WO2005012993A1

WO2005012993A1 - エレクトロクロミック表示装置

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Publication number: WO2005012993A1
Application number: PCT/JP2004/010474
Authority: WO
Inventors: Satoshi Morita; Takao Yamauchi; Yutaka Sano
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2005-02-10
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Abstract

　本発明のエレクトロクロミック表示装置は、ＴＦＴ１４とＴＦＴ１４に接続する画素電極１５が形成されたアレイ側基板１０と、対向電極５３が形成されたカラーフィルタ側基板５０と、アレイ側基板１０とカラーフィルタ側基板５０との間に注入された電解層８０からなるエレクトロクロミック表示装置において、ＴＦＴ１４の大きさを画素の面積の３０％以上ある大きさとすることにより、より大きな電流を供給し、エレクトロクロミック現象における酸化還元反応をより高速に行うことで、高速応答を行う。

Description

エレクト口クロミック表示装置技術分野

[0001] 本発明はエレクト口クロミック現象を利用して画像表示を行うエレクト口クロミック表示装置に関する。背景技術

[0002] 情報の保持エネルギーが不要、保存が確実、見やすい、手軽に読むことができる、明

など紙としての特性と、情報の書き換えができる、などの電子ディスプレイとしての特田

性を兼ね備えた新たな表示メディアとして電子ペーパーが最近ますます注目されてきている。

[0003] 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レ、るカプセルの中に +と一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。

[0004] 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口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

特許文献 2：特開 2002 - 108252号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0005] エレクトロタミック表示装置の各画素を駆動するための駆動回路は、特許文献 1にも示されているように、液晶表示装置における駆動回路と同様のものが用いられている。これはつまり各画素に TFTを 1つ用レ、、 TFTのゲート電極をゲート線に接続し、ソース電極をソース線に接続し、ドレイン電極を画素電極に接続する構成であり、ソース電圧により電荷量を制御している。この液晶型の駆動回路をエレクトロタミック表示装置にそのまま用いると、ソースドライバと TFTの電流能力に依存するため、画素電極に酸化還元反応に必要な電荷量を蓄積するのに、長い時間を要してしまう。したがって、表示の応答速度を速めるためには、エレクト口クロミック現象における酸化還元反応をより高速に行う必要がある力 S、スイッチング用の TFTは ON状態となったときにできるだけ大きな電流を流せるほうが、酸化還元反応に必要な電荷量を短時間で供給できるために好ましい。そのため、本発明の第 1の目的は、 TFTをできるだけ大きくして〇N電流を大きくした、高応答速度で、し力、も高品位なエレクト口クロミック表示装置を提供することにある。

[0006] また、エレクトロタミック表示装置の応答速度を早めるために TFTのサイズを大きくしても、 1つの画素に形成できる TFTのサイズにも限界があるため、 TFTのサイズを大きくするのみでは応答速度の向上効果には限界がある。カロえて、高性能な TFTドラィバを用いるとコストの増加にもつながる。そこで、本発明の第 2の目的は、 TFTのドライバの構成を工夫した、より高応答速度で、し力も高品位なエレクト口クロミック表示装置を提供することにある。

[0007] さらに、エレクトロタミック表示装置の各画素を駆動するための駆動回路は、上記特許文献 2に示されているような、有機 EL表示装置に一般的に用いられているような駆動回路を用いることも考えられる。これは各画素にゲート線とソース線にそれぞれ接続する TFTと、この TFTのドレイン電極と接続するゲート電極と電力供給線に接続されるソース電極と画素電極に接続されるドレイン電極からなる TFTを有する構成である。この有機 EL型の駆動回路だと、電力供給線が 1本だけであるため、画素電極に電荷を溜めることはできる力電荷を減らすことは難しい。つまり白表示から黒表示へ表示状態を変えることはできるが、黒表示から白表示へ表示状態を変えることは難しレ、。これは電荷を溜める場合と減らす場合とで電力供給線の電位を変える等の手段が必要となるからである。そこで本発明の第 3の目的は、画素への書込み'消去が容易に行え、かつ書換え時間を短くした、高応答速度で、し力、も高品位なエレクト口クロミック表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を解決するために本発明のエレクト口クロミック表示装置は、 TFTと、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミツク層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、前記 TFTの大きさは、前記画素の大きさの 30%以上であることを特徴とする。

[0009] また、本発明の別の態様のエレクト口クロミック表示装置は、 TFTと、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置にぉレ、て、前記 τ

FTは、ソース電極とドレイン電極のうち一方の電極は略棒状に形成され、他方の電極は一方の電極を囲むような形状に形成されることを特徴とする。また前記 TFTは、 U字状の凹部を有するソース電極と、前記 U字状の凹部の間に配置されるドレイン電極と、を有することを特徴とする。

[0010] また、本発明の別の態様のエレクト口クロミック表示装置は、 TFTと、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置にぉレヽて、前記画素には電流駆動回路が各々形成されていることを特徴とする。また前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段とが備えられており、また前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段と書き換え指定手段と電源遮断手段とが備えられてレヽることを特徴とする。

