JP2004279628A - Electrochemical display device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical display device which displays a picture with high definition and further has reduced power consumption. <P>SOLUTION: A first electrode 12 formed on the full surface of a display substrate 11 and second electrodes 14 formed on a driving substrate 13 in a matrix are placed opposite to each other via an electrolyte 15. A width of the second electrode 14 is made to be in a range expressed in inequalities (1). Thereby a high-definition picture with a clear black and white display is obtained. Besides, a distance between the first electrode 12 and the second electrode 14 is preferably less than 100 μm and still is more preferably less than 62 μm. Thereby the power consumption is reduced and a smear gets smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【００１４】
本発明による電気化学表示装置では、第１電極と第２電極との間隔が数２に示した範囲内とされているので、白黒表示がはっきりした高精細の画像が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電気化学表示装置の要部の構成を表すものである。この電気化学表示装置は、表示基板１１の全面に形成された第１電極１２と、駆動基板１３にマトリクス状に形成された複数の第２電極１４とが電解質１５およびスペーサービーズ１６を介して対向配置されたものである。すなわち、１つの第１電極１２に対して、２以上の第２電極１４が対向するように配置されている。なお、図示しないが、表示基板１１，電解質１５および駆動基板１３の側面は、樹脂などよりなる封止部材により封止されている。
【００１７】
表示基板１１は、透明性を有する材料、具体的には、石英ガラスなどにより構成されている。また、この他にも、例えば、合成樹脂、具体的には、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あるいはポリカーボネートなどのエステル、または、酢酸セルロースなどのセルロースエステル、または、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素ポリマー、または、ポリオキシメチレンなどのポリエーテル、または、ポリアセタール，ポリスチレン，ポリエチレン，ポリプロピレンあるいはメチルペンテンポリマーなどのポリオレフィン、または、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミドなどのポリイミド、または、ポリアミドにより構成してもよい。これら合成樹脂は、容易に曲がらないような剛性基板状であってもよく、また、可とう性を有するフィルム状の構造体であってもよい。
【００１８】
第１電極１２は、画素として表示する後述の金属を析出させる析出基板として機能するものであり、例えば、透明導電性膜により構成されている。具体的には、酸化インジウム（Ｉｎ_２ Ｏ_３ ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２ ）、あるいはスズ（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）との酸化物であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、または、これらにスズあるいはアンチモン（Ｓｂ）などをドーピングしたものにより構成されることが好ましい。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）あるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）などにより構成してもよい。
【００１９】
駆動基板１３は、透明であっても、透明でなくてもよく、例えば、石英ガラス、白板ガラスあるいはセラミックスにより構成することができる。また、この他にも、表示基板１１で説明した合成樹脂により構成するようにしてもよい。なお、この駆動基板１３には、第２電極１４への通電を制御するためのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）が第２電極１４にそれぞれ対応して形成されていてもよい。
【００２０】
第２電極１４は、電気化学的に安定な金属により構成されていることが好ましく、中でも、金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），クロム（Ｃｒ），アルミニウム（Ａｌ），コバルト（Ｃｏ），パラジウム（Ｐｄ），ビスマス（Ｂｉ）および銀（Ａｇ）からなる群のうちの少なくとも１種により構成されることが好ましい。また、析出させる金属と同じ金属により構成するようにすれば、電気化学的により安定な電極反応を実現できるのでより好ましい。この他にも、主反応に用いる金属を予めあるいは随時十分に補うことができれば、カーボンにより構成するようにしてもよい。カーボンを使用することで、第２電極１４の低価格化を図ることができるからである。
【００２１】
電解質１５は、例えば、溶媒と、酸化還元反応により析出および溶解する析出溶解材料とを含んでいる。溶媒としては、例えば、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、あるいはこれらの混合物などの親水性を有するもの、または、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、アセトニトリル、スルホラン、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、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンあるいはこれらの混合物などの疎水性を有するものが挙げられる。
【００２２】
析出溶解材料は、析出した状態と溶解した状態とで色が変化することを利用して画素の表示を可能にするためのものである。析出溶解材料としては、還元により金属として析出する金属イオンが挙げられる。金属イオンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ビスマスイオン，銅イオン，銀イオン，ナトリウムイオン，リチウムイオン，鉄イオン，クロムイオン，ニッケルイオンあるいはカドミウムイオンが挙げられる。その中でも特に好ましい金属イオンはビスマスイオンあるいは銀イオンであり、更に好ましいのは銀イオンである。ビスマスイオンおよび銀イオンは、可逆的な反応を容易に進めることができると共に、析出時の変色度が高く、特に、銀イオンはイオン価数が通常１であるので、イオン価数が通常３であるビスマスイオンに比べて、１原子を還元させて金属にするのに必要な電荷量が３分の１となるからである。金属イオンは、例えば、金属塩として溶媒に添加されている。金属塩としては、銀塩であれば、例えば、硝酸銀、ホウフッ化銀、ハロゲン化銀、過塩素酸銀、シアン化銀あるいはチオシアン化銀が挙げられる。金属塩には、いずれか１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２３】
電解質１５は、また、必要に応じて支持電解質塩と着色剤と各種添加剤とを含んでいてもよい。
【００２４】
支持電解質塩は、電解質１５のイオン伝導性を高めることにより、析出溶解材料の析出溶解反応がより効果的に、かつ安定して行われるようにするためのものである。支持電解質塩としては、例えば、ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，ＬｉＩ，ＬｉＢＦ_４ ，ＬｉＣｌＯ_４ ，ＬｉＰＦ_６ あるいはＬｉＣＦ_３ ＳＯ_３ などのリチウム塩、または、ＫＣｌ，ＫＩあるいはＫＢｒなどのカリウム塩、または、ＮａＣｌ，ＮａＩあるいはＮａＢｒなどのナトリウム塩、または、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム塩，過塩素酸テトラエチルアンモニウム塩，ホウフッ化テトラブチルアンモニウム塩，過塩素酸テトラブチルアンモニウム塩あるいはテトラブチルアンモニウムハライド塩などのテトラアルキル四級アンモニウム塩が挙げられる。支持電解質塩にはいずれか１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
着色剤は、コントラストを向上させるためのものである。着色剤としては、例えば、無機顔料あるいは有機顔料が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。例えば、銀のように金属の発色が黒色の場合には、白色の隠蔽性の高い材料が好ましい。このような材料として、例えば、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムあるいは酸化アルミニウムなどの無機粒子を使用することができる。また、色素を用いることもできる。色素としては、油溶性染料を用いることが好ましい。
【００２６】
添加剤としては、アニオン種に起因した副反応を抑制するための還元剤または酸化剤のいずれか１種または２種以上を混合して含んでいることが好ましい。アニオン種に起因した副反応を防止し、所望の発色以外の発色が生じることを防止するためである。
【００２７】
なお、この電解質１５は、これら液状の溶媒，析出溶解材料および添加剤などからなる液状のいわゆる電解液とされていてもよいが、更に、これらを保持する高分子化合物を含み、ゲル状とされていてもよい。ゲル状とする場合、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。複数層にする場合、着色剤は複数層に含有させる必要はなく、少なくとも１層に含有させるようにすればよい。
【００２８】
高分子化合物としては、主骨格単位、もしくは側鎖単位、もしくはその両方に、アルキレンオキサイド、アルキレンイミン、アルキレンスルフィドの繰り返し単位を有するもの、または、これらの異なる単位を複数含む共重合物、または、ポリメチルメタクリレート誘導体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリルあるいはポリカーボネート誘導体が挙げられる。高分子化合物には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２９】
スペーサービーズ１６は、第１電極１２と第２電極１４との位置関係を保持するものであり、例えば、絶縁性のプラスチックにより構成されている。
【００３０】
また、この電気化学表示装置では、第２電極１４の幅Ｗ（μｍ）が、第１電極１２と第２電極１４との間隔（以下、電極間隔という。）をＸ（μｍ）、１μｍ当たりの画素数を１／Ｙ、すなわち画素の幅をＹ（μｍ）とすると、数３に示した範囲内とされている。これにより、白黒表示をはっきりさせ高精細の画像を得ることができるからである。なお、第２電極１４の幅Ｗとは、１つの第１電極１２に対して複数の第２の電極１４が配置されている方向における１つの第２電極１４の長さを意味する。すなわち、この電気化学表示装置では、第２電極１４の縦および横のそれぞれの長さである。
【００３１】
【数３】

