JPH01225994A - エレクトロクロミック表示素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エレクトロクロミズムを利用して文字や模
様などを表示するエレクトロクロミック表示素子（以下
、ＥＣＤという）、とくに複数に分画された表示極のセ
グメントと対向極との間に交流パルス電圧を印加して着
色するセグメントの組み合わせによって表示を変化させ
るＥＣＤの駆動方法に関する。

〔従来の技術〕

この種ＥＣＤの代表的なものとして、たとえば第１図で
示すように、透光性の表示側基板１の内面に透明電極２
を介してエレクトロクロミック物質層３を設けて所要パ
ターンを構成するセグメントに分画された表示極４とし
、対向側基板５の内面に電極６を介して対極物質層７を
設けて対向極８とし、スペーサ９を介在して対向配置し
た側基板１．５の間に電解液１０を封入したものが知ら
れる。なお、１）は表示極４の各セグメント間に介在す
る絶縁保護膜、１２は対極物質層７上に設けられた背景
材、１３はリード端子、１４は電極６と対向側のリード
端子１３とを電気的に接続する導電層である（文献不詳
）。

このようなＥＣＤにおいては、対向極を共通電極として
所要のセグメントに対応する表示極４に電圧を印加する
ことにより、エレクトロクロミック物質と対極物質との
電解液１０を介した反応物質の着色変化により、表示側
基板１の表面に所要の表示がなされるものである。たと
えば青色表示の場合、上記のエレクトロクロミック物質
として−ｇに酸化タングステン（ＷＯ３）を使用してい
るが、この場合の着色変化は、電解液１０としてリチウ
ム塩を非水系溶媒に溶解したものを用いたとき、つぎの
反応に基づいている。

また、表示の変化は、表示極の分画された複数のセグメ
ントのうちの着色するセグメントの組み合わせ変化によ
って行われる。たとえば第２図で示すように表示極４の
各表示単位がａ−ｇの７つのセグメントに分画された数
字表示用の一般的な８字形パターンにあっては、着色す
るセグメントの組み合わせによって各表示単位ごとにＯ
〜９の数字パターンが表示される。すなわち、たとえば
第３図で斜線を施しているように、全セグメントａ−ｇ
の着色により数字（８）、セグメントａ。

ｂ、ｄ、ｅ、Ｈの着色により数字（２）、セグメン）ｂ
、ｃの着色により数字（１）、がそれぞれ表示される。

そして、この種ＥＣＤの駆動には交流パルス電圧を利用
するが、ある表示パターンから次の表示パターンへと表
示内容を更新する際、着色していたセグメントもしくは
その中の次回に消色が必要なもののみに消色パルスを印
加することは駆動回路構成が非常に複雑化して設計およ
び製作上で極めて困難を伴うため、−船釣には前後の両
パターンの表示の間に全セグメントに消色パルスを印加
してパターン全体を消色する方法が採られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ＥＣＤＯ着消色は既述のように電気化学
的な還元・酸化反応に基づくものであるから、着消色の
繰り返し回数や着消色の継続時間の違いによって上記反
応の程度が異なって必然的に消色時の消色度合に差を生
じることになる。そして、従来のＥＣＤの実駆動におい
ては、上記消色度合の差が肉眼で視認され、消色程度の
低いセグメント部分による数字や文字あるいはそれらの
一部を識別できることがあり、誤まった情報を伝える危
険性があった。

すなわち、たとえば前記８字形パターンにおいて表示数
字を第３図の如く順次（８）−（２）−（１）の変化を
経て次の数字に更新するとすれば、第４図に示すように
、セグメントｆでは最後の着色パルスＰｃの印加後に消
色パルスＰｄが３回続けて印加されるのに対し、セグメ
ントａでは同じく２回続けて印加され、セグメントｂで
は同じく１回だけ印加されることになるため、表示（１
）から次の数字表示に更新する直前の消色時のセグメン
ト間、とくにセグメントｒとｂとの間で消色度合に大き
な差を生じ、この差が識別されやすい。

なお、このような消色むらは消色パルスの印加時間を長
（して消色反応つまり前記酸化タングステンを使用した
場合の酸化反応を完了させることによって防止できるが
、通常０ＥＣＤの表示変化に時間的制約があるために実
用上では消色反応が完了しない時点で表示内容の更新を
行うことになる。

この発明は、上記従来の課題を解決すべくなされたもの
で、表示内容の更新前におけるセグメント間の消色度合
の差を可及的に抑制し、もって情報誤認を防止して高信
頬性を付与するＥＣＤ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〕

