(57)【要約】【課題】  表示品位の優れた表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  一方の基板１には各画素毎に画素電極２、エレクトロクロミック層３を積層し、他方の基板５には対向電極８、エレクトロクロミック層９を積層し、両基板１、５間に電解層１０を設ける表示装置である。この表示装置の表示領域内には、一定の電圧が印加された電力供給線２３と、電力供給線２３と画素電極２の間に介在する半導体素子と、表示領域内で複数の電力供給線２３同士を短絡する連結線２５とを設ける。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域内に配置された複数の画素電極と、前記画素電極に対向して配置された対向電極と、前記画素電極及び前記対向電極上に形成されたエレクトロクロミック層と、前記画素電極と対向電極の間に介在した電解層とを有する表示装置において、一定の電圧が印加されると共に表示領域内に複数配置されている電力供給線と、前記電力供給線と前記画素電極の間に介在する半導体素子と、前記表示領域内で複数の電力供給線同士を短絡する連結線とを設けたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
電源供給線の両側には電源端子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
表示領域が複数の小領域に分割され、前記電力供給線が各小領域毎に配置され、前記連結線は小領域内の複数の電力供給線同士を短絡することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【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現象を利用して画像表示を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイは幅広い分野での利用が研究されており、電子ペーパーもそのひとつである。この電子ペーパーにおける表示原理としては、様々なものが知られている。例えばマイクロカプセル型電気泳動表示法と呼ばれているカプセルの中に＋と−に帯電した黒と白の粒子を閉じ込めたものを電極間で移動させるもの。またツイストボール表示法と呼ばれる、白と黒に塗り分けられた球形粒子の向きを制御するもの。これらは何れも物理的な現象を利用して表示を行うものである。
【０００３】
他方、化学的な現象を利用して表示を行うものも知られている。その中でも、電極間に電圧を印加して酸化還元反応により着色または消去を起すエレクトロクロミック現象を利用したものが知られている。これはたとえば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２５８３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような表示装置では画素毎に画素電極を配置し、一列に並ぶ画素電極を共通の電力供給線に接続している。そしてこの電極供給線から所定の電流を画素電極に供給して、表示を行っている。この表示装置には、大きな領域で白又は黒表示を行った場合に、その隣接した領域で最適な表示ができない問題があった。エレクトロクロミック表示装置では、酸化還元反応を起こすために画素電極に大きな電流を供給する必要がある。したがって画素電極へのデータの書きこみ時に大電流を画素電極へ供給する領域が連続すると、同一の電流供給線に接続されている他の画素電極のうち、特に電力供給線の電源端子から遠くに位置する画素電極に対して供給する電流量が不足してしまう。
【０００５】
そこで本発明は、表示品位の優れた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の表示装置は、表示領域内に配置された複数の画素電極と、画素電極に対向して配置された対向電極と、画素電極及び対向電極上に形成されたエレクトロクロミック層と、画素電極と対向電極の間に介在した電解層とを有する表示装置において、一定の電圧が印加されると共に表示領域内に複数配置されている電力供給線と、電力供給線と画素電極の間に介在する半導体素子と、表示領域内で複数の電力供給線同士を短絡する連結線とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電極供給線を流れる電流の経路が複数存在するため、表示状態によって部分的に電流値が低下する領域を減らすことができる。また、電力供給線に断線が生じても、断線から先の領域にも電流を供給することが可能となり、断線による表示の欠落を防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を図に基づいて説明する。図１は画素部分の構成を模式的に示した断面図である。なお、図１では画素電極へ電流を供給する駆動回路等は省略してある。
【０００９】
