表示方法および表示装置
【課題】 金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストを低下させずにカラー表示することのできる表示方法および表示装置を提供する。
【解決手段】 表示装置１００は、対向配置された透明の表面基板１１１および背面基板１１２と、表面基板１１１および背面基板１１２の内側に形成された透明の作用電極１１３および対向電極１１４と、対向電極１１４の表面に設けられた銀スパッタ層１１５と、対向電極１１４を取り囲むように設けられた環状の参照電極１１６と、仕切り部材１１７と、表面基板１１１と背面基板１１２の間に密閉された、銀を電解質とする電解質溶液１１８と、電圧印加部としてのポテンシオスタット１３０と、制御部としてのポテンシャルプログラマー１３１とを有して構成されている。
【解決手段】 表示装置１００は、対向配置された透明の表面基板１１１および背面基板１１２と、表面基板１１１および背面基板１１２の内側に形成された透明の作用電極１１３および対向電極１１４と、対向電極１１４の表面に設けられた銀スパッタ層１１５と、対向電極１１４を取り囲むように設けられた環状の参照電極１１６と、仕切り部材１１７と、表面基板１１１と背面基板１１２の間に密閉された、銀を電解質とする電解質溶液１１８と、電圧印加部としてのポテンシオスタット１３０と、制御部としてのポテンシャルプログラマー１３１とを有して構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の析出、溶解により表示を行う表示方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置として、紙媒体や電子ディスプレイデバイスの他に、電子ディスプレイと紙の両者の長所を併せ持った電子ペーパーまたはデジタルペーパーと呼ばれる画像表示記録媒体が注目されている。
【０００３】
電子ペーパーにも様々な種類があり、それぞれが異なる表示原理に基づき動作するものであるが、そのうちの１つに、金属の析出、溶解により表示を行う電解析出型の電子ペーパーがある。
【０００４】
電解析出型の電子ペーパーが多種のものよりも優れている点は、表示画像のコントラストの高さにある。また、カラーフィルターを用いることにより、表示画像をカラー化する技術も報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、印加電圧を制御することにより、電解析出型の電子ペーパーにも用いられることの多い銀の粒径をナノオーダーで制御する技術が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。また、金や銀のナノ粒子は、その粒径の違いによって異なる色を発することが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１０１９９４号公報
【非特許文献１】G. Sandmann et al.: “Preparation of silver nanoparticles on ITO surfaces by a double-pulse method”, J. Electroanal. Chem. 491 (2000) pp. 78-86.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術によると、カラーフィルターを用いることにより、白色の反射率が下がり、コントラストが低下してしまうという問題点がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電解析出型の構成において、コントラストの高いカラー表示をすることのできる表示方法および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、第１の電極上に金属の核結晶を形成する第１の工程と、前記核結晶の表面に溶液から金属を析出させ、表示色に対応した粒径を有する粒子を形成する第２の工程と、を有することを特徴とする表示方法を提供する。
【０００９】
上記本発明の第１の態様によれば、電解析出型の表示装置において、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能となる。
【００１０】
前記第１の工程は、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記溶液から前記核結晶を形成するものであってもよい。
【００１１】
前記第１の工程は、前記第１の電極上に、前記金属の核結晶を予め設置するものであってもよい。
【００１２】
前記第２の工程は、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記溶液から金属を析出させるものであってもよい。
【００１３】
前記第２の印加電圧は、前記第１の印加電圧よりも小さい電圧であることが好ましい。
【００１４】
前記第１の印加電圧の印加時間を制御することにより、形成する前記核結晶の数を制御することができる。前記金属の核結晶の数を制御することにより、表示画像の表示濃度を変化させることができる。
【００１５】
前記粒径の制御は、前記第２の印加電圧の印加時間を制御することにより行ってもよい。前記析出量を制御することにより、表示色を変化させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、透明な第１の電極を有する透明材料からなる表面基板と、前記表面基板に対向して設けられた、第２の電極を有する背面基板と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に密閉された電解質溶液と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部を制御して、前記電解質溶液から金属を析出させ、前記第１の電極上に表示色に対応した粒径を有する金属の粒子を形成させる制御部と、を備えたことを特徴とする表示装置を提供する。
【００１７】
上記本発明の第２の態様によれば、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能な電解析出型の表示装置を提供することが可能となる。
【００１８】
前記表示装置は、参照電極を有してもよい。これにより、参照電極を前記第１の電極または第２の電極の電位の基準として、電位を正確に制御することができる。
【００１９】
前記電解質溶液は、光を反射する白色のコロイド粒子を分散させたものであってもよい。また、前記第１の電極と前記第２の電極の間に、光を反射する白色の反射板を設けてもよい。これらにより、白色の反射率を高めることができる。
【００２０】
前記金属は、金または銀を用いることができる。
【００２１】
前記電解質溶液は、溶液の伝導性を向上させるために支持電解質を含んでもよい。前記支持電解質には、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、テトラアルキル四級アンモニウム塩、過塩素酸テトラエチルアンモニウム塩、ほうフッ化テトラブチルアンモニウム塩、過塩素酸テトラブチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウムハライド塩を用いることができる。
【００２２】
また、還元剤として、アスコルビン酸化合物、トリアルキルアルコールアミンを含んでもよい。
【００２３】
前記電解質溶液の溶媒として、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、イソプロピルアルコール、エチルアルコールを用いることができる。
【００２４】
