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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-02-12
(54)【発明の名称】光駆動エレクトロクロミックディスプレイ
(51)【国際特許分類】
G02F 1/155 20060101AFI20250204BHJP
G02F 1/15 20190101ALI20250204BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20250204BHJP
G02F 1/153 20060101ALI20250204BHJP
G02F 1/157 20060101ALI20250204BHJP
【ＦＩ】
G02F1/155
G02F1/15
G09F9/30 380
G09F9/30 349D
G09F9/30 349Z
G02F1/153
G02F1/157
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024540032
(86)(22)【出願日】2023-01-13
(85)【翻訳文提出日】2024-08-05
(86)【国際出願番号】 EP2023050773
(87)【国際公開番号】W WO2023135270
(87)【国際公開日】2023-07-20
(31)【優先権主張番号】22151896.2
(32)【優先日】2022-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524024018
【氏名又は名称】フレシェイプ ソシエテ アノニム
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クン、イェン － チェン
(72)【発明者】
【氏名】リュー、ユハン
【テーマコード（参考）】
2K101
5C094
【Ｆターム（参考）】
2K101AA22
2K101DA01
2K101DB04
2K101DB06
2K101DB27
2K101DB43
2K101DB63
2K101DB71
2K101DC04
2K101DC24
2K101DC25
2K101DC33
2K101EA02
2K101EA13
2K101EB71
2K101EC02
2K101EC24
2K101EC46
2K101EE22
2K101EG01
2K101EG05
2K101EG09
2K101EG52
2K101EG76
2K101EJ16
2K101EJ32
5C094AA08
5C094AA13
5C094AA44
5C094BA52
5C094CA19
5C094DA12
5C094DA13
5C094EB02
5C094ED01
5C094ED11
5C094ED13
5C094ED20
5C094FA02
5C094FB01
5C094FB02
5C094FB12
5C094GA01
(57)【要約】
本発明は、第１の電極層及び第２の電極層と、前記電極層の間に設けられ、赤外線光に対して高感度である材料を含む光導電体層と、エレクトロクロミック材料層と、を含む光駆動式ディスプレイ、反射ディスプレイに関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光アドレス方式のディスプレイ（１１０）であって、－ 第１及び第２の電極層（１１、１２）と、
－ 前記電極層の間に設けられ、赤外線（ＩＲ）光に対して高感度である材料を含む光導電体層（２０）と、
－ 前記導電体層（２０）と前記第１の電極層（１１）との間に設けられた、エレクトロクロミック材料（４１～４３）及び／又はエレクトロクロミック材料層（４０）と
を備える、光アドレス方式のディスプレイ（１１０）。
【請求項2】
可視スペクトラムの全ての光及び／又はほぼ全ての光を反射し、前記ディスプレイ上に表示される情報及び／又は画像に対する、好ましくは明るい及び／又は鮮やかな背景を提供する可視光反射材料及び／又は可視光反射層（６８、６０）をさらに備え、前記可視光反射材料及び／又は前記可視光反射層は、ＩＲ光の少なくとも一部の波長に対して透過性である、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項3】
別個の層（６０）内に設けられる、又は前記エレクトロクロミック材料層（４０）内に設けられる、１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料（６１）を含む、請求項１又は２に記載のディスプレイ。
【請求項4】
前記エレクトロクロミック材料層（４０）は、前記エレクトロクロミック材料層（４０）内の第１、第２及び第３の空間的に隔てられた領域（４４～４６）内に設けられた第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料（４１～４３）を含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項5】
前記第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料は、前記第１の電極層（１１）と前記第２の電極層（１２）との間に生じる電流及び／又は電圧に依存して、ＲＧＢ混色を可能にするという条件で、それぞれに電流及び／又は電圧を加えると、赤（４１）、緑（４２）及び青（４３）にそれぞれ変化することができる、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項6】
前記１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料（６１）は、第１のＩＲフィルタリング材料又は第１の複数のＩＲフィルタリング材料であり、前記ディスプレイは、第２のＩＲフィルタリング材料又は第２の複数のＩＲフィルタリング材料（６２）並びに第３のＩＲフィルタリング材料又は第３の複数のＩＲフィルタリング材料（６３）をさらに含み、前記第１、第２及び／又は第３の複数のＩＲフィルタリング材料は、それぞれの複数のＩＲフィルタリング材料内に存在する少なくとも１つのＩＲフィルタリング材料に対して異なっている、請求項３から５までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項7】
前記第１、第２及び／又は第３のＩＲフィルタリング材料及び／又は前記複数のＩＲフィルタリング材料（６１～６３）は、第１、第２及び／又は第３の異なるエレクトロクロミック材料（４１～４３）をそれぞれ含む、前記第１、第２及び／又は第３の空間的に隔てられた領域（４４～４６）内に設けられる、請求項４から６までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項8】
前記第１、第２及び／又は第３のＩＲフィルタリング材料及び／又は前記複数のＩＲフィルタリング材料（６１～６３）は、別個のＩＲフィルタ層（６０）内に設けられ、前記ＩＲフィルタ層は、空間的に隔てられた領域内に前記第１、第２及び／又は第３のＩＲフィルタリング材料及び／又は前記複数のＩＲフィルタリング材料を含む、請求項６に記載のディスプレイ。
【請求項9】
前記第１、第２及び／又は第３のＩＲフィルタリング材料及び／又は前記複数のＩＲフィルタリング材料（６１～６３）は、前記エレクトロクロミック材料層（４０）の第１、第２及び／又は第３の領域（４４～４６）と整列される、及び／又はそのような領域と実質的に重なる、請求項６から８までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項10】
前記エレクトロクロミック材料層（４０）と前記光導電体層（２０）との間に設けられた、異方性導電材料層（７０）を備える、請求項１から９までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項11】
前記エレクトロクロミック材料層（４０）内に、前記１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料（６１）を含む層（６０）内に、又は別個の層内に設けられた白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）を含み、前記白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）は好ましくは、前記ディスプレイ上に表示される情報及び／又は画像のための背景を提供する、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項12】
前記白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）は、前記光導電体層（２０）と前記エレクトロクロミック材料層（４０）との間に、又は前記エレクトロクロミック材料層内に設けられる、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項13】
前記白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）は好ましくは、ＩＲ光を許容する、請求項１１から１２までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項14】
前記光導電体層（２０）は、赤外線光（ＩＲ）に対して高感度である前記材料を含む１つ又は複数の電荷発生層と、電子輸送材料及びホール輸送材料から選択された材料を含む１つ又は複数の電荷輸送層とを含めた複数の層を備える、請求項１から１３までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項15】
前記光導電体層（２０）は、有機無機灰チタン石フォトダイオード、シリコンフォトダイオード、及び別の光活性化材料を含むＮＩＲ高感度フォトダイオードから選択された１つ又は複数を含む、請求項１から１４までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項16】
前記第１の電極（１１）と前記第２の電極（１２）との間にバイアス電圧を提供するためのバイアス電圧印加ユニット（９５）をさらに備える、請求項１から１５までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項17】
後方基板（９２）をさらに備え、前記第２の電極（１２）は、前記後方基板によって支持される、及び／又はその上に堆積され、前記後方基板（９２）は、可視光に対して不透明である、請求項１から１６までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項18】
透明の後方基板（９３）をさらに備え、前記第２の電極（１２）は、前記透明の後方基板（９２）によって支持される、及び／又はその上に堆積される、請求項１から１６までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項19】