【００３２】
また、電極間隔Ｘは狭い方が好ましい。消費電力を削減しかつ滲みを小さくすることができるからである。特に、電極間隔Ｘは１００μｍ未満であることが好ましく、６２μｍ未満であればより好ましい。解像度が１５０ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）以上の高精細な表示を得ることができるからである。
【００３３】
なお、これら第２電極１４の幅Ｗおよび電極間隔Ｘの好ましい範囲は、以下に説明するシミュレーションの結果により得られたものである。
【００３４】
シミュレーションに際しては、第１電極をＩＴＯにより構成し、第２電極を銀により構成し、析出溶解材料として銀イオンを用いた電気化学表示装置を想定し、回路シミュレーターＢ２ＳＰＩＣＥＡ／Ｄ２０００（ベージュ・バッグ・ソフトウェア（Ｂｅｉｇｅ Ｂａｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）社製）を用いて、図１に示した構造の等価回路を作成した。
【００３５】
電解質１５は電解質１５の体積抵抗を格子状に組み合わせた抵抗体として、また、第１電極１２と電解質１５との界面での銀イオンの反応は電圧スイッチとキャパシタで組み込んで、電極の各微小エリアに組み込んだ電流計で電流値をモニターする形にした。その際、計算においては、実験結果を参考とし、第１電極１２と電解質１５との界面に０．５Ｖの閾値電位差以上が印加されると通電し銀が析出するとした電圧スイッチを用いた。なお、この閾値電圧は、電解質１５の材料によって異なることがあるがここでは一般的な値とした。また、電解質１５の体積抵抗は、実際に電気化学表示装置を作製した条件で等価回路を作成して、流れる電流量を合わせ込んで見積もった。
【００３６】
なお、第２電極１４への通電を制御するＴＦＴを考慮するか否かについては、ＴＦＴの一般的なオン抵抗、オフ抵抗および容量を計算に入れた等価回路と、それらを全く計算に入れない等価回路とについて、それぞれ第２電極１４の中心からの距離に対する書き込み電荷量を計算し、検討した。その結果、ＴＦＴを考慮した場合には、ＴＦＴのオン抵抗、オフ抵抗および容量が大きいために、計算上はオン抵抗分の駆動電圧を上げる必要が出るものの、プロファイルの挙動そのものは、電圧でシフトさせてしまえば、図２に示したように、ＴＦＴを考慮しない場合と全く変わらなかった。よって、シミュレーションに際しては、閾値電圧と駆動電圧との関係を分かりやすくするために、ＴＦＴは考慮しないこととした。
【００３７】
図３および図４は、通電された第２電極１４の中心からの距離と、書き込み電荷量とを電極間隔Ｘを変えてシミュレーションした結果をそれぞれ表すものである。シミュレーションに際し、書き込み時間は１００ｍｓ、第２電極１４は１３０μｍ角、第２電極間距離は４０μｍとし、解像度を１５０ｐｐｉ、すなわち、画素の幅Ｙを約１７０μｍとした。図３は、駆動電圧を２Ｖとした場合を表し、図４は、最大書き込み電荷量が同じくなるように駆動電圧を変えた場合を表している。最大書き込み電荷量は、電極間隔Ｘを１００μｍ、書き込み時間を１００ｍｓ、駆動電圧を２Ｖとした場合に安定な黒白表示の繰り返しが可能であったので、この場合に合わせた。また、図３および図４において、ＯＤ１は反射率が真っ黒と認識される１０％以下となる電荷量を表し、Ｒ５０は反射率が、真っ白と認識される反射率と真っ黒と認識される反射率との中心値となる電荷量を表している。これらＯＤ１およびＲ５０は実験結果をもとに規定した値であり、書き込み電荷量がＲ５０を越える領域を黒表示と判断することとした。
【００３８】
図３から、同じ電圧で同じ時間内に書き込まれる電荷量は電極間隔Ｘが短いほど多いことがわかる。すなわち、駆動時間中の反応が理想的に一定で変わらない場合、電極間隔Ｘが短いほど低い電圧で速く書き込まれることが分かる。また、２Ｖの電圧で書き込んだ場合は、電極間隔Ｘによらず、隣の画素との境界における書き込み電荷量がＲ５０を越えているので、隣の画素まで滲んで見えることが分かる。
