(57)【要約】(Ａ)ソース接点と、ドレイン接点と、少なくとも１つのゲート電極と、ソース接点とドレイン接点との間に配置してあり、これらの接点と直接電気接触している電気化学的にアクティブな要素であり、トランジスタ・チャネルを含み、そのレドックス状態の変化を通じてその導電率を電気化学的に変える能力を有する有機材料からなる材料で作られている電気化学的にアクティブな要素と、電気化学的にアクティブな要素および前記少なくとも１つのゲート電極との間に介在し、それらと直接的に電気接触しており、電気化学的にアクティブな要素と前記ゲート電極と間の電子流を阻止するようになっている凝固電解液とを含み、ソース接点およびドレイン接点間の電子の流れが、前記ゲート電極に印加された電圧によって制御可能である電気化学トランジスタ装置と、（Ｂ）(ｉ)少なくとも１つの酸化状態において導電状態になる少なくとも１つの材料と、(ii)少なくとも１つのエレクトロクロミック材料とを含み、前記材料(ｉ)および(ii)が同じであっても異なっていてもよい少なくとも１つのエレクトロクロミック要素と、このエレクトロクロミック要素と直接的に電気接触している凝固電解液の少なくとも１つの層と、間に電圧を印加されるようになっている少なくとも２本の電極とを含み、前記電極の各々が、前記電解液層および前記エレクトロクロミック要素から選ばれた構成要素と直接的に電気接触しているエレクトロクロミック装置とからなり、この構成において、電気化学トランジスタ装置Ａの前記ソース、ドレイン接点のうちの１つが、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のうちの１つと電気接触しているピクセル装置が提供される。また、このような電気化学ピクセル装置のマトリックスも提供される。電気化学ピクセル装置の製造方法も提供される。【選択図】図１
2004522189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Ａ)ソース接点と、ドレイン接点と、少なくとも１つのゲート電極と、ソース接点とドレイン接点との間に配置してあり、これらの接点と直接電気接触している電気化学的にアクティブな要素であり、トランジスタ・チャネルを含み、そのレドックス状態の変化を通じてその導電率を電気化学的に変える能力を有する有機材料からなる材料で作られている電気化学的にアクティブな要素と、電気化学的にアクティブな要素および前記少なくとも１つのゲート電極との間に介在し、それらと直接的に電気接触しており、電気化学的にアクティブな要素と前記ゲート電極と間の電子流を阻止するようになっている凝固電解液とを含み、ソース接点およびドレイン接点間の電子の流れが、前記ゲート電極に印加された電圧によって制御可能である電気化学トランジスタ装置と、（Ｂ）(ｉ)少なくとも１つの酸化状態において導電状態になる少なくとも１つの材料と、(ii)少なくとも１つのエレクトロクロミック材料とを含み、前記材料(ｉ)および(ii)が、同じであっても異なっていてもよい少なくとも１つのエレクトロクロミック要素と、このエレクトロクロミック要素と直接的に電気接触している凝固電解液の少なくとも１つの層と、間に電圧を印加されるようになっている少なくとも２本の電極とを含み、前記電極の各々が、前記電解液層および前記エレクトロクロミック要素から選ばれた構成要素と直接的に電気接触しているエレクトロクロミック装置とからなり、この構成において、電気化学トランジスタ装置Ａの前記ソース、ドレイン接点のうちの１つが、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のうちの１つと電気接触しているピクセル装置。
【請求項２】
電気化学トランジスタ装置Ａのソース接点が、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のうちの１つと電気接触している、請求項１に記載の電気化学ピクセル装置。
【請求項３】
電気化学トランジスタ装置Ａのドレイン接点が、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のうちの１つと電気接触している、請求項１に記載の電気化学ピクセル装置。
【請求項４】
電気化学トランジスタ装置Ａの前記ソース、ドレイン接点、ゲート電極および電気化学的にアクティブな要素が１つの共通平面に配置されている、請求項１〜３のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項５】
電気化学トランジスタ装置Ａにおいて、凝固電解液の連続または中断した層が、電気化学的にアクティブな要素を覆っており、また、少なくとも部分的に前記ゲート電極を覆っている、請求項４に記載の電気化学ピクセル装置。
【請求項６】
電気化学トランジスタ装置Ａにおいて、前記ソース、ドレイン接点およびゲート電極のうちの少なくとも１つが、電気化学的にアクティブな要素と同じ材料から形成されている、請求項１〜５のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項７】
電気化学トランジスタ装置Ａにおいて、前記ソース、ドレイン接点およびゲート電極のすべてが、電気化学的にアクティブな要素と同じ材料から形成されている、請求項６に記載の電気化学ピクセル装置。
【請求項８】
電気化学トランジスタ装置Ａにおいて、ソース、ドレイン接点および電気化学的にアクティブな要素が、有機材料からなる前記材料の連続部片から形成されている、請求項６または７による電気化学ピクセル装置。
【請求項９】
エレクトロクロミック装置Ｂにおいて、電極が、エレクトロクロミック要素と同じ材料から形成されている、請求項１〜８のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１０】
電気化学トランジスタ装置Ａのソース、ドレイン接点、電気化学的にアクティブな要素およびゲート電極、そして、エレクトロクロミック装置Ｂのエレクトロクロミック要素および電極が、すべて、同じ材料から形成されている、請求項１〜９のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１１】
電気化学トランジスタ装置Ａにおいて、有機材料がポリマーである、請求項１〜１０のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１２】
エレクトロクロミック装置Ｂにおいて、エレクトロクロミック材料が、エレクトロクロミック・ポリマーからなる、請求項１〜１１のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１３】
電気化学トランジスタ装置Ａにおける有機材料がポリマーであり、エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック材料が、エレクトロクロミック・ポリマーからなる、請求項１１または１２による電気化学ピクセル装置。
【請求項１４】
エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック・ポリマーが、電気化学トランジスタ装置Ａにおけるポリマーと同じ材料である、請求項１３による電気化学ピクセル装置。
【請求項１５】
エレクトロクロミック装置Ｂに存在する任意のエレクトロクロミック・ポリマーおよび電気化学トランジスタ装置Ａに存在する任意のポリマーが、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリイソチアナフタレン、ポリフェニレン・ビニレンおよびそれらのコポリマーからなるグループから選択される、請求項１１〜１４のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１６】
エレクトロクロミック装置Ｂに存在する任意のエレクトロクロミック・ポリマーおよび電気化学トランジスタ装置Ａに存在する任意のポリマーが、３,４−ジアルコキシチオフェンのポリマーまたはコポリマーであり、２つのアルコキシル基が、同じでも異なっていてもよく、または、一緒になって、場合によっては置換されているオキシ−アルキレン−オキシ・ブリッジを示していてもよい、請求項１５による電気化学ピクセル装置。
【請求項１７】
３,４−ジアルコキシチオフェンの前記ポリマーまたはコポリマーが、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）誘導体およびそれらのコポリマーからなるグループから選択される、請求項１６による電気化学ピクセル装置。
【請求項１８】
エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック材料および／または電気化学トランジスタ装置Ａにおける有機材料が、ポリアニオン化合物を含む、請求項１〜１７のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項１９】
前記ポリアニオン化合物が、ポリ(スチレン・スルホネート）またはその塩である、請求項１８による電気化学ピクセル装置。
【請求項２０】
電気化学トランジスタ装置Ａにおける凝固電解液および／またはエレクトロクロミック装置Ｂにおける凝固電解液が、バインダを含む、請求項１〜１９のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２１】
前記バインダが、ゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（ビニルピロリドン）、多糖類、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン酸化物、ポリエチレン酸化物、ポリ(スチレン・スルホン酸)、ポリ（ビニルアルコール）およびそれらの塩およびコポリマーからなるグループから選択されたゲル化剤である、請求項２０による電気化学ピクセル装置。
【請求項２２】
電気化学トランジスタ装置Ａにおける凝固電解液および／またはエレクトロクロミック装置Ｂにおける凝固電解液が、イオン塩を含む、請求項１〜２１のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２３】
