JP2001188264A - Electrochromic display device - Google Patents

Electrochromic display device

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JP2001188264A
JP2001188264A JP2000000365A JP2000000365A JP2001188264A JP 2001188264 A JP2001188264 A JP 2001188264A JP 2000000365 A JP2000000365 A JP 2000000365A JP 2000000365 A JP2000000365 A JP 2000000365A JP 2001188264 A JP2001188264 A JP 2001188264A
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JP
Japan
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electrochromic
material layer
electrode
layer
transparent
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Application number
JP2000000365A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Sakurai
正敏 櫻井
Katsuyuki Naito
勝之 内藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochromic display device capable of obtaining sufficient color density and high speed of display response. SOLUTION: The electrochromic display device has an electrochromic material layer 3 and a molten salt electrolyte layer 4 which are interposed between a first and a second transparent electrodes 2 and 5 opposed to each other. The electrochromic material layer has a fine and a rugged structure on its surface and <=100 nm film thickness. And the specific surface area of the surface of the electrochromic material layer is >=100.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロクロミ
ック表示素子に関する。
[0001] The present invention relates to an electrochromic display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エレクロクロミック材料(以
下、EC材料と称する)の酸化還元反応を利用して情報
表示を行うエレクトロクロミック表示素子が知られてい
る。このエレクトロクロミック表示素子は、透明電極、
EC材料層、電解質層、対向電極の順に積層された積層
構造を有している。そして、このエレクトロクロミック
表示素子は、透明電極と対向電極との間に電圧を印加
し、生じた電場によって、電解質中のイオンが電解質中
を拡散しEC材料に到達した後、EC材料を酸化もしく
は還元する。これにより、EC材料の色変化を引き起こ
し、これを表示に用いている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrochromic display element for displaying information by utilizing a redox reaction of an electrochromic material (hereinafter referred to as an EC material) has been known. This electrochromic display element has a transparent electrode,
It has a laminated structure in which an EC material layer, an electrolyte layer, and a counter electrode are laminated in this order. The electrochromic display element applies a voltage between the transparent electrode and the counter electrode, and the generated electric field causes ions in the electrolyte to diffuse through the electrolyte and reach the EC material. To reduce. This causes a color change of the EC material, which is used for display.

【0003】しかし、従来のエレクトロクロミック表示
素子において、電極間に電圧を印加した後のEC材料の
応答速度は10秒〜1秒程度と非常に遅く、高速応答が
必要なディスプレイ材料に用いることは困難であった。
However, in the conventional electrochromic display device, the response speed of the EC material after applying a voltage between the electrodes is extremely slow, about 10 seconds to 1 second, so that it cannot be used as a display material requiring a high-speed response. It was difficult.

【0004】このようなEC材料の表示応答の律速とな
っているのは、電解質中のイオン拡散、およびイオンが
EC材料に達した後のEC材料中におけるイオンの拡散
にある。エレクトロクロミック表示素子の応答速度を速
めるため、たとえば特開昭57−11326号公報で
は、表示電極上に薄膜状のEC材料を設けることにより
高速化を狙っているが、電解質中のイオン拡散にかかる
時間は短縮されていない。
[0004] The display response of the EC material is determined by the diffusion of ions in the electrolyte and the diffusion of ions in the EC material after the ions reach the EC material. In order to increase the response speed of the electrochromic display element, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-11326, a thin film EC material is provided on the display electrode to increase the speed. Time has not been reduced.

【0005】また、EC材料の薄膜の厚みを薄くすれば
EC材料中のイオン拡散距離を減らすことができ高速化
を達成できるが、薄膜化により今度はEC材料の絶対量
が足りなくなり、表示に必要な濃度の色を得ることがで
きなくなる。
Further, if the thickness of the thin film of the EC material is reduced, the ion diffusion distance in the EC material can be reduced and the speed can be increased. The required density of color cannot be obtained.

【0006】更に、特開昭58−38930号公報で
は、EC材料層を多孔質に形成することにより有効表面
積を拡大し、高速応答性の実現を図っている。しかしな
がら、多孔質中のイオン拡散にかかる時間は短縮されな
い。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-38930, the effective surface area is enlarged by forming the EC material layer to be porous, thereby realizing high-speed response. However, the time required for ion diffusion in the porous material is not reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
エレクトロクロミック表示素子は、色変化の反応に用い
られるイオンの拡散が問題となっており、表示速度の高
速化が困難であった。エレクトロクロミック表示素子に
おけるイオン拡散は、電解質中のイオン拡散と、エレク
トロクロミック材料中のイオン拡散の2種類があり、こ
の両者が速くならないと表示速度向上にはつながらな
い。そのため、EC材料層の形状を改善しても、電解質
中のイオン拡散の問題や、表示に必要な色濃度の獲得
と、表示応答の高速化とを両立することは困難であっ
た。
As described above, in the conventional electrochromic display device, diffusion of ions used for a color change reaction is problematic, and it has been difficult to increase the display speed. There are two types of ion diffusion in an electrochromic display element: ion diffusion in an electrolyte and ion diffusion in an electrochromic material. If both are not increased, the display speed cannot be improved. Therefore, even if the shape of the EC material layer is improved, it has been difficult to achieve both the problem of ion diffusion in the electrolyte, the acquisition of the color density required for display, and the high-speed display response.

【0008】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、十分な色濃度を得られるとともの表示
応答の高速化が可能なエレクトロクロミック表示素子を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electrochromic display element which can obtain a sufficient color density and can speed up a display response, in view of the above points.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るエレクトロクロミック表示素子は、
表面に微細な凹凸構造を有し、膜厚が100nm以下の
エレクトロクロミック材料層と、上記エレクトロクロミ
ック材料層の表面に接した溶融塩電解質層と、上記エレ
クトロクロミック材料層および溶融塩電解質層を間に挟
んで対向配置された第1および第2電極と、を備えたこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above object, an electrochromic display device according to the present invention comprises:
An electrochromic material layer having a fine uneven structure on the surface and having a thickness of 100 nm or less, a molten salt electrolyte layer in contact with the surface of the electrochromic material layer, and an electrochromic material layer and a molten salt electrolyte layer interposed therebetween. And first and second electrodes disposed to face each other.

【0010】上記エレクトロクロミック表示素子におい
て、微細な凹凸構造とは、表面の構造が平らではなく凹
凸構造を持っており、実効的な表面積が見かけ上の素子
面積よりも広いことを示している。この凹凸構造は、多
数の微細孔が形成された構造、多数の微細な柱状突起を
備えた構造、あるいは、樹枝状構造でも良いし、繊維状
構造でも良く、その他のあらゆる立体構造を用いること
ができる。また、凹凸のピッチおよび高さは、100n
m以下であることが望ましい。
In the above-described electrochromic display device, the fine uneven structure means that the surface structure is not flat but has an uneven structure, and the effective surface area is larger than the apparent element area. The concavo-convex structure may be a structure in which a number of fine holes are formed, a structure having a number of fine columnar projections, or a dendritic structure, a fibrous structure, or any other three-dimensional structure. it can. The pitch and height of the unevenness are 100 n.
m or less.

【0011】エレクトロクロミック材料は、電解質層中
のイオンと酸化還元反応を行うことにより色変化を起こ
す材料からなる。エレクトロクロミック材料層は、非常
に薄く、100nm以下に形成されている。また、凹凸
構造を有したエレクトロクロミック材料層の表面は、そ
の有効表面積が大きい方が好ましく、具体的には、被表
面積(実質面積/平面積)が50以上であることが好ま
しい。
The electrochromic material is made of a material that undergoes a color change by performing an oxidation-reduction reaction with ions in the electrolyte layer. The electrochromic material layer is very thin and is formed to 100 nm or less. The surface of the electrochromic material layer having the concavo-convex structure preferably has a large effective surface area. Specifically, the surface area (substantial area / planar area) is preferably 50 or more.

【0012】エレクトロクロミック材料層が微細凹凸構
造を有していることにより、電解質層から拡散してくる
イオンが到達できるエレクトロクロミック材料の表面が
増加し、速やかに表面近傍の大量なエレクトロクロミッ
ク材料にイオンが到達することができ、色変化の応答速
度が向上する。
Since the electrochromic material layer has a fine uneven structure, the surface of the electrochromic material to which ions diffused from the electrolyte layer can reach is increased, and a large amount of electrochromic material near the surface is quickly formed. The ions can reach and the response speed of the color change is improved.

【0013】溶融塩電解質とは、エレクトロクロミック
反応に寄与するイオンそのものが溶媒を含まずに電解質
そのものを構成していることを示している。従来用いら
れている、溶媒中にイオンが溶解した構成の電解質で
は、溶液の飽和濃度以上にイオン濃度を上げることが出
来ず、したがってエレクトロクロミック材料表面へのイ
オンの到達も溶媒中のイオン拡散の過程を含んでおり、
応答に時間がかかる。
The term "molten salt electrolyte" indicates that ions themselves that contribute to the electrochromic reaction constitute the electrolyte itself without containing a solvent. Conventionally used electrolytes in which ions are dissolved in a solvent cannot increase the ion concentration beyond the saturation concentration of the solution. Process
It takes a long time to respond.