透明の前方基板（９１）をさらに備え、前記第１の電極（１１）は、前記透明の前方基板（１１）によって支持される、及び／又はその上に堆積され、前記透明の前方基板（９１）は好ましくは、ＩＲ光を許容する、請求項１から１８までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項20】
ＩＲ光を放出する、好ましくは３つ以上の異なる波長又は波長範囲のＩＲ光を放出するように構成された光照射ユニットをさらに備える、請求項１から１９までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項21】
前記光照射ユニットは、パターン形成されたＩＲ光の供給源である、請求項２０に記載のディスプレイ。
【請求項22】
前記エレクトロクロミック材料層（４０）は、その上に１つ又は複数のエレクトロクロミック材料（４１～４３）が堆積されるメソ多孔性層及び／又はナノ粒子（４７～４９）を含み、前記エレクトロクロミック材料層（４０）は、電解質（５０）を備える、請求項１から２１までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項23】
白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）は、前記エレクトロクロミック材料層（４０）内に設けられ、好ましくは前記メソ多孔性層及び／又はナノ粒子（４７～４９）と、前記光導電体層（２０）との間、或いは存在するならば、前記異方性材料層（７０）との間、より好ましくは前記電解質（５０）内に設けられる、請求項１１から２２に記載のディスプレイ。
【請求項24】
１つ又は複数のエレクトロクロミック材料（４１～４３）は、前記エレクトロクロミック材料層（４０）内で自由に拡散する、及び／又は拘束されないように設けられ、好ましくは、堆積しない、及び／又は非重合体材料の形態で、好ましくは小及び中サイズの分子から選択される材料の形態で設けられる、請求項１から２１までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項25】
前記１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料（６１）は、前記エレクトロクロミック材料層（４０）内に設けられる、請求項３から２４に記載のディスプレイ。
【請求項26】
前記１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料（６１）は、別個の層内に、又は前記光導電体層（２０）又は存在するならば前記異方性材料層（７０）と、前記第１の電極（１１）との間、好ましくは前記光導電体層（２０）又は存在するならば前記異方性材料層（７０）と、前記エレクトロクロミック材料層（４０）との間のフィルム内に設けられる、請求項３から２４までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項27】
透明の後方基板（９３）を備え、前記第２の電極（１２）は、前記透明の後方基板（９２）よって支持される、及び／又はその上に堆積され、白色光を反射し、白の背景を提供するための白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料（８０）は、存在せず、前記光導電体層（２０）は好ましくは、可視光の少なくとも一部に対して透明である、請求項１から２６までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項28】
ＩＲ光に対して透明であり、任意選択で可視光に対して不透明である後方基板（９４）を備え、前記第２の電極（１２）は、前記透明の後方基板（９４）よって支持される、及び／又はその上に堆積され、前記１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料（６１）は、前記後方基板（９４）上に堆積され、前記後方基板（９４）上の別個の層内に設けられる、及び／又は前記第２の電極層（１２）と前記後方基板（９４）との間に設けられる、請求項１から２６までのいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項29】
白色光及び／又は全ての光の散乱材料及び／又は反射材料（８１）が、前記エレクトロクロミック材料層（４０）と前記光導電体層（２０）との間に、又は前記エレクトロクロミック材料層（４０）内に、好ましくは前記１つ又は複数のエレクトロクロミック材料（４１～４３）と前記光導電体層（２０）との間に設けられる、請求項２８に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、ディスプレイの分野に関し、詳細には、光駆動ディスプレイ、パッシブディスプレイ、反射ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ及び上記に挙げたカテゴリのうちの２つ以上に属するディスプレイに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの現在普及しているアクティブディスプレイの代替として、パッシブディスプレイを提供しようと努力している。そのような従来技術のディスプレイは、光を放出し、それによって人の目を疲れさせること、比較的狭い視野角を有すること、高いエネルギー消費を有すること、低いコントラストを有すること、例えば屋外条件では、変化する環境の光に適合されないという欠点を有する。パッシブスクリーンでは一方、画像は、発光ピクセルなどの光の放出によって生み出されるのではなく、スクリーン上又はスクリーン内での環境の光の反射によって生み出される。パッシブディスプレイを見ることは、光度ベースのスクリーンを利用するよりも、プリント媒体を見ることにより該当する。パッシブスクリーンは、上記に挙げた欠点を呈示することがなく、よって、屋外スクリーン（直接の日射の下でのより高いコントラスト）にとって、及びスクリーンベースの読み取り（高いコントラスト、人の目をあまり疲れさせない）にとってとりわけ有利であるとみなされてよい。パッシブディスプレイはまた、電子ペーパー、ｅ－ペーパー又はインクディスプレイと呼ばれることもある。
【0003】
現在、商業的に利用可能なパッシブスクリーンは少なく、出願人の知る限りは、競合するフルカラーのパッシブディスプレイは、今のところ市場にはない。フルカラーのｅ－ペーパーが考案されているが、その性能は総じて、色の純度及び／又は色のコントラストの点において低い。アクティブマトリックスをベースとした全てのスクリーンに適用可能な欠点は、ディスプレイ面が一般に、アクティブマトリックスのサイズに制限されることである。そのようなディスプレイの既存の技術での課題は、製造コスト、ディスプレイサイズに適応性がないこと、一般に低速の切り替え時間及びフルカラーディスプレイを達成しにくいことに関する。
【0004】
特許文献１は、光アドレス方式のディスプレイ及び光適用ユニットを備えるディスプレイのための駆動装置を開示する。ディスプレイの機構は、液晶を備える光調節層と、アドレス光を吸収し、電荷担体を生成し、液晶上で作用するための２つの電極の間の電流の流れを可能にすることが可能な有機感光層とを備える。電流の流れがアドレス光によってトリガされると、電極被覆面にわたるクロストークがこのデバイスではどのように阻止されるかは開示されていない。加えて、このデバイスは、単色デバイスである。最終的に、デバイスは、ディスプレイを駆動するのに背面照明を必要とし、そうでなければ、アドレス光が、画像ディスプレイと干渉することが予測される。
【0005】
非特許文献１は、液晶に基づく同様の原理を開示しているが、フルカラー特性を負うためには、複雑で多層の機構を有する。このデバイスでは、２つの電極対デバイスが、互いの上に積み重ねられ、この場合、ＲＧＢ混色によるフルカラーディスプレイを可能にするために、上のデバイスは、青色と緑色のための２つの積み重なった液晶層を備え、下のデバイスは、赤色のためである。このデバイスは、製造するのが複雑であり、２つの積み重なった電極対の要件のためにより多くの電力を消費する。特許文献１と同様に、背面照明が必要である。
【0006】
特許文献３は、プロジェクタ、ＬＥＤ又はレーザからの光で前方からアドレスすることができる反射カラーディスプレイを開示する。このデバイスは、カラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）、双安定のディスプレイ媒体、及び光導電体材料（一対の電極間に挟まれている）を備える。双安定媒体は、画像が、迅速にアップデートされなかったとしても、表示される画像が、特定の時間の間表示され続けることを意味する。双安定媒体は一般に、回転するバイクロマル球体又はシリンダの形態で、とりわけ電気泳動粒子の形態で提供される。この文献は、このデバイスにおいて使用される連続電極に沿ったクロストークの回避に関しては何も語っていない。デバイスはまた、時間依存性波形の形態で加えられる電位を必要とし、これは、複雑な回路設計でのみ達成可能な可能性がある。ディスプレイ側で使用されるカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）は、スクリーンによって表示される画像の鮮明度及び／又は明るさに影響を与える場合がある。
【0007】
特許文献２は、各々が一対の電極、光導電体層及びエレクトロクロミック（ＥＣ）層を有する、積み重なった層を備えるフルカラー光書き込みディスプレイを開示する。フルカラー特性のために、異なるスペクトラム感度を有する異なる光導電体が使用され、そのため一部の光導電体を異なる駆動光によってアドレスすることができる。別の作動モードでは、所望の色を有するＥＣ材料を含むＥＣ層に対して作用するこのような電極にバイアス電圧が選択的に加えられる。
【0008】
特許文献３は、電気光学媒体を駆動するために、２つの電極の間に配置された光導電材料を利用する光駆動反射ディスプレイに関する。この開示は、バイクロマル球体などの粒子の形態で電気光学媒体を利用して、画像を生成する。特許文献４は、それが、背面駆動ディスプレイに関する点において特許文献３とは異なる。フルカラーディスプレイにおいて、異なる感度を有する光導電材料の粒子が使用され、この場合、異なる材料の異なる移動行動又は異なる電気泳動特性は、適切な色を表示するサブピクセルをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第８，５４７，３１３号明細書
【特許文献2】米国特許第７，１１６，３０９号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０２０／０００４０９８号明細書
【特許文献4】米国特許出願公開第２００３／００７７６５７６号明細書
【特許文献5】国際公開第２０１４／１８０７８０号
【特許文献6】米国特許第６，５９２，７８３号明細書
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】Haruo Harada et al, "Full-color photo-addressable electric paper using cholesteric liquid crystals and organic photoconductors", Journal of the SID 16/12, 2008