【００３９】
一方、図４から、電極間隔Ｘが１００μｍ、６０μｍ、３０μｍと狭くなるほど黒表示の幅は、画素の幅Ｙ＝１７０μｍに対して３００μｍ、２２４μｍ、１７６μｍと徐々に小さくなり、隣の画素への滲みが小さくなることが分かる。必要な駆動電圧も小さくなることから、電極間隔Ｘを狭くすることは滲みを低減するだけでなく、消費電力の削減にも関わることが分かる。また、同じ理由から、高い電圧では短い時間で同じ量の電荷を流し込むことが可能となるので、駆動時間の高速化にも有利であることが分かる。
【００４０】
図５は、通電された第２電極１４の幅Ｗを変えてシミュレーションした結果をそれぞれ表すものである。シミュレーションに際し、解像度は１５０ｐｐｉすなわち、画素の幅Ｙを約１７０μｍとし、第２電極１４は画素の中心に配置して、その大きさは図６に示したように２０μｍ角、５０μｍ角、１００μｍ角、１３０μｍ角、１５０μｍ角とした。
【００４１】
図５から分かるように、第２電極１４の幅Ｗが小さいほど隣の画素の滲みは少ないが、第２電極１４の幅Ｗが５０μｍ以下では、黒表示部分が画素の幅Ｙの半分にも満たなく、表示特性として十分ではない。従って、解像度が１５０ｐｐｉにおいて電極間隔Ｘを３０μｍとする場合には、第２電極１４の幅Ｗは１００μｍ以上であることが望ましく、１３０μｍ以上であれば更に望ましいことが分かる。また、１５０μｍとしても滲みの広がりの影響はそれ程感じられない。よって、両側黒表示による滲みの影響を評価した結果で問題がなければ、電極の面積は大きいほど画素の表示は綺麗に駆動電圧も低くすることができると分かる。
【００４２】
図７および図８は、両隣の第２電極１４に通電し、真ん中の第２電極１４には通電しない場合について、隣の第２電極１４の中心からの距離と、書き込み電荷量とを第２電極１４の幅Ｗを変えてシミュレーションした結果を表すものである。図７は、図９に示したように、白表示の画素に隣接する２画素が黒表示の場合であり、図８は、図１０に示したように白表示の画素に隣接する４画素が黒表示の場合である。なお、図９および図１０において、矢印は評価位置を示している。
【００４３】
図８から分かるように、電極間隔Ｘが３０μｍ、第２電極１４が１５０μｍ角の場合、白表示の画素に隣接する４画素が黒表示であると画素の白色部分が多少小さくなり、これ以上第２電極１４の幅Ｗを大きくすることは好ましくない。一方で、それ以外の第２電極１４の幅では白表示に特に問題は見られなかった。
【００４４】
すなわち、解像度が１５０ｐｐｉにおいて電極間隔Ｘを３０μｍとする場合には、第２電極１４の幅は、５０μｍよりも大きい必要があり、１００μｍ以上であることが望ましく、１３０μｍ以上であれば更に望ましいが、１５０μｍを超えないことが望ましいことが分かる。また、最適値は１３０μｍである。但し、この結果は電極間隔Ｘを３０μｍと一定した場合に得られたものであり、最適な表示には電極間隔Ｘ、電極設計等の組み合わせが必要となる。
【００４５】
図１１は、同様のシミュレーションを電極間隔Ｘが５μｍ等、第２電極１４を２ｍｍ角等と極端な数値に設定して行った結果を、第２電極１４からの漏れ幅Ｂと電極間隔Ｘとの関係で表すものである。なお、第２電極１４からの漏れ幅Ｂとは、第２電極１４の端部から第２電極１４の幅方向において書き込み電荷量がＲ５０となる位置までの距離をいう。図１１から、漏れは電極間隔Ｘに最も影響を受け、次いで第２電極１４の配置に影響を受けることがわかる。特に同じ電極設計の場合、例えば、第２電極１４を１３０μｍ角で第２電極間距離を４０μｍとした場合で比較すると、漏れ幅Ｂと電極間隔Ｘとの関係が線形的であることが分かる。
【００４６】
いくつかの電極配置における計算結果を線形に結んで、対応する電極間隔Ｘ（μｍ）に対して考えられる漏れ幅Ｂ（μｍ）を見積もったところ、漏れ幅Ｂが最小となったのは、図１１において破線で示した数４に示した関係式を満たす場合で、滲み幅が最大となったのは、一点鎖線で示した数５に示した関係を満たす場合と想定することができる。
【００４７】
【数４】

