JPS612184A - エレクトロクロミツク表示装置 - 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】 （産業上の利用外１吋） 本発明はエレクトロクロミック表示装置（以下ＥＣＤと
いう）に関１〜、特に任意のパターンが表示できる大容
蹟のドツト型Ｅ　ＣＩ）に関するものである。

このＩ＝：　ＣＩ）は、４極反応に基づく酸化還元反応
ＩｔＣより、可逆的な発色消色を行う（肉質（以下ＥＣ
材という）を用いた表示装置であり、低市圧、低電力１
助作で明もぐ鮮明な表示ができることから最近注目を集
めている。

一般に、ＥＣＤば、電解液を用いる液体刑と、同体電解
質を用いる全固体型に大きく分けられる。

さらに、液体型ＥＣＵは、ＥＣＣ材二電解液中に溶解さ
せ、かつ発色したＥＣ材も電解液中に々量萌している行
解型と、はじめにＥＣＣ全全電解液中溶解さ（↓−るが
発色したＥＣ材を電極表面に析出する）ｌＪ１出Ｉζ゛
ｊと、Ｉ弓Ｃ材が屯極上に薄膜の形で固定され、その・
ｔまの形で発色消色を行う半固体型との３秤に分けられ
る。

これら各型のＥＣＤの材料としては、次のようなものが
通常使われる。

全固体型のＥＣ材は、遷移金属酸化物（例えばＷ　０３
．　Ｉ　ｒＯｘ）の薄膜が主として使われるが、有機の
ＥＣ材を高分子中に分散さすた材料も使うことができる
。また固体電解質には、ＭｇＦ２，８ｉ０等のプロトン
伝導性の誘電体の他に、Ｌｉ３Ｎ、β−アルミナ、リチ
ウム塩分散高分子１等のアルカリ金属イオン伝導性物質
が用いられる。

液体型の電解液は、・・ロゲン化アルｌ）　ＩＪ金金属
例えば、ＫＣｌ、Ｎ仇Ｃｔ　）　ｆＸ：電解質とし、こ
れを水に溶解さ伊た水系電解液の他に、デトラアルキル
アンモニウム塩（例えば、ＴＢＡＩ、ＴＢＡＢＦ４）、
リチウム塩（例えば、Ｌ　ｉＣｌ　０４４　’ｃ電解質
とし、これを極性有機溶卵、（プロピレンカーボネート
。

ジメチルフォルノ・アミド＄）に、餐解さぜた有機電属
ｌ液が用いしれる。

溶解／ｌｉｄのＥＣ材料は、芳香族系、及び複素環系の
有機（、Ｎ　Ｃ材が中心であるが、ポリタングステン酸
のような無機材料も用いることができる。なお、高い町
、ｌη性が必要とする場合には、ｉｌ和畠（１昭５８−
０８２０８１．１１庁１，９０昭５８−４．５５５７８
で説明されて（０るように、還元発色（１モ型）ＥＣ材
と酸化発色（０）１．１１）１・；ＣＡ／１の二種以上
のＥＣ材を電ｔＱ’ｆ液中ＶＣ淫４１１丁ｒして用いる
。

析出＋（ｌｊＯＥ　Ｃ材（（は、ビオロゲン系の有機化
合物か主として用いらオＬる。半固体型は、薄膜状の１
・：（：利（以下、ＥＣ層セいう）が発色するが、この
ＥＣ層例は前述の遷移金属酸化物薄膜の他に有３Ｑ　Ｉ
’ｒ　Ｃ材を高分子に付加させた高分子ＥＣ材のソ；９
膜も用いることができる。

（従来／）技術） 次に、従来の溶解型ＥＣＤの構成と間居点について説、
明する。

第１図のＵｒ面図に示すように、溶解型ト；　ＣＩ）は
、２枚の基板１．７を、スペーサ４を介して組合せたセ
ルに、電解液５を注入することによりつくられる。この
型のＥＣＤは、表示基板となる」二側の透明基板１の方
から見るようになっている。この表示基板は、下地にな
るガラス等の透明基板１の上に透明電極２を設け、をら
にその上に絶縁膜３を表示パターンに合わせて形成して
いる。

一方、対向基板とよばれる下側基板ｅ」２、各種の構造
が堤案さ凡ているが、ここではガラス等の基板７の上に
、透明電極等の対向電極６を形成した構造を示した。な
お、電解液５は前述のようなＥＣ材、電解質、溶媒が用
いられる。

図に７ドされる第１表不眠極端子８と対向電極端子１０
との間に着色電圧ＶＷを印加すれば、絶縁Ｐｌり３で被
埒されていない表示電極２の部分（図の右側）で亀、１
へ反応が起こりその表示部分が着色し、これら端子８，
１０間に消色電圧Ｖｌを印加すれば消色する。このよう
に従来０ＥＣＤにおいては、各表示１＜１６から一本の
電極を引出して各端子８．９にそ：Ｊｔぞれ接続し、各
端子と対向電極端子間にそれぞれＡｔ　ＦＥ　’Ｉｃ印
加するため、ドツト型表示では、表示ｆ’ｉｌｓからの
電極の引出しや端子の処理が非常に１．１１難になる。

