JP2003149687A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気化学表示装置において、単純マトリクス
駆動を実現する。 【解決手段】 金属の電気化学的な析出・溶解を用いて
表示を行う電気化学表示装置である。単純マトリクス駆
動方式により駆動され、単純マトリクス駆動における閾
値として金属イオンが金属として析出する際の析出過電
圧を用いる。また、駆動電圧は、析出過電圧の２倍以下
とする。電気化学表示装置は、透明電極と対極とを有
し、透明電極上に金属が析出・溶解することにより表示
が行われるが、透明電極上に析出する金属と対極の電位
差が析出過電圧未満となるように設定する。理想的に
は、対極に析出する金属と同一の金属を用いる。
駆動を実現する。 【解決手段】 金属の電気化学的な析出・溶解を用いて
表示を行う電気化学表示装置である。単純マトリクス駆
動方式により駆動され、単純マトリクス駆動における閾
値として金属イオンが金属として析出する際の析出過電
圧を用いる。また、駆動電圧は、析出過電圧の２倍以下
とする。電気化学表示装置は、透明電極と対極とを有
し、透明電極上に金属が析出・溶解することにより表示
が行われるが、透明電極上に析出する金属と対極の電位
差が析出過電圧未満となるように設定する。理想的に
は、対極に析出する金属と同一の金属を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の析出・溶解
により表示を行う表示装置に関するものであり、いわゆ
る電子ペーパーに適した表示装置に関するものである。
さらには、その駆動方法に関するものである。
により表示を行う表示装置に関するものであり、いわゆ
る電子ペーパーに適した表示装置に関するものである。
さらには、その駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ネットワークの普及に伴い、これ
まで印刷物の形態で配布されていた文書類が、いわゆる
電子書類の形態で配信されるようになってきている。さ
らに、書籍や雑誌なども、いわゆる電子出版の形で提供
される場合が多くなりつつある。これらの情報を閲覧す
るために、従来行われている手法は、コンピュータのＣ
ＲＴ（cathode ray tube）や液晶ディスプレイから読む
ことである。
まで印刷物の形態で配布されていた文書類が、いわゆる
電子書類の形態で配信されるようになってきている。さ
らに、書籍や雑誌なども、いわゆる電子出版の形で提供
される場合が多くなりつつある。これらの情報を閲覧す
るために、従来行われている手法は、コンピュータのＣ
ＲＴ（cathode ray tube）や液晶ディスプレイから読む
ことである。
【０００３】しかしながら、上記ＣＲＴのような発光型
のディスプレイでは、人間工学的理由から疲労が著し
く、長時間の読書などには耐えられないことが指摘され
ている。また、液晶ディスプレイのような受光型のディ
スプレイであっても、蛍光管特有のちらつきから、同様
に読書には向かないとされている。さらに、いずれも読
む場所がコンピュータの設置場所に限られるという難点
がある。
のディスプレイでは、人間工学的理由から疲労が著し
く、長時間の読書などには耐えられないことが指摘され
ている。また、液晶ディスプレイのような受光型のディ
スプレイであっても、蛍光管特有のちらつきから、同様
に読書には向かないとされている。さらに、いずれも読
む場所がコンピュータの設置場所に限られるという難点
がある。
【０００４】近年、バックライトを使用しない反射型液
晶ディスプレイも実用になっているが、液晶の無表示
（白色表示）における反射率は３０〜４０％であり、こ
れは紙への印刷物の反射率（ＯＡ用紙及び文庫本の反射
率７５％、新聞紙の反射率５２％）に比べて著しく視認
性が悪い。また、反射板によるぎらつきなどから疲労が
生じやすく、これも長時間の読書に耐え得るものではな
い。
晶ディスプレイも実用になっているが、液晶の無表示
（白色表示）における反射率は３０〜４０％であり、こ
れは紙への印刷物の反射率（ＯＡ用紙及び文庫本の反射
率７５％、新聞紙の反射率５２％）に比べて著しく視認
性が悪い。また、反射板によるぎらつきなどから疲労が
生じやすく、これも長時間の読書に耐え得るものではな
い。
【０００５】そこで、これらの問題点を解決するため
に、いわゆるペーパーライクディスプレイ、あるいは電
子ペーパーと呼ばれるものが開発されつつある。これら
は主に電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させる
か、二色性を有する粒子を電場で回転させることにより
着色させている。しかしながら、これらの方法では、粒
子間の隙間が光を吸収し、その結果としてコントラスト
が悪くなり、また、駆動する電圧を１００Ｖ以上にしな
ければ実用上の書き込み速度（１秒以内）が得られない
という難点がある。
に、いわゆるペーパーライクディスプレイ、あるいは電
子ペーパーと呼ばれるものが開発されつつある。これら
は主に電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させる
か、二色性を有する粒子を電場で回転させることにより
着色させている。しかしながら、これらの方法では、粒
子間の隙間が光を吸収し、その結果としてコントラスト
が悪くなり、また、駆動する電圧を１００Ｖ以上にしな
ければ実用上の書き込み速度（１秒以内）が得られない
という難点がある。
【０００６】これらの表示方式のディスプレイに対し
て、電気化学的な作用に基づき発色を行う電気化学表示
装置（エレクトロクロミックディスプレイ：ＥＣＤ）
は、コントラストの高さという点で上記方式のディスプ
レイに比べて優れており、例えば調光ガラスや時計用の
ディスプレイとして既に実用化されている。ただし、調
光ガラスや時計用ディスプレイは、そもそもマトリクス
駆動の必要が無いことから、そのままでは電子ペーパー
のようなディスプレイ用途には適さない。また、一般的
に黒色の品位に劣り、反射率も低いレベルに止まってい
る。
て、電気化学的な作用に基づき発色を行う電気化学表示
装置（エレクトロクロミックディスプレイ：ＥＣＤ）
は、コントラストの高さという点で上記方式のディスプ
レイに比べて優れており、例えば調光ガラスや時計用の
ディスプレイとして既に実用化されている。ただし、調
光ガラスや時計用ディスプレイは、そもそもマトリクス
駆動の必要が無いことから、そのままでは電子ペーパー
のようなディスプレイ用途には適さない。また、一般的
に黒色の品位に劣り、反射率も低いレベルに止まってい
る。
【０００７】また、電子ペーパーのようなディスプレイ
においては、その用途上、太陽光や室内光に晒され続け
ることになるが、上記調光ガラスや時計用ディスプレイ
において実用化されているような電気化学表示装置で
は、黒色の部分を形成するために有機材料が使用されて
おり、耐光性の点で問題が生ずる。一般に、有機材料は
耐光性に乏しく、長時間使用した場合には褪色して黒色
濃度が低下する。
においては、その用途上、太陽光や室内光に晒され続け
ることになるが、上記調光ガラスや時計用ディスプレイ
において実用化されているような電気化学表示装置で
は、黒色の部分を形成するために有機材料が使用されて
おり、耐光性の点で問題が生ずる。一般に、有機材料は
耐光性に乏しく、長時間使用した場合には褪色して黒色
濃度が低下する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような技術的な課
題を解決するものとして、色の変化を行う材料として金
属イオンを用いた電気化学表示装置が提案されている。
この電気化学表示装置では、高分子固体電解質層に金属
イオンを混入しておき、電気化学的な酸化・還元により