電気化学トランジスタ装置Ａおよびエレクトロクロミック装置Ｂにおいて同じ凝固電解液が使用される、請求項１〜２２のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２４】
支持体上に配置された、請求項１〜２３のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２５】
前記支持体が、ポリエチレン・テレフタレート、ポリエチレン・ナフタレン・ジカルボキシレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、紙、コート紙、樹脂コート紙、積層紙、板紙、段ボールおよびガラスからなるグループから選択される、請求項２４による電気化学ピクセル装置。
【請求項２６】
前記支持体が、反射性である、請求項２４または請求項２５による電気化学ピクセル装置。
【請求項２７】
エレクトロクロミック装置Ｂにおいて、電極およびエレクトロクロミック要素が、１つの共通平面に横に並んで配置されている、請求項１〜２６のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２８】
エレクトロクロミック装置Ｂにおいて、電極およびエレクトロクロミック要素が、垂直方向に配置されている、請求項１〜２６のいずれか１つによる電気化学ピクセル装置。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか１つによる複数の電気化学ピクセル装置からなるマトリックス。
【請求項３０】
電気化学ピクセル装置が、各々、１つのゲート電極を有する、請求項２９によるマトリックス。
【請求項３１】
電気化学ピクセル装置が、各々、少なくとも２つのゲート電極を有する、請求項２９によるマトリックス。
【請求項３２】
各電気化学ピクセル層のゲート電極のうちの１つが、抵抗を備えており、ピクセル間のクロストークを最小限に抑える、請求項３１によるマトリックス。
【請求項３３】
請求項２９〜３２のいずれか１つによるマトリックスからなるピクセル化ディスプレイ。
【請求項３４】
前記接点、電極、電子化学的にアクティブな要素、エレクトロクロミック要素および電解液を支持体上に付着させる、請求項１による電気化学ピクセル装置を製造する方法。
【請求項３５】
前記接点、電極、電気化学的にアクティブな要素、エレクトロクロミック要素および／
または電解液を印刷技術によって付着させる、請求項３４による方法。
【請求項３６】
前記接点、電極、電気化学的にアクティブな要素、エレクトロクロミック要素および電解液を、コーティング技術によって付着させる、請求項３４による方法。
【請求項３７】
電気化学トランジスタ装置Ａの前記有機材料および／またはエレクトロクロミック装置Ｂの前記エレクトロクロミック要素が、ポリマーからなり、現場重合によって支持体上に前記ポリマーを付着させる、請求項３４〜３６のいずれか１つによる方法。
【請求項３８】
減法法を使用して接点、電極、電気化学的にアクティブな要素およびエレクトロクロミック要素のうち任意の１つをパターン化する、請求項３４〜３７のいずれか１つによる方法。
【請求項３９】
前記パターン化が、化学エッチングによって実施される、請求項３８による方法。
【請求項４０】
前記パターン化が、ガス・エッチングによって実施される、請求項３８による方法。
【請求項４１】
前記パターン化が、スクラッチング、スコーリング、スクレーピングおよびミリングを含む機械式手段によって実施される、請求項３８による方法。
【請求項４２】
前記電気化学ピクセル装置が請求項２〜２８に記載されているようなものである、請求項３４〜４１のいずれか１つによる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学装置、特に、導電性有機材料およびエレクトロクロミック材料に基づく印刷可能な電気化学ピクセル装置に関する。本発明は、また、電気化学ピクセル装置を製造する方法および電気化学ピクセル装置のマトリックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導電性および導電性の有機材料（ポリマー、分子両方）を、たとえば、スマートウィンドウやポリマー電池におけるダイナミック発色材として、広範囲にわたる電子装置、たとえば、電気化学装置に組み込むことに成功している。可動性イオンに影響を与える可逆性ドーピング・デドーピングは、異なったレドックス状態の間で材料を切り替える。
【０００３】
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）装置の実現のために半導電性ポリマーが使用されてきた。これらの装置のトランジスタ・チャネルは、当該半導電性ポリマーからなり、それらの機能は、外部から印加された電界によって生じる半電導性ポリマーの電荷担体特性の変化に基づいている。このようなトランジスタにおいて、電界が単にポリマー材料内の変化を再分布させるという点で、ポリマーが、伝統的な半導体として使用されている。このようなトランジスタの１つで、小型化に適しており、全体的にポリマー材料からなる集積回路の製造に使用され得るトランジスタが実現されている（ＰＣＴ公報Ｗ０９９／１０９３９）。ここには、サンドイッチ構造の積層体が、トップ・ゲート構造またはボトム・ゲート構造について説明されている。トランジスタのチャネルにおいて半導電性材料としてポリマーも使用して類似した構成を有するトランジスタ装置が、欧州特許出願ＥＰ１０４１６５３に記載されている。
【０００４】
有機材料に基づく別のタイプのトランジスタ装置では、有機材料における電気化学レドックス反応を利用している。これらの装置は、電解液と、酸化状態と還元状態との間で切り替えられ得る導電性ポリマーとを含む。これらの酸化状態のうちの１つは、材料における低導電率、好ましくはゼロ導電率に対応し、他の酸化状態は、第１の状態に対して高い導電率に対応する。電気化学トランジスタ装置は、たとえば、溶液内のオキシダントを検出するためのセンサとして使用されてきた（検討のためには、Baughman and Shacklette, Proceedings of the Sixth Europhysics Industrial Workshop (1990), p 4761を参照されたい）。さらに、電気化学タイプのトランジスタが、Rani等（J Solid State Electrochem (1998), vol 2, p 99-101）において報告されている。この従来技術トランジスタにおけるゲート電極構成が、この文献の図１に示されている。
【０００５】
エレクトロクロミック材料は、電気化学的な還元および／または酸化反応の結果として色変化または光学濃度変化を呈する。エレクトロクロミック材料は、固体として存在する可能性もあるし、または、電解溶液内に分子、中性化学種またはイオン種として存在する可能性もある。これらの材料は、エレクトロクロミック・セルの製作のために使用されてきた。そこにおいて、エレクトロクロミック・セルでは、電荷の通過によって、材料に色変化が生じる。エレクトロクロミック・セルは、異なった種類のエレクトロクロミック装置において使用されるが、これらの装置は、２つの主要なカテゴリに区別できる。これら２つのカテゴリは、主として、エレクトロクロミック・セルの要素の配置の点で異なっている。
【０００６】
第１カテゴリのエレクトロクロミック装置は、サンドイッチ構造を利用しており、自動車のウィンドウ、建物のウィンドウ、サングラス、大型ビルボード、可変反射率を有する鏡、サンルーフなどのような用途で使用されている。このタイプのエレクトロクロミック装置においては、エレクトロクロミック材料および電解液の層を完全に覆う２つの電極の間に、エレクトロクロミック材料および電解液の連続層（ならびに、イオン・レザバー材料の層）が閉じこめられている。エレクトロクロミック装置が役立つためには、前記電極のうちの少なくとも１つが、装置を通して光を通すために透明でなければならない。この要件は、従来技術では、インジウム・ドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、二酸化スズまたはフッ素ドープ二酸化スズのような電極材料を使用して満たされている。これらの用途で使用されるエレクトロクロミック材料は、様々であるが、ＷＯ３のような重金属酸化物またはポリアニリンまたはポリピロールのような導電性ポリマーをベースとすることが多い。導電性エレクトロクロミック・ポリマーのポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）についてかなりの研究がなされ、このポリマーを組み込んでいるサンドイッチ装置が実現されている。
【０００７】
第２カテゴリのエレクトロクロミック装置は、可撓性支持体上に実現するための電気的にアップデート可能なディスプレイを提供することを意図している。米国特許第５,７５４,３２９号が、このようなディスプレイを記載しており、このディスプレイでは、エレクトロクロミック装置の電極は、全く同一の平面に設置されており、エレクトロクロミック材料と電極の間の境界面で局部的色効果を発生させるためにエレクトロクロミック材料の層と接触している。米国特許第５,８７７,８８８号が、この装置のさらなる展開を示しており、二面ディスプレイを記載している。しかしながら、ディスプレイ支持体の両側にある電極がエレクトロクロミック材料としか接触しないことを考えれば、エレクトロクロミック装置の構成要素層の配置は、米国特許第５,７５４,３２９号の装置の配置に類似しており、エレクトロクロミック効果の発生は電極のエリアに限定される。これらの装置において使用されるエレクトロクロミック材料が、米国特許第５,８１２,３００号に詳しく記載されている。
【０００８】