ガラス基板１上には複数の画素電極２がマトリクス状に配置され、画素電極２の表面にはエレクトロクロミック層３が積層されている。画素電極２は反射電極として作用する金属により形成され、各エレクトロクロミック層３は画素電極２に応じた形状をして、隣接する画素電極２上のエレクトロクロミック層３とは分離している。エレクトロクロミック層３は、電気化学的な酸化または還元反応によって、着色、消色を示す物質からなっている。例えば、酸化タングステン、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、窒化スズ、窒化インジウム、ポリチオフェン、ポリピロール、金属フタロシアニン、ビオロゲン、などが挙げられる。また国際公開第９７／３５２２７号などに記載されているような、ナノ粒子薄膜状のものを用いてもよい。ナノ粒子薄膜状のものを用いることで、酸化還元反応を早め表示応答の高速化を図ったり、コントラストの向上を図ることができる。この実施形態では、エレクトロクロミック層３としてＳｂをドープしたＳｎＯ２からなるナノ粒子薄膜を用いる。
【００１０】
４は画素電極２を囲むように設けられた隔壁であり、隣接する画素電極２及びエレクトロクロミック層３が短絡するのを防止する。隔壁４は有機絶縁膜で形成され、その高さはエレクトロクロミック層３表面の高さと略同様となっている。高精細な表示を行う場合、各画素が小さくなると共に、隣接する画素との間隔も狭くなり、隣接する画素電極２が短絡する可能性が高くなる。そこで画素電極の周囲に隔壁４を設けることで、高精細化に適した構成になる。
【００１１】
ガラス基板５上には各画素に対応してカラーフィルタ６が形成され、各カラーフィルタ６の間を遮光膜７により仕切っている。カラーフィルタ６上には透明電極からなる対向電極８が形成され、対向電極８上にはエレクトロクロミック層９が積層されている。対向電極８はガラス基板５の全面に形成されたベタ電極であり、エレクトロクロミック層９も対向電極８と同様に全面に形成されている。この実施形態ではエレクトロクロミック層９にＴｉＯ２からなるナノ粒子薄膜を用いており、ナノ粒子薄膜を対向電極８上に形成した後、ナノ粒子薄膜を焼結、また酸化或いは還元された化合物を吸着させるなどの工程を経て形成する。
【００１２】
エレクトロクロミック層３、９の間には電解層１０が存在し、電解層１０は溶媒中に含まれるイオンにより電荷を運ぶ役割を果たすものである。電解層１０としては、液体の電解層、ゲル系の電解層、或は固体系の電解層でも構わない。
【００１３】
液体の電解層としては、溶媒に電解質を溶かしたものを用いることができる。具体的なものとしては、溶媒として、水、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、などが挙げられる。具体的な電解質としては、酸類は硫酸、塩酸、などが挙げられる。アルカリ類としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、などが挙げられる。塩類は、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸銀などのアルカリ（土類）金属塩等の無機イオン塩や４級アンモニウム塩や環状４級アンモニウム塩、などが挙げられる。
【００１４】
ゲル系の電解層としては、具体的には、アセトニトリルやエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートもしくはその混合物に対して、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミドなどのポリマーを混入して重合させたものが挙げられる。
【００１５】
固体系の電解層としては、具体的には、ポリエチレンオキサイドなどの高分子側鎖にスルホンイミド塩やアルキルイミダゾリウム塩、テトラシアノキノジメタン塩などの塩を持つものが挙げられる。
【００１６】
電解層１０の層厚は約５μｍから約５０μｍの間であり、好ましくは約７μｍから約３０μｍがよい。この層厚が広すぎる場合は、表示領域を見たときに１つの画素を通して隣接する画素の表示状態までも見えてしまい、また層厚が狭すぎる場合は、電解層としての役割が不十分であったり、異物の混入によりエレクトロクロミック層３、９がショートする可能性が高くなる。これらを考慮して上記の層厚が適当なものである。
【００１７】
このような構成の表示装置において、画素電極３に所定の電流が供給されるとエレクトロクロミック層３、９に酸化還元反応が起こり、様々な表示が行える。
【００１８】
次に画素電極に電流を供給する回路構成を説明する。図２は各画素に設けられた駆動回路を模式的に示した回路図である。エレクトロクロミック層を酸化還元反応させるためには画素電極に大きな電流を流す必要があり、以下の駆動回路は酸化還元反応を確実に且つ低消費電力で行うのに適した回路構成であるが、本発明のでは、映像信号に応じて画素電極に所定の電流が供給できる構成であれば、以下の駆動回路以外の構成を適用してもよい。
【００１９】
この駆動回路は、各画素にスイッチング手段と、書き換え指定手段と、電位制御手段と、電源遮断手段とを備えている。具体的には、スイッチング手段Ａとしてスイッチング用ＴＦＴ１３を用い、書き換え指定手段ＢとしてＮ型のＴＦＴ１４とコンデンサ１５、電位制御手段ＣとしてＣＭＯＳ１６、電力遮断手段Ｄとして２つのＮ型ＴＦＴ１７を用いている。ＴＦＴ１３のゲート電極はゲート線１２と接続し、ＴＦＴ１３のソース電極はソース線１２に接続している。ＴＦＴ１４のゲート電極はゲート線１２と平行に走るワード線１８に接続し、ＴＦＴ１４のソース電極はソース線１２に接続し、ＴＦＴ１４のドレイン電極はコンデンサ１５に接続すると共に、ＴＦＴ１７のそれぞれのゲート電極に接続する。ＴＦＴ１７のソース電極は、２本の電力供給線Ｖｄｄ、Ｖｓｓの何れかと各々接続している。ＴＦＴ１７のドレイン電極は、ＣＭＯＳ１６を構成するＰ型ＴＦＴとＮ型ＴＦＴの何れかと各々接続し、ＣＭＯＳ１６の入力端はＴＦＴ１３のドレイン電極と接続し、ＣＭＯＳ１６の出力端は画素電極２へ接続する。例えば、電力供給線Ｖｄｄには＋５Ｖ、Ｖｓｓには０Ｖが供給されており、電極供給線Ｖｄｄ、Ｖｓｓから画素電極２にはＣＭＯＳ１６等を介してソース線１２の映像信号に応じた電流が供給される。