[0011] また、本発明のさらに別の態様のエレクト口クロミック表示装置は、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置にぉレ、て、前記画素には、独立した消去手段と書込み手段が設けられていることを特徴とする。

[0012] また、本発明のさらに別の態様のエレクト口クロミック表示装置は、画素には、 2つのスイッチング手段と、 2つの書換手段を備えてレ、ることを特徴とする。

[0013] さらにまた、本発明の別の態様のエレクト口クロミック表示装置は、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置にぉレ、て、前記画素には、それぞれ独立した 2本のゲート線と、該ゲート線とゲート電極を介してそれぞれ接続する 2つのスイッチング用 TFTと、該スイッチング用 TFTのソース電極と接続するソース線と、該スィッチング用 TFTのドレイン電極とゲート電極を介してそれぞれ接続する 2つの書換え用 TFTと、該書換え用 TFTのソース電極とそれぞれ接続する 2本の電力供給線が設けられており、前記書換え用 TFTのドレイン電極が前記画素電極と接続していることを特徴とする。

発明の効果

[0014] 本発明のエレクト口クロミック表示装置によれば、一つの画素において、大きな TFT が形成され、また大きなチャネル幅を確保できるので、非常に大きな電流を流すことが可能となる。また各画素に電流駆動回路が形成されており、より大きな電流を供給すること力 Sできる。したがってエレクト口クロミック現象における酸化還元反応をより高速に行うことができ、高速応答が可能なエレクト口クロミック表示装置を提供することができる。

[0015] また、本発明の別の態様のエレクト口クロミック表示装置によれば、画素ごとに消去手段と書込み手段が独立して設けられているため、書込み'消去を別々に行うことができる。また電力供給線が互いに備えているため、画素電極への電荷供給が短時間で行えるために、高速応答が可能なエレクト口クロミック表示装置を提供することができる。

[0016] また、本発明のさらに別の態様のエレクト口クロミック表示装置によれば、画素ごとに 2つの書換え手段を備えているので、書込み'消去を別々に行うことができ、画素電極への電荷供給が短時間で行えるために、高速応答が可能なエレクト口クロミック表示装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明の実施形態のエレクト口クロミック表示装置の画素の断面概略図を示す

[図 2]本発明の実施形態のエレクト口クロミック表示装置の画素の平面図を示す。

[図 3]本発明の実施形態のエレクト口クロミック表示装置の画素の回路図を示す。

[図 4]他の実施形態における画素の回路図を示す。

[図 5]他の実施形態における画素の回路図を示す。

[図 6]他の実施形態における画素の回路図を示す。 [図 7]他の実施形態における画素の回路図を示す。

[図 8]他の実施形態における画素の回路図を示す。

[図 9]本発明の各画素の回路図である。

[図 10]本発明の実施形態のタイミングチャートである。

符号の説明

[0018] 10 アレイ側基板

11、 51 ガラス基板

12 ゲート線

13 ソース線

14 TFT

15 画素電極

16 ゲート電極

18 半導体層

21 絶縁膜

23 隔壁

30、 54 エレクトロタミック層

31— 34 TFT

35、 36 ゲート線

37 ソース H

38、 39 蓄積容量

50 カラーフィルタ側基板

52 カラーフィノレタ

53 対向電極

80 電解層

Vss, Vdd 電力供給線

発明を実施するための最良の形態

[0019] 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。本実施形態において、エレクト口クロミック表示装置は、 8インチから 10インチ程度のもので、画素ピッチ力 ¾0— 100 μ mのものについて示している。

実施例 1

[0020] 図 1は実施例 1のエレクト口クロミック表示装置の画素の断面概略図、図 2はその画素の平面図、図 3はその画素の回路図を模式的に示した図である。なお図 1と図 2とでは各構成要素の大きさ、形状等が異なっている。

[0021] エレクト口クロミック表示装置は、アレイ側基板 10と、カラーフィルタ側基板 50と、両基板の間に挟まれた電解層 80から構成されてレ、る。

[0022] アレイ側基板 10には、ガラス基板 11上に複数のゲート線 12と、複数のソース線 13 とがマトリクス状に配線されている。このゲート線 12とソース線 13に囲まれた領域が一つの画素に相当する。各画素には、スイッチング用の TFT14と、 TFT14に接続する画素電極 15と、画素電極 15上に積層されたエレクト口クロミック層 30が形成されている。

[0023] ガラス基板 11上には、複数のゲート線 12が、 A1と Moの積層により形成される。またゲート線 12を形成するときに、 TFT14のゲート電極 16が同時に形成される。このゲート電極 16は図 2に示すように、一画素の面積の 65%程度の大きさを有しており、その形状も画素の形状と略同様の縦長の長方形をしている。スイッチング用の TFT14 は、〇N状態となったときに、できるだけ大きな電流を流せるほうが酸化還元反応するうえで好ましい。そのためゲート電極 16をできるだけ大きく形成している。