前記表面基板および背面基板は、石英ガラス板、白板ガラス板、ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、セルロース誘導体などの高分子のフィルムや板状基板を用いることができる。
【００２５】
前記第１の電極および第２の電極は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化錫、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛を用いることができる。
【００２６】
前記参照電極には、白金、パラジウム、金などの貴金属を用いることができる。
【００２７】
前記反射板は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムを用いることができる。なお、前記反射板は、前記電解質溶液が自由に通過できるように、微小な孔を有する必要がある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストを低下させずにカラー表示することのできる表示方法および表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
【００３０】
〔第１の実施の形態〕
（表示素子の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、表示装置１００は、対向配置されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムからなる透明の表面基板１１１および背面基板１１２と、表面基板１１１および背面基板１１２の内側に形成されたＩＴＯからなる透明の作用電極１１３および対向電極１１４と、対向電極１１４の表面に設けられた銀スパッタ層１１５と、対向電極１１４を取り囲むように設けられた環状の参照電極１１６と、例えば熱硬化性樹脂等の絶縁性材料からなる仕切り部材１１７と、表面基板１１１と背面基板１１２の間に密閉された、銀を電解質とする電解質溶液１１８と、電圧印加部としてのポテンシオスタット１３０と、制御部としてのポテンシャルプログラマー１３１とを有して構成されている。
【００３２】
なお、表示装置１００の構成要素のうち、表面基板１１１、背面基板１１２、作用電極１１３、対向電極１１４、銀スパッタ層１１５、参照電極１１６、仕切り部材１１７、および電解質溶液１１８をまとめて表示素子１１０と称する。
【００３３】
この第１の実施の形態においては、作用電極１１３は、請求項１または請求項９において定義されるところの第１の電極であり、対向電極１１４は、請求項１または請求項９において定義されるところの第２の電極であるとして説明するが、作用電極１１３が第２の電極、対向電極１１４が第１の電極であってもよい。
【００３４】
参照電極１１６は、表面基板１１１上に設けられていてもよく、また、その形状も環状に限られない。
【００３５】
電解質溶液１１８中には、白色の反射率を高めるために、ＴｉＯ２がコロイドとして分散している。
【００３６】
ポテンシオスタット１３０には、作用電極１１３、対向電極１１４、および参照電極１１６が接続されており、ポテンシオスタット１３０は、参照電極１１６を基準として作用電極１１３の電位を調べながら、作用電極１１３、対向電極１１４間に正確な大きさの電圧を印加する。
【００３７】
ポテンシャルプログラマー１３１は、電圧の大きさ、および印加時間をポテンシオスタット１３０に対して指定する。また、ポテンシャルプログラマー１３１は、表示素子１００が表示する色に対応した印加電位プログラムを有する。
【００３８】
（表示素子の動作）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。また、図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示素子の動作を示す断面図である。
【００３９】
表示素子１００は、初期状態においては、白色を表示する。これは、ユーザには、表面基板１１１を通して電解質溶液１１８中に分散する白色の酸化チタンコロイドが見えるためである。
【００４０】
そこで、ユーザが、表示素子１００に表示させたい色をポテンシャルプログラマー１３１に指定すると、ポテンシャルプログラマー１３１は、図２に示すような、その色に対応した印加電位プログラムに基づいてポテンシオスタット１３０を制御する。
【００４１】
初めに、ポテンシャルプログラマー１３１は、平衡状態を保っているポテンシオスタット１３０に対して、高さＥ１（Ｅ１＜ＥＣＲＩＴ＜０）、印加時間ｔ１の核形成パルス電位を作用電極１１３に印加するように命令する。ここで、ＥＣＲＩＴは閾値電位を表し、閾値電位よりも負の電位を印加することで、銀を析出させることができる。
【００４２】
すると、図２（ａ）に示すように、作用電極１１３と対向電極１１４の間にパルス電圧が発生し、対向電極１１４上の銀スパッタ層１１５から銀がイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀の結晶核１１１として作用電極１１３上に析出する。
【００４３】
このとき、核形成パルス電位の印加時間ｔ１を調節することにより、結晶核１１１の数を制御することができる。結晶核１１１の数が増えるほど、表示素子１００の表示濃度があがる。
【００４４】
次に、ポテンシャルプログラマー１３１は、ポテンシオスタット１３０に対して、高さＥ２（Ｅ１＜ＥＣＲＩＴ＜Ｅ２＜０）、印加時間ｔ２の粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加するように命令する。
【００４５】
すると、図２（ｂ）に示すように、作用電極１１３と対向電極１１４の間にパルス電圧が発生し、対向電極１１４上の銀スパッタ層１１５から銀がイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀の結晶核１１１表面に析出して、銀の結晶粒１１２となる。
【００４６】
このとき、粒成長パルス電位の印加時間ｔ２を調節することにより、銀の結晶核１１１表面への銀の析出量を制御し、結晶粒１１２の粒径を制御することができる。結晶粒１１２の粒径が変わると、局在プラズモン共鳴の効果により、結晶粒１１２の粒径に対応した色が表示部１００に表示される。
【００４７】
表示素子１００の表示を初期状態（白色）に戻すときは、十分な高さおよび印加時間の正の電位を作用電極１１３に印加する。それにより、銀の結晶粒１１２はイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀スパッタ層１１５に析出するため、表面基板１１１を通して電解質溶液１１８中に分散する白色の酸化チタンコロイドが見えるようになる。
【００４８】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、電圧を２段階に分けて印加することにより（ダブル−パルス方式）、粒成長パルス電位を調節して結晶粒の粒径を制御することができ、局在プラズモン共鳴の効果により、コントラストを低下させずにカラー表示することが可能となる。
【００４９】
また、核形成パルス電位を調節して、結晶核、ひいては結晶粒の数を制御することにより、表示素子１００の表示濃度を自由に変更することができる。濃度を上げると、コントラストの高い表示が得られ、一方、濃度を下げると、表示に必要なエネルギーが少なくて済むため、消費電力を下げることができる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【００５１】
同図に示すように、第１の実施の形態に係る表示装置１００との違いは、白色の反射率を高めるために、表面基板１１１と背面基板１１２の間に白色の反射板１２１が設けられている点である。なお、反射板１２１は、電解質溶液１１８が自由に通過できるように、微小な孔を有する。表示装置１００のその他の構成および動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
