでなる、連続絶縁層を備えること、
及び、任意の順序で:
上記絶縁層内の通路を提供すること、
上記通路内の電気伝導体を提供すること、
上記絶縁層の第1の面に、第1の制御層を提供すること、及び/又は、取り付けること、
上記第1の制御層にイオン接触している固化電解質の電解質制御層を設けること、
上記絶縁層の第2の面に、第1の画素層を提供すること、及び/又は、取り付けること、
上記第1の画素層にイオン接触している固化電解質の電解質画素層を設けること;
上記電解質制御層にイオン接触している第2の制御層を配置することを含み、
ここで、上記第1と第2の制御層の一方が、導電性及び電気化学的にアクティブであり、他方が、そのレドックス状態の変化により、その電子伝導性を電気化学的に変える能力を有する、電気化学的にアクティブな有機材料からなり(arranged of);
上記電解質画素層にイオン接触している第2の画素層を配置することを含み、
ここで、上記第1と第2の画素層の一方が、導電性及び電気化学的にアクティブであり、他方の画素層が、エレクトロクロミックな電気化学的にアクティブな有機材料からなっており、そして
上記通路内電子伝導体が、上記第1の制御層及び第1の画素層に電子接触し、上記連続絶縁層が、上記画素デバイスの1つ1つの絶縁層を形成するようになっている。
・−エレクトロクロミックな及び電気化学的にアクティブな有機材料から成る第1の画素層、
・−前記第1の画素層に面しており、電気的導電性のある、及び、電気化学的にアクティブな材料から成る第2の画素層、
・−前記第1と第2の画素層の間に、空間的に、イオン接触して、配置される固化電解質から成る、第3の画素層、を含んでなる、
・画素素子:
・−そのレドックス状態の変化により、その電子伝導度を電気化学的変える能力を有する、電気化学的にアクティブな、有機材料から成る第1の制御層、
・−電気的に伝導性で、電気化学的にアクティブな材料から成る、第2の制御層、
・−前記第1と第2の制御層の間に、イオン接触をして、配置される固化電解質から成る、第3の制御層、を含んでなり、
ここで、前記第1の画素層に垂直な観察方向に沿った前記制御素子は、前記第1の画素層の後ろに配置される、
・制御素子;
・前記画素素子及び前記制御素子の間に配置され、通路を含んでいる、絶縁層、及び
上記通路内に配置され、前記絶縁層とすぐ隣にあり、前記第1の制御層と電子接触している、前記第1の、又は、第2の画素層のそれと電子接触をしている、電子伝導体、
ここで、前記ディスプレイ配置は、少なくとも10μmの厚さを有し、前記複数のエレクトロクロミック画素デバイスの各々の前記絶縁層を形成する、プラスチックを含んでなる、絶縁材料から成る連続層を含む。
−エレクトロクロミックな及び電気化学的にアクティブな有機材料から成る第1の画素層、
−前記第1の画素層に面しており、電気的導電性のある、及び、電気化学的にアクティブな材料から成る第2の画素層、
−上記第1と第2の画素層の間に、空間的に、イオン接触して、配置される固化電解質から成る、第3の画素層、を含んでなる
・画素素子:
−そのレドックス状態の変化により、その電子伝導度を電気化学的変える能力を有する、電気化学的にアクティブな、有機材料から成る第1の制御層、
−電気的に伝導性のある、電気化学的にアクティブな材料から成る、第2の制御層、
−上記第1と第2の制御層の間に、空間的に、イオン接触をして、配置される固化電解質から成る、第3の制御層、を含んでなる、
・制御素子;
ここで、上記第1の画素層に垂直な観察方向に沿った前記制御素子が、上記第1の画素層の後ろに配置される;
・前記画素素子と前記制御素子との間に配置され、通路を含んでいる絶縁層、そして
上記通路内に配置され、前記絶縁層とすぐ隣にあり、前記第1の制御層と電子接触している、前記第1の、又は、第2の画素層のそれと電子接触をしている、電子伝導体、
を含んでなる、エレクトロクロミック画素デバイスに関わる。
絶縁層を提供すること、
上記絶縁層内の通路を提供すること、
上記通路内に電気伝導体を提供すること;
上記絶縁層の第1の面に第1の制御層を取り付けること、
前記、本発明の第1の態様に関連して導入された、第3の制御層に対応する、上記第1の制御層にイオン接触している固化電解質の電解質制御層を提供すること;
上記絶縁層の第2の面に、第1の画素層を取り付けること、
前記、本発明の第1の態様に関連して導入された、第3の画素層に対応する、上記第1の画素層とイオン接触している固化電解質の電解質画素層を提供すること;
第2の制御層を提供すること、
上記第2の制御層を、上記電解質制御層にイオン接触しているように配置すること、
ここで、上記第1と第2の制御層の一方が、電子伝導率及び電気化学的にアクティブであり、他方が、そのレドックス状態の変化により、その電子伝導率を電気化学的変える能力を有する、電気化学的にアクティブである、有機材料からなり;
第2の画素層を提供すること、
上記第2の画素層を、上記電解質画素層にイオン接触しているように配置すること、
ここで、上記第1と第2の画素層の一方は、電子伝導率及び電気化学的にアクティブであり、他方の画素層は、エレクトロクロミックであり、電気化学的にアクティブである、有機材料からなり;