【００４８】
【数５】

【００４９】
従って、図１２に示すように、第２電極１４の幅Ｗに、第２電極１４からの漏れ幅Ｂの２倍を足したものを黒表示の幅Ｍとし、黒表示の幅Ｍが画素の幅Ｙの８割を満たすこと、すなわち画素の面積の６４％が黒であることを黒表示の最低条件とすると、第２電極１４の幅Ｗは最小でも数６の関係式を満たす必要がある。一方、白表示の幅Ｎが画素の幅Ｙの８割を満たすこと、すなわち画素の面積の６４％が白であることを白表示の最低条件とすると、図１３に示したように、隣接する画素からの黒表示の滲みの幅Ｄの最大値は、画素の幅Ｙの１割未満とする必要がある。よって、第２電極１４の幅Ｗを最大でも数７に示した関係式を満たすようにすれば、漏れによる表示への影響を最低限に抑制することができる。
【００５０】
【数６】

【００５１】
【数７】

【００５２】
図１４は、解像度が１５０ｐｐｉで第２電極１４を１３０μｍ角とした場合（図１１の実線）について、電極間隔Ｘが表示特性に与える影響をシミュレーションした結果を表すものである。表示特性としては、画素の面積に対して、書き込み電荷量がＯＤ１よりも小さくなる擦れた色の面積がどの程度の割合Ｒであるかを調べた。また、図１５に、その擦れの割合を反映させた画素で「Ｏ」を表したものを示す。なお、図１５では、書き込み電荷量がＯＤ１以上の真っ黒の部分を太い線の斜線で表し、擦れた色の部分を細い斜線で表した。図１５に示したように、擦れた色の面積が画素の面積の７５％に達すると表示が擦れたように見えてくるため、電極間隔Ｘは１００μｍ未満であることが好ましく、更に擦れた色の面積を６０％以下とすれば表示特性も良好であるので、電極間隔Ｘは６２μｍ未満とすればより好ましいことが分かる。
【００５３】
次に、上述した電気化学表示装置の製造方法について説明する。
【００５４】
まず、表示基板１１上に、例えば、蒸着あるいはスパッタリングにより第１電極１２を形成する。また、駆動基板１３に例えばＴＦＴを形成したのち、その上に、例えば、蒸着，スパッタリングあるいはメッキにより第２電極１４を形成する。そののち、第２電極１４の上にスペーサービーズ１６を散布する。
【００５５】
次いで、駆動基板１３の縁に図示しない封止部材を形成したのち、その中に電解質１５を注入する。そののち、駆動基板１３に電解質１５を介して表示基板１１を載置する。これにより、図１に示した電気化学表示装置が完成する。
【００５６】
この電気化学表示装置では、第１電極１２と第２電極１４との間に所定の電圧が印加されると、これら第１電極１２と第２電極１４との間に存在する電解質１５中の金属イオンが第１電極１２に移動し、第１電極１２において金属イオンが還元されて第１電極１２に金属が析出し、書き込みが行われる。析出した金属は表示基板１１を通して画像として認識される。一方、第１電極１２と第２電極１４との間に所定の逆電圧が印加されると第１電極１２に析出した金属が酸化されて電解質１５に金属イオンとなって溶解し、消去が行われる。その際、第２電極１４の幅Ｗが数３に示した範囲内とされているので、白黒表示がはっきりした高精細の画像が得られる。
【００５７】
このように本実施の形態では、第２電極１４の幅Ｗを数３に示した範囲内とするようにしたので、白黒表示がはっきりした高精細の画像を得ることができる。
【００５８】
特に、第１電極１２と第２電極１４との間隔を、１００μｍ未満とするようにすれば、消費電力を削減しかつ滲みを小さくすることができ、とりわけ、第１電極１２と第２電極１４との間隔を６２μｍ未満とするようにすれば、解像度を１５０ｐｐｉ以上としても、高精細に表示することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態に係る電気化学表示装置では、図１６に示したように、第１電極１２を表示基板１１にストライプ状に形成し、第２電極１４を駆動基板１３にストライプ状に形成し、第１電極１２と第２電極１４とが互いに直交するように対向配置させるようにしてもよい。この場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１６では、電解質１５とスペーサービーズ１６とを省略して表している。
【００６０】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、本発明は、電気化学的な酸化還元反応により色が変化する他の表示装置についても適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気化学表示装置によれば、第２電極の幅を数１に示した範囲内とするようにしたので、白黒表示がはっきりした高精細の画像を得ることができる。
【００６２】
特に、請求項２の電気化学表示装置によれば、第１電極と第２電極との間隔を１００μｍ未満としたので、消費電力の削減および滲みの低減を図ることができると共に、擦れが少なく、高精細な表示を得ることができ、とりわけ、請求項３記載の電気化学表示装置によれば、解像度を１５０ｐｐｉ以上としても、高精細に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気化学表示装置の構成を表す斜視図である。
【図２】ＴＦＴのオン抵抗が画素の表示に与える影響を表す特性図である。
【図３】表示特性に対する電極間隔の影響をシミュレーションした結果を表す特性図である。
【図４】表示特性に対する電極間隔の影響をシミュレーションした結果を表す他の特性図である。
【図５】表示特性に対する第２電極の幅の影響をシミュレーションした結果を表す特性図である。
【図６】画素の幅と第２電極の幅との関係を表す図である。
【図７】表示特性に対する第２電極の幅の影響をシミュレーションした結果を表す他の特性図である。
【図８】表示特性に対する第２電極の幅の影響をシミュレーションした結果を表す他の特性図である。
【図９】図７に示した結果を得た表示画像を表す模式図である。
【図１０】図８に示した結果を得た表示画像を表す模式図である。
【図１１】第２電極からの漏れ幅と電極間隔との関係をシミュレーションした結果を表す特性図である。
【図１２】黒表示となる最低条件を表す説明図である。
【図１３】白表示となる最低条件を表す説明図である。
【図１４】表示特性に対する電極間間隔の影響をシミュレーションした結果を表す特性図である。
【図１５】図１４に示した結果に基づいた表示画像を表す模式図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る他の電気化学表示装置の構成を表す斜視図である。
【符号の説明】
１１…表示基板、１２…第１電極、１３…駆動基板、１４…第２電極、１５…電解質、１６…スペーサービーズ、Ｗ…第２電極の幅、Ｘ…電極間隔、Ｙ…画素の幅[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrochemical display device in which a first electrode and a second electrode are opposed to each other via an electrolyte, and have a plurality of pixels corresponding to the opposed area.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as networks have become widespread, documents that have been conventionally distributed as printed matter have been distributed as so-called electronic documents. Further, books and magazines are often provided in a so-called electronic publishing form. Conventionally, a computer CRT (Cathode-Ray Tube; cathode ray tube) or a liquid crystal display has been used to browse such information.
[0003]
However, it has been pointed out that these light-emitting displays are extremely fatigued for ergonomic reasons and cannot withstand long-time reading. Another drawback is that the place to read is limited to the location of the computer.
[0004]
Recently, due to the spread of notebook computers, some of them can be used as portable displays, but they are mainly light-emitting by backlight and also because of power consumption, this also requires more than several hours of reading. Difficult to use. A reflective liquid crystal display has also been developed, which can be driven with low power consumption. However, the reflectivity of the liquid crystal in non-display (white display) is 30%, which is remarkably visible compared to printed matter on paper. It is poor in quality and prone to fatigue, which is not endurable for prolonged reading.