（第２の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、反射板１２１を設けることにより、白色の反射率が高まり、よりコントラストの高い表示を得ることができる。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態においては、第１の実施の形態に係る表示素子を画素数に応じて２次元アレイ状に複数配列した画像表示装置について説明する。なお、各表示素子の構成および動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００５４】
（表示装置の構成）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【００５５】
この画像表示装置２００は、表示素子１１０をアレイ状に配列し、１つの表示素子１１０を１つの画素とした画像表示媒体２０１と、電圧を印加する表示素子１１０を選択する列電極駆動回路２０２Ａおよび行電極駆動回路２０２Ｂと、列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂを介して画像表示媒体２０１の各表示素子１１０に電圧を印加する電圧印加部２０３と、画像記憶部２０５に記憶されている画像データに基づいて列電極駆動回路２０２Ａ行電極駆動回路２０２Ｂ、電圧印加部２０３を制御する信号制御部２０４と、を有して概略構成されている。
【００５６】
図５は、表示素子１１０を４×４のマトリックス状に配列して示したが、配列の形や数は、これに限られない。例えば、表示素子１００が正六角形等の多角形である場合は、ハニカム構造であってもよい。
【００５７】
信号制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行電極駆動回路２０２Ａ、列電極駆動回路２０２Ｂ、および電源印加部２０３を制御して、画像記憶部２０５に記憶された画像データに基づいて画素に対応する表示素子１１０の作用電極１１３と対向電極１１４との間に電圧を印加させる。
【００５８】
具体的には、各表示素子１００への印加電圧は、画像データに含まれる各画素の色に対応する印加時間の粒成長パルス電圧を含んだダブル−パルス電圧である。信号制御部２０４は、第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマー１３１の機能を有するものである。
【００５９】
電圧印加部２０３には、各表示素子１００の参照電極１１６が接続されており、印加電圧の大きさを正確に制御することにより、各表示素子１００に目的の色を表示させることができる。電圧印加部２０３は、第１の実施の形態に係るポテンシオスタット１３０の機能を有するものである。
【００６０】
なお、画像記憶部２０５は、ＣＤ−ＲＯＭや書き替え可能なフラッシュメモリ等の記録媒体、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。
【００６１】
列電極駆動回路２０２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂ、電圧印加部２０３、信号制御部２０４、および画像記憶部２０４の一部又は全部は、外部装置として画像表示装置２００に接続できる形態であってもよい。
【００６２】
列電極駆動回路２０２Ａは、信号制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて、対応する作用電極１１３に電圧印加部２０３から供給される電位を印加するものである。一方、行電極駆動回路２０２Ｂは、信号制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて、対応する対向電極１１４に電圧印加部２０３から供給される電位を印加するものである。
【００６３】
作用電極１１３および対向電極１１４は、互いに直交する複数の行電極と複数の列電極を用い、それぞれ列電極駆動回路２０２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂに接続され、パッシブ・マトリックス駆動（単純マトリックス駆動）により各画素を駆動する。また、作用電極１１３および対向電極１１４は、全面電極と複数の画素電極を用い、互いに直交する複数のデータ線と複数の走査線との各交点にＴＦＴ等のアクティブ素子をそれぞれ接続し、アクティブ・マトリックス駆動により各画素を駆動してもよい。
【００６４】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る表示素子１００を複数配列することにより、コントラストを低下させずにカラー表示することが可能な画像表示装置２００を作製することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００６６】
また、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００６７】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
【実施例１】
【００６８】
この実施例１において、第１の実施の形態に対応する表示装置を作製し、動作実験を行った。
【００６９】
（表示装置の作製）
まず、厚さ１ｍｍの硼珪酸ガラスからなる表面基板１１１上に、厚さ２００ｎｍ、面積１．５ｃｍ２のＩＴＯからなる作用電極１１３を形成し、厚さ１ｍｍの硼珪酸ガラスからなる背面基板１１２上に、白金からなる対抗電極１１４、および金からなる参照電極１１６形成し、対抗電極１１４上に銀スパッタ層１１５を設けた。
【００７０】
次に、濃度０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸カリウムと、濃度０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸銀をエタノールに溶解させた。さらに、この溶液の１．２倍の質量の酸化チタンを添加して撹拌し、電解質溶液１１８とした。
【００７１】
次に、電解質溶液１１８を表面基板１１１と背面基板１１２間に高さ１００μｍの仕切り部材１１７を介して挟持した。
【００７２】
制御部および電圧印加部としては、これら両者の機能を有するガルバノスタット・ポテンショスタット（セイコー・イージーアンドジー株式会社製 Ｍｏｄｅｌ２６３Ａ）を用いた。
【００７３】
（表示装置の動作）
表示素子１１０は、電圧を印加しない状態においては、電解質溶液１１８中に分散する酸化チタンコロイドの色である白色を表示する。
【００７４】
図６Ａは、本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００７５】
図６Ａに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極)、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの核形成パルス電位、および高さＥ２＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ２＝９０ｓの粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１１０は黄色を表示した（吸収ピーク波長は約５３３ｎｍ）。ここで、作用電極１１３の表面を原子間力顕微鏡にて観察したところ、平均粒径１０ｎｍの銀の結晶粒１１２が確認された。
【００７６】
続けて、高さ−６５０ｍＶ(ｖｓ参照電極)の電位を作用電極１１３に印加したところ、作用電極１１３上の銀の結晶粒１１２が酸化溶解され、黄色が消去されて、再び酸化チタンの白色が表示された。