【0014】しかし、電解質を溶融塩構造とし、これを
上記のエレクトロクロミック材料層と接して設けること
により、エレクトロクロミック表示素子の駆動電圧印加
時、溶融塩中のイオンがすぐに反応することができ、イ
オンの拡散にかかる時間を短縮することができる。
However, when the electrolyte has a molten salt structure and is provided in contact with the electrochromic material layer, ions in the molten salt can react immediately when a driving voltage is applied to the electrochromic display element. In addition, the time required for ion diffusion can be reduced.

【0015】また、この発明に係るエレクトロクロミッ
ク表示素子は、表面に微細な凹凸構造を有した第1電極
と、上記第1電極の表面上に設けられ膜厚が10nm以
下のエレクトロクロミック材料層と、上記エレクトロク
ロミック材料層に接した溶融塩電解質層と、上記エレク
トロクロミック材料層および溶融塩電解質層を間に挟ん
で第1電極と対向配置された第2電極と、を備えたこと
を特徴としている。
Further, an electrochromic display element according to the present invention comprises: a first electrode having a fine uneven structure on a surface; and an electrochromic material layer provided on the surface of the first electrode and having a thickness of 10 nm or less. A molten salt electrolyte layer in contact with the electrochromic material layer, and a second electrode facing the first electrode with the electrochromic material layer and the molten salt electrolyte layer interposed therebetween. I have.

【0016】上記エレクトロクロミック表示素子におい
て、微細構造電極とは、電極表面の構造が平らではなく
凹凸構造を持っており、実効的な表面積が見かけ上の平
面積よりも広いことを示している。この凹凸構造は、多
数の微細孔が形成された構造、多数の微細な柱状突起を
備えた構造、あるいは、樹枝状構造でも良いし、繊維状
構造でも良く、その他のあらゆる立体構造でも良い。凹
凸のピッチ、および高さは、100nm以下であること
が望ましい。
In the above-mentioned electrochromic display element, the fine structure electrode means that the surface of the electrode is not flat but has an uneven structure, and the effective surface area is larger than the apparent flat area. The concavo-convex structure may be a structure having a large number of fine holes, a structure having a large number of fine columnar projections, a dendritic structure, a fibrous structure, or any other three-dimensional structure. It is desirable that the pitch and the height of the unevenness be 100 nm or less.

【0017】エレクトロクロミック材料は、電解質層中
のイオンと酸化還元反応を行うことにより色変化を起こ
す材料からなる。エレクトロクロミック材料層は、非常
に薄く、10nm以下、望ましくは、5nm以下に形成
されている。例えば、エレクトロクロミック材料が有機
低分子材料である場合には、エレクトロクロミック材料
層は単分子層であることが望ましい。
The electrochromic material is made of a material that undergoes a redox reaction with ions in the electrolyte layer to cause a color change. The electrochromic material layer is very thin and is formed to a thickness of 10 nm or less, preferably 5 nm or less. For example, when the electrochromic material is an organic low-molecular material, the electrochromic material layer is preferably a monomolecular layer.

【0018】エレクトロクロミック材料層が薄い場合、
電解質層中から拡散してくるイオンがエレクトロクロミ
ック材料層に到達した後、速やかにエレクトロクロミッ
ク層全体にイオンが到達することができ、色変化の応答
速度が向上する。
When the electrochromic material layer is thin,
After the ions diffused from the electrolyte layer reach the electrochromic material layer, the ions can quickly reach the entire electrochromic layer, and the response speed of the color change is improved.

【0019】しかし、電極表面が平坦の場合、エレクト
ロクロミック層を薄膜化することによりエレクトロクロ
ミック材料の絶対量が減り、所望の色濃度が得られな
い。そのため、本発明によれば、前述の通りエレクトロ
クロミック材料層に接触する電極表面は、微細凹凸構造
を有し被表面積が増加している。
However, when the electrode surface is flat, the absolute amount of the electrochromic material is reduced by thinning the electrochromic layer, and a desired color density cannot be obtained. Therefore, according to the present invention, as described above, the electrode surface in contact with the electrochromic material layer has a fine uneven structure and has an increased surface area.

【0020】電極の被表面積の大きさにより、色濃度を
調整することが可能となる。すなわち、エレクトロクロ
ミック材料層は、その厚みが同じ場合、被表面積が大き
いほど濃い色を表示することができる。
The color density can be adjusted depending on the size of the surface area of the electrode. That is, when the electrochromic material layer has the same thickness, the larger the surface area is, the darker the color can be displayed.

【0021】凹凸構造の電極とエレクトロクロミック材
料層とは、化学的に結合していることが望ましいが、分
子間引力のみで物理的に吸着していても良い。そこで、
エレクトロクロミック材料層を必要以上の厚みに凝集さ
せないために、エレクトロクロミック材料の分子構造中
に微細凹凸構造の電極表面と化学的に結合できる官能基
を含んでいることが望ましい。
It is desirable that the electrode having the concavo-convex structure and the electrochromic material layer are chemically bonded, but may be physically adsorbed only by intermolecular attraction. Therefore,
In order to prevent the electrochromic material layer from agglomerating to an unnecessarily thick thickness, it is preferable that the molecular structure of the electrochromic material contains a functional group capable of chemically bonding to an electrode surface having a fine uneven structure.

【0022】この場合、電極表面には1分子層以上のエ
レクトロクロミック材料は化学的に結合できないため、
均質な単分子エレクトロクロミック材料層を電極表面に
設けることができる。そして、電極およびその表面に設
けられた薄膜エレクトロクロミック材料層は、前述した
溶融塩電解質と接している。
In this case, one or more molecular layers of the electrochromic material cannot be chemically bonded to the electrode surface.
A uniform monomolecular electrochromic material layer can be provided on the electrode surface. The electrode and the thin-film electrochromic material layer provided on the surface thereof are in contact with the above-mentioned molten salt electrolyte.

【0023】上記のように、本発明によれば、溶融塩電
解質を用いてエレクトロクロミック材料近傍にイオンを
高濃度で配置させることで、電解質中のイオン拡散律速
の問題を解決することができる。また、エレクトロクロ
ミック材料層を10nm以下に薄膜化し、イオンがエレ
クトロクロミック材料層表面から内部へ拡散する時間を
短縮化させることにより、エレクトロクロミック材料層
中のイオン拡散律速の問題を解決することができる。更
に、電極表面あるいはエレクトロクロミック材料層表面
を微細な凹凸構造としてエレクトロクロミック材料層の
有効表面積を増やすことにより、エレクトロクロミック
材料層の薄膜化による色濃度不足を解決することができ
る。これにより、高速応答でかつ色濃度の十分なエレク
トロクロミック表示素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, by disposing a high concentration of ions in the vicinity of the electrochromic material using the molten salt electrolyte, it is possible to solve the problem of ion diffusion in the electrolyte. In addition, by reducing the thickness of the electrochromic material layer to 10 nm or less and shortening the time required for ions to diffuse from the surface of the electrochromic material layer to the inside, the problem of ion diffusion control in the electrochromic material layer can be solved. . Furthermore, by increasing the effective surface area of the electrochromic material layer by forming the electrode surface or the electrochromic material layer surface as a fine uneven structure, it is possible to solve the insufficient color density due to the thinning of the electrochromic material layer. Thus, it is possible to provide an electrochromic display element having a high-speed response and a sufficient color density.

【0024】また、この発明に係るエレクトロクロミッ
ク表示素子は、エレクトロクロミック材料層と、上記エ
レクトロクロミック材料層の表面に接した電解質層と、
上記エレクトロクロミック材料層および電解質層を間に
挟んで対向配置された第1および第2透明電極と、を有
したエレクトロクロミック表示単位層を、少なくとも表
示方向に2層以上積層してなることを特徴としている。
Further, an electrochromic display element according to the present invention comprises: an electrochromic material layer; an electrolyte layer in contact with the surface of the electrochromic material layer;
An electrochromic display unit layer having first and second transparent electrodes opposed to each other with the electrochromic material layer and the electrolyte layer interposed therebetween is formed by laminating at least two layers in the display direction. And

【0025】ここで、エレクトロクロミック表示単位層
(以下、EC表示単位層と称する)とは、これらEC表
示単位層を積層することにより得られる多層型のエレク
トロクロミック表示素子の構成要素であり、一対の透明
電極と、これらの透明電極間に設けられた薄膜状の電解
質層および薄膜状のEC材料層とからなり、透明電極間
に電圧を印加することによって透明から半透明着色状態
まで色変化する。
Here, the electrochromic display unit layer (hereinafter, referred to as an EC display unit layer) is a component of a multilayer electrochromic display element obtained by laminating these EC display unit layers. And a thin-film electrolyte layer and a thin-film EC material layer provided between these transparent electrodes. The color changes from transparent to translucent coloring by applying a voltage between the transparent electrodes. .

【0026】薄膜状の電解質層とは、要求されるエレク
トロクロミック表示素子の応答速度に十分対応できる薄
さの電解質層を示している。電解質層は、膜厚が薄いほ
ど層中のイオン拡散時間が短縮し、例えば、エレクトロ
クロミック表示素子の応答速度10msを達成するため
には1μm以下の膜厚が必要である。
The thin-film electrolyte layer refers to an electrolyte layer having a thickness which can sufficiently respond to a required response speed of an electrochromic display element. The thinner the electrolyte layer, the shorter the ion diffusion time in the layer. For example, a film thickness of 1 μm or less is required to achieve a response speed of 10 ms of the electrochromic display element.

