(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示基板と、表示電極と、複数の対向電極と、対向基板と、前記表示電極上に設けられたエレクトロクロミック層と、前記表示電極と前記対向電極とに挟まれるように設けられた電解質層と、を有し、
前記表示基板と前記対向電極との間に前記エレクトロクロミック層が設けられた表示電極が互いに隔離して複数設けられ、各表示電極と対向電極間に印加する電荷量を制御することにより前記エレクトロクロミック層を発色あるいは消色するエレクトロクロミック表示装置において、
第１の選択ラインと、第１のデータラインと、第１の電源ラインと、第２の選択ラインと、第２のデータラインと、第２の電源ラインと、前記複数の表示電極のうちの一つを選択して一定電位に接続する切り替えスイッチと、を備え、
前記対向基板上には、前記エレクトロクロミック層を発色するための第１の駆動回路と、前記エレクトロクロミック層を消色するための第２の駆動回路と、が前記対向電極に接続されて設けられ、
前記第１の駆動回路は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第１のコンデンサと、を備え、
前記第１のトランジスタが有するゲート電極は、前記第１の選択ラインに接続され、
前記第１のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１のデータラインに接続され、他方は前記第１のコンデンサの一端に接続され、
前記第１のコンデンサの他端は、前記第１の電源ラインに接続され、
前記第２のトランジスタが有するゲート電極は、前記第１のコンデンサの一端に接続され、
前記第２のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極に接続されてなり、
前記第２の駆動回路は、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第２のコンデンサと、を備え、
前記第３のトランジスタが有するゲート電極は、前記第２の選択ラインに接続され、
前記第３のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２のデータラインに接続され、他方は第２のコンデンサの一端に接続され、
前記第２のコンデンサの他端は、前記第２の電源ラインに接続され、
前記第４のトランジスタが有するゲート電極は、前記第２のコンデンサの一端に接続され、
前記第４のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極に接続され、
発色時において、前記第１の選択ラインと前記第１のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を前記第１の電源ラインよって変化させ、
消色時において、前記第２の選択ラインと前記第２のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を前記第２の電源ラインよって変化させ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】
前記切り替えスイッチは、選択した前記表示電極を接地させ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】
前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は、アクティブマトリックス駆動回路であることを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロクロミック表示装置。
【請求項４】
前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとは、逆の極性を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、
当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、
前記第２の選択ラインによって前記第３のトランジスタ全てを同時に選択し、前記第２のデータラインから前記第３のトランジスタ全てに消色データを転送することで消色することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、
当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像の任意の一部位を書き換える場合、
前記任意の一部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタを選択する第１の選択信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタを選択する第２の選択信号と、を作成し、
前記第２の選択信号を前記第２の選択ラインに転送して任意の一部位を消色し、前記第１の選択信号を前記第１の選択ラインに転送して任意の一部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、
当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、
当該表示画像と書き換え画像との異なる部位を検出し、
前記異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタを選択する第１の選択信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタを選択する第２の選択信号と、を作成し、
前記第２の選択信号を前記第２の選択ラインに転送して前記異なる部位を消色し、前記第１の選択信号を前記第１の選択ラインに転送して前記異なる部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、
当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、
当該表示画像と書き換え画像との異なる部位を検出し、
前記異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタのみに書き換え画像のデータ信号を与える第１のデータ信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタのみに消色データ信号を与える第２のデータ信号と、を作成し、
前記第２のデータ信号を前記第２のデータラインに転送して前記異なる部位を消色し、前記第１のデータ信号を前記第１のデータラインに転送して前記異なる部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック表示装置および駆動方法に関し、特に多色表示が可能なエレクトロクロミック表示装置および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙に替わる電子媒体として、電子ペーパーの開発が盛んに行われている。
電子ペーパーは、表示装置が紙のように用いられるところに特徴があるため、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）や液晶ディスプレイといった従来の表示装置とは異なった特性が要求される。例えば、反射型表示装置であり、かつ高い白反射率・高いコントラスト比を有すること、高精細な表示ができること、表示にメモリ効果があること、低電圧でも駆動できること、薄くて軽いこと、安価であること、などの特性が要求される。このうち特に表示の品質に関わる特性として、紙と同等な白反射率・コントラスト比についての要求度が高い。
【０００３】
これまで、電子ペーパー用途の表示装置としては反射型液晶を用いる方式、電気泳動を用いる方式、トナー泳動を用いる方式などが提案されている。上記の表示装置で多色化を実現するためには画素上にカラーフィルターを設けるのが一般的である。
しかしながらカラーフィルターを設けると、カラーフィルター自身が光を吸収し、更に一画素をレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）に３分割するため、表示装置の反射率が大きく低下する。そのため白反射率・コントラスト比を確保しながら多色表示することは困難であった。
またバックライトを用いる透過型表示装置と異なり、反射型表示装置ではカラーフィルターでの光吸収を抑制するためカラーフィルターの膜厚を厚くできず、色純度が低下する問題もあった。
【０００４】
このように従来から提案されている表示装置では白反射率・コントラスト比を確保しながら色再現範囲の広い多色表示を行うことは困難であり、視認性が重要である電子ペーパーとしては適していなかった。
【０００５】
一方、上記のようなカラーフィルターを設けず、反射型の表示装置を実現するための有望な技術として、エレクトロクロミック現象を用いる方式が注目されている。
【０００６】
電圧を印加することで、可逆的に酸化還元反応が起こり、可逆的に色が変化する現象をエレクトロクロミズムという。このエレクトロクロミズム現象を引き起こすエレクトロクロミック化合物の発色／消色（以下、発消色）を利用した表示装置が、エレクトロクロミック表示装置である。エレクトロクロミック表示装置は、反射型の表示装置であること、メモリ効果があること、低電圧で駆動できることから、電子ペーパー用途の表示装置技術の有力な候補として、材料開発からデバイス設計に至るまで、幅広く研究開発が行われている。
ただし、エレクトロクロミック表示装置には、酸化還元反応を利用して発消色を行う原理ゆえに、発消色の応答速度が遅いという欠点があった。
【０００７】
これに対して特許文献１では、エレクトロクロミック化合物を電極近傍に固定させることによって発消色の応答速度の改善を図った例が記載されている。特許文献１の記載によれば、従来数１０秒程度だった発消色に要する時間は、無色から青色への発色時間、青色から無色への消色時間は、ともに１秒程度まで向上している。ただし、これで十分というわけではなく、エレクトロクロミック表示装置の研究開発に際しては、さらなる発消色の応答速度の向上が必要である。
【０００８】
一方、エレクトロクロミック表示装置は、エレクトロクロミック化合物の構造によって様々な色を発色できるため、多色表示装置としても期待されている。
【０００９】
このようなエレクトロクロミック表示装置を利用した多色表示装置には、いくつか公知になっている例がある。例えば特許文献２では、複数種のエレクトロクロミック化合物の微粒子を積層したエレクトロクロミック化合物を用いた多色表示装置が開示されている。該特許文献２では、発色を示す電圧の異なる複数の機能性官能基を有する高分子化合物であるエレクトロクロミック化合物を複数積層して、多色表示エレクトロクロミック化合物とした多色表示装置の例が記載されている。
【００１０】
