JPS59219789A - エレクトロクロミツク表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エレクトロクＰミック表示装置（ＥＣＤ）の
駆動方法に関するものである。その中でも％Ｋ、１つの
セグメントで多色を表示することのできる可変色ＥＣＤ
の駆動方法に関するものである。

本発明に係わるＥＣＤは、電解液中に含まれるエレクト
ｐりＩ’ミック材（ＥＣ材）が電極反応に基づく酸化還
元反応により、可逆的に着消色する現象を応用した溶解
拡散型ＥＣＤである。最す′、〃 ＥＣＤは、ＣＩ！電圧、低電ｆ動作でりＪろく鮮明な表
示ができる点から注目を集ｄ）ている。

本発明に係わる溶解ｆｆ＆　ＥＣＤの構造の一例を第１
図に示す。一般にこのようなＥＣＤは、表示ジ、〜板１
と対向基板２の２枚の基板をスペーサさを介して組み会
わせ、シール材８によりシールしてできたセルに’ｔｔ
解液６を注入することによりつくられる。一般にＥＣＤ
において、白色背景を得るために、両基板の間に光反射
板を置くか、又は、寛解液を白色粉末と混合し、ペース
ト状にすることが行われる。光反射板は、アルミナ等の
セラミック又は高分子であり、白色粉末ｌよ予化チタン
、アルミナ等の粉末が用いら第１る。これらのものを総
称して光反射体とよぶことにする。これは本発明ニオイ
ては、必要不可欠のものであも。

表示基板１は、一般にガラスやプラスチック等の透明基
板が使われる。この上に透明電極３が設けられる。これ
は酸化スズ（ｓｎ’ｏ＊　）　ＢＪやｒΣ化インジクム
ー酸化スズ（ＩＴＯ）膜等であり、通常真空蒸着法で形
成されるが、スプレー渋りの化学的方法も用いられる。

対向二す板２、及び対向ｊ’＜Ｌ　（夛４の構造は種々
のものがあるが、その代表的な例として、ガラス基板上
に透明電極を形成したもの、ガラス基板上に金属膜を形
成したもの、鉄錯体とカーボンの混合物をプレスしたも
のをガラス茫）Ｊ’ｆｊ。

上に置いたもの、金属イ反、りがス・、る。

数字、文学部を表示するための方法はが々の方法が考え
られるが、その中の−っの方法は、表示するパターン状
セグメントの部分のみ透明汗：極３が１ｃ屏液に露出す
る様に表面マスク５を設ける方法である。表面マスクの
材料は、白色粉末を樹脂中に分散させた白色インキが王
に用いられ、スクリーン印刷により形成される。又、各
セグメントを別々に表示する場合は、それらのセグメン
トの付（・ている族示Ｖ！極をそれに応じて分割する必
要がある。なお、図中に表面マスク５が描かれＣい解質
、ＥＣ４ｊの３＆分から構成されている。溶媒は極性が
大きく安定なものであれば用いることができ、水の他に
は、プロピレンヵーホネートやジメチルフォルム７ミド
等の非水溶媒が用いられる。

以下非水溶媒を用いた場合について主に述べる。

支持亀屏質は水に対しては通常の無機塩が用いられるが
、非水溶媒に対しとは、アルカリ金ム又はテトラフルキ
ルアンモニウムとハロゲン、過塩素酸ＣＪＩ、Ｏ４，７
ルオロホレー）　ＢＦ番、フルオロフォスフェー）ＰＦ
＊　　との塩が用いられる。一般ＫＥＣ材にはＮａｇ　
’ＷＯ番、　ＣａＷＯ４、Ｂ　ａＷＯａ　、Ｎａｇ　Ｍ
ｌ、０４等の遷移金属化合物塩、等の無機材料、ビオロ
ゲン、テトラチアフルバレン、ピラゾリン、フルオレン
、アントラキノン、ピリリウム、ピリジウム、メチレノ
ブルー等の芳香族又は複素環化合物、並びにそれらの誘
導体等の有機材料、フェロインフェロセン等の有機金ｉ
材料がある。

