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JP5929445B2 - Nonvolatile memory device, electronic circuit device, and method of manufacturing nonvolatile memory device - Google Patents

Nonvolatile memory device, electronic circuit device, and method of manufacturing nonvolatile memory device Download PDF

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JP5929445B2
JP5929445B2 JP2012090297A JP2012090297A JP5929445B2 JP 5929445 B2 JP5929445 B2 JP 5929445B2 JP 2012090297 A JP2012090297 A JP 2012090297A JP 2012090297 A JP2012090297 A JP 2012090297A JP 5929445 B2 JP5929445 B2 JP 5929445B2
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electrochromic layer
electrochemical cell
layer
electrochromic
nonvolatile memory
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浩一 竹村
浩一 竹村
眞子 隆志
隆志 眞子
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Description

本発明は、不揮発記憶装置、電子回路装置、及び不揮発性記憶装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a nonvolatile memory device, an electronic circuit device, and a method for manufacturing the nonvolatile memory device.

近年、システム集積化のため、平板状でリジッドな基材(例えば、プリント配線基板や半導体ウェハ)上ではなく、凹凸を有する面(例えば、機器の筐体上)又はフレキシブルな基材(例えば、プラスチックフィルム及び紙)上に、電子回路を形成する技術が求められている。   In recent years, for system integration, not flat and rigid base materials (for example, printed wiring boards and semiconductor wafers), but uneven surfaces (for example, on equipment casings) or flexible base materials (for example, There is a demand for a technique for forming an electronic circuit on a plastic film and paper.

上記に関連して、特許文献1(特表2008−544519号公報)には、強誘電体メモリ・デバイスの作製方法が開示されている。この強誘電体メモリ・デバイスは、第1と第2の電極の組に挟まれた強誘電体ポリマー層を含む強誘電体メモリ・デバイスである。特許文献1には、強誘電体ポリマー層が、両電極組と一緒に適当な印刷プロセスによって、それぞれメモリ・デバイス中に実現され、強誘電体ポリマーの分極状態をスイッチさせることでメモリ動作をする点が開示されている。   In relation to the above, Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2008-544519) discloses a method for manufacturing a ferroelectric memory device. The ferroelectric memory device is a ferroelectric memory device that includes a ferroelectric polymer layer sandwiched between first and second electrode pairs. In Patent Document 1, a ferroelectric polymer layer is realized in each memory device by an appropriate printing process together with both electrode sets, and the memory operation is performed by switching the polarization state of the ferroelectric polymer. The point is disclosed.

特表2008−544519号公報Special table 2008-544519 gazette

特許文献1に開示された方法においては、強誘電体ポリマーが用いられる。強誘電体ポリマーを用いる場合、高い動作電圧(典型的には、20V以上)が必要になる。なぜなら、強誘電体ポリマーでは自発分極の単位となるモノマーが鎖状に連なり絡み合った構造となっているために大きな変位を伴う反転がしにくい構造であることや、強誘電体ポリマーに印加される電界強度を高くするために薄く均一な薄膜を形成することが困難であることなどが理由として考えられている。   In the method disclosed in Patent Document 1, a ferroelectric polymer is used. When using a ferroelectric polymer, a high operating voltage (typically 20 V or more) is required. This is because a ferroelectric polymer has a structure in which monomers that are units of spontaneous polarization are linked and entangled with each other, so that the structure is difficult to reverse with a large displacement, and is applied to the ferroelectric polymer. The reason is considered that it is difficult to form a thin and uniform thin film in order to increase the electric field strength.

従って、本発明の課題は、凹凸を有する面やフレキシブルな基材上に形成可能で、動作電圧を低くすることができる不揮発記憶装置、電子回路装置、及び不揮発性記憶装置の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-volatile memory device, an electronic circuit device, and a non-volatile memory device manufacturing method that can be formed on an uneven surface or a flexible base material and can reduce operating voltage. There is.

本発明に係る不揮発性記憶装置は、電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路とを具備する。前記電気化学セルは、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。   A nonvolatile memory device according to the present invention includes a nonvolatile memory element including an electrochemical cell, and a control circuit that writes data into the nonvolatile memory element. The electrochemical cell includes a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and an electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The control circuit reads and writes data by controlling the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer.

本発明に係る不揮発性記憶装置は、第1電気化学セル、及び第2電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路とを具備する。前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルは、それぞれ、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記第2電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルの一方において、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。   A nonvolatile memory device according to the present invention includes a nonvolatile memory element including a first electrochemical cell and a second electrochemical cell, and a control circuit for writing data to the nonvolatile memory element. The first electrochemical cell and the second electrochemical cell are provided between a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, respectively. An electrolyte layer. In the first electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. In the second electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are arranged such that when one is oxidized, the other is reduced. Has been. The control circuit reads and writes data by controlling a redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer in one of the first electrochemical cell and the second electrochemical cell. I do.

本発明に係る不揮発性記憶装置は、積層された複数のフィルム構造と、複数の不揮発性記憶素子と、前記複数の不揮発性記憶素子の各々にデータを書き込む制御回路とを具備する。前記各不揮発性記憶素子は、電気化学セルを備える。前記電気化学セルは、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。前記複数のフィルム構造の各々には、前記電気化学セルが複数配置されている。   A nonvolatile memory device according to the present invention includes a plurality of laminated film structures, a plurality of nonvolatile memory elements, and a control circuit that writes data to each of the plurality of nonvolatile memory elements. Each of the nonvolatile memory elements includes an electrochemical cell. The electrochemical cell includes a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and an electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The control circuit reads and writes data by controlling the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. A plurality of the electrochemical cells are disposed in each of the plurality of film structures.

本発明に係る電子回路装置は、基材と、前記基材上に設けられ、電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、前記基材上に設けられた、表示素子と、前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路とを具備する。前記電気化学セルは、セル側第1エレクトロクロミック層と、セル側第2エレクトロクロミック層と、前記セル側第1エレクトロクロミック層と前記セル側第2エレクトロクロミック層との間に設けられたセル側電解質層とを備える。前記セル側第1エレクトロクロミック層及び前記セル側第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記セル側第1エレクトロクロミック層及び前記セル側第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。前記表示素子は、表示素子側第1エレクトロクロミック層と、表示素子側第2エレクトロクロミック層と、前記表示素子側第1エレクトロクロミック層と前記表示素子側第2エレクトロクロミック層との間に設けられた表示素子側電解質層とを備える。前記表示素子側第1エレクトロクロミック層及び前記表示素子側第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。   An electronic circuit device according to the present invention includes a base material, a non-volatile memory element provided on the base material and including an electrochemical cell, a display element provided on the base material, and the non-volatile memory element And a control circuit for writing data into the device. The electrochemical cell includes a cell side first electrochromic layer, a cell side second electrochromic layer, and a cell side provided between the cell side first electrochromic layer and the cell side second electrochromic layer. An electrolyte layer. The cell-side first electrochromic layer and the cell-side second electrochromic layer are arranged so that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The control circuit reads and writes data by controlling the redox state of the cell-side first electrochromic layer and the cell-side second electrochromic layer. The display element is provided between a display element side first electrochromic layer, a display element side second electrochromic layer, the display element side first electrochromic layer, and the display element side second electrochromic layer. A display element side electrolyte layer. The display element side first electrochromic layer and the display element side second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state.

本発明に係る不揮発性記憶装置の製造方法は、電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路とを具備する不揮発性記憶装置の製造方法である。前記電気化学セルは、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。上記方法は、前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記電解質層を形成する工程と、前記制御回路を形成する工程とを具備する。   A method for manufacturing a nonvolatile memory device according to the present invention is a method for manufacturing a nonvolatile memory device including a nonvolatile memory element including an electrochemical cell and a control circuit for writing data in the nonvolatile memory element. The electrochemical cell includes a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and an electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The control circuit reads and writes data by controlling the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The method includes a step of forming the first electrochromic layer, a step of forming the second electrochromic layer, a step of forming the electrolyte layer, and a step of forming the control circuit.

本発明に係る不揮発性記憶装置の製造方法は、第1電気化学セル、及び第2電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路とを具備する不揮発性記憶装置の製造方法である。前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルは、それぞれ、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記第2電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルの一方において、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。上記方法は、前記不揮発性記憶素子を形成する工程と、前記制御回路を形成する工程とを具備する。前記不揮発性記憶素子を形成する工程は、前記第1電気化学セルを形成する工程と、前記第2電気化学セルを形成する工程とを含む。前記第1電気化学セルを形成する工程は、及び前記第2電気化学セルを形成する工程は、それぞれ、前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記電解質層を形成する工程とを含む。   A method for manufacturing a nonvolatile memory device according to the present invention includes a nonvolatile memory element including a first electrochemical cell and a second electrochemical cell, and a control circuit that writes data to the nonvolatile memory element. It is a manufacturing method of a storage device. The first electrochemical cell and the second electrochemical cell are provided between a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, respectively. An electrolyte layer. In the first electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. In the second electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are arranged such that when one is oxidized, the other is reduced. Has been. The control circuit reads and writes data by controlling a redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer in one of the first electrochemical cell and the second electrochemical cell. I do. The method includes a step of forming the nonvolatile memory element and a step of forming the control circuit. The step of forming the nonvolatile memory element includes a step of forming the first electrochemical cell and a step of forming the second electrochemical cell. The step of forming the first electrochemical cell and the step of forming the second electrochemical cell are respectively a step of forming the first electrochromic layer and a step of forming the second electrochromic layer. And forming the electrolyte layer.

本発明に係る不揮発性記憶装置の製造方法は、積層された複数のフィルム構造と、複数の不揮発性記憶素子と、前記複数の不揮発性記憶素子の各々にデータを書き込む制御回路と、を具備する不揮発性記憶装置の製造方法である。前記各不揮発性記憶素子は、電気化学セルを備える。前記電気化学セルは、第1エレクトロクロミック層と、第2エレクトロクロミック層と、前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備える。前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている。前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの読み出しと書き込みを行う。前記複数のフィルム構造の各々には、前記電気化学セルが複数配置されている。上記方法は、前記複数のフィルム構造を形成する工程と、前記複数のフィルム構造を積層する工程と、前記制御回路を形成する工程とを具備する。前記複数のフィルム構造を形成する工程は、複数のフィルム基材のそれぞれの上に、複数の前記電気化学セルを形成する工程を含む。   A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the present invention includes a plurality of laminated film structures, a plurality of nonvolatile memory elements, and a control circuit that writes data to each of the plurality of nonvolatile memory elements. A method for manufacturing a nonvolatile memory device. Each of the nonvolatile memory elements includes an electrochemical cell. The electrochemical cell includes a first electrochromic layer, a second electrochromic layer, and an electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. The control circuit reads and writes data by controlling the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. A plurality of the electrochemical cells are disposed in each of the plurality of film structures. The method includes the steps of forming the plurality of film structures, laminating the plurality of film structures, and forming the control circuit. The step of forming the plurality of film structures includes a step of forming a plurality of the electrochemical cells on each of the plurality of film substrates.

本発明によれば、凹凸を有する面やフレキシブルな基材上に形成可能で、動作電圧を低くすることができる不揮発記憶装置、電子回路装置、及び不揮発性記憶装置の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the non-volatile memory device which can be formed on the surface which has an unevenness | corrugation, and a flexible base material, and can reduce operating voltage, an electronic circuit device, and a non-volatile memory device is provided.

第1の実施形態に係る不揮発性記憶装置を概略的に示す回路図である。1 is a circuit diagram schematically showing a nonvolatile memory device according to a first embodiment. FIG. 不揮発性記憶素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a non-volatile memory element. 電気化学セルに書き込まれたデータを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the data written in the electrochemical cell. 電気化学セルに書き込まれたデータを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the data written in the electrochemical cell. 不揮発性記憶装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a non-volatile memory device. 第2の実施形態に係る不揮発性記憶装置を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the non-volatile memory device which concerns on 2nd Embodiment. 第1エレクトロクロミック層及び第2エレクトロクロミック層の配置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of arrangement | positioning of a 1st electrochromic layer and a 2nd electrochromic layer. 第3の実施形態に係る不揮発性記憶装置を概略的に示す基本回路図である。FIG. 6 is a basic circuit diagram schematically showing a nonvolatile memory device according to a third embodiment. 不揮発性記憶装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a non-volatile memory device. 電気化学セルの酸化還元状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the oxidation reduction state of an electrochemical cell. 電気化学セルの酸化還元状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the oxidation reduction state of an electrochemical cell. 第4の実施形態に係る不揮発性記憶装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the non-volatile memory device which concerns on 4th Embodiment. 第1エレクトロクロミック層、第1エレクトロクロミック層、及び第2エレクトロクロミック層のレイアウトの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the layout of a 1st electrochromic layer, a 1st electrochromic layer, and a 2nd electrochromic layer. 第5の実施形態に係る不揮発性記憶装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the non-volatile memory device which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る不揮発性記憶装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the non-volatile memory device which concerns on 6th Embodiment. 第7の実施形態に係る電子回路装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the electronic circuit apparatus which concerns on 7th Embodiment. 電子回路装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an electronic circuit apparatus.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1を概略的に示す回路図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment.

不揮発性記憶装置1は、制御回路3、複数のビット線6、複数のワード線7、複数のプレート線8、複数の不揮発性記憶素子2、及びビット線電圧検出回路9を備えている。ただし、図1においては、ビット線6、ワード線7、プレート線8、及び不揮発性記憶素子2は、それぞれ、1つずつしか描かれていない。複数のワード線7及び複数のプレート線8は、平行に伸びている。複数のビット線6は、複数のワード線7に直交するように伸びている。複数の不揮発性記憶素子2は、複数のビット線6と複数のワード線7により形成される複数の交点に対応するように、マトリックス状に、配置されている。   The nonvolatile memory device 1 includes a control circuit 3, a plurality of bit lines 6, a plurality of word lines 7, a plurality of plate lines 8, a plurality of nonvolatile memory elements 2, and a bit line voltage detection circuit 9. However, in FIG. 1, only one bit line 6, word line 7, plate line 8, and nonvolatile memory element 2 are drawn. The plurality of word lines 7 and the plurality of plate lines 8 extend in parallel. The plurality of bit lines 6 extend so as to be orthogonal to the plurality of word lines 7. The plurality of nonvolatile memory elements 2 are arranged in a matrix so as to correspond to a plurality of intersections formed by the plurality of bit lines 6 and the plurality of word lines 7.