また、特許文献３では、電極上に多層のエレクトロクロミック層を形成し、発色に必要な電圧値や電流値の差を利用して多色を発色させる表示装置が開示されている。該特許文献３では、異なる色を発色し、かつ発色する閾値電圧及び発色に必要な必要電荷量が異なる複数のエレクトロクロミック化合物を、積層または混合して形成した表示層を有する多色表示装置の例が記載されている。
【００１１】
さらに、本発明者らは特許文献４において、表示基板上に複数の表示電極および対応した複数のエレクトロクロミック層を積層した構成のエレクトロクロミック表示装置を開示した。このエレクトロクロミック表示装置は簡便な方法によって複数の色を個別発色することが可能であり、容易にカラー表示を実現できる。
【００１２】
また比較的大面積の表示装置を実現するためには、画質や駆動回路の簡便性の点でアクティブマトリックス駆動が有利であるが、エレクトロクロミック表示装置においても、アクティブマトリックス駆動方法として特許文献５、６、７等がある。
特許文献５では表示電極に着色、消色を制御する電圧を供給する着消色電源部と、着消色電源部からの電圧を表示電極に時分割的に選択して供給する電圧切り替え部を備えたアクティブマトリックス駆動回路が開示されている。なお該特許文献５では後述する本発明で用いられる用語のうち対向電極を表示電極部、表示電極を対向電極と記載しているので、前述の記載においては本発明に用いられる用語に統一した。
特許文献６では２個のトランジスタと１個のコンデンサからなるいわゆる２Ｔ１Ｃ構造のアクティブマトリックス駆動回路が開示されている。
また特許文献７ではデータ信号を格納するためのサンプリングコンデンサと、データ信号を増幅するための複数のインバータによって構成されるアクティブマトリックス駆動回路が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献４のエレクトロクロミック表示装置は高い白反射率と広い色再現範囲を有しており、理想的な反射型カラー表示装置である。なお特許文献４ではエレクトロクロミック表示装置を駆動する方法に関し、一定電圧の印加によってエレクトロクロミック表示装置を駆動させる方法を開示しており、この方法によって発色色濃度の制御が可能となる。
エレクトロクロミック表示装置はエレクトロクロミック化合物を酸化還元して発消色させるため、消色時は発色時とは異なる極性の電圧を印加する必要があり、発色・消色の両方に対応するためにはアクティブマトリックス駆動回路に双極性の駆動ドライバーを実装しなければならない。
【００１４】
しかしながら、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等で広く採用されている駆動ドライバーは単一極性であり、そのままではエレクトロクロミック表示装置の駆動回路には使用できず、駆動ドライバーをカスタム化する必要があり、表示装置のコストアップに繋がっていた。特許文献６、７のエレクトロクロミック表示装置も双極性の駆動ドライバーが必要であり、特許文献４と同様の課題を持っている。
【００１５】
また上記駆動回路に広く用いられる薄膜トランジスタはゲート電極、ソース／ドレイン電極の極性を反転させた場合、スイッチング特性が必ずしも同一ではない場合が多い。１Ｔ１Ｃ構造の駆動回路ではその影響も小さいが、２Ｔ１Ｃ構造等の多数のトランジスタを用いる駆動回路では回路特性にも影響を与え、発色と消色の両方に最適化した駆動回路を設計することは困難であり、最悪の場合は消色時にはアクティブマトリックス駆動回路で選択されるべき個々の表示素子を個別にアドレッシングすること自体が困難になる場合がある。
【００１６】
一方特許文献５では表示電極で着消色電源を切り替えるため、双極性の駆動ドライバーは必要なく、単一極性の駆動ドライバーが使用できる。
しかしながら表示電極に着色・消色を制御する電圧を供給するための電圧切り替え部を設ける必要があり、表示基板にも回路を作製しなければならず、エレクトロクロミック表示装置のコストアップに繋がっていた。
また着色・消色は同一の駆動回路を使用しているため、発色と消色の両方に最適化された駆動回路の設計は前述と同様に困難であった。
【００１７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、発色と消色の両方に最適化したエレクトロクロミック表示装置およびその駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために本発明に係るエレクトロクロミック表示装置及びその駆動方法は、具体的には下記（１）〜（８）に記載の技術的特徴を有する。
（１）：表示基板と、表示電極と、複数の対向電極と、対向基板と、前記表示電極上に設けられたエレクトロクロミック層と、前記表示電極と前記対向電極とに挟まれるように設けられた電解質層と、を有し、前記表示基板と前記対向電極との間に前記エレクトロクロミック層が設けられた表示電極が互いに隔離して複数設けられ、各表示電極と対向電極間に印加する電荷量を制御することにより前記エレクトロクロミック層を発色あるいは消色するエレクトロクロミック表示装置において、第１の選択ラインと、第１のデータラインと、第１の電源ラインと、第２の選択ラインと、第２のデータラインと、第２の電源ラインと、前記複数の表示電極のうちの一つを選択して一定電位に接続する切り替えスイッチと、を備え、前記対向基板上には、前記エレクトロクロミック層を発色するための第１の駆動回路と、前記エレクトロクロミック層を消色するための第２の駆動回路と、が前記対向電極に接続されて設けられ、前記第１の駆動回路は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第１のコンデンサと、を備え、前記第１のトランジスタが有するゲート電極は、前記第１の選択ラインに接続され、前記第１のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１のデータラインに接続され、他方は前記第１のコンデンサの一端に接続され、前記第１のコンデンサの他端は、前記第１の電源ラインに接続され、前記第２のトランジスタが有するゲート電極は、前記第１のコンデンサの一端に接続され、前記第２のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極に接続されてなり、前記第２の駆動回路は、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第２のコンデンサと、を備え、前記第３のトランジスタが有するゲート電極は、前記第２の選択ラインに接続され、前記第３のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２のデータラインに接続され、他方は第２のコンデンサの一端に接続され、前記第２のコンデンサの他端は、前記第２の電源ラインに接続され、前記第４のトランジスタが有するゲート電極は、前記第２のコンデンサの一端に接続され、前記第４のトランジスタが有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極に接続され、発色時において、前記第１の選択ラインと前記第１のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を前記第１の電源ラインよって変化させ、消色時において、前記第２の選択ラインと前記第２のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を前記第２の電源ラインよって変化させることを特徴とするエレクトロクロミック表示装置である。
【００１９】
上記（１）に記載の構成によれば、発色時においては第１の選択ラインと第１のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を第１の電源ラインよって変化させることができ、消色時は第２の選択ラインと第２のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を第２の電源ラインよって変化させることができる。
その結果、複数の表示電極のうち任意の一層を一定電位に接続し、第１の駆動回路によって任意の対向電極の電位を変化させて選択された表示電極のエレクトロクロミック層を発色させてモノカラーの画像を形成し、その後順次表示電極を一定電位に接続して第１の駆動回路によって任意の対向電極の電位を変化させることで多色表示が実現できる。
また複数の表示電極うち任意の一層を一定電位に接続し、第２の駆動回路によって全素子をアドレッシングすることで発色しているエレクトロクロミック層を消色し、その後順次表示電極を一定電位に接続し、第２の駆動回路によって全素子をアドレッシングすることで別の色に発色しているエレクトロクロミック層を消色することで、表示装置に形成されている画像を消去することができる。
更に第１の駆動回路は発色動作のみを行うため、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１のコンデンサの特性を発色動作に合わせて最適設計することが可能であり、良好な発色用の駆動回路を実現できる。また第２の駆動回路は消色動作のみを行うため、第３のトランジスタ、第４のトランジスタ、第２のコンデンサの特性を消色動作に合わせて最適設計することが可能であり、良好な消色駆動回路を実現できる。
またフルカラー表示装置の構成部品点数を考えると、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の従来の駆動回路では１画素をＲＧＢのサブ画素に分割するため、実際はｎ×３×ｍ個の表示素子が必要であり、駆動ドライバーの数も３×ｎ×ｍ分をアドレッシングできる数だけ必要となる。本発明のエレクトロクロミック表示装置は積層構造となっているため、表示素子はｎ×ｍ個で良い。そのため発色動作を行なう第１の駆動回路、第２の駆動回路ともｎ×ｍ個をアドレッシングするだけで良いので、駆動ドライバーやアクティブマトリックス駆動回路を構成するトランジスタ、コンデンサを少なくでき、従来よりも安価にエレクトロクロミック表示装置を作製できる。
加えて、任意の表示電極を容易に一定電位に繋ぐことができ、簡便な方法で多色表示が可能となる。
【００２０】
（２）：前記切り替えスイッチは、選択した前記表示電極を接地させることを特徴とする上記（１）に記載のエレクトロクロミック表示装置である。
【００２１】
上記（２）に記載の構成によれば、任意の表示電極を容易に接地させることができ、簡便かつ安価な方法で多色表示が可能となる。
【００２２】
（３）：前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路は、アクティブマトリックス駆動回路であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のエレクトロクロミック表示装置である。
【００２３】