ＥＣＤの場合は、表示部と端子との間の藏気抵抗が特性
に大きく影響するため猷極引出の問題は本質的である。

次に従来の液体型Ｅ　ＣＤのうち析出型と半固体型につ
いて説明する。（）ｉ山型の構造は、基本的には第１図
と同じでＥ　Ｃ材が違うたけである。また半固体型の構
造は、第１図中で電解液と直接接している表示電極上に
ＥＣ層を設けて畝解液中にはＥＣ材金含まない構造であ
る。

なお、第１図において表示基板と対向基板間に何も挿入
されていないが、反射型の表示金得るために九反射保を
挿入することも可能である。まだ対向基板としては、前
述のもののみならず、ガラスノ、（板上に金叫勅鞘付け
たもの、ψ（錯体とカーボンの小′、金物をフレスした
ものをガラス基板上に置い７’ｊ　’ｉ’）の、金属板
等もある。−また全固体μｍ１！け、基本的には手口■
体型のｉｌ哨′液を固体電解質に変えたものであるが、
この型におけるスペーサ４及び基板７等全省略できる。

前述の、１：　′）［Ｅ　Ｃｌ）の各表示部から各々電
極を引出す方法は、成極引出や端子処理のｊｓＪ題があ
り、表示部の数（画素数）の多いＥＣＤに対しては有効
で（・−１ない。このような大容量ＥＣＤを駆動する方
法として、液晶表示装置（ＬＣ＋））と同様の単純マル
チプレックス、１駆動が提案されている。しかし、多く
０ＥＣＤは発色量特性がシャープでなく、低い電圧印加
でも徐々に発色するので、試作品としては米国ＩＢＭ社
が１９７８年度ソサイエティ・フォー・インフォメーシ
ョン・ディスプレイ（８ＩＤ）・インターナショナル・
シンポジウムにて発表したものがあるだけである。この
内容は、特開昭５４−３１２９７にも記載されている。

このＥＣＤはＲ型とＯ型のＥＣ材を用いた溶解型であり
、比較的明確な閾特性金もつ。この発表によれば、走査
本数１４本（２行程度の表示に相当）のドツト型表示が
ｆ１＋られている。しかし、この型のＥＣＤの各画素の
発色強度は走査本数が増すと逆比例で減少するので、こ
のような単純マルチプレックス駆動では大容量表示はで
きない。このＥＣＤは閾繻゛圧以下の電圧印加でも若千
准流が流れやすくまたＥＣＤの発色はト荷量に比例する
ので、消色画素でも徐々に発色が起こりやすく、明瞭な
表示が得られにくい欠点ケもっている。

このようケζＥ　ＣＩ）の単純マルチプレックス駆動は
、選択点の発色強度が低く、非選択点も発色しやすいと
いう本質的な欠点ケもつので、ＬＣＤで行われているよ
うに、能動素子を表示基板上に積層すること（（より、
アクティブーマトリソタス化４−る試みも一部行われて
匹る。この種の試作品は、外国１．ＢＭ社が１９８０年
度ｓＩＤインタ　ナショナル・シンポジウムで発表し、
はぼ同じ内容が特公昭５５−２５６７３に１．記載され
ている。この試作品のアクティブ・マトリックス１１１
１路とその周辺回路ケ第２図に７ドし、そのｌｉ１面断
面図ケ第：３１ツ１に示す。

第２図に示さ・しるように、／リコン・１．（板上に形
成した表示部１６は、シリコン基板上に形成した′Ｙ民
界効果トランジスタ（ＩｊＥＴ）１５の各ド１／インに
接続され、このＦ、ｒ＞　’ｒ　１５のソースはデータ
信号線１２に接続され、そのゲートは走査信号〒ｊｊ１
１ｉ（接続される。走な信号脚１１け走査１８号発生回
路１３に、データ信号１惺１２はデータイＨ号発生回路
１４ＶＣ４妾続される。これら走査信号とデータ信号と
の′５西虫目路１３．１４は、ＦＥＴ１５等を形成した
シリコン基板とは別に設けている。

このＥＣＵ（析出型）の構成は、第３図の断面図１／（
示される。すなわち、ＦＥＴ１５と表示部１６とを形成
したシリコン基板１７と、カバー基板１８とが、スペー
サ４を介してセルに組立てられるが、このスペーサ４の
横から対向電極６が挿入され、このセルにはビオロゲン
を含む電解液５が封入されている。

このＥＣＤのアクティブ・マトリックスの回路構成（は
、ＬＣＤの回路と全く同一であり、その駆４４１１法も
各画素でデータ信号の極性が一定である事七除くと１．
ＣＤの、（枢動法と全く回−である。即ち、屯査１．−
１号（１１）により、ＦｌらＴ１５の一行だけのドレイ
ン・ソース間を導通状態にしてデータ信号が表示部１６
に直接かかるようＱてし、他の行のＰ’　Ｅ　Ｔ　１５
　ｉ遮断状態にしてデータ信号が表示部に１−１１加さ
れないようにし、導ｉ市状態のＦＥＴ０行を時間的に走
査する事により、全表示部にデータイ３号金印加する駆
動法がとられる。