このような構造の従来の溶解型ＥＣＤは、表示色は一色
のみである。例えば、ＥＣ材にブチルアントラキノンを
用いたＥＣＤの初期状態は白色であり、透明′Ｌ！極に
負の電圧を印加すると赤色に発色し、逆電圧印加により
消色し、白色に戻る。この白色は光散芽体の含であるっ 溶％裂ＥＣＤに限らず、これまで発表されているＥＣＤ
は、殆んどのものが表示色は１色のみである。多色がで
るＥＣＤとして、ランタノイド系金属とシフタロジアニ
ンとの錯体の蒸着膜を透明電極上に形成した構造のもの
が知られている。この裂は印加電圧を変りることにより
、赤、緑、青の三色を表示することができるが、炉色透
明又は白色になる状態がｔ「いこと、Ｐび表示色が限ら
れ、多様化の可能性が少ないこと、等の欠点をもつ。

本発明に係わるＥＣＤの特徴は、ＥＣ材に、互いに発色
色相の違う酸化発色型（Ｏ′Ｍ）ＥＣ材と還元発色型（
ＲＷ）ＥＣ材を用い、且つ２両基板の間に光反射体を設
けたことにある。０２　Ｅ　Ｃ材とは、中性の状態では
、蕪色に近〜へ状ちであり、酸化により発色するＥＣ材
である。Ｒｉｌ　Ｅ　Ｃ材とは、中性の状態では同じり
八（色に近い状態であり、還元により発色するＥＣ材で
ある。このようなＯ型ＥＣ材とＲ型ＥＣ材を含むｔ所゛
液を用いた本発明によるＥＣＤは、透明電極３と対向１
しε４・１への外部からの電圧印加により、正の？電圧
が印加された電極では、０厭ＥＣ材がｇ１色し、負の電
圧が印加された電極では、Ｐ、ｍＥｃ；ｒが）Ｌ、色す
る。先１１シ乱体が入っているので、夛示基板側からは
、透明！極上の発色のみ見え、対同電極上の発色はうｔ
散乱体により隠される。従って、対向電−に対して透明
電極に正の電圧を印加すると、０型Ｆ　Ｃυの発色色相
が表示色になり、負の電圧な印加すると、１ｍＥＣ材の
発色色相が表示色になる。印加電圧をθＶにすると、発
色した０型及びＲ型ＥＣ材同々 ｌが反応して、中性の状ｊ法に戻る。即ち、表示力を消
え、′【迂Ｊシ￥ｄン中の状態も初期の状態に戻る。

以下に、本’Ａ　’ｙｓ　ｉＣ係わるＥＣＵに用いるこ
とができる鹸化発色型有機ＥＣ材（以下０凰ＥＣ材と略
す）と還元発色塁有礪ＥＣ材（以下Ｒ型ＥＣ材と略す）
の包嚢的な例とその衣示色を示す。

表 ここで、ピラゾリン−Ａは１，３．５−）す（ｐ−メト
キシフェニール）−Δ′−ピラゾリンの略称であり、ピ
ラゾリン−Ｂは、１−ｐ−メトキシフェニル−３−ｐ−
ジェルチル７ミノスチリルー５−ジエチルアミノフェニ
ル−Δ′−ピラシリンの略称であり、ＢＱはベンゾ〔α
〕７ントラセンー７゜１２ジオンであり、ＰＢＰＢは４
−（４／−ピリジル）−Ｎ−ベンジルピリジウムブロマ
イドの略称である。

本発明に係わるＥＣＤの駆動法として通常番よ、前に述
べられているように１正の電圧印加にょるＯ型ＥＣ材の
発色色相の表示とθＶ印加による消色、及び、負の電圧
印加によるＲ型ＥＣ材の発色とｔＶ印加による消色、と
いう方法が用いられる。

即ち、正の電圧←→ρＶと、負の電圧←→θ■とい５電
圧印加である。別の方法として、正の電圧印加と負の電
圧印加のみを用いて、０型ＥＣ材の発色とＲ型ＥＣ材の
発色を行わせる方法がある。

前者の方法では、白色の状態を表示することができるが
、消色の速度が遅いという欠点がある。後者の方法では
、二色表示はできるが、白色の状態を表示することはで
きない、というシフタロジアニン系錯体と同じ欠点をも
つ。