上記（３）に記載の構成によれば、ｎ×ｍ個の表示素子からなる表示装置においても、少ないトランジスタ、コンデンサで発色、消色が実現できる。
【００２４】
（４）：前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとは、逆の極性を有していることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置である。
【００２５】
上記（４）に記載の構成によれば、単極性の駆動ドライバーを用いてもエレクトロクロミック層を発色・消色させることが可能となり、より安価にエレクトロクロミック表示装置を作製できる。
【００２６】
（５）：上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、前記第２の選択ラインによって前記第３のトランジスタ全てを同時に選択し、前記第２のデータラインから前記第３のトランジスタ全てに消色データを転送することで消色することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法である。
【００２７】
上記（５）に記載の構成によれば、従来よりも高速で書き換えを行うことができる。
【００２８】
（６）：上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像の任意の一部位を書き換える場合、前記任意の一部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタを選択する第１の選択信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタを選択する第２の選択信号と、を作成し、前記第２の選択信号を前記第２の選択ラインに転送して任意の一部位を消色し、前記第１の選択信号を前記第１の選択ラインに転送して任意の一部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法である。
【００２９】
上記（６）に記載の構成によれば、従来の駆動方法と比較して、消色・発色させる表示素子を低減でき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が改善される。
【００３０】
（７）：上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、当該表示画像と書き換え画像との異なる部位を検出し、前記異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタを選択する第１の選択信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタを選択する第２の選択信号と、を作成し、前記第２の選択信号を前記第２の選択ラインに転送して前記異なる部位を消色し、前記第１の選択信号を前記第１の選択ラインに転送して前記異なる部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法である。
【００３１】
上記（７）に記載の構成によれば、書き換え時に消色、発色させる表示素子数を最小にでき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が更に改善される。
【００３２】
（８）：上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック表示装置の駆動方法であって、当該エレクトロクロミック表示装置に表示されている表示画像を書き換える場合、当該表示画像と書き換え画像との異なる部位を検出し、前記異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタを介して接続されている第１のトランジスタのみに書き換え画像のデータ信号を与える第１のデータ信号と、第４のトランジスタを介して接続されている第３のトランジスタのみに消色データ信号を与える第２のデータ信号と、を作成し、前記第２のデータ信号を前記第２のデータラインに転送して前記異なる部位を消色し、前記第１のデータ信号を前記第１のデータラインに転送して前記異なる部位に画像を表示することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の駆動方法である。
【００３３】
上記（８）に記載の構成によれば、書き換え時に消色、発色させる表示素子数を最小にでき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が更に改善される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、発色と消色の両方に最適化したエレクトロクロミック表示装置およびその駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のエレクトロクロミック表示装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路の一例を示す図である。
【図３】図２の駆動回路の拡大図である。
【図４】本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路の別の一例を示す図である。
【図５】本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路のさらに別の一例を示す図である。
【図６】本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路のまたさらに別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に係るエレクトロクロミック表示装置は、表示基板１１と、表示電極１３と、複数の対向電極１５と、対向基板１２と、前記表示電極１１上に設けられたエレクトロクロミック層１４と、前記表示電極１３と前記対向電極１５とに挟まれるように設けられた電解質層２０と、を有し、前記表示基板１１と前記対向電極１５との間に前記エレクトロクロミック層１４が設けられた表示電極１３が互いに隔離して複数設けられ、各表示電極１３と対向電極１５間に印加する電荷量を制御することにより前記エレクトロクロミック層１４を発色あるいは消色するエレクトロクロミック表示装置１０において、第１の選択ラインと、第１のデータラインと、第１の電源ラインと、第２の選択ラインと、第２のデータラインと、第２の電源ラインと、を備え、前記エレクトロクロミック層１４を発色するための第１の駆動回路と、前記エレクトロクロミック層１４を消色するための第２の駆動回路と、が前記対向電極１５に接続されて設けられ、前記第１の駆動回路は、第１のトランジスタＴＦＴ１と、第２のトランジスタＴＦＴ２と、第１のコンデンサＣ１と、を備え、前記第１のトランジスタＴＦＴ１が有するゲート電極は、前記第１の選択ラインに接続され、前記第１のトランジスタＴＦＴ１が有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１のデータラインに接続され、他方は前記第１のコンデンサＣ１の一端に接続され、前記第１のコンデンサＣ１の他端は、前記第１の電源ラインに接続され、前記第２のトランジスタＴＦＴ２が有するゲート電極は、前記第１のコンデンサＣ１の一端に接続され、前記第２のトランジスタＴＦＴ２が有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第１の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極１５に接続されてなり、前記第２の駆動回路は、第３のトランジスタＴＦＴ３と、第４のトランジスタＴＦＴ４と、第２のコンデンサＣ２と、を備え、前記第３のトランジスタＴＦＴ３が有するゲート電極は、前記第２の選択ラインに接続され、前記第３のトランジスタＴＦＴ３が有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２のデータラインに接続され、他方は第２のコンデンサＣ２の一端に接続され、前記第２のコンデンサＣ２の他端は、前記第２の電源ラインに接続され、前記第４のトランジスタＴＦＴ４が有するゲート電極は、前記第２のコンデンサＣ２の一端に接続され、前記第４のトランジスタＴＦＴ４が有するソース電極及びドレイン電極の一方は、前記第２の電源ラインに接続され、他方は前記対向電極１５に接続されていることを特徴とする。
【００３７】
次に、本発明を実施するためのエレクトロクロミック表示装置および駆動方法の好ましい形態について、実施例を挙げてより詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
本発明のエレクトロクロミック表示装置の一例を図１、図２及び図３に示す。図１は本実施例のエレクトロクロミック表示装置１０の構成を模式的に示す断面図であり、図２は本実施例のアクティブマトリックス駆動回路の模式図、図３は個々の表示素子を拡大した駆動回路図である。
ただし、図１、図２及び図３は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ものであり、本発明の形態に係るエレクトロクロミック表示装置は上記の構成に限定されない。特に図１の表示装置はエレクトロクロミック層が３層積層されているが、本発明によれば２層以上の表示装置であれば本発明に含まれるものとする。
【００３９】
図１に示すように、エレクトロクロミック表示装置１０は表示電極１３及び表示電極１３に接して設けられるエレクトロクロミック層１４が各々３層積層され、電解質層２０を挟んで複数つまりｎ×ｍ個の対向電極１５を有する構造を有してなる。
すなわち、表示基板１１は、表示基板１１に形成された第１の表示電極１３ａと、第１の表示電極１３ａに接して設けられた第１のエレクトロクロミック層１４ａと、第１のエレクトロクロミック層１４ａに接して設けられた第１の絶縁層２２ａと、第１の絶縁層２２ａに接して設けられた第２の表示電極１３ｂと、第２の表示電極１３ｂに接して設けられた第２のエレクトロクロミック層１４ｂと、第２のエレクトロクロミック層１４ｂに接して設けられた第２の絶縁層２２ｂと、第２の絶縁層２２ｂに接して設けられた第３の表示電極１３ｃと、第３の表示電極１３ｃに接して設けられた第３のエレクトロクロミック層１４ｃとを有する。また、表示基板１１及び対向基板１２の垂直方向に隔壁１８が設けられてなる。
なお、本実施例では、エレクトロクロミック層１４が表示電極１３上に接して設けられてなるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。即ち、表示電極１３と対向電極１５との間に印加された所望の電荷量により、エレクトロクロミック層１４が発色あるいは消色する構成であれば如何なる態様であっても良い。例えば、エレクトロクロミック層１４が、金属酸化物や有機材料などの絶縁材料等からなる保護層を介して表示電極１３上に積層された態様も本発明の範囲に属する態様であり、発色を維持する点からより好ましい。