金属を析出・溶解させ、これに伴う色の変化を利用して
表示を行う。ここで、例えば高分子固体電解質層に着色
材を含有させておけば、色の変化が生じた場合のコント
ラストを高くすることができる。
題を解決するものとして、色の変化を行う材料として金
属イオンを用いた電気化学表示装置が提案されている。
この電気化学表示装置では、高分子固体電解質層に金属
イオンを混入しておき、電気化学的な酸化・還元により
金属を析出・溶解させ、これに伴う色の変化を利用して
表示を行う。ここで、例えば高分子固体電解質層に着色
材を含有させておけば、色の変化が生じた場合のコント
ラストを高くすることができる。
【０００９】ところで、電気化学表示装置を電子ペーパ
ーのようなディスプレイ用途に適用するには、マトリク
ス駆動が必要であるが、電気化学反応を利用したディス
プレイの場合、単純マトリクス駆動方式を採用しようと
すると、電荷の移動による不用意な着色が問題となる。
例えば、単純マトリクス駆動において、図８（ａ）に示
すように、（Ｘ１，Ｙ１）と（Ｘ２，Ｙ２）とを選択す
ると、電荷の平準化が起こり、図８（ｂ）に示すよう
に、（Ｘ１，Ｙ２）と（Ｘ２，Ｙ１）にも電荷が移動し
て着色してしまう。特に、従来の酸化タングステンやビ
オロゲン化合物が用いられた電気化学表示装置では、着
色状態において電荷が電極上に蓄積され、両極間に電位
差が生じているため、ある画素を選択後、別の画素を選
択すると、電荷の移動が起こり、これによって意図しな
い画素が着色してしまう。
ーのようなディスプレイ用途に適用するには、マトリク
ス駆動が必要であるが、電気化学反応を利用したディス
プレイの場合、単純マトリクス駆動方式を採用しようと
すると、電荷の移動による不用意な着色が問題となる。
例えば、単純マトリクス駆動において、図８（ａ）に示
すように、（Ｘ１，Ｙ１）と（Ｘ２，Ｙ２）とを選択す
ると、電荷の平準化が起こり、図８（ｂ）に示すよう
に、（Ｘ１，Ｙ２）と（Ｘ２，Ｙ１）にも電荷が移動し
て着色してしまう。特に、従来の酸化タングステンやビ
オロゲン化合物が用いられた電気化学表示装置では、着
色状態において電荷が電極上に蓄積され、両極間に電位
差が生じているため、ある画素を選択後、別の画素を選
択すると、電荷の移動が起こり、これによって意図しな
い画素が着色してしまう。
【００１０】したがって、従来、上記電気化学表示装置
の駆動方式としては、アクティブマトリクス駆動とせざ
るを得ないと考えられており、単純マトリクス駆動に関
しては、検討すらされていないのが実情である。しかし
ながら、アクティブマトリクス駆動方式を採用した場合
には、装置構成が複雑になり、極めて高価なものとなら
ざるを得ないという不都合がある。
の駆動方式としては、アクティブマトリクス駆動とせざ
るを得ないと考えられており、単純マトリクス駆動に関
しては、検討すらされていないのが実情である。しかし
ながら、アクティブマトリクス駆動方式を採用した場合
には、装置構成が複雑になり、極めて高価なものとなら
ざるを得ないという不都合がある。
【００１１】本発明は、かかる実情に鑑みて提案された
ものであり、電気化学反応を利用した表示装置において
単純マトリクス駆動を可能とすることを目的とする。こ
れにより、装置構成を簡略化することができ、低価格化
が可能な表示装置及びその駆動方法を提供することを目
的とする。
ものであり、電気化学反応を利用した表示装置において
単純マトリクス駆動を可能とすることを目的とする。こ
れにより、装置構成を簡略化することができ、低価格化
が可能な表示装置及びその駆動方法を提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】一般に、金属イオンの電
極上での還元（電析）及び酸化（溶出）反応において、
反応が理想的に進行するものとして、当該金属イオンの
平衡酸化還元電位よりも僅かに低い電位に電極を設定す
れば還元（電析）反応が起こり、逆に僅かに高い電位に
設定すれば酸化（溶出）反応が起こる。実際の系では、
例えば平衡酸化還元電位よりも多少低い電位に設定して
も還元反応は起こらず、したがって電流も流れない。実
際に還元反応が開始する電圧と平衡酸化還元電位との差
を過電圧と呼ぶが、通常、金属イオンの場合、５００ｍ
Ｖ以下である。本発明者らはこの事実に注目し、還元の
際の過電圧を利用して電圧−電流特性に閾値を持たせ、
これによって単純マトリクス駆動を達成し得ることを見
いだした。
極上での還元（電析）及び酸化（溶出）反応において、
反応が理想的に進行するものとして、当該金属イオンの
平衡酸化還元電位よりも僅かに低い電位に電極を設定す
れば還元（電析）反応が起こり、逆に僅かに高い電位に
設定すれば酸化（溶出）反応が起こる。実際の系では、
例えば平衡酸化還元電位よりも多少低い電位に設定して
も還元反応は起こらず、したがって電流も流れない。実
際に還元反応が開始する電圧と平衡酸化還元電位との差
を過電圧と呼ぶが、通常、金属イオンの場合、５００ｍ
Ｖ以下である。本発明者らはこの事実に注目し、還元の
際の過電圧を利用して電圧−電流特性に閾値を持たせ、
これによって単純マトリクス駆動を達成し得ることを見
いだした。
【００１３】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、本発明の表示装置は、金属の
電気化学的な析出・溶解を用いて表示を行う表示装置に
おいて、単純マトリクス駆動方式により駆動され、当該
単純マトリクス駆動における閾値として金属イオンが金
属として析出する際の析出過電圧を用いることを特徴と
するものである。また、本発明の駆動方法は、金属の電
気化学的な析出・溶解を用いて表示を行う表示装置を単
純マトリクス駆動方式により駆動するに際し、金属イオ
ンが金属として析出する際の析出過電圧を閾値として単
純マトリクス駆動を行うことを特徴とするものである。
たものである。すなわち、本発明の表示装置は、金属の
電気化学的な析出・溶解を用いて表示を行う表示装置に
おいて、単純マトリクス駆動方式により駆動され、当該
単純マトリクス駆動における閾値として金属イオンが金
属として析出する際の析出過電圧を用いることを特徴と
するものである。また、本発明の駆動方法は、金属の電
気化学的な析出・溶解を用いて表示を行う表示装置を単
純マトリクス駆動方式により駆動するに際し、金属イオ
ンが金属として析出する際の析出過電圧を閾値として単
純マトリクス駆動を行うことを特徴とするものである。
【００１４】析出過電圧を利用して電圧−電流特性に閾
値を持たせることにより、単純マトリクス駆動が可能と
なり、意図しない画素の着色が生ずることもない。すな
わち、上記閾値を持たせることで、例えば上記のような
平準化による電荷の移動が起こったとしても、これが閾
値を越えなければ金属の析出が起こらず、着色されるこ
とはない。ここで、単純マトリクスを構成する一方の電
極上に金属が析出した状態において、他方の電極（対
極）との間の電位差が上記閾値を超えないようにしてお
けば、着色後の電位差による電荷の移動も解消され、別
画素の着色も解消される。
値を持たせることにより、単純マトリクス駆動が可能と
なり、意図しない画素の着色が生ずることもない。すな
わち、上記閾値を持たせることで、例えば上記のような
平準化による電荷の移動が起こったとしても、これが閾
値を越えなければ金属の析出が起こらず、着色されるこ
とはない。ここで、単純マトリクスを構成する一方の電
極上に金属が析出した状態において、他方の電極（対
極）との間の電位差が上記閾値を超えないようにしてお
けば、着色後の電位差による電荷の移動も解消され、別
画素の着色も解消される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した表示装置
及びその駆動方法について、図面を参照しながら詳細に
説明する。