[0005]
In order to solve these problems, recently, a display in which colored particles are moved between electrodes mainly by an electrophoresis method or colored by rotating dichroic particles in an electric field is being developed. is there. However, in this display, gaps between particles absorb light, resulting in poor contrast, and a practical writing speed (within 1 second) cannot be obtained unless the driving voltage is set to 100 V or more. There is.
[0006]
On the other hand, an electrochromic display (ECD) utilizing the fact that a color is changed by application of a voltage has also been developed. As such an electrochromic display device, for example, a device using tungsten oxide (WO ₃ ), which changes from transparent to blue when ions such as H ⁺ enters, or an organic material that develops color by oxidation or reduction, is known. Have been. These are superior in terms of high contrast to those of the electrophoresis method, etc., but have poor black quality and are developed for use as dimming glass or watch displays that do not require matrix driving. At present, it is difficult to use this for a matrix-like display device such as a paper-like display or electronic paper. Note that a matrix drive (see Patent Document 1) is also known, but the drive element only constitutes a part thereof in combination with a liquid crystal display device.
[0007]
Furthermore, since organic materials generally have poor light resistance, when used in electronic paper that is to be continuously exposed to light such as sunlight or indoor light for use, when used for a long time, the color fades and the black density becomes low. The problem of lowering occurs.
[0008]
Therefore, the electrodes are arranged to face each other via a white-colored electrolyte containing metal ions, an image is written by depositing a metal on the display-side electrode, and the deposited metal is dissolved in the electrolyte to form an image. Electrodeposition type display devices that perform erasure have been proposed (for example, see Patent Document 2). According to this, matrix driving is easy, and the contrast and the black density can be increased.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-73764 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-258327
[Problems to be solved by the invention]
However, since the electro-deposition type display device is driven by an electric current utilizing an electrochemical reaction, the minimum charge density required for displaying one pixel is determined by the temperature and the material used, and is not less than a certain level. I cannot reduce it. Therefore, it is difficult to reduce power consumption depending on the voltage applied during driving. Furthermore, when one electrode on the display side is arranged with respect to two or more electrodes facing each other, not only the region facing the electrode on the display side but also the electrode on the display side has the electrode facing the opposite electrode. Since the current flows into the non-existing area and the metal is deposited, bleeding occurs in the image, which hinders high-definition display.
[0011]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an electrochemical display device capable of displaying an image with high definition and further reducing power consumption.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the electrochemical display device according to the present invention, the first electrode and the second electrode are opposed to each other with the electrolyte interposed therebetween, have a plurality of pixels corresponding to the opposed area, and allow an image to be viewed from the first electrode side. When the width of the second electrode is W μm, the interval between the first electrode and the second electrode is X μm, and the number of pixels per 1 μm is 1 / Y, the width W of the second electrode becomes It is within the range shown.
[0013]
(Equation 2)