この駆動法を用いたアクティブ・マトリックスＥ　ＣＤ
は、単純マルチプレックスｇ　ＣＤの問題点の発色間・
ｉ′Ｆ性が鋭敏でないことによる消色画素（非選１１ｉ
（点）の発色を解決１−ることはできる。これは各ＦＥ
Ｔにより各表示部をデータ信号線から切り１１＋ｌＦす
ことができる為である。しかし、各表示部に電圧の印加
される時間は、走査本数（行数）をＮ本とすると、スタ
ティック駆動の場合の１／Ｎになゆ、これは単純マルチ
プレックス駆動の場合と同じである。ただし、このアク
ティブマトリックスｌ’：　ＣＤの場合は、データ信号
が印加されていない時間は電圧が保持されるので、単純
マルチプレックス駆動時よりは実効的にかかる電圧１は
高くなる。このようにスタティック駆動時より実効的に
低い、電圧のみがかかる場合は、溶解型１＞　ＣＤでは
発色強度がスタティック駆動時より低下し、析出型、半
固体型、全固体型の各ＥＣＤでは発色強度がスタティッ
ク駆動時並であるが、応答時間がより長くなる。一方、
走査本数へか大さい大容量のＩ・〕ＣＤにこの一アクテ
ィブ・マトリックス法を適用した烏合、Ｅ　ＣＤの表示
部にかかる実効的な電圧は低くなるので、スタティック
、Ｈメ動時からの特性の低下が顕著になり、発色強度の
低下、又は応答時間の増大食招くという問題点欠有する
。

（発明の目的） 本発明の目的は、このような欠点を除き、走査本数ｆ　
ｊ’、ｌ加し大谷１士化しても発色強度の低下や応答時
間の増加を招かないようにしたアクティブ・７１トリノ
ジス型ＥＣＤｉ提供することにある。

（発明の構成） 本発明Ｃ〕エレクトロクロミック表示装置の構成は、一
方の基板上に全面電源電極層と絶縁層とアクティブマト
リックス回路とを形成し他方の基板上に対向電極金形成
しこれら基板の間に電解層を設け；前記アクティブマト
リックス回路は複数の走査信号綿とこれら走査信号綿と
直交する複数のデータ信号線とこれら各４Ｍ号線の交点
に設けられた複数の一アクティブ素子回路とを備え；前
記アクティブ素子回路は、−面が、前記電源電極層と接
続されたデータ蓄積コンデンサと、このコンデンサの他
面をドレインに前記走査信号綿をゲートに前記データ信
号綿をソースにそれぞれ接続した第１の薄膜トランジス
タと、前記コンデンサの他面をゲートに前記全面電極層
をソースに表示電極部をドレインにそれぞれ接続した第
２の薄膜トランジスタとを備えることを特徴とする。

本発明の第２のエレクトロクロミック表示装置の、Ｒ，
ｌ、成は、電源電極線に一端社接続したデータ蓄４ｉ’
？コンデンサと、このコンデンサの他端全ドレインに走
査信号綿をゲート（Ｃデータ信号線をソースにそれぞれ
接続した第１の２−Ｙ膜トランジスタと、前記コン−）
−ンサの曲１端ゲゲートに前記′、Ｈ源電惰純″ｒソー
スに表示部４”ｆ＝　ｔｅｌｓ孕ドレイドレインとれ接
続した第２のＦ、！汀ｆｉ）ランジスタとからなるアク
ティブ素子回路を、前記走査信号綿と前記データ１、オ
号線との交点に設け一方の基板上に形成されたアクティ
ブマトリックス回路部と；前記一方の基板と′戒屓質ケ
介して対向する他方の基板上に形成された対向電極部と
；この対向電極に前記表示電極部の着色卦よび消色を制
御する・電圧を供給する着消色、・ｊ、源部と；この着
消色電源部からの電圧を前記対向電極部に時分割的に選
択して供給する電圧切換部とを備えることを特徴とする
。

（実施例） 以下図面により本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明の実施例の回路図で、ＥＣＤ各表示部に
接続した各アクティブ素子回路と、これら全駆動する周
辺回路と、ＥＣＤ対向電極の駆動回路とを示す。各−ア
クティブ素子回路は、２個の薄膜トランジスタ（以下Ｔ
ＰＴという）１９．２０と１個のデータ蓄積コンデンサ
（以下Ｃｓという）２１とから構成される。このアクテ
ィブ素子回路Ｃ・）可動方法は、従来のアクティブマト
リックスＥＣＤ（第３図）の駆動法とほぼ同じであり、
第５図（ａ）〜（Ｊ）はそのタイムチャートｖ示す。