【実施例２】
【００７７】
この実施例２においては、実施例１と同様に、第１の実施の形態に対応する表示装置を作製し、動作実験を行った。表示装置の作製工程については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
（表示装置の動作）
表示素子１１０は、電圧を印加しない状態においては、電解質溶液１１８中に分散する酸化チタンコロイドの色である白色を表示する。
【００７９】
図６Ｂは、本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８０】
次に、図６Ｂに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極)、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの核形成パルス電位、および高さＥ２＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ２＝１８０ｓの粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１００は青色を表示した（吸収ピーク波長は約６５１ｎｍ）。ここで、作用電極１１３の表面を原子間力顕微鏡にて観察したところ、平均粒径４０ｎｍの銀の結晶粒１１２が確認された。
【００８１】
続けて、高さ−６５０ｍＶ(ｖｓ参照電極)の電位を作用電極１１３に印加したところ、作用電極１１３上の銀の結晶粒１１２が酸化溶解され、青色が消去されて、再び酸化チタンの白色が表示された。
【００８２】
以下に、比較例として、実施例１に係る表示素子に、ダブル−パルス電圧ではなく、通常のシングル−パルス電圧を印加した場合の動作の検証結果を示す。表示装置の作製工程については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００８３】
〔比較例１〕
図７Ａは、本発明の比較例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８４】
図７Ａに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの電位（実施例１の各形成パルス電位に相当）を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１１０は黒色を表示した。
【００８５】
〔比較例２〕
図７Ｂは、本発明の比較例２に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８６】
図７Ｂに示すように、高さＥ１＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ１＝９０ｓの電位（実施例１の粒成長パルス電位に相当）を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１００には何ら変化が見られなかった。
【００８７】
以上の比較例１および比較例２の結果より、表示素子１００にシングル−パルス電圧を印加した場合には、いずれの場合にも、カラー表示されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示素子の動作を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【図６Ａ】本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の比較例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図７Ｂ】本発明の比較例２に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 表示装置
１１０ 表示素子
１１１ 表面基板
１１２ 背面基板
１１３ 作用電極
１１４ 対向電極
１１５ 銀スパッタ層
１１６ 参照電極
１１７ 仕切り部材
１１８ 電解質溶液
１１９ 結晶核
１２０ 結晶粒
１３０ ポテンシオスタット
１３１ ポテンシャルプログラマー
２００ 画像表示装置
２０１ 画像表示媒体
２０２Ａ 列電極駆動回路
２０２Ｂ 行電極駆動回路
２０３ 電圧印加部
２０４ 信号制御部
２０５ 画像記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の析出、溶解により表示を行う表示方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置として、紙媒体や電子ディスプレイデバイスの他に、電子ディスプレイと紙の両者の長所を併せ持った電子ペーパーまたはデジタルペーパーと呼ばれる画像表示記録媒体が注目されている。
【０００３】
電子ペーパーにも様々な種類があり、それぞれが異なる表示原理に基づき動作するものであるが、そのうちの１つに、金属の析出、溶解により表示を行う電解析出型の電子ペーパーがある。
【０００４】
電解析出型の電子ペーパーが多種のものよりも優れている点は、表示画像のコントラストの高さにある。また、カラーフィルターを用いることにより、表示画像をカラー化する技術も報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、印加電圧を制御することにより、電解析出型の電子ペーパーにも用いられることの多い銀の粒径をナノオーダーで制御する技術が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。また、金や銀のナノ粒子は、その粒径の違いによって異なる色を発することが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１０１９９４号公報
【非特許文献１】G. Sandmann et al.: “Preparation of silver nanoparticles on ITO surfaces by a double-pulse method”, J. Electroanal. Chem. 491 (2000) pp. 78-86.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術によると、カラーフィルターを用いることにより、白色の反射率が下がり、コントラストが低下してしまうという問題点がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電解析出型の構成において、コントラストの高いカラー表示をすることのできる表示方法および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、第１の電極上に金属の核結晶を形成する第１の工程と、前記核結晶の表面に溶液から金属を析出させ、表示色に対応した粒径を有する粒子を形成する第２の工程と、を有することを特徴とする表示方法を提供する。
【０００９】
上記本発明の第１の態様によれば、電解析出型の表示装置において、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能となる。
【００１０】
前記第１の工程は、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記溶液から前記核結晶を形成するものであってもよい。
【００１１】
前記第１の工程は、前記第１の電極上に、前記金属の核結晶を予め設置するものであってもよい。
【００１２】
前記第２の工程は、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記溶液から金属を析出させるものであってもよい。
【００１３】