ピクセル・ディスプレイの積極的な取り扱いが、たとえば、Firester AH, in “Active Matrix Technology", chapter 5 of "Flat-Panel Display Technologies", eds Tannas, Glenn, Doane et al, 1995 (ISBN 0-8155-1387-9)に記載されている。この分野の従来技術が、さらに、米国特許第６,１５７,３５６号、同第６,０２３,２５９号および同第６,０７２,５１７号に記載されている。アクティブ・マトリックス駆動式ＯＬＥＤディスプレイ（有機発光ディスプレイ）が、たとえば、Philips and Cambridge Display Technology (CDT)によって実現されている。上記トランジスタと関連して強調されたことと平行して、これらの用途のすべてで使用されるトランジスタは、ポリマー材料を使用している場合、伝統的な半導体としてポリマー材料を利用している。
【０００９】
上記の従来技術のディスプレイにおけるピクセル・マトリックスに伴う問題は、製造が難しく、高価であるという事実を含む。特に、実際に大量生産できる電子化学ピクセル装置が、開示されたことはない。さらに、従来技術装置において、ピクセル要素を実際に使用するには、比較的高い電力消費率が妨げとなっている。また、さらに、従来技術による装置において、使用される材料は、環境への優しさ、加工性および経済的な製造可能性を欠いている。したがって、ディスプレイで使用され得るマトリックスに組み込むための新規で改良されたピクセル装置の要望がある。
【発明の開示】
【００１０】
本発明の目的のうちの１つは、電気化学ピクセル装置の技術を開発することによって、そして、従来技術よりも優れた取扱い性、製造性、廃棄処分性その他の特性を有する装置を提供することによって、この要望に応えることにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、普通の印刷方法によって広範囲にわたる異なった剛性または可撓性の基材上に付着（deposited）させることができる電気化学ピクセル装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、それを付着させた支持体と一緒の装置の廃棄処分が取り扱い問題を生じさせることがなく、また、装置の使用に際して安全性が制限されることがない環境的に安全な電気化学ピクセル装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、融通性に富み、設計が容易であり、良好な画質を可能にした、アクティブにアドレス指定されるマトリックス・ディスプレイを提供することにある。
【００１４】
本発明のまた別の目的は、導電性有機材料のいくつかの異なった性質を組み合わせて導電性有機材料の新しい用途を可能にすることにある。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、周知であり、比較的安価で、容易にスケールアップできる普通の印刷方法その他の付着技術を利用する上記装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
上記の目的は、特許請求の範囲の独立項に定義されたような発明により達成される。本発明の特別な実施態様は、特許請求の範囲の従属項に定義されている。それに加えて、本発明は、以下の詳細な説明から明らかとなる利点および特徴を有する。
【００１７】
したがって、ここに提供される電気化学ピクセル装置は、以下の構成要素を含む。
【００１８】
（Ａ）電気化学トランジスタ装置：これは、ソース接点と、ドレイン接点と、少なくとも１つのゲート電極と、ソース接点とドレイン接点との間に配置してあり、これらの接点と直接電気接触している電気化学的にアクティブな要素であり、トランジスタ・チャネルを含み、そのレドックス状態の変化を通じてその導電率を電気化学的に変える能力を有する有機材料からなる材料で作られている電気化学的にアクティブな要素と、電気化学的にアクティブな要素および前記少なくとも１つのゲート電極との間に介在し、それらと直接的に電気接触しており、電気化学的にアクティブな要素と前記ゲート電極と間の電子流を阻止するようになっている凝固電解液とを含み、ソース接点およびドレイン接点間の電子の流れは、前記ゲート電極に印加された電圧によって制御可能であり、そして、
（Ｂ）エレクトロクロミック装置：これは、(ｉ)少なくとも１つの酸化状態において導電状態になる少なくとも１つの材料と、(ii)少なくとも１つのエレクトロクロミック材料を含み、前記材料(ｉ)および(ii)は、同じであっても異なっていてもよい少なくとも１つのエレクトロクロミック要素と、このエレクトロクロミック要素と直接的に電気接触している凝固電解液の少なくとも１つの層と、間に電圧を印加されるようになっている少なくとも２本の電極とを含み、前記電極の各々が、前記電解液層および前記エレクトロクロミック要素から選ばれた構成要素と直接的に電気接触しており、
この構成において、電気化学トランジスタ装置Ａの前記ソース、ドレイン接点のうちの１つが、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のうちの１つと電気接触している。
【００１９】
したがって、本発明は、トランジスタおよびカラー・セルの組み合わせからなるいわゆる「スマート・ピクセル」を上記のような新規な構成要素によって組み立てることができるという発見に基づいている。電気化学トランジスタ装置Ａおよびエレクトロクロミック装置Ｂにおいて使用されるまさにその材料の電気化学的性質に依存して、エレクトロクロミック装置Ｂは、電気化学トランジスタ装置Ａのソース、ドレイン接点のいずれかに接続することができる。エレクトロクロミック要素を発色または脱色させるためにエレクトロクロミック・ディスプレイＢに印加される電圧が、電気化学トランジスタ装置Ａのゲート電圧を制御することによって調整され得るという点で、電気化学ピクセル装置は有利である。本発明の電気化学ピクセル装置のこの有益な性質により、この電気化学ピクセル装置は、このようなピクセルのマトリックス組立体を構築するのに適する。したがって、本発明の電気化学ピクセル装置は、この技術分野では知られている方法で、アクティブにアドレス指定され得るマトリックスを形成するのに使用することができる。
【００２０】
電気化学トランジスタ装置Ａ：
本発明による電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置Ａの構造は、ほんの少しの層、たとえば、導電性有機材料からなる１つのパターン化された材料層を有する積層トランジスタ装置の実現を可能にし、この材料層が、ソース接点、ドレイン接点およびゲート電極ならびに電気化学的にアクティブな要素を含むという点で有利である。それ故、ソース、ドレイン接点および電気化学的にアクティブな要素は、前記材料の１つの連続した部片により形成されると好ましい。あるいは、ソース、ドレイン接点は、電気化学的にアクティブな要素と直接的に電気接触している他の導電性材料から形成してもよい。ゲート電極も別の導電性材料であってよい。必要な電気化学反応を提供し、それによって、アクティブな要素の導電率を変えるためには、アクティブな要素およびゲート電極と直接的に電気接触するように凝固電解液が配置される。
【００２１】
好ましい実施態様において、ソース、ドレイン接点およびゲート電極ならびにアクティブな要素は、すべて、共通平面に配置され、これにより、通常の印刷方法による装置の製造を簡略化する。したがって、本発明のこの実施例による電気化学装置は、横型装置構成を使用する。凝固電解液の層は、少なくとも部分的にゲート電極を覆うと共に、電気化学的にアクティブな要素を覆うように付着させると有利である。この凝固電解液層は、２つの主要タイプのトランジスタ構造のうちどちらを実現しようとしているのかに部分的に依存して、連続的であってもよいし、非連続的であってもよい（以下を参照）。
【００２２】
本発明による電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置により、ソース、ドレイン接点間の電子流を制御することが可能になり、したがって、エレクトロクロミック装置Ｂのエレクトロクロミック要素を通る電流を制御することができる。電気化学的にアクティブな要素のトランジスタ・チャネルの導電率は、有機材料のレドックス状態を変えることによって変更可能である。これは、電解液に電界を発生させる、ゲート電極への電圧の印加によって達成される。電解液と電気化学的にアクティブな要素との接触エリアにおいて、電気化学レドックス反応が生じ、これが有機材料の導電率を変える。トランジスタ・チャネルにおける有機材料は、前記レドックス反応の結果として導電状態から非電導状態まで変えられるか、または、非電導状態から導電状態に変えられる。
【００２３】
当業者には容易にわかるように、そして、普通の電界効果トランジスタと類似しているように、本発明の電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置Ａは、ゲート電極およびソース接点の短絡またはゲート電極およびドレイン接点の短絡によって、ダイオード装置として機能するように容易に作ることができる。このやり方で、電気化学トランジスタ装置Ａの任意構成をダイオードとして使用できることができる。
【００２４】
導電性有機材料および電解液の精密なパターン化に応じて、本発明の電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置Ａは、双安定性タイプでもダイナミック・タイプのいずれにもなり得る。双安定トランジスタ実施例においては、ゲート電極に印加される電圧は、外部回路が壊れたとき、すなわち、印加電圧が除去されたときに維持されるトランジスタ・チャネルの導電率における変化の原因となる。電気化学的にアクティブな要素およびゲート電極が互いに直接的に電気接触しておらず、電解液により分離されているので、印加電圧により誘起される電気化学反応が逆転することはない。この実施例においては、トランジスタ・チャネルは、ほんの小さい過渡ゲート電圧を使用して、非導電状態と導電状態と間で切替えられ得る。双安定トランジスタは、誘起されたレドックス状態に、何日も、最も好ましい理想的な場合には、無限に維持され得る。