この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を
重ねた結果表示内容を更新する前の消色期間中に全セグ
メントを一時的に着色させる過程を組み入れてｉ消色レ
ベルを一旦平均化したのち、消色を行うようにすれば、
セグメント間の消色度合の差が縮まり、この差が識別で
きなくなることを見い出し、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、複数に分画された表示極のセグ
メントと対向極との間に交流パルス電圧を印加して着消
色を行い、着色するセグメントの組み合わせ変化によっ
て表示内容を更新するＥＣＤの駆動方法において、表示
内容を更新する前の消色パルス期間内に全セグメントに
対する着色パルスを一時的に加えることを特徴とするＥ
ＣＤの駆動方法に係る。

〔発明の構成・作用〕

この発明の駆動方決では、前記のように表示内容を更新
する前の消色パルス期間内に全セグメントに対する着色
パルスを一時的に加えることにより、全セグメントの上
記更新前の消色度合を均一化する。すなわち、この方法
によると、更新前の表示において着色されていたセグメ
ントと着色されていなかったセグメントとが共に更新直
前に一旦着色状態を経ることになるため、全セグメント
間における着消色履歴の違いに−よる着消色状態の差が
縮小されて平均化し、次にこの平均化された着消色状態
から一様に消色が行われる結果、更新前の消色度合の差
は上記−時的な着色を経ない場合に比較して大幅に縮小
して肉眼では識別できな（なる。

次に、この発明の駆動方法を第３図の７つのセグメント
ａ−ｗｆに分画された８字形パターンによる数字表示を
例として説明する。

第３図で示すように表示数字を（８）　＝（２）−（１
）−（次の数字）と順次更新する場合、従来の通常の駆
動方法によると第４図の如く各更新前に全セグメントａ
４ｇに単に消色パルスＰｄを着色パルスＰｃと同時間ｔ
１印加するのに対し、この発明の駆動方法では第５図で
示すように各更新前の消色パルスＰｄの本来の印加期間
内つまり時間ｔ、内で全セグメントａ−ｇに対する一時
的な着色パルスＰｓを印加する。

すなわち、この発明における消色パルス期間１゜内では
消色パルスＰｄ−着色パルスｐ　３−ｆｆ４色パルスＰ
ｄの順にパルス印加が行われ、全セグメントａ　−ｇが
更新前に一様に着色を経て消色される過程を経ることか
ら、更新直前の消色度合の差が各セグメントの着消色履
歴に違いがあっても平均化されることになる。

ちなみに、上記の更新過程で着消色履歴の大きく異なる
セグメントｆとｂについて、表示（１）から次の数字に
更新する直前で評価した消色度合の差は、後記した実施
例と比較例の駆動方法による各セグメントの消色時の反
射率を示す表によれば、従来の駆動方法では上記反射率
で１．２％となるのに対し、この発明の駆動方法では０
．８％と大きく縮小している。

ここで、一般にセグメント間の上記反射率の差が個人差
を含めて１．０％以上から１．５％以上になると肉眼で
識別可能であるとされる点からして、この発明方法にお
ける上記セグメントｆとｂの消色度合の差は完全に識別
限界下となるが、従来方法による差は識別される危険性
が大きい。なお、従来方法によるセグメント間の消色度
合の差は、表示数字の変化の仕方によって上記値よりも
さらに大きくなる可能性がある。

この発明において消色パルス期間ｔ、内で一時的に印加
する着色パルスＰｓの印加時間ｔ２は、長すぎると濃く
着色しすぎて消え残りを生じる恐れがあり、逆に短かす
ぎると充分な着色度が与えられず消色むらを防止できな
いため、上記消色パルス期間ｔ、の１／２０〜１／２程
度に設定するのがよい。

また上記着色パルスＰｓの印加は、前回の表示で着色し
ていたセグメントがある程度消色したのちでないとセグ
メント間の着色時のレベルが平均化しにくいことがら消
色パルス期間の初期すぎては好ましくなく、逆に同期間
の末期すぎても着色の取り除きが不充分となるため、同
期間の中央付近、と（に１／３経過後から２７３経過ま
での間に設定するのがよい。

なお、上述ではＥＣＤの表示パターンが数字表示用の８
字形パターンである場合を例として説明したが、この発
明方法は他の種々の文字、記号、模様など様々な表示パ
ターンに対しても同様に適用でき、上記同様の効果が得
られる。

