JP5790403B2 - エレクトロクロミック表示装置 - Google Patents
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Description
表示基板と、対向基板と、前記対向基板上に設けられた対向電極と、
前記表示基板と前記対向電極との間に設けられた電解質層と、
前記表示基板と前記対向電極との間に互いに隔離し積層形成された複数の表示電極と、
前記各表示電極上に、前記対向電極と向き合うように形成されたエレクトロクロミック層とを有し、
前記エレクトロクロミック層を酸化還元反応させて発消色するエレクトロクロミック表示装置であって、
1つまたは複数の前記表示電極を選択して前記対向電極との間を接続して電圧印加する手段と、
他の選択されない前記表示電極と前記対向電極間との間を非接続にする手段と、
前記表示電極間を接続する手段と、
前記表示電極間に前記エレクトロクロミック層の発色状態を安定化させる保持電圧を印加する手段と、
を有することを特徴とする。
(エレクトロクロミック表示装置)
表示部構成の説明:
図1には、本発明の表示装置表示部の一例が示されている。表示装置表示部10は、表示基板11に形成された表示電極11aと、所定の間隔を隔てて対向して設けられている複数の対向電極12aが形成されている対向基板12を有する。さらに表示電極11aと対向電極12aとの間に隔離して形成された2つの表示電極11b、11cと、各表示電極11a、11b、11cに接して設けられたエレクトロクロミック層13a、13b、13cとを有する。さらに表示電極間の絶縁性を得るためエレクトロクロミック層に接して形成された絶縁層14a、14bと、表示電極に接して設けられた保護層15a、15bと、白色反射層17とを有する。これらは、電解質層16を挟んで、表示電極11aと対向電極12aと密着形成された構成となる。ここで電解質層16はイオン移動性を示す層であり、表示電極11aと対向電極12aの間に浸透しており、通常は電解質と溶媒が含有されている。また電解質層16には白色反射機能を付与させるために白色粒子18を含有させても良い。その場合は白色反射層17を省略することもできる。なお表示基板11と対向基板12は、接着剤を含有させた電解質層、またはスペーサ19介して貼り合わされる。
駆動の説明:
本発明の表示装置表示部10は、選択した表示電極11と対極電極12の間に(接続して)電圧を印加し、選択した表示電極に接するエレクトロクロミック層13が、表示電極11からの電荷の授受により酸化還元反応することにより発消色する。また、エレクトロクロミック層13の対向電極側に白色反射機能(白色反射板17や白色粒子18)を有するので、表示基板11側から視認できる反射型の表示素子となる。
構成材料の説明:
表示基板11を構成する材料としては、ガラス、プラスチック等が挙げられる。表示基板11として、プラスチックフィルムを用いると、軽量でフレキシブルな表示装置を作製することができる。
ここで、A、B、Cの種類については制限はなく、例えば特開2007−171781、特開2008−116718、特開2008−116665、特開2011−102288、特開2011−102382、特開2011−102287、特開2011−85773等に開示される技術に基づき、この技術分野の熟練者にとって、適宜選択することが可能である。
表示装置構成の説明:
次に本発明のエレクトロクロミック表示装置の構成について図に基づいて説明する。
図6に本発明の表示装置構成の一例を示す。本発明の表示装置は表示装置表示部10の1つまたは複数の前記表示電極を選択する手段として、表示電極選択スイッチ部50を備える。また、1つまたは複数の前記対向電極を選択する手段として、画素電極選択スイッチ部40を備える。さらに、選択表示電極と選択画素電極との間を接続して電圧印加する手段として、駆動電圧サプライ部30を備える。他の選択されない前記表示電極と前記対向電極間との間を非接続にする手段、および前記表示電極間を接続する手段として、表示電極選択スイッチ部50および画素電極選択スイッチ部40を備える。また、接続した表示電極間に電圧印加する手段として、電極間電圧サプライ部300を備える。さらに、各表示電極と前記各対向電極で形成される画素ごとに印加する電荷量を検出して可変制御する手段として充電量検出回路部20を具備する。
(エレクトロクロミック表示装置の発消色駆動)
次に本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動の形態について図に基づいて説明する。図10に駆動のフロー図を示す。本発明の駆動方法は発消色駆動、保持、からなる。また、全発消色(初期化)の駆動についても図10に記載した。発消色駆動では、色と画素(すなわち表示電極と対向電極)の選択駆動を複数回繰り返すことで、混色表示、フルカラー表示が可能となる。具体的には、たとえば、イエロー画像の発色駆動、次にマゼンタ画像の発色駆動、次にシアン画像の発色駆動を実施することで、YMC減法混色によるフルカラー表示が可能となる。一例として図3に本発明の表示装置の発消色駆動の例を示す。ただし本発明の駆動方法はここに記載されたものに限定されない。