[0014]
In the electrochemical display device according to the present invention, since the distance between the first electrode and the second electrode is within the range shown in Expression 2, a high-definition image with clear black and white display can be obtained.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 illustrates a configuration of a main part of an electrochemical display device according to an embodiment of the present invention. In this electrochemical display device, a first electrode 12 formed on the entire surface of a display substrate 11 and a plurality of second electrodes 14 formed in a matrix on a driving substrate 13 face each other via an electrolyte 15 and spacer beads 16. It has been arranged. That is, two or more second electrodes 14 are arranged so as to face one first electrode 12. Although not shown, the side surfaces of the display substrate 11, the electrolyte 15, and the drive substrate 13 are sealed with a sealing member made of resin or the like.
[0017]
The display substrate 11 is made of a material having transparency, specifically, quartz glass or the like. In addition to the above, for example, synthetic resins, specifically, esters such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate or polycarbonate, or cellulose esters such as cellulose acetate, or polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene and hexagon Fluoropolymers such as copolymers with fluoropropylene, or polyethers such as polyoxymethylene, or polyolefins such as polyacetal, polystyrene, polyethylene, polypropylene or methylpentene polymers, or polyimides such as polyamideimide or polyetherimide Or you may comprise with polyamide. These synthetic resins may be in the form of a rigid substrate that does not easily bend, or may be in the form of a flexible film.
[0018]
The first electrode 12 functions as a deposition substrate on which a metal to be described later, which is displayed as a pixel, is deposited, and is formed of, for example, a transparent conductive film. Specifically, ITO (Indium Tin oxide) which is an oxide of indium oxide (In ₂ O ₃ ), tin oxide (SnO ₂ ), or tin (Sn) and indium (In), or tin or tin It is preferable to be constituted by one doped with antimony (Sb) or the like. Further, it may be made of magnesium oxide (MgO) or zinc oxide (ZnO).
[0019]
The drive substrate 13 may or may not be transparent, and may be made of, for example, quartz glass, white plate glass, or ceramics. Alternatively, the display panel 11 may be made of the synthetic resin described above. The drive substrate 13 may be provided with a TFT (Thin Film Transistor) for controlling energization of the second electrode 14, corresponding to the second electrode 14.
[0020]
The second electrode 14 is preferably made of an electrochemically stable metal, among which gold (Au), platinum (Pt), chromium (Cr), aluminum (Al), cobalt (Co), and palladium It is preferable to be composed of at least one of the group consisting of (Pd), bismuth (Bi) and silver (Ag). It is more preferable to use the same metal as the metal to be deposited because a more electrochemically stable electrode reaction can be realized. In addition, as long as the metal used for the main reaction can be sufficiently supplemented beforehand or at any time, carbon may be used. This is because the cost of the second electrode 14 can be reduced by using carbon.
[0021]
The electrolyte 15 includes, for example, a solvent and a deposited dissolved material that is deposited and dissolved by an oxidation-reduction reaction. As the solvent, for example, water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, or those having a hydrophilic property such as a mixture thereof, or propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, acetonitrile, sulfolane, dimethoxyethane, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, Examples thereof include those having hydrophobicity such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone or a mixture thereof.
[0022]
The deposited dissolving material is for enabling display of pixels by utilizing the fact that the color changes between the deposited state and the dissolved state. Examples of the precipitation dissolving material include metal ions that precipitate as a metal by reduction. Examples of the metal ion include, but are not particularly limited to, bismuth ion, copper ion, silver ion, sodium ion, lithium ion, iron ion, chromium ion, nickel ion, and cadmium ion. Among them, particularly preferred metal ions are bismuth ions and silver ions, and more preferred are silver ions. Bismuth ions and silver ions can easily promote a reversible reaction and have a high degree of discoloration at the time of deposition. In particular, silver ions usually have an ionic valence of 1 and thus have an ionic valence of usually 3. This is because, compared to a certain bismuth ion, the amount of charge required to reduce one atom to a metal is reduced to one third. The metal ion is added to the solvent as a metal salt, for example. As the metal salt, for example, silver salts include silver nitrate, silver borofluoride, silver halide, silver perchlorate, silver cyanide and silver thiocyanate. As the metal salt, any one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
[0023]
The electrolyte 15 may also include a supporting electrolyte salt, a coloring agent, and various additives as necessary.
[0024]
The supporting electrolyte salt is for increasing the ionic conductivity of the electrolyte 15 so that the deposition-dissolution reaction of the deposition-dissolved material is performed more effectively and stably. As the supporting electrolyte salt, for example, a lithium salt such as LiCl, LiBr, LiI, LiBF ₄ , LiClO ₄ , LiPF ₆ or LiCF ₃ SO ₃ , a potassium salt such as KCl, KI or KBr, or NaCl, NaI or Sodium salts such as NaBr, or tetraalkyl quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium borofluoride, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium borofluoride, tetrabutylammonium perchlorate or tetrabutylammonium halide; No. Any one of the supporting electrolyte salts may be used, or two or more may be used in combination.
[0025]
The coloring agent is for improving the contrast. Examples of the coloring agent include inorganic pigments and organic pigments, and these may be used alone or in combination. For example, when the color of the metal is black, such as silver, a white material with high concealing properties is preferable. As such a material, for example, inorganic particles such as titanium dioxide, calcium carbonate, silicon oxide, magnesium oxide, and aluminum oxide can be used. Further, a dye can also be used. It is preferable to use an oil-soluble dye as the pigment.
[0026]
The additive preferably contains one or more of a reducing agent and an oxidizing agent for suppressing side reactions caused by anionic species. This is to prevent a side reaction caused by the anionic species and prevent a color other than a desired color from being generated.
[0027]
The electrolyte 15 may be a liquid so-called electrolytic solution composed of the liquid solvent, the precipitation dissolving material, the additive, and the like, and further contains a polymer compound that holds them, and is formed into a gel. May be. In the case of a gel, it may be constituted by a single layer, but may be constituted by a plurality of layers. In the case of a plurality of layers, the coloring agent does not need to be contained in the plurality of layers, and may be contained in at least one layer.
[0028]
As the polymer compound, a main skeleton unit, or a side chain unit, or both, an alkylene oxide, an alkylene imine, those having a repeating unit of an alkylene sulfide, or a copolymer containing a plurality of these different units, or Examples thereof include a polymethyl methacrylate derivative, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, and a polycarbonate derivative. Any one of the polymer compounds may be used, or a mixture of two or more thereof may be used.
[0029]
The spacer beads 16 maintain the positional relationship between the first electrode 12 and the second electrode 14, and are made of, for example, insulating plastic.
[0030]
Further, in this electrochemical display device, the width W (μm) of the second electrode 14 is defined as X (μm) between the first electrode 12 and the second electrode 14 (hereinafter referred to as an electrode interval) per 1 μm. Assuming that the number of pixels is 1 / Y, that is, the width of the pixels is Y (μm), it is within the range shown in Expression 3. Thereby, the black-and-white display can be made clear and a high-definition image can be obtained. Note that the width W of the second electrode 14 means the length of one second electrode 14 in the direction in which the plurality of second electrodes 14 are arranged with respect to one first electrode 12. That is, in this electrochemical display device, the vertical and horizontal lengths of the second electrode 14 are respectively used.
[0031]
[Equation 3]