【非特許文献2】Hsin-Wei Chen et al, "A Switchable High-Sensitivity Photodetecting and Photovoltaic Device with Perovskite Absorber", J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1773-1779
【非特許文献3】Thomas Moehl etv al., "Strong Photocurrent Amplification in Perovskite Solar Cells with a Porous TiO2 Blocking Layer under Reverse Bias", J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3931-3936
【非特許文献4】Alesanco et al, "All-in-One Gel-Based Electrochromic Devices: Strengths and Recent Developments", Materials, 2018, 11, 414
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の目的は、従来技術で見られる制限を回避する、パッシブディスプレイを提供することである。本発明の目的はよって、大型の、屋外ディスプレイを含め、全ての所望されるサイズにおいて容易に、コスト効率的に実現することができるディスプレイを提供することである。フルカラーディスプレイを提供するために使用することもできる技術を提供することが目的である。さらに、ディスプレイ上での迅速な消去及び／又は新しい画像の迅速な生成を含め、表示される画像の迅速な変更を可能にする、高速の切り替え時間を有するディスプレイを提供することが目的である。本発明の目的は、光アドレス可能なディスプレイを提供することである。
【0012】
本発明によって対処されるさらなる目的及び問題は、以下の発明の態様及び実施例の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0013】
驚くべきことに、本発明者等は、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料に基づいており、その色状態は好ましくは、一対の電極の助けを借りて制御することができる、光アドレス可能な、好ましくは反射ディスプレイを提供する。
【0014】
一態様において、本発明は、第１の電極層及び第２の電極層と、その導電性を電磁照射を加えることによって調節することができる導体層とを備えるフォトアドレスディスプレイ及び／又はフォトアドレス可能ディスプレイを提供する。この層は、光導電体層と呼ばれ、電極層の間に設けられる。本発明のディスプレイはさらに、前記光導電層と前記第１の電極層との間に設けられるエレクトロクロミック材料層を備える。
【0015】
一態様において、本発明は、第１の電極層及び第２の電極層と、前記電極層の間に設けられ、赤外線光（ＩＲ）に対して高感度な材料を含む光導電体層と、前記光導電体層と前記第１の電極層との間に設けられたエレクトロクロミック材料層と、別個の層内に、又は前記エレクトロクロミック材料層内に設けられた１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料とを備えるフォトアドレスディスプレイ及び／又はフォトアドレス可能ディスプレイを提供する。
【0016】
一態様において、本発明は、第１の電極層及び第２の電極層と、前記電極層の間に設けられ、赤外線光（ＩＲ）に対して高感度である材料を含む光導電層と、前記光導電層と前記第１の電極層との間に設けられるエレクトロクロミック材料層と、可視光反射材料及び／又は可視光反射材料層であって、好ましくは、可視スペクトラムの全ての光及び／又はほぼ全ての光を反射し、前記ディスプレイ上に表示される情報及び／又は画像のための背景を提供する可視光反射材料及び／又は可視光反射材料層とを備えるフォトアドレスディスプレイを提供する。
【0017】
一態様において、発明は、発明のディスプレイと、例えばプロジェクタ、ＬＥＤ、レーザなどの光源とを備える組立体を提供する。
【0018】
好ましい一実施例において、発明のディスプレイは、前記エレクトロクロミック材料層内に、前記赤外線（ＩＲ）フィルタ材料を含む層内に、又は別個の層内に設けられる白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料を備え、この場合、前記白色光散乱材料及び／又は前記白色光反射材料は好ましくは、前記ディスプレイ上に表示される情報及び／又は画像のための背景を提供する。
【0019】
発明のさらなる態様及び好ましい実施例は、以下で、及び添付の特許請求の範囲において定義される。発明のさらなる特徴及び利点は、以下に提供される好ましい実施例の記載から当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1A】単色ディスプレイのために提供された、発明の第１の実施例によるディスプレイの機構を概略的に示す図である。
【図1B】フルカラーディスプレイのために提供された、発明の第２の実施例によるディスプレイの機構を概略的に示す図である。
【図2A】発明の一実施例による、ディスプレイの光駆動動作の動作を概略的に示す図である。
【図2B】発明の一実施例による、ディスプレイの光駆動動作の動作を概略的に示す図である。
【図3】発明の一実施例による、フルカラー、前方光駆動式ディスプレイの機構をより詳細に概略的に示す図である。
【図4】発明の別の実施例による、フルカラー、前方光駆動式ディスプレイをより詳細に概略的に示す図である。
【図5】発明のさらに別の実施例による、フルカラーディスプレイをより詳細に概略的に示す図である。
【図6A】発明のさらなる実施例による、フルカラー、背面光駆動式ディスプレイを概略的に示す図である。
【図6B】発明のさらなる実施例による、フルカラー、背面光駆動式ディスプレイを概略的に示す図である。
【図7A】発明のさらなる実施例による、フルカラー透明ディスプレイを概略的に示す図である。
【図7B】発明のさらなる実施例による、フルカラー透明ディスプレイを概略的に示す図である。
【図8A】発明の一実施例によるデバイスの、概略的な図を示す図である。
【図8B】発明の一実施例によるデバイスの、写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以後、発明のデバイスの好ましい実施例は、本発明の範囲を限定するいかなる意図もない状態で、発明を例示するために記載される。
【0022】
本発明は、フォトアドレス方式のディスプレイ又はフォトアドレス可能ディスプレイに関する。発明のディスプレイでは、画像は好ましくは、電磁放射でディスプレイを照射することによって、好ましくは、赤外線（ＩＲ）、ＵＶ及び／又は可視スペクトラムの光で、好ましくはＩＲ光でディスプレイを照射することによって生成される。好ましい一実施例において、前記ＩＲ光は、近ＩＲ光を含む。別の実施例では、前記ＩＲは、近ＩＲ光は除外する。好ましい一実施例において、ディスプレイをアドレスするための光は、７００～１０００ｎｍの範囲内の波長を有する。
【0023】
一実施例において、発明のディスプレイは、ＩＲ光を放出する、好ましくは３つ以上の異なる波長又は波長範囲のＩＲ光を放出するように構成された光照射ユニットを備える。
【0024】
好ましくは、ディスプレイは、例えば好適なプロジェクタ、レーザ、レーザプロジェクタ、ＬＣＤプロジェクタ及びＬＥＤなどの照射源を経由して照射される。好ましくは、照射源は、画像を投影する、及び／又はパターン形成された画像を、好ましくはＩＲ光で生成するのに適している。
【0025】
用語「画像」は、本明細書では、いかなる限定もなしに、図式的な、また文書の視覚的に表示された内容を指すのに使用される。それをディスプレイ上で人の目に見えるようにすることができる限り、それは、画像、テキスト、数字、シンボル、情報を含む。
【0026】
この明細書中で使用される用語「ディプレイ」は、上記で定義した画像を目に見えるようにするのに適した好ましくは連続する表面を備える全ての種類の対象物を含むことが意図されている。ディスプレイの実例は、ｅ－ペーパー、フラットスクリーン、ボード、板紙タイプの表面、可撓性及び堅固な物体、ウィンドウ、壁、プロジェクタ面などを含む。ディスプレイは、可撓性であっても、剛性であってもよい。さらに、ディスプレイは、平坦である、湾曲している、又はそれ以外の方法で構成されてもよい。好ましくは、ディスプレイは、電子式に記憶された情報、例えばコンピュータ可読ファイルの形態の情報などに基づいた前記画像を生成するのに適している。
【0027】
本発明のディスプレイは好ましくは、「反射」及び／又は「パッシブ」である。これらの用語は、ディスプレイ上に示される画像が、本、雑誌などの印刷媒体での場合、環境光の反射を通して見ることができること、及び好ましくは、例えば、ＬＥＤディスプレイ、ＯＥＬＤディスプレイ、背面発光ＬＣＤ及びプラズマディスプレイなど、可視光放出ユニットによっては生成されないことを意味することが意図されている。したがって、ディスプレイは好ましくは、異なる屋外条件で比較的大きな視野角、高いコントラスト及び優れた可視性を提供する。
【0028】
好ましい実施例では、発明のディスプレイは、前方駆動式であり、これは、（画像を生成するために）ディスプレイを駆動するのに使用される照射が、ディスプレイに向かって放出され、ディスプレイの視る側でディスプレイに進入することを意味している。別の実施例では、発明のディスプレイは、後方駆動式であり、ディスプレイを駆動するのに使用される照射が視る側の反対側の側に向かって放出されることを好ましくは意味している。後方駆動式ディスプレイでは、画像の生成を推進する光は、背面からデバイスに進入する。
【0029】
【0030】
図１Ａは、第１及び第２の、前方電極及び後方電極１１、１２をそれぞれ備えるディスプレイ１１０を示す。少なくとも前方電極１１は、ディスプレイの視る側に向かって設けられており、好ましくは、少なくとも可視光に対して透明であり、好ましくはＩＲ光にも透明である。前方電極１１は好ましくは、前方基板９１と対応付けられており、これもまた好ましくは、少なくとも可視光及びＩＲ光に対して透明である。
【0031】
好ましい実施例では、ディスプレイは、透明の前方基板９１を備え、この場合、前記第１の電極１１は、前記透明の前方基板１１上で支持される、及び／又はその上に置かれ、前記透明の前方基板９１は好ましくは、ＩＲ光を許容する。
【0032】
ディスプレイ又はディスプレイ１１０の視る側は、参照番号１５で指示されており、視る側は、これにより、第１の電極１１の側に設けられる、及び／又は透明基板９１と対応付けられている。
【0033】