【0027】また、薄膜状のEC材料層とは、要求され
るエレクトロクロミック表示素子の応答速度に十分対応
できる薄さのEC材料層を示している。EC材料層は、
膜厚が薄いほど層中にイオンが行き渡るための拡散時間
が短縮し、例えば、エレクトロクロミック表示素子の応
答速度10msを達成するためには1μm以下の膜厚が
必要であり、50nm以下が望ましい。
The thin film EC material layer is a thin EC material layer which can sufficiently respond to the required response speed of the electrochromic display element. The EC material layer is
The thinner the film thickness, the shorter the diffusion time for the ions to spread throughout the layer. For example, in order to achieve a response speed of 10 ms of the electrochromic display element, a film thickness of 1 μm or less is required, and preferably 50 nm or less.

【0028】なお、EC表示単位層中の全てのEC材料
が発色、消色に関与する必要はなく、例えば、電解質層
と接触したごく表面部分のEC材料部分だけが発色して
いても良い。
It is not necessary for all the EC materials in the EC display unit layer to participate in color development and decoloration. For example, only the EC material portion on the very surface in contact with the electrolyte layer may be colored.

【0029】EC表示単位層の応答速度と、発色濃度、
すなわちEC材料の発色状態における光吸収スペクトル
のピーク値付近での光吸収率と、の関係は、透明電極間
に電圧を印加した瞬間に大きな光吸収率の変化があり、
その後しだいに光吸収率の変化は速度が鈍ってくる。こ
れは電解質層近傍のEC材料の酸化還元はイオンの拡散
時間が短時間で済むため高速で起こるが、EC材料の
内、電解質層から離れた部分ではイオンのEC材料中の
拡散に時間がかかるため反応が遅いのが原因であ。消色
時も同様に、EC表示単位層の光吸収率の変化は、立ち
上がり時には高速だが、飽和値に近づくと光吸収率の変
化は遅くなる。
The response speed of the EC display unit layer, the color density,
That is, the relationship between the light absorption rate near the peak value of the light absorption spectrum in the color-developed state of the EC material and the light absorption rate is large at the moment when a voltage is applied between the transparent electrodes,
After that, the rate of change of the light absorptivity gradually becomes slow. This is because redox of the EC material in the vicinity of the electrolyte layer occurs at high speed because the diffusion time of ions is short, but diffusion of ions in the EC material takes a long time in a portion of the EC material that is away from the electrolyte layer. This is because the reaction is slow. Similarly, when the color is erased, the change in the light absorption rate of the EC display unit layer is fast at the time of rising, but the change in the light absorption rate becomes slower as the saturation value is approached.

【0030】高速なエロクトロクロミック反応のために
は、要求される応答時間内に反応できるEC材料だけが
発色および消色に関与すればよく、他のEC材料は発色
および消色に関与しなくても良い。
For a fast electrochromic reaction, only EC materials that can react within the required response time need to be involved in color development and decoloration, and other EC materials do not participate in color development and decoloration. May be.

【0031】このように、エレクトロクロミック表示素
子の高速化には素子中の電解質層およびEC材料層の薄
膜化が有効であるが、EC材料層の薄膜化により、EC
材料の単位素子面積あたりの含有量を十分取ることが出
来ず、発色濃度が高くならない。したがって、本発明で
は、EC表示単位層を2層以上積層することにより全体
の発色濃度を十分な値にすることを特徴としている。エ
レクトロクロミック表示素子に要求される発色濃度は、
積層された各EC表示単位層中のEC材料の総和でよ
く、各EC表示単位層中のEC材料の量は少なくても良
い。そのため、応答速度が速く、しかも十分な発色量を
もったエレクトロクロミック表示素子が得られる。
As described above, it is effective to reduce the thickness of the electrolyte layer and the EC material layer in the electrochromic display element in order to increase the speed of the electrochromic display element.
The content per unit element area of the material cannot be sufficiently obtained, and the color density does not increase. Therefore, the present invention is characterized in that two or more EC display unit layers are stacked to make the overall color density sufficient. The color density required for an electrochromic display element is
The sum of the EC materials in each stacked EC display unit layer may be sufficient, and the amount of the EC material in each EC display unit layer may be small. Therefore, an electrochromic display element having a high response speed and a sufficient color development amount can be obtained.

【0032】また、各EC表示単位層中のEC材料の含
有量を変えることにより、中間色など色の多値化が容易
となる。すなわち、たとえば4層のモノクロEC表示単
位層を考えるとき、各EC表示単位層中のEC材料含有
量の比を2の階乗、例えば、1:2:4:8の比とする
ことで、各EC表示単位層のON、0FFを選択的に制
御することにより16段階の発色が可能となる。このよ
うな中間色の発色が可能なEC表示単位層を、例えば、
イエロー、シアン、マゼンタで作製し、これらを積層す
ることにより、フルカラーの発色が可能なマルチカラー
のエレクトロクロミック表示素子が得られる。
Further, by changing the content of the EC material in each EC display unit layer, it is easy to multi-value a color such as an intermediate color. That is, for example, when four monochrome EC display unit layers are considered, the ratio of the EC material content in each EC display unit layer is a factorial of 2, for example, a ratio of 1: 2: 4: 8. By selectively controlling ON and OFF of each EC display unit layer, color development in 16 steps is possible. An EC display unit layer capable of forming such an intermediate color is, for example,
A multi-color electrochromic display element capable of full-color development can be obtained by fabricating yellow, cyan, and magenta and laminating them.

【0033】この発明に係る他のエレクトロクロミック
表示素子は、エレクトロクロミック材料層と、上記エレ
クトロクロミック材料層の表面に接した電解質層と、上
記エレクトロクロミック材料層および電解質層を間に挟
んで対向配置された第1および第2透明電極と、を有し
たエレクトロクロミック表示単位層を、透明支持体の回
りに複数周回巻き付けてロール構造としたことを特徴と
している。
In another electrochromic display element according to the present invention, an electrochromic material layer, an electrolyte layer in contact with the surface of the electrochromic material layer, and an opposing arrangement with the electrochromic material layer and the electrolyte layer interposed therebetween. An electrochromic display unit layer having the first and second transparent electrodes is wound around the transparent support a plurality of times to form a roll structure.

【0034】上記構成のエレクトロクロミック表示素子
によれば、EC表示単位層を透明支持体に巻き付けてロ
ール構造とすることにより、EC表示単位層が表示方向
に複数層積層された積層構造が得られる。特に、多数層
の積層構造を得ようとする場合、ロール構造とすること
により、エレクトロクロミック表示素子を容易に製造す
ることが可能となる。
According to the electrochromic display device having the above structure, the EC display unit layer is wound around the transparent support to form a roll structure, thereby obtaining a multilayer structure in which a plurality of EC display unit layers are stacked in the display direction. . In particular, in the case of obtaining a multilayer structure having a large number of layers, it is possible to easily manufacture an electrochromic display element by using a roll structure.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、こ
の発明の実施の形態に係るエレクトロクロミック表示素
子について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electrochromic display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0036】この発明の第1の実施の形態に係るエレク
トロクロミック表示素子は、図1に示すように、隙間を
置いて対向配置されているとともに、それぞれガラス等
からなる第1透明基板1および第2透明基板6を備えて
いる。第1透明基板1の内面上には、透明導電膜からな
り第1電極として機能する透明電極2が形成されてい
る。また、第2透明基板6の内面には、透明導電膜から
なり第2電極として機能する対向電極5が形成されてい
る。透明電極2上には、エレクトロクロミック材料層
(以下、EC材料層と称する)3および溶融塩電界質層
4が順に形成され、透明電極2と対向電極5との間に挟
まれている。そして、EC材料層3の表面は、微細な凹
凸構造を有している。
As shown in FIG. 1, the electrochromic display element according to the first embodiment of the present invention is disposed to face each other with a gap therebetween, and has a first transparent substrate 1 made of glass or the like. 2 includes a transparent substrate 6. On the inner surface of the first transparent substrate 1, a transparent electrode 2 made of a transparent conductive film and functioning as a first electrode is formed. On the inner surface of the second transparent substrate 6, a counter electrode 5 made of a transparent conductive film and functioning as a second electrode is formed. An electrochromic material layer (hereinafter, referred to as an EC material layer) 3 and a molten salt electrolyte layer 4 are sequentially formed on the transparent electrode 2, and are sandwiched between the transparent electrode 2 and the counter electrode 5. The surface of the EC material layer 3 has a fine uneven structure.

【0037】この発明の第2の実施の形態に係るエレク
トロクロミック表示素子は、図2に示すように、上記第
1の実施の形態と同様に、第1透明基板1、透明電極
2、EC材料層3、溶融塩電界質層4、対向電極5、第
2透明基板6を備えて構成されている。そして、第2の
実施の形態によれば、透明電極2の表面は微細な凹凸構
造を有し、この透明電極2の表面上に形成されたエレク
トロクロミック材料層3も同様に微細な凹凸構造となっ
ている。
As shown in FIG. 2, an electrochromic display device according to a second embodiment of the present invention has a first transparent substrate 1, a transparent electrode 2, an EC material, as in the first embodiment. It comprises a layer 3, a molten salt electrolyte layer 4, a counter electrode 5, and a second transparent substrate 6. According to the second embodiment, the surface of the transparent electrode 2 has a fine uneven structure, and the electrochromic material layer 3 formed on the surface of the transparent electrode 2 also has the fine uneven structure. Has become.