及びその駆動方法について、図面を参照しながら詳細に
説明する。
【００１６】本発明の電気化学表示装置は、単純マトリ
クス駆動方式により駆動されるものであり、その電極構
造としては、図１に示すように、第１の電極群Ｘ１，Ｘ
２・・・と第２の電極群Ｙ１，Ｙ２・・・とが互いに直
交して配列されている。図２は、その具体的構造を示す
ものであり、透明基板１上に第１の電極群に相当するス
トライプ状の透明導電膜２が形成されている。また、こ
れと対向して第２の電極群に相当するストライプ状の対
極４が形成された支持基板３が配され、これらが高分子
固体電解質層５を介して重ね合わされている。上記透明
導電膜２や対極４は、画素数に応じて所定の本数形成さ
れており、これらの交点が画素となる。
クス駆動方式により駆動されるものであり、その電極構
造としては、図１に示すように、第１の電極群Ｘ１，Ｘ
２・・・と第２の電極群Ｙ１，Ｙ２・・・とが互いに直
交して配列されている。図２は、その具体的構造を示す
ものであり、透明基板１上に第１の電極群に相当するス
トライプ状の透明導電膜２が形成されている。また、こ
れと対向して第２の電極群に相当するストライプ状の対
極４が形成された支持基板３が配され、これらが高分子
固体電解質層５を介して重ね合わされている。上記透明
導電膜２や対極４は、画素数に応じて所定の本数形成さ
れており、これらの交点が画素となる。
【００１７】上記の構成において、透明基板１には、石
英ガラス板、白板ガラス板等の透明ガラス基板を用いる
ことが可能であるが、これに限定されず、ポリエチレン
ナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のエステ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等
のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデン、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエー
テル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレ
フィン、及びポリイミド−アミドやポリエーテルイミド
等のポリイミドを例として挙げることができる。これら
合成樹脂を支持体として用いる場合には、容易に曲がら
ないような剛性基板とすることも可能であるが、可撓性
を持ったフィルム状の構造体とすることも可能である。
英ガラス板、白板ガラス板等の透明ガラス基板を用いる
ことが可能であるが、これに限定されず、ポリエチレン
ナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のエステ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等
のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデン、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエー
テル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレ
フィン、及びポリイミド−アミドやポリエーテルイミド
等のポリイミドを例として挙げることができる。これら
合成樹脂を支持体として用いる場合には、容易に曲がら
ないような剛性基板とすることも可能であるが、可撓性
を持ったフィルム状の構造体とすることも可能である。
【００１８】透明導電膜２には、例えばＩｎ2Ｏ3とＳｎ
Ｏ2の混合物、いわゆるＩＴＯ膜や、ＳｎＯ2またはＩｎ
２Ｏ3をコーティングした膜を用いることが好ましい。
これらＩＴＯ膜やＳｎＯ2またはＩｎ２Ｏ3をコーティン
グした膜にＳｎやＳｂをドーピングしたものでも良く、
ＭｇＯやＺｎＯ等を用いることも可能である。
Ｏ2の混合物、いわゆるＩＴＯ膜や、ＳｎＯ2またはＩｎ
２Ｏ3をコーティングした膜を用いることが好ましい。
これらＩＴＯ膜やＳｎＯ2またはＩｎ２Ｏ3をコーティン
グした膜にＳｎやＳｂをドーピングしたものでも良く、
ＭｇＯやＺｎＯ等を用いることも可能である。
【００１９】一方、高分子固体電解質層５に用いるマト
リクス（母材）用高分子としては、骨格ユニットがそれ
ぞれ−(C−C−O)n−、−(C−C−Ｎ)n−、−(C−C−Ｓ)n
−で表されるポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイ
ミン、ポリエチレンスルフィドが挙げられる。これらを
主鎖構造として、枝分があってもよい。また、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニリ
デンクロライド、ポリカーボネート等も好ましい。
リクス（母材）用高分子としては、骨格ユニットがそれ
ぞれ−(C−C−O)n−、−(C−C−Ｎ)n−、−(C−C−Ｓ)n
−で表されるポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイ
ミン、ポリエチレンスルフィドが挙げられる。これらを
主鎖構造として、枝分があってもよい。また、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニリ
デンクロライド、ポリカーボネート等も好ましい。
【００２０】高分子固体電解質層５を形成する際には、
前記マトリクス高分子に所要の可塑剤を加えるのが好ま
しい。好ましい可塑剤としては、マトリクス高分子が親
水性の場合には、水、エチルアルコール、イソプロピル
アルコールおよびこれらの混合物等が好ましく、疎水性
の場合にはプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ア
セトニトリル、スルフォラン、ジメトキシエタン、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルフォ
ルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチルアセト
アミド、ｎ−メチルピロリドンおよびこれらの混合物等
が好ましい。
前記マトリクス高分子に所要の可塑剤を加えるのが好ま
しい。好ましい可塑剤としては、マトリクス高分子が親
水性の場合には、水、エチルアルコール、イソプロピル
アルコールおよびこれらの混合物等が好ましく、疎水性
の場合にはプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ア
セトニトリル、スルフォラン、ジメトキシエタン、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルフォ
ルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチルアセト
アミド、ｎ−メチルピロリドンおよびこれらの混合物等
が好ましい。
【００２１】高分子固体電解質層５は、前記マトリクス
用高分子に電解質を溶解せしめて形成されるが、電解質
としては、表示のための発色材料として機能する金属塩
の他、四級アンモニウムハライド（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，
Ｉ）やアルカリ金属ハライド（ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，Ｌ
ｉＩ，ＮａＣｌ，ＮａＢｒ，ＮａＩ等）、シアン化アル
カリ金属塩、チオシアン化アルカリ金属塩等を挙げるこ
とができ、これらから選ばれた少なくとも１種類の支持
電解質を含有したものを電解質として溶解せしめる。こ
こで、表示のための発色材料として機能する金属塩を構
成する金属イオンとしては、ビスマス、銅、銀、リチウ