前記第２の印加電圧は、前記第１の印加電圧よりも小さい電圧であることが好ましい。
【００１４】
前記第１の印加電圧の印加時間を制御することにより、形成する前記核結晶の数を制御することができる。前記金属の核結晶の数を制御することにより、表示画像の表示濃度を変化させることができる。
【００１５】
前記粒径の制御は、前記第２の印加電圧の印加時間を制御することにより行ってもよい。前記析出量を制御することにより、表示色を変化させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、透明な第１の電極を有する透明材料からなる表面基板と、前記表面基板に対向して設けられた、第２の電極を有する背面基板と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に密閉された電解質溶液と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部を制御して、前記電解質溶液から金属を析出させ、前記第１の電極上に表示色に対応した粒径を有する金属の粒子を形成させる制御部と、を備えたことを特徴とする表示装置を提供する。
【００１７】
上記本発明の第２の態様によれば、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能な電解析出型の表示装置を提供することが可能となる。
【００１８】
前記表示装置は、参照電極を有してもよい。これにより、参照電極を前記第１の電極または第２の電極の電位の基準として、電位を正確に制御することができる。
【００１９】
前記電解質溶液は、光を反射する白色のコロイド粒子を分散させたものであってもよい。また、前記第１の電極と前記第２の電極の間に、光を反射する白色の反射板を設けてもよい。これらにより、白色の反射率を高めることができる。
【００２０】
前記金属は、金または銀を用いることができる。
【００２１】
前記電解質溶液は、溶液の伝導性を向上させるために支持電解質を含んでもよい。前記支持電解質には、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、テトラアルキル四級アンモニウム塩、過塩素酸テトラエチルアンモニウム塩、ほうフッ化テトラブチルアンモニウム塩、過塩素酸テトラブチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウムハライド塩を用いることができる。
【００２２】
また、還元剤として、アスコルビン酸化合物、トリアルキルアルコールアミンを含んでもよい。
【００２３】
前記電解質溶液の溶媒として、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、イソプロピルアルコール、エチルアルコールを用いることができる。
【００２４】
前記表面基板および背面基板は、石英ガラス板、白板ガラス板、ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、セルロース誘導体などの高分子のフィルムや板状基板を用いることができる。
【００２５】
前記第１の電極および第２の電極は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化錫、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛を用いることができる。
【００２６】
前記参照電極には、白金、パラジウム、金などの貴金属を用いることができる。
【００２７】
前記反射板は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムを用いることができる。なお、前記反射板は、前記電解質溶液が自由に通過できるように、微小な孔を有する必要がある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、金属粒子の粒径を制御することにより、コントラストを低下させずにカラー表示することのできる表示方法および表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
【００３０】
〔第１の実施の形態〕
（表示素子の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、表示装置１００は、対向配置されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムからなる透明の表面基板１１１および背面基板１１２と、表面基板１１１および背面基板１１２の内側に形成されたＩＴＯからなる透明の作用電極１１３および対向電極１１４と、対向電極１１４の表面に設けられた銀スパッタ層１１５と、対向電極１１４を取り囲むように設けられた環状の参照電極１１６と、例えば熱硬化性樹脂等の絶縁性材料からなる仕切り部材１１７と、表面基板１１１と背面基板１１２の間に密閉された、銀を電解質とする電解質溶液１１８と、電圧印加部としてのポテンシオスタット１３０と、制御部としてのポテンシャルプログラマー１３１とを有して構成されている。
【００３２】
なお、表示装置１００の構成要素のうち、表面基板１１１、背面基板１１２、作用電極１１３、対向電極１１４、銀スパッタ層１１５、参照電極１１６、仕切り部材１１７、および電解質溶液１１８をまとめて表示素子１１０と称する。
【００３３】
この第１の実施の形態においては、作用電極１１３は、請求項１または請求項９において定義されるところの第１の電極であり、対向電極１１４は、請求項１または請求項９において定義されるところの第２の電極であるとして説明するが、作用電極１１３が第２の電極、対向電極１１４が第１の電極であってもよい。
【００３４】
参照電極１１６は、表面基板１１１上に設けられていてもよく、また、その形状も環状に限られない。
【００３５】
電解質溶液１１８中には、白色の反射率を高めるために、ＴｉＯ２がコロイドとして分散している。
【００３６】
ポテンシオスタット１３０には、作用電極１１３、対向電極１１４、および参照電極１１６が接続されており、ポテンシオスタット１３０は、参照電極１１６を基準として作用電極１１３の電位を調べながら、作用電極１１３、対向電極１１４間に正確な大きさの電圧を印加する。
【００３７】
ポテンシャルプログラマー１３１は、電圧の大きさ、および印加時間をポテンシオスタット１３０に対して指定する。また、ポテンシャルプログラマー１３１は、表示素子１００が表示する色に対応した印加電位プログラムを有する。
【００３８】
（表示素子の動作）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。また、図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示素子の動作を示す断面図である。
【００３９】
表示素子１００は、初期状態においては、白色を表示する。これは、ユーザには、表面基板１１１を通して電解質溶液１１８中に分散する白色の酸化チタンコロイドが見えるためである。
【００４０】
そこで、ユーザが、表示素子１００に表示させたい色をポテンシャルプログラマー１３１に指定すると、ポテンシャルプログラマー１３１は、図２に示すような、その色に対応した印加電位プログラムに基づいてポテンシオスタット１３０を制御する。
【００４１】
初めに、ポテンシャルプログラマー１３１は、平衡状態を保っているポテンシオスタット１３０に対して、高さＥ１（Ｅ１＜ＥＣＲＩＴ＜０）、印加時間ｔ１の核形成パルス電位を作用電極１１３に印加するように命令する。ここで、ＥＣＲＩＴは閾値電位を表し、閾値電位よりも負の電位を印加することで、銀を析出させることができる。
【００４２】