[0032]
Further, it is preferable that the electrode interval X is narrow. This is because power consumption can be reduced and bleeding can be reduced. In particular, the electrode spacing X is preferably less than 100 μm, and more preferably less than 62 μm. This is because a high-resolution display with a resolution of 150 ppi (pixel per inch) or more can be obtained.
[0033]
Note that the preferable ranges of the width W and the electrode interval X of the second electrode 14 are obtained based on the results of a simulation described below.
[0034]
At the time of the simulation, the first electrode is composed of ITO, the second electrode is composed of silver, and an electrochemical display device using silver ions as a precipitation dissolving material is assumed, and a circuit simulator B2SPICEA / D2000 (beige bag software) is used. (Manufactured by Beige Bag Software) was used to create an equivalent circuit having the structure shown in FIG.
[0035]
The electrolyte 15 is a resistor in which the volume resistance of the electrolyte 15 is combined in a lattice shape. The reaction of silver ions at the interface between the first electrode 12 and the electrolyte 15 is incorporated by a voltage switch and a capacitor, and each minute area of the electrode is The current value was monitored by an ammeter incorporated in the device. At that time, in the calculation, a voltage switch was used, which turned on electricity and deposited silver when a threshold potential difference of 0.5 V or more was applied to the interface between the first electrode 12 and the electrolyte 15 with reference to the experimental results. Although the threshold voltage may vary depending on the material of the electrolyte 15, a general value is used here. Further, the volume resistance of the electrolyte 15 was estimated by creating an equivalent circuit under the conditions under which the electrochemical display device was actually manufactured, and by adjusting the amount of flowing current.
[0036]
Note that whether or not to consider a TFT for controlling the energization of the second electrode 14 is considered in terms of an equivalent circuit including the general on-resistance, off-resistance and capacitance of the TFT, and not including them in the calculation at all. With respect to the equivalent circuit, the write charge amount with respect to the distance from the center of the second electrode 14 was calculated and examined. As a result, when the TFT is considered, the TFT has large on-resistance, off-resistance, and capacitance. Therefore, it is necessary to increase the driving voltage for the on-resistance in calculation, but the behavior of the profile itself is shifted by the voltage. If this is done, as shown in FIG. 2, there is no difference from the case where the TFT is not considered. Therefore, in the simulation, the TFT was not considered in order to make the relationship between the threshold voltage and the drive voltage easy to understand.
[0037]
FIGS. 3 and 4 show the results of simulation of the distance from the center of the energized second electrode 14 and the amount of write charge with the electrode spacing X changed. In the simulation, the writing time was 100 ms, the second electrode 14 was 130 μm square, the distance between the second electrodes was 40 μm, and the resolution was 150 ppi, that is, the pixel width Y was about 170 μm. FIG. 3 shows a case where the driving voltage is 2 V, and FIG. 4 shows a case where the driving voltage is changed so that the maximum write charge amount is the same. The maximum write charge amount was set to 100 μm for the electrode interval X, 100 ms for the write time, and 2 V for the drive voltage, because stable black-and-white display could be repeated. In FIGS. 3 and 4, OD1 represents the amount of electric charge whose reflectance is 10% or less at which the reflectance is recognized as black, and R50 is the reflectance at which the reflectance is recognized as pure white and the reflectance at which the reflectance is recognized as black. Represents the amount of charge that is the central value of These OD1 and R50 are values defined based on the experimental results, and a region where the write charge amount exceeds R50 is determined to be a black display.
[0038]
From FIG. 3, it can be seen that the amount of charge written at the same voltage in the same time increases as the electrode interval X decreases. That is, when the reaction during the driving time is ideally constant and does not change, it is understood that the shorter the electrode interval X, the faster the writing is performed at a lower voltage. In addition, when writing is performed at a voltage of 2 V, it can be seen that the adjacent pixel appears to be blurred because the amount of write charge at the boundary with the adjacent pixel exceeds R50 regardless of the electrode interval X.
[0039]
On the other hand, from FIG. 4, as the electrode interval X becomes smaller as 100 μm, 60 μm, and 30 μm, the width of the black display gradually decreases to 300 μm, 224 μm, and 176 μm with respect to the pixel width Y = 170 μm. Is smaller. Since the required drive voltage is also reduced, it can be seen that reducing the electrode spacing X not only reduces bleeding but also reduces power consumption. In addition, for the same reason, it can be seen that the same amount of charge can be supplied in a short time at a high voltage, which is advantageous for shortening the driving time.
[0040]
FIG. 5 shows the results of a simulation in which the width W of the energized second electrode 14 is changed. In the simulation, the resolution was 150 ppi, that is, the width Y of the pixel was about 170 μm, the second electrode 14 was arranged at the center of the pixel, and the size was 20 μm square, 50 μm square, 100 μm square, as shown in FIG. 130 μm square and 150 μm square.
[0041]
As can be seen from FIG. 5, the smaller the width W of the second electrode 14 is, the less the bleeding of the adjacent pixels is. However, when the width W of the second electrode 14 is 50 μm or less, the black display portion is half the width Y of the pixel. It is not enough, and it is not enough as a display characteristic. Therefore, when the electrode interval X is 30 μm at a resolution of 150 ppi, the width W of the second electrode 14 is preferably 100 μm or more, and more preferably 130 μm or more. Further, even when the thickness is 150 μm, the influence of the spread of bleeding is not so much felt. Therefore, if there is no problem as a result of evaluating the influence of bleeding due to black display on both sides, it can be understood that as the area of the electrode is larger, the display of the pixel is more beautiful and the driving voltage can be lowered.
[0042]
7 and 8 show the case where the current is supplied to the second electrode 14 on both sides and the current is not supplied to the middle second electrode 14, and the distance from the center of the adjacent second electrode 14 and the write charge amount are set to the second. This shows a result of a simulation in which the width W of the electrode 14 is changed. FIG. 7 shows a case where two pixels adjacent to a white display pixel are in black display as shown in FIG. 9, and FIG. 8 shows a case where four pixels adjacent to a white display pixel are as shown in FIG. This is the case of black display. Note that in FIGS. 9 and 10, arrows indicate evaluation positions.
[0043]
As can be seen from FIG. 8, when the electrode interval X is 30 μm and the second electrode 14 is 150 μm square, the white portion of the pixel becomes slightly smaller if four pixels adjacent to the white display pixel are black display, and It is not preferable to increase the width W of the two electrodes 14. On the other hand, there was no particular problem with white display at other widths of the second electrode 14.
[0044]
That is, when the electrode interval X is 30 μm at a resolution of 150 ppi, the width of the second electrode 14 needs to be larger than 50 μm, preferably 100 μm or more, and more preferably 130 μm or more. It can be seen that it is desirable not to exceed 150 μm. The optimum value is 130 μm. However, this result was obtained when the electrode interval X was fixed at 30 μm, and a combination of the electrode interval X, electrode design, and the like is required for optimal display.
[0045]
FIG. 11 shows the result of performing the same simulation with the electrode spacing X set to an extreme value such as 5 μm or the like and the second electrode 14 set to an extreme value such as 2 mm square or the like, showing the leakage width B from the second electrode 14 and the electrode spacing X. It is represented by the following relationship. Note that the leakage width B from the second electrode 14 refers to a distance from an end of the second electrode 14 to a position where the write charge amount becomes R50 in the width direction of the second electrode 14. From FIG. 11, it can be seen that the leakage is most affected by the electrode spacing X and then by the arrangement of the second electrodes 14. In particular, in the case of the same electrode design, for example, when comparing the case where the second electrode 14 is 130 μm square and the distance between the second electrodes is 40 μm, it can be seen that the relationship between the leakage width B and the electrode interval X is linear.
[0046]
When the calculation results in several electrode arrangements were linearly connected and the possible leakage width B (μm) was estimated with respect to the corresponding electrode spacing X (μm), it was found that the leakage width B became the minimum. In the case where the relational expression shown in Equation 4 shown by the broken line in FIG. 11 is satisfied, the maximum bleeding width can be assumed to be the case where the relationship shown in Equation 5 shown by the one-dot chain line is satisfied.
[0047]
(Equation 4)