ム、鉄、クロム、ニッケル、カドミウム等を挙げること
ができ、これらを単独、若しくは組み合わせて用いる。
金属塩としては、これら金属の任意の塩を用いればよ
く、銀塩を例にすれば、硝酸銀、ホウフッ化銀、ハロゲ
ン化銀、過塩素酸銀、シアン化銀、チオシアン化銀等を
挙げることができる。
用高分子に電解質を溶解せしめて形成されるが、電解質
としては、表示のための発色材料として機能する金属塩
の他、四級アンモニウムハライド（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，
Ｉ）やアルカリ金属ハライド（ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，Ｌ
ｉＩ，ＮａＣｌ，ＮａＢｒ，ＮａＩ等）、シアン化アル
カリ金属塩、チオシアン化アルカリ金属塩等を挙げるこ
とができ、これらから選ばれた少なくとも１種類の支持
電解質を含有したものを電解質として溶解せしめる。こ
こで、表示のための発色材料として機能する金属塩を構
成する金属イオンとしては、ビスマス、銅、銀、リチウ
ム、鉄、クロム、ニッケル、カドミウム等を挙げること
ができ、これらを単独、若しくは組み合わせて用いる。
金属塩としては、これら金属の任意の塩を用いればよ
く、銀塩を例にすれば、硝酸銀、ホウフッ化銀、ハロゲ
ン化銀、過塩素酸銀、シアン化銀、チオシアン化銀等を
挙げることができる。
【００２２】また、高分子固体電解質層５は、コントラ
ストを向上させるために、着色材を添加してもよい。金
属の析出による着色が黒色の場合には、背景色としては
白色とすることが好ましく、白色の隠蔽性の高い材料を
着色材として導入することが好ましい。このような材料
としては、着色用の白色粒子を用いることができ、着色
用の白色粒子としては、二酸化チタン、炭酸カルシウ
ム、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を
使用することができる。
ストを向上させるために、着色材を添加してもよい。金
属の析出による着色が黒色の場合には、背景色としては
白色とすることが好ましく、白色の隠蔽性の高い材料を
着色材として導入することが好ましい。このような材料
としては、着色用の白色粒子を用いることができ、着色
用の白色粒子としては、二酸化チタン、炭酸カルシウ
ム、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を
使用することができる。
【００２３】このとき、白色顔料を混ぜる割合として
は、無機粒子による場合、約１〜２０重量％が好まし
く、より好ましくは約１〜１０重量％であり、さらに好
ましくは約５〜１０重量％である。このような割合に規
制するのは、酸化チタンなどの白色顔料は、高分子への
溶解性はなく分散するだけであって、混合する割合が増
えると、白色顔料が凝集する結果、光学濃度が不均一に
なってしまうからである。また、白色顔料にはイオン導
電性がないため、混合割合の増加は高分子固体電解質の
導電性の低下を招く。両者を考慮すると、混合割合の上
限はおよそ２０重量％である。
は、無機粒子による場合、約１〜２０重量％が好まし
く、より好ましくは約１〜１０重量％であり、さらに好
ましくは約５〜１０重量％である。このような割合に規
制するのは、酸化チタンなどの白色顔料は、高分子への
溶解性はなく分散するだけであって、混合する割合が増
えると、白色顔料が凝集する結果、光学濃度が不均一に
なってしまうからである。また、白色顔料にはイオン導
電性がないため、混合割合の増加は高分子固体電解質の
導電性の低下を招く。両者を考慮すると、混合割合の上
限はおよそ２０重量％である。
【００２４】上記のように無機粒子を着色材として高分
子固体電解質層５に混入する場合、高分子固体電解質層
５の厚さは１０〜２００μｍとすることが好ましく、よ
り好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは１０
〜５０μｍである。高分子固体電解質層５は、薄い方が
電極間の抵抗が小さくなるので発色、消色時間の短縮や
消費電力の低減に繋がり好ましい。しかしながら、高分
子固体電解質層５の厚さが１０μｍ未満になると、機械
的強度が低下して、ピンホールや亀裂が生ずる等の不都
合が発生する。また、高分子固体電解質層５の厚さがあ
まり薄い場合には、結果として上記無機粒子の混入量が
少なくなり、白色性（光学濃度）が十分でなくなる虞れ
がある。
子固体電解質層５に混入する場合、高分子固体電解質層
５の厚さは１０〜２００μｍとすることが好ましく、よ
り好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは１０
〜５０μｍである。高分子固体電解質層５は、薄い方が
電極間の抵抗が小さくなるので発色、消色時間の短縮や
消費電力の低減に繋がり好ましい。しかしながら、高分
子固体電解質層５の厚さが１０μｍ未満になると、機械
的強度が低下して、ピンホールや亀裂が生ずる等の不都
合が発生する。また、高分子固体電解質層５の厚さがあ
まり薄い場合には、結果として上記無機粒子の混入量が
少なくなり、白色性（光学濃度）が十分でなくなる虞れ
がある。
【００２５】なお、高分子固体電解質層５に混入する着
色材として色素を用いる場合、着色材を混入する割合と
しては、１０重量％以下であってもよい。これは、色素
の発色効率が無機粒子に比べて遙かに高いためである。
したがって、電気化学的に安定した色素であれば、少な
い量でも十分なコントラストを得ることができる。かか
る色素としては、例えば油溶性染料が好ましい。
色材として色素を用いる場合、着色材を混入する割合と
しては、１０重量％以下であってもよい。これは、色素
の発色効率が無機粒子に比べて遙かに高いためである。
したがって、電気化学的に安定した色素であれば、少な
い量でも十分なコントラストを得ることができる。かか
る色素としては、例えば油溶性染料が好ましい。
【００２６】背面側に設けられる支持基板３は、必ずし
も透明である必要はなく、対極４を確実に保持できる基
板やフィルム等を用いることができる。例示すると、石
英ガラス板、白板ガラス板等のガラス基板、セラミック
基板、紙基板、木材基板を用いることが可能である。勿
論、これに限定されず、合成樹脂基板等も使用可能であ
る。合成樹脂基板としては、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレート等のエステル、ポリア
ミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロー
スエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレンーコヘキサフルオロプロピレン等のフッ素ポ
リマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリア
セタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、及び
ポリイミド−アミドやポリエーテルイミド等のポリイミ
ドを例として挙げることができる。これら合成樹脂を支
持基板として用いる場合には、容易に曲がらないような
剛性基板とすることも可能であるが、可撓性を持ったフ
ィルム状の構造体とすることも可能である。
も透明である必要はなく、対極４を確実に保持できる基
板やフィルム等を用いることができる。例示すると、石
英ガラス板、白板ガラス板等のガラス基板、セラミック
基板、紙基板、木材基板を用いることが可能である。勿
論、これに限定されず、合成樹脂基板等も使用可能であ
る。合成樹脂基板としては、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレート等のエステル、ポリア
ミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロー
スエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレンーコヘキサフルオロプロピレン等のフッ素ポ
リマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリア
セタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、及び
ポリイミド−アミドやポリエーテルイミド等のポリイミ
ドを例として挙げることができる。これら合成樹脂を支
持基板として用いる場合には、容易に曲がらないような
剛性基板とすることも可能であるが、可撓性を持ったフ
ィルム状の構造体とすることも可能である。
【００２７】対極４には、導電材料、例えば金属材料を
使用することができる。ただし、この対極４を構成する
金属と透明電極２上に析出する金属の電位差が大きい
と、着色状態において電荷が電極上に蓄積され、電荷の
移動が起こって意図しない画素が着色されてしまう虞れ
がある。特に、電位差が金属が析出する際の析出過電圧
（単純マトリクス駆動の閾値）を越えると、前記着色が
起こる可能性が生ずる。そこで、対極４には、発色材料
として析出する金属との電位差が析出過電圧（閾値）未
満となるような金属を選択することが望ましい。理想的
には、対極４の金属材料として、発色材料に用いた金属
イオンのイオン化前の状態（金属状態）のものを用い
る。すなわち、例えば、銀の析出・溶解を利用する場合
には対極４に銀を用いるというように、対極４には析出
・溶解する金属と同一の金属を用いる。これによって、
透明電極２上に金属が析出した状態で上記電位差が生ず
ることがなくなる。
使用することができる。ただし、この対極４を構成する
金属と透明電極２上に析出する金属の電位差が大きい
と、着色状態において電荷が電極上に蓄積され、電荷の
移動が起こって意図しない画素が着色されてしまう虞れ
がある。特に、電位差が金属が析出する際の析出過電圧
（単純マトリクス駆動の閾値）を越えると、前記着色が
起こる可能性が生ずる。そこで、対極４には、発色材料
として析出する金属との電位差が析出過電圧（閾値）未
満となるような金属を選択することが望ましい。理想的
には、対極４の金属材料として、発色材料に用いた金属
イオンのイオン化前の状態（金属状態）のものを用い
る。すなわち、例えば、銀の析出・溶解を利用する場合
には対極４に銀を用いるというように、対極４には析出
・溶解する金属と同一の金属を用いる。これによって、
透明電極２上に金属が析出した状態で上記電位差が生ず
ることがなくなる。
【００２８】以上の構成を有する電気化学表示装置にお
いては、単純マトリクス駆動により表示を行う。駆動に
際しては、金属の析出過電圧を閾値電圧として利用し、
金属を析出させる画素において、上記透明電極２と対極
４間にこの閾値以上の電圧を印加する。図３は、銀の場
合の析出過電圧を示すサイクリックボルタモグラムであ
る。このサイクリックボルタモグラムの還元電流の立ち
上がりの電圧が析出過電圧を与えるが、この値を閾値と
して単純マトリクス駆動を行う。これにより、意図する
画素以外の画素に電荷が移動したとしても、上記閾値を
越えなければ金属が析出して着色することはない。
いては、単純マトリクス駆動により表示を行う。駆動に
際しては、金属の析出過電圧を閾値電圧として利用し、
金属を析出させる画素において、上記透明電極２と対極
４間にこの閾値以上の電圧を印加する。図３は、銀の場
合の析出過電圧を示すサイクリックボルタモグラムであ
る。このサイクリックボルタモグラムの還元電流の立ち
上がりの電圧が析出過電圧を与えるが、この値を閾値と
して単純マトリクス駆動を行う。これにより、意図する
画素以外の画素に電荷が移動したとしても、上記閾値を
越えなければ金属が析出して着色することはない。
【００２９】ただし、駆動電圧は上記析出過電圧の２倍
以下とすることが好ましい。例えば、点順次走査の場
合、半選択点に加わる電圧は、マトリクス電極のライン
数Ｎが十分に大きい場合には、選択点に印加した駆動電
圧の１／２である。点順次走査の場合、半選択点に印加
される電圧は、選択点に印加される電圧をＶとすると、
マトリクスがＮ×Ｎのとき、「液晶エレクトロニクスの
基礎と応用」（オーム社、９４頁）の記載より、（Ｎ−
１）Ｖ／（２Ｎ−１）で与えられる。ここで、Ｎが十分
に大きいときには、Ｖ／２となる。したがって、駆動電
圧の１／２が上記析出過電圧を越えなければ、クロスト
ークは起こらないことになる。
以下とすることが好ましい。例えば、点順次走査の場
合、半選択点に加わる電圧は、マトリクス電極のライン
数Ｎが十分に大きい場合には、選択点に印加した駆動電
圧の１／２である。点順次走査の場合、半選択点に印加
される電圧は、選択点に印加される電圧をＶとすると、
マトリクスがＮ×Ｎのとき、「液晶エレクトロニクスの
基礎と応用」（オーム社、９４頁）の記載より、（Ｎ−
１）Ｖ／（２Ｎ−１）で与えられる。ここで、Ｎが十分
に大きいときには、Ｖ／２となる。したがって、駆動電
圧の１／２が上記析出過電圧を越えなければ、クロスト
ークは起こらないことになる。
【００３０】単純マトリクス駆動においては、一般には
線順次走査を行う。この場合、表示するパターンによ
り、半選択点に加わる電圧は異なる。しかしながら、電
気化学表示装置は、液晶表示装置とは異なり、極性を有
するが故に、複数の選択点から半選択点への影響は互い
に打ち消し合う場合が多い。例えば、図４は、矢印で示
す走査線Ａ，Ｂを選択した場合の本来のパス（主パス）
を示すものである。選択点Ｓには、図中太線で示す駆動
電流が流れる。一方、隣接する選択点（半選択点）Ｈに
は、図５に示す副パスにより、図中太線で示すような電
流が流れる。これに対して、図６に示すように、もう一
つの走査線Ｃを選択したときには、図中太線で示す別の
副パスの電流が流れ、半選択点Ｈに流れる電流は、図５
に示す副パスの場合とは逆方向である。多数の点を選択
した場合に影響を互いに打ち消し合う事情は前記の通り
であり、そのため、線順次操作においても上記の条件
（駆動電圧を析出過電圧の２倍以下）を満たしていれ
ば、実際上はクロストークは生じない。
線順次走査を行う。この場合、表示するパターンによ
り、半選択点に加わる電圧は異なる。しかしながら、電
気化学表示装置は、液晶表示装置とは異なり、極性を有
するが故に、複数の選択点から半選択点への影響は互い
に打ち消し合う場合が多い。例えば、図４は、矢印で示
す走査線Ａ，Ｂを選択した場合の本来のパス（主パス）
を示すものである。選択点Ｓには、図中太線で示す駆動
電流が流れる。一方、隣接する選択点（半選択点）Ｈに
は、図５に示す副パスにより、図中太線で示すような電
流が流れる。これに対して、図６に示すように、もう一
つの走査線Ｃを選択したときには、図中太線で示す別の
副パスの電流が流れ、半選択点Ｈに流れる電流は、図５
に示す副パスの場合とは逆方向である。多数の点を選択
した場合に影響を互いに打ち消し合う事情は前記の通り
であり、そのため、線順次操作においても上記の条件
（駆動電圧を析出過電圧の２倍以下）を満たしていれ
ば、実際上はクロストークは生じない。
【００３１】以上、本発明を適用した表示装置の基本的
な構成及びその駆動方法について説明してきたが、本発
明は、これに限らず種々の構成を採用することが可能で
ある。例えば、図７に示すように、第３の電極として、
第１の電極群Ｘ１，Ｘ２・・・（透明導電膜２）や第２
の電極群Ｙ１，Ｙ２・・・（対極４）とは独立した電位
検知電極１１，１２を形成してもよい。これら電位検知
電極１１，１２は、透明基板１上の透明画素電極（透明
導電膜２）または共通電極（対極４）と同一の面内に電