【００４０】
本実施例のエレクトロクロミック表示装置１０は上記のような構造を有しているため、容易に多色表示が実現できる。第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃが、第１の絶縁層２２ａ、第２の絶縁層２２ｂを介して隔離して設けられているため、各画素を形成する対向電極１５に対して第１の表示電極１３ａの電位、対向電極１５に対して第２の表示電極１３ｂの電位、対向電極１５に対する第３の表示電極１３ｃの電位を独立して制御することができる。その結果、第１の表示電極１３ａに接して設けられた第１のエレクトロクロミック層１４ａ、第２の表示電極１３ｂに接して設けられた第２のエレクトロクロミック層１４ｂ、第３の表示電極１３ｃに接して設けられた第３のエレクトロクロミック層１４ｃを独立して発消色させることができる。
【００４１】
第１のエレクトロクロミック層１４ａと、第２のエレクトロクロミック層１４ｂ、第３のエレクトロクロミック層１４ｃは、表示基板１１側に積層して設けられているため、第１のエレクトロクロミック層１４ａ、第２のエレクトロクロミック層１４ｂ、第３のエレクトロクロミック層１４ｃの発消色のパターンにより、第１のエレクトロクロミック層１４ａのみの発色、第２のエレクトロクロミック層１４ｂのみの発色、第３のエレクトロクロミック層１４ｃのみの発色、第１のエレクトロクロミック層１４ａと第２のエレクトロクロミック層１４ｂの２層による発色、第１のエレクトロクロミック層１４ａと第３のエレクトロクロミック層１４ｃの２層による発色、第２のエレクトロクロミック層１４ｂと第３のエレクトロクロミック層１４ｃの２層による発色、第１のエレクトロクロミック層１４ａと第２のエレクトロクロミック層１４ｂと第３のエレクトロクロミック層１４ｃの３層による発色に変化させることができ、多色表示が可能となる。
【００４２】
また対向基板１２上にはエレクトロクロミック層を発色させるための第１の駆動回路と、エレクトロクロミック層を消色させるための第２の駆動回路が設けられており、第１の駆動回路と第２の駆動回路は各画素を形成する複数の対向電極１５に接続される構造を有している。なお図１では第１、第２の駆動回路上に対向電極１５が形成されていて、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを併せて符号２３で示している。つまり対向電極１５は層間絶縁膜（不図示）を介して前記駆動回路２３の上方に形成され、かつ層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されているが、駆動回路２３と同一平面、つまり対向電極１５と接続される第２・第４のトランジスタのソース電極あるいはドレイン電極を広げて、対向電極として利用しても何ら構わない。
【００４３】
次に第１の駆動回路と第２の駆動回路の詳細を図２及び図３に従って述べる。
図２に示すように、本実施例のエレクトロクロミック表示装置１０はｎ行×ｍ列の表示素子がマトリックス状に配置されており、発色時においてはｎ本の第１の選択ライン（図２中のＸｗ０〜Ｘｗｎ−１）とｍ本の第１のデータライン（図２中のＹｗ０〜Ｙｗｍ−１）によって個別にアドレッシングできる構造となっている。なお発色時にはｍ本の第１の電源ライン（図２中のＹｗｉ０〜Ｙｗｉｍ−１）によって対向電極１５の電位を変化させる。
また消色時にはｎ本の第２の選択ライン（図２中のＸｅ０〜Ｘｅｎ−１）とｍ本の第２のデータライン（図２中のＹｅ０〜Ｙｅｍ−１）によって個別にアドレッシングできる構造となっている。消色時にはｍ本の第２の電源ライン（図２中のＹｅｉ０〜Ｙｅｉｍ−１）によって対向電極１５の電位を変化させる。なお第２の電源ラインはエレクトロクロミック層に発色時とは逆の酸化還元反応を起こさせるため、第１の電源ラインとは逆の極性を有している。
【００４４】
また前記の第１のデータラインは発色用データ信号ＷＤ（つまり画像データ）を走査する発色用データ信号駆動ドライバー１０１に、第１の選択ラインは発色用選択信号ＷＳを走査する発色用選択信号駆動ドライバー１０２に、第１の電源ラインは一括されて発色用電源電圧発生器１０３に接続されており、第２のデータラインは消色用データ信号ＥＤを走査する消色用データ信号駆動ドライバー２０１に、第２の選択ラインは消色用選択信号ＥＳを走査する消色用選択信号駆動ドライバー２０２に、第２の電源ラインは一括されて消色用電源電圧発生器２０３に接続され、外部から入力された画像データによって画像を形成する構造となっている。
【００４５】
また図３に示すように個々の表示素子では、第１の駆動回路は第１のトランジスタＴＦＴ１と第２のトランジスタＴＦＴ２と第１のコンデンサＣ１から構成され、第１のトランジスタＴＦＴ１のゲート電極は第１の選択ラインに接続され、第１のトランジスタＴＦＴ１のソース電極あるいはドレイン電極の一方は第１のデータラインに接続され、他方は第１のコンデンサＣ１の一端に接続され、前記の第１のコンデンサＣ１の他端は第１の電源ラインに接続され、第２のトランジスタＴＦＴ２のゲート電極は前記第１のコンデンサＣ１の一端に接続され、第２のトランジスタのソース電極あるいはドレイン電極の一方は第１の電源ラインに接続され、他方はエレクトロクロミック素子（図３中ＥＣ素子）の対向電極１５に接続されており、第２の駆動回路は第３のトランジスタＴＦＴ３と第４のトランジスタＴＦＴ４と第２のコンデンサＣ２から構成され、第３のトランジスタＴＦＴ３のゲート電極は第２の選択ラインに接続され、第３のトランジスタＴＦＴ３のソース電極あるいはドレイン電極の一方は第２のデータラインに接続され、他方は第２のコンデンサＣ２の一端に接続され、前記第２のコンデンサＣ２の他端は第２の電源ラインに接続され、第４のトランジスタＴＦＴ４のゲート電極は前記第２のコンデンサＣ２の一端に接続され、第４のトランジスタＴＦＴ４のソース電極あるいはドレイン電極の一方は第２の電源ラインに接続され、他方はエレクトロクロミック素子（図３中ＥＣ素子）の対向電極１５に接続されており、第１の駆動回路、第２の駆動回路ともいわゆる２Ｔ１Ｃ構造となっている。
【００４６】
なお以降では第１のデータラインに接続される第１のトランジスタＴＦＴ１の電極をソース電極、第１のコンデンサＣ１に接続される第１のトランジスタＴＦＴ１の電極をドレイン電極、第１の電源ラインに接続される第２のトランジスタＴＦＴ２の電極をソース電極、対向電極１５に接続される第２のトランジスタＴＦＴ２の電極をドレイン電極、第２のデータラインに接続される第３のトランジスタＴＦＴ３の電極をソース電極、第２のコンデンサ１５に接続される第３のトランジスタＴＦＴ３の電極をドレイン電極、第２の電源ラインに接続される第４のトランジスタＴＦＴ４の電極をソース電極、対向電極１５に接続される第４のトランジスタＴＦＴ４の電極をドレイン電極として記述する。
【００４７】
次に駆動回路の動作を説明する。
発色時においては第１の選択信号と第１のデータ信号によって第１のトランジスタＴＦＴ１のＯＮ／ＯＦＦ状態が決まる。第１のトランジスタＴＦＴ１がＯＮされると、第１のトランジスタＴＦＴ１のドレイン電極に電流が流れ、第２のトランジスタＴＦＴ２のゲート電極の電位を変化させて、第２のトランジスタＴＦＴ２をＯＮさせる。第２のトランジスタＴＦＴ２のソース電極は第１の電源ラインに接続されているので、第１の電源ラインから対向電極１５に電荷が供給され、エレクトロクロミック層が発色する。
【００４８】
なお第１のコンデンサＣ１はフレーム時間中に第２のトランジスタＴＦＴ２のＯＮ状態を保持する作用を行なっている。第１のコンデンサＣ１の他端が第１電源ラインに接続されているので、エレクトロクロミック層の発色の程度によらず一定の電荷を蓄積でき、発色動作において第２のトランジスタＴＦＴ２を一定にＯＮさせることができる。
【００４９】
一方消色時においては第２の選択信号と第２のデータ信号によって第３のトランジスタＴＦＴ３のＯＮ／ＯＦＦ状態が決まる。第３のトランジスタＴＦＴ３がＯＮされると、第３のトランジスタＴＦＴ３のドレイン電極に電流が流れ、第４のトランジスタＴＦＴ４のゲート電極の電位を変化させて、第４のトランジスタＴＦＴ４をＯＮさせる。第４のトランジスタＴＦＴ４のソース電極は第１の電源ラインとは逆の極性を持つ第２の電源ラインに接続されているので、第２の電源ラインから対向電極１５に逆の極性を持つ電荷が供給され、エレクトロクロミック層が消色する。
【００５０】
なお第２のコンデンサＣ２はフレーム時間中に第４のトランジスタＴＦＴ４のＯＮ状態を保持する作用を行なっている。第２のコンデンサＣ２の他端が第２電源ラインに接続されているので、エレクトロクロミック層の発色の程度によらず一定の電荷を蓄積でき、消色動作において第４のトランジスタＴＦＴ４を一定にＯＮさせることができる。
【００５１】
以上のように、発色時においては第１の選択ラインと第１のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を第１の電源ラインよって変化させることができ、消色時は第２の選択ラインと第２のデータラインによってアドレッシングされた表示素子の電位を第２の電源ラインよって変化させることができる。
【００５２】
その結果、第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃのうち一層を一定電位（一般的にはアース電位）に接続し、第１の駆動回路によって任意の対向電極１５の電位を変化させて選択された表示電極１３にモノカラーの画像を形成し、その後順次表示電極１３を一定電位に接続して第１の駆動回路によって任意の対向電極１５の電位を変化させて各表示電極１３に異なる色の画像を形成することによって、多色表示が実現できる。
【００５３】
また本実施例のエレクトロクロミック表示装置は積層構造であるため、各層で異なる色を発色させると減法混色となる。従って、減法混色における３原色であるイエロー、マゼンタ、シアンを発色するエレクトロクロミック化合物材料を第１のエレクトロクロミック層１４ａ、第２のエレクトロクロミック層１４ｂ、第３のエレクトロクロミック層１４ｃに各々用いることによって、フルカラー表示が可能な表示装置を実現できる。
【００５４】
また第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃのうち一層を一定電位（一般的にはアース電位）に接続し、第２の駆動回路によって全素子をアドレッシングすることで発色しているエレクトロクロミック層１４を消色し、その後順次表示電極１３を一定電位に接続し、第２の駆動回路によって全素子をアドレッシングすることで別の色に発色しているエレクトロクロミック層１４を消色することで、表示装置に形成されているに画像を消去できる。
【００５５】
