JPH10143125A

JPH10143125A - エレクトロクロミック表示装置

Info

Publication number: JPH10143125A
Application number: JP29405896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mori; 啓森; Tetsuo Ando; 哲雄安藤; Yoshio Suzuki; 芳男鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ＸＹマトリックス表示のエレクトロクロミッ
ク表示装置において、クロストークを無くし、ユニフォ
ミティの良好な画質が得られるようにする。【解決手段】独立した複数の透明表示電極２３がＸＹ
マトリックス状に配列された表示基板と、透明表示電極
２３の各列に対応する部分に溝２８が形成された絶縁基
板とによって構成され、各列毎の透明表示電極２３は溝
２８の隔壁３１にて電気的に絶縁され、溝２８内にエレ
クトロクロミック溶液、または透明表示電極２３上にエ
レクトロクロミック層が形成された状態で電解液が充填
され、各行毎の透明表示電極２３に接続された行選択線
２４と各透明表示電極２３との間に非対称性双方向電圧
非直線素子２７が接続され、定電流駆動方式がとられ構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学の酸化還
元反応を利用してＸＹマトリックス表示を行うエレクト
ロクロミック表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置として、電気化学の酸化還元反
応を利用して表示を行うエレクトロクロミック表示装置
（ＥＣＤ：electrochromic display）が知られている。
このＥＣＤは、液晶表示装置（ＬＣＤ：liquid crystal
display）と比較して、偏光板を必要としないことによ
り表示が鮮明であり、かつ視角依存性が無いなどの利点
を備えている。

【０００３】図９は、溶液型ＥＣＤの一構成例を示す。
この溶液型のＥＣＤは、例えばガラス、プラスチックな
どの容器内に表示電極と対向電極を配置し、その間にこ
れらの電極と接して、例えばビオロゲン化合物等の活物
質の水溶液を充填したものである。

【０００４】同図において、１及び２はガラス基板、３
はガラス基板１及び２を支持するスペーサを示す。４及
び５はそれぞれガラス基板１及び２に形成された電極を
示し、例えば電極４は表示電極、電極５は対向電極とさ
れている。これらの電極４及び５からは表示用の駆動電
圧供給用の端子４ａ及び５ａが延長される。６及び７は
電極４及び５上に形成され、電極が臨む透孔６ａ及び７
ａが形成された絶縁層、８はガラス基板１，２及びスペ
ーサ３により形成された容器内に各電極４及び５に接す
るように充填されたビオロゲン化合物等のエレクトロク
ロミック（ＥＣ）溶液を示す。

【０００５】この溶液型ＥＣＤにおいては、対向電極５
に対して表示電極４に負の電圧を印加すると、表示電極
４上に色素が析出されて着色し、また同様に表示電極４
に正の電圧を印加すると表示電極４上に析出した色素が
溶出して消色することとなる。このように対向電極５に
対して所定の駆動電圧を印加すると、ＥＣ溶液８が酸化
還元反応を示し、表示電極４上で着消色を繰り返して表
示を行うことができるものである。

【０００６】図１０は例えば酸化タングステン等の固相
型の活物質を用いたＥＣＤの例を示す。同図において、
１１は透明基板、１２は透明基板１１上に薄膜形成され
ている透明電極、１３は透明電極１２上に薄膜形成され
ている固相エレクトロクロミック物質を示す。１４は透
明基板１１、透明電極１２、固相エレクトロクロミック
物質１３からなる表示電極基板に対向配置されている対
向基板を示す。１５は電極、１６は対向電極を示し、対
向基板１４上において対向表示電極を形成する。１７は
透明電極１２及び対向電極１６間に封入されている電解
質、いわゆる電解液を示す。また必要に応じて背景板１
８が封入される。

【０００７】この固相型のＥＣＤも、対向電極１６に対
して表示電極１２側に負の電圧を印加すること、固相エ
レクトロクロミック物質１３が還元されて着色状態とな
り表示を行うことができる。また、同様に表示電極１２
側に正の電圧を印加すると着色された色が消えて消色状
態となる。

【０００８】一方、ＸＹマトリックス表示を可能にした
ＥＣＤとして、Ｘ方向に沿う複数の帯状表示電極をＹ方
向に沿って配列し、Ｙ方向の端面部に対向電極を配した
表示基板と、表示電極に対向する面にＹ方向に延びる溝
をＸ方向に複数設けてなる絶縁基板とからなり、溝内に
エレクトロクロミック溶液を充填し、Ｘ方向に沿う帯状
の表示電極とＹ方向に沿う溝との交点に対する部分をド
ット表示部とするＥＣＤが提案されている（特開平８−
１３７４１２号公報参照）。