本発明の目的は、二色表示ができると共に白色の状態を
表示することができかつ、消色速度の速いＥＣＤの駆動
法を提供することにある。

本発明によれば、表示電極を有する表示基板と対向電極
を有する対向基板から成る一対の基板間に光反射体を有
し、且つ、互いに発色色相の違う酸化発色型エレクトロ
クａミック材と還元発色型エレク）ｐりｐミック材及び
支持電解質を溶解せ斤 しめ万電解液を充填して成るエレクトロクｐミック表示
装置の駆動法において、対向電極に対して表示電極に正
の電圧を印加することにより酸化発色屋エレク）＋＝ク
ロミック材を発色させてその発色色相を表示させ、この
表示の消色を負の発色閾値以上の電圧を印加して行い、
又、負の電圧を印加することにより、還元発色盤エレク
トロクロミック材を発色させてその発色色相を表示させ
、この表示の消色な発色閾値以下の電圧を印加して行う
ことを特徴とするエレクトロクｐミック表示装置の駆動
法が得られる。

本発明に係わるＥＣＤの発色強度の印加電圧依存性を詳
しくみると、一般に第２図に示したようになる。ここで
発色強度は電圧印加時間を十分長くした時の値をとりた
。酸化発色９、還元発色１０、いずれの場合に対しても
８Ａ確な閾電圧１１．１２をもち、又、発色は飽和し、
飽和発色強度１３．１４をとる。

次に、発色が飽和した状態からの消色時間の印加電圧依
存性をみると、第３図のようになる。これによると、酸
化発色時１５は、還元発色の閾電圧より若干高い印加電
圧（以下、これを最高酸化発色消色電圧とよぶ）で消色
時間は最小になり、還元発色時は閾（圧より若干低い印
加電圧（以下、これを最高酸化発色消色電圧とよぶ）で
消色時間は最小になる。従って消色時の印加電圧をこの
電圧にすれば、十分速い着色濃度が得られる。

本発明による駆動法は、第４図に示す如き回路により実
現できるが、これらの回路に限定されず、本発明を実現
する駆動回路としては、種々のものが考えられる。

第４図について以下説明する。この回路はリレーを４個
組み合わせた回路であり、酸化発色とその消色、及び還
元発色とその消色とい５４稈の動作に対応して、酸化発
色信号１７、酸化発色消色信号１９、還元発色信号２１
　、　：Ｗｔ元発色消色信号２３が制御回路により発生
される。これらの信号により４個のリレー２５のうちい
ずれか１個のみが導通状態になるので、酸化発色電圧１
８、酸化発色消色電圧２０（＃高酸化発色消色電圧以下
の電圧）、還元発色信号２２、還元発色消色電圧２４（
ｆＬ底還元発色消色電圧以下の電圧）のうちいずれか１
つが選択されて、ＥＣＤの一つのセグメントにつながる
透明電極３に印加される。ここで対向電、極４は、アー
スされているので、前記の４種の電圧の中の選択された
電圧が、両軍＠３．６間に印加されて、酸化又は還元発
色又は消色が起こる。電流増幅器２６はＥＣＤに流れる
電流に対してリレーの電流容量が小さい場合に電流な増
巾スるためのもので、必要不可欠のものではない。

リレー２５としては、第４図中に示したようなメカニカ
ル９リレーの他に半導体のリレーも用いることができる
。例えば、トランジスタ、ＦＥＴ　。

Ｃ−ＭＯＳのアナログ・スイッチ等がある。

以下、本発明について、実施例に基づいて説明する。

実施例　１ 図は、本発明を実施するための一般的な断面図の一例で
ある。表示基板１と対向基板２は共にガラスであり、透
明電１ｔｆ！３と対向電極４は共に酸化インジウム・酸
化スズ（ＩＴＯ）［極であり、真空蒸着により形成した
。割基板１．２０間隔は７０ｓｔｍであり、エポキシ系
接着材によりシールした。割基板の間には酸化チタン粉
末を緻密に充填し、光反射体とした。電解液には、０壓
ＥＣ材としてテトラチアフルバレン（０，１ｍｏｌ　／
　１　）、Ｒ型ＥＣ材として２−ｔ−ブチルアントラキ
ノン（０，２ｍｏ　１／　ｌ　）　、支持電解質として
テトラ７チルアンモニウムフ）レオロポレー）　（０，
３ｍｏ　１／１　）、溶媒としてプロピレンカーボネー
トを用いた。このＥＣＤの初期状態の表示は白色である
。