あるいは第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃの全てを一定電位に接続し、第２の駆動回路によって全素子をアドレッシングすることで発色しているエレクトロクロミック層１４を全て消色することにより、表示装置に形成されているに画像を一括に消去することも可能である。
【００５６】
なお本実施例では第１の駆動回路は発色動作のみを行うため、第１のトランジスタＴＦＴ１、第２のトランジスタＴＦＴ２、第１のコンデンサＣ１の特性を発色動作に合わせて最適設計することが可能であり、良好な発色用の駆動回路を実現できる。また第２の駆動回路は消色動作のみを行うため、第３のトランジスタＴＦＴ３、第４のトランジスタＴＦＴ４、第２のコンデンサＣ２の特性を消色動作に合わせて最適設計することが可能であり、良好な消色駆動回路を実現できる。
【００５７】
また第１の駆動回路は発色動作のみを行ない、第２の駆動回路は消色動作のみを行うので、発色用選択信号駆動ドライバー１０２、発色用データ信号駆動ドライバー１０１、消色用選択信号駆動ドライバー２０２、消色用データ信号駆動ドライバー２０１は単極性のドライバーが使用でき、表示装置を安価に作製できる。
【００５８】
またフルカラー表示装置の構成部品点数を考えると、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の従来の駆動回路では１画素をＲＧＢのサブ画素に分割するため、実際はｎ×３×ｍ個の表示素子が必要であり、駆動ドライバーも３×ｎ×ｍ分をアドレッシングできる数だけ必要となる。
【００５９】
本実施例の表示装置は積層構造となっているため、表示素子はｎ×ｍ個で良い。そのため発色動作を行なう第１の駆動回路、第２の駆動回路ともｎ×ｍ個をアドレッシングするだけで良く、つまり２×ｎ×ｍをアドレッシングするだけで良いので、駆動ドライバーやアクティブマトリックス駆動回路を構成するトランジスタ、コンデンサを少なくでき、従来よりも安価にエレクトロクロミック表示装置を作製できる。
【００６０】
次に本実施例のエレクトロクロミック表示装置の構成材料、作製方法について説明する。
＜表示基板１１＞
表示基板１１を構成する材料としては、ガラス、石英、ポリカーボネート、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明高分子樹脂等が挙げられる。
【００６１】
＜表示電極１３＞
表示電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃを構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、光の透過性を確保する必要があるため、透明且つ導電性に優れた透明導電性材料が用いられる。これにより、発色させる色の視認性をより高めることができる。
透明導電性材料としては、スズをドープした酸化インジウム（以下ＩＴＯ）、フッ素をドープした酸化スズ（以下ＦＴＯ）、アンチモンをドープした酸化スズ（以下ＡＴＯ）等の無機材料を用いることができるが、特に真空成膜法より形成されたインジウム酸化物（以下、Ｉｎ酸化物という）、スズ酸化物（以下、Ｓｎ酸化物という）又は亜鉛酸化物（以下、Ｚｎ酸化物という）の何れか１つを含む無機材料であることが好ましい。Ｉｎ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＺｎ酸化物は、スパッタ法により、容易に成膜が可能な材料であると共に、良好な透明性と電気伝導度が得られる材料である。また、特に好ましい材料は、ＩｎＳｎＯ、ＧａＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯである。
表示電極は共通電極として機能するので、真空蒸着・スパッタ等の成膜時にマスク成膜することで表示電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成できる。
【００６２】
＜電解質層２０＞
電解質層２０は、表示電極１３と前記対向電極１５とに挟まれるように設けられてなる。
電解質層２０としては、支持塩を溶媒に溶解させた層が用いられる。このため、イオン伝導度が高い。
電解質層２０の材料としては、支持塩として、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、４級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩を用いることができる。
【００６３】
具体的には、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯＯ、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ４、Ｍｇ（ＣｌＯ４）２、Ｍｇ（ＢＦ４）２、過塩素酸テトラブチルアンモニウムなどを用いることができる。
また、溶媒として、例えば、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ―ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１、２−ジメトキシエタン、１、２−エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、アルコール類、が用いられる。
その他、支持塩を溶媒に溶解させた液体状の電解質に特に限定されるものではないため、イオン液体、ゲル状の電解質や、ポリマー電解質等の固体電解質も用いられる。
【００６４】
電解質層２０はゲル状、固体状に形成することが、素子強度向上、信頼性向上、発色拡散の防止から好ましい。
固体化手法としては、電解質と溶媒をポリマー樹脂中に保持する方法が適している。これにより高いイオン伝導度と固体強度が得られる。さらに、ポリマー樹脂は光硬化可能な樹脂が良い。熱重合や、溶剤を蒸発させることにより薄膜化する方法に比べて、低温かつ短時間で素子を製造できるためである。
樹脂としては、特に限定されないが、ウレタン、エチレングリコール、ポリプレングリコール、ビニルアルコール、アクリル、エポキシなどを挙げることができる。
また電解質層２０中に白色顔料粒子を分散させることで、白色反射層２１の機能を持たせることもできる。白色の顔料粒子としては、特に限定されないが、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化セシウム、酸化イットリウム等の金属酸化物が挙げられる。
光硬化樹脂により電解質層２０を硬化する場合は白色顔料を増量すると光を遮蔽するため硬化不良となりやすい。電解質層２０の厚さにも依存するが、好ましい含有量は１０〜５０ｗｔ％である。
また、電解質層２０の膜厚は０．１〜２００μｍの範囲にある。好ましくは１〜５０μｍである。電解質層２０がこれよりも厚いと電荷が拡散しやすい、またこれよりも薄いと電解質層２０の保持が困難になるためである。
【００６５】
＜エレクトロクロミック層１４＞
エレクトロクロミック層１４ａ、１４ｂ、１４ｃには酸化還元により色の変化を起こす材料が用いられる。このような材料として、ポリマー系、色素系、金属錯体、金属酸化物等の公知のエレクトロクロミック化合物が用いられる。
具体的には、ポリマー系、色素系、のエレクトロクロミック化合物として、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系、等の低分子系有機エレクトロクロミック化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物が用いられる。
【００６６】
上記したエレクトロクロミック化合物中、特に、好ましくは、一般式（１）で表されるジピリジン系化合物を含むことが良い。これらの材料は発消色電位が低いため、複数の表示電極を有するエレクトロクロミック表示装置を構成した場合においても、還元電位により良好な発色の色値を示す。
【００６７】
【化１】
0005866759.tif 000002
【００６８】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に置換基を有しても良い炭素数１から８のアルキル基、又はアリール基を表し、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は、ＣＯＯＨ、ＰＯ（ＯＨ）２、Ｓｉ（ＯＣｋＨ２ｋ＋１）３から選ばれる置換基を有する。Ｘは１価のアニオンを表す。ｎ、ｍ、ｌはそれぞれ独立に０または１を表す。Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ独立に置換基を有しても良い炭素数２から２０のアリール基または複素環基を表す。）
【００６９】
これらの化合物は電極に接して形成されるが、特に好ましくは、ナノ構造半導体材料１７にエレクトロクロミック化合物１６ａ、１６ｂ、１６ｃが吸着または結合して電極に接していることが望ましい。
この形態では、エレクトロクロミック化合物が移動しないよう固定されると共に、エレクトロクロミック化合物の酸化還元に伴う電子の授受が妨げられないように電気的な接続が確保されていればよく、エレクトロクロミック化合物とナノ構造半導体材料とは混合されて単一層となっていても良い。
【００７０】
ナノ構造半導体材料の材料としては、特に限定されるものではないが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム（以下アルミナ）、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ケイ素（以下シリカ）、酸化イットリウム、酸素ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物が用いられる。また、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、２種以上が混合され用いられてもよい。電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性を鑑みるに、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化タングステン、から選ばれる一種、もしくはそれらの混合物が用いられたとき、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能である。
【００７１】
また、ナノ構造半導体材料の形状は、特に限定されるものではないが、エレクトロクロミック化合物を効率よく担持するために、単位体積当たりの表面積（以下比表面積）が大きい形状が用いられる。大きな比表面積を有することにより効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色の表示コントラスト比に優れた表示が可能である。
【００７２】
エレクトロクロミック層１４の好ましい膜厚範囲は０．２〜５．０μｍである。この範囲よりも膜厚が薄い場合、発色濃度を得にくくなる。またこの範囲よりも膜厚が厚い場合、製造コストが増大すると共に、着色によって視認性が低下しやすい。