表示基板11として40mm×40mm厚さ0.7mmのガラス基板を準備し、ガラス基板上に、ITO膜をスパッタ法により約100nmの厚さになるように製膜することによって、1層目の表示電極11aを形成した。さらにITO膜の表面にAl2O3膜をスパッタ法により約2nmの厚さになるように製膜し、保護層15aを形成した。次に、酸化チタンナノ粒子分散液(商品名:SP210 昭和タイタニウム社製、平均粒子径:約20nm)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、約1.0μmの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成した。続いて、エレクトロクロミック化合物として、以下の構造式(2)
(対向電極/電解層の形成)
対向基板12として32mm×40mm、厚さ0.7mmのガラス基板を準備し、ガラス基板上に対向電極12aとして、ライン幅4mm、ライン長さ35mmの6ラインの矩形ITOパターン膜をスパッタ法により約100nmの厚さになるように成膜した。
(実施例1)
表示装置10の表示電極11aの駆動接続部に負極を、対向電極12aの対極画素電極−1に正極を接続し、4.5Vの電圧を1秒間印加したところ、エレクトロクロミック層13aが画素電極−1のITOパターン形状に従い青色に発色した。このとき表示電極11bと前記対向電極12a間との間は非接続とした。
(実施例2)
表示装置10の表示電極11aの駆動接続部に負極を、対向電極12aの対極画素電極−1に正極を接続し、4.5Vの電圧を1秒間印加したところ、エレクトロクロミック層13aが画素電極−1のITOパターン形状に従い青色に発色した。このとき、表示電極11bと対向電極間は開回路構成とした。
(実施例3)
実施例2において、青とマゼンタのラインを表示している表示装置10の表示電極11aおよび表示電極11bの駆動接続部に正極を、対向電極12aの全てに負極を接続し、4.5Vの電圧を2秒間印加して、消色初期化を実施したところ、全てのラインが完全に消色し、白色に戻った。
(実施例4)
実施例3において、マゼンタのラインを表示させる際に表示装置10の表示電極11bの駆動接続部に負極を、対向電極12aの対極画素電極−2および対極画素電極−3に正極を接続し、対極画素電極−2には4.5Vの電圧を2秒間印加し、対極画素電極−3には4.5Vの電圧を1秒間印加したところ、エレクトロクロミック層13bが画素電極−2および画素電極−3のITOパターン形状に従いマゼンタ色に発色し、濃度の異なる2本のマゼンタラインと青ラインが表示された。なお、表示電極11aと対向電極間は開回路構成とした。このときの投入電荷量は画素電極−2で1mC/cm2、画素電極−3で0.5mC/cm2であった。
の作成)
表示基板11として40mm×40mm厚さ0.7mmのガラス基板を準備し、ガラス基板上に、ITO膜をスパッタ法により約100nmの厚さになるように製膜することによって、1層目の表示電極11aを形成した。さらにITO膜の表面にTiO2膜、NiO膜TiO2膜をこの順にスパッタ法により約6nm/約4nm/約6nmの厚さになるように製膜し、保護層15aを形成した。次に、酸化チタンナノ粒子分散液(商品名:SP210 昭和タイタニウム社製、平均粒子径:約20nm)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、約1.0μmの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成した。続いて、エレクトロクロミック化合物として、構造式〔化3〕で表される化合物(3)の1.0wt%2、2、3、3−テトラフロロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことにより、酸化チタン粒子膜に吸着させて、1層目のエレクトロクロミック層13a(図1)を形成した。
(対向電極/電解層の形成)
対向基板12として32mm×40mm、厚さ0.7mmのガラス基板を準備し、ガラス基板上に対向電極12aとして、ライン幅4mm、ライン長さ35mmの6ラインの矩形ITOパターン膜をスパッタ法により約100nmの厚さになるように成膜した。
(実施例5)
表示装置10の表示電極11aの駆動接続部に負極を、対向電極12aの対極画素電極−1に正極を接続し、4.5Vの電圧を1秒間印加したところ、エレクトロクロミック層13aが画素電極−1のITOパターン形状に従いマゼンタ色に発色した。
(比較例2)
上で説明した発消色駆動の実施例5において、マゼンタとイエローと青のラインを表示後、表示電極11aと表示電極11bの間および表示電極11bと表示電極11cの間に保持電圧を印加せずに5分放置したところ、マゼンタとイエローのラインが消色した。
11 表示基板
11a、11b、11c 表示電極
12 対向基板
12a 対向電極
13a、13b、13c エレクトクロミック層
14a、14b 絶縁層
15a、15b、15c 保護層
16 電解質層
17 白色反射層
18 白色粒子
19 スペーサー
A 1層目のエレクトクロミック層での発色領域
B 2層目のエレクトクロミック層での発色領域
22a、22a1、22a2、22a3、22a4 画素電極
30、32、33 電源
42a1、42a2、42a3、42a4 回路
51a、51b、51c 回路
61 1層目の表示電極
62 1層目の表示電極の駆動接続部
63 2層目の表示電極
64 2層目の表示電極の駆動接続部
65 3層目の表示電極