不揮発性記憶素子2は、データを記憶する部分であり、トランジスタ4(スイッチ回路)、及び電気化学セル5を有している。トランジスタ4は、ビット線6と、電気化学セル5の一端との間の電気的接続を切り換えるように、配置されている。トランジスタ4のゲートは、ワード線7に接続されている。電気化学セル5の他端は、プレート線8に接続されている。制御回路3は、ワード線7、ビット線6、及びプレート線8の電位を制御することにより、電気化学セル5に、データを書き込む。この点についての詳細は、後述する。また、制御回路3は、ワード線7を制御し、トランジスタ4をオンにすることにより、電気化学セル5に書き込まれたデータを、ビット線6に読み出す。ビット線電圧検出回路9は、センスアンプ回路等を有しており、ビット線6の電圧を検出することにより、電気化学セル5に記憶されたデータを読み取る機能を有している。   The nonvolatile memory element 2 is a part that stores data, and includes a transistor 4 (switch circuit) and an electrochemical cell 5. The transistor 4 is arranged to switch the electrical connection between the bit line 6 and one end of the electrochemical cell 5. The gate of the transistor 4 is connected to the word line 7. The other end of the electrochemical cell 5 is connected to the plate line 8. The control circuit 3 writes data in the electrochemical cell 5 by controlling the potentials of the word line 7, the bit line 6, and the plate line 8. Details of this point will be described later. The control circuit 3 controls the word line 7 and turns on the transistor 4, thereby reading the data written in the electrochemical cell 5 to the bit line 6. The bit line voltage detection circuit 9 includes a sense amplifier circuit and the like, and has a function of reading data stored in the electrochemical cell 5 by detecting the voltage of the bit line 6.

続いて、不揮発性記憶素子2について詳細に説明する。図2は、不揮発性記憶装置1を示す断面図である。   Next, the nonvolatile memory element 2 will be described in detail. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the nonvolatile memory device 1.

図2に示されるように、不揮発性記憶素子2は、ガラス基板10上に設けられている。すなわち、ガラス基板10に、不揮発性記憶素子2として、トランジスタ4、及び電気化学セル5が設けられている。   As shown in FIG. 2, the nonvolatile memory element 2 is provided on the glass substrate 10. That is, the transistor 4 and the electrochemical cell 5 are provided as the nonvolatile memory element 2 on the glass substrate 10.

トランジスタ4は、ゲート電極18、半導体層19(a−Si層)、ドレイン電極20、及びソース電極21を備えている。ゲート電極18は、ガラス基板10上に設けられている。ガラス基板10上には、ゲート電極18を被覆するように、ゲート絶縁膜11が設けられている。ゲート電極18上には、ゲート絶縁膜11を介して、半導体層19が設けられている。半導体層19上には、ドレイン電極20及びソース電極21が設けられている。ドレイン電極20及びソース電極21は、保護膜22によって被覆されている。   The transistor 4 includes a gate electrode 18, a semiconductor layer 19 (a-Si layer), a drain electrode 20, and a source electrode 21. The gate electrode 18 is provided on the glass substrate 10. On the glass substrate 10, a gate insulating film 11 is provided so as to cover the gate electrode 18. A semiconductor layer 19 is provided on the gate electrode 18 via the gate insulating film 11. A drain electrode 20 and a source electrode 21 are provided on the semiconductor layer 19. The drain electrode 20 and the source electrode 21 are covered with a protective film 22.

尚、図2には示されていないが、ゲート電極18は、図1に示したように、ワード線7に接続されている。また、ソース電極21は、ビット線6に接続されている。   Although not shown in FIG. 2, the gate electrode 18 is connected to the word line 7 as shown in FIG. The source electrode 21 is connected to the bit line 6.

ガラス基板10上には、更に、ゲート絶縁膜11を介して、第1電極12が設けられている。第1電極12は、ドレイン電極20に接続されている。   A first electrode 12 is further provided on the glass substrate 10 via a gate insulating film 11. The first electrode 12 is connected to the drain electrode 20.

電気化学セル5は、第1エレクトロクロミック層13、電解質層14(固体電解質層)、及び第2エレクトロクロミック層15を備えている。第1エレクトロクロミック層13は、第1電極12上に設けられている。すなわち、第1エレクトロクロミック層13は、第1電極12を介して、ドレイン電極20に電気的に接続されている。電解質層14は、第1エレクトロクロミック層13を被覆するように、設けられている。第2エレクトロクロミック層15は、少なくとも一部で第1エレクトロクロミック層13と対向するように、電解質層14上に設けられている。尚、第2エレクトロクロミック層15上には、第2電極16が設けられている。第2電極16は、図1に示したように、プレート線8に接続されている。すなわち、第2エレクトロクロミック層15は、第2電極16を介して、プレート線8に電気的に接続される。また、第2電極16上には、保護部材として、フィルム部材17が設けられている。   The electrochemical cell 5 includes a first electrochromic layer 13, an electrolyte layer 14 (solid electrolyte layer), and a second electrochromic layer 15. The first electrochromic layer 13 is provided on the first electrode 12. That is, the first electrochromic layer 13 is electrically connected to the drain electrode 20 through the first electrode 12. The electrolyte layer 14 is provided so as to cover the first electrochromic layer 13. The second electrochromic layer 15 is provided on the electrolyte layer 14 so as to face at least part of the first electrochromic layer 13. A second electrode 16 is provided on the second electrochromic layer 15. The second electrode 16 is connected to the plate line 8 as shown in FIG. That is, the second electrochromic layer 15 is electrically connected to the plate line 8 through the second electrode 16. A film member 17 is provided on the second electrode 16 as a protective member.

ここで、エレクトロクロミック層とは、電圧の印加により、酸化反応又は還元反応を起こし、発色が変化する層である。電気化学セル5において、第1エレクトロクロミック層13と第2エレクトロクロミック層15とは、酸化状態と還元状態とが相補的になるように、配置されている。すなわち、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15は、一方で酸化反応が進む場合に他方において還元反応が進むように、配置されている。   Here, the electrochromic layer is a layer that undergoes an oxidation reaction or a reduction reaction when a voltage is applied, and the color development changes. In the electrochemical cell 5, the 1st electrochromic layer 13 and the 2nd electrochromic layer 15 are arrange | positioned so that an oxidation state and a reduction state may become complementary. That is, the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 are arranged such that when the oxidation reaction proceeds on the one hand, the reduction reaction proceeds on the other hand.

続いて、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1の動作方法について説明する。   Next, an operation method of the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment will be described.

データの書込み時には、制御回路3(図1参照)が、トランジスタ4がオン状態になるように、ワード線7の電圧を制御する。そして、制御回路3は、ビット線6とプレート線8との間に電位差を発生させる。発生した電位差により、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15のうちの一方が、酸化状態(Ox)になり、他方は還元状態(Re)になる。例えば、ビット線6の方がプレート線8よりも高電位である場合(第1電極12の方が第2電極16よりも高電位である場合)、第1エレクトロクロミック層13では還元反応が進み、第2エレクトロクロミック層15では酸化反応が進む。一方、プレート線8の方がビット線6よりも高電位である場合(第2電極16の方が第1電極12よりも高電位である場合)、第1エレクトロクロミック層13では酸化反応が進み、第2エレクトロクロミック層15では還元反応が進む。トランジスタ4がオフ状態になっても、各エレクトロクロミック層における状態(酸化状態又は還元状態)は、安定的に維持される。従って、各エレクトロクロミック層の酸化状態又は還元状態を、データ(論理値「1」又は論理値「0」)に対応付けることにより、電気化学セル5に、データを記憶させることが可能である。   When writing data, the control circuit 3 (see FIG. 1) controls the voltage of the word line 7 so that the transistor 4 is turned on. Then, the control circuit 3 generates a potential difference between the bit line 6 and the plate line 8. Due to the generated potential difference, one of the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 is in an oxidized state (Ox), and the other is in a reduced state (Re). For example, when the bit line 6 has a higher potential than the plate line 8 (when the first electrode 12 has a higher potential than the second electrode 16), the reduction reaction proceeds in the first electrochromic layer 13. In the second electrochromic layer 15, the oxidation reaction proceeds. On the other hand, when the plate line 8 has a higher potential than the bit line 6 (when the second electrode 16 has a higher potential than the first electrode 12), the oxidation reaction proceeds in the first electrochromic layer 13. In the second electrochromic layer 15, the reduction reaction proceeds. Even when the transistor 4 is turned off, the state (oxidized state or reduced state) in each electrochromic layer is stably maintained. Therefore, it is possible to store data in the electrochemical cell 5 by associating the oxidation state or reduction state of each electrochromic layer with the data (logical value “1” or logical value “0”).

図3A及び図3Bは、電気化学セル5に書き込まれたデータを示す概念図である。図3Aには、値「0」が記憶された電気化学セル5が示されている。図3Aに示される例では、第1エレクトロクロミック層13が還元状態(Re)であり、第2エレクトロクロミック層15が酸化状態(Ox)である。一方、図3Bには、値「1」が記憶された電気化学セル5が示されている。図3Bに示される例では、第1エレクトロクロミック層13が酸化状態(Ox)であり、第2エレクトロクロミック層15が還元状態(Re)である。   3A and 3B are conceptual diagrams showing data written in the electrochemical cell 5. FIG. 3A shows an electrochemical cell 5 in which the value “0” is stored. In the example shown in FIG. 3A, the first electrochromic layer 13 is in a reduced state (Re), and the second electrochromic layer 15 is in an oxidized state (Ox). On the other hand, FIG. 3B shows the electrochemical cell 5 in which the value “1” is stored. In the example shown in FIG. 3B, the first electrochromic layer 13 is in an oxidized state (Ox), and the second electrochromic layer 15 is in a reduced state (Re).

一方、データの読み出し時には、電気化学セル5が、適当な負荷に接続される。具体的には、制御回路3(図1参照)が、ワード線7の電圧を制御することにより、トランジスタ4をオン状態にする。これにより、各エレクトロクロミック層(13、15)では、データの書き込み時とは逆の反応が進む。すなわち、各エレクトロクロミック層では、酸化状態である場合に還元反応が進み、還元状態である場合に酸化反応が進む。そして、反応に応じた電圧が、ビット線6に印加される。ビット線6に印加された電圧の値は、ビット線電圧検出回路9により、検出される。ビット線電圧検出回路9は、検出結果に基づき、電気化学セル5に書き込まれたデータが「0」であるのか「1」であるのかを読み取る。ビット線電圧検出回路9は、例えば、センスアンプを利用し、ビット線6の電圧を、適当な基準電圧と比較することにより、ビット線6の電圧を検出する。   On the other hand, when reading data, the electrochemical cell 5 is connected to an appropriate load. Specifically, the control circuit 3 (see FIG. 1) controls the voltage of the word line 7 to turn on the transistor 4. Thereby, in each electrochromic layer (13, 15), the reaction opposite to that at the time of data writing proceeds. That is, in each electrochromic layer, the reduction reaction proceeds when the electrochromic layer is in the oxidized state, and the oxidation reaction proceeds when the electrochromic layer is in the reduced state. Then, a voltage corresponding to the reaction is applied to the bit line 6. The value of the voltage applied to the bit line 6 is detected by the bit line voltage detection circuit 9. The bit line voltage detection circuit 9 reads whether the data written in the electrochemical cell 5 is “0” or “1” based on the detection result. The bit line voltage detection circuit 9 detects the voltage of the bit line 6 by, for example, using a sense amplifier and comparing the voltage of the bit line 6 with an appropriate reference voltage.

以上説明した動作方法により、2値の書き込み及び読み出しが可能な不揮発性記憶装置1が実現される。   By the operation method described above, the nonvolatile memory device 1 capable of binary writing and reading is realized.

本実施形態において、データの書き込み時に必要な電圧は、第1エレクトロクロミック層13、第2エレクトロクロミック層15、及び電解質層14によって決まる酸化還元電位に依存する。一般的には、必要な電圧は、数V以下である。例えば、各エレクトロクロミック層として、プルシアンブルーやその類縁化合物を用いた場合には、動作電圧は、1〜2Vとなる。従って、特許文献1(特表2008−544519号公報)に記載される強誘電体ポリマーを用いた場合と比較すると、低電圧で動作させることが可能となる。   In the present embodiment, the voltage required for writing data depends on the redox potential determined by the first electrochromic layer 13, the second electrochromic layer 15, and the electrolyte layer 14. In general, the required voltage is several volts or less. For example, when Prussian blue or a similar compound is used as each electrochromic layer, the operating voltage is 1 to 2V. Therefore, it is possible to operate at a low voltage as compared with the case where the ferroelectric polymer described in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2008-544519) is used.

また、データの読み出し時には、情報の記憶過程で電気化学セル5に蓄積されたエネルギーが、放出されることになる。但し、エネルギーが完全に放出されるまでは、ビット線6に一定の電圧が印加される。したがって、記憶状態を強制的に変化させる必要はなく、擬似的な非破壊な読み出しができる。   Further, when data is read, the energy accumulated in the electrochemical cell 5 in the information storage process is released. However, a constant voltage is applied to the bit line 6 until the energy is completely released. Therefore, it is not necessary to forcibly change the storage state, and pseudo nondestructive reading can be performed.

続いて、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1の製造方法を説明する。図4は、不揮発性記憶装置1の製造工程を示す断面図である。   Next, a method for manufacturing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the nonvolatile memory device 1.

まず、図4(a)に示されるように、ガラス基板10に、トランジスタ4(a−Si(非晶質Si)TFT)、及び、第1電極12が形成される。具体的には、ガラス基板10上に、ゲート電極18としてのTa層、ゲート絶縁膜11としてのSiNx層、及び半導体層19(a−Si層)が形成される。これらの層は、例えば、スパッタ法、CVD法等を用いて成膜し、エッチング加工することにより、形成される。その後、ソース電極21及びドレイン電極20として、Al層が形成される。また、第1電極12として、ITO(インジウム・スズ酸化物)層が、ドレイン電極20に接続されるように、形成される。   First, as shown in FIG. 4A, the transistor 4 (a-Si (amorphous Si) TFT) and the first electrode 12 are formed on the glass substrate 10. Specifically, a Ta layer as the gate electrode 18, a SiNx layer as the gate insulating film 11, and a semiconductor layer 19 (a-Si layer) are formed on the glass substrate 10. These layers are formed by, for example, forming a film using a sputtering method, a CVD method, or the like and performing an etching process. Thereafter, an Al layer is formed as the source electrode 21 and the drain electrode 20. Further, an ITO (indium tin oxide) layer is formed as the first electrode 12 so as to be connected to the drain electrode 20.

次いで、図4(b)に示されるように、第1エレクトロクロミック層13が形成される。第1エレクトロクロミック層13は、例えば、プルシアンブルーナノ粒子が分散したインクをインクジェット法により塗布することにより、形成される。   Next, as shown in FIG. 4B, the first electrochromic layer 13 is formed. The first electrochromic layer 13 is formed, for example, by applying ink in which Prussian blue nanoparticles are dispersed by an inkjet method.