【0038】第1および第2の実施の形態において、透
明電極2を構成した透明導電膜の材料としては、導電性
高分子や無機透明導電体が望ましい。導電性高分子とし
ては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピ
ロール、ポリチエニレン、ポリフラン、ポリセレノフェ
ン、ポリプェニレン、ポリN−ビニルカルバゾル等、お
よびそれらの誘導体が好ましい。
In the first and second embodiments, the material of the transparent conductive film forming the transparent electrode 2 is preferably a conductive polymer or an inorganic transparent conductor. As the conductive polymer, for example, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polythienylene, polyfuran, polyselenophene, polyphenylene, polyN-vinylcarbazole, and the like, and derivatives thereof are preferable.

【0039】また、透明導電膜の材料は、金属酸化物半
導体では、遷移金属の酸化物、例えば、チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、ストロンチウム、亜鉛、錫、イン
ジウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンの酸
化物、SrTiO,CaTiO,BaTiO,M
gTiO、SrNbのようなペロブスカイト、
あるいはこれらの複合酸化物または酸化物混合物、Ga
Nなどが好ましい。
In the case of a metal oxide semiconductor, the material of the transparent conductive film is a transition metal oxide such as titanium, zirconium, hafnium, strontium, zinc, tin, indium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, Oxide of chromium, molybdenum, tungsten, SrTiO 3 , CaTiO 3 , BaTiO 3 , M
gTiO 3, perovskite such as SrNb 2 O 6,
Alternatively, these composite oxides or oxide mixtures, Ga
N and the like are preferable.

【0040】第2の実施の形態において、透明電極2の
表面微細凹凸構造を得るためには、例えば、導電性高分
子の場合、電解重合、エッチング、熱処理、光照射等の
プロセスを用いる。また、透明電極2では、ゾルゲル法
や微粒子焼結、スパッタ、気相成長などが好ましく、製
膜後にエッチングや熱処理、光照射などのプロセスがあ
っても良い。あるいは、透明導電膜の成膜時に有機物微
粒子からなるバインダーを封じ込め、後に熱処理によっ
てバインダーを除去する方法によって表面微細凹凸構造
を作ることが出来る。
In the second embodiment, in order to obtain a fine structure on the surface of the transparent electrode 2, for example, in the case of a conductive polymer, processes such as electrolytic polymerization, etching, heat treatment, and light irradiation are used. For the transparent electrode 2, a sol-gel method, fine particle sintering, sputtering, vapor phase growth, or the like is preferable, and a process such as etching, heat treatment, or light irradiation may be performed after the film is formed. Alternatively, a fine surface unevenness structure can be formed by a method of enclosing a binder made of organic fine particles at the time of forming the transparent conductive film and removing the binder by heat treatment later.

【0041】EC材料層3は、酸化還元反応により色変
化を起こすことを特徴とする材料であり、かつ透明電極
2の微細凹凸構造表面を覆えるような薄膜性もしくは透
明導電膜2表面への吸着性を有している。
The EC material layer 3 is a material characterized by causing a color change by an oxidation-reduction reaction, and is a thin film or a transparent conductive film 2 which can cover the surface of the fine uneven structure of the transparent electrode 2. It has adsorptive properties.

【0042】ここで、薄膜性とは、重合により高分子化
されるような材料や、アモルファス性を示し、結晶化に
よる透明電極表面での凝集を防いで均一な固体を作る特
性を有していることが望ましい。吸着性とは、材料中に
透明電極表面と化学的な結合がもてるような官能期を具
備していることを示している。官能期としては、カルボ
キシル基、ヒドロキジアルキル基、ヒドロキシル基、ス
ルホン基、カルボキシアルキル基などが望ましい。
Here, the term “thin film” refers to a material which is polymerized by polymerization or an amorphous material which has a property of preventing agglomeration on the transparent electrode surface due to crystallization and forming a uniform solid. Is desirable. The adsorptivity indicates that the material has a functional period in which a chemical bond can be formed with the transparent electrode surface. The functional period is preferably a carboxyl group, a hydroxydialkyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, a carboxyalkyl group, or the like.

【0043】EC材料層3に含まれる増感色素として
は、ルテニウムートリス、ルテニウムービス、オスミウ
ムートリス、オスミウムーピス型の遷移金属錯体、多核
錯体、またはルテニウムーシスージアクアービピリシル
錯体、またはフタロシアニン色素、ナフタロシアニン色
素、ポルフィリン色素、ペリレン色素、アントラキノン
色素、アゾ色素、キノフタロン色素、ナフトキノン色
素、シアニン色素、メロシアニン色素、に上記の官能基
を持った構造、およびこれらの混合物であることが望ま
しい。
The sensitizing dye contained in the EC material layer 3 includes ruthenium tris, ruthenium-bis, osmium tris, an osmium-pis type transition metal complex, a polynuclear complex, a ruthenium-cis diaqua bipyridyl complex, or a phthalocyanine dye It is desirable to use a structure having the above functional group in a naphthalocyanine dye, porphyrin dye, perylene dye, anthraquinone dye, azo dye, quinophthalone dye, naphthoquinone dye, cyanine dye, merocyanine dye, or a mixture thereof.

【0044】上述した導電性高分子を構成するモノマ
ー、すなわちアニリン、チオフェン、ピロール、および
これらの誘導体で上述の官能期を持った構造の材料を、
透明電極2の微細凹凸構造表面に吸着させた後、電気化
学的に酸化重合によってEC材料層を作製しても良い。
この手法では、モノマーが透明電極表面に1分子層のみ
吸着し、これを重合するために、単分子エレクトロクロ
ミック層を簡単に作製することが出来る。従来のモノマ
ーの溶液中で透明電極表面の電解重合を行う手法では、
EC材料層3の厚みを制御することが難しく、上記手法
の方が望ましい。
The monomers constituting the above-mentioned conductive polymer, that is, aniline, thiophene, pyrrole, and derivatives thereof having a structure having the above-mentioned functional period are used.
After being adsorbed on the surface of the fine uneven structure of the transparent electrode 2, an EC material layer may be produced electrochemically by oxidative polymerization.
In this method, only one molecular layer is adsorbed on the surface of the transparent electrode and the monomer is polymerized, so that a monomolecular electrochromic layer can be easily produced. In the conventional method of performing electropolymerization of the transparent electrode surface in a monomer solution,
It is difficult to control the thickness of the EC material layer 3, and the above method is more preferable.

【0045】溶融塩電解質4は、スルホンイミド塩やア
ルキルイミダゾリウム塩、テトラシアノキノジメタン
塩、ジシアノキノジイミン塩などが用いられる。また、
ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイドもし
くはポリエチレンなどの高分子側鎖に上記の塩が結合し
ているものは、溶融塩固体電解質として用いられ、エレ
クトロクロミック表示素子の固体化の際に用いられるこ
とが望ましい。
As the molten salt electrolyte 4, a sulfonimide salt, an alkyl imidazolium salt, a tetracyanoquinodimethane salt, a dicyanoquinodiimine salt, or the like is used. Also,
A polymer in which the above-described salt is bonded to a polymer side chain such as polyethylene oxide, polyethylene oxide or polyethylene is used as a molten salt solid electrolyte, and is desirably used when solidifying an electrochromic display element.

【0046】対向電極5は、金属板、透明基板上に金属
薄膜を具備したもの、あるいは、透明基板上に透明導電
膜を具備したもののいずれでも良い。
The counter electrode 5 may be a metal plate or a transparent substrate provided with a metal thin film, or a transparent substrate provided with a transparent conductive film.

【0047】また、第1および第2の実施の形態におい
て、表示色のコントラストを上げるため、溶融塩電解質
4中に図示しない光散乱層を設けてもよい。光散乱層
は、色変化の起こるEC材料層部分から先の部分を覆っ
て設けられ、光を散乱もしくは反射させることにより発
色のコントラストを上げる働きを持ち、しかも電解質中
のイオンを対向電極5からEC材料層3まで移動できる
ようなイオン電導性を兼ね備えている必要がある。光拡
散層の材料としては、TiOやAl等金属酸化
物の微粒子で微粒子サイズが300nm以上で光散乱性
の強いものや、絶縁性ポリマーの多孔体が望ましい。
In the first and second embodiments, a light scattering layer (not shown) may be provided in the molten salt electrolyte 4 in order to increase the contrast of display colors. The light-scattering layer is provided so as to cover the portion from the EC material layer where the color change occurs, and has a function of increasing the color contrast by scattering or reflecting light, and furthermore, the ions in the electrolyte from the counter electrode 5. It is necessary to have ion conductivity so that it can move to the EC material layer 3. As the material of the light diffusion layer, fine particles of a metal oxide such as TiO 2 or Al 2 O 3 having a fine particle size of 300 nm or more and strong light scattering properties, or a porous insulating polymer are preferable.