[0024] ガラス基板 11上には、 SiNxからなるゲート絶縁膜 17が積層され、このゲート絶縁膜 17によってゲート線 12やゲート電極 16を覆っている。ゲート絶縁膜 17上にはァモルファスシリコン層（以下、 a— Siという）が積層され、フォトリソグラフィ一法により TFT1 4の半導体層 18に該当する部分だけ残される（図 2では破線で示す)。このとき半導体層 18は、ゲート電極 16の大部分を覆うような形状となっている。

[0025] ゲート絶縁膜 17や半導体層 18上には、 A1と Moを積層した金属層が形成され、この金属層をフォトリソグラフィ一法によりパターエングして、ソース線 13や TFT14のソース電極 19、ドレイン電極 20などを形成する。このときソース線 13はゲート線 12と直交して設けられ、ソース線 13からはゲート線 12との交差部付近でソース電極 19が突出している。 [0026] ソース電極 19は、外縁がゲート電極 16の外縁に沿った形状をしていると共に、ソース線 13に沿って長く伸びる U字状の凹部を有する形状となっており、図 2においては 2つ力なる凹部を有する形状を示している。ドレイン電極 20は、ソース電極 13の U 字状凹部の間に位置する細く長い棒状の凸部を有する形状となっており、ソース電極 19の凹部に対応するように 2つの凸部を有している。

[0027] スイッチング用の TFT14は、〇N状態となったときに、できるだけ大きな電流を流せるほうが酸化還元反応するうえで好ましレ、。特に半導体層 18に a— Siを用レ、た TFT1 4は、ポリシリコンを用いたものに比べて製造が容易などの利点を有するものの、ポリシリコンを用いたものよりも電流が流れ難いため、 TFT14をできるだけ大きくする必要がある。電流を流しやすくするためには、チャネル長を小さくしてチャネル幅を大きくすればよいが、チャネル長を小さくすることは製造技術上の限界があるため、 TFT1 4をできるだけ大きくして、チャネル幅を大きくした方が有効である。 TFTの大きさは、一画素領域の半分以上、より好ましくは 60%以上を占めているとよい。

[0028] そこで、本実施例 1では、ソース電極 19、ドレイン電極 20の形状を工夫して、 TFT1 4が ON状態になった際にソース ·ドレイン間にできるだけ電流が流れるように工夫している。つまり TFT14のゲート電極 16を画素の形状に対応した縦長形状にして、ソース電極 19とドレイン電極 20を細長くすることで、限られたスペース内でチャネル幅を大きく取ることができる。さらにソース電極 19に U字状の凹部を設け、この凹部の間にドレイン電極 20を配置することで、ドレイン電極 20の両側にソース電極 19が位置して、チャネル幅が 2倍になるため、少ないスペースで有効にチャネル幅を大きくすることができる。

[0029] ソース線 13や TFT14を覆うように絶縁膜 21が形成されている。なお、図示していないが、絶縁膜 21は二層からなっており、下層は SiNxなどの無機絶縁膜で形成されて、上層は感光性アクリル樹脂などの有機絶縁膜で形成されている。そして有機絶縁膜上に無数の凹凸を形成している（図示せず)。このように、絶縁膜 21表面に凹凸を形成したのは、後述する画素電極 15の材料に金属からなる反射電極材料を用レ、ることで、外光を画素電極 15で反射する画素電極反射型のエレクト口クロミック表示装置とするためである。 [0030] 一般的なエレクト口クロミック表示装置の場合、コントラストを向上させるため、電解層 80に着色剤が含有されている。この着色剤は着色用の白色粒子が用いられ、具体的には酸化カルシウム、酸化マグネシウム、二酸化チタンなどの無機粒子が挙げられる。このような無機粒子を用いる場合は、電解層 80に一定の割合で混ぜなくてはならない。またそのような電解層 80を用いる場合、必要以上に電解層 80を薄くすると良好なコントラストを確保できなくなるため、電解層 80の厚さもある程度必要になる。また電解層 80を薄くすると無機粒子によってアレイ側基板 10とカラーフィルタ側基板 50との間で短絡が生じる恐れもある。

[0031] し力、しながら画素電極反射型のエレクト口クロミック表示装置であれば、上記問題の恐れがないため、アレイ側基板 10とカラーフィルタ側基板 50との間を狭くすることができる。また、エレクト口クロミック表示装置の場合、電子書籍や街頭広告など、サイズや用途がある程度限られてくることが多ぐその際の観察位置もある程度限定されてくるため、着色剤などを用いて広い視野角を確保するよりも、特定方向のコントラストを高くしたほうがよい。したがって画素電極表面に凹凸を設け、光の反射方向を一定方向に集約する画素電極反射型のエレクト口クロミック表示装置であれば任意の方向のコントラストを高くすることができる。この画素電極表面に形成される凹凸の傾斜角度は、一定方向に光を集光するために、大体 10° となっている。