気的に絶縁された部材として配設されており、透明基板
１上の透明画素電極や共通電極の電位を検知するのに用
いられる。
な構成及びその駆動方法について説明してきたが、本発
明は、これに限らず種々の構成を採用することが可能で
ある。例えば、図７に示すように、第３の電極として、
第１の電極群Ｘ１，Ｘ２・・・（透明導電膜２）や第２
の電極群Ｙ１，Ｙ２・・・（対極４）とは独立した電位
検知電極１１，１２を形成してもよい。これら電位検知
電極１１，１２は、透明基板１上の透明画素電極（透明
導電膜２）または共通電極（対極４）と同一の面内に電
気的に絶縁された部材として配設されており、透明基板
１上の透明画素電極や共通電極の電位を検知するのに用
いられる。
【００３２】上記第３の電極である電位検知電極１１，
１２は、ストライプ電極である第１の電極群Ｘ１，Ｘ２
・・・（透明導電膜２）、または第２の電極群Ｙ１，Ｙ
２・・・（対極４）と同じ面に形成することができる。
ここで、反応の過程における電位を正確に検知するため
には、第１の電極群Ｘ１，Ｘ２・・・（透明導電膜２）
側に形成するのが好ましいが、そうすると開口率が低下
するので、この点では不利である。
１２は、ストライプ電極である第１の電極群Ｘ１，Ｘ２
・・・（透明導電膜２）、または第２の電極群Ｙ１，Ｙ
２・・・（対極４）と同じ面に形成することができる。
ここで、反応の過程における電位を正確に検知するため
には、第１の電極群Ｘ１，Ｘ２・・・（透明導電膜２）
側に形成するのが好ましいが、そうすると開口率が低下
するので、この点では不利である。
【００３３】上記第３の電極である電位検知電極１１，
１２の電極材料としては、銀が好ましく、これをストラ
イプ電極間に、各ストライプ電極と平行に１本から複数
本設置し、さらに各ストライプ電極と直交して１本から
複数本設置し、互いに交差する交点で結線するようにす
る。このとき、ストライプ電極と直交する第３の電極
が、ストライプ電極を跨ぐ部分については、ストライプ
電極の表面を絶縁膜でコーティングしておかなければな
らない。
１２の電極材料としては、銀が好ましく、これをストラ
イプ電極間に、各ストライプ電極と平行に１本から複数
本設置し、さらに各ストライプ電極と直交して１本から
複数本設置し、互いに交差する交点で結線するようにす
る。このとき、ストライプ電極と直交する第３の電極
が、ストライプ電極を跨ぐ部分については、ストライプ
電極の表面を絶縁膜でコーティングしておかなければな
らない。
【００３４】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果に基づいて説明する。
いて、実験結果に基づいて説明する。
【００３５】実施例１（金属イオン：ビスマス）
（ストライプ状電極の作成）第1の電極（表示極）
【００３６】１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ０．２ｍｍのポ
リカーボネート基板上に、以下の手順でストライプ状透
明電極および絶縁膜を形成した。ストライプ幅は１５０
μｍ、１７０μｍピッチとし、開口部（絶縁膜に覆われ
ていない部分）の大きさは１４０μｍ角とした。スパッ
タ法により、膜厚５００ｎｍでシート抵抗値が１２Ω／
□であるＩＴＯ膜をポリカーボネート基板上に成膜し
た。
リカーボネート基板上に、以下の手順でストライプ状透
明電極および絶縁膜を形成した。ストライプ幅は１５０
μｍ、１７０μｍピッチとし、開口部（絶縁膜に覆われ
ていない部分）の大きさは１４０μｍ角とした。スパッ
タ法により、膜厚５００ｎｍでシート抵抗値が１２Ω／
□であるＩＴＯ膜をポリカーボネート基板上に成膜し
た。
【００３７】次に、ＩＴＯ膜上にフォトレジストを塗布
し、リソグラフィー法によりフォトレジストを所望のス
トライプ形状に形成した。次いで、このポリカーボネー
ト基板をＩＴＯエッチング液に浸食させて、フォトレジ
ストで覆われていない部分のＩＴＯ膜を除去した。その
後、フォトレジストはアセトン等の有機溶剤で除去し
た。さらに、このストライプ状になったＩＴＯ膜の上
に、一般式Si(OC2H5)4で表されるケイ酸エチル（ＴＥＯ
Ｓ：Tetra-Ethoxyortho-Silicate）と酸素（Ｏ２）を使
用したプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ２を２００ｎｍ
成膜した。
し、リソグラフィー法によりフォトレジストを所望のス
トライプ形状に形成した。次いで、このポリカーボネー
ト基板をＩＴＯエッチング液に浸食させて、フォトレジ
ストで覆われていない部分のＩＴＯ膜を除去した。その
後、フォトレジストはアセトン等の有機溶剤で除去し
た。さらに、このストライプ状になったＩＴＯ膜の上
に、一般式Si(OC2H5)4で表されるケイ酸エチル（ＴＥＯ
Ｓ：Tetra-Ethoxyortho-Silicate）と酸素（Ｏ２）を使
用したプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ２を２００ｎｍ
成膜した。
【００３８】次に、ＳｉＯ２膜上にフォトレジストを塗
布し、リソグラフィー法によりフォトレジストを所望の
形状に形成し、フッ化アンモニウムやフッ酸等からなる
混合液にこの基板を浸食させて、フォトレジストで覆わ
れていない部分のＳｉＯ２膜を除去した。その後、フォ
トレジストはアセトン等の有機溶剤で除去した。
布し、リソグラフィー法によりフォトレジストを所望の
形状に形成し、フッ化アンモニウムやフッ酸等からなる
混合液にこの基板を浸食させて、フォトレジストで覆わ
れていない部分のＳｉＯ２膜を除去した。その後、フォ
トレジストはアセトン等の有機溶剤で除去した。
【００３９】第２の電極（対向極）
対向極は，以下の手順により作製した。すなわち、ポリ
カーボネート、あるいはポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、または回路基板に使われるガラスエポキシ
樹脂などのエポキシ系の樹脂等からなる基板上に、銅電
極をストライプ状に形成した。ストライプ状電極を形成
するには、先ず、銅を全面にスパッタ法等により成膜し
た。続いて、全面成膜された銅電極上にフォトレジスト
を塗布し、ストライプ状に形成されたメタルマスクある
いは紫外線を遮断するマスクでその表面を覆い、紫外線
を照射した。リソグラフィー法によりマスクされた部分
のフォトレジストおよび電極を、ウェットエッチング法
もしくはドライエッチング法によりストライプ状の各電
極が互いに絶縁されるように除去した。続いて、形成さ
れたストライプ電極を、塩化ビスマスを溶解した溶液中
に浸し、電解メッキ法により金属ビスマスを電極に析出
させ、対向極とした。
カーボネート、あるいはポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、または回路基板に使われるガラスエポキシ
樹脂などのエポキシ系の樹脂等からなる基板上に、銅電
極をストライプ状に形成した。ストライプ状電極を形成
するには、先ず、銅を全面にスパッタ法等により成膜し
た。続いて、全面成膜された銅電極上にフォトレジスト
を塗布し、ストライプ状に形成されたメタルマスクある
いは紫外線を遮断するマスクでその表面を覆い、紫外線
を照射した。リソグラフィー法によりマスクされた部分
のフォトレジストおよび電極を、ウェットエッチング法
もしくはドライエッチング法によりストライプ状の各電
極が互いに絶縁されるように除去した。続いて、形成さ
れたストライプ電極を、塩化ビスマスを溶解した溶液中
に浸し、電解メッキ法により金属ビスマスを電極に析出
させ、対向極とした。
【００４０】銅の電極は１５μｍ程度、ビスマスの電極
は１５μｍ程度とし、双方を合わせ３０μｍ程度の電極
厚さとした。なお、金属ビスマスを析出させるには、電