【0048】また、対向電極5とEC材料層3との接触
による短絡を防ぐため、溶融塩電解質層4中に、ポリマ
ービーズやガラス球、ガラス管などのスペーサを配置し
てもよい。次に、上述した第1の実施の形態に対応する
実施例1、および第2の実施の形態に対応する実施例2
について説明する。
Further, in order to prevent a short circuit due to contact between the counter electrode 5 and the EC material layer 3, spacers such as polymer beads, glass spheres, and glass tubes may be arranged in the molten salt electrolyte layer 4. Next, Example 1 corresponding to the above-described first embodiment and Example 2 corresponding to the above-described second embodiment.
Will be described.

【0049】[0049]

【実施例1】まず、ガラス基板の表面に、透明電極2と
してスパッタ法により0.1μ厚のITO膜を形成して
なる透明導電基板を用意し、この透明導電基板を、EC
材料として1Mのチオフェン、0.1MのLiClO
を含むアセトニトリル溶液中で2.5V 対飽和カロメ
ル電極(vs SCE)の電圧で酸化重合を行い、EC材
料層3として、100nm厚のポリチオフェン膜を得
た。EC材料層の表面形状を走査型電子顕微鏡(SE
M)で観察したところ、10nm径程度の繊維構造が観
察された。また、EC材料層表面の被表面積を窒素ガス
吸着によって測定したところ、500であった。
Embodiment 1 First, a transparent conductive substrate formed by forming a 0.1 μm thick ITO film as a transparent electrode 2 on a surface of a glass substrate by a sputtering method is prepared.
Materials: 1M thiophene, 0.1M LiClO 4
Oxidative polymerization was performed at a voltage of 2.5 V versus a saturated calomel electrode (vs. SCE) in an acetonitrile solution containing, and a 100 nm thick polythiophene film was obtained as the EC material layer 3. Scanning electron microscope (SE)
When observed in M), a fiber structure with a diameter of about 10 nm was observed. The surface area of the surface of the EC material layer measured by nitrogen gas adsorption was 500.

【0050】次に、EC材料層3の形成された透明基板
1と、対向電極5として、ガラス基板表面に1μm厚の
ITO膜を形成した透明基板6とを、10μm径のポリ
マービーズのスペーサを介して対向配置し、電解質封入
口を除き周りをエポキシ樹脂によって固めた。
Next, a transparent substrate 1 on which an EC material layer 3 is formed and a transparent substrate 6 on which a 1 μm thick ITO film is formed on a glass substrate surface as a counter electrode 5 are provided with spacers of polymer beads having a diameter of 10 μm. And the surroundings were hardened with epoxy resin except for the electrolyte inlet.

【0051】電解質層として、ピリジンとヨウ化ブチル
を等モルずつ混合し8時間、110℃にて乾留して得ら
れた溶融塩を用いた。この溶融塩を減圧下で電解質封入
口から透明基板間に封入し、封入口をエポキシ樹脂で封
止し、エレクトロクロミック表示素子を得た。
As the electrolyte layer, a molten salt obtained by mixing pyridine and butyl iodide in an equimolar amount and dry-distilling at 110 ° C. for 8 hours was used. This molten salt was sealed between the transparent substrate and the electrolyte sealing opening under reduced pressure, and the sealing opening was sealed with an epoxy resin to obtain an electrochromic display element.

【0052】[0052]

【実施例2】まず、ガラス基板の表面に、透明電極2と
してスパッタ法により1μm厚のITO膜を形成してな
る透明導電基板を用意し、この透明導電基板を、1Nの
硫酸中で30秒浸し、エッチング処理を行い、微細凹凸
構造の透明電極2を有した透明基板1を得た。透明基板
1を取り出し水洗浄後、透明電極2の被表面積を窒素ガ
ス吸着によって測定したところ、500であった。
Embodiment 2 First, a transparent conductive substrate was prepared by forming an ITO film having a thickness of 1 μm as a transparent electrode 2 on the surface of a glass substrate by a sputtering method, and this transparent conductive substrate was immersed in 1N sulfuric acid for 30 seconds. The substrate was immersed and subjected to an etching treatment to obtain a transparent substrate 1 having a transparent electrode 2 having a fine uneven structure. After taking out the transparent substrate 1 and washing it with water, the surface area of the transparent electrode 2 was measured by nitrogen gas adsorption to be 500.

【0053】走査型電子顕微鏡で透明電極2の表面形状
を観察したところ、10nm〜100μm径の微細孔構
造が確認された。
When the surface shape of the transparent electrode 2 was observed with a scanning electron microscope, a fine pore structure having a diameter of 10 nm to 100 μm was confirmed.

【0054】続いて、透明導電基板をEC材料として1
Mのチオフェン3スルホン酸の無水エタノール溶液中に
10時間ほど浸し、透明電極2の表面にEC材料を吸着
させた。透明導電基板を取り出し、無水エタノールで洗
浄後、0.1MのLiClO を含むアセトニトリル溶
液中で1.5V vs SCEの電圧で陽極酸化を行い、E
C材料同士を透明電極2表面で重合させ、透明電極に吸
着したEC材料の単分子膜、すなわち、膜厚が10nm
以下のEC材料層3を得た。
Subsequently, the transparent conductive substrate was used as an EC material and 1
M in thiophene-3-sulfonic acid in absolute ethanol
Soak for about 10 hours and adsorb EC material on the surface of transparent electrode 2
I let it. Take out the transparent conductive substrate and wash it with absolute ethanol
After purification, 0.1M LiClO 4Acetonitrile solution containing
Anodize at 1.5V vs SCE voltage in the solution
The C materials are polymerized on the surface of the transparent electrode 2 and absorbed by the transparent electrode.
A monomolecular film of the EC material deposited, that is, a film thickness of 10 nm
The following EC material layer 3 was obtained.

【0055】次に、EC材料の吸着した透明基板1と、
対向電極5として、ガラス基板表面に1μm厚のITO
膜を形成した透明基板6とを、1μm径のポリマービー
ズのスペーサを介して対向配置し、電解質封入口を除き
周りをエポキシ樹脂によって固めた。
Next, the transparent substrate 1 on which the EC material is adsorbed,
1 μm thick ITO on the glass substrate surface as the counter electrode 5
The transparent substrate 6 on which the film was formed was opposed to each other via a 1-μm-diameter polymer bead spacer, and the surroundings were hardened with an epoxy resin except for the electrolyte inlet.

【0056】電解質は、実施例1と同様の溶融塩を用
い、実施例1と同様に電解質を透明基板1、6間に封入
し、電解質封入口を封止することによりエレクトロクロ
ミック表示素子を得た。
As the electrolyte, the same molten salt as in Example 1 was used, and the electrolyte was sealed between the transparent substrates 1 and 6 as in Example 1, and the electrolyte inlet was sealed to obtain an electrochromic display element. Was.

【0057】[0057]

【比較例1】実施例1と同様に形成された透明導電膜基
板を、EC材料として1Mのチオフェン、0.1MのL
iClOを含むアセトニトリル溶液中で、実施例1よ
りも低い電圧1.0V vs SCEで酸化重合を行い、E
C材料層として100nm厚のポリチオフェン膜を得
た。EC材料層の表面形状をSEMで観察したところ、
平坦であった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 A transparent conductive film substrate formed in the same manner as in Example 1 was prepared by using 1M thiophene and 0.1M L as EC materials.
Oxidative polymerization was performed in an acetonitrile solution containing iClO 4 at a voltage of 1.0 V lower than in Example 1 vs. SCE, and E
A polythiophene film having a thickness of 100 nm was obtained as a C material layer. When the surface shape of the EC material layer was observed by SEM,
It was flat.

【0058】続いて、EC材料層の形成された透明導電
基板と、対向電極としてガラス基板表面に1μm厚のI
TO膜を形成した透明導電基板とを、10μm径のポリ
マービーズのスペーサを介して対向配置し、電解質封入
口を除き周りをエポキシ樹脂によって固めた。
Subsequently, a transparent conductive substrate having an EC material layer formed thereon and a 1 μm thick I
The transparent conductive substrate on which the TO film was formed was disposed to face via a spacer of polymer beads having a diameter of 10 μm, and the surroundings were hardened with an epoxy resin except for the electrolyte inlet.

【0059】電解質として、1MLiClOのアセト
ニトリル溶液を素子中に封入し、電解質封入口をエポキ
シ樹脂で封止し、エレクトロクロミック表示素子を得
た。
As an electrolyte, a 1 M LiClO 4 solution of acetonitrile was sealed in the device, and the electrolyte inlet was sealed with an epoxy resin to obtain an electrochromic display device.

【0060】上記のようにして得られた実施例1、実施
例2、比較例の3種類のエレクトロクロミック表示素子
に関し、それぞれ波長600nmの光を透過させ、透過
光強度の変化を調べることによって応答速度を測定した
ところ、 実施例1: 100ms、 実施例2: 20ms 比較例1: 10s であり、本発明によって高速なエレクトロクロミック表
示素子が得られることがわかった。
With respect to the three types of electrochromic display elements obtained in Examples 1, 2, and Comparative Examples, light having a wavelength of 600 nm was transmitted and the change in transmitted light intensity was examined. When the speed was measured, Example 1 was 100 ms, Example 2 was 20 ms, Comparative Example 1 was 10 s, and it was found that a high-speed electrochromic display element was obtained by the present invention.