[0048]
(Equation 5)

[0049]
Therefore, as shown in FIG. 12, the width W of the second electrode 14 plus twice the leakage width B from the second electrode 14 is defined as the width M of the black display, and the width M of the black display is equal to the width of the pixel. Assuming that the minimum condition for black display is to satisfy 80% of the width Y, that is, that 64% of the pixel area be black, the width W of the second electrode 14 must satisfy the relational expression of Equation 6 at least. . On the other hand, assuming that the white display width N satisfies 80% of the pixel width Y, that is, that 64% of the pixel area is white, the minimum condition of the white display is as shown in FIG. It is necessary that the maximum value of the width D of the blur of the black display from the pixel is less than 10% of the width Y of the pixel. Therefore, if the width W of the second electrode 14 satisfies the relational expression shown in Expression 7 at the maximum, the influence of leakage on display can be suppressed to the minimum.
[0050]
(Equation 6)

[0051]
(Equation 7)

[0052]
FIG. 14 shows the result of simulating the effect of the electrode spacing X on the display characteristics when the resolution is 150 ppi and the second electrode 14 is 130 μm square (solid line in FIG. 11). Regarding the display characteristics, it was examined how much the area R of the rubbed color in which the write charge amount was smaller than OD1 was the area R of the pixel. FIG. 15 shows a pixel in which “O” is represented by a pixel reflecting the rubbing ratio. In FIG. 15, a black portion having a writing charge amount of OD1 or more is indicated by a thick oblique line, and a rubbed color portion is indicated by a thin oblique line. As shown in FIG. 15, when the area of the rubbed color reaches 75% of the area of the pixel, the display appears to be rubbed. Therefore, the electrode interval X is preferably less than 100 μm. If the area is 60% or less, the display characteristics are good, and it is understood that the electrode spacing X is more preferably less than 62 μm.
[0053]
Next, a method for manufacturing the above-described electrochemical display device will be described.
[0054]
First, the first electrode 12 is formed on the display substrate 11 by, for example, vapor deposition or sputtering. Further, after forming, for example, a TFT on the driving substrate 13, a second electrode 14 is formed thereon by, for example, vapor deposition, sputtering, or plating. After that, spacer beads 16 are sprayed on the second electrode 14.
[0055]
Next, after forming a sealing member (not shown) on the edge of the driving substrate 13, the electrolyte 15 is injected into the sealing member. After that, the display substrate 11 is placed on the drive substrate 13 via the electrolyte 15. Thus, the electrochemical display device shown in FIG. 1 is completed.
[0056]
In this electrochemical display device, when a predetermined voltage is applied between the first electrode 12 and the second electrode 14, the metal in the electrolyte 15 existing between the first electrode 12 and the second electrode 14 The ions move to the first electrode 12, the metal ions are reduced at the first electrode 12, and the metal is deposited on the first electrode 12, and writing is performed. The deposited metal is recognized as an image through the display substrate 11. On the other hand, when a predetermined reverse voltage is applied between the first electrode 12 and the second electrode 14, the metal deposited on the first electrode 12 is oxidized and dissolved as metal ions in the electrolyte 15, so that erasing is performed. Is At this time, since the width W of the second electrode 14 is within the range shown in Expression 3, a high-definition image with clear black and white display can be obtained.
[0057]
As described above, in the present embodiment, the width W of the second electrode 14 is set to be within the range shown in Expression 3, so that a high-definition image with clear black and white display can be obtained.
[0058]
In particular, if the distance between the first electrode 12 and the second electrode 14 is less than 100 μm, power consumption can be reduced and bleeding can be reduced. In particular, the first electrode 12 and the second electrode 14 can be reduced. Is set to less than 62 μm, high-resolution display can be performed even when the resolution is set to 150 ppi or more.
[0059]
In the electrochemical display device according to the present embodiment, as shown in FIG. 16, the first electrode 12 is formed in a stripe shape on the display substrate 11, and the second electrode 14 is formed in a stripe shape on the drive substrate 13. Alternatively, the first electrode 12 and the second electrode 14 may be opposed to each other so as to be orthogonal to each other. In this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained. In FIG. 16, the electrolyte 15 and the spacer beads 16 are omitted.
[0060]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, the present invention can be applied to other display devices whose colors change by an electrochemical oxidation-reduction reaction.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the electrochemical display device according to any one of claims 1 to 5, since the width of the second electrode is set to be within the range shown in Expression 1, the monochrome display is performed. However, a clear and high-definition image can be obtained.
[0062]
In particular, according to the electrochemical display device of the second aspect, since the distance between the first electrode and the second electrode is less than 100 μm, reduction in power consumption and bleeding can be achieved, and rubbing is reduced. A high-definition display can be obtained. In particular, according to the electrochemical display device of the third aspect, a high-definition display can be performed even when the resolution is set to 150 ppi or more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an electrochemical display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an influence of the on-resistance of a TFT on display of a pixel.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a result of simulating the effect of electrode spacing on display characteristics.
FIG. 4 is another characteristic diagram showing a result of simulating the effect of an electrode interval on display characteristics.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a result of simulating the effect of the width of a second electrode on display characteristics.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a width of a pixel and a width of a second electrode.
FIG. 7 is another characteristic diagram illustrating a result of simulating the effect of the width of the second electrode on display characteristics.
FIG. 8 is another characteristic diagram illustrating a result of simulating the effect of the width of the second electrode on display characteristics.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a display image obtained with the results shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a schematic diagram showing a display image obtained with the results shown in FIG.
FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating a simulation result of a relationship between a leakage width from a second electrode and an electrode interval.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a minimum condition for black display.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a minimum condition for white display.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a result of simulating the effect of an inter-electrode interval on display characteristics.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a display image based on the result shown in FIG.
FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration of another electrochemical display device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11: display substrate, 12: first electrode, 13: drive substrate, 14: second electrode, 15: electrolyte, 16: spacer beads, W: width of second electrode, X: electrode spacing, Y: pixel width

Claims (5)

An electrochemical display device in which a first electrode and a second electrode are arranged to face each other with an electrolyte therebetween, have a plurality of pixels corresponding to the facing region, and are capable of visually recognizing an image from the side of the first electrode. ,
Assuming that the width of the second electrode is W μm, the distance between the first electrode and the second electrode is X μm, and the number of pixels per 1 μm is 1 / Y, the width W of the second electrode is in the range shown in Formula 1. An electrochemical display device characterized by being inside.

2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein a distance between the first electrode and the second electrode is less than 100 [mu] m. 2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein a distance between the first electrode and the second electrode is less than 62 [mu] m. 2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein two or more of the second electrodes are arranged to face one of the first electrodes. 3. 2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein the electrolyte includes a deposited and dissolved material that is deposited and dissolved by an oxidation-reduction reaction.

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