界を印加せずに析出させる無電解法もあるが、電解メッ
キ法の方が析出する金属の厚さを厚くすることができる
ので望ましく、ここでは電界メッキ法を採用した。
は１５μｍ程度とし、双方を合わせ３０μｍ程度の電極
厚さとした。なお、金属ビスマスを析出させるには、電
界を印加せずに析出させる無電解法もあるが、電解メッ
キ法の方が析出する金属の厚さを厚くすることができる
ので望ましく、ここでは電界メッキ法を採用した。
【００４１】なお、画素の間隙は固体電解質により覆わ
れているが、固体電解質が透けて見えることも想定し、
なるべく白色の基板を用いることが好ましい。また、表
示させる画素の間隔は、できる限り狭くすることが望ま
しい。
れているが、固体電解質が透けて見えることも想定し、
なるべく白色の基板を用いることが好ましい。また、表
示させる画素の間隔は、できる限り狭くすることが望ま
しい。
【００４２】（高分子固体電解質の調製および塗布）分
子量約３５万のポリビニルアルコール１重量部と、水と
イソプロピルアルコールの１：１混合溶媒１０重量部、
臭化リチウム１．７重量部、塩化ビスマス１．７重量部
を混合し、１２０℃に加熱して均一溶液を調製した。次
いで、この溶液にに平均粒径０．５μｍの二酸化チタン
０．２重量部を添加し、ホモジナイザーで均一に分散せ
しめた。
子量約３５万のポリビニルアルコール１重量部と、水と
イソプロピルアルコールの１：１混合溶媒１０重量部、
臭化リチウム１．７重量部、塩化ビスマス１．７重量部
を混合し、１２０℃に加熱して均一溶液を調製した。次
いで、この溶液にに平均粒径０．５μｍの二酸化チタン
０．２重量部を添加し、ホモジナイザーで均一に分散せ
しめた。
【００４３】このようにして調製した電解質溶液を上記
基板の上にドクターブレードにより厚さ６０μｍで塗布
した後、第２の電極を直ちに貼り合わせ、これを１１０
℃，０．１ＭＰａで１時間減圧乾燥し、ゲル化した高分
子固体電解質を二つの電極間に形成した。次いで、貼り
合わせの端面を接着剤によって封止した。
基板の上にドクターブレードにより厚さ６０μｍで塗布
した後、第２の電極を直ちに貼り合わせ、これを１１０
℃，０．１ＭＰａで１時間減圧乾燥し、ゲル化した高分
子固体電解質を二つの電極間に形成した。次いで、貼り
合わせの端面を接着剤によって封止した。
【００４４】（駆動と表示特性の評価）析出過電圧は
０．６５Ｖであり、動作電圧は１．２Ｖとした。所望の
ストライブ状電極の組を公知の方法で選択し、発色時に
は表示極に１画素あたり５μＣの電気量を０．１秒間流
し、表示極側で還元反応を起こし、消色時には同一電気
量で酸化することにより、着色表示と無色（白色）表示
とを切り替えた。無色（白色）時の反射率は７０％であ
り、発色（黒色）時の表示部の光学濃度（ＯＤ）は約
１．４（反射率４％）であった。選択していない画素が
発色、あるいは消色することはなかった。
０．６５Ｖであり、動作電圧は１．２Ｖとした。所望の
ストライブ状電極の組を公知の方法で選択し、発色時に
は表示極に１画素あたり５μＣの電気量を０．１秒間流
し、表示極側で還元反応を起こし、消色時には同一電気
量で酸化することにより、着色表示と無色（白色）表示
とを切り替えた。無色（白色）時の反射率は７０％であ
り、発色（黒色）時の表示部の光学濃度（ＯＤ）は約
１．４（反射率４％）であった。選択していない画素が
発色、あるいは消色することはなかった。
【００４５】発色状態に置いた後、回路を開放して放置
したところ、1週間後の表示部の光学濃度に変化はな
く、メモリー性を有していた。発色，消色のサイクルを
繰り返し行ったところ、発色時の黒色濃度が１．０以下
になるまでの繰り返しサイクル回数は約８０００万回で
あった。
したところ、1週間後の表示部の光学濃度に変化はな
く、メモリー性を有していた。発色，消色のサイクルを
繰り返し行ったところ、発色時の黒色濃度が１．０以下
になるまでの繰り返しサイクル回数は約８０００万回で
あった。
【００４６】実施例２（金属イオン：銀）
先の実施例１と全く同様に第１の電極を製作した。第２
の電極は硝酸銀中で銀を電解メッキすることにより得
た。
の電極は硝酸銀中で銀を電解メッキすることにより得
た。
【００４７】（高分子固体電解質の調整と塗布）分子量
約３５万のポリフッ化ビニリデン１重量部をジメチルス
ルホキシド１０重量部、ヨウ化銀１．７重量部、ヨウ化
ナトリウム１重量部を混合し、１２０℃に加熱して、均
一溶液を調製した。次いで、これに平均粒径０．５μｍ
の二酸化チタン０．２重量部を添加し、ホモジナイサー
で均一に分散せしめた。これを第１の電極を形成したガ
ラス基板の上にドクターブレードにより厚さ２０μｍで
塗布したのち、次に第２の電極である共通電極を形成し
た基板と直ちに貼り合わせ、これを１１０℃、０．１Ｍ
Ｐａで１時間減圧乾燥し、ゲル化した高分子固体電解質
を二つの電極間に形成した。次いで貼り合わせの端面を
接着剤によって封止した。
約３５万のポリフッ化ビニリデン１重量部をジメチルス
ルホキシド１０重量部、ヨウ化銀１．７重量部、ヨウ化
ナトリウム１重量部を混合し、１２０℃に加熱して、均
一溶液を調製した。次いで、これに平均粒径０．５μｍ
の二酸化チタン０．２重量部を添加し、ホモジナイサー
で均一に分散せしめた。これを第１の電極を形成したガ
ラス基板の上にドクターブレードにより厚さ２０μｍで
塗布したのち、次に第２の電極である共通電極を形成し
た基板と直ちに貼り合わせ、これを１１０℃、０．１Ｍ
Ｐａで１時間減圧乾燥し、ゲル化した高分子固体電解質
を二つの電極間に形成した。次いで貼り合わせの端面を
接着剤によって封止した。
【００４８】（駆動と表示特性の評価）析出過電圧は
０．７Ｖであり、駆動電圧は１．２Ｖとした。実施例１
と同様の評価を行ったところ、無色(白色)時の反射率は
７０％であり、発色（黒色）時の表示部の光学濃度（Ｏ
Ｄ）は約１．４（反射率４％）であった。選択していな
い画素が発色、あるいは消色することはなかった。 発
色状態に置いた後、回路を開放して放置したところ、１
週間後の表示部の光学濃度に変化はなく、メモリー性を
有していた。発色，消色のサイクルを繰り返し行ったと
ころ、発色時の黒色濃度が１．０以下になるまでの繰り
返しサイクル回数は約８０３２万回であった。
０．７Ｖであり、駆動電圧は１．２Ｖとした。実施例１
と同様の評価を行ったところ、無色(白色)時の反射率は
７０％であり、発色（黒色）時の表示部の光学濃度（Ｏ
Ｄ）は約１．４（反射率４％）であった。選択していな
い画素が発色、あるいは消色することはなかった。 発
色状態に置いた後、回路を開放して放置したところ、１
週間後の表示部の光学濃度に変化はなく、メモリー性を
有していた。発色，消色のサイクルを繰り返し行ったと
ころ、発色時の黒色濃度が１．０以下になるまでの繰り
返しサイクル回数は約８０３２万回であった。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は、電気化学反応を利用した表示装置において単純マ
トリクス駆動を可能としたことに大きな意義があり、単
純マトリクス駆動でも意図しない画素の着色（いわゆる
クロストーク）のない高品位な表示が可能である。した
がって、電気化学表示装置において、装置構成を簡略化
することができ、低価格化が可能である。
明は、電気化学反応を利用した表示装置において単純マ
トリクス駆動を可能としたことに大きな意義があり、単
純マトリクス駆動でも意図しない画素の着色（いわゆる
クロストーク）のない高品位な表示が可能である。した
がって、電気化学表示装置において、装置構成を簡略化
することができ、低価格化が可能である。
【００５０】また、本発明の表示装置は、電気化学的な
酸化、還元による金属イオンの析出、溶解反応を用いて
表示を行っているので、コントラスト及び黒色濃度を高