この＋・：　ＣＤの表示部１６は、ＴＰＴ２０１ｃ通し
て電源電極２２につながる。このＴＦＴ２０の閾電圧ｅ
Ｖｔｈとすると、コンデンサＣ５の電圧がＶｔｈ以上の
値ｖ１　　をもてば、表示部（ｌＩＩ′ｉ素）と電源電
極とは導通に近い状態になり、（この時の表示部全選択
点という）コンデンサＣ３の電圧がＶｔｈ以下の値（例
えば０ｖ）ｅもてば、表示部と電源電極とは殆んど切断
された状態になる（この時の表示部を非選択点という）
。このコンデンサＣ５の電圧は、走査信号綿１１０市圧
が■２となるアドレス時のデータ１６号線１２の電圧で
ほぼ決捷り、走１・・・信号ｌｖ戻の電圧がＯｖの非ア
ドレス時は、コンデンサＣ８の電圧１ｆよデータ信号線
の電圧に関係なく、保持される。従って、着色画素が選
択点になる時は・Ｅ強電・１べの電圧を着色電圧■ｗと
し、消色画素が非選択点になる時１ｄ、、電源電極の藏
Ｂｌ−消色電圧■Ｅと−すれＣ：非アドレス時でも各画
素に′１介々の１１〜．田が１１］加されイ「売ける。

ただし、コンデンサ０５の一娼ｆ、電強電１１Ｎに接続
した方がアクティブ素子回すベの周板上への設計が容易
になるノ’ｉめ、ｃｓの７ＦＤ方・ノ）・・：１５子を
一定に保つ必・堤上電源電極の電位はＯｖｅこ保っ１ｃ
まま対向電極６を、対向電極着色電源（＋Ｖｗ）　２３
、又は対向成極消色電源（ＶＥ）２４に、対向電極電源
切■スイッチ２５全通して接続する事により、各画素全
着色、又は消色させることができる。

各画素のアクティブ累子回路につながるデータ信号線と
走査信号綿の信号波形は第５図（ａ）〜Ｇ）に示される
。ここで取り上げる二画素は列が同じ（データ１６号線
が共通）ものとする。一画面をフレーム周期ｔｆ　　で
走査する時、各フレームはデータ取込フレームとＣ５ク
リアフレームとに分かれ、これを第５図（ａ）のデータ
蓄積信号のＶ、、Ｏｖで示す。更（て、２フレームごと
に、対向電極の電位が十ｖｗと−ｖＥとの間を変化し、
第５図（ｂ）の着消色信号のｖＩＩとＯｖ、および第５
図（Ｃ）の電源電極一対向・Ｌｊ４間藏位差ＶＳＣのｖ
ｗとＶ運で示す。一方、データ信号Ｖｐ（第５図（ｄ）
）は、ＶＳＣ＝ｖｗのデータ取込フレームでは、着色画
素に対応してＶＤ＝ｖ１（選択不動）、消色画素に対応
してＶ　ｎ　＝　０　（非選択駆動）になり、消色画素
に対応してＶＤ＝＝Ｖｌ（選択１・駆動）になり、Ｃ５
クリアフレームでは、ＶＳＣ。

７祢色、消色画素に関係なく、ＶＤ−Ｏとなる。

このような信号が印加されれば、第５図（ｅ）、　（ｈ
）に示されるように、着色画素および消色画素に各走査
信号（■２）が与えられたとき、着色画素のＣ５１’ｊ
ｉ、　Ｉｎ　＋／：Ｊ、第５図（ｆ）に示すように、ｖ
　ｓ　ｃ　−ｖｗ　　の時の２回のアドレス時（走査信
号＝■２）の間のみ■１となり他は０であり、消色画素
のＣ５゛覗田は、第５図（ｉ）に示すようにｖｓｃ　二
ＶＢの時の２回のアドレス時（走査信号＝■２）の間の
み、■１となりその他けＯである。従って、着色画素と
消色画素の表示部と対向電極間には、４ｒｆの時間中ｉ
ｆ　の時間のみ、各々■ッとＶｇの′１巳圧がかかり、
他の時間は了クチイブ素子回路と切り離される。第５図
（ｇ）。

（ｉ）には、着色又によ消色しつつある着色画素と消色
画素の画素「Ｅ圧（表示部と対向電極間〔ｔＬ圧）を示
１７、Ｃ５電圧■１の時は、各々■いとｖＥ　になって
い乙が、ＣＳ電ＦＥＯの時け′重圧降下を示している。

また、第４図にはこのデータ信号と走査イざ号を斧生ず
る周辺回路１４を模式的に示した部分を含を、この周辺
回路１４は１次データ信号発生回路１γ）号発生回路２
６は、着色画素（（対してＶ、、、　　消色画素に対し
てＯを発生する回路でちり、着消色信号発生器２７から
発生する信号のＶｏ、０に対応してその′１まデータ信
号として出力するが、反転して出力するかが決定される
。史に、データ信号蓄積・１ｄ号発生器２８から発生す
る信号のＶ）１．０に対応してゲートの開閉が決められ
る。これに対して走査信号発生回路１３は、ＬＣＤ等で
用いられているものとほぼ同じであり、ｔｆ／Ｎの時間
幅（Ｎ＝走査本数）、１位Ｖ２のパルスを各走査信号綿
に順次発生する回路である。なお着消色信号発生器２７
から発生する信号は対向電極電源切換スイッチ２５に入
力されて、ＶｓｃｅＶッとＶ、の間で切り換える。