【０００９】また、ツェナーダイオードを用いたマトリ
ックス表示のＥＣＤも提案されている（実開平２−１０
２５２６号公報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の特開
平８−１３７４１２号公報で示すＥＣＤは、一応ＸＹド
ットマトリックス表示が行えるが、しかし、表示駆動時
に、表示されるピクセルの帯状表示電極と他の溝内のエ
レクトロクロミック溶液を介して表示すべき電極以外に
も電流が流れて他のピクセルも同時に表示される所謂ク
ロストーク現象が生じる懼れがあり、表示品位に悪い影
響を与える懼れがある。

【００１１】また、上記実開平２−１０２５２６号公報
で示すＥＣＤは、ツェナーダイオードを用いた構成によ
ってクロストークの発生を防止している。しかし、定電
圧駆動方式による書き込みのために、電気量がアンバラ
ンスになり、ピクセル間の着色濃度にバラツキが生じ、
表示品位に悪い影響を与えることになる。

【００１２】更に、定電圧でＥＣＤを駆動する場合、着
色層（ＥＣ層）が形成されるに従い、ＥＣ層自身が抵抗
を持っているので、段々に電流量が規制され、少なくな
っていく。これは着色に必要な電気量に達するのに時間
がかかることになり、応答速度が遅くなることになる。

【００１３】更に、ツェナーダイオード、トランジスタ
等のデバイスを画像表示面に形成することにより、有効
画面、即ち着色面積比が小さくなってしまう欠点があっ
た。

【００１４】本発明は、上述の点に鑑み、クロストーク
が無く、ユニフォミティの良好な画質が得られる等、高
品位のマトリックス表示を可能にしたエレクトロクロミ
ック表示装置を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエレクトロ
クロミック表示装置は、複数の透明表示電極がＸＹマト
リックス状に配列された表示基板と、透明表示電極の各
列に対応した部分に溝が形成されて絶縁基板とから成
り、上記溝にエレクトロクロミック溶液または透明表示
電極上にエレクトロクロミック層が形成された状態で溝
に電解液が充填され、行選択線と表示電極との間に非対
称性双方向電圧非直線性素子が接続された構成とする。
このエレクトロクロミック表示装置は定電流駆動方式で
ある。

【００１６】この構成においては、ＸＹマトリックス状
に配列された複数の独立した透明表示電極が、列毎にエ
レクトロクロミック溶液等が充填された溝に対向し、且
つ隣り合う列間の透明表示電極が溝の隔壁により電気的
に絶縁される。そして、行選択線と各透明表示電極間に
非対称性双方向電圧非直線性素子が接続されていること
により、クロストークなくマトリックス表示が行える。
また、定電流駆動により、各透明表示電極には均一な電
流が流れるので各ピクセル間の着色濃度が均一となり、
且つ効率良く着色され、ユニフォミティの良い画質が得
られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係るエレクトロクロミッ
ク表示装置は、独立した複数の透明表示電極がＸＹマト
リックス状に配列された表示基板と、透明表示電極の各
列に対応する部分に溝が形成された絶縁基板とによって
構成され、各列毎の透明表示電極は上記溝の隔壁にて電
気的に絶縁され、該溝内にエレクトロクロミック溶液ま
たは、透明表示電極上にエレクトロクロミック層が形成
された状態で電解液が充填され、各行毎の透明表示電極
に接続される行選択線と各透明表示電極との間に非対称
性双方向電圧非直線性素子が接続された構成とする。

【００１８】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、表示基板の端面部に各列の透明表示電極
に対応して対向電極が形成された構成とする。

【００１９】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、非対称性双方向電圧非直線性素子の順方
向を用い、選択列のエレクトロクロミック溶液又は電解
液に定電流を印加して表示駆動する構成とする。本発明
は、上記エレクトロクロミック表示装置において、上記
定電流をパルス定電流とした構成とする。

【００２０】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、非対称性双方向電圧非直線性素子の降伏
電圧以上の電圧を印加して消色駆動を行う構成とする。

【００２１】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、非対称性双方向電圧非直線性素子が、表
示基板と絶縁基板の隔壁との間に配された構成とする。

【００２２】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、絶縁基板の隔壁が光吸収加工が施された
構成とする。

【００２３】本発明は、上記エレクトロクロミック表示
装置において、非対称性双方向電圧非直線性素子が、エ
レクトロクロミックの駆動電圧よりも大きな降伏電圧を
もつ非対称性双方向電圧非直線性素子である構成とす
る。

