[发明专利]电致变色显示装置、其制造方法以及其驱动方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及电致变色显示装置、制备电致变色显示装置的方法、以及驱动电致变色显示装置的方法，更具体地，涉及能够独立地显示多色的电致变色显示装置、制备这样的电致变色显示装置的方法、以及驱动这样的电致变色显示装置的方法。

2.相关技术说明

电子纸已经逐渐成为代替常规纸的电子媒介。电子纸的特征在于其显示装置如常规纸一样进行操作，其与相关领域的显示装置，例如阴极射线管或液晶显示装置显著不同。例如，电子纸可以是能够显示高白色态反射率和高对比率、高清晰度、稳定的记忆效果、低电压驱动、薄及轻量和便宜的特征的高反射显示装置。

已经提出了多种类型的显示装置适于电子纸。实例包括反射式液晶显示装置、电泳显示装置和色粉电泳显示装置。这些类型的显示装置可以配备有不同颜色过滤器的层使得装置显示多种颜色。然而，滤色器自身可以吸收光以降低显示装置的反射率。因此，上述类型的显示装置难以产生多色图像，同时保持一定的白色态反射率和对比率。

同时，作为不具有滤色器的反射显示装置的实例，可以提供电致变色显示装置。电致变色显示装置利用电致变色。电致变色为显示装置中材料的现象，其显示由施加电压引起的可逆的颜色改变。当对电致变色显示装置施加电压时，电致变色材料经历可逆的氧化还原反应以可逆的改变颜色。电致变色显示装置为反射式显示装置，具有记忆效果，并且能够被低电压驱动。因此，从材料开发到装置设计，已经广泛地研究了将电致变色显示装置作为电子纸显示装置的预期的候选者之一。

注意电致变色显示装置的技术是基于氧化还原反应的原理以显示(develop)或消除(dissipate)材料的颜色。因此，电致变色响应性可以较低。例如，日本专利申请公开第2001-510590号(专利文件1)公开了利用以上氧化还原反应原理的电致变色体系的实例。在该电致变色体系中，在电极附近固定电致变色化合物使得该体系具有非常快速的电致变色效应。在专利文件1公开的体系中，电致变色响应时间被显著地改善为从通常相关领域的电致变色显示装置中获得的约十秒至一秒。

此外，由于电致变色为电化学现象，因此电致变色显示装置中电致变色响应性或颜色的记忆效果受到形成电致变色显示装置的电解质层的性能(例如，离子电导)的显著影响。包括通过将电解质溶解于溶剂而形成的液体电解质层的电致变色显示装置可以显示优异的电致变色响应性；然而，该电致变色显示装置可能显示出较差的元件强度或可靠性。

然而，已经提出了固态电解质层或凝胶状电解质层以克服这样的缺点。具体地，已经提出了由聚合的固态电解质形成的固态电解质层。聚合的固态电解质的电导率可以比常规的非水电解溶液低3位数。为了克服聚合固态电解质这样的低电导率，日本专利中请公开第63-94501号(专利文件2)，例如，提出了通过将聚合物溶解于有机电解溶液以获得半固体的电解质层，或通过使包含电解质的液体聚合物进行聚合反应以获得具有交联聚合物的电解质层。

然而，在由以矩阵排列的像素电极形成的并构造为显示或消除期望的像素的电致变色显示装置上，电荷可能在电解质层内扩散至所选择的像素区域的外部。特别地，如果电解质层为液体电解质层，则电荷更可能扩散至所选择的像素区域的外部。为了克服电解质层中这样的电荷扩散，日本专利申请公开第2008-304906号(专利文件3)提出了能够仅选择性显示期望的像素的显示装置。在该显示装置中，对应于待显示的所选择的像素，形成电解质层从而防止电荷扩散至所选择的像素区域的外部。

基于电致变色化合物的多种结构，电致变色显示装置可以显示多种颜色，并因此，期望将它们用作多色显示装置。在日本专利申请公开第2003-270671号(专利文件4)中公开了利用电致变色显示装置的多色显示装置的实例。公开的多色显示装置包括电致变色元件的两个或更多个层，各个层具有通过在一对透明电极之间设置电致变色层和电解质层而形成的结构单元。

此外，日本专利申请公开第2010-33016号(专利文件5)公开了利用电致变色显示的多色显示装置的另一实例。在一对显示基板与对置电极之间由两个或更多个电致变色层形成所公开的多色显示装置。在公开的多色显示装置中，在所述一对显示基板与对置电极之间将两个或更多个显示电极相互彼此分开，使得对应于每一显示电极形成电致变色层。

然而，利用在相关领域中公开的电致变色显示装置的多色显示装置看来具有在以下方面改善的空间。