【0061】次に、この発明の第3の実施の形態に係る
エレクトロクロミック表示素子について説明する。図3
に示すように、このエレクトロクロミック表示素子は、
エレクトロクロミック表示単位層(以下、EC表示単位
層と称する)10を、表示方向に沿って複数層、例え
ば、3層積層して構成されている。
Next, an electrochromic display device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG.
As shown in this, the electrochromic display element
An electrochromic display unit layer (hereinafter, referred to as an EC display unit layer) 10 is formed by laminating a plurality of layers along the display direction, for example, three layers.

【0062】各EC表示単位層10は、隙間を置いて対
向配置されているとともに、それぞれガラス等からなる
第1透明基板1および第2透明基板6を備えている。第
1透明基板1の内面上には、透明導電膜からなる第1透
明電極2が形成されている。また、第2透明基板6の内
面には、透明導電膜からなり第2透明電極として機能す
る対向電極5が形成されている。第1透明電極2上に
は、EC材料層3および電界質層4が順に形成され、第
1透明電極2と対向電極5との間に挟まれている。な
お、隣合う2層のEC表示単位層10における第1透明
基板1および第2透明基板6は、共通の透明基板で構成
されている。
Each EC display unit layer 10 is opposed to each other with a gap therebetween, and has a first transparent substrate 1 and a second transparent substrate 6 each made of glass or the like. On the inner surface of the first transparent substrate 1, a first transparent electrode 2 made of a transparent conductive film is formed. On the inner surface of the second transparent substrate 6, a counter electrode 5 made of a transparent conductive film and functioning as a second transparent electrode is formed. An EC material layer 3 and an electrolyte layer 4 are sequentially formed on the first transparent electrode 2, and are sandwiched between the first transparent electrode 2 and the counter electrode 5. Note that the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 6 in the two adjacent EC display unit layers 10 are formed of a common transparent substrate.

【0063】各EC表示単位層10において、第1およ
び第2透明基板1、6は、透明な板状あるいはシート状
の材料であれば何でも良く、例えばガラスやポリマーフ
ィルムなどが挙げられる。
In each EC display unit layer 10, the first and second transparent substrates 1 and 6 may be made of any material as long as they are transparent plates or sheets, and examples thereof include glass and polymer films.

【0064】透明電極2および対向電極5を構成する透
明導電膜の材料としては、導電性高分子や無機透明導電
体が望ましい。導電性高分子は、例えばポリアニリン、
ポリチオフェン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリ
フラン、ポリセレノフェン、ポリフェニレン、ポリN−
ビニルカルバゾル等、およびそれらの誘導体が好まし
い。
The material of the transparent conductive film forming the transparent electrode 2 and the counter electrode 5 is preferably a conductive polymer or an inorganic transparent conductor. The conductive polymer is, for example, polyaniline,
Polythiophene, polypyrrole, polythienylene, polyfuran, polyselenophene, polyphenylene, poly N-
Vinyl carbazole and the like, and their derivatives are preferred.

【0065】無機透明導電膜の材料としては、金属酸化
物半導体では遷移金属の酸化物、例えばチタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、ストロンチウム、亜鉛、錫、イン
ジウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンの酸
化物、SrTiO,CaTiO,BaTiO,M
gTiO,SrNbのようなペロブスカイト、
あるいはこれらの複合酸化物または酸化物混合物、Ga
Nなどが好ましい。
As the material of the inorganic transparent conductive film, in the case of a metal oxide semiconductor, an oxide of a transition metal, for example, titanium, zirconium, hafnium, strontium, zinc, tin, indium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, chromium, Molybdenum, oxide of tungsten, SrTiO 3 , CaTiO 3 , BaTiO 3 , M
gTiO 3, perovskite such as SrNb 2 O 6,
Alternatively, these composite oxides or oxide mixtures, Ga
N and the like are preferable.

【0066】EC材料は、酸化還元反応により色変化を
起こすことを特徴とする材料であり、フタロシアニン色
素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素、ペリレ
ン色素、アントラキノン色素、アゾ色素、キノフタロン
色素、ナフトキノン色素、シアニン色素、メロシアニン
色素、およびこれらの誘導体もしくは混合物などの低分
子色素や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロー
ル、ポリチエニレン、ポリフラン、ポリセレノフェン、
ポリフェニレン、ポリN−ビニルカルバゾル等、および
それらの誘導体もしくは混合物などの高分子が好まし
い。
The EC material is characterized by causing a color change by an oxidation-reduction reaction, and includes a phthalocyanine dye, a naphthalocyanine dye, a porphyrin dye, a perylene dye, an anthraquinone dye, an azo dye, a quinophthalone dye, a naphthoquinone dye, and a cyanine dye. Dyes, low molecular weight dyes such as merocyanine dyes, and derivatives or mixtures thereof, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polythienylene, polyfuran, polyselenophene,
Polymers such as polyphenylene, poly N-vinyl carbazole, and derivatives or mixtures thereof are preferred.

【0067】電解質層4は、溶媒中にイオンを含み、エ
レクトロクロミック表示素子駆動時は、対向電極5とE
C材料層3との間でイオンが溶媒中を移動して電荷を伝
える。溶媒部分が固体化した固体電解質も用いられる。
The electrolyte layer 4 contains ions in a solvent. When the electrochromic display element is driven, the counter electrode 5
Ions move in the solvent between the C material layer 3 and transfer charges. A solid electrolyte in which the solvent portion is solidified is also used.

【0068】イオンは例えばリチウムイオンや水素イオ
ンなど単原子からなるもの、硫酸イオンやアンモニウム
イオン、過塩素酸イオン、四フッ化ホウ酸イオン、六フ
ッ化リン酸イオンなどの複数の原子から構成されるイオ
ンが好ましく、イオン自身が酸化還元されにくいものが
好ましい。また、溶媒は水や各種アルコール、アセトニ
トリル、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネー
ト、などの無機もしくは有機の液体が用いられる。
The ion is composed of a single atom such as lithium ion or hydrogen ion, or a plurality of atoms such as sulfate ion, ammonium ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion and hexafluorophosphate ion. Ions are preferred, and those that are not easily redox themselves are preferred. Further, as the solvent, an inorganic or organic liquid such as water, various alcohols, acetonitrile, ethylene carbonate and propylene carbonate is used.

【0069】固体電解質としては、例えば、アセトニト
リルやエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート
もしくはその混合物に対し、ポリエチレンオキサイド、
もしくはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアク
リルアミドなどのホストポリマーを混入して重合させた
ゲル電解質や、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレン
オキサイドもしくはポリエチレンなどの高分子側鎖にス
ルホンイミド塩やアルキルイミダゾリウム塩、テトラシ
アノキノジメタン塩、ジシアノキノジイミン塩などの塩
を持つ固体電解質が好ましく用いられる。
As the solid electrolyte, for example, polyethylene oxide, acetonitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate or a mixture thereof can be used.
Alternatively, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, gel electrolyte mixed and polymerized with a host polymer such as polyacrylamide, polyethylene oxide, polyethylene oxide or sulfonimide salt on the polymer side chain such as polyethylene or polyethylene. Solid electrolytes having salts such as alkyl imidazolium salts, tetracyanoquinodimethane salts, and dicyanoquinodiimine salts are preferably used.

【0070】なお、表示色のコントラストを上げるため
に電解質層4中に光散乱層が入っていても良い。光散乱
層は、色変化の起こるEC材料部分から先の部分を覆
い、光を散乱もしくは反射させることにより発色のコン
トラストを上げる働きを持ち、しかも電解質層4中のイ
オンを対向電極5からEC材料層3まで移動できるよう
なイオン電導性を兼ね備えている必要がある。光散乱層
の材料は、TiOやAl等金属酸化物の微粒子
で微粒子サイズが300nm以上で光散乱性の強いもの
や、絶縁性ポリマーの多孔体が望ましい。
Incidentally, a light scattering layer may be included in the electrolyte layer 4 in order to increase the contrast of the display color. The light scattering layer has a function of covering the portion from the EC material portion where the color change occurs, and increasing the color contrast by scattering or reflecting light, and furthermore, the ions in the electrolyte layer 4 are transferred from the counter electrode 5 to the EC material portion. It is necessary to have ion conductivity so that it can move to the layer 3. The material of the light scattering layer is desirably a fine particle of a metal oxide such as TiO 2 or Al 2 O 3 having a fine particle size of 300 nm or more and a strong light scattering property, or a porous material of an insulating polymer.

【0071】また、対向電極5とEC材料層3との接触
による短絡を防ぐため、ポリマービーズやガラス球、ガ
ラス管などのスペーサを電解質層4中に設けても良い。
以下に、上記第3の実施の形態に対応した実施例3を示
す。
Further, in order to prevent a short circuit due to the contact between the counter electrode 5 and the EC material layer 3, a spacer such as a polymer bead, a glass ball, a glass tube or the like may be provided in the electrolyte layer 4.
A third embodiment corresponding to the third embodiment will be described below.