各ＥＣＵは、市流唄動のデバイスであるから駆動回路の
出力インピーダンスが太きいと、ＥＣＤ表示特性、特に
応答時間に影響を与えて応答時間が長くなるので、電源
電極２２の抵抗、ＴＦ’Ｔ２０のソース−ドレイン間の
オン時の４バ、抗、対向電極６から対向電極電源２３．
２４までの配線の抵抗と、市原の内部インピーダンスと
を特に低くする必要がある。このうち対向電極からの配
線と電源の間８ｖよ比較的容易に解決でき、壕だＴＦＴ
２０の抵抗もその材料選択により解決できるので電源准
極の抵抗が問題となる。通常のアクティブマトリックス
Ｌ　ＣＤの電極は幅が数十μ情の金属線であり、アクテ
ィブマトリックスＥＣＵにおいても、走査信号綿１１や
データ信号線１２では問題ないが、゛市原電極２２ケこ
の方法で配線すると高抵抗となるので表示特性が著しく
低下する。

本実施例のアクティブマトリックスＥＣＤでは、アクテ
ィブマトリックスを形成する基板（アクティブマ）　Ｉ
Ｊソックス板）を多層化し、電源准極を基板全面ベタ電
極にすることにより、電源な偽抵抗を著しく低下させて
高い表示性能を得ている。

第６図（ｄ本発明の溶解型、析出型のアクティブマトリ
ックス基板の多層構造の一例の断面図ケ示す。透明基板
１の上に全面電源電極層２９、全面絶縁層３０金順次形
成し、その上にアクティブマトリックス回路層を次の順
で形成する。最初に、表示部１６として透明電極を形成
し、次に走査信号綿１１を第２Ｙ専膜トランジスタ（Ｔ
ＰＴ）２０のゲート電極３１とを形成し、絶縁膜３２と
半導体薄膜３３とを順次形成し、データ信号線１２とＴ
ＰＴＩ　９のドレイン電極およびデータ蓄積コンデンサ
電極の共通電極３４とＴＰＴ２０のソース電極３５とＴ
　Ｆ　Ｔ　２０のドレイン電極３６とを形成し、最後に
全面保護膜３７を形成する。ここで全面絶縁層３ｏに穴
あけしてソース電極３４が全面電源電極層２９に接続さ
れ、Ｔ　Ｆ　Ｔ　２０のゲート電ｗ！３１は、共通電極
３４と電極パス３８により接続されている。このように
１画素（表示部）に対して二個のＴＰＴＩ９．２０と一
個のコンデンサ２１が形成される。この二個のＴＰＴと
一個のコンデンサとからなるアクティブマトリックス回
路層、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）やケイ光表示
管（ＦＩＰ）には用いられているが、ＥＣＤ１′こけ用
いられてぃなかった。またＥＬやＦＩＰはＥＣＤのよう
に大きなピーク・電流が流れないので、電温眠極もデー
タ信号線のような細い金属薄膜で構成されているが、本
発明においては′亀の電極を全面ベタ電極にしたことに
よって著しい特性改善が得られた。

な−Ｖ、第６図のアクティブマトリックスＪ〜板は、溶
Ｍ型、析出型ＥＣＤのものであるが、半固体型、全固体
型ＥＣＤの基板としては、第７図のように、第６図の表
示部１６の上にエレクトロクロミック層３９を設けた構
造になっている。

第８図は第６図のアクティブマトリックス回路層の一画
素和尚部分の平面図を示す。ここで走査１１°号脚１１
とデータ信号線１２とは父叉するので、その交叉９１Ｘ
＋’こけｔｉｔ・）縁膜３２ケ間に設けて短絡金防いで
いる。

本実施例の薄１１１：４　トラン７スタ（Ｔ　Ｆ’　Ｔ
　）のうち、ＴＩ”Ｔｌ１ｄ：電流容量が小さくてもよ
いが、ＴＦＴ２Ｑ　（（’ｌ　ＩＪ’、かなり大きい電
流容量が必要である。このＴ　ト’　Ｔの電流容量は、
半導体薄膜３３の材質とＴ　Ｉｉ”　Ｔのチャンネル幅
とチャンネル長により決まる。本実施例のＴ　Ｐ　Ｔの
半導体薄膜としては、従来用いられていたアモルファス
拳シリコン（ａ−８ｉ）。

多結晶シリコン（ｐｏ　１ｙ−８ｉ　）　、テルル（Ｔ
ｅ　）、カドニウム・セレン（Ｃｄｓｅ）、等の中から
、主とじて和１体易・’、１ｊｌ）度が高イｐｏｌｙ　
−Ｓｉ、　ＣｄＳｅが用いられるが、ｊ４１当易動度が
低いａ−８ｉ、　Ｔｅもチャンネル幅を広くしてチャン
ネル長ケ蝮くすることにより使用可能である。

次に、本発明を各種実施例について詳しく説明する。

（実施例１） 第９図は本発明の実施例のアクティブマトリックスの溶
解型ＥＣＵの断面図ケ示゛している。図において、透明
基板１と基板７は共にガラスであり、これらの基板上の
全面電源電極層２９と対向電極６とは共に酸化インジウ
ム−酸化スズ（ＩＴＯ）電極であり、マグネティック・
スパフタリングにより形成され、この全面電源電極層２
９上に酸化シリコン（Ｓ　ｉＯｚ　）の全面絶縁層３　
Ｑとアクティブマトリックス回路層４ｏとを形成する。