すると、図２（ａ）に示すように、作用電極１１３と対向電極１１４の間にパルス電圧が発生し、対向電極１１４上の銀スパッタ層１１５から銀がイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀の結晶核１１１として作用電極１１３上に析出する。
【００４３】
このとき、核形成パルス電位の印加時間ｔ１を調節することにより、結晶核１１１の数を制御することができる。結晶核１１１の数が増えるほど、表示素子１００の表示濃度があがる。
【００４４】
次に、ポテンシャルプログラマー１３１は、ポテンシオスタット１３０に対して、高さＥ２（Ｅ１＜ＥＣＲＩＴ＜Ｅ２＜０）、印加時間ｔ２の粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加するように命令する。
【００４５】
すると、図２（ｂ）に示すように、作用電極１１３と対向電極１１４の間にパルス電圧が発生し、対向電極１１４上の銀スパッタ層１１５から銀がイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀の結晶核１１１表面に析出して、銀の結晶粒１１２となる。
【００４６】
このとき、粒成長パルス電位の印加時間ｔ２を調節することにより、銀の結晶核１１１表面への銀の析出量を制御し、結晶粒１１２の粒径を制御することができる。結晶粒１１２の粒径が変わると、局在プラズモン共鳴の効果により、結晶粒１１２の粒径に対応した色が表示部１００に表示される。
【００４７】
表示素子１００の表示を初期状態（白色）に戻すときは、十分な高さおよび印加時間の正の電位を作用電極１１３に印加する。それにより、銀の結晶粒１１２はイオン化して電解質溶液１１８に溶け出し、銀スパッタ層１１５に析出するため、表面基板１１１を通して電解質溶液１１８中に分散する白色の酸化チタンコロイドが見えるようになる。
【００４８】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、電圧を２段階に分けて印加することにより（ダブル−パルス方式）、粒成長パルス電位を調節して結晶粒の粒径を制御することができ、局在プラズモン共鳴の効果により、コントラストを低下させずにカラー表示することが可能となる。
【００４９】
また、核形成パルス電位を調節して、結晶核、ひいては結晶粒の数を制御することにより、表示素子１００の表示濃度を自由に変更することができる。濃度を上げると、コントラストの高い表示が得られ、一方、濃度を下げると、表示に必要なエネルギーが少なくて済むため、消費電力を下げることができる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【００５１】
同図に示すように、第１の実施の形態に係る表示装置１００との違いは、白色の反射率を高めるために、表面基板１１１と背面基板１１２の間に白色の反射板１２１が設けられている点である。なお、反射板１２１は、電解質溶液１１８が自由に通過できるように、微小な孔を有する。表示装置１００のその他の構成および動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
（第２の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、反射板１２１を設けることにより、白色の反射率が高まり、よりコントラストの高い表示を得ることができる。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態においては、第１の実施の形態に係る表示素子を画素数に応じて２次元アレイ状に複数配列した画像表示装置について説明する。なお、各表示素子の構成および動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００５４】
（表示装置の構成）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【００５５】
この画像表示装置２００は、表示素子１１０をアレイ状に配列し、１つの表示素子１１０を１つの画素とした画像表示媒体２０１と、電圧を印加する表示素子１１０を選択する列電極駆動回路２０２Ａおよび行電極駆動回路２０２Ｂと、列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂを介して画像表示媒体２０１の各表示素子１１０に電圧を印加する電圧印加部２０３と、画像記憶部２０５に記憶されている画像データに基づいて列電極駆動回路２０２Ａ行電極駆動回路２０２Ｂ、電圧印加部２０３を制御する信号制御部２０４と、を有して概略構成されている。
【００５６】
図５は、表示素子１１０を４×４のマトリックス状に配列して示したが、配列の形や数は、これに限られない。例えば、表示素子１００が正六角形等の多角形である場合は、ハニカム構造であってもよい。
【００５７】
信号制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行電極駆動回路２０２Ａ、列電極駆動回路２０２Ｂ、および電源印加部２０３を制御して、画像記憶部２０５に記憶された画像データに基づいて画素に対応する表示素子１１０の作用電極１１３と対向電極１１４との間に電圧を印加させる。
【００５８】
具体的には、各表示素子１００への印加電圧は、画像データに含まれる各画素の色に対応する印加時間の粒成長パルス電圧を含んだダブル−パルス電圧である。信号制御部２０４は、第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマー１３１の機能を有するものである。
【００５９】
電圧印加部２０３には、各表示素子１００の参照電極１１６が接続されており、印加電圧の大きさを正確に制御することにより、各表示素子１００に目的の色を表示させることができる。電圧印加部２０３は、第１の実施の形態に係るポテンシオスタット１３０の機能を有するものである。
【００６０】
なお、画像記憶部２０５は、ＣＤ−ＲＯＭや書き替え可能なフラッシュメモリ等の記録媒体、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。
【００６１】
列電極駆動回路２０２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂ、電圧印加部２０３、信号制御部２０４、および画像記憶部２０４の一部又は全部は、外部装置として画像表示装置２００に接続できる形態であってもよい。
【００６２】
列電極駆動回路２０２Ａは、信号制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて、対応する作用電極１１３に電圧印加部２０３から供給される電位を印加するものである。一方、行電極駆動回路２０２Ｂは、信号制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて、対応する対向電極１１４に電圧印加部２０３から供給される電位を印加するものである。
【００６３】
作用電極１１３および対向電極１１４は、互いに直交する複数の行電極と複数の列電極を用い、それぞれ列電極駆動回路２０２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂに接続され、パッシブ・マトリックス駆動（単純マトリックス駆動）により各画素を駆動する。また、作用電極１１３および対向電極１１４は、全面電極と複数の画素電極を用い、互いに直交する複数のデータ線と複数の走査線との各交点にＴＦＴ等のアクティブ素子をそれぞれ接続し、アクティブ・マトリックス駆動により各画素を駆動してもよい。
【００６４】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る表示素子１００を複数配列することにより、コントラストを低下させずにカラー表示することが可能な画像表示装置２００を作製することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００６６】