【0072】[0072]

【実施例3】厚さ0.1mmのガラス基板上に厚さ0.
1μmのITO膜を形成してなる透明電極上に、EC材
料層として電解重合法により厚さ50nmのポリチオフ
ェン膜を作製した。電解重合は、電解質として0.1M
LiClOを含むアセトニトリル、チオフェンモノマ
ーを0.1M含み、重合電圧は1.0V vs SCEで行
った。
Embodiment 3 On a glass substrate having a thickness of 0.1 mm, a thickness of 0.1 mm is applied.
A 50-nm-thick polythiophene film was formed as an EC material layer on a transparent electrode formed with a 1-μm ITO film by an electrolytic polymerization method. Electrolytic polymerization is performed using 0.1 M
Acetonitrile containing LiClO 4 and 0.1 M of a thiophene monomer were used, and the polymerization voltage was 1.0 V vs. SCE.

【0073】得られたポリマー膜付きITOガラス基板
の周囲に、スペーサとして2.0μm径のガラスビーズ
を含んだエポキシ封止剤を塗布し、対向電極として厚さ
0.1mmのITOが設けられたガラス基板を張り合わ
せた。張り合わせる際、封止剤は全周囲に塗布するので
はなく、電解質封入用口を2カ所に設けた。これによ
り、ITOガラス基板、50nm厚のEC材料層、1μ
m厚の空間、対向IT0ガラス基板が得られた。
Around the obtained ITO glass substrate with a polymer film, an epoxy sealant containing glass beads having a diameter of 2.0 μm was applied as a spacer, and ITO having a thickness of 0.1 mm was provided as a counter electrode. A glass substrate was bonded. At the time of laminating, the sealant was not applied to the entire periphery, but two electrolyte inlets were provided. Thereby, an ITO glass substrate, an EC material layer having a thickness of 50 nm, 1 μm
A space having a thickness of m and an opposite IT0 glass substrate were obtained.

【0074】続いて、電解質封入用口の一方から上記空
間内に、電解質として0.1MLiClOを含むエチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート1:1混合
液を注入した。電解質注入後、電解質封入用口をエポキ
シ封止剤で封入し、EC表示単位層を得た。
Subsequently, a 1: 1 mixture of ethylene carbonate and propylene carbonate containing 0.1 M LiClO 4 as an electrolyte was injected into the space from one of the electrolyte filling ports. After the injection of the electrolyte, the opening for filling the electrolyte was sealed with an epoxy sealant to obtain an EC display unit layer.

【0075】得られたEC表示単位層は、厚さ0.1m
mのITO付きガラス基板、50nm厚のEC材料層、
1μm厚の電解質層、厚さ0.1mmの対向ITO付き
ガラス基板で構成され、厚さはほぼ0.2mmであり、
周囲をエポキシ樹脂で固めてある。
The obtained EC display unit layer has a thickness of 0.1 m.
m glass substrate with ITO, 50 nm thick EC material layer,
It is composed of a 1 μm thick electrolyte layer, a glass substrate with a counter-ITO with a thickness of 0.1 mm, a thickness of approximately 0.2 mm,
The periphery is hardened with epoxy resin.

【0076】このEC表示単位層の発色特性を図4に示
す。全EC材料が発色する飽和状態において、可視光の
光吸収率は30%であり、1層のEC表示単位層ではあ
まり濃い発色は得られない。また、発色にかかる時間
は、光吸収率が20%に達するまでは10msecであ
るが、飽和状態の30%までは100msecかかっ
た。
FIG. 4 shows the coloring characteristics of the EC display unit layer. In a saturated state in which all the EC materials are colored, the light absorptivity of visible light is 30%, and a very dark color cannot be obtained with one EC display unit layer. The time required for color development was 10 msec until the light absorption rate reached 20%, but it took 100 msec until the light absorption rate reached 30% in the saturated state.

【0077】次に、このEC表示単位層を5層重ねて積
層型のエレクトロクロミック表示素子とした場合、図5
に示すように、全EC材料が発色する飽和状態では85
%の光吸収率であり時間は100msec掛かるが、光
吸収率70%までは10msecで到達し、発色、消色
共に極めて高速な応答となる。したがって、この積層型
のエレクトロクロミック表示素子は、光吸収率70%を
発色状態とし、その応答速度は10msecとして用い
ることができる。
Next, when five EC display unit layers are stacked to form a laminated electrochromic display element, FIG.
As shown in FIG.
% Light absorption rate, and takes 100 msec., But reaches 10% until the light absorption rate reaches 70%, and both color development and decoloration are extremely fast. Therefore, this multilayer electrochromic display element can be used with a light absorption rate of 70% as a colored state and a response speed of 10 msec.

【0078】[0078]

【比較例2】上記実施例3と同様の手法により、EC材
料層として厚さ5μmのポリチオフェン膜、10μm径
のガラスビーズ、および厚さ5μmの電解質層を備えた
以外は実施例3と同一である単一層型のエレクトロクロ
ミック表示素子を得た。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 3 was performed, except that a 5 μm-thick polythiophene film, 10 μm-diameter glass beads, and a 5 μm-thick electrolyte layer were provided as an EC material layer. A single-layer type electrochromic display device was obtained.

【0079】得られたエレクトロクロミック表示素子の
発色特性と調べたところ、全EC材料が発色する飽和状
態での光吸収率は85%に達し、上記実施例3の5層積
層型のエレクトロクロミック表示素子と同じ値である
が、発色速度は飽和状態の85%までは10秒、光吸収
率70%までは1秒かかった。
When the coloring properties of the obtained electrochromic display element were examined, the light absorption in a saturated state where all the EC materials developed reached 85%, and the five-layered electrochromic display of Example 3 was used. It has the same value as that of the device, but it took 10 seconds to reach a saturation state of 85% and 1 second to a light absorption rate of 70%.

【0080】[0080]

【実施例4】上述した実施例3と作成方法は同様である
が、EC材料層の厚みがそれぞれ0.2μm、0.4μ
m、0.8μm、1.6μmの4層のEC表示単位層を
積層し、中間色型の積層エレクトロクロミック表示素子
を得た。そして、各EC表示単位層の透明電極にそれぞ
れ駆動電極を接続し、各EC表示単位層を選択的にオ
ン、オフ駆動制御することにより、光吸収度5%〜70
%までを15段階で調整でき、応答速度が10msec
の高速中間色エレクトロクロミック表示素子が得られ
た。
Embodiment 4 The fabrication method is the same as that of Embodiment 3 described above, except that the thickness of the EC material layer is 0.2 μm and 0.4 μm, respectively.
Four EC display unit layers of m, 0.8 μm, and 1.6 μm were laminated to obtain an intermediate color type electrochromic display device. A drive electrode is connected to the transparent electrode of each EC display unit layer, and the ON / OFF drive control of each EC display unit layer is selectively performed.
% Can be adjusted in 15 steps, and the response speed is 10 msec.
Was obtained.

【0081】[0081]

【実施例5】上述した実施例4と同様の手法で、EC材
料として、それぞれ透明→イエロー、透明→シアン、透
明→マゼンタの特性を示すチオフェン誘導体のイエロー
EC材料、シアンEC材料、マゼンタEC材料を用いた
3つの高速中間色EC表示単位層を積層させることによ
り、応答速度10msecの高速フルカラーエレクトロ
クロミック表示素子が得られた。
Fifth Embodiment In the same manner as in the above-described fourth embodiment, as the EC material, a yellow EC material, a cyan EC material, and a magenta EC material of a thiophene derivative exhibiting transparent → yellow, transparent → cyan, and transparent → magenta, respectively. By laminating three high-speed intermediate color EC display unit layers using, a high-speed full-color electrochromic display device having a response speed of 10 msec was obtained.

【0082】次に、この発明の第4の実施の形態に係る
エレクトロクロミック表示素子について説明する。本実
施の形態によれば、エレクトロクロミック表示素子は、
図6ないし図8に示すように、EC表示単位層を透明支
持体の周囲に複数周回巻付けることにより構成され、ロ
ール構造を有している。
Next, an electrochromic display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. According to the present embodiment, the electrochromic display element
As shown in FIGS. 6 to 8, the EC display unit layer is formed by winding a plurality of turns around the transparent support, and has a roll structure.

【0083】巻付けるEC表示単位層としては、ロール
プロセスをより簡便に行うため、図8に示すようなEC
表示シート20を、例えば矩形板状の透明支持体24の
周囲にロールする方法により製造することが好ましい。
As an EC display unit layer to be wound, an EC as shown in FIG.
It is preferable that the display sheet 20 is manufactured by a method of rolling around a transparent support 24 having a rectangular plate shape, for example.

【0084】EC表示シート20は、透明基板として機
能する透明シート22、透明シート両面にそれぞれ形成
された透明電極2、5、一方の透明電極2上に形成され
たEC材料層3、他方の透明電極5上に設けられた電解
質層4で構成されている。
The EC display sheet 20 includes a transparent sheet 22 functioning as a transparent substrate, transparent electrodes 2 and 5 formed on both sides of the transparent sheet, an EC material layer 3 formed on one of the transparent electrodes 2, and the other transparent electrode. It comprises an electrolyte layer 4 provided on an electrode 5.

【0085】透明シート22は、柔軟性を有する透明絶
縁体であれば特に限定されず、例えばガラスもしくはP
ET等の高分子シートが好ましい。この透明シート22
の表面および裏面にそれぞれ設けられた透明電極2、5
は、エレクトロクロミック表示素子が動作する際の正極
及び負極となる。
The transparent sheet 22 is not particularly limited as long as it is a transparent insulator having flexibility.
A polymer sheet such as ET is preferred. This transparent sheet 22
Transparent electrodes 2, 5 provided on the front and back surfaces of
Are a positive electrode and a negative electrode when the electrochromic display element operates.