【００２４】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。

【００２５】本実施例に係るエレクトロクロミック表示
装置２１は、図１〜図４に示すように、透明絶縁基板、
例えばガラス基板、プラスチック基板等、本例ではガラ
ス基板２２の一面上に独立した複数の透明表示電極２３
がＸＹマトリックス状に配列され、透明表示電極２３の
各行に対応してＸ方向（行方向）に延長して各透明表示
電極２３と共通接続される複数の行選択線２４が形成さ
れ、さらにＹ方向（列方向）の端面部に各列の透明表示
電極２３に対向するように夫々対向電極２５が形成され
て成る表示基板２６（図３参照）と、透明表示電極２３
の各列に対応する部分に夫々Ｙ方向に延びる溝２８を形
成した成る例えばガラス基板、プラスチック基板等から
なる絶縁基板２９（図４参照）とを有し、各溝２９に各
列の透明表示電極２３が対向するように、表示基板２６
と絶縁基板２９を対接し、各溝２８内にエレクトロクロ
ミック成分が含まれた電解液、即ち、例えばビオロゲン
溶液等のエレクトロクロミック溶液３０を充填、即ち封
入して（図２参照）構成される。

【００２６】さらに、本例では、表示基板２６におい
て、各透明表示電極２３と行選択線２４とが例えばシリ
コンツェナーダイオード、または金属−半導体接合（シ
ョットキーダイオード）等のいわゆる非対称性双方向電
圧非直線性素子２７を介して接続される（図１及び図３
参照）。

【００２７】この非対称性双方向電圧非直線性素子２７
は、表示の書き込み時に順方向電流が流れるように、例
えば図示のツェナーダイオードの場合に、カソード側が
行選択線２４に接続され、そのアノード側が透明表示電
極２５に接続される。尚、非対称性双方向電圧非直線性
素子は、後述の動作で明らかなように、書き込み時の駆
動電圧よりも大きな降伏電圧をもつ非対称性双方向電圧
非直線性素子である必要がある。

【００２８】各列毎の透明表示電極２３は、互に絶縁基
板２９の溝２８間の隔壁３１によって電気的に絶縁され
る。各行選択線２４は、各溝２８を横切るように延長し
て形成される。

【００２９】このエレクトロクロミック表示装置２１に
おいては、図１に示すように、各行選択線２４が夫々行
選択スイッチ３４〔３４₁，３４₂，３４₃，３４₄，
‥‥‥〕を介して共通線３５に接続され、この共通線３
５と各列の溝３８に対応した対向電極２５間に定電流源
（電源）３６が接続される。各定電流源３６と各列の対
向電極２５間には、列選択スイッチ３７〔３７₁，３７
₂，３７₃，３７₄，‥‥‥〕が接続される。

【００３０】次に、かかる構成のエレクトロクロミック
表示装置２１の動作を説明する。

【００３１】先ず、書き込み時、例えばピクセルＰ₁₂を
表示するときには、行選択スイッチ３４₂をオンし、列
選択スイッチ３７₁をオンして対向電極２５が正電位、
表示電極２３が負電位となるように、第１列目の溝３８
のエレクトロクロミック溶液３０に定電流を流す。即
ち、定電流源３６から対向電極２５を通ってピクセルＰ
₁₂の透明表示電極２３に書き込み電流Ｉ_Wを流す。これ
によって、エレクトロクロミック溶液３０が例えはビオ
ロゲン溶液としたときには、還元されたビオロゲンカチ
オンラジカルが負電位の表示電極２３に析出し、同時に
着色する。このようにして、ピクセルＰ₁₂の表示書き込
みが行われる。

【００３２】次に、着色したピクセルＰ₁₂を消色とする
ときは、非対称性双方向電圧非直線性素子２７の降伏電
圧（例えばツェナーダイオードであればそのツェナー電
圧）以上の電圧、即ち降伏電圧を越えると電圧を印加し
て、透明表示電極２３が正電位、対向電極２５が負電位
となるように消去電流Ｉ_Eを流せば、ピクセルＰ₁₂の透
明表示電極２３上の析出物はエレクトロクロミック溶液
３０中に溶解し、消色する。このように、透明表示電極
２３及び対向電極２５への印加電圧を変えることによ
り、着消色表示が可能になる。