[0032] ドレイン電極 20の半導体層 18と重ならない部分において、この絶縁膜 21にコンタタトホール 22が形成されている。また絶縁膜 21上に A1からなる反射電極材料が積層され、この反射電極材料をフォトリソグラフィ一法によりパターエングして画素電極 15 が形成される。反射電極材料として、具体的には反射効率や導電率などの点から、 Agや A1がよレ、。 TFT14のドレイン電極 20はコンタクトホール 22を介して画素電極 1 5と接続する。この画素電極 15は下部に位置する絶縁膜 21の影響によりその表面が凹凸状になる。またこの画素電極 15の面積は一画素の面積より少し小さい程度であり、画素電極 15の面積を大きくすることにより、表示として使える領域及び反射可能な領域を広くしている。画素電極 15の端部は、 P 接する画素電極 15と接触しなければ、ゲート線 12やソース線 13と平面的に見て一部重なっていてもよい。

[0033] 画素電極 15の周りには隣接する画素電極 15及び、 P 接するエレクト口クロミック層 30同士が短絡するのを防止する短絡防止手段が設けられている。具体的には、画素電極 15を囲むように形成された隔壁 23である。この隔壁 23はゲート線 12とソース線 13上の絶縁膜 21の上にノボラック樹脂で形成されている。その高さは、エレクト口クロミック層 30の厚さと略同様となっており、本実施形態においては 10 z m程度となつている。より高精細な表示を行おうとすると、一画素の大きさがより小さくなると共に、画素と画素との間も狭くなり、隣接する画素との間で画素電極 15の短絡が発生する恐れがある。特に今後より高精細化が進んでくると、隣接する画素間、この場合画素電極 15と画素電極 15との間の距離は大体 5 x mから 30 z mとなり、短絡が発生する恐れ力ますます高くなる。

[0034] しかし、このように短絡防止手段を設けることにより、 P 接する画素電極 15同士の短絡を防止することができ、また画素電極 15上に形成されるエレクト口クロミック層 30が隣接するエレクト口クロミック層 30と短絡するのを防止することもできる。なお隔壁 23 は絶縁体であればよぐノボラック樹脂以外の有機樹脂または無機樹脂で形成してもよい。また隔壁 23以外の短絡防止手段としては、例えば隣接する画素との間において絶縁膜 21に溝を形成してもよレ、。

[0035] 画素電極 15上で隔壁 23に囲まれた領域にはエレクト口クロミック層 30が形成される。エレクト口クロミック層 30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り、一般的なエレクト口クロミック表示装置に用いられるものであれば使用できる。例えば酸化タングステン、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化イリジゥム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、窒化スズ、窒化インジウム、ポリチォフェン、ポリピロール、金属フタロシアニン、ビォロゲン、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つたり、コントラストの向上を図ることができる。本実施形態においても、このナノ粒子薄膜状のものを用いており、本実施形態において具体的には、 Sbをドープした SnOか

2 らなるナノ粒子薄膜を用レ、てレ、る。

[0036] エレクト口クロミック層 30の形成方法は、公知の方法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、などにより画素電極 15上に直接形成してもよいが、本実施形態におけるナノ粒子薄膜の形成方法は、 Sbをドープした Sn〇力なるナノ粒子をスクリーン印刷

2

法により各画素電極 15上にまず形成する。このようにスクリーン印刷法によることで生産性を高めることができる。また本実施形態においては、画素電極 15の外縁を囲う隔壁 21が形成されているため、この隔壁 21を利用することでナノ粒子薄膜を画素電極 15上に高精度に形成できる。とくに、ナノ粒子薄膜の形成方法力 Sスクリーン印刷法によるものであれば、この隔壁 21により形成された画素電極 15上のスペースに、高さ、面積等極めて正確にナノ粒子薄膜を形成できる。そしてこの後、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、エレクト口クロミック層 30を形成する。

[0037] カラーフィル側基板 50には、ガラス基板 51上に各画素に対応して設けられたカラーフイノレタ 52と、対向電極 53と、対向電極 53上に積層されたエレクト口クロミック層 5 4が形成されている。

[0038] ガラス基板 51上には、各画素を区切るようにブラックマトリクス 55が形成され、ブラックマトリタス 55の開口部には各画素に対応したカラーフィルタ 52が形成されている。カラーフィルタ 52は例えば、赤色（R)、緑色（G)、青色（B)の 3色からなり、各画素に対応して 3色のうち何れか 1色が配置されている。カラーフィルタ 52上には例えば IT Oや IZOなどからなる対向電極 53が積層される。

[0039] 対向電極 53上にはエレクト口クロミック層 54が形成される。このエレクト口クロミック層

54はアレイ側基板 10と同様にナノ粒子薄膜からなるものを用いて形成している。本実施形態において具体的には、 Ti〇力もなるナノ粒子薄膜を用いている。ナノ粒子

2

薄膜を対向電極 53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、エレクト口クロミック層 54を形成する。そしてアレイ側基板 10とカラーフィルタ側基板 50とを対向配置させる。