66 3層目の表示電極の駆動接続部
Claims (13)
- 表示基板と、対向基板と、前記対向基板上に設けられた対向電極と、
前記表示基板と前記対向電極との間に設けられた電解質層と、
前記表示基板と前記対向電極との間に互いに隔離し積層形成された複数の表示電極と、
前記各表示電極上に、前記対向電極と向き合うように形成されたエレクトロクロミック層とを有し、
前記エレクトロクロミック層を酸化還元反応させて発消色するエレクトロクロミック表示装置であって、
1つまたは複数の前記表示電極を選択して前記対向電極との間を接続して電圧印加する手段と、
他の選択されない前記表示電極と前記対向電極間との間を非接続にする手段と、
前記表示電極間を接続する手段と、
前記表示電極間に前記エレクトロクロミック層の発色状態を安定化させる保持電圧を印加する手段と、
を有することを特徴とする、
エレクトロクロミック表示装置。 - 1つまたは複数の前記表示電極を選択して前記対向電極との間を接続して電圧印加するとともに、
他の選択されない前記表示電極と前記対向電極間との間を非接続にして、前記選択した表示電極上に形成された前記エレクトロクロミック層を発消色させ、
さらに、前記表示電極と前記対向電極との間を非接続とした後、前記表示電極間を接続して電圧印加することを特徴とする、
請求項1記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 前記対向基板上に形成した対向電極を複数有し、対向電極の選択手段を設けたことを特徴とする、
請求項1記載のエレクトロクロミック表示装置。 - 1つまたは複数の前記表示電極を選択するとともに、1つまたは複数の前記対向電極を選択し、
選択した表示電極と選択した対向電極との間を接続して電圧印加するとともに、
他の選択されない前記表示電極と前記対向電極間との間を非接続にして、
前記選択した表示電極上に形成されたエレクトロクロミック層の前記選択した対向電極に対向する領域を発消色させ、
さらに、前記表示電極と前記対向電極との間を非接続とした後、前記表示電極間を接続して電圧印加することを特徴とする、
請求項3記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 1つまたは複数の選択した表示電極上に形成された前記エレクトロクロミック層を発消色させ、
次に、非選択の表示電極の中から、1つまたは複数の新たに選択をした他の表示電極上に形成されたエレクトロクロミック層を発消色させ、
さらに、前記表示電極と前記対向電極との間を非接続とした後、前記表示電極間を接続して電圧印加することを特徴とする、
請求項2又は請求項4にいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 対向電極から遠い表示電極上に形成されたエレクトロクロミック層から順次発色駆動させることを特徴とする、
請求項2、4又は5にずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 全ての前記表示電極を選択して前記対向電極との間を接続して電圧印加することにより、
全ての表示電極上に形成された前記エレクトロクロミック層を発消色させることを特徴とする、
請求項1記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 全ての前記表示電極を選択するとともに、全ての前記対向電極を選択し、
全ての表示電極と全ての対向電極との間を接続して電圧印加することにより、
全ての表示電極上に形成された前記エレクトロクロミック層を発消色させることを特徴とする、
請求項3記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。 - 前記各表示電極と前記各対向電極で形成される画素ごとに印加する電荷量を可変制御する手段を具備することを特徴とする、
請求項1または3にいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。 - 形成する画像の発色濃度により画素の印加電荷量を制御し、電荷量の印加時間に従い表示電極の選択時間を調整する手段を具備することを特徴とする、
請求項1、3又は9にいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。 - 前記複数の表示電極同士の間に、前記複数の表示電極を互いに絶縁するための絶縁層が設けられていることを特徴とする、
請求項1、3、9又は10のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。 - 前記各表示電極と前記各エレクトロクロミック層との間に、電気絶縁性保護層が設けられていることを特徴とする、
請求項1、3、9〜11のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。 - 前記表示基板側から入射する光を光散乱反射するための白色反射層を、前記エレクトロクロミック層と、
前記対向電極の間に設けることを特徴とする、
請求項1、3、9〜12のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。
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