後方電極１２は好ましくは、後方基板９２と対応付けられている。後方電極及び後方基板は、透明である必要はない。好ましくは後方基板９２は、可視光に対して不透明であり、好ましくは全ての可視光を吸収する、及び／又は反射する。示される実施例では、後方基板９２は、デバイスの背面側１６を形成し、背面側は、ほとんどの実施例においてディスプレイ側１５に向かい合っている。
【0034】
【0035】
好ましくは、一方又は両方の電極１１、１２は、連続電極であり、前方基板及び／又は後方基板を好ましくは連続するやり方で覆っている。好ましくは、一方又は両方の電極は、デバイスの複数のピクセル及び／又はサブピクセルを覆って、より好ましくは、デバイスの全てのピクセル及び／又はサブピクセルを覆って連続して延在する。好ましくは、一方又は両方の電極は、ディスプレイ面の全体又はその大半の部分にわたって連続して延在する。好ましくは、一方又は両方の電極は、１つの単一電極として（又は一対の対向する電極として一緒に）それぞれアドレス可能であり、複数の別個の電極で構成されてはいない。好ましくは、電極は、アクティブマトリックスの一部ではない。
【0036】
好ましくは、発明のディスプレイには、３つ以上の電極のスタック、及び／又は各ディスプレイ部材が、エレクトロクロミック層及び光導電体層を含む複数のエレクトロクロミックディスプレイ部材のスタックがない。
【0037】
一実施例において、ディスプレイは、前記第１の電極１１と前記第２の電極１２との間にバイアス電圧を提供するためのバイアス電圧印加ユニット９５を備える。
【0038】
ディスプレイ１１０は好ましくは、光導電体層２０と、エレクトロクロミック材料層４０とを備える。
【0039】
本明細書の目的のために、用語「層」は、複数の形式の「層」を含み、よって、対応する層は、いくつかの層を備える、及び／又はいくつかの層で基本的に成り立つことを包含する。さらに、１つの層は、図面中に別個の層として示される異なる構成要素を備えてもよい。したがって、図面中に別個の層として示されるものは、必ずしもそうである必要はないが、単一の識別可能な層又は単一の区別可能な層に組み込まれる場合もある。例えば、一部のケースでは、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料を含むエレクトロクロミック材料層４０はさらに、ＩＲフィルタリング材料、白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料及び異方性層から選択された１つ又は複数を含んでもよく、これらの層及び材料は、一部の実施例ではまた、層４０とは別個の層及び／又は層４０とは区別できる層の形態で提供されてもよい。単一のＩＲフィルタリング材料の代わりに、複数のＩＲフィルタリング材料が存在してもよい。
【0040】
好ましい一実施例では、前記光導電体層２０は、複数の層、例えば、２～１０又は２～５の層を備え、これには、赤外線光（ＩＲ）に対して高感度な前記材料を含む１つ又は複数の電荷発生層、並びに電子輸送材料及びホール輸送材料から選択された材料を含む１つ又は複数の電荷輸送層が含まれる。
【0041】
本明細書の目的のために、「光導電体」層は、事前定義された波長又は波長範囲を有する電磁照射に、好ましくはＩＲ光に層を曝すことによってその導電性を調整することができる層である。
【0042】
好ましい一実施例では、光導電体層２０は、フォトダイオードを備える、及び／又はフォトダイオードとして機能する。
【0043】
好ましくは、光導電体層２０は、好適な光、とりわけＩＲ光で照射すると、電極間の電流の流れ及び／又は電圧を可能にする、及び／又はトリガする機能を有する。光導電体層は、特許文献１に記載されるように提供されてよく、２つの電荷発生層の間に挟まれた電荷輸送層を備える。特許文献１は、参照により本明細書に全体が組み込まれる。電荷発生層は好ましくは、感光性材料を含み、この材料は、アドレス放射を吸収すること、励起子を生成すること、及び電荷発生層内で、又は電荷発生層と電荷輸送層との間の境界面において自由電荷に効果的に切り離すことを可能にする。電荷輸送層は、放射によって発生した電荷担体が注ぎ込まれ、バイアス信号が適用された電場内で浮遊する機能を有する層である。本発明によって使用され得る光導電体層は、特許文献３においても参照され、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0044】
好ましい一実施例では、光導電体層２０は、灰チタン石材料を含み、好ましくは有機無機灰チタン石フォトダイオード層、とりわけ有機向き灰チタン石フォトダイオードを備える。一実施例では、フォトダイオードは、ＩＲ領域において１００％を超える、好ましくは１０００％を超える外部量子効率を有する。
【0045】
好ましい一実施例では、光導電体層２０は、有機アンモニア金属ハロゲン化物灰チタン石を含み、金属は、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｒ２＋、Ｐｄ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、Ｅｕ２＋、Ｙｂ２＋、Ｂｉ３＋及びＳｂ３＋から選択されてよく、好ましくは、例えば鉛及び／又はスズカチオンから選択されてよい。一実施例では、光導電体層２０は、特許文献５に開示されるように、有機無機灰チタン石材料を含む。灰チタン石材料は、混合アニオンであってよく、例えば、混合ハロゲン化物及び／又は混合カチオン灰チタン石であってもよい。
【0046】
そのような灰チタン石材料は、ＩＲ光に対して高感度であり、ＩＲ光で照明されると電荷担体を発生させるように報告されてきた。典型的には有機無機灰チタン石材料は、電子伝導層とホール伝導層との間に挟まれる。
【0047】
好ましい一実施例では、光導電体層２０は、有機無機灰チタン石フォトダイオード層を備え、とりわけ、ＩＲ領域において＞１００％の外部量子効率を呈する、より好ましくは＞５００％の外部量子効率、及び最も好ましくは＞１０００％の外部量子効率を呈する有機無機灰チタン石フォトダイオードを備える。
【0048】
好適な灰チタン石フォトダイオードは、非特許文献２及び非特許文献３に開示される。いくつかの実施例において、光導電体層２０は、メソ多孔性層、例えば多孔性ＴｉＯ２を備える。
【0049】
いくつかの実施例において、ＮＩＲ高感度光導電体層２０は、シリコン材料又は別の光活性化材料に基づくフォトダイオードを備える。上記に記載したシリコン及び灰チタン石以外の光活性化材料は、例えばＧａＡｓ、Ｇｅ、ＩｎＰ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＯ、チタニルフタロシアニンから選択されてよい。ＮＩＲ高感度光導電体層は、２つ以上の異なる光活性化材料の組み合わせを含んでもよい。
【0050】
一実施例では、光導電体層２０は、感光性ｐｎ接合を備える。
【0051】
本発明のディスプレイは好ましくは、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料を含む。エレクトロクロミック材料は好ましくは、エレクトロクロミック材料層４０内に設けられる。
【0052】
エレクトロクロミック材料は、酸化状態に応じて、とりわけ、酸化還元反応を受けるようにエレクトロクロミック材料を誘導するのに適した印加電圧に依存して、その色を変化させる材料である。発明のディスプレイは好ましくは、１つ又は複数の、例えば２つ、３つ又は４つのエレクトロクロミック材料層を備え、これらは好ましくは、異なるエレクトロクロミック材料を含む。好ましくは、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料は好ましくは独立して、印加電圧に応じて、少なくとも実質的に透明の状態と、色がついた状態とを有することが可能である。色がついた状態では、エレクトロクロミック材料は好ましくは、暗色（暗い青、暗い緑、暗い赤又は暗い黒）或いは例えば黄色、シアン、マゼンタ及び黒から選択された色を示す。図１Ａに示されるような特定のディスプレイは好ましくは、単色ディスプレイであり、ある状態では暗色を有し、別の状態では実質的に透明であるエレクトロクロミック材料を含む。
【0053】
エレクトロクロミック材料層４０は、オールインワン（ＡＩＯ）層の形態で提供されてよく、そこでは、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料は好ましくは、少なくともある程度可動であることが可能であり、例えば、電極に向かって、及び／又は電極から離れるように移動することが可能である。この実施例では、エレクトロクロミック材料は好ましくは、少なくともある程度エレクトロクロミック層４０内に拡散することが可能である、及び／又は好ましくは、拘束されていない。拡散は好ましくは、溶媒を含むマトリックス内又は電解質内で生じる。この実施例によると、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料は好ましくは、小又は中サイズの分子である、及び／又は重合体ではない。好ましくは、ＡＩＯ構成において、エレクトロクロミック材料は、堆積しない。
【0054】
好ましくは、本明細書で使用される際、用語「小又は中サイズの分子」は、５０００Ｄａ未満の、好ましくは４０００未満の、より好ましくは３０００未満及び最も好ましくは２５００Ｄａ未満の分子重量を有する物質又は化合物を指す。好ましい一実施例では、小又は中サイズの分子は、≦２０００Ｄａの分子質量を有する。典型的には、小又は中サイズの分子は高分子、タンパク質、ポリペプチド又は核酸ではないが、それらはアミノ酸、ジ－及びオリゴマーを含んでもよい。「小分子」は、一般に、≦８００Ｄａの分子質量を有する分子である。
【0055】
別の実施例では、エレクトロクロミック材料は、堆積され、エレクトロクロミック材料層４０全体の中に１つの層を好ましくは形成し、エレクトロクロミック層を形成する。この場合は、エレクトロクロミック材料は好ましくは、不動であり、拡散によって移動することはできず、重合体であってもよい。この場合、エレクトロクロミック材料は好ましくは、電極上、又はそれ自体が堆積され電極に対して不動であるメソ多孔性材料の上など、基板上に堆積される。
【0056】
エレクトロクロミック材料層４０は好ましくは、１つ又は複数の溶媒、１つ又は複数の塩、任意選択の高分子及び場合によっては他の層、例えばイオン貯蔵層、及び機能的エレクトロクロミックユニットを提供するのに必要とされる添加剤及び／又は酸化還元種を含む。エレクトロクロミック材料層４０は好ましくは、例えばゲル化電解質などの電解質を含む。
【0057】
ディスプレイ１１０は好ましくは、光反射材料及び／又は光フィルタリング層６８を備える。層６８の１つの機能又は主要な機能は、全ての可視光又は大半の可視光を反射すること、及び好ましくは、少なくとも一部のＩＲ光を通過させることである。可視光を反射することによって、反射層６８は好ましくは、明るい、及び／又は鮮やかな、好ましくは淡色の、例えば明るいグレーの、又は好ましくは白色背景層を提供する。好ましくは、光反射材料及び／又は光反射層６８は、情報及び／又は画像を引き立たせ、これにより、前記ディスプレイ上で人である観察者にとって見えるようにする背景を提供する。好ましくは、層６８は、白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料を含む。