この発明の駆動方法を適用するＥＣＤの素子構成はとく
に限定されないが、参考のために一例として第１図で示
したＥＣＤの素子構成について以下に説明する。

表示側および対向側基板１，５としては一般にガラスな
どの透光性材料が用いられるが、対向側基板５は非透光
性材料であっても差し支えない。

そして透明電極２は、インジウム−スズ複合酸化物（以
下、ＩＴＯという）などの透明導電材料からなり、表示
側基板１の内面に真空蒸着法、スパッタリング法、イオ
ンブレーティング法などの既存の薄膜形成技術によって
形成されている。電極６は、金、白金などの貴金属およ
びこれらと他の金属との合金、あるいは上記ＩＴＯなど
からなり、前記同様の薄膜形成技術のほか、金属の場合
では箔状物を圧着あるいは接着する方法によって対向側
基板５の内面に形成される。

エレクトロクロミック物質層３としては、表示色によっ
て電解液１０の材料に対応↓た種々の材料が用いれるが
、青色表示では一般に酸化タングステン（ＷＯ３）が使
用され、前記薄膜形成技術によって透明電極２上に第２
図の如く８字形パターンなどの所要のセグメントに分画
された形で形成される。

対極物質層７は、カーボン粉末の如き導電性粉末単独ま
たはこれと酸化タングステン、タングステン酸鉄の如き
酸化物系対極活物質粉末をバインダで結着した層、ある
いはこれら層上に活性炭素繊維のクロス状物を貼着した
層にて構成される。

！解？１）０には、エレクトロクロミック物質層３が酸
化タングステンからなる場合、Ｌ　ｉ　ＣｌＯ４などの
リチウム塩をプロピレンカーボネートなどの非水系溶媒
に溶解した液もしくはこの液に電子供与剤として少量の
水を加えたものが一般的に使用される。

また、背景材１２は、対向極８を隠蔽してそれ自身の色
調を表示の背景とするものであり、顔料と電解液のゲル
体をスクリーン印刷法などで塗着する方法、あるいは顔
料とポリテトラフルオロエチレン粉末とを混合してシー
ト状に成形したものを載置もしくは接着する方法によっ
て形成される。

さらにスペーサ９にはポリエステル樹脂やガラスが、絶
縁保護膜１）としてはＳ　ｔ　Ｏ，が、導電層１４とし
ては銀ペーストなどが、それぞれ使用される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明０ＥＣＤの駆動方法によれば、
表示内容の更新前の消色パルス期間内に全セグメントに
対する着色パルスを一時的に加えるため、それ以前の各
セグメントの着消色の経緯にかかわらず更新直前の消色
度合が平均化され、消色むらによる表示の誤認を防止で
きるという効果が奏される。

また、上記の一時的に加える着色パルスの印加を、消色
パルス期間の１／２０〜１／２の時間に設定すること、
ならびに消色パルス期間の開始より終了に至る時間幅の
１／３経過後から２／３経過までに設定することにより
、上記消色度合の平均化をより確実に達成できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を比較例と対比して説明する。

実施例 縦３３ｍ、横４６ｍ、厚さ１．１鶴の透明ガラスからな
る表示側基板の一面側にＩＴＯを真空蒸着して厚さ２，
５００人の透明電極を形成し、この上に酸化タングステ
ンを真空蒸着して厚さ５．０００人のエレクトロクロミ
ック物質層を形成して第２図で示す如き各表示単位がａ
−ｗｇの７つのセグメントに分画された８字形パターン
の表示極とした。

なお、この表示極のエレクトロクロミック物質層以外の
表面には５ｉｏｔを真空蒸着して絶縁保護膜とした。

一方、縦２７ｍ、横４４ｍ、厚さ１．１　ｔｌの透明ガ
ラスからなる対向側基板の一面側全面に酸化インジウム
を真空蒸着して厚さ２．０００人の電極を形成したのち
、この電極上にカーボンペースト（徳力化学研究所製の
商品名ＲＰ−１０）を介して活性炭素繊維クロス（クラ
レ社製の商品名ＣＨ−２０）を貼着し、１８０℃で２時
間加熱処理することにより対極物質層を形成して対向極
とし、この上に二酸化チタン１００重量部と後記電解液
１００重量部との混練ペーストをスクリーン印刷法によ
り３００μｍの厚みに塗布して背景材とした。

そして、表示極と対向極とが向かい合う形で対向配置し
た上記の側基板をその周辺部間に厚さ５００μｍのポリ
エステル樹脂製スペーサを介在してエポキシ樹脂系接着
剤にて接着封止するとともに、その内部に１モル濃度の
ＬｉＣｌ０＜を含むプロピレンカーボネート溶液に０．
１重量％の純水を添加してなる電解液Ｑ、　３　ｍ　ｌ
を封入した。最後にリード端子の取付けと銀ペースト塗
布による導電層の形成を行い、第１図で示す構成のＥＣ
Ｄを作製した。