【００３３】従って、行選択スイッチ３４₁，３４₂，
３４₃，‥‥‥を順次にオンすると共に、その各行選択
期間中で列選択スイッチ３７₁，３７₂，３７₃，‥‥
‥を順次オンすることにより、点順次で各ピクセルＰ
〔Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，‥‥‥〕が表示（着色）され、いわゆる
ＸＹマトリックスのドット表示が可能になる。

【００３４】そして、本実施例によれば、例えば図６に
示すように実線で示す書き込み電流Ｉ_Wが流れてピクセ
ルＰ₁₂が表示されたときに、溝３８のエレクトロクロミ
ック溶液３０と行選択線２４を通じて、破線で示す誤表
示電流ｉが流れんとするも、この電流ｉは非対称性双方
向電圧非直線性素子２７によって、阻止される。従っ
て、この場合、隣接するピクセルＰ₁₃，Ｐ₂₃，Ｐ₂₂を誤
表示することは無く、クロストークを完全に無くすこと
ができる。

【００３５】ここで、非対称性双方向電圧非直線性素子
２４としては、書き込み時の駆動電圧よりも大きな降伏
電圧をもつ非対称性双方向電圧非直線性素子を使用して
いるので、書き込み時のクロストークを確実に阻止でき
る。非対称性双方向電圧非直線性素子２４が上記条件を
備えない場合は、書き込み時非対称性双方向電圧非直線
素子に対して逆方向にも電流が流れ、クロストークが発
生する。

【００３６】また、定電流駆動方式による書き込みであ
るので、ピクセル間の着色濃度差が改善され、ユニフォ
ミティの良い画質が得られる。また、応答速度も早くな
る。

【００３７】選択列の溝３８中のエレクトロクロミック
溶液３０に定電流を印加する場合、特に書き込み電流Ｉ
_Wの場合、図５Ｂに示す一定期間（表示期間）Ｔ_Aに連
続した定電流Ｉ_W2と図５Ａに示す一定期間に複数のパル
ス化されたパルス定電流Ｉ_W1を印加する場合が考えられ
る。パルス定電流Ｉ_W1を印加するときには、定電流Ｉ_W2
を印加した場合よりも、効率良く透明表示電極２３を着
色させることができる。

【００３８】非対称性双方向電圧非直線性素子２７の降
伏電圧以上の電圧を印加して消色駆動するので、透明表
示電極２３への過電圧による電極劣化が防止され、長寿
命のエレクトロクロミック表示装置が得られる。

【００３９】表示基板２６においては、透明絶縁基板２
６の面に表示電極２３及び対向電極２５を同時に形成す
ることが可能となり、さらに、行選択線２４及び非対称
性放方向電圧非直線性素子２７を形成して、表示基板２
６が１つの構成部品として取り扱うことができるので、
エレクトロクロミック表示装置２１の製造を簡単化する
ことができる。

【００４０】図７及び図８は、本発明のエレクトロクロ
ミック表示装置の他の実施例を示す要部の構成図であ
る。本例では、非対称性双方向電圧非直線性素子２７を
絶縁基板２９の列毎の隔壁３１に対応する位置に、即ち
表示基板２６と隔壁３１との間に配置した構成とする。
その他の構成は前述と同様であるので重複説明を省略す
る。

【００４１】この構成によれば、非対称性双方向電圧非
直線性素子２７が絶縁基板２９の隔壁３１にて隠される
ので、その分、透明表示電極２３の有効表示面積を実質
的に増やすことができ、表示品位の大幅な向上を図るこ
とができる。また、同図示の斜線で示すように、隔壁３
１に黒化処理等、光吸収加工を施すときは、さらに表示
のコントラストを向上させることができる。

【００４２】上例では、溝２８にエレクトロクロミック
溶液３０を充填するようにしたが、その他、表示電極２
３上にエレクトロクロミック層が固体又はフィルム状に
形成された状態で溝２８内に電解液を充填した構成とす
ることもできる。この場合も、上例と同様に透明表示電
極２３及び対向電極２５への印加電圧を変えることによ
り着消色表示が可能となる。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係るエレクトロクロミック表示
装置によれば、独立した表示電極がＸＹマトリックス状
に形成され、且つ表示電極が列毎に絶縁基板の溝の隔壁
にて電気的に絶縁され、溝内にエレクトロクロミック溶
液、又は、表示電極上にエレクトロクロミック層が形成
された状態で電解液が充填されて構成され、更に、行選
択線と表示電極との間に非対称性双方向電圧非直線性素
子が接続されるので、ＸＹマトリックス表示において、
表示品位の著しい劣化をもたらすクロストークを完全に
無くすことができる。従って高品位のＸＹマトリックス
表示が得られる。