これらの内基板１．７は、厚み６０μｍのスペーサ４を
介して組み合わされ１、エポキシ系接着材によりシール
され、内基板の間には酸化チタン粉末を緻密に充填して
光反射体４１としている。

このアクティブマトリックス回路層４０は、第６図の断
面図、第８図の平面図に示される構造とした。半導体薄
膜３３には、シランの化学的蒸気付着（ケミカル−ペー
パーデポジション、通称ＣＶ１））により形成したｐｏ
ｌｙ−８ｉ膜を用い、担体易動度を上げるためにＹＡＧ
レーザによるレーザアニール全行い、易動度として２０
０ｃｒｌ／Ｖｓｅｃを得た（１ソ下この半導体膜をレー
ザ・アニールｐｏｌｙ−８ｉ膜という）。なお、絶縁膜
３２、保獲膜３７にも５ｉ０２１１１−　ｉ用いた５ま
た、表示部３９はＩ　’ｌ’　０であるが、他の配線、
及び電極（走査信号綿１１．データ信号線１２．電極３
４〜３６）は全てアルミ蒸着膜を用い、これらのパター
ニングには通常のフォトリングラフィを用いた。

両糸板間に注入する電解ｅ、５には、ＥＣ材として２−
會一ブーデルアントラキノン（０，２ｍｏ　ｌ／ｌ　）
、支持・：い・１イ質としてテトラブチルアンモニウム
アイオダイド（０１〜０．５ｍｏｌ／／ｉ）、溶媒とし
てプロピレフ、カーボネイト（ｐｃ）を用いた〇 本実施例の画素数は５０Ｘ５０であり（走査本数Ｎ＝５
０）、画素ピッチは０５門／本である。これは本発明の
効果全確認するのに十分な大きさである。このアクティ
ブ−マトリックスＥＣＵに、第５図に示す信号波彫金印
加し、駆動条件フレーノ・周期ｔ　ｆ　＝１６．７ｍ５
ｅｃ　、　Ｖ、４＝Ｖ　１ニＶ２＝１０Ｖ。

Ｖ、−’−２Ｖ、Ｖｇ＝＋〇、５ｖにより駆動した。こ
の信号印力旧でより、発色画素はコントラスト２．５：
１のイ２モ示色が得られ、消色画素は反射率変化で±１
％の変化も認められず、また応答時間も発色・消色共Ｑ
て１０５秒であった。なお同じ電解液を用い、同じ構造
、セル厚のセルをスタティック１枢動じた時に得られる
表示特性は、コントラストが３：１、発色消色の応答時
間がＱ、３ＳｅＣであった。

本実施例のアクアイブマトリックスＥＣＵの表示１．ｌ
ｒ性がスタティック駆動時の表示特性よりも若干劣る１
ポ因は、画素に電圧が印加される時間がスタティック駆
動時の１７４　であるためと考えられるが、重圧印加の
繰り返し周期が短いために、表示時性の劣化はわＪ゛か
である。一方、第２区の従来のアクティブマトリックス
ＥＣＤにより同じ材」・１　構造の溶解型１・：　ＣＩ
）を駆動する場合は、走査本数Ｎ＝５０　のときに、コ
ントラスト１．５　：　１．応答時間１４秒となり、著
しく表示特性が劣っている。さらに模擬的に走査本数Ｎ
ｆｆ：太きくした時には、アクアイブマトリックスＥ（
？Ｄの特性上の差は著しくなる。例えは、Ｎ＝５００の
時、本実施例のＥ　ＣＪ）のコントラストは２５：１．
応答時間は０５ｓｅｃであり、Ｎ−５０の時と同じであ
るが、従来構造のアクティブマトリックスＥＣＤｉＮ＝
５００で１・伝動した場合、コントラストは１０．５：
１．応答時間は２ＳｅＣとなり、表示特性から著しく悪
化する。

（実施例２） 次に、析出型ＥＣＤとして電解液５として、水中にＩｃ
　ｅ　利のペプチルビオロゲン（０，，２ｍｏ　ｌ　／
　ｌ　）、電解質の臭化カリウム（０，５ｍｏｌ／ｚ）
　　ｆ、ｃ含有する電解液ケ用いた以外は、実施例１と
同じ旧材”しよび４１１造の１ｃＣＤを；弐作した。