【００２０】
そしてゲート線に走査信号を供給して各画素を順次走査して行くが、走査されている画素のうちワード線１８に書換え信号が供給されている画素に対して書換えを行う。つまりワード線１８とソース線１２により選択された各画素において、書き換えが必要か否かが指定され、書き換えが必要と指定された画素においては、画素電極２への電力供給が行われ、書き換えが不要と指定された画素においては、画素電極２への電力供給が行われないこととなる。
【００２１】
エレクトロクロミック表示装置の場合、所謂表示のメモリ性を有しているため、対応する画素の表示が前回の選択時と同じであれば、そのままの表示を保持しておいた方が消費電力の低減につながる。そこで各画素に書き換え指定手段と、電力遮断手段とを設けることで、前回選択時の表示状態と今回選択時の表示状態に変化がなければ、書き換え指定手段により、書き換え不要と指示し、電力遮断手段において電力の供給を遮断する。前回選択時の表示状態と今回選択時の表示状態に変化があれば、書き換え指定手段により、書き換え必要と指示し、電力遮断手段において電力の供給を遮断しない。
【００２２】
次に表示領域における電力供給線の配置を説明する。図３は電力供給線Ｖｄｄの配置を模式的に示した平面図である。なお、ここでは電力供給線Ｖｄｄしか示さないが、電力供給線Ｖｓｓについても同様の構成を取ることができる。
【００２３】
本実施形態においては、表示領域２０の左側に配置された電源端子２１に、行方向に延びる電流供給線２３の一端を幹線２４によって接続している。さらに表示領域２０内において隣り合う電流供給線２３同士を複数の連結線２５で結線している。これにより、隣り合う電流供給線２３が梯子状に結線されるため、画素の表示状態に影響することなく電極供給線２３に均一な電力を供給することができる。
【００２４】
また、表示領域２０内で電流供給線２３の１本が断線した場合であっても、隣接する電流供給線２３から電流が供給されるため、断線部分から先の表示が消えることはなく、断線による表示の欠落を有効に防止することができる。
【００２５】
連結線２５を設ける間隔は特に制限はないが、連結線２５の間隔が密になるほど電流の供給に対して有効であるが、それだけ表示領域２０内の配線構造が複雑になる。したがって各電流供給線２３上に２ｍｍ以上の間隔で連結線２５を設けるのが好ましく、２〜３ｍｍ間隔とするのがより好ましい。
【００２６】
次に図４に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態は、電力供給線２３や電源端子２１のレイアウトが上述した実施形態と異なっており、図４は電力供給線２３の配置を模式的に示した平面図である。図４では電力供給線２３の両端に幹線２４を設け、それぞれの幹線２４に電源端子２１を設けている。したがって各電力供給線２３には両端側から電流が供給される。この場合、表示領域内の連結線を少なくしても、各電力供給線に均一な電流を流すことができる。
【００２７】
次に図５に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態は、電力供給線２３や電源端子２１のレイアウトが上述した実施形態と異なっており、図５は電力供給線２３の配置を模式的に示した平面図である。この実施形態では、表示領域内の４つの小領域に区画し、小領域毎に電源端子２１や連結線２５を配置している。つまり各小領域に対して少なくとも１つの電源端子２１が設けられ、各小領域内で電力供給線２３が他の電力供給線２３と連結線２５を介して接続されている。この構成では、表示領域２０に流れる電流がそれぞれの小領域に分散されて流れるので、１つの電源端子２１を介して表示領域２０の全体に電流が供給される方式に比べ、幹線２２に流れる電流量が小さくなり、配線の劣化や焼き切れなどの発生を防止することができる。
【００２８】
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば上記実施形態以外の形態も可能である。例えば、ガラス基板１の他に、プラスチック基板等、他の絶縁性基板を用いても構わない。また絶縁性基板は可撓性を持ったフィルム状のもでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の画素の断面概略図である。
【図２】本発明の実施形態の各画素の回路図である。
【図３】本発明の実施形態の電力供給線の配置を示す平面図である。
【図４】他の実施形態における電力供給線の配置を示す平面図である。
【図５】他の実施形態における電力供給線の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    画素電極
３、９  エレクトロクロミック層
２０  表示領域
２１  電源端子
２３  電力供給線
２５  連結線
【図１】
2005084216.tif 000003
【図２】
2005084216.tif 000004
【図３】
2005084216.tif 000005
【図４】
2005084216.tif 000006
【図５】
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