及び、上記通路内の電子伝導体が、上記第1の制御層と第1の画素層とイオン接触するように、
含んでなる、エレクトロクロミック画素デバイスを製作する方法に関わる。
−電解質内のイオンの移動度、移動度が高ければ高いほど、スイッチング時間は短い;
−電解質内のイオン移動度、及び、電解質体積の大きさの双方によって決まる、電解質内イオン電流の大きさ;
−電気化学的にアクティブな材料の選択、
−電気化学的に層がスイッチされる前の、即ち、電子的伝導度が十分に変えられる前の、反応させる必要がある、電気化学的にアクティブな材料の大きさ、
−印加電圧の振幅、電圧が高ければ、高いほど、スイッチング時間は短い
などによって、一般に、決定される。
電気化学的にアクティブ:本発明に記載の「電気化学的にアクティブ」な素子は、材料のレドックス状態の変化を通じて、電気化学的に変えることが出来る、電子伝導性を有する材料片である。通常は、電気化学的にアクティブな素子の、少なくとも一部分は、電解質とイオン接触をしており、電気化学的にアクティブな素子は、なおその上、電極と一体化されており、同一、又は、異なった材料から成っている。電極は、前記電気化学的にアクティブな材料の最上部に配置されてもよい。
例えば、固化電解質はバインダー(binder)を含む。このバインダーが、ゲル化特性を有することは好適である。バインダーは、好ましくは、ゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(ポリビニルピロリドン)、多糖類、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリ(スチレンスルホン酸)、及び、それらの塩、並びに、共重合体からなる基から選択され;場合により、架橋されてもよい。固化電解質は、好ましくは、さらになお、使用されるバインダーがゼラチンならば、イオン性塩を、好ましくは、硫酸マグネシウムを含んでよい。固化電解質はさらに、内部に水分を維持するために、好ましくは、塩化マグネシウムなどの吸湿性の塩を含有してよい。電解質は、上記の材料の1つによって、又は、これらの材料の2つ、又は、それ以上の組み合わせによって、形成されてよい。
固化電解質層は、限定媒体によって画成される画素素子部分にのみ供給され、電解質は、従って、この領域に限定される。
Claims (35)
- マトリックスに配置されたエレクトロクロミック画素デバイスを含んでなるディスプレイ配置を製造するための方法であって、
プラスチックを含んでなる連続した絶縁層(308)を備える工程であって、該層が該ディスプレイ配置のための担体を形成する、工程;並びに
任意の順序で:
該絶縁層内に通路(312)を備える工程;
該通路内に電子伝導体(307)を備える工程;
上記絶縁層の第1の面に第1の制御層(309)を備える工程;
該第1の制御層とイオン接触している、固化電解質の第3の制御層(310)を設ける工程;
上記絶縁層の第2の面に第1の画素層(306)を備える工程;
該第1の画素層とイオン接触している、固化電解質の第3の画素層(305)を設ける工程;
上記第3の制御層とイオン接触している第2の制御層(311)を配置する工程であって、第1及び第2の制御層の一方が、電子伝導性及び電気化学的にアクティブであり、他
方が、そのレドックス状態の変化を通じて、その電子伝導率を電気化学的に変える能力を有する、電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、工程;
上記第3の画素層とイオン接触している第2の画素層(304)を配置する工程であって、第1及び第2の画素層の一方が、電子伝導性及び電気化学的にアクティブであり、他方の画素層が、エレクトロクロミックな及び電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、工程、
を含み、
それにより上記通路内の電子伝導体が、該第1の制御層及び第1の画素層と電子接触し、そして
上記連続した絶縁層が、上記画素デバイスの各々1つの絶縁層を形成する、
上記方法。 - 前記絶縁層内に通路を備える前記工程が、レーザー技術によって、好ましくはレーザー・ドリリングによって、行われる、請求項1に記載の方法。
- ディスプレイ配置を製造するための前記方法が、印刷可能ディスプレイ配置を製造するための方法であり、
プラスチックを含んでなる連続した絶縁層を備える前記工程が、プラスチックを含んでなる、可撓性の連続した絶縁層を備えることを含み、そして
電子伝導体を備える前記工程、第1の制御層を備える前記工程、及び第1の画素層を備える前記工程が、印刷技術によって行われる、
請求項1又は2に記載の方法。 - 第3の制御層を備える前記工程、及び第3の画素層を備える前記工程が、印刷技術によって行われる、請求項3に記載の方法。
- 前記第3の制御層とイオン接触している第2の制御層を配置する前記工程、及び前記第3の画素層とイオン接触している第2の画素層を配置する前記工程が、積層プロセスによって行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記担体が、自己支持型である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- マトリックスに配置された、複数のエレクトロクロミック画素デバイス(101)を含んでなるディスプレイ配置であって、各画素デバイス(101)が:
・画素素子(102)であって:
−エレクトロクロミックな及び電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、第1の画素層(104)、
−該第1の画素層(104)に面し、かつ電気伝導性で及び電気化学的にアクティブな材料のものが配置される、第2の画素層(106)、
−空間的に該第1及び第2の画素層(104,106)の間に、かつ該第1及び第2の画素層(104,106)とイオン接触して配置される、固化電解質のものが配置される、第3の画素層(105)、
を含んでなる、画素素子、
・制御素子(103)であって:
−そのレドックス状態の変化を通じて、その電子伝導率を電気化学的に変える能力を有する、電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、第1の制御層(109)、
−電気伝導性で及び電気化学的にアクティブな材料のものが配置される、第2の制御層(111)、
−空間的に該第1及び第2の制御層(109,111)の間に、かつ該第1及び第
2の制御層(109,111)とイオン接触をして配置される、固化電解質のものが配置される、第3の制御層(110)、
を含んでなり、
ここで、該第1の画素層に垂直な観察方向に沿って見ると、該制御素子(103)は、上記第1の画素層(104)の後に配置される、制御素子、
・上記画素素子(102)及び該制御素子(103)の間に配置される、絶縁層(108)であって、上記絶縁層が、通路(112)及び上記通路内に配置された電子伝導体(107)を含み、上記電子伝導体が、上記絶縁層に最も隣接し上記第1の制御層(109)と電子接触をしている上記第1又は第2の画素層(104,106)のそれと、電子接触をしている、絶縁層、
を含んでなり、
ここで、上記ディスプレイ配置が、少なくとも10μmの厚さを有し、上記複数のエレクトロクロミック画素デバイスの各々の上記絶縁層を形成する、プラスチックを含んでなる絶縁材料の連続した層を含む、上記ディスプレイ配置。 - 絶縁材料の前記連続した層が、自己支持型である、請求項7に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層が、連続したプラスチック層である、請求項7又は8に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層が、可撓性である、請求項7〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層の厚さが少なくとも20μmである、請求項7〜10のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層の厚さが少なくとも50μmである、請求項7〜10のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層の厚さが、最大200μmである、請求項7〜10のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層の厚さが、最大150μmである、請求項7〜13のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 絶縁材料の前記連続した層の厚さが、最大100μmである、請求項7〜13のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記画素素子(102)と前記制御素子(103)の層が、実質的に平行に配置される、請求項7〜15のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の制御層(109)に垂直な観察方向から見て、前記通路(107)が、該第1の制御層(109)の前に配置される、請求項7〜16のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 各々が、前記第3の制御層(110)とイオン接触している、前記第1の制御層の表面と前記第2の制御層の表面(109,111)が、同一方向を向いている、請求項7〜17のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の制御層(109)の少なくとも一部分が、前記第2の制御層(111)の方を向いている、請求項7〜17のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記通路(112)が、10μm2と2mm2の間の断面積を有する、請求項7〜19のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第3の画素層(105)の断面積が、前記第3の制御層(110)の断面積より少なくとも5倍大きい、請求項7〜20のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