【0058】
好ましくは、前記光反射材料及び／又は前記光反射層６８は、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料によって表示される画像のための背景を提供する。したがって、反射層６８は好ましくは、白色光及び／又は可視スペクトラムのほとんど全ての光を散乱させる。
【0059】
好ましい一実施例では、反射層６８は、全てのＩＲ光を反射及び／又は吸収するわけではない。
【0060】
好ましい一実施例では、前記可視光反射材料及び／又は前記可視光反射層６８は、ＩＲ光の少なくとも一部の波長に対して透過性である。
【0061】
一実施例では、反射層６８は、ＩＲ光を選択的に反射する、吸収する、又はフィルタに通し、ＩＲ光の特有の通過させる波長に対して透過性である。
【0062】
一実施例では、反射層６８は、例えば、他の実施例に関して本明細書の他の場所に記載されるように、微粒子、又はナノ粒子などの粒子の形態で設けられる。
【0063】
好ましい一実施例では、前記白色光散乱材料及び／又は前記白色光反射材料８０或いは白色光散乱層又は白色光反射層６８は、前記光導電体層２０と前記エレクトロクロミック材料層４０との間に、又は前記エレクトロクロミック材料層の中に設けられる。
【0064】
一実施例では、ディスプレイは、１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料を含み、これは、別個の層内に、又は前記光導電体層２０と前記第１の電極１１との間に、好ましくは前記光導電体層２０と前記エレクトロクロミック材料層４０との間のフィルム内に設けられる。導電性の異方性層が存在する場合（さらに以下を参照されたい）、１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料が、前記異方性層と前記第１の電極１１との間に、好ましくは前記異方性層と前記エレクトロクロミック層４０との間に設けられてもよい。
【0065】
単一の色のデバイスでは、ディスプレイは好ましくは、１つのＩＲフィルタリング材料を含む、又はＩＲフィルタリング材料を全く含まない。図３及び図４に関して記載されるように、複数の異なるＩＲフィルタリング材料６１、６２、６３は例えば、必須ではなく、好ましくは存在しない。
【0066】
好ましい一実施例では、発明のディスプレイは、異方性導電層７０を備える。この層の機能は、クロストークを抑えること、並びに照射されるディスプレイの特定の領域において電流の流れを制限する、及び／又は通すことである。上記で言及したように、第１の電極及び／又は第２の電極は好ましくは、ディスプレイエリアによって被覆されるエリア全体にわたって連続して設けられる。導電異方性層７０は、電流の流れが、アドレス照射が光導電体層２０に突き当たる、ディスプレイのそのようなエリアのみに局所的に生じる、又はそのようなエリアに局所的に制限されることを確実にする。導電異方性層７０は好ましくは、前記エレクトロクロミック材料層４０と前記光導電体層２０との間に設けられ、より好ましくは前記反射及び／フィルタリング層６８と前記光導電体層２０との間に設けられる。
【0067】
異方性導電層及びそれらを生成するための材料は市販されており、例えば特許文献６に記載される手順に従って製造されてよい。
【0068】
異方性導電層７０は好ましくは、より優れた画像品質及び／又は解像度を提供するのに適している。しかしながら、発明はまた、そのような層なしで実行される場合もあるため、異方性導電層は必須ではない。
【0069】
図１Ａに見ることができるように、光導電体層２０は、前記電極層１１と１２との間に設けられる。エレクトロクロミック材料層４０は好ましくは、前記光導電体層２０と前記第１の電極層１１との間に設けられ、すなわち、層４０は、光導電体層２０よりも視る側１５により近い。光フィルタ層及び／又は光反射層６８は好ましくは、層２０と４０との間に設けられる。好ましくは可視光反射材料及び／又は可視光散乱材料は好ましくは、エレクトロクロミック材料と光導電体層との間に設けられ、そのため視る側１５から進入する可視光が光導電体層２０に到達するのを阻止する。
【0070】
好ましい一実施例では、発明のディスプレイは、第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料４１、４２、４３を含む。第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料は好ましくは、活性化されたとき、異なる第１、第２及び第３の色を有する。用語「活性化された」、「活性化」及びその種々の文法上の形態は、エレクトロクロミック材料の文脈において、エレクトロクロミック材料の色のついた状態を指すことが意図されている。前記第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料の色の状態は好ましくは、前記第１の電極層１１と前記第２の電極層１２との間の電位差及び／又は電流の流れに依存する。他の場所で言及したように、電極１１、１２は、フォトダイオード２０内の局所的に変化した導電性に起因して、局所的に制限された、及び／又は局所的に規定された電流の流れ及び／又は電圧を有するように設けられる。
【0071】
異なるエレクトロクロミック材料は好ましくは、多色ディスプレイ及び／又はフルカラーディスプレイを提供するために設けられる。異なるエレクトロクロミック材料は好ましくは、第１、第２、及び第３の空間的に別個の領域４４、４５、４６内に設けられる。例えば、第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料は、上下の３つの別個の層で設けられてもよい、例えば、３つの積み重ねられた、及び／又は３つの重ね合わされた層で設けられてもよい。
【0072】
図１Ｂに示されるディスプレイ１１０は、第１、第２及び第３の空間的に隔てられた領域４４～４６を備え、これらはここでは、エレクトロクロミック材料層４０の実質的に同一平面上の領域又はエリアとして並置される、及び／又は設けられる。好ましい一実施例では、第１、第２及び第３の領域は、水平軸及び／又は視る側１５に平行な軸、若しくはディスプレイの第１の基板９１の軸上で隔てられている、及び／又は離間されている。好ましくは、第１、第２及び第３の領域４４～４６は、視る側１５に対して直角に延在する軸上で、垂直に整列される（すなわち、それらは、同じ垂直位置に設けられる）。したがって、示されるように、第１、第２及び第３の領域は、視る側１５に平行して延在する。
【0073】
空間的に隔てられた領域４４～４６は好ましくは、ディスプレイのピクセル又はサブピクセルを形成する。それらはまた、第１、第２及び第３のエレクトロクロミック領域４４～４６とも呼ばれる。
【0074】
一実施例では、前記空間的に隔てられた領域４４～４６は各々、約１０μｍ２から約１００ｍｍ２、好ましくは約５０μｍ２から約５０ｍｍ２、最も好ましくは約１００μｍ２から約２０ｍｍ２の表面を独立して被覆する。
【0075】
一実施例では、前記第１、第２及び第３の異なるエレクトロクロミック材料４１、４２、４３は、ＲＧＢ又は加法混色の他の形態を可能にするという条件で、その色のついた状態において着色されて、赤、緑及び青をそれぞれ有するエレクトロクロミック材料を含む。発明はまた、ＣＭＹ及びＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、黄色、黒）及び減法混色の他の形態など他のタイプの混色も包含する。
【0076】
図１Ｂ及び他の図面に例示されるディスプレイは、３つの異なるエレクトロクロミック材料を含むが、発明は、４つ以上の異なるエレクトロクロミック材料で実現されてもよく、この場合、ディスプレイは、４つ以上の空間的に隔てられた領域を備えてもよいし、備えなくてもよい。
【0077】
さらに、図面は、近傍の、及び／又は隣接する領域４１～４３間のはっきりとした分離を示すが、発明は、領域が部分的に重なる、及び／又は部分的に融合することで、隔てられた領域の間に輪郭のはっきりとした分離ラインが存在しない場合も包含する。
【0078】
好ましい一実施例では、発明のディスプレイは、１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）フィルタリング材料を含む。ＩＲフィルタリング材料は、エレクトロクロミック材料層４０内、フィルタリング層及び／又は反射層６８内に設けられてよい、或いは本明細書の他の場所に詳細に記載されるように、別個の層内に設けられてもよい。好ましい一実施例では、ＩＲ材料は、化合物、好ましくは小又は中サイズの分子である。
【0079】
好ましい一実施例では、ＩＲフィルタリング材料は、一部のＩＲ放射を選択的にフィルタに通す、及び／又は一部のＩＲ放射に対して選択的に透過性である。
【0080】
一実施例では、ＩＲフィルタリング材料は、少なくとも一部のＩＲ光を吸収する、及び／又は反射する。好ましくは、ＩＲフィルタリング材料は、特定の波長又は特定の波長範囲によって特徴付けられるＩＲ光をフィルタに通す、吸収する、及び／又は反射する。
【0081】
好ましい一実施例では、ディスプレイは、第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は第１、第２及び第３の複数のＩＲフィルタリング材料を含む。好ましくは、これらの異なるＩＲフィルタリング材料は、ＩＲ光の異なる波長及び／又は異なる波長範囲に対して透過性である。
【0082】
本明細書の目的のために、「複数のＩＲフィルタリング材料」は、２つ以上の異なるＩＲフィルタリング材料が、所望のＩＲフィルタリング効果を得るために組み合わせる状況を包含する。「複数のＩＲフィルタリング材料」は、２つ、３つ又はそれ以上の異なるＩＲフィルタリング材料を含む「組み合わせ」、「グループ」及び／又は「組成物」を包含する。複数のＩＲフィルタリング材料には、１０までの異なるＩＲフィルタリング材料、好ましくは５つまでの、最も好ましくは３つまでの異なるＩＲフィルタリング材料が存在してもよい。とりわけ、「複数のＩＲフィルタリング材料」中のＩＲフィルタリング材料は、一部のＩＲ光を阻止する、例えば吸収するが、対応する領域及び／又はエリアに対応付けられた電極を作動させることが意図された特定の波長及び／又は特定の波長範囲のＩＲ光は通過させるように選択される。
【0083】
第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は適用可能であれば複数のＩＲフィルタリング材料は好ましくは、空間的に隔たった領域内にそれぞれ設けられる。例えば、図１Ｂに示されるディスプレイ１１０に関して、第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は異なる複数のＩＲフィルタリング材料は、前記第１、第２及び第３の隔てられた領域４１～４３内に、又は図４及び図５に示される実施例に関してより詳細に記載されるように別個の層６０内に、それぞれ設けられてよい。
【0084】