【００４４】表示基板の端面部に各列の透明表示電極に
対応して対向電極を形成するときは、表示電極及び対向
電極を同時に形成することができ、製造の簡単化が図れ
る。

【００４５】非対称性双方向電圧非直線性素子の順方向
を用い、選択列のエレクトロクロミック溶液又は電解液
に定電流を印加して表示駆動することにより、透明表示
電極を有するピクセル間の着色濃度差を著しく改善する
ことができ、その結果、ユニフォミティの良い画質を得
ることができる。また応答速度も早くなる。

【００４６】選択列のエレクトロクロミック溶液又は電
解液にパルス定電流を印加するときは、効率良く表示電
極を着色させることができる。

【００４７】非対称性双方向電圧非直線性素子の降伏電
圧以上の電圧を印加して消色駆動を行うので、表示電極
への過電圧による電極の劣化を防止でき、長寿命のエレ
クトロクロミック表示装置が得られる。

【００４８】非対称性双方向電圧非直線性素子を表示基
板と絶縁基板の隔壁との間に配するときは、表示電極の
有効表示面積を実質的に増やすことができ、表示品位が
大幅に向上する。

【００４９】絶縁基板の隔壁に光吸収加工を施すとき
は、表示のコントラストを向上させることができる。

【００５０】非対称性双方向電圧非直線性素子を、エレ
クトロクロミックの駆動電圧よりも大きな降伏電圧をも
つ非対称性双方向電圧非直線性素子とすることにより、
クロストークを完全に防止し、確実な着消色表示を行わ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエレクトロクロミック表示装置の
一例を示す概略的構成図である。

【図２】本発明に係るエレクトロクロミック表示装置の
断面図である。

【図３】本発明の係るエレクトロクロミック表示装置を
構成する表示基板の例を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るエレクトロクロミック表示装置を
構成する絶縁基板の例を示す斜視図である。

【図５】Ａ本発明に係る駆動電流の一例を示す電流波
形図である。Ｂ本発明に係る駆動電流の他の例を示す電流波形図で
ある。

【図６】本発明に係るエレクトロクロミック表示装置の
動作説明に供する説明図である。

【図７】本発明に係るエレクトロクロミック表示装置の
他の例を示す要部の構成図である。

【図８】図７の断面図である。

【図９】従来の溶液型のエレクトロクロミック表示装置
を示す断面図である。

【図１０】従来の固相型のエレクトロクロミック表示装
置を示す断面図である。

【符号の説明】

２１エレクトロクロミック表示装置、２２透明絶縁
基板、２３透明表示電極、２４行選択線、２５対
向電極、２６表示基板、２７非対称性双方向電圧非
直線性素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立した複数の透明表示電極がＸＹマト
リックス状に配列された表示基板と、前記透明表示電極の各列に対応する部分に溝が形成され
た絶縁基板とによって構成され、前記各列毎の透明表示電極は前記溝の隔壁にて電気的に
絶縁され、前記溝内にエレクトロクロミック溶液または、前記透明
表示電極上にエレクトロクロミック層が形成された状態
で電解液が充填され、各行の前記透明表示電極に接続される行選択線と前記各
透明表示電極との間に非対称性双方向電圧非直線性素子
が接続されて成ることを特徴とするエレクトロクロミッ
ク表示装置。
【請求項２】前記表示基板の端面部に、前記各列の透
明表示電極に対応して対向電極が形成されて成ることを
特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック表示
装置。
【請求項３】前記非対称性双方向電圧非直線性素子の
順方向を用い、選択列の前記エレクトロクロミック溶液
又は前記電解液に定電流を印加して表示駆動することを
特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック表示
装置。
【請求項４】前記定電流がパルス定電流であることを
特徴とする請求項３に記載のエレクトロクロミック表示
装置。
【請求項５】前記非対称性双方向電圧非直線性素子の
降伏電圧以上の電圧を印加して消色駆動を行うことを特
徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック表示装
置。
【請求項６】前記非対称性双方向電圧非直線性素子
が、前記表示基板と前記絶縁基板の隔壁との間に配され
て成ることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロク
ロミック表示装置。
【請求項７】前記絶縁基板の隔壁は光吸収加工が施さ
れて成ることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロ
クロミック表示装置。
【請求項８】前記非対称性双方向電圧非直線性素子
は、エレクトロクロミックの駆動電圧よりも大きな降伏
電圧をもつ非対称性双方向電圧非直線性素子であること
を特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック表
示装置。