【００２５】
したがって、電気化学トランジスタ装置Ａの双安定実施例は、ゲート電極に印加された短い電圧パルスだけを使用してオン、オフすることができるという点で、メモリ機能を備える。印加電圧が除去された後でさえ、トランジスタは、導電または非導電のレドックス状態にとどまる。このような双安定トランジスタによるさらなる利点は、ゲートに印加された短い電圧パルスが、対応するダイナミックな装置の操作に必要とされるゲート電圧の数分の一以下であればよいため、ゼロに近いパワー動作が可能となるということである。
【００２６】
電気化学トランジスタ装置のダイナミック実施例においては、材料のレドックス状態の変化は、ゲート電圧の撤回の際に、自動的に逆転する。この逆転は、電気化学的にアクティブな要素におけるトランジスタ・チャネルに隣接してレドックス・シンク・ボリュームを設けることで得られる。また、第２のゲート電極が設けられ、２つのゲート電極が、電気化学的にアクティブな要素の両側（片側はトランジスタ・チャネルに近く、他方の側はレドックス・シンク・ボリュームに近い）に位置するように配置される。両方のゲート電極は、電解液によって電気化学的にアクティブな要素から分離されている。２つのゲート電極間に電圧を印加することで、電気化学的にアクティブな要素が分極化されることになり、それによって、レドックス反応が生じ、トランジスタ・チャネルにおける有機材料が還元される一方でレドックス・シンク・ボリュームにおける有機材料が酸化するか、または、その逆となる。トランジスタ・チャネルおよびレドックス・シンク・ボリュームが互いに直接的に電気接続しているので、ゲート電圧の撤回により、レドックス反応の自動的な逆転が生じ、その結果、トランジスタ・チャネルの初期導電率が再確立される。従来技術の電気化学トランジスタとは対照的に、本発明のこの実施例によるダイナミック・トランジスタが、逆転バイアスを必要とすることなく自動的に初期導電率状態に戻るということは強調されるべきであろう。
【００２７】
エレクトロクロミック装置Ｂ：
本発明による電気化学ピクセル装置におけるエレクトロクロミック装置Ｂは、電解液と直接的に電気接触しているエレクトロクロミック要素を含む。電源の少なくとも２本の電極は、各々、電解液またはエレクトロクロミック要素のいずれかと直接的に電気接触しており、発色または脱色電気化学反応のための電荷担体の供給を可能にする。電極は、エレクトロクロミック要素と同じ材料から形成されていてもよい。エレクトロクロミック要素に対する電極の接触（直接的または電解液経由）は、本発明による電気化学ピクセル装置の設計に応じて、横向または縦方向配置を介して行われ得る。
【００２８】
一実施例において、電極が一平面に横に並んで配置されている電気化学ピクセル装置のエレクトロクロミック装置Ｂが提供される。それ故、電極は、普通の方法で支持体上に付着され、任意所望のやり方でパターン化され得る電極層を形成する。電極のこの配置が使用されるとき、電解液またはエレクトロクロミック要素が形成された接続部は、好ましくは、前記電解液またはエレクトロクロミック要素の１枚の層だけで作られる。あるいは、電極のうちの１つをエレクトロクロミック要素に関して横方向に設置し、第２の電極を下方に設置し、電解液によってエレクトロクロミック要素から分離させる。このような縦型設計は、この配置において、もちろんエレクトロクロミック要素を除いてエレクトロクロミック装置の構成要素のいくつかを見えないように隠すことができるので、電気化学ピクセル装置の構造においては有利であるかも知れない。電解液および第２電極のトップ上のエレクトロクロミック要素のこの配置は、複数の電気化学ピクセル装置からなり、ピクセル化ディスプレイを形成するマトリックスに関連して特に有利である。このようなディスプレイの可視表面の最大部分がエレクトロクロミック要素からなるという事実は、最大の画質および鮮明度を与える。また、導線の交差が少なくなるように設計する必要があるため、電気化学ピクセル装置マトリックスの構造は、エレクトロクロミック装置Ｂの電極のこの縦型配置でより簡単になる。本発明の電気化学ピクセル装置のエレクトロクロミック装置Ｂの設計のこの特徴を、以下に、より詳しく説明する。
【００２９】
本発明のいくつかの実施例において、エレクトロクロミック装置Ｂ内の電解液は、連続層の形をしており、電圧の印加が電圧を除去した際に逆転する色変化を生じさせることになるダイナミック装置を与える。本発明の他の実施例においては、電解液が電極の間でパターン化されたエレクトロクロミック装置が提供される。それ故、装置の電気化学セルへの電圧の印加で、電圧を除去した際に逆転されない還元、酸化反応を生じさせるようにこの装置のイオン伝導が中断される。したがって、状態間の双安定切り替え作用が、装置のこのような実施例のこれらのアキュムレータ様特性によって可能になる。
【００３０】
本発明の実施例においては、エレクトロクロミック要素の前記エレクトロクロミック材料を補完するように少なくとも１つの別のエレクトロクロミック材料からなるエレクトロクロミック装置が提供される。これにより、２つ以上の色、たとえば、装置の異なった位置で同時に生じる１つの色発生酸化反応および１つの色発生還元反応を持つ装置を実現することが可能となる。さらに別の例として、同じ部位に異なった印加電圧で異なった色を生じさせるレドックス反応を設計できる。このさらに別のエレクトロクロミック材料は、凝固電解液内に設けてもよいし、エレクトロクロミック要素内に設けてもよい。それ故、このエレクトロクロミック材料は、たとえば、エレクトロクロミック・レドックス・ペアからなると言える。
【００３１】
本発明の電気化学ピクセル装置におけるエレクトロクロミック装置Ｂの実施例は、また、それ自体エレクトロクロミック効果を生じることがないレドックス・アクティブ材料からなるものであってもよい。このような材料は、以下の２つの役割のいずれかまたは両方を果すことができる。すなわち、(ｉ)エレクトロクロミック装置Ｂのいくつかの配置において、相補的なレドックス反応がない場合、エレクトロクロミック要素の全ボリュームのエレクトロクロミック材料が、完全に酸化または還元され得ず、むしろ、材料の一部のみが、酸化または還元されることになるという役割で、したがって、さらに別のレドックス・アクティブ材料の追加によりエレクトロクロミック材料を完全に酸化または還元することが可能になるという役割と、(ii)エレクトロクロミック材料が、過剰酸化に敏感となり、高すぎる印加電圧を発生し、エレクトロクロミック材料を破壊して役立たなくする可能性があるため、この装置に含まれるさらに別のレドックス・アクティブ材料で、エレクトロクロミック要素の電気分極を閾値より低い値に制限することによって、このような過剰酸化からエレクトロクロミック材料を保護する機能を果すことができるという役割である。この閾値では、保護作用のあるさらに別のレドックス・アクティブ材料が代わりに酸化され、エレクトロクロミック材料を、それを破壊するであろう分極から保護することになる。上述したことに照らして当業者であれば容易にわかるように、エレクトロクロミック効果を呈する適切に選択されたレドックス・アクティブ材料は、過剰酸化に対する保護という効果と第１のエレクトロクロミック材料の完全な還元／酸化を可能とするという効果のいずれかまたは両方を提供すると同時に、相補的な色発生反応を提供するという機能を果し得る。
【００３２】
本発明の電気化学ピクセル装置におけるエレクトロクロミック装置Ｂのいくつかの実施例においては、エレクトロクロミック装置におけるダイナミックまたは可変性の発色効果が、異なったイオン導電率を有する異なった凝固電解液の組み合わせを使用して発生させられ得る。それ故、エレクトロクロミック要素の複数部分または複数のエレクトロクロミック要素のいくつかが、このような異なった電解液と直接的に電気接触できる。より高いイオン導電率を有する電解液と接触しているエレクトロクロミック・エリアは、より小さいイオン導電率を有する電解液と接触しているエレクトロクロミック・エリアよりも迅速に発色／脱色することになる。そして、それは、異なった発色、脱色速度を持つ異なった画像要素の組み合わせを可能にする。
【００３３】
上述のように、本発明の好ましい実施例においては、電気化学トランジスタ装置Ａのソース、ドレイン接点、電気化学的にアクティブな要素およびゲート電極は、すべて、同じ材料から形成される。適切には、そして、材料がエレクトロクロミック性を有するならば、この材料は、また、エレクトロクロミック装置Ｂにエレクトロクロミック要素を形成するのにも使用され、さらにもっと好ましくは、エレクトロクロミック装置電極を形成するのにも使用される。適切には、前記材料の種々の望ましい性質に鑑みて、異なった構成要素について選ばれた共通材料は、少なくとも１つの酸化状態において、導電性となるエレクトロクロミック・ポリマーである。このような適切なポリマーは、以下の「材料」の項に一覧で示す。
【００３４】
電気化学ピクセル装置の動作を成功させるためには、電気化学トランジスタ装置Ａおよびエレクトロクロミック装置Ｂは、共に、凝固電解液を含む。Ａにおいては、電解液は、電気化学反応でトランジスタ・チャネルの導電率を変えるのを可能にするのに対し、Ｂにおいては、電気化学反応は、エレクトロクロミック要素において色変化を生じさせるのを可能にする。ＡおよびＢにおける凝固電解液は、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、以下の「材料」項で定義するようなものである。加工性および易設計性の理由のために、ＡおよびＢにおける凝固電解液は、同じであると好ましい。
【００３５】