一実施例では、前記第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は異なる複数のＩＲフィルタリング材料は、図４及び図５に示される実施例に関して記載されるように、互いに対して同一平面上の異なる領域内に設けられる。
【0085】
前記第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は複数のＩＲフィルタリング材料は好ましくは、デバイス内の規定のエリア、領域及び／又は位置を有するように被覆する、及び／又は制限されるように堆積される。第１の領域には、第１のＩＲ材料又は第１の複数の異なるＩＲフィルタリング材料が設けられてよい。第２の領域には、第２のＩＲ材料又は第２の複数の異なるＩＲフィルタリング材料が設けられてよい。第３の領域には、第３のＩＲ材料又は第３の異なる複数のＩＲフィルタリング材料が設けられてよい。したがって、一部の領域に関しては単一のＩＲ材料で十分であってよく、他の領域は、独立して１つ、２つ又はそれ以上の異なるＩＲフィルタリング材料を含んでもよい。異なる領域は、異なるＩＲフィルタリング材料及び／又はＩＲフィルタリング材料の異なる組み合わせを含む。
【0086】
【0087】
図２Ａでは、矢印１は、前面側１５からディスプレイ１２０に突き当たる環境電磁放射を表している。前方基板９１及び第１の電極１１は透明であり、光がディスプレイに進入し、フィルタリング層及び／又は反射層６８に到達するようにする。この段階では、エレクトロクロミック材料は活性化されていないとみなされるため、全ての可視光は、妨げられずにフィルタリング層及び／又は反射層６８まで進む。
【0088】
可視スペクトラムの全ての光又はほとんど全ての光は好ましくは、矢印２によって例示されるように、フィルタリング層及び／又は反射層６８で反射される。しかしながら層６８は、ＩＲスペクトラムの少なくとも一部の光を透過するため、層６８の特性に応じて、特定の波長を有するＩＲ光は、層６８を通過し、光導電体層２０に進入する。環境放射におけるＩＲ含有量は一般に、フォトダイオード２０を作動させるのに十分な強度を持たない、また逆に言えば、フォトダイオードは、環境ＩＲ放射に対して高感度であるように設計されていないことに留意されたい。
【0089】
矢印３．１、３．２及び３．３は、アドレス光の供給源、例えば、先に列挙したようなプロジェクタによって放出されたＩＲ光を例示する。示される実施例では、光源は、ＩＲ光の波長又は波長範囲を選択的に放出することが可能である。
【0090】
示される実施例では、第１のアドレス光３．１は、７００～７５０ｎｍの範囲の波長を有し、第２のアドレス光３．２は、７５０～８００ｎｍの範囲の波長を有し、第３のアドレス光３．３は、８００～８５０ｎｍの範囲の波長を有する。この実施例では、前記第１、第２及び第３のＩＲフィルタリング材料６１～６３は、約７００～約７５０ｎｍ、約７５０～約８００ｎｍ、及び約８００～約９００ｎｍのＩＲ光をそれぞれ許容する。一般に、第１、第２及び第３のＩＲフィルタリング材料は、異なる波長又は異なる波長範囲のＩＲ光を許容し、重なりは好ましくは回避される。例えば、７５０ｎｍの波長を有するＩＲ光は、１つのフィルタリング材料のみを通過するが、他の２つ以上のＩＲフィルタリング材料によってはフィルタに通される、吸収される、及び／又は反射される。相補的なフィルタリング特性は、この実例による類似のやり方で他のフィルタリング材料に適用される、すなわち例えば８００ｎｍの波長を有するＩＲ光は、１つのフィルタリング材料のみを通過するが、他の２つ以上のＩＲフィルタリング材料によってフィルタに通される、吸収される、及び／又は反射される。別のＩＲ波長に関しても、すなわち第３の、及び場合によっては第４のＩＲ波長のアドレス光に対しても同じことが言える。
【0091】
アドレスＩＲ光は、エレクトロクロミック層４０の中を通り、さらに、選択的にフィルタリング層及び／又は反射層６８の中を通って貫通する。ディスプレイは、第１、第２及び第３のＩＲ光フィルタリング材料を含み、これらは、局所的に隔てられる、及び／又は第１、第２及び第３のエレクトロクロミック材料を含む第１、第２及び第３の領域４４～４６と対応付けられる。
【0092】
本明細書の目的のために、表現「対応付けられる」は、１つ又は複数の特定の領域を含む文脈において使用されるとき、対応する材料、化合物又は複数の材料が、空間的に分散される、及び／又は特定の領域の内部にあるように限定される、或いはディスプレイの視ている面１５に対して直角の方向で見たときに、それぞれの領域と重なるように、又は実質的に重ね合わされるように、その領域と整列されることを意味することが意図されている。
【0093】
図２Ａにおいて光導電体層２０における数字によって指示されるように、第１のＩＲフィルタリング材料は、７００～７５０ｎｍの範囲内に位置する波長を有するＩＲ光に対して透過性である。第１のＩＲフィルタリング材料は、第１のエレクトロクロミック領域４４内に、層６８の別個の区画内に、又は別個の層内に設けられてよい。しかしながら、前記第１のＩＲフィルタリング材料は、第１のエレクトロクロミック領域と大部分が重なる、及び／又はそのような領域と空間的に実質的に一致する。好ましくは、これは、視ている面１５に対して直角の方向に適用され、この方向は、アドレス光３．１及び３．２及び３．３がディスプレイに進入する主要な方向に対応している。
【0094】
同様に第２及び第３のＩＲフィルタリング材料は、７５０～８００ｎｍ及び８００～８５０ｎｍの範囲内に位置する波長を有するＩＲ光に対してそれぞれ透過性であり、この場合、前記第２及び前記第３のＩＲフィルタリング材料は、視ている面１５に対して直角の方向で、それぞれ前記第２及び前記第３のエレクトロクロミック領域と空間的に実質的に一致するように設けられる。
【0095】
参照番号４の矢印によって例示されるように、アドレス光３．１は、第１のエレクトロクロミック領域４４において局所的に規定されるやり方でフォトダイオード２０を作動させるのに十分であるように生成される。フォトダイオードによって生成された自由電荷担体は、第１及び第２の電極１１、１２を通る電流の流れ４をトリガし、この電流の流れは、第１のエレクトロクロミック材料の領域４４に集められる。電流の流れを局所的に制限することによってクロストークを抑えるために異方性導電層７０が設けられる。
【0096】
エレクトロクロミック層４０を通る電流の流れ４は、エレクトロクロミック材料にとって典型的であるように、層内に含まれるエレクトロクロミック材料の色の変化を誘発する。矢印４によって図２Ａにおいて例示されるように、電流の流れが第１のエレクトロクロミック領域４４内で誘発された場合、第１のエレクトロクロミック領域４４内の第１のエレクトロクロミック材料は、透明から色付きに色の状態を変化させる。前面側１５からディスプレイに進入する環境光１は、第１のエレクトロクロミック材料の色を反射し、この色はここでは、赤であると例証されている。その結果、赤色、又はより一般的には赤色成分を有する色が、このエリアにおいて、すなわちアドレス光３．１で照射されたピクセル及び／又はサブピクセルにおいてディスプレイを見ているユーザにとって見えるようになる。
【0097】
図２Ｂは、前面側から突き当たるＩＲ光によってアドレスされたフルカラーのパッシブ（反射）画像をどのように生成することができるかを例示する。第１、第２及び第３のエレクトロクロミック領域４４～４６は協働して、前面側から、及び／又は視る側１５からディスプレイに進入する対応するアドレスＩＲ波長範囲の強度の結果としての混色によって特定の色を生成する。
【0098】
エレクトロクロミック領域４４～４６は、ＲＧＢ混色によって特定の色を協働して生成するサブピクセルとみなすことができ、そのため図２Ｂに示される３つの領域は１つの色を有する１つのピクセルを形成し、この場合、この色は、光源によって放出され、且つ特定のエリア又は特定のピクセルに向かうように誘導されたアドレス波長又はアドレス波長範囲の各々の光のパーセンテージに依存する。パーセンテージｘ％、ｙ％及びｚ％は、ピクセルの色の生成に寄与する異なる波長の分量又は強度を反映する。例えば、ピクセルに突き当たる全ての３つの波長範囲が同じ強度を有する場合、電流の流れは、全ての領域４４～４６において誘発され、全ての赤、緑及び青のエレクトロクロミック材料が、色のついた状態になり、この場合、ＲＧＢ混色によって生成される暗色又は黒のピクセルを一緒に表示する。例えば、７５０～９００ｎｍの範囲内のＩＲ光が光源によって放出されず（ｙ及びｚがゼロである）、第１のエレクトロクロミック領域４４と対応付けられた光導電体を活性化する光導電体を作動させるＩＲ光のみが放出される場合、第１の領域内又はサブピクセル４４における第１のエレクトロクロミック材料のみが、透明から色付きに変化することで、ピクセル全体が赤の光を反射する。白色光を反射する層６８に起因して、白の背景又は少なくとも明るい又は鮮やかな背景６８に対するピクセルカラーのコントラストによって、ピクセルカラーを見ることができるようになる。理解することができるように、ピクセルは、ディスプレイの視る側に投影される特定のＩＲ波長又はＩＲ波長範囲を制御することによって、この実例ではＲＧＢ混色によって獲得可能ないかなる色も有するようにアドレス光３によって作動させることができる。さらに、アドレス光の供給源は、ディスプレイ全体及びそのピクセルに突き当たるように、パターン形成された光を放出する、及び／又は光を投影するように設けられる。したがって、ディスプレイに投影された光の組成及びパターン形成を利用して、ディスプレイ上に画像を生成することができる。投影される光は好ましくは、不可視ＩＲ光であり、これは、デバイス内のエレクトロクロミック材料によって反射されるような光と干渉することがなく、これにより画像ディスプレイとも干渉することはないことに留意されたい。
【0099】
記載されるようにピクセルによって表示される画像を取り去るために、エレクトロクロミック材料のブリーチが行われ、これは好ましくは、電圧印加ユニット９５を介して制御される。例えば、電圧源は、１１と１２との間を単に短絡してよい、又は逆の電位が加えられる場合もあり、その結果、エレクトロクロミック材料は、酸化還元反応を受け、ディスプレイ表面全体にわたって透明状態へと変化することになる。
【0100】
全てのＩＲアドレスＩＲ光でディスプレイ全体を照射することも可能であり、その結果、アドレス光は、各サブピクセルにおいて全てのフィルタリング材料を通過し、これによりＲＢＧ混色によってディスプレイ上の白の表面を生成することになる。
【0101】
発明のディスプレイは、多くの異なる方法で実現されてよく、本発明は、特許請求される主題を機能させるためのいかなる特定の方法に関しても限定されることは意図されていない。図３から図６Ａは、アドレス光が背面から提供される実施例（図６Ａ及び図６Ｂ）及びディスプレイが少なくとも部分的に透明である実施例（図７Ａ及び図７Ｂ）を含めた、異なる特定の実施例に関する。
【0102】