【００７３】
エレクトロクロミック層１４の作製方法としては、例えば表示電極１３上に酸化チタン等のナノ粒子分散液をスピンコートし、アニール処理により、酸化チタン粒子膜を形成し、さらにこの上にエレクトロクロミック化合物であるビオロゲン化合物の溶液をスピンコートし、加熱処理で溶媒を除去することで、酸化チタン粒子とエレクトロクロミック化合物からなるエレクトロクロミック層１４が形成できる。
【００７４】
図１の積層構成では、第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃとの間の電極間抵抗は、対向電極１５に対する一方の表示電極の電位を、対向電極１５に対する他方の表示電極の電位と独立に制御することができる程度に大きな抵抗でなくてはならないが、少なくとも第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃの何れかの表示電極のシート抵抗よりも大きくなるように形成されなくてはならない。第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃとの間の電極間抵抗が、第１の表示電極１３ａ及び第２の表示電極１３ｂの何れかの表示電極のシート抵抗よりも小さい場合、第１の表示電極１３ａ、第２の表示電極１３ｂ、第３の表示電極１３ｃの何れかの表示電極に電圧印加をすると、同程度の電圧が他方の表示電極にも印加されてしまい、各表示電極に対応するエレクトロクロミック層を独立に消色することができない。各表示電極の間の電極間抵抗は、夫々の表示電極のシート抵抗の５００倍以上あることが好ましい。抵抗値を確保するため絶縁層を形成することが好ましい。
【００７５】
＜絶縁層２２＞
絶縁層２２ａ、２２ｂの材料としては、多孔質であればよく特に限定されるものではないが、絶縁性、耐久性及び成膜性に優れた有機材料および無機材料を用いることができる。
多孔質膜の形成方法としては、燒結法（高分子微粒子や無機粒子をバインダ等を添加して部分的に融着させ粒子間に生じた孔を利用する）、抽出法（溶剤に可溶な有機物または無機物類と溶剤に溶解しないバインダ等で構成層を形成した後に、溶剤で有機物または無機物類を溶解させ細孔を得る）、高分子重合体等を加熱や脱気する等して発泡させる発泡法、良溶媒と貧溶媒を操作して高分子類の混合物を相分離させる相転換法、各種放射線を輻射して細孔を形成させる放射線照射法等の公知の形成方法を用いることができる。
【００７６】
具体例としては、無機ナノ構造粒子（ＳｉＯ２粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子など）とポリマー結着剤からなるポリマー混合粒子膜、多孔性有機膜（ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂）、多孔質膜上に形成した無機絶縁材料膜などが挙げられる。
【００７７】
この無機絶縁材料膜としては、少なくともＺｎＳを含む材料が好ましい。ＺｎＳは、スパッタ法によって、エレクトロクロミック層などにダメージを与えることなく高速に成膜できるという特徴を有する。更に、ＺｎＳを主な成分として含む材料として、ＺｎＯ−ＳｉＯ２、ＺｎＳ−ＳｉＣ、ＺｎＳ−Ｓｉ、ＺｎＳ−Ｇｅ等を用いることができる。ここで、ＺｎＳの含有率は、絶縁層１４を形成した際の結晶性を良好に保つために、約５０〜９０ｍｏｌ％とすることが好ましい。従って、特に好ましい材料は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８／２）、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（７／３）、ＺｎＳ−ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３（６０／２３／１０／７）である。
【００７８】
このような絶縁層２２ａ、２２ｂの材料を用いることにより、薄膜でも良好な絶縁効果が得られ、多層化による膜強度低下（すなわち膜のはがれ）を防止することができる。
【００７９】
前述のようにＺｎＳ等をスパッタで形成する場合、予め下引き層として多孔性粒子膜を形成することによって、ＺｎＳ等の多孔質膜を形成することができる。この場合、前述のナノ構造半導体材料を粒子状膜として使用することもできるが、別途シリカ、アルミナ等を含む多孔質粒子膜を形成し、２層構成の絶縁層とすることが絶縁性の点から好ましい。このような手法を用いて絶縁層２２ａ、２２ｂを多孔質膜にすることにより、電解質層２０が絶縁層２２ａ、２２ｂさらには表示電極１３ｂ、１３ｃに浸透することが可能となるため、酸化還元反応に伴う電解質層中のイオン電荷の移動が容易となり、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能となる。
なお、絶縁層２２ａ、２２ｂの膜厚は２０〜１０００ｎｍの範囲にある。この範囲よりも膜厚が薄い場合、絶縁性を得にくくなる。またこの範囲よりも膜厚が厚い場合、製造コストが増大すると共に、着色によって視認性が低下しやすい。
【００８０】
＜対向電極１５＞
対向電極１５の材料については駆動回路の所で詳細に記述するが、導電性を有する材料であれば、特に限定されるものではなく、透明導電性材料、あるいは金属、合金などが用いられる。
更にエレクトロクロミック層１４ａ、１４ｂ、１４ｃの起こす酸化還元反応の逆反応を起こす材料を対向電極１５に形成することで、安定した発消色が可能となる。すなわち、エレクトロクロミック層１４が酸化により発色する場合は還元反応を起こし、エレクトロクロミック層１４が還元により発色する場合は酸化反応を起こす材料を対向電極１５として、または対向電極１５表面に形成して用いると、エレクトロクロミック層１４ａ、１４ｂ、１４ｃにおける発消色の反応がより安定となる。
【００８１】
＜白色反射層２１＞
白色反射層２１は表示基板側１１から入射する光を散乱反射する。また、電解質層２０中に白色顔料粒子を分散させることで、白色反射層の機能をもたせることもできる。
白色反射層２１は、金属、半金属に加えて、酸化物、窒化物、硫化物などの真空製膜可能な無機化合物膜、または酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化セシウム、酸化イットリウム等の金属酸化物粒子からなる白色顔料粒子で形成された膜が挙げられる。
無機化合物膜に浸透性を持たせるには絶縁層２２と同様の形態として形成する必要があり、効果的な散乱を得るためには下地層の粒子径が散乱効率の高い１００〜４００ｎｍであることが好ましい。また、金属酸化物粒子膜は溶液に分散したペーストとして塗布製膜することにより容易に形成することができる。特に好ましい材料は酸化チタン粒子である。
なお、白色反射層２１の膜厚は０．１〜５０μｍの範囲にあり、更に好ましくは０．５〜５μｍである。この範囲よりも膜厚が薄い場合、白色反射効果を得にくくなる。またこの範囲よりも膜厚が厚い場合、浸透性と膜強度を両立することが困難となるためである。
ただし、酸化チタン粒子含有層を用いても最大反射率が得られる膜厚まで厚膜化すると膜強度が不足しやすい。そこで、膜強度が得られる白色反射層と電解質層２０に白色顔料粒子を混合した白色電解質層との２層構成で白色反射層２１を形成することが好ましい。
【００８２】
＜対向基板１２＞
対向基板１２はガラス、石英、高分子樹脂、金属基板を絶縁性樹脂で被覆した基板等が使用できる。特に対向基板１２、表示基板１１とも高分子樹脂フィルムを用いると、ロバススト性に富むフレキシブル電子ペーパーが実現できる。
【００８３】
＜第１の駆動回路、第２の駆動回路＞（２３）
次に第１、第２の駆動回路の構成材料および作製方法について説明する。
第１の駆動回路に用いられる第１、第２のトランジスタＴＦＴ１，２、第２の駆動回路に用い第３、第４のトランジスタＴＦＴ３，４は薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以降ＴＦＴと略す）からなり、種々の構造が採用できる。例えば電界効果型トランジスタ、静電誘導型トランジスタ等が使用される。
また電界効果型トランジスタにおいてもボトムゲート・トップコンタクト型、トップゲート・ボトムコンタクト型等の多様な構造が採用可能である。
以下ではボトムゲート・トップコンタクト型電界効果トランジスタを例にとり、構成材料・作製方法の詳細を述べる。
【００８４】
第１〜４のＴＦＴのゲート電極は導電性材料であれば良く、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ等の金属材料、Ｎｉ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ等の合金材料、ＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明導電性材料が使用できる。
上記材料を真空蒸着法・スパッタ法等によって成膜し、その後フォトリソ・エッチング法によってゲート電極とする。またゲート電極と同一層を用いて第１・第２の電源ライン、第１・第２のコンデンサＣ１，２の一方の電極、ゲート電極の引き出し配線を同時に形成する。
【００８５】
ゲート電極の厚さは電極抵抗およびゲート絶縁膜のブレークダウン電圧等を考慮し、一般的には０．１〜１μｍが望ましい。０．１μｍよりも薄いとゲート電極及びゲート電極の引き出し配線の抵抗が大きくなり、大面積の表示装置が実現し難くなる。一方１μｍよりも厚いとゲート絶縁膜のブレークダウン頻度が高まり、駆動回路の歩留が低下する。
【００８６】
第１〜４のＴＦＴのゲート絶縁膜はＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３等の無機絶縁膜が使用される。上記材料をスパッタ法・ＣＶＤ法等によって形成する。ゲート絶縁膜の厚さはブレークダウン電圧やＴＦＴのスイッチング特性、コンデンサの容量を考慮して決定するのが良く、一般的には０．２〜２μｍにするのが良い。
【００８７】
なお第２・第４のＴＦＴのゲート電極上には第１・第３のＴＦＴのドレイン電極と接続するためのコンタクトホールを、第１・第２の電源ライン上には第２・第４のＴＦＴのソース電極と接続するためのコンタクトホールをフォトリソ・エッチング法によって形成する。
なおゲート絶縁膜は第１・第２のコンデンサ領域ではコンデンサの誘電体層として機能する。
【００８８】