本発明の別の態様では、上記の電気化学ピクセル装置のマトリックスを提供する。電気化学ピクセル装置の有益なプロセス特性により、アクティブにアドレス指定されるピクセル・マトリックスを形成するのが、複数の類似したまたは同一のピクセル装置からなるマトリックスに取み込みためには適切である。アクティブにアドレス指定されるマトリックスを組み込んでいるディスプレイの分野における当業者にとって公知であるように、このようなピクセル・マトリックスは、ピクセルにつながったトランジスタがピクセルのカラー要素に対する電流を制御する可能性を利用する。本発明のこの態様によるマトリックスでは、たとえば、ここに説明した新規な電気化学ピクセル装置が３列、３行からなる場合、色を個々に変えることができるエレクトロクロミック装置Ｂが９個あることになる。また、電流を制御する電気化学トランジスタ装置Ａが９個あることになる。マトリックスの１列または１行が、一度に更新され得る。換言すれば、たとえば、下２列におけるすべてのトランジスタは、「オフ」状態にセットされ、したがって、非導電状態になる。上列にあるトランジスタは、導電状態すなわち「オン」状態にセットされ、その結果、この列におけるすべてのエレクトロクロミック装置の色が個々に変わることができる。第１列におけるディスプレイについてのプロセスが完了した後、第１、第３列のトランジスタが、「オフ」状態にセットされることになる。その一方で、第２列におけるトランジスタが、「オン」状態にセットされ、第２列におけるディスプレイが個々に更新され得る。１つの列の更新後にこの列のトランジスタを「オフ」状態にセットすることによって、当該エレクトロクロミック要素にロードされた電荷がそこに捕らえられることになる。これは、或るエレクトロクロミック要素がしばらくの間その色変化状態にとどまることができることを意味する。要約すると、トランジスタは、エレクトロクロミック要素に印加される電流の制御を可能にし、それによって、個々のディスプレイ・セルの選択を切り替えるのも可能にする。当業者であれば、ここに示した教示を使用して、不当な実験を行うことなく任意数のピクセルを有する、本発明による電気化学ピクセル装置のマトリックスを創り出すことができる。このようなマトリックスで使用される電気化学ピクセル装置の別のマトリックス設計および変形例を示す特別な実施例を以下に詳しく説明する。特に、このようなマトリックスのピクセル形成部分における電気化学トランジスタ装置Ａは、トランジスタ・チャネルへゲート電圧を供給するための１つまたは２つの電極を有し得る。さらに詳しく以下で検討するように、異なったケースにおいて、異なった特性が得られる。簡単に言えば、２つのゲート電極を有する設計は、一般的に、マトリックス・システムにおいて、良好な電流制御を行う。しかしながら、ゲート電極が１つだけの設計では、１つの列におけるすべてのピクセルの第２ゲート電極間のクロストークを防ぐ。クロストークは、２ゲート設計において、生じる可能性のある欠点である。１ゲート設計は、また、導線の交差を少なくする。１つの列における電極間クロストークの問題は、また、抵抗を設けることによって、処理できる。抵抗は、或るピクセルからの電流が同じ列における他のピクセルに拡散するのを防ぐ。
【００３６】
本発明は、また、さらに別の態様において、電気化学ピクセル装置のこのようなマトリックスからなるピクセル化ディスプレイにも敷衍する。
【００３７】
本発明による電気化学ピクセル装置は、支持体（たとえば、ポリマーフィルムまたは紙）に容易に実現され得るという点で、有利である。したがって、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷またはナイフ・コーティング、ドクター・ブレード・コーティング、押出成形コーティングおよびカーテン・コーティングのようなコーティング技術を含む普通の印刷技術によって、異なった構成要素を支持体上に付着させることができる。これは、たとえば、“Modern Coating and Drying Technology" (1992), eds E D Cohen and E B Cutoff, VCH Publishers Inc, New York, NY, USAに記載されている。電気化学トランジスタ装置Ａにおける有機材料として、または、エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック材料としてポリマーを利用する本発明のこれらの実施例において（材料仕様については以下を参照されたい）、この材料は、また、電気重合、紫外線重合、熱重合および化学重合のような方法によって、現場重合によって付着され得る。構成要素のパターン化のためのこれらの加法的な技術の代わりに、化学エッチングまたはガス・エッチングによる、または、スクラッチング、スコーリング、スクレーピング、ミリングのような機械的手段による、または、この技術分野で知られている任意の他の減法的方法による材料の局所的破壊のような減法的技術を使用することも可能である。本発明のまた別の態様は、ここに特定された材料から電気化学ピクセル装置の製造を行う方法を提供する。
【００３８】
本発明の好ましい実施例によれば、電気化学ピクセル装置は、その保護のために、部分的にまたは全体的に封入される。封入は、たとえば、凝固電解液が機能するのに必要な溶媒を保持し、また、酸素が装置における電気化学反応を妨げるのも防ぐ。封入は、液相プロセスを介して達成され得る。したがって、液相ポリマーまたは有機モノマーが、たとえば、吹き付けコーティング、ディップ・コーティングのような方法または先に述べた普通の印刷技術の任意の技術を使用して、装置に付着され得る。付着後、たとえば、紫外線照射または赤外線照射によって、または、溶媒蒸発によって、または、冷却によって、または、エポキシ接着剤のような二成分系を使用することによって、封入剤を硬化させることができる。その場合、成分は、付着直前に混ぜ合わせられる。あるいは、封入は、電気化学ピクセル装置上へ固体フィルムを積層することにより達成される。電気化学ピクセル装置の構成要素を支持体上に配置した本発明の好ましい実施例においては、この支持体は、ボトム封入剤として機能できる。この場合、シートのトップだけを液相封入剤で覆うか、または、固体フィルムで積層するだけでよいという点で封入はさらに便利である。
【００３９】
本発明のさらに別の目的は、その特別な実施例についての以下の図面および詳細な説明から明らかとなろう。これらの明細書および図面は、特許請求の範囲に記載したような発明の例示を意図しており、いかなる意味でも限定ではないことは了解されたい。
【００４０】
定義：
ソース接点：トランジスタ・チャネルに電荷担体を提供する電気的接点。
【００４１】
ドレイン接点：トランジスタ・チャネルから電荷担体を受け入れる電気的接点。
【００４２】
ゲート電極：表面積の任意の分数が凝固電解液と直接的に電気接触している電気的接点、したがって、電気化学的にアクティブな要素とイオン接触している。
【００４３】
電気化学的にアクティブな要素：本発明による「電気化学的にアクティブな要素」は、有機材料のレドックス状態の変化を通じて電気化学的に変化し得る導電率を有する有機材料からなる材料の部片である。電気化学的にアクティブな要素は、凝固電解液を経て少なくとも１つのゲート電極とイオン接触している。電気化学的にアクティブな要素は、さらに、ソース、ドレイン接点の各々と、個々にまたは両方と一体とし、同じ材料または異なった材料で作ってもよい。本発明の電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置Ａの電気化学的にアクティブな要素は、トランジスタ・チャネルを含む。
【００４４】
トランジスタ・チャネル：電気化学的にアクティブな要素の「トランジスタ・チャネル」は、ソース、ドレイン接点間の電気接触を確立する。
【００４５】
レドックス・シンク・ボリューム：電気化学トランジスタ装置Ａの或る実施例では、電気化学的にアクティブな要素は、さらに、「レドックス・シンク・ボリューム」を含む。これは、トランジスタ・チャネルに隣接し、このトランジスタ・チャネルと直接的に電気接触している電気化学的にアクティブな要素の一部であり、トランジスタ・チャネルへ電子を与えたり、または、トランジスタ・チャネルから電子を受け取ったりすることができる。したがって、トランジスタ・チャネル内の任意のレドックス反応は、レドックス・シンク・ボリューム内の互いに反対向きの反応により補完される。
【００４６】
レドックス状態：電気化学的にアクティブな要素またはエレクトロクロミック要素の「レドックス状態」の変化と言ったとき、これは、要素における材料が酸化または還元されるケースならびに一端が還元され、他端が酸化されるように要素内の電荷の再配分があるケースを含むことを意図している。後者の場合、要素は、全体としてその全レドックス状態を保持するが、それにもかかわらず、電荷担体の内部再配分により、ここで用いられる定義に従って、そのレドックス状態は変化してしまっている。
【００４７】
エレクトロクロミック要素：本発明の装置における「エレクトロクロミック要素」とは、異なった形状にパターン化され得る連続した幾何学的ボデーであり、１つの材料または材料の組み合わせからなる。材料は、有機材料、無機材料、分子材料または高分子材料であってもよい。このようなエレクトロクロミック要素は、それが１つの材料からなるか２つ以上の材料の組み合わせであるかどうかにかかわらず、以下の性質を結合する。すなわち、少なくとも１つの材料が、少なくとも１つの酸化状態において電気的に導通状態になる性質と、そして、少なくとも１つの材料が、エレクトロクロミックとなる（すなわち、材料内の電気化学レドックス反応の結果として色変化を示す）性質である。
【００４８】
凝固電解液：本発明の目的のためには、「凝固電解液」は、使用される温度で、充分な剛性があり、電解液の高い粘性／剛性によって、大部分の粒子／フレークが実質的に固定され、流れがない、すなわち、漏出することがない電解液を意味する。好ましいケースにおいては、このような電解液は、適切な流動学的性質を有し、たとえば普通の印刷法によって、この材料を一体シートまたはパターンとして支持体上に容易に塗布することができる。付着後、電解液配合物は、溶媒の蒸発の際に、または、付加的な化学剤によってもたらされる化学架橋反応のために、または、紫外線、赤外線またはマイクロ波の照射または冷却または任意他の手段による物理的な効果によって、凝固するものである。凝固電解液は、好ましくは、ゼラチンまたは重合ゲルのような水様または有機溶媒含有ゲルを含む。しかしながら、固体重合電解液も考えられ、それも本発明の範囲に入る。さらに、この定義は、また、紙、ファブリックまたは多孔性ポリマーのような適切なマトリクス材料に含浸させるか、または、このような材料で支援される任意の他の方法による液状電解溶液も含む。本発明のいくつかの実施例においては、この材料は、実際に、電気化学ピクセル装置を配置した支持体となり、この支持体が、装置の作動の一体的な部分を形成する。