[0040] 電解層 80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 80としては、一般的なエレクト口クロミック表示装置に用いられているものであればよぐ構成物質や形成方法などに特に限定はなレ、。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。

[0041] 液体の電解層としては、溶媒に電解質を溶力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 - プチ口ラタトン、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、水酸化リチゥム、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級アンモニゥム塩ゃ環状 4級アンモニゥム塩、などが挙げられる。

[0042] ゲル系の電解層としては、具体的には、ァ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。

[0043] 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ゃアルキルイミダゾリウム塩、テトラシァノキノジメタン塩などの塩を持つものが挙げられる。

[0044] 電解層 80が液体の電解層であれば、アレイ側基板 10、或いはカラーフィルタ側基板 50の周縁部にシール材を塗布する。その際電解層 80の材料を注入するための注入口を形成するようにシール材を塗布しておく。そして両基板を貼り合せ、両基板間に生じる一定のギャップの中に、注入口を介して電解層 80の材料が注入される。なぉ両基板間に生じる一定のギャップが後述する電解層 80の層厚となるように、シーノレ材が塗布されている。また電解質層 80の材料の注入方法は、例えば真空注入法など、公知の方法を用いればよい。

[0045] 電解層 80の層厚は、約 5 μ ΐη力約 50 μ ΐηの間であり、好ましくは約 7 /i mから約 3 0 / mの間が好ましい。電解層 80の層厚があまり広くなつてくると、観察者が表示装置を観察した際に、 1つの画素を通して、隣接する画素の表示状態までもが認識されてしまう恐れがあるため、できるだけ電解層 80の層厚は狭い方が好ましい。他方電解層 80の層厚があまり狭くなつてしまうと、その役割が不十分となったり、アレイ側基板 10とカラーフィルタ側基板 50との間が異物によりショートする恐れが高くなつたり、また製造技術上の問題などが考えられるため、上記の層厚が適当なものである。

[0046] なお、本実施形態においては、図示していないが、球状スぺーサをアレイ側基板 1 0に散布している。これにより電解層 80の層厚をエレクト口クロミック表示装置全体で一定に保つことができ、安定した表示が可能となると共に、アレイ側基板 10上に柱状スぺーサを形成するのに比べ簡単に行える。この球状スぺーサの数は、例えば液晶表示装置におけるセルギャップを厳密に制御するための球状スぺーサのように、一画素に数個の割合で存在する必要はなぐ複数の画素に一個の割合で散布してあればよレ、。したがって球状スぺーサが表示に与える影響はほとんどない。

[0047] エレクト口クロミック表示装置には、各画素を選択するためのゲート線駆動回路とソース線駆動回路（共に図示せず）がそれぞれゲート線 12の端部側とソース線 13の端部側に設けられ、このゲート線駆動回路とソース線駆動回路を制御する信号制御部（図示せず）が設けられている。信号制御部により制御されたゲート線駆動回路により、所定のゲート線 12にゲート信号が加えられる。このゲート信号力スイッチング用の T FT14のゲート電極 16に加わり、 TFT14が ON状態となる。所定のソース線 13に加えられたソース信号が、 TFT14のソース電極 19からドレイン電極 20を経て画素電極 15へ加えられ、表示素子 90で表示が行われる。

実施例 2

[0048] 実施例 2のエレクト口クロミック表示装置の回路図を模式的に示したものを図 4、図 5 、図 6、図 7、図 8に示す。なお、図 3と同様のものを示している場合には同様の符号を付している。

[0049] 図 4は図 3の電圧駆動回路によるものと異なり、電流駆動回路により表示を行うものである。スイッチング用の TFT14の他に、ソース配線 13に沿って形成された電力供給線 (Vdd)、表示素子 90にこの電力供給線 (Vdd)より電流を供給するための TFT 101が各画素に形成されている。 TFT101のゲート電極は TFT14のドレイン電極 2 0に、 TFT101のソース電極は電力供給線（Vdd)に、 TFT101のドレイン電極は表示素子 90にそれぞれ接続する。

[0050] このような電流駆動回路により、図 3のものに比べ、表示素子 90へより大きな電流を供給することができ、酸化還元反応をより高速に行うことができる。なお本実施形態の場合、電力供給線 (Vdd)には例えば黒表示用の 10Vと白表示用の 0Vのように、 2 種類に振り分けた電力供給を行うのがよい。また階調表示を行う場合には、フレームレート階調法が適している。 [0051] なお、 TFT14と TFT101は共に N型の TFT、つまり電子をキャリアとする TFTからなるため、共に半導体層に a-Siを用いることができ、同一工程で作成できる。また電力供給線 (Vdd)は必ずしもソース配線 13に沿って形成されている必要はなぐゲート線 12に沿って形成されていてもよぐ何れにしろ、各画素に電力を供給できるようになっていればよい。