第１〜４のＴＦＴのソース電極、ドレイン電極も導電性材料であれば良く、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ等の金属材料、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ等の合金材料、ＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明導電性材料が使用できる。ゲート絶縁膜上に上記材料を真空蒸着法・スパッタ法等によって成膜し、その後フォトリソ・エッチング法によってソース電極、ドレイン電極とする。またソース電極、ドレイン電極と同一層を用いて第１・第２のコンデンサの他方の電極、ソース・ドレイン電極の引き出し配線を同時に形成する。ソース・ドレイン電極の厚さは電極抵抗、引き回し配線の抵抗等を考慮し、一般的には０．１〜５μｍが望ましい。
【００８９】
ＴＦＴの活性層はａ−Ｓｉ、ポリシリコン、ＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ等の酸化物半導体等の半導体材料が使用できる。上記材料を真空蒸着法・スパッタ法・ＣＶＤ等によって成膜し、その後フォトリソ・エッチング法によって個別化し活性層とすることで、第１〜４のＴＦＴが完成される。また必要に応じて熱アニール、レーザー照射、紫外線照射等を行なうことで、第１〜４のＴＦＴのスイッチング特性を改善しても良い。活性層の厚さはＴＦＴのスイッチング特性を考慮して決定すれば良く、一般的には０．１〜３μｍが望ましい。
【００９０】
前記第１〜４のＴＦＴはＳｉＯ２、ＳｉＯ３Ｎ４、ＳｉＮ等の無機絶縁膜、ポリイミド樹脂等の有機絶縁膜からなる層間絶縁膜で被覆されていても良い。無機絶縁膜はスパッタ法、ＣＶＤ法によって成膜すれば良く、有機絶縁膜はスピンコート法・ロールコート法等で成膜し、加熱・硬化することで形成できる。層間絶縁膜の膜厚は信頼性の点から一般的には０．５〜５μｍすることが望ましい。なお層間絶縁膜には第２・４のＴＦＴのドレイン電極と対向電極を接続するためのコンタクトホールをフォトリソ・エッチングによって形成しておく。
【００９１】
第２・第４のドレイン電極上には対向電極を設ける。対向電極は導電性材料であれば良く、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ等の金属材料、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ等の合金材料、ＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明導電性材料が使用できる。層間絶縁膜上に上記材料を真空蒸着法・スパッタ法等によって成膜し、その後フォトリソ・エッチング法によってｎ×ｍ個の対向電極とする。
また第１〜４のＴＦＴ上に対向電極を積層するのではなく、第２・第４のドレイン電極を広げて対向電極として利用し、対向電極上のみに開口を有する層間絶縁膜を形成しても良い。
【００９２】
上記の例は第１〜４のＴＦＴをＬＳＩプロセスで形成する場合の構成材料、作製方法を説明したが、印刷手法によって第１〜４のＴＦＴ、第１〜２のコンデンサを形成しても構わない。
【００９３】
対向基板上にナノＡｇ、ナノＣｕ、ナノＡｕ、ナノＰｄ、ナノＡｇ−Ｐｄ、ナノＩＴＯ、ＰＥＤＯＴ等を含有したインクをインクジェット法、グラビアオフセット法、スクリーン印刷法で描画し、その後加熱することで、第１〜４のゲート電極を形成する。また合わせて第１・第２の電源ライン、第１・第２のコンデンサの一方の電極、ゲート電極の引き出し配線を形成する。
【００９４】
その後ゲート電極上にポリイミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の高分子樹脂をインクジェット法、グラビアオフセット法で描画し、その後熱硬化してゲート絶縁膜とする。また合わせて第１・第２のコンデンサの誘電体層も形成しておく。インクジェット法、グラビアオフセット法はパターン状の塗布が可能であり、第２・第４のＴＦＴのゲート電極上に第１・第３のＴＦＴのドレイン電極と接続するためのコンタクトホールを、第１・第２の電源ライン上に第２・第４のＴＦＴのソース電極と接続するためのコンタクトホールを形成することが、工程短縮の上で望ましい。
【００９５】
その後再度ナノＡｇ、ナノＣｕ、ナノＡｕ、ナノＰｄ、ナノＡｇ−Ｐｄ、ナノＩＴＯやＰＥＤＯＴ等を含有したインクをインクジェット法、グラビアオフセット法、スクリーン印刷法で描画し、その後加熱することで、第１〜４のソース・ドレイン電極を形成する。また合わせて第１・第２のコンデンサの他方の電極、ソース・ドレイン電極の引き出し配線を形成する。
【００９６】
その後、ペンタセン、チオフェン、トリフェニルアミン系の有機半導体材料をインク化し、インクジェット法によって描画し、加熱することで活性層とする。またＩｎＧａＺｎＯ等の酸化物半導体もインク化することで活性層として使用できる。
【００９７】
その後ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニル樹脂等をインクジェット法、グラビアオフセット法、スクリーン印刷法で描画し、その後加熱することで層間絶縁膜とする。なお層間絶縁膜描画時に第２・４のＴＦＴのドレイン電極と対向電極を接続するためのコンタクトホールを同時に形成することが工程短縮の上で望ましい。
【００９８】
その後再度ナノＡｇ、ナノＣｕ、ナノＡｕ、ナノＰｄ、ナノＡｇ−Ｐｄ、ナノＩＴＯやＰＥＤＯＴ等を含有したインクをインクジェット法、グラビアオフセット法、スクリーン印刷法で描画し、その後加熱することでｎ×ｍ個の対向電極を形成する。
【００９９】
また上記は対向基板として絶縁材料を用いた場合について説明したが、対向基板としてはＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体基板も使用可能である。半導体基板を用いる場合はＬＳＩプロセスによって半導体基板に第１の駆動回路、第２の駆動回路を作り込むのが良い。
【０１００】
最後に第１・第２の駆動回路、対向電極が形成された対向基板と、エレクトロクロミック層、表示電極等が形成された表示基板を電解質層を介して貼り合わせることで、本実施例のエレクトロクロミック表示装置は完成される。
【０１０１】
なお上記は本発明の一例を示したに過ぎず、表示基板と前記対向電極との間に前記エレクトロクロミック層が設けられた表示電極が互いに隔離して複数設けられており、マトリックス状に配置された対向電極には発色用の第１の駆動回路と消色用の第２の駆動回路が接続されていれば、本発明に含まれるものとする。
【０１０２】
また図２及び図３は２Ｔ１Ｃ構造の駆動回路を示しているが、ＴＦＴの素子バラツキ等に対応するためには閾値電圧の補償回路等を追加することが望ましい。
【０１０３】
図２及び図３は本発明の駆動回路の動作を説明するための原理的な図であり、図２及び図３の第１・第２の駆動回路に第１〜４のトランジスタや第１〜２のコンデンサとは異なるトランジスタやコンデンサを用いた補償回路等が含まれていても、本発明に含まれるものとする。
【０１０４】
＜実施例２＞
図４は本発明のエレクトロクロミック表示装置の別の一例を示す回路図である。
図４のエレクトロクロミック表示装置は３つの表示電極およびエレクトロクロミック層を有する表示装置であり、図１と同様の構造を有し、かつエレクトロクロミック素子（図４中ＥＣ素子）の各表示電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃを切り替えるための切り替えスイッチ１２が設けられている。なお図４は各表示素子毎に切り替えスイッチ１２が設けられているが、各表示素子の表示電極１３ａ同士、１３ｂ同士、１３ｃ同士を接続した後、１個の切り替えスイッチで全表示素子の表示電極を一括で切り替えても何ら構わない。
本実施例の構造を採用することで各表示電極を容易に一定電位（図４ではアース電位）に繋ぐことができる。その結果、多色表示をより簡便に実現できる。
さらに減法混色における３原色であるイエロー、マゼンタ、シアンを発色するエレクトロクロミック化合物材料を第１のエレクトロクロミック層１４ａ、第２のエレクトロクロミック層１４ｂ、第３のエレクトロクロミック層１４ｃに各々用いることで、より簡便にフルカラー表示が可能な表示装置を実現できる。
【０１０５】
＜実施例３＞
次に本発明のエレクトロクロミック表示装置に特有な駆動方法について説明する。
前述の駆動方法はエレクトロクロミック表示装置に形成された表示画像を書き換えるため、第２の駆動回路によって表示装置を構成する表示素子全てを走査して全表示素子を消色、つまり画面をリフレッシュする駆動方法である。本発明のエレクトロクロミック表示装置は前述の駆動方法と合わせて、下記の駆動方法も可能である。
【０１０６】
図２及び図３の駆動回路を有する本発明のエレクトロクロミック表示装置は、マトリックス状に配置された各表示素子を発色するための駆動回路として第１の駆動回路を有し、各表示素子を消色するための駆動回路として第２の駆動回路を有し、かつ発色用データ信号、発色用選択信号によって第１の駆動回路により任意の表示素子をアドレッシングでき、消色用データ信号、消色用選択信号によって第２の駆動回路により任意の表示素子をアドレッシングできるため、消色時は発色時とは異なるシーケンスで駆動できる。
【０１０７】
例えば消色用データ信号駆動ドライバー、消色用選択信号駆動ドライバーから第２のデータライン、第２の選択ラインに時系列ではなく一括で信号を転送することによって、第２の選択ラインによって第３のトランジスタＴＦＴ３全てを同時に選択し、第２のデータラインから第３のトランジスタＴＦＴ３全てに消色データを転送することで、ほぼ一括で消色することが可能である。なお、同時とは、完全同時と、完全同時を狙い制御した際に実際に制動される概略同時とを含むものとする。
その結果、画面をリフレッシュするための時間が短縮され、表示画像を書き換える場合、従来よりも高速に画像の書き換えが可能となる。
【０１０８】
＜実施例４＞
表示画像の任意の一部位を書き換える場合、従来の駆動方法では全表示素子を走査する駆動回路から構成されているため、全表示素子を消色してから全表示素子を発色させて画像を形成するが、図２及び図３の駆動回路を有する本発明のエレクトロクロミック表示装置では以下の方法でも書き換え可能である。
【０１０９】
表示画像の任意の一部位を書き換える場合、前記の任意の一部位に該当する対向電極に第２のトランジスタＴＦＴ２を介して接続されている第１のトランジスタＴＦＴ１を選択する第１の選択信号と、第４のトランジスタＴＦＴ４を介して接続されている第３のトランジスタＴＦＴ３を選択する第２の選択信号を作成し、前記の作成した第２の選択信号を第２の選択ラインに転送して前記の任意の一部位に該当する第３のトランジスタＴＦＴ３を選択し、第２のデータラインから消色データを転送することで、任意の一部位を消色し、更に前記の作成された第１の選択信号を第１の選択ラインに転送して前記の任意の一部位に該当する第１のトランジスタＴＦＴ１を選択し、第１のデータラインからデータ信号を転送することで、任意の一部位に画像を表示することができる。
その結果、任意の一部位を書き換える場合、従来の表示装置よりも書き換えるために発消色する表示素子数を少なくでき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が向上できる。