一対向電極に対して透明電極Ｋ　−２，ＯＶの負の電圧
を印加すると、０．５秒の応答時間でコントラスト２：
１の赤色の表示色の表示が得られ、−０Ｖにす石こと釦
より、ｆ秒の応答時間で消色し、白色に戻りた。さらに
＋１，５ｖの正の電圧の印加により、０．５秒の応答時
間でコントラスト２：１の褐色の表示色の表示が得られ
、ρ■にするととＫより、１秒の応答時間で消色し、戻
った。本実施例の発色閾値は酸化、還元発色時に各々＋
１．ＯＶ。

−１，ＯＶありたので、酸化又は還元発色後に−０，９
■、＋　０．９　Ｖが印加したところ、−消色時間は０
．４ｓｅｃｌｃなった。ここで駆動回路は、第４図に示
したものを使った。

実施例　２ ＯｆｆｉＥ　Ｃ材として、ピラゾリン−Ａを用いた以外
は、実施例１と同じ材料及び構造のＥＣＤは、負電圧印
加で赤色表示正電圧印加で黄緑色表示の二色表示ＥＣＤ
である。印加電圧、消色時間等の駆動条件、駆動回路表
示性能は実施例１とはぼ同じである。

実施例　３ ０型ＥＣ材として、ピラゾリン−Ｂを用い、溶媒として
ジメチルフォルムアミドを用いた以外は、実施例１と同
じ材料及び構造のＥＣＤは、負電圧印加で赤色表示、正
電圧印加で青色表示の二色表示ＥＣＤである。印加電圧
、消色時間等の駆動条件、駆動回路表示性能は実施例１
とほぼ同じである。

このように、本発明による駆動法を用いれば、消色時に
′０ｖを印加する、従来の駆動法にょる消色時間の半分
以下の時間でＥＣＤを消色することができ、消色時間の
短縮化に効果のあることが確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＥＣＤの一例、及び本発明に係わるＥ
ＣＤの一実施例の側面断面図を示し、第２図は発色強度
の印加電圧依存性を、第３図は、消色時間の印加電圧依
存性を示す図である。第４図は本発明を実現するための
駆動回路を示す図である。 図において、 １、表示基板　２．対向基板　３．透明電杼４、対向ｔ
！極　５５表面マスク　６．　電解液７、　スペーサ　
８．　シール材 ９、酸化発色型ＥＣ材の発色 １０、３Ｌ！元発色型ＥＣ材の発色 １１、酸化発色の閾値電圧１２、還元発色の込１値電圧
１３、酸化発色時の飽和発色強度 １４、還元発色時の飽和発色強度 １５、酸化発色からの消色時間 １６、還元発色からの消色時間１７．酸化発色・信号１
８、酸化発色電圧　１９．　　酸化発色消色信号２０、
酸化発色消色電圧　２１．還元発色信号２２、還元発色
電圧　２３．還元発色消色信号２４、還元発色消色電圧
　２５、　リレー′°パ″″“°　　。７４．ｒ＊−＋
−ｒｆ、。、（・ｉオ　１　図 ハ ７２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表示１１Ｌ極を有する表示基板と対向電極を有する対向
   基板から成る一対の基板間に光反射体を有し、且 エレクト３ツタ表示装置の駆動法において、対向電極に
   対して表示電極に正の電圧を印加するととＫより酸化発
   色型エレクトロクロミック材を発色させてその発色色相
   を表示させ、この表示の消色な負の発色量値以上の電圧
   を印加して行い、又、負の電圧を印加すること罠より、
   還元発色型エレクトロクロミック材を発色させてその発
   色色相を表示させ、この表示の消色な発色閾値以下の電
   圧を印加して行うことを特徴とするエレクトロミック表
   示装置の駆動方法。