次いで、図4(c)に示されるように、電解質層14が形成される。電解質層14は、例えば、水酸化カリウムがポリアクリル酸カリウムなどでゲル化された材料を塗布することにより、形成される。これにより、第1中間体23が得られる。   Next, as shown in FIG. 4C, the electrolyte layer 14 is formed. The electrolyte layer 14 is formed, for example, by applying a material in which potassium hydroxide is gelled with potassium polyacrylate or the like. Thereby, the 1st intermediate body 23 is obtained.

一方、図4(d)に示されるように、第2電極16としてITO膜が形成されたフィルム部材17(例えばPETフィルム)が準備される。ITO膜は、予め、所望のパターンになるように加工される。   On the other hand, as shown in FIG. 4D, a film member 17 (for example, a PET film) on which an ITO film is formed is prepared as the second electrode 16. The ITO film is processed in advance into a desired pattern.

次いで、図4(e)に示されるように、第2電極16上に、第2エレクトロクロミック層15が形成される。第2エレクトロクロミック層15は、例えば、電解法によりプルシアンブルー膜を成膜することにより、形成される。成膜時に、不要な部分はマスキングされる。これにより、第2中間体24が得られる。   Next, as shown in FIG. 4E, the second electrochromic layer 15 is formed on the second electrode 16. The second electrochromic layer 15 is formed, for example, by forming a Prussian blue film by an electrolytic method. During film formation, unnecessary portions are masked. Thereby, the 2nd intermediate body 24 is obtained.

次いで、図4(f)に示されるように、第2エレクトロクロミック層15が電解質層14上に配置されるように、第1中間体23上に第2中間体24が、貼り付けられる。この際、適当に、電気的接続が行なわれる。これにより、不揮発性記憶装置1が得られる。   Next, as shown in FIG. 4 (f), the second intermediate 24 is attached onto the first intermediate 23 so that the second electrochromic layer 15 is disposed on the electrolyte layer 14. At this time, electrical connection is appropriately performed. Thereby, the nonvolatile memory device 1 is obtained.

尚、上述の不揮発性記憶装置1はあくまで一例であり、製造方法および材料は、上述の例に限定されない。   The nonvolatile memory device 1 described above is merely an example, and the manufacturing method and materials are not limited to the above example.

例えば、トランジスタ4の半導体層19としては、s−Si層に限定されず、p−Si(多結晶Si)層が用いられてもよい。トランジスタ4は、単結晶Siウェハー上に形成されてもよい。これらのトランジスタや配線は、基板材料や形成手法などは限定されるが、フラットパネルディスプレイや半導体デバイスに用いられており高い信頼性を有する利点がある。また、半導体層19としては、Si系だけでなく、In−Ga−Zn−Oに代表される非晶質酸化物半導体、有機半導体(ペンタセン、フタロシアニン、ポリチオフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ)、及びナノカーボンを用いることも可能である。これら非晶質酸化物半導体、有機半導体、及びナノカーボンは、高温を必要としない手法(スパッタ法、蒸着法、印刷法など)によって形成可能である。また、配線を印刷法により形成することなどにより、プロセス温度を低温化できる。プラスチックフィルムなどの耐熱性が低い材料上にも、トランジスタ4を形成することができる。   For example, the semiconductor layer 19 of the transistor 4 is not limited to the s-Si layer, and a p-Si (polycrystalline Si) layer may be used. The transistor 4 may be formed on a single crystal Si wafer. These transistors and wirings are used for flat panel displays and semiconductor devices, although they have limited substrate materials and formation techniques, and have an advantage of having high reliability. In addition, the semiconductor layer 19 is not only Si-based, but also an amorphous oxide semiconductor typified by In—Ga—Zn—O, an organic semiconductor (pentacene, phthalocyanine, polythiophene, fullerene, carbon nanotube), and nanocarbon. It is also possible to use. These amorphous oxide semiconductors, organic semiconductors, and nanocarbons can be formed by techniques that do not require high temperatures (such as sputtering, vapor deposition, and printing). In addition, the process temperature can be lowered by forming the wiring by a printing method. The transistor 4 can also be formed over a material having low heat resistance such as a plastic film.

また、各エレクトロクロミック層に用いられる材料は、プルシアンブルーに限定されない。各エレクトロクロミック層としては、プルシアンブルー又はプルシアンブルー類縁化合物である金属ヘキサシアノ錯体を用いることが、作製が容易である点、読み出し及び書き込み動作の繰返し耐性が高い点、組成や構成元素を調整することにより動作電圧を調整することが可能である点などから、望ましい。但し、酸化タングステンなどの金属酸化物エレクトロクロミック材料、及びビオロゲンなどの有機エレクトロクロミック材料を用いることも可能である。   The material used for each electrochromic layer is not limited to Prussian blue. For each electrochromic layer, use of metal hexacyano complex, which is Prussian blue or a Prussian blue-related compound, is easy to fabricate, has high repeatability for read and write operations, and adjusts composition and constituent elements It is desirable because the operating voltage can be adjusted by the above. However, a metal oxide electrochromic material such as tungsten oxide and an organic electrochromic material such as viologen can also be used.

また、第1エレクトロクロミック層13と第2エレクトロクロミック層15とは、一方で酸化反応が進むときに他方で還元反応が進むように組み合わせばよく、必ずしも同じ種類の材料を用いる必要はない。   The first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 may be combined so that when the oxidation reaction proceeds on the one hand, the reduction reaction proceeds on the other hand, and it is not always necessary to use the same type of material.

尚、エレクトロクロミック層は、データの読み出し及び書き込みに伴い、色が変化する場合がある。従って、記憶されたデータを隠蔽することが必要である場合には、不透明な部材により、不揮発性記憶素子2部分を被覆することが好ましい。   Note that the color of the electrochromic layer may change as data is read and written. Therefore, when it is necessary to conceal the stored data, it is preferable to cover the nonvolatile memory element 2 portion with an opaque member.

本実施形態に係る不揮発性記憶装置1は、例えば、シート状、カード状、若しくはディスク状の電子機器、及びICカードなどに適用することが可能である。   The nonvolatile memory device 1 according to the present embodiment can be applied to, for example, a sheet-like, card-like, or disk-like electronic device, an IC card, and the like.

(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係る不揮発性記憶素子2を概略的に示す断面図である。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the nonvolatile memory element 2 according to this embodiment.

図5に示されるように、本実施形態においては、第1エレクトロクロミック層13と第2エレクトロクロミック層15とが、同一層上に設けられている。すなわち、ゲート絶縁膜11上の異なる領域に、第1電極12及び第2電極16が設けられている。第1エレクトロクロミック層13は、第1電極12を覆うように、設けられている。第2エレクトロクロミック層15は、第2電極16を覆うように、設けられている。第1エレクトロクロミック層13と第2エレクトロクロミック層15とは、分離溝38により、分離されている。電解質層14は、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15を被覆するように、配置されている。分離溝38は、電解質層14によって埋められている。電解質層14上には、フィルム部材17が設けられている。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 are provided on the same layer. That is, the first electrode 12 and the second electrode 16 are provided in different regions on the gate insulating film 11. The first electrochromic layer 13 is provided so as to cover the first electrode 12. The second electrochromic layer 15 is provided so as to cover the second electrode 16. The first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 are separated by a separation groove 38. The electrolyte layer 14 is disposed so as to cover the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15. The separation groove 38 is filled with the electrolyte layer 14. A film member 17 is provided on the electrolyte layer 14.

尚、その他の点については、第1の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。   In addition, about another point, since the structure similar to 1st Embodiment is employable, detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、データの書き込み時及び読み出し時において、分離溝38部分を中心として、各エレクトロクロミック層の酸化反応又は還元反応が進行する。   In the present embodiment, at the time of data writing and reading, the oxidation reaction or reduction reaction of each electrochromic layer proceeds with the separation groove 38 as a center.

各エレクトロクロミック層を表示素子として場合、混色の防止及び視認性の向上の観点から、一方のエレクトロクロミック層と他方のクロミック層とを同一平面上に設けることは、好ましくない。しかしながら、本実施形態では、各エレクトロクロミック層が、記憶素子に用いられる。記憶素子においては、表示素子の場合のような要求はない。従って、第1エレクトロクロミック層13と第2エレクトロクロミック層15とが同一層上に設けられていても、問題は生じない。   When each electrochromic layer is used as a display element, it is not preferable to provide one electrochromic layer and the other chromic layer on the same plane from the viewpoint of preventing color mixing and improving visibility. However, in this embodiment, each electrochromic layer is used for a memory element. There is no requirement in the memory element as in the case of the display element. Therefore, no problem occurs even if the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 are provided on the same layer.

また、本実施形態では、第1電極12及び第2電極16が、同一層上に設けられているため、同一工程によって形成できる。同様に、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層も、同一工程により形成できる。そのため、製造工程を単純化することが可能である。   Moreover, in this embodiment, since the 1st electrode 12 and the 2nd electrode 16 are provided on the same layer, they can be formed by the same process. Similarly, the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer can also be formed by the same process. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

また、第1の実施形態では、フィルム部材17上に設けられた第2電極16が、所望の形状になるように加工される。そして、加工後の第2中間体24が、第1中間体23に張り合わせられる(図4(f)参照)。張り合わせ時には、第1中間体23と第2中間体24の位置を、正確に調整しなければならない。これに対して、本実施形態では、ガラス基板10上に、ゲート絶縁膜11、トランジスタ4、第1電極12、第2電極16、第1エレクトロクロミック層13、第2エレクトロクロミック層15、及び電解質層14を設けた後、フィルム部材17を張り合わせればよい。フィルム部材17上に回路が形成されないため、張り合わせ時に正確に位置合わせを行なう必要はない。従って、この観点からも、製造工程を簡略化できる。   In the first embodiment, the second electrode 16 provided on the film member 17 is processed to have a desired shape. Then, the processed second intermediate body 24 is bonded to the first intermediate body 23 (see FIG. 4F). At the time of pasting, the positions of the first intermediate body 23 and the second intermediate body 24 must be accurately adjusted. In contrast, in the present embodiment, the gate insulating film 11, the transistor 4, the first electrode 12, the second electrode 16, the first electrochromic layer 13, the second electrochromic layer 15, and the electrolyte are formed on the glass substrate 10. After the layer 14 is provided, the film member 17 may be attached. Since no circuit is formed on the film member 17, it is not necessary to perform alignment accurately at the time of bonding. Therefore, the manufacturing process can be simplified also from this viewpoint.

尚、本実施形態では、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15の配置を工夫することも可能である。図6は、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15の配置(第1電極12及び第2電極16の配置)の一例を示す平面図である。図6に示される例では、上方から見た場合に、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15が、それぞれ、凹部及び凸部を有するように、配置されている。そして、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15の一方の凸部は、他方の凹部に配置されている。すなわち、第1エレクトロクロミック層13及び第2エレクトロクロミック層15は、櫛形になるように、配置されている。このようなレイアウトを採用することにより、分離溝38部分の領域を増やすことができる。すなわち、各エレクトロクロミック層(13、15)において、データの読み出し時又は書込み時に実効的な電界が加わる領域を増加させることができる。各エレクトロクロミック層(13、15)において、酸化反応又は還元反応が進む領域を増加させることができる。これにより、より確実にデータを書き込むことが可能になる。   In the present embodiment, the arrangement of the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 can be devised. FIG. 6 is a plan view showing an example of the arrangement of the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 (the arrangement of the first electrode 12 and the second electrode 16). In the example shown in FIG. 6, when viewed from above, the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 are disposed so as to have a concave portion and a convex portion, respectively. One convex portion of the first electrochromic layer 13 and the second electrochromic layer 15 is disposed in the other concave portion. That is, the 1st electrochromic layer 13 and the 2nd electrochromic layer 15 are arrange | positioned so that it may become a comb shape. By adopting such a layout, the area of the separation groove 38 can be increased. That is, in each electrochromic layer (13, 15), it is possible to increase a region to which an effective electric field is applied when reading or writing data. In each electrochromic layer (13, 15), the region where the oxidation reaction or the reduction reaction proceeds can be increased. This makes it possible to write data more reliably.

(第3の実施形態)
続いて、第3の実施形態について説明する。図7は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1を概略的に示す基本回路図である。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment will be described. FIG. 7 is a basic circuit diagram schematically showing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment.

図7に示されるように、本実施形態においては、不揮発性記憶素子2が、2つの電気化学セル5(第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2)を備えている。第1電気化学セル5−1は、一端で、第1トランジスタ4−1を介して、第1ビット線6−1に接続されている。第2電気化学セル5−2は、一端で、第2トランジスタ4−2を介して、第2ビット線6−2に接続されている。第1トランジスタ4−1のゲート及び第2トランジスタ4−2のゲートは、ワード線7に接続されている。第1電気化学セル5−1の他端及び第2電気化学セル5−2の他端は、プレート線8に接続されている。ビット線電圧検出回路9は、ビット線対(第1ビット線6−1と第2ビット線6−2)の電位差を検出するように構成されている。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, the nonvolatile memory element 2 includes two electrochemical cells 5 (a first electrochemical cell 5-1 and a second electrochemical cell 5-2). . The first electrochemical cell 5-1 is connected at one end to the first bit line 6-1 via the first transistor 4-1. The second electrochemical cell 5-2 is connected at one end to the second bit line 6-2 via the second transistor 4-2. The gate of the first transistor 4-1 and the gate of the second transistor 4-2 are connected to the word line 7. The other end of the first electrochemical cell 5-1 and the other end of the second electrochemical cell 5-2 are connected to the plate line 8. The bit line voltage detection circuit 9 is configured to detect a potential difference between a bit line pair (first bit line 6-1 and second bit line 6-2).

尚、既述の実施形態と同様に、実際には、不揮発性記憶装置1は、複数の不揮発性記憶素子2を備えている。また、第1ビット線6−1、第2ビット線6−2、ワード線7、及びプレート線のそれぞれも、複数、設けられている。不揮発性記憶素子2は、複数のワード線7と複数のビット線対(第1ビット線6−1及び第2ビット線6−2)との交点に対応するように、マトリックス状に配置されている。   Note that, similarly to the above-described embodiment, the nonvolatile memory device 1 actually includes a plurality of nonvolatile memory elements 2. A plurality of first bit lines 6-1, second bit lines 6-2, word lines 7, and plate lines are also provided. The nonvolatile memory elements 2 are arranged in a matrix so as to correspond to the intersections of the plurality of word lines 7 and the plurality of bit line pairs (first bit line 6-1 and second bit line 6-2). Yes.

図8は、不揮発性記憶装置1を示す概略断面図である。図8を参照して、各電気化学セル(5−1、5−2)の構成について説明する。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the nonvolatile memory device 1. With reference to FIG. 8, the structure of each electrochemical cell (5-1, 5-2) is demonstrated.