この月産」；ｊ−田いたＥ　ＣＵは、スタティック、］
・ス駆動に１叶、コントラスト５：１．応答時間０．２
ｓｅｃの表示時性が得られているが、本実施例のアクテ
ィブマトリックスＥＣＩ）（Ｎ＝５０）で１はコントラ
スト５：１．応答時間（１−５Ｓｅｃ　の表示特性が得
られ、応答時間が若干悪化する。一方、従来構造のアク
ティブマトリックスＥＣＤ（Ｎ＝５０）のコントラスト
１ハスクテイツク′へ動と同じ−であるが、応答時間は
２０秒と著しく長くなる。走査本数へか太きくなると、
この差は大きくなり、Ｎ＝５００の１１’、’ｒＫは本
実施例ではコントラスト、応答時間が５　：　１．　０
．５ｓｅｃとＮ−５０の間と同じであるのに対し、従来
構造のアクティブマトリックスＥＣＤでは、コントラス
ト５：１となる迄の応答時間が２０秒という非実用的な
値になる。従って、従来土、”青、告のアクアイブマト
リックスＥ　ＣＤでは、コントラス１４−１５：１に抑
えて、応答時間を４秒程度にすることが主１しいと考え
られるが、このようなｊ５法でも、走査本数を大さくと
った時、コントラスト、応答時間ともに著しく劣化して
ｌ／”ｌた。

（実施例３） 次に半固体型ＥＣＵとしてアクティブマドＩＪソクス回
路層、電解液、対向電極、駆動方法が変った以外は、実
施例１と同じ材料および構造のＥＣＤ全試作した。アク
ティブ回路層は、第７図で示さ異っておゆ、このエレク
トロクロミック層３９として真空蒸着により３０．０ｍ
ｍ　の厚みに付けた酸化タングステンＷ０３を用い、欠
。また、電解′ｔ１．５には過塩素酸リチウム（１ｍｏ
ｌ／４）　ｆ溶かしたプロピレン・カーボネイトを用い
、対向電極６として鉄錯体とカーボンのプレス体音用い
た。この実施！’ｙｌｔ　ノ’：＜　動力法ｔｄ、第５
　図ｆｃ　オけ７）　ｔｆ、　ＶＨ，Ｖｌ、　Ｖ２が実
施例１と同じで、ＶＷ＝　１．２Ｖ、　ＶＢ＝＋０．８
Ｖとした。

この＼■０３型　Ｅ　ＣＩ）は、長時間電圧を印加し続
けると劣化するので、着色から消色に、消色から着色に
変化する画素にのみ１　ｓｅｃ間だけ電圧が印加される
ようにした。この動作は、各データ信号線に接続されて
いるデータ蓄積信号を電圧を印加しない画素に対してＯ
にすることにより行われる。

この実施例のｒ（ＣＤは、スタティック駆動時に１は、
コントラスト３：１．１．６答時間Ｑ、４ｓｅｃ　の表
示特性が得られ、アク戸イブマトリックスＥＣＤ（Ｎ＝
５０）では、コントラストを３：１とした時には応答時
間１０秒、コントラストを２−１にした時には応答時間
０５秒が得られ、スタティック駆動に対して若干の符性
劣化で済んでいる。一方、従来構造のアクティブマトリ
ックスＥ　ＣＤ　（Ｎ＝５０）は、コントラストに３　
：　１にした時には応答時間は４．□ｓｅｃ　　と長く
な９、走査本数Ｎ＝５００まで増加すると、応答時間は
４０ｓｅｃと著しく長くなる。

（実施例４） 第１０図は本発明の他の実施例の断面図で、電解液５お
よび光反射体４１０代わりに固体電解質層４２と対向酸
化還元層４３とを設けたものである。本実施例において
、この他に駆動電圧をかえた点以外は実施例３と同じ材
料および構造である。

第１０図において１．透明基板１の上に、全面電源電極
層２９、全面絶縁層３０、アクティブマトリックス回路
層を順次形成するところ葦では、・実施例３と同じであ
るが　本実施例では、その上に固体’＋ｔ　１９％　質
層４２としてリチウムイオン導電膜のリチウムアルミニ
ウムフルオライドＬｉＡｔＦ３膜（３ＱＱｎｍ）を抵抗
加熱蒸着により付け、対向酸化還元層４３としてリチウ
ム鉄タングステーｌ薄ｌｙ＠（２００１ｍ）　全付け、
その上にアルミニウムに対向ｒμ極６として５ＱＱｎｍ
ｉ設け、この上からデバイス保嘩層４４としてエポキン
系樹脂をコートしている。この駆・助電圧は■ッ＝４■
、　ｖｌｌ＝ｉ　Ｖ　　とする。

この材料を用いたＥ　ＣＵは、スタティック駆動時に（
は、コントラスト２：１．応答時間０．２５ｓｅｃであ
り、本：（１施例のアクティブマトリックスＥＣＤの表
示行性は、コントラスト２：１．応答時間０７秒となり
、若干の荷性煮化ですんでいる。

（発明の効果） 以−１−詳細に説明したように、本発明Ｖこよるアクテ
ィブマトリックス１号ＣＤｋｊ、、スタティック駆動時
と殆んど同渫度の表示性能がｆ得られ、走査本数を噌し
て大容量化しても表示性能が全く変わらないという特徴
を有する。従来のアクティブマトリックスＥＣＤ！ｉ、
表示特性が走査本数の増加に従って劣化するので大容量
の表示Ｉｎよ使うことができなかったが、本発明は大容
量化の点で著しく改善されている。