また、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００６７】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
【実施例１】
【００６８】
この実施例１において、第１の実施の形態に対応する表示装置を作製し、動作実験を行った。
【００６９】
（表示装置の作製）
まず、厚さ１ｍｍの硼珪酸ガラスからなる表面基板１１１上に、厚さ２００ｎｍ、面積１．５ｃｍ２のＩＴＯからなる作用電極１１３を形成し、厚さ１ｍｍの硼珪酸ガラスからなる背面基板１１２上に、白金からなる対抗電極１１４、および金からなる参照電極１１６形成し、対抗電極１１４上に銀スパッタ層１１５を設けた。
【００７０】
次に、濃度０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸カリウムと、濃度０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸銀をエタノールに溶解させた。さらに、この溶液の１．２倍の質量の酸化チタンを添加して撹拌し、電解質溶液１１８とした。
【００７１】
次に、電解質溶液１１８を表面基板１１１と背面基板１１２間に高さ１００μｍの仕切り部材１１７を介して挟持した。
【００７２】
制御部および電圧印加部としては、これら両者の機能を有するガルバノスタット・ポテンショスタット（セイコー・イージーアンドジー株式会社製 Ｍｏｄｅｌ２６３Ａ）を用いた。
【００７３】
（表示装置の動作）
表示素子１１０は、電圧を印加しない状態においては、電解質溶液１１８中に分散する酸化チタンコロイドの色である白色を表示する。
【００７４】
図６Ａは、本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００７５】
図６Ａに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極)、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの核形成パルス電位、および高さＥ２＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ２＝９０ｓの粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１１０は黄色を表示した（吸収ピーク波長は約５３３ｎｍ）。ここで、作用電極１１３の表面を原子間力顕微鏡にて観察したところ、平均粒径１０ｎｍの銀の結晶粒１１２が確認された。
【００７６】
続けて、高さ−６５０ｍＶ(ｖｓ参照電極)の電位を作用電極１１３に印加したところ、作用電極１１３上の銀の結晶粒１１２が酸化溶解され、黄色が消去されて、再び酸化チタンの白色が表示された。
【実施例２】
【００７７】
この実施例２においては、実施例１と同様に、第１の実施の形態に対応する表示装置を作製し、動作実験を行った。表示装置の作製工程については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
（表示装置の動作）
表示素子１１０は、電圧を印加しない状態においては、電解質溶液１１８中に分散する酸化チタンコロイドの色である白色を表示する。
【００７９】
図６Ｂは、本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８０】
次に、図６Ｂに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極)、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの核形成パルス電位、および高さＥ２＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ２＝１８０ｓの粒成長パルス電位を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１００は青色を表示した（吸収ピーク波長は約６５１ｎｍ）。ここで、作用電極１１３の表面を原子間力顕微鏡にて観察したところ、平均粒径４０ｎｍの銀の結晶粒１１２が確認された。
【００８１】
続けて、高さ−６５０ｍＶ(ｖｓ参照電極)の電位を作用電極１１３に印加したところ、作用電極１１３上の銀の結晶粒１１２が酸化溶解され、青色が消去されて、再び酸化チタンの白色が表示された。
【００８２】
以下に、比較例として、実施例１に係る表示素子に、ダブル−パルス電圧ではなく、通常のシングル−パルス電圧を印加した場合の動作の検証結果を示す。表示装置の作製工程については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００８３】
〔比較例１〕
図７Ａは、本発明の比較例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８４】
図７Ａに示すように、高さＥ１＝−１５５０ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ１＝６０ｍｓの電位（実施例１の各形成パルス電位に相当）を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１１０は黒色を表示した。
【００８５】
〔比較例２〕
図７Ｂは、本発明の比較例２に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【００８６】
図７Ｂに示すように、高さＥ１＝−７００ｍＶ（ｖｓ参照電極）、印加時間ｔ１＝９０ｓの電位（実施例１の粒成長パルス電位に相当）を作用電極１１３に印加したところ、表示素子１００には何ら変化が見られなかった。
【００８７】
以上の比較例１および比較例２の結果より、表示素子１００にシングル−パルス電圧を印加した場合には、いずれの場合にも、カラー表示されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示素子の動作を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【図６Ａ】本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の実施例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の比較例１に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【図７Ｂ】本発明の比較例２に係るポテンシャルプログラマーの有する電圧印加プログラムを示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 表示装置
１１０ 表示素子
１１１ 表面基板
１１２ 背面基板
１１３ 作用電極
１１４ 対向電極
１１５ 銀スパッタ層
１１６ 参照電極
１１７ 仕切り部材
１１８ 電解質溶液
１１９ 結晶核
１２０ 結晶粒
１３０ ポテンシオスタット
１３１ ポテンシャルプログラマー
２００ 画像表示装置
２０１ 画像表示媒体
２０２Ａ 列電極駆動回路
２０２Ｂ 行電極駆動回路
２０３ 電圧印加部
２０４ 信号制御部
２０５ 画像記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上に金属の核結晶を形成する第１の工程と、
前記核結晶の表面に溶液から金属を析出させ、表示色に対応した粒径を有する粒子を形成する第２の工程と、