既述の実施形態と同様に、不揮発性記憶装置1は、ガラス基板10を備えている。第1トランジスタ4−1、第2トランジスタ4−2、第1電気化学セル5−1、及び第2電気化学セル5−2は、ガラス基板10上に設けられている。   Similar to the above-described embodiment, the nonvolatile memory device 1 includes the glass substrate 10. The first transistor 4-1, the second transistor 4-2, the first electrochemical cell 5-1, and the second electrochemical cell 5-2 are provided on the glass substrate 10.

第1トランジスタ4−1及び第2トランジスタ4−2は、ガラス基板10上における異なる領域に配置されている。各トランジスタ4の構成は、第1の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。   The first transistor 4-1 and the second transistor 4-2 are arranged in different regions on the glass substrate 10. Since the configuration of each transistor 4 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

ガラス基板10上には、ゲート絶縁膜11を介して、第1電極12−1及び第1電極12−2が設けられている。第1電極12−1は、第1トランジスタ4−1のドレイン電極に接続されている。第1電極12−2は、第2トランジスタ4−2のドレイン電極に接続されている。   A first electrode 12-1 and a first electrode 12-2 are provided on the glass substrate 10 via a gate insulating film 11. The first electrode 12-1 is connected to the drain electrode of the first transistor 4-1. The first electrode 12-2 is connected to the drain electrode of the second transistor 4-2.

第1電気化学セル5−1は、第1エレクトロクロミック層13−1、電解質層14、及び第2エレクトロクロミック層15を備えている。また、第2電気化学セル5−2も、第1エレクトロクロミック層13−2、電解質層14、及び第2エレクトロクロミック層15を備えている。第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2において、電解質層14及び第2エレクトロクロミック層15は、共通である。   The first electrochemical cell 5-1 includes a first electrochromic layer 13-1, an electrolyte layer 14, and a second electrochromic layer 15. The second electrochemical cell 5-2 also includes a first electrochromic layer 13-2, an electrolyte layer 14, and a second electrochromic layer 15. In the first electrochemical cell 5-1 and the second electrochemical cell 5-2, the electrolyte layer 14 and the second electrochromic layer 15 are common.

第1エレクトロクロミック層13−1は、第1電極12−1上に設けられている。また、第1エレクトロクロミック層13−2は、第1電極12−2上に設けられている。尚、第1エレクトロクロミック層13−1及び第1エレクトロクロミック層13−2は、同一層上に設けられており、分離溝38によって分離されている。   The first electrochromic layer 13-1 is provided on the first electrode 12-1. The first electrochromic layer 13-2 is provided on the first electrode 12-2. The first electrochromic layer 13-1 and the first electrochromic layer 13-2 are provided on the same layer and are separated by the separation groove 38.

電解質層14は、第1トランジスタ4−1、第2トランジスタ4−2、及び第1エレクトロクロミック層(13−1、13−2)を覆うように、設けられている。分離溝38は、電解質層14によって埋められている。   The electrolyte layer 14 is provided so as to cover the first transistor 4-1, the second transistor 4-2, and the first electrochromic layers (13-1, 13-2). The separation groove 38 is filled with the electrolyte layer 14.

第2エレクトロクロミック層15は、電解質層14上に設けられている。   The second electrochromic layer 15 is provided on the electrolyte layer 14.

第2エレクトロクロミック層15上には、第2電極16が設けられている。図示されていないが、第2電極16は、プレート線8に接続されている。また、第2電極16上には、フィルム部材17が設けられている。   A second electrode 16 is provided on the second electrochromic layer 15. Although not shown, the second electrode 16 is connected to the plate line 8. A film member 17 is provided on the second electrode 16.

上述のような構成により、第1電気化学セル5−1においては、第1エレクトロクロミック層13−1が、電解質層14を介して、第2エレクトロクロミック層15の一部と対向している。これにより、第1電気化学セル5−1においては、第1エレクトロクロミック層13−1及び第2エレクトロクロミック層15の一部の一方が酸化状態になった場合に、他方が還元状態になる。同様に、第2電気化学セル5−2においても、第1エレクトロクロミック層13−2及び第2エレクトロクロミック層15の一部が、対向している。これにより、第1エレクトロクロミック層13−2及び第2エレクトロクロミック層15の一部の一方が酸化状態になった場合に、他方が還元状態になる。   With the configuration as described above, in the first electrochemical cell 5-1, the first electrochromic layer 13-1 is opposed to a part of the second electrochromic layer 15 with the electrolyte layer 14 interposed therebetween. As a result, in the first electrochemical cell 5-1, when one of the first electrochromic layer 13-1 and the second electrochromic layer 15 is in an oxidized state, the other is in a reduced state. Similarly, also in the 2nd electrochemical cell 5-2, a part of 1st electrochromic layer 13-2 and the 2nd electrochromic layer 15 has opposed. Accordingly, when one of the first electrochromic layer 13-2 and the second electrochromic layer 15 is in an oxidized state, the other is in a reduced state.

ここで、本実施形態では、更に、第1エレクトロクロミック層13−1及び第1エレクトロクロミック層13−2が、一方が酸化状態になった場合に、他方が還元状態になるように、配置されている。すなわち、第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2は、相補的な状態になるように、配置されている。   Here, in the present embodiment, the first electrochromic layer 13-1 and the first electrochromic layer 13-2 are further arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state. ing. That is, the 1st electrochemical cell 5-1 and the 2nd electrochemical cell 5-2 are arrange | positioned so that it may be in a complementary state.

本実施形態によれば、各電気化学セル5の酸化還元状態により、論理値を記憶させることが可能である。図9A及び図9Bは、各電気化学セル(5−1、5−2)の酸化還元状態を示す概念図である。図9Aは、論理値が「0」の状態に対応付けられた酸化還元状態を示している。図9Aに示される状態では、第1エレクトロクロミック層13−1が、還元状態(Re)になっている。その結果、第1エレクトロクロミック層13−2が、酸化状態(Ox)になっている。また、第2エレクトロクロミック層15において第1エレクトロクロミック層13−1に対向する部分は、酸化状態(Ox)になっている。第2エレクトロクロミック層15において第1エレクトロクロミック層13−2に対向する部分は、還元状態(Re)になっている。一方、図9Bは、論理値が「1」の状態に対応付けられた状態を示している。図9Bに示される状態では、第1エレクトロクロミック層13−1が、酸化状態(Ox)になっている。その結果、第1エレクトロクロミック層13−2が、還元状態(Re)になっている。また、第2エレクトロクロミック層15において第1エレクトロクロミック層13−1に対向する部分は、還元状態(Rx)になっている。第2エレクトロクロミック層15において第1エレクトロクロミック層13−2に対向する部分は、酸化状態(Ox)になっている。   According to this embodiment, a logical value can be stored according to the oxidation-reduction state of each electrochemical cell 5. 9A and 9B are conceptual diagrams showing the oxidation-reduction state of each electrochemical cell (5-1, 5-2). FIG. 9A shows a redox state associated with a state where the logical value is “0”. In the state shown in FIG. 9A, the first electrochromic layer 13-1 is in a reduced state (Re). As a result, the first electrochromic layer 13-2 is in an oxidized state (Ox). In addition, the portion of the second electrochromic layer 15 that faces the first electrochromic layer 13-1 is in an oxidized state (Ox). A portion of the second electrochromic layer 15 that faces the first electrochromic layer 13-2 is in a reduced state (Re). On the other hand, FIG. 9B shows a state associated with a state where the logical value is “1”. In the state shown in FIG. 9B, the first electrochromic layer 13-1 is in an oxidized state (Ox). As a result, the first electrochromic layer 13-2 is in a reduced state (Re). In addition, the portion of the second electrochromic layer 15 that faces the first electrochromic layer 13-1 is in a reduced state (Rx). A portion of the second electrochromic layer 15 that faces the first electrochromic layer 13-2 is in an oxidized state (Ox).

続いて、本実施形態における不揮発性記憶装置1の動作方法について説明する。   Next, an operation method of the nonvolatile memory device 1 in this embodiment will be described.

データの書込み時には、制御回路3が、ワード線7に電圧を印加し、第1トランジスタ4−1及び第2トランジスタ4−2をオンにする。次いで、制御回路3は、書き込むべきデータに応じて、第1ビット線6−1及び第2ビット線6−2の何れか一方に、プレート線8との間に電位差が発生するように、電圧を印加する。これにより、第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2において、酸化還元反応が進む。その結果、第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2を、図9A又は図9Bに示される状態にすることができ、データを書き込むことができる。   At the time of data writing, the control circuit 3 applies a voltage to the word line 7 to turn on the first transistor 4-1 and the second transistor 4-2. Next, the control circuit 3 determines the voltage so that a potential difference is generated between the plate line 8 and one of the first bit line 6-1 and the second bit line 6-2 according to the data to be written. Apply. Thereby, the oxidation-reduction reaction proceeds in the first electrochemical cell 5-1 and the second electrochemical cell 5-2. As a result, the first electrochemical cell 5-1 and the second electrochemical cell 5-2 can be brought into the state shown in FIG. 9A or 9B, and data can be written.

一方、データの読み出し時には、制御回路3が、ワード線7に電圧を印加し、第1トランジスタ4−1及び第2トランジスタ4−2をオンにする。これにより、第1ビット線6−1及び第2ビット線6−2の一方の電位は上昇し、他方の電位は減少する。これにより、第1ビット線6−1と第2ビット線6−2との間に、電位差が生じる。生じた電位差は、ビット線電圧検出回路9により増幅される。ビット線電圧検出回路9は、増幅した電位差に基づいて、不揮発性記憶素子2に格納されたデータを読み取る。   On the other hand, when reading data, the control circuit 3 applies a voltage to the word line 7 to turn on the first transistor 4-1 and the second transistor 4-2. As a result, the potential of one of the first bit line 6-1 and the second bit line 6-2 increases and the other potential decreases. As a result, a potential difference is generated between the first bit line 6-1 and the second bit line 6-2. The generated potential difference is amplified by the bit line voltage detection circuit 9. The bit line voltage detection circuit 9 reads data stored in the nonvolatile memory element 2 based on the amplified potential difference.

既述の実施形態では、読み出し時において、ビット線6に読み出された電位が、予め定められた基準電位と比較される。ここで、電気化学セル5の劣化により、読み出し時におけるビット線6の電位の変化量が少なくなる場合がある。この場合、変化後のビット線6の電位と基準電位との大小関係を読み取ることが困難になる。これに対し、本実施形態では、読み出し時に、第1ビット線6−1及び第2ビット線6−2の一方の電位が上昇し、他方の電位が下降する。そして、第1ビット線6−1と第2ビット線6−2との間の電位差により、データが読み取られる。このため、本実施形態では、読み出し時における電位差のマージンを、既述の実施形態におけるそれの2倍にすることができる。各電気化学セル5が劣化した場合であっても、データを読み出しやすくすることが可能である。   In the embodiment described above, at the time of reading, the potential read to the bit line 6 is compared with a predetermined reference potential. Here, due to deterioration of the electrochemical cell 5, the amount of change in the potential of the bit line 6 at the time of reading may be reduced. In this case, it becomes difficult to read the magnitude relationship between the potential of the bit line 6 after the change and the reference potential. On the other hand, in this embodiment, at the time of reading, one potential of the first bit line 6-1 and the second bit line 6-2 rises and the other potential falls. Then, data is read by the potential difference between the first bit line 6-1 and the second bit line 6-2. For this reason, in this embodiment, the margin of the potential difference at the time of reading can be doubled that in the above-described embodiment. Even when each electrochemical cell 5 is deteriorated, data can be easily read.

尚、ダミーの電気化学セルを設けて、基準電圧として、2つの状態のうちの一方の状態の電気化学セルの出力電圧を用いる方法も考えられる。しかし、電気化学セル5とダミーの電気化学セルの劣化状態が異なる場合、同じ記憶状態でも、出力電位に差が生じることになる。その結果、正確にデータを読み出すことができなくなる場合がある。本実施形態は、このようにダミーの電気化学セルを用いる場合よりも、より正確に記憶されたデータを読み取ることができる観点から、有利である。   A method is also conceivable in which a dummy electrochemical cell is provided and the output voltage of the electrochemical cell in one of two states is used as the reference voltage. However, when the deterioration state of the electrochemical cell 5 and the dummy electrochemical cell are different, a difference occurs in the output potential even in the same storage state. As a result, data may not be read accurately. This embodiment is advantageous from the viewpoint of reading stored data more accurately than the case of using a dummy electrochemical cell in this way.

(第4の実施形態)
続いて、第4の実施形態について説明する。本実施形態では、第3の実施形態に対して、第2エレクトロクロミック層15及び第2電極16の配置が、変更されている。その他の点については、第3の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Subsequently, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the arrangement of the second electrochromic layer 15 and the second electrode 16 is changed with respect to the third embodiment. About the other point, since the structure similar to 3rd Embodiment is employable, detailed description is abbreviate | omitted.

図10は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1を示す概略断面図である。図10に示されるように、本実施形態では、ゲート絶縁膜11上に、第1電極12−1、第1電極12−2、及び第2電極16が配置されている。第1電極12−1、第1電極12−2、及び第2電極16は、同一層上に配置されている。また、第1電極12−1、第1電極12−2、及び第2電極16を覆うように、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15が設けられている。第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15は、同一層上に配置されており、分離溝39によって分離されている。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the first electrode 12-1, the first electrode 12-2, and the second electrode 16 are disposed on the gate insulating film 11. The first electrode 12-1, the first electrode 12-2, and the second electrode 16 are disposed on the same layer. Moreover, the first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer so as to cover the first electrode 12-1, the first electrode 12-2, and the second electrode 16. 15 is provided. The first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer 15 are disposed on the same layer and are separated by a separation groove 39.

本実施形態においては、第1電気化学セル5−1が、第1エレクトロクロミック層13−1、第2エレクトロクロミック層15の一部(第2エレクトロクロミック層15における、第1エレクトロクロミック層13−1側の部分)、及び電解質層14の一部(電解質層14における第1エレクトロクロミック層13−1と第2エレクトロクロミック層15との間の部分)により、実現される。また、第2電気化学セル5−2が、第1エレクトロクロミック層13−2、第2エレクトロクロミック層15の一部(第2エレクトロクロミック層15における、第1エレクトロクロミック層13−2側の部分)、及び電解質層14の一部(電解質層14における第1エレクトロクロミック層13−2と第2エレクトロクロミック層15との間の部分)により、実現される。   In the present embodiment, the first electrochemical cell 5-1 includes the first electrochromic layer 13-1, a part of the second electrochromic layer 15 (the first electrochromic layer 13- in the second electrochromic layer 15). 1 portion) and a part of the electrolyte layer 14 (a portion between the first electrochromic layer 13-1 and the second electrochromic layer 15 in the electrolyte layer 14). Further, the second electrochemical cell 5-2 includes a part of the first electrochromic layer 13-2 and the second electrochromic layer 15 (a part of the second electrochromic layer 15 on the first electrochromic layer 13-2 side. ) And a part of the electrolyte layer 14 (a part between the first electrochromic layer 13-2 and the second electrochromic layer 15 in the electrolyte layer 14).