なお、本発明に用いられるＩシＣＤ材料としては、実施
例のものに限定されず、従来のスタティック駆動のＥＣ
Ｄに用いられる種々の利科、広（１’ＥＣ現象を示す旧
料金使うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｄ従来１７）ＥＣＤ（７）−例’Ｄ　１１１１
　’ｔｒｎ　ｌｌｆｉ面図、第２図は従来のアクティブ
マトリックスＥ　ＣＤの一例の回路図、第３図は従来の
アクティブマトリックスＥ　ＣＤの一例の側面断面図、
第４図は本発明の実施例の回路図、第５図（ａ’ｌ〜Ｕ
　）ｔ４第４図の動作例ケ示すタイムチャート、第６図
は第４図の溶解型、析出型ＥＣＤのアクティブマトリッ
クス基板の多層構造の一例の断面図、第７図は、第４図
の半固体型、全固体型ＥＣＤのアクティブマトリックス
基板の多層構造の一例の断面図、第８図は第４図の溶解
型又は析出型ＥＣＤのアクティブマトリックス回路層の
一画素相当部分の一例の平面図、第９図は第４図の液体
型アクティブマトリックスＥ　ｔ−’　Ｉ）の−例の１
Ｕｉ面図、第１６図は第４図の全固体型アクティブマト
リックスＥＣＤの一例の断面図である。図（だおいて １・・・・・・透明基板、２・・・・・・表示電極、３
・・・・・・絶縁膜、４・・・・・・スペーサ、５・・
・・・・電解液、６・・・・・・対向電極、７・・・・
・・基板、８．９・・・・・・表示電極端子、１０・・
・・・・対向電極端子、１１・・・・・・走査信号綿、
１２・・・・・・データ４４号線、１３・・・・・・走
査信号発生回路、１４・・・・・・データ信号発生回路
、１５・・・・・・電界効果トランジスタ、１６・・・
・・・表示部、１７・・・・・・シリコン基板、１８・
・・・・カバー基板、１９．２０・・・・・・薄膜トラ
ンジスタ、２１・・・・・・データ蓄積コンデンサ、２
２・・・・・・電源電極、２３・・・・・・対向電極着
色電源、２４・・・・・・ｋ４向ｉ１７．極消色電源、
２５・・・・・・対向電極電源切換スイッチ、２６・・
・・・・１次データ信号鋼生回路、２７・・・・・・着
消色信号発生器、２８・・・・・・データ蓄積信号発生
器、２９・・・・・・全面電源電極層、３０・・・・・
・全面絶縁層、３１・・・・・・ゲート電極、３２・・
・・・・絶縁膜、３３・・・・・・半導体薄膜、３４・
・・甲共通電極、３５・・・・・ソース電極、；３６・
・・・・ドレイン電極、３７・・・・・・保護膜、３８
・・・・・・電極パス、３９・・・・・・エレクトロク
ロミック層、４０・・・・・・アクティブマトリックス
回路層、４１・・・・・・光反射体、４２・・・・・・
固体電解質層、４３・・・・・一対向酸化還元層、４４
・・・・・・デバイス保護層、５０．５１・・・・・・
インバータ、５２〜５４・・・・・・ＡＮＤゲートであ
る。 代理人　弁理士　　内　原　　　而 ＄　／　　閏 茅　２ｙ！Ｊ 享　３ｖｇＪ 芥　４　図 第　Ｓ　図 第２　図 第　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一方の基板上に全面電源電極層と絶縁層とアクティ
   ブマトリックス回路とを形成し他方の基板上に対向電極
   を形成しこれら基板の間に電解層を設けて構成され；前
   記アクティブマトリックス回路には複数の走査信号線と
   これら走査信号綿と直交する複数のデータ信号線とこれ
   ら各信号線の交点に設けられた複数のアクティブ素子回
   路とを備え：前記アクティブ素子回路は、一面が前記電
   源電極層と接続されたデータ蓄積コンデンサと、このコ
   ンデンサの他面をドレインに前記走査信号線をゲートに
   前記データ信号線をソースにそれぞれ接続した第１の薄
   膜トランジスタと、前記コンデンサの他面をゲートに前
   記全面電極層をソースに表示電極部をドレインにそれぞ
   れ接続した第２の薄膜トランジスタとを備えることを特
   徴とするエレクトロクロミック表示装置。 ２）電源電極線に一端を接続したデータ蓄積コンデンサ
   と、このコンデンサの他端をドレインに走査信号線をゲ
   ートにデータ信号線をソースにそれぞれ接続した第１の
   薄膜トランジンタと、前記コンデンサの他端をゲートに
   前記電源電極線をソースに表示電極部をドレインにそれ
   ぞれ接続した第２の薄膜トランジスタとからなるアクテ
   ィブ素子回路を、前記走査信号線と前記データ信号線と
   の交点に設け一方の基板上に形成されたアクティブマト
   リックス回路部と；前記一方の基板と電解質を介して対
   向する他方の基板上に形成された対向電極部と：この対
   向電極に前記表示電極部の着色および消色を制御する電
   圧を供給する着消色電源部と；この着消色電源部からの
   電圧を前記対向電極部に時分割的に選択して供給する電
   圧切換部とを備えることを特徴とするエレクトロクロミ
   ック表示装置。