[0052] 図 5は、前記の実施形態のような電流駆動回路において、各画素にスイッチング手段と、電位制御手段とを設けたものを示している。具体的には、スイッチング手段として N型のスイッチング用 TFT14を用レ、、電位制御手段として P型 TFTと N型 TFTからなる CMOS102を用いている。 CMOS102の入力端は TFT14のドレイン電極 20 と接続し、 CMOS102の出力端は表示素子 90へ接続している。このようにすることで、酸化還元反応をより高速に行うことができ、電位制御手段により電圧階調法による階調表示も行うことがでる。なお本実施形態において CMOS102を用いているため、TFTの半導体層にポリシリコンを用いることになる。したがって、消費電力を抑えたり、周辺の駆動回路を一体に形成することが可能となるなどの効果を有する。またスイッチング用 TFT14の半導体層 18もポリシリコンで作成することができる。

[0053] 図 6は、図 5と同様に各画素にスイッチング手段と電位制御手段を設けたものを示している。図 5と異なる点は、電位制御手段として CMOS102ではなぐ P型或は N型の TFT103を 2つ用いている点である（図では N型のものを示している）。したがって TFTの半導体層にポリシリコンを用いなくとも a-Siを用いて製造することができるので、製造が容易などの効果を有する。なお画素ごとに形成されたこれら TFTが総て N 型の TFTであるため、共に半導体層に a— Siを用いればよいので、各画素に P型、 N 型の TFTが混在するものに比べ製造工程の増加を抑えることができる。

[0054] 図 7は、前記の実施形態のような電流駆動回路において、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、電源遮断手段とを設けたものを示している。具体的には、スイッチング手段としてスイッチング用 TFT14を用レ、、書き換え指定手段として N型の TFT104とコンデンサ 105、電位制御手段として CMOS106 、電力遮断手段として 2つの N型 TFT107を用いている。 TFT104のゲート電極はゲート線 12と平行に走るワード線 108に接続し、 TFT104のソース電極はソース線 13 に接続し、 TFT104のドレイン電極はコンデンサ 105に接続すると共に、 TFT107のそれぞれのゲート電極に接続する。 TFT107のソース電極は、 2本の電力供給線 (V dd) (Vss)の何れ力と各々接続している。 TFT107のドレイン電極は、 CMOS106を構成する P型 TFTと N型 TFTの何れかと各々接続し、 CMOS106の入力端は TFT 14のドレイン電極 20と接続し、 CMOS106の出力端は表示素子 90へ接続する。これにより、ワード線 108とソース線 13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、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、電力供給が行われないこととなる。

[0055] エレクト口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レ、。このようにすれば、エレクト口クロミック表示装置における消費電力の低減を図ることができる。なお本実施形態においても CMOS106を用いているため、 TFTの半導体層にポリシリコンを用いることになる。

[0056] 図 8は、図 7と同様に各画素にスィッチング手段と、書き換え指定手段と、電位制御手段と、電源遮断手段とを設けたものを示している。図 7と異なる点は、電位制御手段として CMOS106ではなぐ P型或は N型の TFT109を用いている点である（図では N型のものを示している）。したがって TFTの半導体層にポリシリコンを用いなくとも a-Siを用いて製造することができるので、製造が容易などの効果を有する。なお画素ごとに形成されたこれら TFTが総て N型の TFTであるため、共に半導体層に a— Si を用いればよいので、各画素に P型、 N型の TFTが混在するものに比べ製造工程の増加を抑えることができる。

[0057] なお、図 4から図 8に示した回路図において、電力供給線 (Vdd)、（Vss)が示されており、この電力供給線の端部は電源へと接続する。この場合電源から遠ざかるほど配線抵抗により電力供給能力が低下する恐れがある。そこで電力供給線の両端を電源へ接続したり、隣り合う電力供給線同士を 1箇所以上の結線ポイントを介して互いに接続したりして、電力供給能力の低下を防止してもよい。その際結線ポイントを梯子状にしておけば、電力供給線のうちの 1本が断線したとしても、電力供給が可能となる。

実施例 3

[0058] 次に、実施例 3のエレクト口クロミック表示装置に使用する画素電極 15に電流を供給する回路構成を説明する。図 9は画素ごとに設けられている駆動回路を模式的に示した回路図である。各画素には、画素電極 15への電流を供給或は停止するための 2つのスイッチング手段と、 2つの書き換え手段を備えている。

[0059] 具体的には、スイッチング手段 Aとして N型の TFT31、スイッチング手段 Bとして N 型の TFT32を用いている。そして書き換え手段 Cとして N型の TFT33、書き換え手段 Dとして N型の TFT34を用いている。各画素にはそれぞれ独立した 2つのゲート線 35、 36が配線されており、スイッチング用の TFT31のゲート電極はゲート線 35に接続され、 TFT32のゲート電極はゲート線 36に接続されている。また各画素にはソース線 37が配線されており、 TFT31のソース電極と、 TFT32のソース電極はソース線 37に接続されている。