本実施形態における不揮発性記憶装置1の動作方法は、第3の実施形態と同様である。本実施形態によっても、第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態では、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15が同一層上に配置されているため、製造工程をより単純化させることができる。すなわち、本実施形態では、既述の実施形態と同様の方法により、ガラス基板10上に、第1トランジスタ4−1及び第2トランジスタ4−2が形成される。その後、第1電極13−1、第1電極13−2、及び第2電極16が、ゲート絶縁膜11上に、同一工程で形成される。更に、同一工程により、ゲート絶縁膜11上に、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15を形成することが可能である。   The operation method of the nonvolatile memory device 1 in the present embodiment is the same as that in the third embodiment. Also according to this embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained. Moreover, in this embodiment, since the 1st electrochromic layer 13-1, the 1st electrochromic layer 13-2, and the 2nd electrochromic layer 15 are arrange | positioned on the same layer, a manufacturing process is simplified more. be able to. That is, in the present embodiment, the first transistor 4-1 and the second transistor 4-2 are formed on the glass substrate 10 by the same method as in the above-described embodiment. Thereafter, the first electrode 13-1, the first electrode 13-2, and the second electrode 16 are formed on the gate insulating film 11 in the same process. Furthermore, the first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer 15 can be formed on the gate insulating film 11 by the same process.

また、本実施形態では、第1エレクトロクロミック層13−1(第1電極12−1)、第1エレクトロクロミック層13−2(第1電極12−2)、及び第2エレクトロクロミック層15(第2電極16)のレイアウトを工夫することにより、酸化反応及び還元反応を進行しやすくすることができる。図11は、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15のレイアウトの一例を示す平面図である。図11に示される例では、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15が、それぞれ、凹凸を有するように、配置されている。そして、第1エレクトロクロミック層12−1の凸部分は、第2エレクトロクロミック層15の凹部分に入り込むように伸びている。第1エレクトロクロミック層12−2の凸部分も、第2エレクトロクロミック層15の凹部分に入り込むように伸びている。すなわち、第1エレクトロクロミック層13−1、第1エレクトロクロミック層13−2、及び第2エレクトロクロミック層15は、櫛形になるように、配置されている。このようなレイアウトを採用することにより、酸化反応又は還元反応が進行する領域を、十分に確保することができる。   In the present embodiment, the first electrochromic layer 13-1 (first electrode 12-1), the first electrochromic layer 13-2 (first electrode 12-2), and the second electrochromic layer 15 (first By devising the layout of the two electrodes 16), it is possible to facilitate the oxidation reaction and the reduction reaction. FIG. 11 is a plan view showing an example of the layout of the first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer 15. FIG. In the example shown in FIG. 11, the first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer 15 are arranged so as to have irregularities. The convex portion of the first electrochromic layer 12-1 extends so as to enter the concave portion of the second electrochromic layer 15. The convex portion of the first electrochromic layer 12-2 also extends so as to enter the concave portion of the second electrochromic layer 15. That is, the first electrochromic layer 13-1, the first electrochromic layer 13-2, and the second electrochromic layer 15 are arranged in a comb shape. By adopting such a layout, a region where the oxidation reaction or the reduction reaction proceeds can be sufficiently secured.

(第5の実施形態)
続いて、第5の実施形態について説明する。本実施形態においては、第3の実施形態に対して、第1電気化学セル5−1及び第2電気化学セル5−2の構成が変更されている。また、ガラス基板10に代えて、フィルム基材27が用いられる。その他の点については、第3の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Subsequently, a fifth embodiment will be described. In the present embodiment, the configurations of the first electrochemical cell 5-1 and the second electrochemical cell 5-2 are changed with respect to the third embodiment. Further, a film base material 27 is used in place of the glass substrate 10. About the other point, since the structure similar to 3rd Embodiment is employable, detailed description is abbreviate | omitted.

図12は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1を示す概略断面図である。図10に示されるように、不揮発性記憶装置1は、第1構造25−1及び第2構造25−2を有している。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 10, the nonvolatile memory device 1 has a first structure 25-1 and a second structure 25-2.

第1構造25−1は、第1基材27−1、及び第1層40−1を有している。第1基材27−1は、フィルム状の基材である。第1層40−1は、第1基材27−1上に設けられている。第1層40−1には、第1トランジスタ4−1及び第1電気化学セル5−1が設けられている。第1構造25−1は、第2の実施形態に係る不揮発性記憶装置1(図5参照)と同様の構成を有している。すなわち、第1基材27−1上には、ゲート絶縁膜11を介して、第1電極12−1及び第2電極16−1が設けられている。更に、第1電極12−1及び第2電極16−1を覆うように、第1エレクトロクロミック層13−1及び第2エレクトロクロミック層15−1が設けられている。また、第1エレクトロクロミック層13−1及び第2エレクトロクロミック層15−1を覆うように、電解質層14が設けられている。   The first structure 25-1 includes a first base material 27-1 and a first layer 40-1. The first base material 27-1 is a film-like base material. The first layer 40-1 is provided on the first base material 27-1. In the first layer 40-1, a first transistor 4-1 and a first electrochemical cell 5-1 are provided. The first structure 25-1 has the same configuration as that of the nonvolatile memory device 1 (see FIG. 5) according to the second embodiment. That is, the first electrode 12-1 and the second electrode 16-1 are provided on the first base material 27-1 through the gate insulating film 11. Further, a first electrochromic layer 13-1 and a second electrochromic layer 15-1 are provided so as to cover the first electrode 12-1 and the second electrode 16-1. Moreover, the electrolyte layer 14 is provided so that the 1st electrochromic layer 13-1 and the 2nd electrochromic layer 15-1 may be covered.

第2構造25−2も、第1構造25−1と同様の構造を有している。すなわち、第2構造25−2は、第2基材27−2、及び第2層40−2を有している。第2基材27−2は、フィルム状の基材である。第2層40−2は、第2基材27−2上に設けられている。第2層40−2には、第2トランジスタ4−2及び第2電気化学セル5−2が設けられている。   The second structure 25-2 has the same structure as the first structure 25-1. That is, the second structure 25-2 includes the second base material 27-2 and the second layer 40-2. The second base material 27-2 is a film-like base material. The second layer 40-2 is provided on the second base material 27-2. A second transistor 4-2 and a second electrochemical cell 5-2 are provided in the second layer 40-2.

第1構造25−1及び第2構造25−2は、セパレータ26を介して、第1基材27−1及び第2基材27−2が外側になるように、貼り付けられている。また、図12には示されていないが、各トランジスタ4及び各電気化学セル5は、図7に示した回路が形成されるように、ビット線6(6−1、6−2)、ワード線7、及びプレート線8等に、接続されている。   The 1st structure 25-1 and the 2nd structure 25-2 are pasted so that the 1st substrate 27-1 and the 2nd substrate 27-2 may become the outside via separator 26. Further, although not shown in FIG. 12, each transistor 4 and each electrochemical cell 5 are formed of bit lines 6 (6-1, 6-2), word so that the circuit shown in FIG. 7 is formed. The wire 7 is connected to the plate wire 8 and the like.

本実施形態のような構成を採用しても、第3の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   Even if the configuration as in the present embodiment is employed, the same operational effects as in the third embodiment can be obtained.

尚、本実施形態の製造時には、まず、第1構造25−1及び第2構造25−2が、別々に、製造される。次いで、セパレータ26を介して、第1構造25−1と第2構造25−2とを貼り合わせる。これにより、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1が得られる。   At the time of manufacturing the present embodiment, first, the first structure 25-1 and the second structure 25-2 are manufactured separately. Next, the first structure 25-1 and the second structure 25-2 are bonded together via the separator 26. Thereby, the nonvolatile memory device 1 according to the present embodiment is obtained.

第1構造25−1に含まれる各部分の材料と、第2構造25−2に含まれる各部分の材料とは、異なっていてもよい。但し、第1電極12(12−1、12−2)、第1エレクトロクロミック層13(13−1、13−2)、第2電極16(16−1、16−2)、及び第2エレクトロクロミック層15(15−1、15−2)は、それぞれ、同一の材料を用いて、同一の製造方法により形成されることが好ましい。これにより、第1電気化学セル5−1と第2電気化学セル5−2との間で、特性及び劣化の程度を等しくさせることが可能になる。   The material of each part included in the first structure 25-1 may be different from the material of each part included in the second structure 25-2. However, the first electrode 12 (12-1, 12-2), the first electrochromic layer 13 (13-1, 13-2), the second electrode 16 (16-1, 16-2), and the second electro The chromic layers 15 (15-1 and 15-2) are preferably formed using the same material and the same manufacturing method. This makes it possible to equalize the characteristics and the degree of deterioration between the first electrochemical cell 5-1 and the second electrochemical cell 5-2.

尚、本実施形態では、図5(第2の実施形態)に示した構造を積層させる場合について説明した。但し、図1(第1の実施形態)に示した構造を積層させることも可能である。   In the present embodiment, the case where the structure shown in FIG. 5 (second embodiment) is stacked has been described. However, the structure shown in FIG. 1 (first embodiment) can be stacked.

(第6の実施形態)
続いて、第6の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の実施形態に対して、不揮発性記憶素子2の構造が変更されている。その他の点については、第1の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
(Sixth embodiment)
Subsequently, a sixth embodiment will be described. In the present embodiment, the structure of the nonvolatile memory element 2 is changed with respect to the first embodiment. Since other points can be the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

図13は、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1を示す概略断面図である。本実施形態に係る不揮発性記憶装置1は、複数のフィルム構造28(28−1〜28−4)を備えている。複数のフィルム構造28(28−1〜28−4)は、積層されている。最上層のフィルム構造28−4上には、保護部材として、フィルム部材17が配置されている。   FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment. The nonvolatile memory device 1 according to this embodiment includes a plurality of film structures 28 (28-1 to 28-4). The plurality of film structures 28 (28-1 to 28-4) are stacked. A film member 17 is disposed as a protective member on the uppermost film structure 28-4.

複数のフィルム構造28の各々は、フィルム基材29、及び複数の不揮発性記憶素子2を有している。すなわち、各フィルム構造28には、複数の電気化学セル5が設けられている。各不揮発性記憶素子2の構造は、図1(第1の実施形態)と同様である。すなわち、フィルム基材29上には、トランジスタ4が設けられている。また、フィルム基材29上には、ゲート絶縁膜11を介して、第1電極12が設けられている。更に、第1エレクトロクロミック層13が、第1電極12を覆うように設けられている。第1エレクトロクロミック層13上には、電解質層14が設けられている。電解質層14上には、第2エレクトロクロミック層15が設けられている。第1エレクトロクロミック層13、電解質層14、及び第2エレクトロクロミック層15により、電気化学セル5が実現されている。また、第2エレクトロクロミック層15上には、第2電極16が設けられている。第2電極16上には、上層のフィルム構造28に含まれるフィルム基材29が設けられている。尚、これらのトランジスタ4及び電気化学セル5は、既述の実施形態と同様に、ワード線7、ビット線6、及びプレート線8に接続され、制御回路3によって制御される。尚、必要に応じて、各フィルム基材29を貫通する配線が設けられてもよい。   Each of the plurality of film structures 28 includes a film base material 29 and a plurality of nonvolatile memory elements 2. That is, each film structure 28 is provided with a plurality of electrochemical cells 5. The structure of each nonvolatile memory element 2 is the same as that in FIG. 1 (first embodiment). That is, the transistor 4 is provided on the film base material 29. Further, the first electrode 12 is provided on the film base material 29 via the gate insulating film 11. Furthermore, the first electrochromic layer 13 is provided so as to cover the first electrode 12. An electrolyte layer 14 is provided on the first electrochromic layer 13. A second electrochromic layer 15 is provided on the electrolyte layer 14. The electrochemical cell 5 is realized by the first electrochromic layer 13, the electrolyte layer 14, and the second electrochromic layer 15. A second electrode 16 is provided on the second electrochromic layer 15. On the second electrode 16, a film substrate 29 included in the upper film structure 28 is provided. The transistor 4 and the electrochemical cell 5 are connected to the word line 7, the bit line 6, and the plate line 8 and controlled by the control circuit 3 as in the above-described embodiment. In addition, the wiring which penetrates each film base material 29 may be provided as needed.

続いて、本実施形態に係る不揮発性記憶装置1の製造方法について説明する。本実施形態では、複数のフィルム中間体41(41−1〜41−4)が作製される。具体的には、フィルム基材29の主面上に、トランジスタ4、第1電極12、第1エレクトロクロミック層13、及び電解質層14が形成される。これにより、フィルム中間体41−1が得られる。また、フィルム中間体41−1と同様の工程の後、フィルム基材29の裏面上に、第2電極16、及び第2エレクトロクロミック層15が形成される。これにより、各フィルム中間体41(41−2〜41−4)が得られる。次いで、複数のフィルム中間体41(41−1〜41−4)を積層し、最上層のフィルム中間体41上にフィルム部材17を配置し、圧着することにより、不揮発性記憶装置1が得られる。   Next, a method for manufacturing the nonvolatile memory device 1 according to this embodiment will be described. In the present embodiment, a plurality of film intermediates 41 (41-1 to 41-4) are produced. Specifically, the transistor 4, the first electrode 12, the first electrochromic layer 13, and the electrolyte layer 14 are formed on the main surface of the film base material 29. Thereby, the film intermediate body 41-1 is obtained. Moreover, the 2nd electrode 16 and the 2nd electrochromic layer 15 are formed on the back surface of the film base material 29 after the process similar to the film intermediate body 41-1. Thereby, each film intermediate body 41 (41-2 to 41-4) is obtained. Next, the non-volatile memory device 1 is obtained by laminating a plurality of film intermediate bodies 41 (41-1 to 41-4), placing the film member 17 on the uppermost film intermediate body 41, and press-bonding them. .