デバイスの作製に関して、層及び／又は構成要素は好ましくは、図面に示されるようにデバイスの下から上に堆積され、第２の電極１２を備える後方基板９２が、例えば導電性基板の形態で、最初に設けられて、追加の構成要素がその後のステップにおいて導電性基板の上に堆積される。最後に、透明の第１の電極１１を備える透明の第１の基板９１が、好ましくは導電性の透明基板の形態で、エレクトロクロミック層４０の頂部に配置される。或いは、エレクトロクロミック層のいくつかの構成物質又は全ての構成物質を含む電解質が、好ましくは透明の導電性基板内の開口を通る浸透によって、透明の導電性基板１１、９１の堆積の後に加えられる。
【0103】
以下の実施例の記載では、ディスプレイの異なる層及び異なる構成要素は、ディスプレイの作製中に対応する層を加える順番に必ずしも一致しない順番で考察される。
【0104】
図３に示される実施例のディスプレイ１３０は、別個のオールインワン層として堆積されたエレクトロクロミック層４０を備える。この層では、エレクトロクロミック材料は堆積しないが、好ましくは、オールインワン（ＡＩＯ）マトリックス内の少なくともある程度まで拡散することが可能な小及び中サイズの分子から選択される。
【0105】
ＡＩＯ組成の構成要素として堆積され得る例示の青、緑及び赤のエレクトロクロミック材料が、以下で本明細書において提供される。例示の化合物１は、１－エチル－１’－（２－ホスホノエチル）－［４，４’－ビピリジン］－１，１’－ジイウムカチオンであり、これは、クロムの部分である１，１’－ジエチル［４，４’－ビピリジン］－１，１’－ジイウムを有する。化合物１は、活性化すると青になる。例示の化合物２は、１－フェニル－１’－（４－（２－ホスホノエチル）フェニル）－［４，４’－ビピリジン］－１，１’－ジイウムカチオンである。化合物２のクロム部分は、１，１’－ジフェニル－［４，４’－ビピリジン］－１，１’－ジイウムを含む。化合物２は、活性化すると緑になる。例示の化合物３は、１－エチル－４－（４－（１－（２－ホスホノエチル）ピリジン－１－イウム－４－イル）フェニル）ピリジン－１－イウムカチオンであり、クロム核として４，４’－（１，４－フェニレン）ビス（１－エチルピリジン－１－イウム）を含む。化合物３は、活性化すると赤に変わる。溶液中、これらの化合物は、好適な塩、例えば、ハロゲン化物アニオンの形態で加えられてよい。これらの化合物は、活性化されないとき、好ましくは実質的に透明である。
【0106】
エレクトロクロミック領域４４～４６を形成するＡＩＯ組成は好ましくは、溶媒、１つ又は複数の塩、少なくとも１つのエレクトロクロミック材料、好ましくは１つ又は複数の追加の酸化還元活性種を含み、これはエレクトロクロミックであっても、そうでなくてもよい。好適な溶媒は、例えばプロピレンカーボネート、γ－ブチロラクトン、アセトニトリルを含む溶媒から選択されてよい。好ましくは、ＡＯＩ組成は、堆積後の組成を増粘するために、ポリマー、又はモノマー及び開始剤などの増粘剤をさらに含む。
【0107】
好ましくは、ＡＩＯ組成は、液体、ゲル、又は半固体電解質を含む、及び／又は形成する。エレクトロクロミックデバイスに基づくＡＩＯに関する一般的な意味及び情報は、非特許文献４において言及されている。
【0108】
図３に示される実施例では、異なる領域４４～４６は、同一平面上にある、及び／又は並置されている。一実施例では、異なるエレクトロクロミック材料を含む異なる領域は、互いに隣合わせで設けられる、及び／又は横並びで、好ましくは同一平面上で、実質的に同一平面で配列される。示される実施例では、異なるエレクトロクロミック領域は、垂直に整列される。異なるエレクトロクロミック領域は、例えばインクジェットプリント、又は１つの表面の異なる位置に異なる組成を堆積するのに適した他の堆積手段デバイスによるプリント技術によって異なるＡＩＯ組成として堆積されてよい。異なる領域に含まれる異なるエレクトロクロミック材料は、これにより、異なる組成（異なるインク）内に含まれてよく、各々は、異なる組成が異なる領域を形成するように堆積される。或いは、単一の最初の組成が、いくつかのサブピクセルを覆うエリアにわたって、例えば、ディスプレイによって覆われるエリア全体にわたって、事前に堆積されてもよく、異なる領域は、別個のステップにおいて形成され、そこでは、異なるエレクトロクロミック材料は、異なる領域において事前堆積された組成に対して堆積される。事前に堆積された組成全体に対する特定の構成要素のそのような別々の堆積は、事前に堆積された組成の事前に定義された位置で特定の構成要素を堆積させることが可能な好適な整列デバイスで行われてよい。領域間の物理的な分離は、選択的硬化によって生成されてよく、これは、異なるエレクトロクロミック材料の別々の堆積の前又は後に行われてよい。
【0109】
一実施例では、異なる領域４４～４６の隣接する及び／又は横並びの配置は、隣接する領域の部分的な重なりを伴う場合がある。一部の実施例では、重なりは存在しないが、特定の領域がなおも、隣接する近傍の領域のうちの１つ又は複数と接触している場合もある。さらに別の実施例では、領域は、横方向に離間される、例えば、隙間によって、及び／又は分離壁によって隔てられる。
【0110】
好ましい一実施例では、前記１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料６１は、前記エレクトロクロミック材料層４０内に設けられる。
【0111】
図３に示される実施例では、異なるＩＲフィルタリング材料及び／又は異なるＩＲ吸収材料が、異なる領域の内部に、とりわけ異なる領域の異なるＡＩＯ組成内に設けられる。とりわけ、第１のＩＲフィルタリング材料６１は、第１のエレクトロクロミック領域４４内に含まれ、第２のＩＲフィルタリング材料６２は、第２のエレクトロクロミック領域４５内に含まれ、第３のＩＲフィルタリング材料は、第３のエレクトロクロミック領域４６内に含まれる。この実施例では、ＩＲフィルタリング材料は、エレクトロクロミック領域を形成するＡＩＯ組成内に、分子又は粒子として含まれ、好ましくは小又は中サイズの分子の形態で含まれる。
【0112】
異なるＩＲフィルタリング特徴を有するＩＲフィルタリング材料の例示の化合物は、以下に提供される化合物から選択される。
【0113】
アルミニウム１，８，１５，２２－テトラキス（フェニルチオ）－２９Ｈ，３１Ｈ－塩化フタロシアニン（ＣＡＳ番号１６７０９３－２３－４）は、７５２～７５９ｎｍの範囲内のＩＲ光を吸収する（化合物４）。バナジル２，１１，２０，２９－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－２，３－ナフタロシアニン（ＣＡＳ番号１０５０１１－００－５）は、８０５～８１１ｎｍのＩＲ光をフィルタに通す（化合物５）。銅（ＩＩ）５，９，１４，１８，２３，２７，３２，３６－オクタブトキシ－ナフタロ－シアニン（ＣＡＳ番号１５５７７３－６７－４）は、８５０～８５６ｎｍのＩＲ光をフィルタに通す（化合物６）。
【0114】
図２Ａに示される例示の実施例を参照すると、領域４４は、７５０ｎｍのＩＲ光で活性化され、化合物５及び６の組み合わせと対応付けられてよい。領域４５は、８０５ｎｍのＩＲ光で活性化され、化合物４及び６の組み合わせと対応付けられてよい。領域４６は、８５０ｎｍのＩＲ光で活性化され、化合物４及び５の組み合わせと対応付けられてよい。
【0115】
ＩＲフィルタリング材料及び／又はＩＲ吸収材料は、異なるエレクトロクロミック材料に関して上記に記載したように、異なる並置された位置に堆積される異なる組成の一部として、又は最初の組成全体の堆積後に別個のステップにおいて加えられる化合物としてのいずれかで、異なるエレクトロクロミック材料に関して記載したように対応するＡＩＯ組成に加えられてよい。一実施例では、第１のＩＲ反射材料６１及び第１のエレクトロクロミック材料４１は、別個のステップにおいて事前に堆積された最初の組成物に堆積される溶液中に含まれる。同じことが、第２及び第３のＩＲ反射材料及びエレクトロクロミック材料４２、６２及び４３、６３にもそれぞれ適用される。
【0116】
図３に示される実施例は、白色光散乱材料又は白色光散乱層８０をさらに備え、これは、好ましくは異方性導電層７０の頂部に、又は後者が存在しない場合、光導電体層２０の頂部に別個の層として堆積される。好ましくは、光散乱材料又は光散乱層８０は、白色光散乱ナノ粒子を含むペーストの形態でスクリーンプリントによって堆積され、その後に、粒子を堆積させるために使用される溶媒の蒸発が続く。例示の粒子は、本明細書の他の場所で開示される。
【0117】
第１の電極１１は好ましくは透明であり、好ましくは例えば、透明の導電性酸化物及び透明の導電性ポリマーから選択された、透明の導電性材料を含んでよく、又は基本的に透明の導電性材料で構成されてよい。例えば、導電性電極材料は、ＳｎＯ２、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛及びＰＥＤＯＴから選択されてよい。第１の基板９１及び第１の電極１１は、上記に挙げた導電性材料のうちの１つが堆積される透明ガラス又は透明プラスチックなど透明の導電性基板の形態で設けられてよい。
【0118】
図３に示される実施例の第２の電極１２及び第２の基板９２は、第１の電極及び基板でのように設けられてよく、違いはそれらが透明である必要がないことである。したがって、第２の電極１２はまた、例えば金属フィルムによって形成されてもよい。
【0119】
【0120】
図３に示されるデバイスの独自性は、エレクトロクロミック層４０が、異なる非堆積の、及び／又は拡散するエレクトロクロミック材料を含む異なるＡＩＯ組成の形態で設けられていること、及び異なるＩＲフィルタリング材料が、エレクトロクロミック層の異なる領域のＡＩＯ組成に含まれることである。さらに、白色光散乱層８０が、異方性層７０に隣接するように、例えばエレクトロクロミック材料層の下方部分又は底部に向かって堆積され、この場合、「下方」及び「底部」は、ディスプレイの第２の基板１２及び／又は裏側１６により近い、層４０の側を意味する。
【0121】
図３におけるＩＲフィルタリング材料６１～６３及び白色光散乱層及び／又は白色光反射層８０は、図１Ａ～図２Ｂにおける光反射材料層及び／又は光フィルタリング層６８であるように指示されるものに対応することに留意されたい。この場合、全ての材料は、垂直に隔てられた層として設けられる代わりに、エレクトロクロミック層４０の内部に統合されてよい。
【0122】
図４は、異なるＩＲフィルタリング材料６１～６３（又は複数のフィルタリング材料）が別個のＩＲフィルタリング層６０として堆積され、これにより好ましくは、エレクトロクロミック層４０内で拡散する又は消散した化合物としてはもはや含まれない点において、図３に示される実施例とは異なるディスプレイ１４０を示す。
【0123】
異なるＩＲフィルタリング材料、第１、第２及び第３の異なるＩＲフィルタリング材料６１～６３のような異なるＩＲフィルタリング材料は、空間的に隔てられるやり方で堆積される。好ましくは、それらは、エレクトロクロミック材料層４０の第１、第２及び第３の領域４４～４６と整列される、及び／又はそれらと実質的に重なる。したがって、別個のＩＲフィルタリング材料層６０では、第１のＩＲフィルタリング材料６１は、第１の領域４４の垂直方向に下に設けられ、第２のＩＲフィルタリング材料６２は、第２の領域４５の垂直方向に下に設けられ、第３のＩＲフィルタリング材料６３は、第１の領域４６の垂直方向に下に設けられる。さらに、層６０内で異なるＩＲフィルタリング材料によって被覆される表面は好ましくは、エレクトロクロミック層４０の異なる領域の対応する表面と実質的に同様である、又は同一である。したがって、対応する（例えば、第１、第２又は第３の）ＩＲフィルタリング材料を通過することができるそれぞれのＩＲ波長及び／又はＩＲ波長範囲は、対応するＩＲフィルタリング材料によって画定されたエリア内でのみ光導電体層２０を有効に活性化させ、これにより、対応するＩＲフィルタリング材料より垂直方向に上に位置するそれぞれの（第１、第２又は第３の）エレクトロクロミック材料を活性化することになる。