[0060] そして TFT31のドレイン電極と書き換え用の TFT33のゲート電極とが互いに接続され、 TFT32のドレイン電極と書き換え用の TFT34のゲート電極とが互いに接続されている。各画素にはそれぞれ独立した 2つの電力供給線 Vss、 Vddが配線されており、 TFT33のソース電極は電力供給線 Vssに接続され、 TFT34のソース電極は電力供給線 Vddに接続されている。また TFT33のドレイン電極と TFT34のドレイン電極とは互いに画素電極 15に接続されている。

[0061] ゲート線へ走査信号が順次供給され、ゲート線 35が走査されると、 TFT31が ON の状態となる。そしてソース線 37から供給されるデータ信号により TFT33の状態が変化し、電力供給線 Vssからの電流が制御される。またゲート線 36が走査されると、 TFT32が ONの状態となり、ソース線 37から供給されるデータ信号により TFT34の状態が変化し、電力供給線 Vddからの電流が制御される。なお電力供給線 Vssと TF T33のゲート電極側との間に蓄積容量 38、および電力供給線 Vddと TFT34のゲート電極側との間に蓄積容量 39を形成し、ゲート線の走査後も一定期間電荷を保持でさる構成としてレ、る。

[0062] このとき、例えば電力供給線 Vssに + 5Vを供給し、電力供給線 Vddに + 8Vを供給すると、電力供給線 Vssからの電力供給によって、エレクトロタミック表示装置における表示状態は消去状態、つまり黒表示から白表示へと変わる。逆に電力供給線 Vdd からの電力供給によって表示状態が書込み状態、つまり白状態から黒状態へと変わる。このように各画素にはそれぞれ独立した消去手段と書込み手段が設けられている

[0063] 次に図 10に示す、タイミングチャートを参照して説明する。この実施形態においては、階調数を 4階調とし、 1フレームだけで完全な書込み（消去）を行わず、書込み（消去）可能期間として最大 3フレームを用いて完全な書込み（消去）を行っている。

[0064] (a)は消去手段を用いて黒表示から白表示へ表示状態を変える場合を示している。まず 1フレーム目においてゲート線 35が走査されると、ソース線 37からは黒から 33 %薄色化した灰色となるだけの電流を画素電極 15へ供給する信号が流れ、この信号により TFT33が制御されて電力供給線 Vssからの電流が調整され、画素の表示状態が黒表示から灰色表示（黒から 33%薄色化した灰色）へと変わる。 1フレーム目でゲート線 36が走査された際には、ソース線 37からは書込みを行うような信号の供給は行われない。 2フレーム目においてゲート線 35が走査されると、ソース線 37から先ほどの灰色から 33%薄色化した灰色となるだけの電流を画素電極 15へ供給する信号が流れ、この信号により TFT33が制御されて電力供給線 Vssからの電流が調整され、画素の表示状態が 1フレーム目の灰色表示から 33。/₀薄色化した灰色表示（黒力 66%薄色化した灰色）へと変わる。このときにもゲート線 36が走査された際には

、ソース線 37からは書込みを行うような信号の供給は行われなレ、。このようにすることにより、 3フレーム目で黒表示から白表示へと表示状態が変わる。なお必ずしも 33% ずつのように等間隔で薄色化するような制御でなくてもよい。

[0065] (b)は消去手段を用いて黒表示から 66%薄色化した灰色表示を行う場合を示している。この場合、（a)の場合の 2フレーム目までと同様のことを行うことで、目的とする灰色表示状態を実現してレ、る。

[0066] (c)は書込み手段を用いて白表示から黒表示へ表示状態を変える場合を示している。まず 1フレーム目においてゲート線 35が走査されると、ソース線 37からは消去を行うような信号の供給は行われなレ、。そしてゲート線 36が走査されると、ソース線 37 力は白から 33%濃色化した灰色となるだけの電流を画素電極 15へ供給する信号が流れ、この信号により TFT34が制御されて電力供給線 Vddからの電流が調整され、画素の表示状態が白表示から灰色表示（白から 33%濃色化した灰色）へと変わる。 2フレーム目においてもゲート線 35が走査された際には、ソース線 37からは書込みを行うような信号の供給は行わず、ゲート線 36が走査されると、ソース線 37からは灰色から 33%濃色化した灰色となるだけの電流を画素電極 15へ供給する信号が流れ、この信号により TFT34が制御されて電力供給線 Vddからの電流が調整され、画素の表示状態が 1フレーム目の灰色表示から 33%濃色化した灰色表示（白から 66% 濃色化した灰色）へと変わる。このようにすることにより、 3フレーム目で白表示から黒表示へと表示状態が変わる。

[0067] (d)は書込み手段を用いて白表示から 66%濃色化した灰色表示を行う場合を示している。この場合、（c)の場合の 2フレーム目までと同様のことを行うことで、目的とする灰色表示状態を実現してレ、る。