本実施形態によれば、フィルム基材29として、薄くて加工が容易な基材(例えば、紙、プラスチックフィルムなど)を用いることができる。3次元的にフィルム中間体41を積層することにより、容易に集積度を向上させることが可能となる。また、不揮発性記憶素子2に含まれる各構成要素は、印刷法等を用いて、フィルム基材29上に形成することが可能である。フィルム基材29を用いることにより、シリコン基板やガラス基材を用いた場合よりも、フィルム基材29を貫通する配線を形成し易くなり、取り扱いが容易になる。従って、厚みの増加を抑制しつつも、電気化学セル5の集積度を高めることができ、不揮発性記憶装置1を小型化することができる。   According to this embodiment, as the film base material 29, a thin base material (for example, paper, plastic film, etc.) that is easy to process can be used. By stacking the film intermediate body 41 three-dimensionally, it is possible to easily improve the degree of integration. Each component included in the nonvolatile memory element 2 can be formed on the film substrate 29 by using a printing method or the like. By using the film base material 29, it becomes easier to form a wiring penetrating the film base material 29 than when a silicon substrate or a glass base material is used, and handling is facilitated. Accordingly, the degree of integration of the electrochemical cell 5 can be increased while suppressing an increase in thickness, and the nonvolatile memory device 1 can be reduced in size.

(第7の実施形態)
続いて、第7の実施形態について説明する。本実施形態では、既述の実施形態で説明した不揮発性記憶装置1を含む電子回路装置について説明する。本実施形態に係る電子回路装置は、既述の不揮発性記憶装置1に加え、不揮発性表示装置を備えた装置である。本実施形態では、電子回路装置が、表示・記憶機能付きカードである場合を例として、説明を行なう。
(Seventh embodiment)
Subsequently, a seventh embodiment will be described. In the present embodiment, an electronic circuit device including the nonvolatile memory device 1 described in the above-described embodiment will be described. The electronic circuit device according to the present embodiment is a device provided with a nonvolatile display device in addition to the nonvolatile memory device 1 described above. In the present embodiment, the case where the electronic circuit device is a card with a display / storage function will be described as an example.

不揮発性記憶装置と表示装置とを集積化させる場合、電子回路装置の構成が複雑になる。また、不揮発性記憶装置と表示装置とを別々の工程で製造すると、製造工程が複雑になる。すなわち、一般的には、不揮発性記憶装置と表示装置とを別々に作製し、装置毎に接続及び封止する工程が必要になる。また、不揮発性記憶装置の駆動回路を、表示装置の駆動回路とは別々に用意しなければならない。本実施形態では、これらの点について、工夫が施されている。   When the nonvolatile memory device and the display device are integrated, the configuration of the electronic circuit device becomes complicated. Further, if the nonvolatile memory device and the display device are manufactured in separate steps, the manufacturing process becomes complicated. That is, generally, a process of separately manufacturing a nonvolatile memory device and a display device, and connecting and sealing each device is necessary. In addition, the driving circuit of the nonvolatile memory device must be prepared separately from the driving circuit of the display device. In the present embodiment, these points are devised.

図14は、本実施形態に係る電子回路装置30を示す概略図である。図14に示されるように、電子回路装置30は、表示部31、メモリ32、及び制御回路3を備えている。制御回路3は、配線を介して表示部31及びメモリ32に接続されており、表示部31及びメモリ32を制御する。制御回路3は、例えば、ICチップにより実現される。メモリ32には、複数の不揮発性記憶素子2が含まれている。すなわち、不揮発性記憶装置1は、制御回路3及びメモリ32により、実現される。   FIG. 14 is a schematic diagram showing an electronic circuit device 30 according to the present embodiment. As shown in FIG. 14, the electronic circuit device 30 includes a display unit 31, a memory 32, and a control circuit 3. The control circuit 3 is connected to the display unit 31 and the memory 32 through wiring, and controls the display unit 31 and the memory 32. The control circuit 3 is realized by an IC chip, for example. The memory 32 includes a plurality of nonvolatile memory elements 2. That is, the nonvolatile memory device 1 is realized by the control circuit 3 and the memory 32.

図15は、電子回路装置30を示す概略断面図である。図15は、表示部31及びメモリ32における断面図が示されている。   FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the electronic circuit device 30. FIG. 15 shows a cross-sectional view of the display unit 31 and the memory 32.

図15に示されるように、表示部31及びメモリ32は、共通のフィルム基材36上に設けられている。   As shown in FIG. 15, the display unit 31 and the memory 32 are provided on a common film base material 36.

メモリ32は、複数の不揮発性記憶素子2を有している。複数の不揮発性記憶素子2の各々の構成は、第1の実施形態(図2参照)と同じである。すなわち、フィルム基材36上には、各不揮発性記憶素子2として、トランジスタ4及び電気化学セル5が設けられている。電気化学セル5は、第1エレクトロクロミック層13−A(セル側第1エレクトロクロミック層)、電解質層14、及び第2エレクトロクロミック層15−A(セル側第2エレクトロクロミック層)を有している。第1エレクトロクロミック層13−Aは、フィルム基材36上に設けられた第1電極12−Aを覆うように、設けられている。電解質層14は、第1エレクトロクロミック層13−Aを覆うように、設けられている。第2エレクトロクロミック層15−Aは、電解質層14上に設けられている。第2エレクトロクロミック層15−A上には、第2電極16−Aが、設けられている。   The memory 32 has a plurality of nonvolatile memory elements 2. The configuration of each of the plurality of nonvolatile memory elements 2 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 2). That is, the transistor 4 and the electrochemical cell 5 are provided on the film substrate 36 as each nonvolatile memory element 2. The electrochemical cell 5 includes a first electrochromic layer 13-A (cell side first electrochromic layer), an electrolyte layer 14, and a second electrochromic layer 15-A (cell side second electrochromic layer). Yes. The first electrochromic layer 13 -A is provided so as to cover the first electrode 12 -A provided on the film substrate 36. The electrolyte layer 14 is provided so as to cover the first electrochromic layer 13-A. The second electrochromic layer 15 -A is provided on the electrolyte layer 14. A second electrode 16-A is provided on the second electrochromic layer 15-A.

一方、表示部31には、複数の表示素子37が設けられている。各表示素子37としては、電源が切れても表示機能を維持することができる不揮発性表示素子が用いられる。各表示素子37は、第1電極12−B、第1エレクトロクロミック層13−B(表示素子側第1エレクトロクロミック層)、電解質層14、第2エレクトロクロミック層15−B(表示素子側第2エレクトロクロミック層)、及び第2電極16−Bを備えている。第1電極12−B及び第2電極16−Bは、制御回路3に接続されている。制御回路3により、第1電極12−B及び第2電極16−Bの間に電圧が印加されると、一対のエレクトロクロミック層(13−B、15−B)において酸化反応又は還元反応が進む。   On the other hand, the display unit 31 is provided with a plurality of display elements 37. Each display element 37 is a non-volatile display element that can maintain a display function even when the power is turned off. Each display element 37 includes a first electrode 12-B, a first electrochromic layer 13-B (display element side first electrochromic layer), an electrolyte layer 14, and a second electrochromic layer 15-B (display element side second). Electrochromic layer) and the second electrode 16-B. The first electrode 12 -B and the second electrode 16 -B are connected to the control circuit 3. When a voltage is applied between the first electrode 12-B and the second electrode 16-B by the control circuit 3, an oxidation reaction or a reduction reaction proceeds in the pair of electrochromic layers (13-B, 15-B). .

ここで、第1電極12−B及び第1電極12−Aは、同一層上に設けられている。第1エレクトロクロミック層13−B及び第1エレクトロクロミック層13−Aも、同一層上に設けられている。表示部31及びメモリ32において、電解質層14は、共通に用いられる。第2エレクトロクロミック層15−B及び第2エレクトロクロミック層15−Aは、同一層上に設けられている。第2電極16−B及び第2電極16−Aは、同一層上に設けられている。   Here, the first electrode 12-B and the first electrode 12-A are provided on the same layer. The first electrochromic layer 13-B and the first electrochromic layer 13-A are also provided on the same layer. In the display unit 31 and the memory 32, the electrolyte layer 14 is used in common. The second electrochromic layer 15-B and the second electrochromic layer 15-A are provided on the same layer. The second electrode 16-B and the second electrode 16-A are provided on the same layer.

更に、第2電極16−A及び第2電極16−B上には、透明フィルム33が設けられている。また透明フィルム33上には、不透明プラスチック34が設けられている。不透明プラスチック34は、フィルム基材36の裏面上にも設けられている。すなわち、フィルム基材36から第2電極16(16−A及び16−B)までの積層体は、不透明プラスチック34により挟まれている。不透明プラスチック34には、表示素子37が外部から視認可能となるように、開口35が設けられている。一方、メモリ32部分は、外部から視認できないように、不透明プラスチック34により覆われている。   Further, a transparent film 33 is provided on the second electrode 16-A and the second electrode 16-B. An opaque plastic 34 is provided on the transparent film 33. The opaque plastic 34 is also provided on the back surface of the film substrate 36. That is, the laminated body from the film base material 36 to the second electrode 16 (16-A and 16-B) is sandwiched between the opaque plastics 34. The opaque plastic 34 is provided with an opening 35 so that the display element 37 is visible from the outside. On the other hand, the memory 32 is covered with an opaque plastic 34 so that it cannot be seen from the outside.

本実施形態において、各第2エレクトロクロミック層15(15−A及び15−B)は、酸化状態における色と還元状態における色とが異なるような材料により、実現される。すなわち、制御回路3(図14参照)は、第1エレクトロクロミック層13−B及び第2エレクトロクロミック層15−Bの酸化還元状態を制御することにより、第2エレクトロクロミック層15−Bの色を制御する。これにより、表示部31において、表示機能が実現される。尚、図14に示したように、表示素子37は、セグメント表示に対応するように、配置されている。   In the present embodiment, each second electrochromic layer 15 (15-A and 15-B) is realized by a material having a different color in the oxidized state and a color in the reduced state. That is, the control circuit 3 (see FIG. 14) controls the redox state of the first electrochromic layer 13-B and the second electrochromic layer 15-B, thereby changing the color of the second electrochromic layer 15-B. Control. Thereby, a display function is realized in the display unit 31. As shown in FIG. 14, the display element 37 is arranged so as to correspond to the segment display.

尚、上述の例では、図14に示したように、表示素子37の配置が、セグメント表示に対応している例について説明した。但し、表示素子37の配置は、必ずしもセグメント表示に対応している必要はなく、例えば、マトリックス表示、バーコード表示、及びQRコード(登録商標)表示などに対応していてもよい。   In the above-described example, as illustrated in FIG. 14, the example in which the arrangement of the display elements 37 corresponds to the segment display has been described. However, the arrangement of the display element 37 does not necessarily correspond to the segment display, and may correspond to, for example, a matrix display, a barcode display, a QR code (registered trademark) display, or the like.

また、本実施形態では、透明フィルム33上に不透明プラスチック34が設けられる場合について説明した。但し、透明フィルム33の不透明プラスチック34は、用途によっては、省略してもよい。   In the present embodiment, the case where the opaque plastic 34 is provided on the transparent film 33 has been described. However, the opaque plastic 34 of the transparent film 33 may be omitted depending on the application.

続いて、本実施形態に係る電子回路装置30の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the electronic circuit device 30 according to this embodiment will be described.

まず、フィルム基材36として、PENフィルムが準備される。フィルム基材36上に、インクジェット法により、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース・ドレイン電極、半導体層、第1電極12(12−A、12−B)、及び第1エレクトロクロミック層13(13−A、13−B)が、順に形成される。   First, a PEN film is prepared as the film substrate 36. A gate electrode, a gate insulating film, a source / drain electrode, a semiconductor layer, a first electrode 12 (12-A, 12-B), and a first electrochromic layer 13 (13-) are formed on the film substrate 36 by an inkjet method. A, 13-B) are formed in order.

また、透明フィルム33上に、第2電極16(16−A、16−B)が形成される。第2電極16としては、例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)膜を用いることができる。第2電極16上に、第2エレクトロクロミック層15(15−A、15−B)が形成される。   Further, the second electrode 16 (16 -A, 16 -B) is formed on the transparent film 33. As the second electrode 16, for example, an ITO (indium tin oxide) film can be used. A second electrochromic layer 15 (15-A, 15-B) is formed on the second electrode 16.

その後、電解質層14を挟んで、透明フィルム33が、フィルム基材36上に接着される。更に、不透明プラスチック34により挟むことにより、電子回路装置30が得られる。   Thereafter, the transparent film 33 is bonded onto the film substrate 36 with the electrolyte layer 14 interposed therebetween. Further, the electronic circuit device 30 can be obtained by sandwiching between the opaque plastics 34.

ここで、本実施形態では、第1エレクトロクロミック層13−A及び第1エレクトロクロミック層13−Bは、同一の材料により、同一層上に設けられる。第2エレクトロクロミック層15−A及び第2エレクトロクロミック層15−Bも、同一の材料により、同一層上に設けられる。第1電極12−A及び第1電極12−Bも、同一の材料により、同一層上に設けられる。第2電極16−A及び第2電極16−Bも、同一の材料により、同一層上に設けられる。これにより、表示素子37と不揮発性記憶素子2とを同一工程で形成することができる。一般的に、表示素子としては、ネマティック液晶、マイクロカプセル、電子粉流体、及びコレステリック液晶などを用いることが考えられる。しかし、これらを表示素子として用いた場合、表示素子と不揮発記憶素子とを、別々に製造しなければならず、製造工程が複雑になる。これに対し、本実施形態では、表示素子と不揮発性記憶素子2とを同一工程で形成することができ、製造工程を単純化させることが可能である。   Here, in the present embodiment, the first electrochromic layer 13-A and the first electrochromic layer 13-B are provided on the same layer with the same material. The second electrochromic layer 15-A and the second electrochromic layer 15-B are also provided on the same layer with the same material. The first electrode 12-A and the first electrode 12-B are also provided on the same layer with the same material. The second electrode 16-A and the second electrode 16-B are also provided on the same layer with the same material. Thereby, the display element 37 and the non-volatile memory element 2 can be formed in the same process. In general, it is conceivable to use nematic liquid crystal, microcapsule, electronic powder fluid, cholesteric liquid crystal, or the like as the display element. However, when these are used as display elements, the display elements and the nonvolatile memory elements must be manufactured separately, which complicates the manufacturing process. On the other hand, in this embodiment, the display element and the nonvolatile memory element 2 can be formed in the same process, and the manufacturing process can be simplified.

また、マイクロカプセル、電子粉流体、及びコレステリック液晶などを用いた不揮発性表示素子の場合、動作電圧として、数10Vの高電圧が必要となる。これに対し、本実施形態によれば、動作電圧を数Vに抑制することができ、回路構成を簡略化することができる。   In the case of a nonvolatile display element using microcapsules, electronic powder fluid, cholesteric liquid crystal, and the like, a high voltage of several tens of volts is required as an operating voltage. On the other hand, according to the present embodiment, the operating voltage can be suppressed to several volts, and the circuit configuration can be simplified.