【００４９】
電極：本発明による装置における「電極」とは、導電性材料からなる構造物である。このような電極は、電解液に外部電圧を印加するのを可能にする。それによって、凝固電解液内の電界は、所望の電気化学反応が発生するのに充分に長い時間にわたって持続する。
【００５０】
直接的な電気接触：インタフェースを通しての電荷の交換を可能にする２相（たとえば、電極および電解液）間の直接的な物理的接触（共通インタフェース）。インタフェースを通しての電荷交換としては、たとえば、電極と電解液の間または電解液とエレクトロクロミック要素の間または電解液と電気化学的にアクティブな要素の間のインタフェースでの電気化学作用またはこのようなインタフェースでのヘルムホルツ層の荷電による容量性電流の発生による、電気的に導通している相間の電子の移動、イオン的に導通状態の相間のイオンの移動、または、電子流とイオン流の間の変換がある。
【００５１】
色変化：ここで「色変化」と言った場合、それは、光学濃度または反射率に変化が生じ、たとえば、「色変化」が、青から赤へ、青から無色へ、濃い緑から淡い緑へ、灰色から白へ、または、濃い灰色から明るい灰色への変化を生じることも意味する。
【００５２】
材料
好ましくは、電気化学トランジスタ装置Ａ、エレクトロクロミック装置Ｂのいずれかまたは両方における凝固電解液は、バインダを含む。このバインダは、ゲル化性を有すると好ましい。バインダは、好ましくはゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（ビニルピロリドン）、多糖類、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン酸化物、ポリエチレン酸化物、ポリ（スチレン・スルホン酸）、ポリ（ビニルアルコール）およびそれらの塩およびコポリマーからなるグループから選択されると好ましい。そして、場合によっては架橋結合されていてよい。凝固電解液は、好ましくは、さらに、イオン塩、好ましくは、使用されるバインダがゼラチンである場合には硫酸マグネシウムを含む。凝固電解液は、さらに、好ましくは、水分を保持するために塩化マグネシウムのような吸湿性塩を含む。
【００５３】
本発明の電気化学ピクセル装置における電気化学トランジスタ装置Ａで使用するための有機材料は、好ましくは、少なくとも１つの酸化状態において電気的に導通状態になるポリマーを含み、場合によってはさらにポリアニオン化合物を含む。ポリマーブレンドのような２つ以上のポリマー材料の組み合わせまたはいくつかのポリマー材料層からなり、異なった層が同じポリマーまたは異なったポリマーからなる有機材料も考えられる。本発明の電気化学トランジスタ装置に用いられる導電性ポリマーは、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリイソチアナフタレン、ポリフェニレン・ビニレンおよびそれらのコポリマーからなるグループから選択されると好ましい。これらは、たとえば、J C Gustafsson et al in Solid State Ionics, 69, 145-152 (1994)、 Handbook of Oligo- and Polythiophenes, Ch 10.8, Ed D Fichou, WileyVCH, Weinhem (1999)、 by P Schottland et al in Macromolecules, 33, 7051-7061 (2000)、 Technology Map Conductive Polymers, SRI Consulting (1999)、 by M Onoda in Journal of the Electrochemical Society, 141, 338-341 (1994)、 by M Chandrasekar in Conducting Polymers, Fundamentals and Applications, a Practical Approach, Kluwer Academic Publishers, Boston (1999)、 and by A J Epstein et al in Macromol Chem, Macromol Symp, 51, 217-234 (1991)に記載されている。特に好ましい実施態様においては、有機材料は、３,４−ジアルコキシチオフェンのポリマーまたはコポリマーであり、その場合、前記２つのアルコキシル基は、同じかまたは異なっていてもよく、同時に場合によっては置換されているオキシ−アルキレン−オキシ・ブリッジを代表する。最も好ましい実施態様において、ポリマーは、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）誘導体およびそれらのコポリマーからなるグループから選択された３,４−ジアルコキシチオフェンのポリマーまたはコポリマーである。それ故、ポリアニオン化合物は、好ましくは、ポリ（スチレン・スルホネート）である。
【００５４】
本発明の好ましい実施態様において、電気化学ピクセル装置におけるエレクトロクロミック装置Ｂで用いられるエレクトロクロミック要素は、エレクトロクロミック材料として、少なくとも１つの酸化状態において、電気的に導通状態となるエレクトロクロミック・ポリマーを含み、そして、場合によっては、また、ポリアニオン化合物を含む。本発明のエレクトロクロミック装置のエレクトロクロミック要素に用いられるエレクトロクロミック・ポリマーは、好ましくは、エレクトロクロミック・ポリチオフェン、エレクトロクロミック・ポリピロール、エレクトロクロミック・ポリアニリン、エレクトロクロミック・ポリイソチアナフタレン、エレクトロクロミック・ポリフェニレン・ビニレンおよびそのコポリマーからなるグループから選択される。これらは、たとえば、J C Gustafsson et al in Solid State Ionics, 69, 145-152 (1994)、Handbook of Oligo- and Polythiophenes, Ch 10.8, Ed D Fichou, Wiley-VCH, Weinhem (1999)、by P Schottland et al in Macromolecules, 33, 7051-7061 (2000)、Technology Map Conductive Polymers, SRI Consulting (1999)、by M Onoda in Journal of the Electrochemical Society, 141, 338-341 (1994)、by M Chandrasekar in Conducting Polymers, Fundamentals and Applications, a Practical Approach, Kluwer Academic Publishers, Boston (1999)、and by A J Epstein et al in Macromol Chem, Macromol Symp, 51, 217-234 (1991)に記載されている。好ましい実施態様においては、有機材料は、３,４−ジアルコキシチオフェンのポリマーまたはコポリマーであり、その場合、前記２つのアルコキシル基は、同じかまたは異なっていてもよく、同時に場合によっては置換されているオキシ−アルキレン−オキシ・ブリッジを示す。最も好ましい実施例において、エレクトロクロミック・ポリマーは、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−メチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−プロピレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３,４−ブチレンジオキシチオフェン）誘導体およびそれらのコポリマーからなるグループから選択された３,４−ジアルコキシチオフェンのポリマーまたはコポリマーである。それ故、ポリアニオン化合物は、好ましくは、ポリ（スチレン・スルホネート）である。当業者には既に明らかなように、本発明の別の実施態様においては、エレクトロクロミック材料は、任意の非ポリマー材料、異なった非ポリマー材料の組み合わせまたは非ポリマー材料とポリマー材料の組み合わせを含み、少なくとも１つの酸化状態ならびにエレクトロクロミック作用において、導電性を呈する。ポリマーブレンドのような２つ以上のポリマー材料の組み合わせまたはいくつかのエレクトロクロミック材料層からなり、異なった層が、同じ材料または異なった材料からなり、たとえば、１つの層が２つの異なったエレクトロクロミック・ポリマーの各々化ならなるエレクトロクロミック要素も考えられる。
【００５５】
たとえば、導電性材料とエレクトロクロミック材料の複合材、たとえば、酸化スズ、ＩＴＯまたはＡＴＯの粒子のような導電性粒子と、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、酸化ニッケル、ポリビニルフェロセン、ポリビオロゲン、酸化タングステン、酸化イリジウム、酸化モリブデンおよびプルシアンブルー（フェロシアン化第二鉄）のようなポリマーまたは非ポリマーのエレクトロクロミック材料との複合材を使用し得る。本発明の装置に用いられるエレクトロクロミック要素の非限定例としては、導電性でもエレクトロクロミックでもあるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ部片、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳが導電性、エレクトロクロミックであり、Ｆｅ2+／ＳＣＮ-が付加的なエレクトロクロミック構成要素であるＦｅ2+／ＳＣＮ-を有するＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの部片（以下を参照）、エレクトロクロミックＷＯ3コーティングと直接的に電気接触している、絶縁性重合マトリックスにおける導電性ＩＴＯ粒子の連続ネットワークからなる部片、電解液に溶解したエレクトロクロミック構成要素と接触している、絶縁性重合マトリックスにおける導電性ＩＴＯ粒子の連続ネットワークからなる部片がある。