第2の画素層(106)の断面積が、前記第3の制御層(110)の断面積より少なくとも5倍大きい、請求項7〜21のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第3の制御層(110)の断面積が、前記第3の制御層(110)に隣接した、前記通路(112)の開口部面積に等しいか、又はより大きい、請求項7〜22のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記電子伝導体(107)が、印刷によって、前記通路(112)内に配置可能な材料のものが配置される、請求項7〜23のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記電子伝導性材料が、電子伝導性ポリマー、炭素、不活性金属、及びこれらの組み合わせ、を含んでなるグループから選択される、請求項7〜24のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の制御層(109)の厚さが、0.01〜0.5μmの間である、請求項7〜25のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の制御層(109)の厚さが、0.1〜7μmの間である、請求項7〜25の
いずれか1項に記載のディスプレイ配置。 - 前記絶縁層(108)がプラスチック・フィルムから形成される、請求項7〜27のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記絶縁層(108)がプラスチック・ホイルから形成される、請求項7〜28のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の画素層(104)、第2の画素層(106)、第1の制御層(109)、及び第2の制御層(111)の少なくとも1つが、電気伝導性ポリマーから形成される、請求項7〜29のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の画素層(104)、第2の画素層(106)、第1の制御層(109)、及び第2の制御層(111)のすべてが、電気伝導性ポリマーから形成される、請求項7〜29のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記第1の制御層(309)と前記第2の制御層(311)の間に配置された分離層(313,314)を含んでなり、該分離層が、上記第1の制御層(309)と前記第3の制御層(310)の間の接触エリアを画成している開口部分を有する、請求項7〜31のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- 前記複数のエレクトロクロミック画素デバイスの各々の前記画素層の1つを形成する、電子伝導性材料の連続した層を含んでなる、請求項7〜32のいずれか1項に記載のディ
スプレイ配置。 - 前記ディスプレイ配置が、アクティブにアドレスされる、請求項7〜33のいずれか1項に記載のディスプレイ配置。
- マトリックスに配置されたエレクトロクロミック画素デバイス(101)であって、各画素デバイスが以下:
・画素素子(102)であって:
−エレクトロクロミックな及び電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、第1の画素層(104)、
−該第1の画素層(104)に面し、かつ電気伝導性であり、電気化学的にアクティブな材料のものが配置される、第2の画素層(106)、
−空間的に該第1及び第2の画素層(104,106)の間に、かつ該第1及び第2の画素層(104,106)とイオン接触をして配置される、固化電解質から成る第3の画素層(105)、
を含んでなる、画素素子、
・制御素子(103)であって:
−そのレドックス状態の変化を通じて、その電子伝導率を電気化学的に変える能力を有する、電気化学的にアクティブな有機材料のものが配置される、第1の制御層(109)、
−電気伝導性及び電気化学的にアクティブな材料のものが配置される、第2の制御層(111)、
−該第1と第2の制御層(109,111)の間に、かつ該第1及び第2の制御層(109,111)とイオン接触をして配置される、固化電解質のものが配置される、第3の制御層(110)、
を含んでなり、
ここで、前記第1の画素層に垂直な観察方向に沿って見ると、該制御素子(103)が、上記第1の画素層(104)の後に配置される、制御素子、
・上記画素素子(102)及び該制御素子(103)の間に配置される、絶縁層(108)であって、上記絶縁層が、通路(112)及び上記通路内に配置された電子伝導体(107)を含み、上記電子伝導体が、上記絶縁層に最も隣接し上記第1の制御層(109)と電子接触をしている上記第1または第2の画素層(104,106)のそれと、電子接触をしている、絶縁層、
を含んでなる、エレクトロクロミック画素デバイス。
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