尚、第1電極12の材料としては、例えば、金属ナノ粒子、及びPEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)などを主成分とする導電性高分子が用いられる。ゲート絶縁膜の材料としては、例えば、ポリイミド、及びPVP(ポリビニルフェノール)などが用いられる。半導体層としては、例えば、有機半導体、及びナノカーボンなどを用いることが、低温で印刷工程を実行できる観点から、好ましい。各エレクトロクロミック層(13、15)としては、プルシアンブルー、及び、主たる構成成分がA[B(CN)(A、Bは金属イオン)であるプルシアンブルー類縁化合物が好ましく用いられる。但し、各エレクトロクロミック層(13、15)としては、例えば、金属酸化物エレクトロクロミック材料、及びビオロゲンなどの有機エレクトロクロミック材料を用いることも可能である。 In addition, as a material of the 1st electrode 12, the conductive polymer which has a metal nanoparticle, PEDOT (polyethylenedioxythiophene), etc. as a main component is used, for example. As a material of the gate insulating film, for example, polyimide, PVP (polyvinylphenol), or the like is used. As the semiconductor layer, for example, an organic semiconductor, nanocarbon, or the like is preferably used from the viewpoint of performing a printing process at a low temperature. As each electrochromic layer (13, 15), Prussian blue and a Prussian blue-related compound whose main component is A x [B (CN) 6 ] y (A and B are metal ions) are preferably used. However, as each electrochromic layer (13, 15), for example, a metal oxide electrochromic material and an organic electrochromic material such as viologen can be used.

また、上述の例では、表示素子37に含まれる各エレクトロクロミック層(13−B、15−B)及び電極(12−B、16−B)が、それぞれ、不揮発性記憶素子2に含まれる各エレクトロクロミック層(13−A、15−A)及び電極(12−A、16−A)と、同一材料により同一工程で形成される場合について説明した。但し、表示素子37と不揮発性記憶素子2との間で、異なる方法(インクジェット法及びグラビア法)を用いて、これらエレクトロクロミック層及び電極が形成されてもよい。また、表示素子37と不揮発性記憶素子2との間で、各エレクトロクロミック層及び電極の材料が異なっていてもよい。   In the above-described example, each of the electrochromic layers (13-B, 15-B) and the electrodes (12-B, 16-B) included in the display element 37 are included in the nonvolatile memory element 2, respectively. The case where the electrochromic layers (13-A, 15-A) and the electrodes (12-A, 16-A) and the same material are formed in the same process has been described. However, these electrochromic layers and electrodes may be formed between the display element 37 and the nonvolatile memory element 2 by using different methods (inkjet method and gravure method). Further, the materials of the electrochromic layers and the electrodes may be different between the display element 37 and the nonvolatile memory element 2.

また、表示部31における視認性を向上させるため、表示素子37においては、第1エレクトロクロミック層13−B及び第2エレクトロクロミック層16−Bとして、異なる色の材料を用いることが好ましい。例えば、第1エレクトロクロミック層13−B及び第2エレクトロクロミック層16−Bの一方として、プルシアンブルーを用い、他方として、ヘキサシアノ鉄酸ニッケル、ヘキサシアノ鉄酸インジウム、及びヘキサシアノ鉄酸マンガンのいずれかを用いると好ましい。このような組み合わせを採用した場合、プルシアンブルーが酸化状態である場合には、プルシアンブルーの青色が視認され、他方が酸化状態になると黄色が視認される。   Moreover, in order to improve the visibility in the display part 31, in the display element 37, it is preferable to use a material of a different color as the 1st electrochromic layer 13-B and the 2nd electrochromic layer 16-B. For example, Prussian blue is used as one of the first electrochromic layer 13-B and the second electrochromic layer 16-B, and one of nickel hexacyanoferrate, indium hexacyanoferrate, and manganese hexacyanoferrate is used as the other. It is preferable to use it. When such a combination is employed, when Prussian blue is in an oxidized state, the blue color of Prussian blue is visually recognized, and when the other is in an oxidized state, yellow is visually recognized.

また、表示部31における視認性を高めるために、第2エレクトロクロミック層15−Bだけが視認されるように、電解質層14として不透明な材料を用いることも可能である。具体的には、電解質層14は、酸化チタン粉末を分散させることにより、白色にすることができる。これにより、第1エレクトロクロミック層13−Bを視認が視認されないようにすることも可能である。   Moreover, in order to improve the visibility in the display part 31, it is also possible to use an opaque material as the electrolyte layer 14 so that only the second electrochromic layer 15-B is visible. Specifically, the electrolyte layer 14 can be made white by dispersing titanium oxide powder. Thereby, it is also possible not to visually recognize the first electrochromic layer 13-B.

本実施形態では、電気的な変換により読み出される情報の他に、表示素子37を介して、ユーザ又は機械が情報を認識することができる。これにより、利便性が高められる。また、本実施形態に係る電子回路装置30は、表示機能だけでなく、記憶機能も有している。従って、ネットワークに接続されていない場合であっても、リーダー/ライタ−により、事業者がサービスを提供することが可能になる。その結果、ユーザにとって、利便性が高められる。   In the present embodiment, in addition to the information read by electrical conversion, the user or machine can recognize information via the display element 37. Thereby, convenience is improved. Further, the electronic circuit device 30 according to the present embodiment has not only a display function but also a storage function. Therefore, even when not connected to the network, the operator / provider can provide the service by the reader / writer. As a result, convenience for the user is improved.

また、本実施形態では、どのような基材上にも、表示素子37及び不揮発性記憶素子2を形成することができる。例えば、電子回路装置30として、ステッカー状のユニットを作製することも可能となる。例えば、カード形状以外の物品及び紙などに対しても、表示機能及び記憶機能を付与することが可能である。   In the present embodiment, the display element 37 and the nonvolatile memory element 2 can be formed on any base material. For example, a sticker-like unit can be manufactured as the electronic circuit device 30. For example, a display function and a storage function can be given to articles and paper other than a card shape.

また、本実施形態では、表示素子37として、不揮発性表示素子が用いられる場合について説明した。ただし、表示素子37としては、必ずしも不揮発性表示素子が用いられる必要は無く、揮発性の表示素子が用いられてもよい。   In the present embodiment, the case where a nonvolatile display element is used as the display element 37 has been described. However, a non-volatile display element is not necessarily used as the display element 37, and a volatile display element may be used.

以上、本発明について、第1の実施形態乃至第7の実施形態を用いて説明した。尚、これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾のない範囲内で、組み合わせて用いることも可能である。   The present invention has been described above using the first to seventh embodiments. These embodiments are not independent from each other, and can be used in combination within a consistent range.

本発明は、書き換え可能な不揮発記憶装置が形成されたフィルム、紙、カード、及びステッカーに適用できる。本発明は、特に、情報表示機能に加え、より詳細な物品に関する情報(履歴情報、真贋情報)を記憶する用途に好適に適用できる。本発明は、例えば、伝票、レシート、チケット(乗車券や入場券など)、証明書、ポイントカード、ゲーム用カード、プライスタグ、センサタグ、電子看板、貨幣、及び有価証券などに適用可能である。   The present invention can be applied to a film, paper, a card, and a sticker on which a rewritable nonvolatile memory device is formed. In particular, the present invention can be suitably applied to an application for storing information (history information, authenticity information) regarding more detailed articles in addition to the information display function. The present invention is applicable to, for example, slips, receipts, tickets (such as tickets and admission tickets), certificates, point cards, game cards, price tags, sensor tags, electronic signboards, money, and securities.

1 不揮発性記憶装置
2 不揮発性記憶素子
3 制御回路
4 トランジスタ
4−1 第1トランジスタ
4−2 第2トランジスタ
5 電気化学セル
5−1 第1電気化学セル
5−2 第2電気化学セル
6 ビット線
6−1 第1ビット線
6−2 第2ビット線
7 ワード線
8 プレート線
9 ビット線電圧検出回路
10 ガラス基板
11 ゲート絶縁膜
12 第1電極
12−1 第1電気化学セルの第1電極
12−2 第2電気化学セルの第2電極
13 第1エレクトロクロミック層
13−1 第1電気化学セルの第1エレクトロクロミック層
13−2 第2電気化学セルの第1エレクトロクロミック層
13−A セル側第1エレクトロクロミック層
13−B 表示素子側第1エレクトロクロミック層
14 電解質層
15 第2エレクトロクロミック層
15−1 第1電気化学セルの第2エレクトロクロミック層
15−2 第2電気化学セルの第2エレクトロクロミック層
15−A セル側第2エレクトロクロミック層
15−B 表示素子側第2エレクトロクロミック層
16 第2電極
17 フィルム部材
18 ゲート電極
19 半導体層(a−Si)
20 ドレイン電極
21 ソース電極
22 保護膜
23 第1中間体
24 第2中間体
25−1 第1構造
25−2 第2構造
26 セパレータ
27−1 第1基材
27−2 第2基材
28−1〜28−4 フィルム構造
29 フィルム基材
30 電子回路装置(表示・記憶機能付カード)
31 表示部
32 メモリ
33 透明フィルム
34 不透明プラスチック
35 開口部
36 フィルム基材
37 表示素子
38 分離溝
39 分離溝
40−1 第1層
40−2 第2層
41−1〜41−2 フィルム中間体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonvolatile memory | storage device 2 Nonvolatile memory element 3 Control circuit 4 Transistor 4-1 1st transistor 4-2 2nd transistor 5 Electrochemical cell 5-1 1st electrochemical cell 5-2 2nd electrochemical cell 6 Bit line 6-1 First Bit Line 6-2 Second Bit Line 7 Word Line 8 Plate Line 9 Bit Line Voltage Detection Circuit 10 Glass Substrate 11 Gate Insulating Film 12 First Electrode 12-1 First Electrode of First Electrochemical Cell 12 -2 Second electrode of second electrochemical cell 13 First electrochromic layer 13-1 First electrochromic layer of first electrochemical cell 13-2 First electrochromic layer of second electrochemical cell 13-A Cell side First electrochromic layer 13-B Display element side first electrochromic layer 14 Electrolyte layer 15 Second electrochromic layer 15-1 Second Electrochromic Layer of First Electrochemical Cell 15-2 Second Electrochromic Layer of Second Electrochemical Cell 15-A Cell Side Second Electrochromic Layer 15-B Display Element Side Second Electrochromic Layer 16 Second Electrode 17 Film member 18 Gate electrode 19 Semiconductor layer (a-Si)
20 drain electrode 21 source electrode 22 protective film 23 first intermediate body 24 second intermediate body 25-1 first structure 25-2 second structure 26 separator 27-1 first base material 27-2 second base material 28-1 -28-4 Film structure 29 Film base 30 Electronic circuit device (card with display / memory function)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Display part 32 Memory 33 Transparent film 34 Opaque plastic 35 Opening part 36 Film base material 37 Display element 38 Separation groove 39 Separation groove 40-1 1st layer 40-2 2nd layer 41-1-41-2 Film intermediate body

Claims (20)