【００５６】
本発明のいくつかの実施態様は、２以上の色を有するピクセル装置を実現するためのさらに別のエレクトロクロミック材料を含む。このさらに別のエレクトロクロミック材料は、エレクトロクロミック装置Ｂのエレクトロクロミック要素または凝固電解液内に設けることができ、それ故、たとえば、一方で無色のＦｅ2+およびＳＣＮ-イオン、他方で赤色のＦｅ3+(ＳＣＮ)(Ｈ2Ｏ)5錯体のレドックス・ペアのようなエレクトロクロミック・レドックス・システムを含む。さらに別の非限定例として、このような材料は、ＤＭＰＡ−５,１０−ジヒドロ−５,１０−ジメチルフェナジン、ＤＥＰＡ−５,１０−ジヒドロ−５,１０−ジエチルフェナジンおよびＤＯＰＡ−５,１０−ジヒドロ−５,１０−ジオクチルフェナジンのような異なったフェナジンから選んでもよいし、ＴＭＰＤ−Ｎ,Ｎ,Ｎ’,Ｎ’−テトラメチルフェニレンジアミン、ＴＭＢＺ−Ｎ,Ｎ,Ｎ’,Ｎ’−テトラメチルベンジジン、ＴＴＦ−テトラチアフルバレン、フェナントロリン−アイアン錯体、エリオグラウシンＡ、ジフェニルアミン、ｐ−エトキシクリソイジン、メチレンブルー、異なったインディゴおよびフェノサフラニンから選んでもよいし、これらの混合物から選んでもよい。
【００５７】
上記のように、本発明の電気化学ピクセル装置におけるエレクトロクロミック置Ｂは、付加的な発色効果以外の理由のために、レドックス・アクティブ材料を含み得る。このレドックス・アクティブ材料は、直ぐ前に一覧を示したさらに別のエレクトロクロミック材料の任意のものと同じであってもよいし、異なっていてもよい。したがって、任意適当な抗酸化剤または反還元剤を使用し得る。たとえば、ビタミンＣ、アルコール、多価アルコール（たとえば、グリセロール）または糖のような有機物質を使用し得る。アルコール、多価アルコールまたは糖は、適切であるならば、高いｐＨで存在する。また、共役ポリマー、オリゴマーおよび単一の分子も使用し得る。さらに、酸化（たとえば、Ｆｅ2+からＦｅ3+への酸化、Ｓｎ2+からＳｎ4+への酸化）され得る種を含む塩、金属クラスタ（たとえば、ＣｕクラスタまたはＦｅクラスタ）または還元可能な（たとえば、Ｆｅ3+からＦｅ2+への還元可能な、Ｓｎ4+からＳｎ2+への還元可能な）種を含む塩のような無機物質、フェロセン、フタロシアニン、メタロ−ポルフィリンのような金属有機錯体を使用し得る。
【００５８】
本発明の電気化学ピクセル装置においては、電気化学トランジスタ装置Ａにおける有機材料がポリマーであると共に、エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック材料がエレクトロクロミック・ポリマーからなることが好ましい。最も好ましいケースにおいて、エレクトロクロミック装置Ｂにおけるエレクトロクロミック・ポリマーは、電気化学トランジスタ装置Ａにおけるポリマーと同じ材料である。
【００５９】
本発明の電気化学ピクセル装置のいくつかの実施態様における支持体は、好ましくは、ポリエチレン・テレフタレート、ポリエチレン・ナフタレン・ジカルボキシレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、紙、たとえば、樹脂、ポリエチレンまたはポリプロピレンでコーティングしたコート紙、積層紙、板紙、段ボール、ガラスおよびポリカーボネートからなるグループから選択される。支持体は、また、好ましくは、反射性である。
【００６０】
電気化学ピクセル装置の実施態様
本発明の一実施態様による代表的な電気化学ピクセル装置が、図１に概略的に示してある。この電気化学ピクセル装置１は、適切な材料（上記参照）をパターン化することで構築され、電気化学トランジスタ装置（２〜５、１０〜１１）と、エレクトロクロミック装置（６〜９）とを含む。電気化学トランジスタ装置は、ソース接点２およびドレイン接点３を含む。ソース接点、ドレイン接点間には、これらの接点と直接電気接触している電気化学的にアクティブな要素４が配置してあり、この電気化学的にアクティブな要素の導電率は、正のゲート電極５にゲート電圧を印加することによって変化し得る。電気化学的にアクティブな要素４および正のゲート電極５の一部分は、凝固電解液１０の層で覆われている。この実施例では、ソース、ドレイン接点２、３および電気化学的にアクティブな要素４は、すべて、連続した材料部片によって形成されている。この材料部片は、ゲート電極５から狭いギャップ分だけ分離しており、その結果、電気化学的にアクティブな要素４、ゲート電極５間には直接的な電気接触はない。
【００６１】
エレクトロクロミック装置は、エレクトロクロミック要素６ならびに２つの電極７、８を含む。エレクトロクロミック要素６および第１電極７を凝固電解液９の層が覆っている。第１電極７、エレクトロクロミック要素６間には直接的な電気接触はないが、エレクトロクロミック要素６、第２電極８は直接的に電気接触している。エレクトロクロミック装置の第１電極７は、電気化学トランジスタ装置のソース接点２と直接的に電気接触しており、または、むしろ電気化学トランジスタ装置のソース接点２と一致している。
【００６２】
電気化学ピクセル装置１が作動すると、発色電流または脱色電流が、ドレイン接点３、電極８間への電圧印加によって、エレクトロクロミック要素６に供給される。この印加電圧は、ドレイン・ソース電圧Ｖdsに相当する。エレクトロクロミック要素６に実際に供給された電流は、電気化学的にアクティブな要素４における導電率によって制御される。この導電率は、正のゲート電極５のところのゲート電圧Ｖgによって制御される。ゲート電圧Ｖgは、或る種の実施態様においては、正のゲート電極５と第２の、負のゲート電極１１との間に印加され得る。この負のゲート電極１１は、電気化学的にアクティブな要素４と直接的に電気接触していてもよいし、していなくてもよい。あるいは、ゲート電圧は、正のゲート電極５と、ソース接点２またはドレイン接点３のどちらかとの間に印加される。
【００６３】
本発明による電気化学ピクセル装置のこの実施態様を使用している実験において、装置は次のように製作された。すなわち、Agfaから市販されているOrgaconTMフォイルを出発材料として使用し、これは、（ポリ(スチレン・スルホネート)でドープ処理した導電性、エレクトロクロミック・ポリマーＰＥＤＯＴ−ＰＳＳポリ(３,４−エチレンジオキシチオフェン)からなる。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ基材のパターン化は、メスを備えるプロッタ・ツールを使用して行った。使用した電解液は、Apoteksbolaget, Swedenから市販されているBlagelTMであった。テンプレートとして４５μｍ厚のパターン化されたビニル・フォイルでシルクスクリーン印刷を使用してゲルを塗布した。あるいは、水内に１０％ヒドロキシエチルセルロースを溶かしたものを、電解液ゲルとして使用してもよい。
【００６４】
ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、その本来の部分酸化した状態で非常に明るい淡青色を示し、良好な導電率を有する材料である。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを還元したとき、その導電率は、大きく低下し、濃青色になる。図１に示すような構成を有する、直ぐ前に説明したようなＰＥＤＯＴ−ＰＳＳピクセル装置においては、エレクトロクロミック装置Ｂは、代表的には、１.５〜２Ｖの電圧Ｖdsによって駆動され、ディスプレイ・エリアは１〜２ｃｍ2の間で変化する。このケースでは、エレクトロクロミック要素６が還元され、濃青色に切り替わる。酸化した電極７も存在する。そうしないと、エレクトロクロミック要素が過剰酸化によって破壊される可能性がある。このカウンタ電極は、アクティブなディスプレイ・エリアを縮小するので、必ずしも便利ではないが、この問題を解決するために図１に示される横型設計の代わりに縦型構成を設計する方法が検討されてきた（図８Ａ〜８Ｄに関連した説明で以下に明らかにする）。
【００６５】
ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳピクセルでの実験においては、エレクトロクロミック装置を通過す
る電流は、２ＶのＶdsおよび１〜２ｃｍ2のエレクトロクロミック要素面積で、開始時に約２００〜３００μＡであった。ほぼ１０秒後、エレクトロ栗ミック装置は、完全に切り替わり、飽和した。この飽和した状態でエレクトロクロミック装置を通って流れる電流は、約５０μＡであった。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの還元された非導通状態でもこの電流が流れる理由は、ディスプレイ・セルからの漏出である。
【００６６】
これらの実験において、電気化学トランジスタ装置は、０〜１.５Ｖのゲート電圧によって駆動された。０Ｖのゲート電圧では、電気化学的にアクティブな要素は、完全に導通状態となり、そして、１.５Ｖでは、「オフ」状態になった。０.３〜０.４Ｖでは、トランジスタ・チャネルが還元されていることが、青色の外観から明らかであった。これは、抵抗の増大に相当する。トランジスタ・チャネルにおける抵抗は、導電状態において約１０ｋΩであった。これは、２Ｖでの２００μＡの電流に相当する。カットオフ状態において、約１.５Ｖのゲート電圧では、抵抗はかなり増大した。約２００ｎＡの電流値に達し。これは１０ＭΩの抵抗に相当する。したがって、電気化学ピクセル装置の電気化学トランジスタ装置部分についてのオン／オフ比は、この場合、１０００であった。さらに、別の方法で作られた構成要素では、電気化学トランジスタにおいて１０5の最大オン／オフ比が達成された。