[0068] エレクト口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（なお、図 10においてメモリ状態として示している）。したがって（a)の場合、 4フレーム目以降白表示を継続するので、ゲート線 35、 36が走查された際にはソース線 37から表示状態を変化させるような信号の供給を行わない。このようなソース線 37からの信号供給は、例えば表示装置に搭載されたフレームメモリを用い前フレームと比較を行レ、、その比較結果に基づく信号生成処理を行うことで実現できる。

[0069] なお、この実施形態においては、 3フレーム用いて完全な書込み（消去）を行っているが、 1フレームだけで書込み（消去）を終了するようにしてもよいが、この場合ゲート線 35、 36を同時走査して、書込み（消去）に応じた電流を画素電極 15へ供給する必要があり、消費電力も大きくなつてしまうので、この実施形態のように数フレームに分けて、消去手段或は書込み手段の一方だけを駆動させる方が好ましレ、。

なお、本発明の用紙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 11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レ、。また絶縁性基板は可撓性を持ったフィルム状のものでも構わなレ、。

Claims

請求の範囲

[1] TFTと、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記 TFTの大きさは、前記画素の大きさの 30%以上であることを特徴とするエレク卜口クロミック表示装置。

[2] TFTと、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記 TFTは、ソース電極とドレイン電極のうち一方の電極は略棒状に形成され、他方の電極は一方の電極を囲むような形状に形成されることを特徴とするエレクト口クロミック表示装置。

[3] 前記 TFTは、 U字状の凹部を有するソース電極と、前記 U字状の凹部の間に配置されるドレイン電極と、を有することを特徴とする請求項 2記載のエレクト口クロミック表

[4] 画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記画素には電流駆動回路が各々形成されていることを特徴とするエレクト口クロミック表示装置。

[5] 前記電流駆動回路には、電力供給線が形成されていることを特徴とする請求項 4に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[6] 前記電力供給線の両端部には、電源が接続されていることを特徴とする請求項 5に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[7] 前記電力供給線は、梯子状に形成されていることを特徴とする請求項 5又は 6に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[8] 前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段とが備えられていることを特徴とする請求項 4に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[9] 前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段とが備えられていることを特徴とする請求項 5に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[10] 前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段と書き換え指定手段と電源遮断手段とが備えられていることを特徴とする請求項 4に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[11] 前記電流駆動回路には、スイッチング手段と電位制御手段と書き換え指定手段と電源遮断手段とが備えられていることを特徴とする請求項 5に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[12] 前記電位制御手段には、 CMOSが用いられていることを特徴とする請求項 8 11 に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[13] 前記電位制御手段には、 N型の TFTが用いられていることを特徴とする請求項 8

11記載のエレクト口クロミック表示装置。

[14] 前記書き換え指定手段には TFTが用いられていることを特徴とする請求項 10又は

11に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[15] 前記 TFTは、 N型の TFTが用いられていることを特徴とする請求項 14に記載のェレクト口クロミック表示装置。

[16] 前記電源遮断手段には、 2つの TFTが用いられており、該 TFTの何れかとそれぞれ接続する 2本の電力供給線からなることを特徴とする請求項 10又は 11に記載のェレクト口クロミック表示装置。

[17] 前記 TFTは、 N型の TFTが用いられていることを特徴とする請求項 16に記載のェレクト口クロミック表示装置。

[18] 前記スイッチング手段と電位制御手段には、 N型の TFTが用いられていることを特徴とする請求項 8又は 9に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[19] 前記スイッチング手段と電位制御手段と書き換え指定手段と電源遮断手段には、 N 型の TFTが用いられていることを特徴とする請求項 10又は 11に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[20] 画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記画素には、独立した消去手段と書込み手段が設けられていることを特徴とするエレクトロタミック表示装置。

[21] 前記消去手段と書込み手段には、それぞれ電流供給線が接続されていることを特徴とする請求項 20に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[22] 前記消去手段と前記書込み手段には、それぞれゲート線が接続されていることを特徴とする請求項 21に記載のエレクト口クロミック表示装置。

[23] 画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記画素には、 2つのスイッチング手段と、 2つの書換え手段を備えていることを特徴とするエレクトロタミック表示装置。

[24] 前記スイッチング手段には、それぞれゲート線が接続されていることを特徴とする請求項 23に記載のエレクトロタミック表示装置。

[25] 前記書換え手段には、それぞれ電流供給線が接続されていることを特徴とする請求項 23に記載のエレクトロタミック表示装置。

[26] 画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極間に形成されるエレクト口クロミック層及び電解層で構成された画素を複数備えるエレクト口クロミック表示装置において、

前記画素には、それぞれ独立した 2本のゲート線と、該ゲート線とゲート電極を介してそれぞれ接続する 2つのスイッチング用 TFTと、該スイッチング用 TFTのソース電極と接続するソース線と、該スイッチング用 TFTのドレイン電極とゲート電極を介してそれぞれ接続する 2つの書換え用 TFTと、該書換え用 TFTのソース電極とそれぞれ接続する 2本の電力供給線が設けられており、前記書換え用 TFTのドレイン電極が前記画素電極と接続していることを特徴とするエレクト口クロミック表示装置。