電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、
前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記電気化学セルは、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行うように構成されており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、同一層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間には、分離溝が形成されており、
前記電解質層は、前記分離溝を埋めるように、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、それぞれ、上方から見た場合に、凹部及び凸部が形成されるように、配置されており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の一方の凹部には、他方の凸部が配置されている
不揮発性記憶装置。
A nonvolatile memory element including an electrochemical cell;
A control circuit for writing data to the nonvolatile memory element;
Comprising
The electrochemical cell is
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
The control circuit is configured to write and read data by controlling a redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer ,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are provided on the same layer,
A separation groove is formed between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer,
The electrolyte layer is provided on the first electrochromic layer and the second electrochromic layer so as to fill the separation groove,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are disposed so that a concave portion and a convex portion are formed when viewed from above,
The non-volatile memory device , wherein the other convex portion is disposed in one concave portion of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer .
請求項1に記載された不揮発性記憶装置であって、
前記不揮発性記憶素子は、更に、ビット線と前記第1エレクトロクロミック層との間の電気的接続を切り換えるように配置された、スイッチ回路を備え、
前記第2エレクトロクロミック層は、プレート線に電気的に接続されており、
前記制御回路は、前記スイッチ回路、前記ビット線の電位、及び前記プレート線の電位を制御することにより、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御する
不揮発性記憶装置。
A non-volatile storage device according to claim 1,
The nonvolatile memory element further includes a switch circuit arranged to switch an electrical connection between a bit line and the first electrochromic layer,
The second electrochromic layer is electrically connected to a plate line;
The control circuit controls the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer by controlling the switch circuit, the potential of the bit line, and the potential of the plate line. apparatus.
請求項2に記載された不揮発性記憶装置であって、
前記制御回路は、更に、前記ビット線の電圧を検出する、ビット線電圧検出回路を備えている
不揮発性記憶装置。
The nonvolatile memory device according to claim 2,
The control circuit further includes a bit line voltage detection circuit that detects a voltage of the bit line.
第1電気化学セル、及び第2電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、
前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルは、それぞれ、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記第2電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルの酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行うように構成されている
不揮発性記憶装置。
A non-volatile memory element including a first electrochemical cell and a second electrochemical cell;
A control circuit for writing data to the nonvolatile memory element;
Comprising
The first electrochemical cell and the second electrochemical cell are respectively
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
In the first electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
In the second electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are arranged such that when one is oxidized, the other is reduced. Has been
The non-volatile memory device, wherein the control circuit is configured to write and read data by controlling a redox state of the first electrochemical cell and the second electrochemical cell.
請求項に記載された不揮発性記憶装置であって、
前記第1電気化学セルは、更に、第1ビット線と前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層との間の電気的接続を切り換えるように配置された、第1スイッチ回路を備え、
前記第2電気化学セルは、更に、第2ビット線と前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層との間の電気的接続を切り換えるように配置された、第2スイッチ回路を備え、
前記第1電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層、及び前記第2電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層は、いずれも、プレート線に電気的に接続されており、
前記制御回路は、前記第1スイッチ回路、前記第2スイッチ回路、前記1ビット線の電位、前記第2ビット線の電位、及び前記プレート線の電位を制御することにより、前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルの酸化還元状態を制御するように構成されている
不揮発性記憶装置。
The nonvolatile memory device according to claim 4 ,
The first electrochemical cell further comprises a first switch circuit arranged to switch electrical connection between a first bit line and the first electrochromic layer of the first electrochemical cell;
The second electrochemical cell further comprises a second switch circuit arranged to switch electrical connection between a second bit line and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell;
The second electrochromic layer of the first electrochemical cell and the second electrochromic layer of the second electrochemical cell are both electrically connected to a plate line,
The control circuit controls the first electrochemical cell by controlling the first switch circuit, the second switch circuit, the potential of the 1 bit line, the potential of the second bit line, and the potential of the plate line. And a non-volatile memory device configured to control a redox state of the second electrochemical cell.
請求項又はに記載された不揮発性記憶装置であって、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、同一層上に設けられており、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、分離溝により分離されており、
前記第1電気化学セルの前記電解質層と前記第2電気化学セルの前記電解質層とは、共通であり、
前記第1電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層と前記第2電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層とは、共通であり、
前記共通の電解質層は、前記分離溝を埋めるように、前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層の上に設けられており、
前記共通の第2エレクトロクロミック層は、前記共通の電解質層上に配置されている
不揮発性記憶装置。
A non-volatile memory device according to claim 4 or 5 ,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are provided on the same layer,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are separated by a separation groove;
The electrolyte layer of the first electrochemical cell and the electrolyte layer of the second electrochemical cell are common,
The second electrochromic layer of the first electrochemical cell and the second electrochromic layer of the second electrochemical cell are common,
The common electrolyte layer is provided on the first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell so as to fill the separation groove,
The non-volatile memory device, wherein the common second electrochromic layer is disposed on the common electrolyte layer.
請求項又はに記載された不揮発性記憶装置であって、
前記第1電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層と前記第2電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層とは、共通であり、
前記第1電気化学セルの前記電解質層と前記第2電気化学セルの前記電解質層とは、共通であり、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、及び前記共通の第2エレクトロクロミック層は、同一層上に設けられており、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、及び前記共通の第2エレクトロクロミック層は、分離溝により分離されており、
前記共通の電解質層は、前記分離溝を埋めるように、前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層、及び前記共通の第2エレクトロクロミック層の上に、設けられている
不揮発性記憶装置。
A non-volatile memory device according to claim 4 or 5 ,
The second electrochromic layer of the first electrochemical cell and the second electrochromic layer of the second electrochemical cell are common,
The electrolyte layer of the first electrochemical cell and the electrolyte layer of the second electrochemical cell are common,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell, the first electrochromic layer of the second electrochemical cell, and the common second electrochromic layer are provided on the same layer,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell, the first electrochromic layer of the second electrochemical cell, and the common second electrochromic layer are separated by a separation groove;
The common electrolyte layer fills the separation groove, the first electrochromic layer of the first electrochemical cell, the first electrochromic layer of the second electrochemical cell, and the common second electrochromic layer. A non-volatile memory device provided on the chromic layer.
請求項又はに記載された不揮発性記憶装置であって、
更に、
第1構造と、
第2構造と、
を具備し、
前記第1構造は、
前記第1基材と、
前記第1基材上に設けられた第1層とを含み、
前記第2構造は、
前記第2基材と、
前記第2基材上に設けられた第2層とを含み、
前記第1構造と前記第2構造とは、前記第1基材及び前記第2基材が外側を向くように、張り合わされており、
前記第1電気化学セルは、前記第1層中に設けられており、
前記第2電気化学セルは、前記第2層中に設けられている
不揮発性記憶装置。
A non-volatile memory device according to claim 4 or 5 ,
Furthermore,
A first structure;
A second structure;
Comprising
The first structure is:
The first substrate;
A first layer provided on the first substrate,
The second structure is:
The second substrate;
A second layer provided on the second substrate,
The first structure and the second structure are bonded together so that the first base material and the second base material face outside,
The first electrochemical cell is provided in the first layer;
The second electrochemical cell is provided in the second layer. A nonvolatile memory device.
積層された複数のフィルム構造と、
複数の不揮発性記憶素子と、
前記複数の不揮発性記憶素子の各々にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記各不揮発性記憶素子は、電気化学セルを備え、
前記電気化学セルは、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行い、
前記複数のフィルム構造の各々には、前記電気化学セルが複数配置されている
不揮発性記憶装置。
A plurality of laminated film structures;
A plurality of nonvolatile memory elements;
A control circuit for writing data to each of the plurality of nonvolatile memory elements;
Comprising
Each of the nonvolatile memory elements includes an electrochemical cell,
The electrochemical cell is
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
The control circuit performs writing and reading of data by controlling a redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer,
A non-volatile memory device, wherein each of the plurality of film structures includes a plurality of the electrochemical cells.
基材と、
前記基材上に設けられ、電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、
前記基材上に設けられた、表示素子と、
前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記電気化学セルは、
セル側第1エレクトロクロミック層と、
セル側第2エレクトロクロミック層と、
前記セル側第1エレクトロクロミック層と前記セル側第2エレクトロクロミック層との間に設けられたセル側電解質層とを備え、
前記セル側第1エレクトロクロミック層及び前記セル側第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記セル側第1エレクトロクロミック層及び前記セル側第2エレクトロクロミック層の少なくとも一方の酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行い、
前記表示素子は、
表示素子側第1エレクトロクロミック層と、
表示素子側第2エレクトロクロミック層と、
前記表示素子側第1エレクトロクロミック層と前記表示素子側第2エレクトロクロミック層との間に設けられた表示素子側電解質層とを備え、
前記表示素子側第1エレクトロクロミック層及び前記表示素子側第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されている
電子回路装置。
A substrate;
A non-volatile memory element provided on the substrate and including an electrochemical cell;
A display element provided on the substrate;
A control circuit for writing data to the nonvolatile memory element;
Comprising
The electrochemical cell is
A cell-side first electrochromic layer;
A cell-side second electrochromic layer;
A cell-side electrolyte layer provided between the cell-side first electrochromic layer and the cell-side second electrochromic layer;
The cell side first electrochromic layer and the cell side second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
The control circuit performs writing and reading of data by controlling a redox state of at least one of the cell-side first electrochromic layer and the cell-side second electrochromic layer,
The display element is
A display element side first electrochromic layer;
A display element side second electrochromic layer;
A display element side electrolyte layer provided between the display element side first electrochromic layer and the display element side second electrochromic layer;
The electronic circuit device, wherein the display element side first electrochromic layer and the display element side second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state.
請求項10に記載された電子回路装置であって、
前記セル側第1エレクトロクロミック層と前記表示素子側第1エレクトロクロミック層とは、同一層上に設けられており、
前記セル側第2エレクトロクロミック層と前記表示素子側第2エレクトロクロミック層とは、同一層上に設けられている
電子回路装置。
The electronic circuit device according to claim 10 , comprising:
The cell side first electrochromic layer and the display element side first electrochromic layer are provided on the same layer,
The cell side second electrochromic layer and the display element side second electrochromic layer are provided on the same layer.
請求項10又は11に記載された電子回路装置であって、
更に、
遮光性を有する被覆層、
を具備し、
前記被覆層は、前記不揮発性記憶素子を被覆し、前記表示素子を被覆しないように、配置されている
電子回路装置。
An electronic circuit device according to claim 10 or 11 ,
Furthermore,
A light-shielding coating layer,
Comprising
The electronic circuit device, wherein the covering layer is disposed so as to cover the nonvolatile memory element and not cover the display element.
請求項10乃至12のいずれかに記載された電子回路装置であって、
制御回路は、前記表示素子の動作を制御するように構成されている
電子回路装置。
An electronic circuit device according to any one of claims 10 to 12 ,
The control circuit is an electronic circuit device configured to control an operation of the display element.
電気化学セル、
を具備し、
前記電気化学セルは、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態が制御されることにより、データの書き込み及び読み出しが行われ
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、同一層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間には、分離溝が形成されており、
前記電解質層は、前記分離溝を埋めるように、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、それぞれ、上方から見た場合に、凹部及び凸部が形成されるように、配置されており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の一方の凹部には、他方の凸部が配置されている
不揮発性記憶素子。
Electrochemical cell,
Comprising
The electrochemical cell is
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
Data is written and read by controlling the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer ,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are provided on the same layer,
A separation groove is formed between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer,
The electrolyte layer is provided on the first electrochromic layer and the second electrochromic layer so as to fill the separation groove,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are disposed so that a concave portion and a convex portion are formed when viewed from above,
The non-volatile memory element in which the other convex portion is arranged in one concave portion of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer .
電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、
前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記電気化学セルは、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の少なくとも一方の酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行い、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、同一層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間には、分離溝が形成されており、
前記電解質層は、前記分離溝を埋めるように、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層上に設けられており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、それぞれ、上方から見た場合に、凹部及び凸部が形成されるように、配置されており、
前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の一方の凹部には、他方の凸部が配置されている
不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、
前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程と、
前記電解質層を形成する工程と、
前記制御回路を形成する工程と、
を具備する
不揮発性記憶装置の製造方法。
A nonvolatile memory element including an electrochemical cell;
A control circuit for writing data to the nonvolatile memory element;
Comprising
The electrochemical cell is
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
Wherein the control circuit, by controlling at least one of the redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, have row writing and reading of data,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are provided on the same layer,
A separation groove is formed between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer,
The electrolyte layer is provided on the first electrochromic layer and the second electrochromic layer so as to fill the separation groove,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer are disposed so that a concave portion and a convex portion are formed when viewed from above,
The non-volatile memory device manufacturing method, wherein the other convex portion is disposed in one concave portion of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer ,
Forming the first electrochromic layer;
Forming the second electrochromic layer;
Forming the electrolyte layer;
Forming the control circuit;
A method for manufacturing a non-volatile memory device.
請求項15に記載された不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程は、第1基材上に、前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程を含み、
前記電解質層を形成する工程は、前記第1エレクトロクロミック層上に、前記電解質層を形成し、第1中間体を得る工程を含み、
前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程は、
第2基材上に、前記第2エレクトロクロミック層を形成し、第2中間体を得る工程と、
前記第2エレクトロクロミック層が前記電解質層上に配置されるように、前記第1中間体に、前記第2中間体を貼り付ける工程とを含む
不揮発性記憶装置の製造方法。
A method for manufacturing a nonvolatile memory device according to claim 15 ,
The step of forming the first electrochromic layer includes the step of forming the first electrochromic layer on a first substrate,
The step of forming the electrolyte layer includes the step of forming the electrolyte layer on the first electrochromic layer to obtain a first intermediate,
The step of forming the second electrochromic layer includes:
Forming the second electrochromic layer on the second substrate to obtain a second intermediate;
A method of manufacturing a nonvolatile memory device, the method comprising: attaching the second intermediate to the first intermediate so that the second electrochromic layer is disposed on the electrolyte layer.
請求項15に記載された不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程とは、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、同一層上に設けられるように、同一工程により実行される
不揮発性記憶装置の製造方法。
A method for manufacturing a nonvolatile memory device according to claim 15 ,
The step of forming the first electrochromic layer and the step of forming the second electrochromic layer are the same so that the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are provided on the same layer. A method for manufacturing a nonvolatile memory device, which is executed by a process.
第1電気化学セル、及び第2電気化学セルを含む不揮発性記憶素子と、
前記不揮発性記憶素子にデータを書き込む制御回路と、
を具備し、
前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルは、それぞれ、
第1エレクトロクロミック層と、
第2エレクトロクロミック層と、
前記第1エレクトロクロミック層と前記第2エレクトロクロミック層との間に設けられた電解質層とを備え、
前記第1電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記第2電気化学セルにおいて、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層は、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とは、一方が酸化状態になった場合に他方が還元状態になるように、配置されており、
前記制御回路は、前記第1電気化学セル及び前記第2電気化学セルの一方において、前記第1エレクトロクロミック層及び前記第2エレクトロクロミック層の酸化還元状態を制御することにより、データの書き込み及び読み出しを行い、
不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記不揮発性記憶素子を形成する工程と、
前記制御回路を形成する工程と、
を具備し、
前記不揮発性記憶素子を形成する工程は、
前記第1電気化学セルを形成する工程と、
前記第2電気化学セルを形成する工程とを含み、
前記第1電気化学セルを形成する工程は、及び前記第2電気化学セルを形成する工程は、それぞれ、
前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、
前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程と、
前記電解質層を形成する工程とを含む
不揮発性記憶装置の製造方法。
A non-volatile memory element including a first electrochemical cell and a second electrochemical cell;
A control circuit for writing data to the nonvolatile memory element;
Comprising
The first electrochemical cell and the second electrochemical cell are respectively
A first electrochromic layer;
A second electrochromic layer;
An electrolyte layer provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer;
In the first electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
In the second electrochemical cell, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer are arranged such that when one is in an oxidized state, the other is in a reduced state,
The first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are arranged such that when one is oxidized, the other is reduced. Has been
The control circuit controls writing and reading of data by controlling a redox state of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer in one of the first electrochemical cell and the second electrochemical cell. And
A method for manufacturing a nonvolatile memory device, comprising:
Forming the nonvolatile memory element;
Forming the control circuit;
Comprising
The step of forming the nonvolatile memory element includes:
Forming the first electrochemical cell;
Forming the second electrochemical cell,
The step of forming the first electrochemical cell and the step of forming the second electrochemical cell are respectively
Forming the first electrochromic layer;
Forming the second electrochromic layer;
Forming the electrolyte layer. A method for manufacturing a nonvolatile memory device.
請求項18に記載された不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程と、前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層を形成する工程とは、前記第1電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層と前記第2電気化学セルの前記第1エレクトロクロミック層とが同一層上に形成されるように、同一工程により実行され、
前記第1電気化学セルの前記電解質層を形成する工程と前記第2電気化学セルの前記電解質層を形成する工程とは、同一工程により実行され、
前記第1電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程と前記第2電気化学セルの前記第2エレクトロクロミック層を形成する工程とは、同一工程により実行される
不揮発性記憶装置の製造方法。
A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to claim 18 ,
The step of forming the first electrochromic layer of the first electrochemical cell and the step of forming the first electrochromic layer of the second electrochemical cell include the first electro of the first electrochemical cell. The chromic layer and the first electrochromic layer of the second electrochemical cell are formed in the same process so that they are formed on the same layer,
The step of forming the electrolyte layer of the first electrochemical cell and the step of forming the electrolyte layer of the second electrochemical cell are performed by the same step,
The step of forming the second electrochromic layer of the first electrochemical cell and the step of forming the second electrochromic layer of the second electrochemical cell are performed by the same process. Method.
請求項18に記載された不揮発性記憶装置の製造方法であって、
前記第1電気化学セルを形成する工程は、第1基材上に、前記第1電気化学セルを形成し、第1構造を形成する工程を含み、
前記第2電気化学セルを形成する工程は、第2基材上に、前記第2電気化学セルを形成し、第2構造を形成する工程を含み、
前記不揮発性記憶素子を形成する工程は、更に、
前記第1構造と前記第2構造とを張り合わせることにより、前記不揮発性記憶素子を形成する工程を含む
不揮発性記憶装置の製造方法。
A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to claim 18 ,
Forming the first electrochemical cell includes forming the first electrochemical cell on a first substrate to form a first structure;
Forming the second electrochemical cell includes forming the second electrochemical cell on a second substrate to form a second structure;
The step of forming the nonvolatile memory element further includes:
A method for manufacturing a nonvolatile memory device, comprising the step of forming the nonvolatile memory element by bonding the first structure and the second structure.
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