【００６７】
この電気化学ピクセル装置のいくつかの作動特性は以下の通りである。
【００６８】
‐トランジスタ・チャネルは、０Ｖのゲート電圧（Ｖg）で導通状態となり、１ＶのＶgでほぼ非導通状態となった。
【００６９】
‐すでに還元されている場合、すなわち、濃青色である場合、エレクトロクロミック要素は、０ＶのＶdsで脱色され、ほかには何も起こらなかった。２ＶのＶdsで、電気化学作用が生じ、エレクトロクロミック要素が、その還元された、濃青色状態に変化し、そして、電圧が印加されない限り、この状態に留まった。
【００７０】
ピクセルに印加された電圧の４つの可能性ある組み合わせの効果は以下の通りである。
【００７１】
Ｖg＝０Ｖ、Ｖds＝０Ｖ；何も起こらないか、または、それが初めから還元されていた場合には、ピクセルが脱色する。
【００７２】
Ｖg＝０Ｖ、Ｖds＝２Ｖ；ピクセルを発色させ、ピクセルがこの状態に留まる。
【００７３】
Ｖg＝１Ｖ、Ｖds＝０Ｖ；トランジスタ・チャネルが非導通状態になる。ピクセルがすでに還元されている場合には、チャネルにおける増大したインピーダンスがピクセル・エリア内に電荷を保持する。
【００７４】
Ｖg＝１Ｖ、Ｖds＝２Ｖ；何も起こらない。
【００７５】
図２〜４は、図１に示される設計を有するＰＥＤＯＴ−ＰＳＳピクセル装置で実施された測定のダイアグラムである。図２は、２ＶのＶdsを使用しているエレクトロクロミック装置の発色状態を示している。トランジスタ・チャネルは、「オン」状態、すなわち、Ｖg＝０Ｖであった。チャネルを通る電流は、出発時、約１５０μＡであった。次いで、ディスプレイ・セルにおけるエレクトロクロミック要素の非導通状態への還元のために減少した。この測定におけるエレクトロクロミック要素面積は、６４ｍｍ2であり、カウンタ電極の面積は、９０ｍｍ2であった。約５秒後に、ピクセルは完全に切替えられた。
【００７６】
図３は、２つの異なったケースにおけるピクセルの脱色状態を示すダイアグラムである。上方カーブ（Ａ）は、１.４ＶのＶgでの、すなわち、トランジスタ・チャネルが閉じた状態でのエレクトロクロミック要素からの電流に相当する。下方カーブ（Ｂ）は、０ＶのＶgでの、すなわち、トランジスタ・チャネルが開いた状態でのエレクトロクロミック要素からの電流を示している。
【００７７】
図４は、Ｖgの異なった値での１つのピクセルの脱色状態を示している。トランジスタ・チャネルは、最初の５０秒間、閉じていた（Ｖg＝１.４Ｖ）、そして、最後の１０秒間開いた（Ｖg＝０Ｖ）。閉じたトランジスタ・チャネルでの脱色の５０秒後、図４から明らかなように、エレクトロクロミック要素には多くの電荷がまだあった。トランジスタ・チャネルが開くと、すなわち、ゲート電圧が０Ｖにセットされると、脱色電流のピークが発生した。このピークのサイズは、ほぼ２０μＡであった。これは、チャネルが閉じていたときのリーク電流の数百ｎＡに匹敵することになる。
【００７８】
電気化学ピクセル装置の横型マトリックス
先に説明した電気化学ピクセル装置実施態様と同じ材料を用いて、電気化学ピクセル装置のいくつかの異なったマトリックスを実現した。
【００７９】
図５には、このようなピクセル５つからなる列、すなわち、５×１マトリックスが示してある。図１の参照符号を使用すれば、５つのピクセル各々のドレイン接点３は、すべてのピクセルにＶdsを同時に印加するための導線に接続されている。これと対照的に、ゲート電極５、１１は、個々のゲート電圧がピクセルの各々に独立して印加され得るように配置されている。
【００８０】
電気化学ピクセル装置のより複雑で、また、より役に立つマトリックスが、図６に示してある。ここで、５つのピクセルの５つの列は、５×５マトリックスに組み込まれる。これらの行、列への接触で、その時に１つの列に着色または脱色電圧Ｖdsを印加することが可能になると共に、トランジスタのゲート電極が接続されてＶgの印加を可能にし、したがって、１行におけるすべてのトランジスタの「オン」または「オフ」を、他の行におけるトランジスタとは無関係に、セットすることが可能になる。
【００８１】
設計の簡略化を目的として、種々の電極および接点に電流を供給する導線間の交差数を最小限に抑えるためには、電気化学ピクセル装置の或る変形を使用して図７に示すような３×３マトリックスを形成した。この変形例においては、負のゲート電極１１は使用されない。このことは、１つ少ない導線でよいことを意味する。さらに、２つのゲート電極を利用する装置のマトリックスにおいては、負のゲート電極を接続している導線を通してピクセル間のクロストークが生じるという問題があり得る。１ピクセル装置当たり１つだけゲート電極を使用することが、この問題を処理する１つの方法である。別の代案では、各負電極１１に抵抗を設ける（これは、縦型マトリックス設計に関連して以下に示される）。
【００８２】
電気化学ピクセル装置の縦型マトリックス
次ぎに図８Ａ〜８Ｄを参照して、ここには、縦型設計を有する同一の電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスが示してある。このマトリックスは、３つの異なった層から形成されており、これらの層からなるサンドイッチ構造をまとめて、電気化学ピクセル装置の組立体を構成している。図８Ａに示すボトム層Ｉは、トランジスタ装置の各々の電気化学的にアクティブな要素４を含む。また、この層には、正ゲート電極（５）、負ゲート電極（１１）および各行のゲート電極を接続する導線がある。クロストークを最小限に抑えるために、負電極１１は、すべて、抵抗を備えており、この抵抗は、各負電極１１を中断している線として示してある。電気化学トランジスタ装置のソース、ドレイン接点２、３およびエレクトロクロミック装置の１つの電極７もこの層に存在する。
【００８３】
中間層IIすなわちスペーサ層が図８Ｂに示してある。この層は、電気化学ピクセル装置における電気化学反応に必要な凝固電解液の要素を含む。したがって、層をまとめたときにボトム層Ｉの電極７とトップ層IIIのエレクトロクロミック要素６とに接触するようにエレクトロクロミック装置Ｂのための電解液９が設けてある。同じやり方で、層をまとめたときに電気化学的にアクティブな要素４およびボトム層のゲート電極５に接触するように電気化学トランジスタ装置Ａのための電解液１０が設けてある。中間層IIは、また、バイア１２も含み、これらのバイア１２は、導電性材料から形成されており、以下に説明するように、トップ層IIIからボトム層Ｉのドレイン接点３への電荷の移動を仲介する目的を果たす。
【００８４】
図８Ｃは、トップ層IIIを示している。この層において、導線１３は、中間層のバイア１２を経てトップ層にＶdsを供給する。ボトム層は、また、縦型エレクトロクロミック装置のエレクトロクロミック要素６も含む。この実施例においては、１つ列におけるすべてのピクセルのエレクトロクロミック要素６が、エレクトロクロミック導電材料の同じ部片から形成されており、この列内の電気化学ピクセル装置にＶdsを印加するための電極８が、下にあるゲル状電解液と接触しない、この部片の部分と考えることができる。図１に示す単一の横型電気化学ピクセル装置の動作と同様のやり方で、この配置は、ドレイン３および電極８にＶdsを印加するのを可能にしている。トップ層IIIは、また、非電導性にした、または、隔離したエリア１４も含み、これらのエリアは、上方の層における電気化学トランジスタ装置電解液１０と接触しており、電気化学的にアクティブな要素４からの電流漏出を防ぐ目的を果す。
【００８５】
図８Ｄは、一緒にまとめた３つの層の簡単なスケッチである。このスケッチは、主として、バイア１２を示すことを目的とする。バイア１２は、層Ｉ、IIの構成要素間の電気接触を確立する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による電気化学ピクセル装置の一実施例の要素の上面図を示している。
【図２】図１に示すようなピクセルの発色時の電流を示すダイアグラムであり、ここでは、Ｖds＝２Ｖ、Ｖg＝０Ｖである。
【図３】図１に示すようなピクセルの脱色時の電流を示すダイアグラムであり、ここでは、Ａ：Ｖg＝１.４Ｖ、Ｂ：Ｖg＝０Ｖである。
【図４】図１に示すようなピクセルの脱色時の電流を示すダイアグラムであり、ここでは、最初の５０秒でＶg＝１.４Ｖ、その後、Ｖg＝０Ｖである。
【図５】図１に示す装置と同様の電気化学ピクセル装置の５×１マトリックスの上面図を示している。
【図６】図１に示される装置と同様の電気化学ピクセル装置の５×５マトリックスの上面図を示している。
【図７】本発明の別の実施例による電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスの上面図を示している。
【図８Ａ】本発明の別の実施例による、縦型３層設計を有する電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスの別設計を示しており、ボトム層のみの上面図を示す。
【図８Ｂ】本発明の別の実施例による、縦型３層設計を有する電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスの別設計を示しており、中間層のみの上面図を示す。
【図８Ｃ】本発明の別の実施例による、縦型３層設計を有する電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスの別設計を示しており、トップ層のみの上面図を示す。
【図８Ｄ】本発明の別の実施例による、縦型３層設計を有する電気化学ピクセル装置の３×３マトリックスの別設計を示しており、一緒に積み重ねた、電気化学ピクセル装置マトリックスを形成している図８Ａ〜８Ｃの３つの層を示す側断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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