を有することを特徴とする表示方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記溶液から前記核結晶を形成することを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項３】
前記第２の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記溶液から金属を析出させることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項４】
前記第１の印加電圧の印加時間を制御することにより、形成する前記核結晶の数を制御することを特徴とする請求項２に記載の表示方法。
【請求項５】
前記核結晶の数を制御することにより、表示濃度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項６】
前記粒径の制御は、前記第２の印加電圧の印加時間を制御することにより行うことを特徴とする請求項３に記載の表示方法。
【請求項７】
前記金属は、金または銀であることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項８】
前記第１の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記金属の溶液から前記金属の核結晶を形成し、
前記第２の工程は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記金属の溶液から前記金属を析出させ、
前記第２の印加電圧は、前記第１の印加電圧よりも小さい電圧であることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項９】
透明な第１の電極を有する透明材料からなる表面基板と、
前記表面基板に対向して設けられた、第２の電極を有する背面基板と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に密閉された電解質溶液と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部を制御して、前記電解質溶液から金属を析出させ、前記第１の電極上に表示色に対応した粒径を有する金属の粒子を形成させる制御部と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記電圧印加部が印加する前記電圧の大きさ及び印加時間を制御することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の電極または第２の電極の電位の基準とする参照電極を有することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記電解質溶液は、光を反射する白色のコロイド粒子を分散させたものであることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に、光を反射する白色の反射板を設けたことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記金属は、金または銀であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１および第２の電極、および前記電解質溶液によって構成される発光素子をアレイ状に配列したことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１】
電極上に金属の核結晶を形成する第１の工程と、
前記核結晶の表面に溶液から金属を析出させ、表示色に対応した粒径を有する粒子を形成する第２の工程と、
を有することを特徴とする表示方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記溶液から前記核結晶を形成することを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項３】
前記第２の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記溶液から金属を析出させることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項４】
前記第１の印加電圧の印加時間を制御することにより、形成する前記核結晶の数を制御することを特徴とする請求項２に記載の表示方法。
【請求項５】
前記核結晶の数を制御することにより、表示濃度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項６】
前記粒径の制御は、前記第２の印加電圧の印加時間を制御することにより行うことを特徴とする請求項３に記載の表示方法。
【請求項７】
前記金属は、金または銀であることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項８】
前記第１の工程は、前記電極を第１の電極とし、前記第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極との間に第１の印加電圧を印加して、前記金属の溶液から前記金属の核結晶を形成し、
前記第２の工程は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に第２の印加電圧を印加して、前記金属の溶液から前記金属を析出させ、
前記第２の印加電圧は、前記第１の印加電圧よりも小さい電圧であることを特徴とする請求項１に記載の表示方法。
【請求項９】
透明な第１の電極を有する透明材料からなる表面基板と、
前記表面基板に対向して設けられた、第２の電極を有する背面基板と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に密閉された電解質溶液と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部を制御して、前記電解質溶液から金属を析出させ、前記第１の電極上に表示色に対応した粒径を有する金属の粒子を形成させる制御部と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記電圧印加部が印加する前記電圧の大きさ及び印加時間を制御することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の電極または第２の電極の電位の基準とする参照電極を有することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記電解質溶液は、光を反射する白色のコロイド粒子を分散させたものであることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に、光を反射する白色の反射板を設けたことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記金属は、金または銀であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１および第２の電極、および前記電解質溶液によって構成される発光素子をアレイ状に配列したことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２００７−８６１８８（Ｐ２００７−８６１８８Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７２５０５（Ｐ２００５−２７２５０５）
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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