【０１１０】
また本発明のエレクトロクロミック表示装置においては、表示領域中で重ならない２箇所の部位を書き換える場合、別々にアドレッシングできる第１の駆動回路と第２の駆動回路を有しているので、１箇所の部位の消色動作中に他方の発色動作を行なうことができ、書き換え時間を更に短縮できる。
【０１１１】
＜実施例５＞
本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路の別の一例を図５に示す。
図５の表示装置の駆動回路は図２と同様な回路より構成されており、かつ表示している画像データを一時的に格納する表示画像データ格納メモリ３０１と新規画像（書き換え画像）の画像データを一時的に格納する画像データ格納メモリ３０２を有している。
【０１１２】
また前記の画像データ格納メモリ３０２と表示データ画像データ格納メモリ３０１から画像データを読み出し、異なる部位の検出する差分判断器３０３を有し、差分判断器の判断結果は消色用選択信号発生器３０４、発色用選択信号発生器３０５に送られる。消色用選択信号発生器３０４では特定の消色用選択信号（第２の選択信号）が作成され、消色用選択信号駆動ドライバー２０２に転送され、時系列の選択信号になって第２の選択ラインに送られる。また発色用選択信号発生器３０５では特定の発色用選択信号（第１の選択信号）が作成され、発色用選択信号駆動ドライバー１０２に転送され、時系列の選択信号になって第１の選択ラインに送られる。
【０１１３】
次に本駆動回路の動作方法を説明する。
エレクトロクロミック表示装置には画像が表示されており、表示画像の画像データは表示画像データ格納メモリ３０１に格納されている。
その状態で表示装置に書き換え画像が入力されると、書き換え画像データは画像データ格納メモリ３０２に一時的に保存される。その後差分判断器３０３が表示画像データ格納メモリ３０１から表示画像データを読み出し、画像データ格納メモリ３０２から書き換え画像データを読み出し、表示画像と書き換え画像の異なる部位を検出し、消色用選択信号発生器３０４および発色用選択信号発生器３０５に判断結果を出力する。
【０１１４】
消色用選択信号発生器３０４では判断結果に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極に第４のトランジスタＴＦＴ４を介して接続されている第３のトランジスタＴＦＴ３を選択する第２の選択信号が作成される。発色用選択信号発生器３０５では判断結果に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタＴＦＴ２を介して接続されている第１のトランジスタＴＦＴ１を選択する第１の選択信号が作成される。
【０１１５】
その後、作成された第２の選択信号は消色用選択信号駆動ドライバー２０２に送られ、時系列の選択信号になって第２の選択ラインに転送される。ここで消色用データ信号駆動ドライバー２０１に全表示素子を消色するデータ信号を入力すると、作成された第２の選択信号に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極を選択する第３のトランジスタＴＦＴ３のみが時系列でＯＮし、その後該当する対向電極の電位を変化させる第４のトランジスタＴＦＴ４がＯＮ状態となり、第２の電源ラインによって対向電極の電位が変化し、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみが消色される。
【０１１６】
次に作成された第１の選択信号は発色用選択信号駆動ドライバー１０２に送られ、時系列の選択信号になって第１の選択ラインに転送される。ここで発色用データ信号駆動ドライバー１０１に書き換え画像の画像データを入力すると、作成された第１の選択信号に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極を選択する第１のトランジスタＴＦＴ１のみが時系列でＯＮし、その後該当する対向電極の電位を変化させる第２のトランジスタＴＦＴ２がＯＮ状態となり、第１の電源ラインによって対向電極の電位が変化し、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみが書き換えられる。
【０１１７】
本実施例の駆動方法を用いると、画像を書き換える場合、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみを消色・発色させるため発消色する表示素子数を最小にでき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が更に向上する。
なお図５は本実施例の駆動方法の原理を説明するための一例であり、種々の回路構成で上記の駆動方法を実現できる。
【０１１８】
＜実施例６＞
本発明のエレクトロクロミック表示装置の駆動回路の別の一例を図６に示す。
図６の表示装置の駆動回路は図２と同様な回路より構成されており、かつ表示している画像データを一時的に格納する表示画像データ格納メモリ３０１と新規画像（書き換え画像）の画像データを一時的に格納する画像データ格納メモリ３０２を有している。
【０１１９】
また前記の画像データ格納メモリ３０２と表示データ画像データ格納メモリ３０１から画像データを読み出し、異なる部位の検出する差分判断器３０３を有し、差分判断器３０３の判断結果は消色用データ信号発生器３０４、発色用データ信号発生器３０５に送られる。消色用データ信号発生器３０４では特定の消色用データ信号（第２のデータ信号）が作成され、消色用データ信号駆動ドライバー２０１に転送され、時系列のデータ信号になって第２のデータラインに送られる。また発色用データ信号発生器３０５では特定の発色用データ信号（第１のデータ信号）が作成され、発色用データ信号駆動ドライバー１０１に転送され、時系列のデータ信号になって第１のデータラインに送られる。
【０１２０】
次に本駆動回路の動作方法を説明する。
エレクトロクロミック表示装置には画像が表示されており、表示画像の画像データは表示画像データ格納メモリ３０１に格納されている。
その状態で表示装置に書き換え画像が入力されると、書き換え画像データは画像データ格納メモリ３０２に一時的に保存される。
【０１２１】
その後差分判断器３０３が表示画像データ格納メモリ３０１から表示画像データを読み出し、画像データ格納メモリ３０２から書き換え画像データを読み出し、表示画像と書き換え画像の異なる部位を検出し、消色用データ信号発生器３０４および発色用データ信号発生器３０５に判断結果を出力する。
【０１２２】
消色用データ信号発生器３０４では判断結果に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極に第４のトランジスタＴＦＴ４を介して接続されている第３のトランジスタＴＦＴ３のみに消色データ信号を与える第２のデータ信号が作成される。発色用データ信号発生器３０５では判断結果に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極に第２のトランジスタＴＦＴ２を介して接続されている第１のトランジスタＴＦＴ１のみに書き換え画像のデータ信号を与える第１のデータ信号が作成される。
【０１２３】
その後、作成された第２のデータ信号は消色用データ信号駆動ドライバー２０１に送られ、時系列のデータ信号になって第２のデータラインに転送される。ここで消色用選択信号駆動ドライバー２０２によって順次第２の選択ラインが走査されると、作成された第２のデータ信号に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極を選択する第３のトランジスタＴＦＴ３のみが時系列でＯＮし、その後該当する対向電極の電位を変化させる第４のトランジスタＴＦＴ４がＯＮ状態となり、第２の電源ラインによって対向電極の電位が変化して、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみが消色される。
【０１２４】
次に作成された第１のデータ信号は発色用データ信号駆動ドライバー１０１に送られ、時系列のデータ信号になって第１のデータラインに転送される。ここで発色用選択信号駆動ドライバー１０２によって順次第１の選択ラインが走査されると、作成された第１のデータ信号に基づき、表示画像と書き換え画像の異なる部位に該当する対向電極を選択する第１のトランジスタＴＦＴ１のみが時系列でＯＮし、その後該当する対向電極の電位を変化させる第２のトランジスタＴＦＴ２がＯＮ状態となり、第１の電源ラインによって対向電極の電位が変化し、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみが書き換えられる。
【０１２５】
本実施例の駆動回路を用いても、前記の例と同様に画像を書き換える場合、表示画像と書き換え画像の異なる部位のみを消色・発色させるため、発消色する表示素子数を最小にでき、エレクトロクロミック表示装置の長期信頼性が更に向上する。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  エレクトロクロミック表示装置
１１  表示基板
１２  対向基板
１３  表示電極
１４  エレクトロクロミック層
１５  対向電極
１６  エレクトロクロミック化合物
１７  ナノ構造半導体材料
１８  隔壁
２０  電解質層
２１  白色反射層
２２  絶縁層
２３  第１の駆動回路、第２の駆動回路
１０１  発色用データ信号駆動ドライバー
１０２  発色用選択信号駆動ドライバー
１０３  発色用電源電圧発生器
２０１  消色用データ信号駆動ドライバー
２０２  消色用選択信号駆動ドライバー
２０３  消色用電源電圧発生器
３０１  表示画像データ格納メモリ
３０２  画像データ格納メモリ
３０３  差分判断器
３０４  消色用データ信号発生器
３０５  発色用データ信号発生器
ＷＤ  発色用データ信号（画像データ）
ＥＤ  消去用データ信号
ＷＳ  発色用選択信号
ＥＳ  消色用選択信号
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】特表２００１−５１０５９０号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１８８３号公報
【特許文献３】特開２００６−１０６６６９号公報
【特許文献４】特開２０１０−３３０１６号公報
【特許文献５】特開昭６１−２１８４号公報
【特許文献６】特開昭６１−１７３２８７号公報
【特許文献７】特表２０１０−５１８４５６号公報
【図１】
0005866759.tif 000003
【図２】
0005866759.tif 000004
【図３】
0005866759.tif 000005
【図４】
0005866759.tif 000006
【図５】
0005866759.tif 000007
【図６】
0005866759.tif 000008