くすることができる。また、長時間使用した場合でも褪
色等の問題が発生せず、黒色濃度も高いレベルに維持す
ることが可能である。
酸化、還元による金属イオンの析出、溶解反応を用いて
表示を行っているので、コントラスト及び黒色濃度を高
くすることができる。また、長時間使用した場合でも褪
色等の問題が発生せず、黒色濃度も高いレベルに維持す
ることが可能である。
【図１】単純マトリクス駆動のための電極の配列状態を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明を適用した電気化学表示装置の一構成例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図３】銀の析出過電圧を示すサイクリックボルタモグ
ラムである。
ラムである。
【図４】選択点における電流の主パスを示す模式図であ
る。
る。
【図５】半選択点における電流の副パスの一例を示す模
式図である。
式図である。
【図６】半選択点における電流の副パスの他の例を示す
模式図である。
模式図である。
【図７】第３の電極の形成状態を示す模式図である。
【図８】単純マトリクス駆動における電荷の平準化を示
すものであり、（ａ）は電荷移動前の状態を示す模式
図、（ｂ）は電荷移動後の状態を示す模式図である。
すものであり、（ａ）は電荷移動前の状態を示す模式
図、（ｂ）は電荷移動後の状態を示す模式図である。
１ 透明基板、２ 透明導電膜、３ 支持基板、４ 対
極、５ 高分子固体電解質層
極、５ 高分子固体電解質層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 賢一
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
Ｆターム(参考） 2K001 AA02 BA04 CA08 CA37 CA38
EA03 EA17 EA24
Claims (26)
- 【請求項１】 金属の電気化学的な析出・溶解を用いて
表示を行う表示装置において、 単純マトリクス駆動方式により駆動され、当該単純マト
リクス駆動における閾値として金属イオンが金属として
析出する際の析出過電圧を用いることを特徴とする表示
装置。 - 【請求項２】 駆動電圧が上記析出過電圧の２倍以下と
されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項３】 上記析出・溶解する金属が、ビスマス、
銅、銀、リチウム、鉄、クロム、ニッケル、カドミウム
から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１記載の表示装置。 - 【請求項４】 透明電極と対極とを有し、透明電極上に
金属が析出・溶解することにより表示が行われることを
特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項５】 上記透明電極上に析出する金属と上記対
極の電位差が上記析出過電圧未満であることを特徴とす
る請求項４記載の表示装置。 - 【請求項６】 上記透明電極と対極の間に高分子固体電
解質層が形成されていることを特徴とする請求項４記載
の表示装置。 - 【請求項７】 上記高分子固体電解質層を構成するマト
リクス高分子が、−(C−C−O)n−、−(C−C−Ｎ)n−、
若しくは−(C−C−Ｓ)n−で表されるポリエチレンオキ
サイド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンスルフィ
ド、若しくはこれらを主鎖構造として枝分かれを有する
高分子材料、または、ポリメチルメタクリレート、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネ
ートから選ばれる少なくとも１種からなることを特徴と
する請求項６記載の表示装置。 - 【請求項８】 上記高分子固体電解質層は、電解質塩と
して金属塩若しくはアルキルアンモニウム塩を含有する
ことを特徴とする請求項６記載の表示装置。 - 【請求項９】 上記高分子固体電解質層は、可塑剤とし
て、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、
プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチ
レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリ
ル、スルフォラン、ジメトキシエタン、ジメチルフォル
ムアミド、ジメチルスルフォキシドから選ばれる少なく
とも１種を含有することを特徴とする請求項６記載の表
示装置。 - 【請求項１０】 上記高分子固体電解質層は着色材を含
有することを特徴とする請求項６記載の表示装置。 - 【請求項１１】 上記着色材は、無機顔料、有機顔料、
または色素から選ばれる少なくとも１種であることを特
徴とする請求項１０記載の表示装置。 - 【請求項１２】 上記着色材は、白色無機顔料であるこ
とを特徴とする請求項１１記載の表示装置。 - 【請求項１３】 上記白色無機顔料は、二酸化チタン、
炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム
から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１２記載の表示装置。 - 【請求項１４】 上記高分子固体電解質層が複数層から
なり、上記着色材が一部の層にのみ含まれていることを
特徴とする請求項１０記載の表示装置。 - 【請求項１５】 上記高分子固体電解質層は、上記金属
が析出する際の成長阻害剤を含有することを特徴とする
請求項６記載の表示装置。 - 【請求項１６】 上記成長阻害剤は、酸素原子または硫
黄原子を有する基を備えていることを特徴とする請求項
１５記載の表示装置。 - 【請求項１７】 上記高分子固体電解質層は、副反応を
抑制するための還元剤または酸化剤を含有することを特
徴とする請求項６記載の表示装置。 - 【請求項１８】 上記透明電極は、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ
３、あるいはこれらの混合物を主成分として形成されて
いることを特徴とする請求項４記載の表示装置。 - 【請求項１９】 上記対極は金属薄膜により形成されて
いることを特徴とする請求項４記載の表示装置。 - 【請求項２０】 上記透明電極及び対極とは独立した第
３の電極を備えることを特徴とする請求項４記載の表示
装置。 - 【請求項２１】 上記第３の電極は、上記透明電極及び
対極と同一の面内に電気的に絶縁されて形成されている
ことを特徴とする請求項２０記載の表示装置。 - 【請求項２２】 上記第３の電極は、電位検知電極であ
ることを特徴とする請求項２１記載の表示装置。 - 【請求項２３】 金属の電気化学的な析出・溶解を用い
て表示を行う表示装置を単純マトリクス駆動方式により
駆動するに際し、金属イオンが金属として析出する際の
析出過電圧を閾値として単純マトリクス駆動を行うこと
を特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項２４】 駆動電圧を上記析出過電圧の２倍以下
とすることを特徴とする請求項２３記載の表示装置の駆
動方法。 - 【請求項２５】 透明電極と対極とにより上記単純マト
リクス駆動を行い、透明電極上に金属を析出・溶解させ
て表示を行うことを特徴とする請求項２３記載の表示装
置の駆動方法。 - 【請求項２６】 上記透明電極上に析出する金属と上記
対極の電位差が上記析出過電圧未満となるように設定す
ることを特徴とする請求項２５記載の表示装置の駆動方
法。
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