【0124】
図４に示される実施例では、ＩＲフィルタリング層６０は、異方性導電層であるため導電性である。商業的に利用可能な異方性層には一般に、絶縁層が備わっており、しかしながらこの層は、異方性層に含まれる導電線を伸張することによって導電性にすることができる。異なるＩＲフィルタリング材料を絶縁層内に設けることができ、図４における異なるＩＲフィルタリング材料によって画定される各領域において複数の垂直の導電線横断層６０及び７０によって示されるように、導電線によって導電性にすることができる。
【0125】
図５は、エレクトロクロミック層４０が、上記で引用した非特許文献４においてもたらされた特異性による層状タイプであるディスプレイ１５０を示す。そのような層状デバイスでは、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料は、拡散材料とは対照的に、１つの層の形態で堆積される、及び／又は設けられる。層状デバイスにおけるエレクトロクロミック材料は、ポリマー及び堆積した粒子を包含する。
【0126】
層状エレクトロクロミックデバイス機構は一般に、より高速の切り替え時間を有する。ディスプレイ１５０、１６５及び１７５（図５、図６Ｂ及び図７Ｂ）は、比較的構造の切り替え時間が重要であるディスプレイにとって好ましい場合がある。
【0127】
一実施例において、前記エレクトロクロミック材料層４０は、メソ多孔性層及び／又はナノ粒子４７～４９を含む。好ましくは１つ又は複数のエレクトロクロミック材料４１～４３は、前記メソ多孔性層及び／又は前記ナノ粒子上に堆積される。別の一実施例では、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料４１～４３は、メソ多孔性の形態で、及び／又はナノ粒子の形態で提供される。
【0128】
一実施例において、前記エレクトロクロミック材料層４０は、電解質５０を含む。
【0129】
図５に示される実施例では、エレクトロクロミック層４０内の異なる領域４４～４６は、離間した、空間的に別々のやり方で、異なる粒子４７～４９の形態で堆積した異なるエレクトロクロミック材料４１～４３によって、又は好ましくはナノ粒子４７～４９から形成された、例えばメソ多孔性ＴｉＯ２層などのメソ多孔性層上に堆積された、又はそこに固定された異なる（例えば第１、第２及び第３の）エレクトロクロミック材料４１～４３によって画定される。異なるエレクトロクロミック材料４１～４３及び／又はメソ多孔性層は、適切であれば、透明電極上のナノ粒子をアニールするための焼結ステップを含めて、従来のように、好ましくは、第１の電極１１を備える透明の導電性基板上で、第１の電極１１上に堆積されてよい。
【0130】
一実施例において、前記ナノ粒子４７～４９は、前記エレクトロクロミック材料層４０内で不動化され、例えば、永久的なやり方で、別の層に、及び／又は別の電極層に堆積される。好ましくは、ナノ粒子は、例えばディスプレイの作動中、それらがエレクトロクロミック材料層４０内で移動することを可能にするようなやり方では提供されない。例えば、第１の電極上でのナノ粒子の堆積に続けてアニーリングすることは、ディスプレイ内でのナノ粒子の永久的、非可動の構成をもたらす。
【0131】
一実施例において、白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料８０は、前記エレクトロクロミック材料層４０内に設けられ、好ましくは前記メソ多孔性層及び／又はナノ粒子４７～４９と、前記光導電体層２０との間に、或いは、存在するならば、前記異方性材料層７０との間に、より好ましくは前記電解質５０との間に設けられる。
【0132】
白色光散乱材料及び／又は白色光反射材料層８０は好ましくは、異なるエレクトロクロミック材料４１～４３上に堆積した粒子の形態で設けられる。層８０のための粒子は好ましくは、１００ｎｍ～５μｍ、好ましくは１５０～２０００ｎｍ、より好ましくは２００～１０００ｎｍの直径を有するナノ粒子又は微小粒子から選択される。それらは、ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３から、或いは好ましくは例えば白色ナノ粒子の形態の他の、及び／又は関連する微粒子金属酸化物材料から選択されてもよい。
【0133】
電解質５０がエレクトロクロミック層４０内に設けられ、電解質は好ましくは、エレクトロクロミックデバイスを機能的にするために、１つ又は複数の塩と、任意選択で酸化還元活性種とを含む。イオン貯蔵層は図５には具体的に示されていないが、同様にエレクトロクロミック層内に設けられてもよく、好ましくは、例えばＩＲフィルタリング層６０の近傍で、デバイスの裏側１６に向かって配向される、層４０の側に設けられてよい。
【0134】
ディスプレイ１５０のＩＲフィルタリング層６０及び異方性層７０は、好ましくは図４に示されるデバイス１４０に関して記載したとおりである。
【0135】
図６Ａ及び図６Ｂは、背面駆動式ディスプレイ１６０及び１６５をそれぞれ示す。これらのディスプレイでは、背面１６にある後方基板９４は好ましくは、ＩＲ光に対して透過性であり、可視光に対して不透明である、或いは可視光に対して部分的に透明（半透明）である。
【0136】
一実施例では、ディスプレイは、後方基板９４を備え、これはＩＲ光に対して透明であり、任意選択で可視光に対して不透明であり、この場合、前記第２の電極１２は、前記後方基板９４によって支持される、及び／又は前記後方基板９４上に堆積され、この場合、前記１つ又は複数のＩＲフィルタリング材料６１は、前記後方基板９４上に堆積される、前記後方基板９４上の別個の層内に設けられる、及び／又は前記第２の電極層（１２）と前記後方基板９４との間に設けられる。
【0137】
一実施例において、ディスプレイは、白色光及び／又は全ての光散乱材料及び／又は光反射材料８１を含む。白色光及び／又は全ての光散乱層は、例えば、前記エレクトロクロミック材料層４０と前記光導電体層２０との間に設けられてよい、又は前記エレクトロクロミック材料層４０内に設けられてもよい。好ましくは、白色光及び／又は全ての光散乱材料及び／又は光反射材料８１は、前記１つ又は複数のエレクトロクロミック材料４１～４３と前記光導電体層２０との間に設けられる。散乱層はまた、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間のいずれか、或いはさらには前記第１の電極層及び／又は前記第２の電極層の外側のいずれかなど他の場所に設けられてもよい。
【0138】
図６Ａ及び図６Ｂに示される実施例では、好ましくは異なるＩＲ反射材料を含むＩＲ反射層６０は、後方基板９４上に堆積される。（フル）カラーデバイスの場合、異なるＩＲ反射材料は、例えば図４及び図５に関して記載したように、ＩＲ反射層６０内で空間的に隔てられている。
【0139】
図６Ａでは、エレクトロクロミック層４０は、図３及び図４に関して記載したようなＡＩＯタイプであるのに対して、図６Ｂでは、エレクトロクロミック層は、図５に関して記載したような層状タイプである。したがって白色光散乱層及び／又は白色光反射層８０はそれぞれ、図６Ａではエレクトロクロミック層の底部において底部に向かって堆積され、図６Ｂでは、エレクトロクロミック材料４１～４３を含むメソ多孔性層上にそれぞれ堆積される。
【0140】
ディスプレイ１６０及び１６５は好ましくは背面駆動式である。換言すると、アドレスＩＲ光は、ディスプレイの背面側１６を経由してデバイスに進入する、とりわけ光導電体層に進入する。この実施例では、ここでは前面側とみなされるディスプレイ側１５は、背面側１６である光アドレス側に対向している。
【0141】
図６Ａ及び図６Ｂに示されるような背面駆動式ディスプレイ１６０及び１６５はそれぞれ、例えば、プロジェクタがディスプレイの裏側に配置することができる屋外での使用に関して有益である。或いは、ディスプレイ１６０及び１６５は、アドレス光源が、デバイス内に直接統合される、及び／又は背面側１６で若しくは背面側１６に向けてディスプレイに剛性に装着されたデバイスに統合されるディスプレイも包含する。
【0142】
図７Ａ及び図７Ｂは、少なくとも一部の可視光に対して透明であり、これにより透明又は半透明とみなされる場合があるディスプレイ１７０及び１７５を示す。そのようなディスプレイは、透明性が望まれる場合、例えば、部分的に透明な壁及び／又は窓など、建物に一体化されて使用されてもよい。
【0143】
ディスプレイ１７０及び１７５は、図４及び図５に示されるディスプレイ１４０及び１５０とは、後方基板９３が、ＩＲ光に対して透明であることに加えて、可視光に対して透明である点において、それぞれ異なる。さらに、光導電体層２０は好ましくは、可視光に対して透明であるが、他の場所に記載されるようにＩＲ光によってなおも駆動することが可能である。ディスプレイ１７０及び１７５は、可能な限り透明であるように努めるため、白色光散乱層８０は好ましくは存在しない。
【0144】
【0145】
ディスプレイ１７０及び１７５は、エレクトロクロミック層４０に関して互いと異なっており、それぞれ図４及び図５に関して上記で本明細書に記載したように、図７Ａでは、この層はＡＩＯタイプであり、図７Ｂでは、層状タイプである。
【0146】
【0147】
デバイスを準備するために、図８Ａを参照すると、２つのフッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）電極１１１及び１１２が、ガラス基板１９１及び１９２上にそれぞれ堆積される。光導電体層２０は、コンパクトな二酸化チタン（ＴｉＯ２）層、メソ多孔性ＴｉＯ２層、有機－無機ハロゲン化物灰チタン石層及びホール輸送層によって、底部ＦＴＯ電極１１２上にこの順番で堆積されて形成される。
【0148】
ＥＣ層１４０は、電極１１１上に堆積したビオロゲン担持メソ多孔性ＴｉＯ２層１４１及び液体電解質１５０で構成される。Ａｌ２Ｏ３ナノ粒子１８０で構成された反射材料が、ビオロゲン担持メソ多孔性ＴｉＯ２層１４１の上に堆積される。異方性導電中間層１７０が、光導電ダイオード１２０とＥＣ層との間に加えられた。デバイスは、好適な光源で駆動される。
【0149】
本発明の好ましい一実施例の特定のものが、上記に記載され、具体的に例証されているが、発明はそのような実施例に限定されることは意図されていない。種々の修正が、以下の特許請求の範囲に記載されるように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくそれに対して行われてもよい。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【国際調査報告】