つぎに、このＥＣＤの表示極と対向極との間に±１．０
■、ｌ　Ｈｚの交流パルス電圧を印加して駆動させて数
字表示を行ったが、この数字表示の各更新前の全セグメ
ントの消色パルス期間内においては第５図の如くその開
始後０．２秒経過後に１．０■の着色パルスを０．０５
秒間印加する駆動方法を採った。

上記駆動において、数字表示を（８）　−（２）−（１
）−（次の数字）と更新する過程で、（次の数字）への
更新直前の消色時にセグメントａ。

ｂ、ｆの反射率（Ｙ値）を色差計（日本重色工業社製の
商品名ＭＭＰ　１００１−ＤＰ）を用いて測定した。こ
の結果を、上記実施例のものと同様のＥＣＤを使用して
消色パルス期間内で一時的な着色パルスの印加を行わず
に駆動させた比較例方法における反射率測定値とともに
下表に示す。

上表の結果から、各セグメント間の消色時の消色度合の
差とくにセグメントｆと５間の差は、従来の駆動方法（
比較例）では上記反射率で肉眼にて識別されうる１、２
％となるのに対し、この発明の駆動方法では同０．８％
と完全に識別限界下に縮小することが明らかである。

一方、上記ＥＣＤを用い、消色パルス期間内で一時的に
加える着色パルスの印加時間を種々変更させて、それぞ
れ上記同様順序の数字表示の更新を行ってセグメントｆ
とｂの上記同時点での反射率の差を測定したところ、第
６図で示す結果が得られた。この第６図より、セグメン
ト間の消色度合の差を識別不能（反射率の差１．０％以
下）とするには、上記印加時間ｔ２を消色パルス期間ｔ
１の１／２０〜１／２程度の範囲に設定することが好適
であると判る。

また、上記ＥＣＤを用い、−時的な着色パルスの印加時
期をｈ／ｌ＋　＝　０．２において消去パルス期間の初
期から末期まで種々設定して、それぞれ上記同様順序の
数字表示の更新を行ってセグメント１：ｂの上記同時点
での反射率を測定したところ、第７図で示す結果が得ら
れた。この第７図より、セグメント間の消色度合の差を
識別不能とするには、上記印加時期を消色パルス期間の
開始より１／３経過後から２／３経過までの間に設定す
ることが好適であると判る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法に用いるエレクトロクロミック表
示素子の構造例を示す縦断面図、第２図は同素子の平面
図、第３図は同素子における数字表示の更新例を示す説
明図、第４図は従来方法による上記更新時の一部セグメ
ントに対する印加パルス電圧の波形図、第５図はこの発
明方法による同上の波形図、第６図はこの発明方法にお
ける消色時の反射率の差と一時的着色時間／消色期間と
の相関図、第７図はこの発明方法における消色時の反射
率の差と一時的着色パルス設定時期との相関図である。 ４・・・表示極、８・・・対向極、ａ−ｇ・・・セグメ
ント、Ｐｃ・・・着色パルス、Ｐｄ・・・消色パルス、
Ｐｓ・・・−時的着色パルス 特許出願人　　日立マクセル株式会社 第１図 δ 第２図 ４　：５ｉ＜ｂ、３ＪＭ＋ｉ、ａ〜３：亡（１−ｔ−第
３図 第４図 城〉？イξジ （８ン　→（２）→（１）→ Ｎ５　図 一吟幻能時Ｖ犯印、ｆｉ　（ｔ、／ｌ、　）第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数に分画された表示極のセグメントと対向極と
   の間に交流パルス電圧を印加して着消色を行い、着色す
   るセグメントの組み合わせ変化によつて表示内容を更新
   するエレクトロクロミック表示素子の駆動方法において
   、表示内容の更新前の消色パルス期間内に全セグメント
   に対する着色パルスを一時的に加えることを特徴とする
   エレクトロクロミック表示素子の駆動方法。
2. （２）消色パルス期間内における着色パルスの印加時間
   を上記消色パルス期間の１／２０〜１／２の範囲とする
   請求項（１）に記載のエレクトロクロミック表示素子の
   駆動方法。（３）消色パルス期間内における着色パルス
   の印加時期を上記消色パルス期間の開始より終了に至る
   時間幅の１／３経過後から２／３経過までの間に設定す
   る請求項（１）または（２）に記載のエレクトロクロミ
   ック表示素子の駆動方法。