【0086】EC表示シート20を透明支持体24に巻
き付けた後に、正極及び負極からそれぞれ外側に電線を
取り出すために、透明電極2、5は、透明シート22の
表裏表面の左右それぞれに偏って設けられている。
After winding the EC display sheet 20 around the transparent support 24, the transparent electrodes 2, 5 are provided on the left and right sides of the front and back surfaces of the transparent sheet 22 in order to take out the electric wires from the positive electrode and the negative electrode, respectively. Have been.

【0087】すなわち、図8に示すEC表示シート20
においては、透明シート22の表面に形成された透明電
極2は、透明シート22の一方の側縁のみに露出して設
けられ、透明シート裏面における透明電極5は、透明シ
ート22の他方の側縁のみに露出している。
That is, the EC display sheet 20 shown in FIG.
In the above, the transparent electrode 2 formed on the surface of the transparent sheet 22 is provided so as to be exposed only on one side edge of the transparent sheet 22, and the transparent electrode 5 on the back surface of the transparent sheet 22 is provided on the other side edge of the transparent sheet 22. Only exposed to.

【0088】このため、EC表示シート20を図6およ
び図7に示すように透明支持体24に巻付けた状態にお
いて、形成されたロール状のエレクトロクロミック表示
素子の軸方向一端面には正極が、また、他端面には負極
がそれぞれ独立して露出している。このように透明シー
ト22の表面と裏面とで透明電極2、5をロールの軸に
沿って互いに逆方向へずらして形成することにより、ロ
ールしたセルから両電極を容易に取り出すことが出来
る。
For this reason, in a state where the EC display sheet 20 is wound on the transparent support 24 as shown in FIGS. 6 and 7, a positive electrode is provided on one end surface in the axial direction of the formed roll-shaped electrochromic display element. The negative electrode is independently exposed from the other end face. By forming the transparent electrodes 2 and 5 on the front and back surfaces of the transparent sheet 22 so as to be shifted in opposite directions along the axis of the roll, both electrodes can be easily taken out from the rolled cell.

【0089】そして、ロール状のエレクトロクロミック
表示素子の軸方向一端面に露出した透明電極2の端縁
部、および他端面に露出した透明電極5の端縁部には、
それぞれ導電ペースト26によって電極板28、30が
取り付けられている。
The edge of the transparent electrode 2 exposed at one end in the axial direction of the roll-shaped electrochromic display element and the edge of the transparent electrode 5 exposed at the other end are:
Electrode plates 28 and 30 are attached by conductive paste 26, respectively.

【0090】上記のようにEC表示シート20を透明支
持体22に複数周回巻付けてロール状とすることによ
り、表示方向に沿ってEC表示シートが複数層積層され
たロール状かつ積層型のエレクトロクロミック表示素子
が得られる。
As described above, the EC display sheet 20 is wound around the transparent support 22 a plurality of times to form a roll, so that a plurality of EC display sheets are laminated along the display direction to form a roll-shaped and laminated electro-optical device. A chromic display element is obtained.

【0091】なお、透明電極2、5上に設けられるEC
材料層3および電解質層4は、ロールプロセス前に予め
塗布されていてもよく、あるいは、図9に示すように、
例えば、電解質材料21をEC表示シート20のロール
プロセス中に塗り込んでも良い。EC材料層3および電
解質層4は室温では固体であるが、融点以上で液状とな
る性質を持つことが好ましい。透明シート表面とよく接
合できるように、上記のような各材料の塗り込みは、そ
の材料の融点以上でかつ減圧真空下で行うことが望まし
い。
The EC provided on the transparent electrodes 2 and 5
The material layer 3 and the electrolyte layer 4 may be pre-applied before the roll process, or, as shown in FIG.
For example, the electrolyte material 21 may be applied during the roll process of the EC display sheet 20. The EC material layer 3 and the electrolyte layer 4 are solid at room temperature, but preferably have the property of being liquid at the melting point or higher. It is desirable to apply each of the materials described above at a temperature higher than the melting point of the material and under reduced pressure vacuum so that the material can be well bonded to the transparent sheet surface.

【0092】次に、上記第4の実施の形態に対応する実
施例について説明する。
Next, an example corresponding to the fourth embodiment will be described.

【0093】[0093]

【実施例6】まず、図10に示すごとく、透明シート2
2の右斜め上方および左斜め下方からそれぞれ透明導電
材料としてITOを蒸着する。この際、それぞれの透明
導電材料が透明シート22の反対面に回り込まないよう
に、透明シート22の両側縁に沿ってバリア30、31
を設ける。
Embodiment 6 First, as shown in FIG.
2, ITO is deposited as a transparent conductive material from obliquely upper right and lower left. At this time, barriers 30 and 31 are provided along both side edges of the transparent sheet 22 so that each transparent conductive material does not wrap around to the opposite surface of the transparent sheet 22.
Is provided.

【0094】透明シート22の両側に形成された透明電
極のうち、一方の透明電極2の上にEC材料層3を設け
る。EC材料層3は、ポリチオフェンを電解重合により
膜厚0.1μmの薄膜として透明電極2上に形成した。
An EC material layer 3 is provided on one of the transparent electrodes 2 among the transparent electrodes formed on both sides of the transparent sheet 22. The EC material layer 3 was formed on the transparent electrode 2 as a thin film having a thickness of 0.1 μm by using polythiophene by electrolytic polymerization.

【0095】続いて、上記のようにして得られたEC材
料層付きシートを透明支持板24へ巻付けた。その際、
図9と同様に、EC材料層付きシートの巻き間に固体電
解質材料9を塗り込み電解質層4を形成した。
Subsequently, the sheet with an EC material layer obtained as described above was wound around a transparent support plate 24. that time,
Similarly to FIG. 9, the solid electrolyte material 9 was applied between the windings of the sheet with the EC material layer to form the electrolyte layer 4.

【0096】固体電解質材料は室温では固体であるが、
融点以上で液状となる。シート側の表面とよく接合でき
るように、固体電解質材料の塗り込みは固体電解質材料
の融点以上の100℃にて行った。固体電解質材料塗り
込み時、電解質層の厚みを0.1μmに抑え、しかもE
C材料層3と透明電極5との間で電気的短絡を防ぐため
に、電解質材料中には半径0.1μmのガラス製スペー
サを含ませた。上記のロールプロセスにより、EC層付
きシートを透明支持板22に10周巻き付けた。
Although the solid electrolyte material is solid at room temperature,
Becomes liquid above the melting point. The application of the solid electrolyte material was performed at 100 ° C. or higher, which is equal to or higher than the melting point of the solid electrolyte material, so that the solid electrolyte material can be bonded well. When the solid electrolyte material is applied, the thickness of the electrolyte layer is suppressed to 0.1 μm and
In order to prevent an electrical short circuit between the C material layer 3 and the transparent electrode 5, a glass spacer having a radius of 0.1 μm was included in the electrolyte material. The sheet with the EC layer was wound 10 times around the transparent support plate 22 by the above-described roll process.

【0097】続いて、以上のようにして作成されたロー
ル構造の積層型エレクトロクロミック表示素子から電極
を取り出した。つまり、図6と同様に、ロールの両端面
に露出した透明電極2および透明電極5に導電ペースト
を塗布し、それぞれ電極板28および30を取り付け
た。
Subsequently, the electrodes were taken out of the roll-type laminated electrochromic display element prepared as described above. That is, similarly to FIG. 6, a conductive paste was applied to the transparent electrodes 2 and 5 exposed on both end surfaces of the roll, and the electrode plates 28 and 30 were attached respectively.

【0098】得られたロール構造の積層型エレクトロク
ロミック表示素子は、飽和発色の光吸収率は80%であ
り、飽和発色までにかかる時間は10msec、光吸収
率70%に達するまでの時間は1msecであった。こ
の積層型エレクトロクロミック表示素子は、通常発色吸
光度を70%とし、応答時間が1msecの超高速エレ
クトロクロミック表示素子として用いることができる。
The obtained roll type laminated electrochromic display element has a saturated color light absorption of 80%, a time required for saturated color development of 10 msec, and a time required for reaching a light absorption rate of 70% of 1 msec. Met. This laminated electrochromic display element can be used as an ultra-high-speed electrochromic display element having a normal color absorbance of 70% and a response time of 1 msec.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上のように、本発明のエレクトロクロ
ミック表示素子によれば、溶融塩電解質を用いてEC材
料近傍にイオンを高濃度で配置可能とすることにより、
電解質中のイオン拡散律速の問題を解決し、また、EC
材料層を薄膜化してイオンがEC材料表面から内部へ拡
散する時間を短縮化させることで、EC材料中のイオン
拡散律速の問題を解決し、更に、電極あるいはEC材料
層自体を微細凹凸構造としてEC材料層の有効表面積を
増やすことにり、EC材料層の薄膜化による色濃度不足
を解決することができる。これにより、高速応答でかつ
色濃度の十分なエレクトロクロミック表示素子を提供す
ることができ、また、このエレクトロクロミック表示素
子を用いることによって、従来のエレクトロクロミック
素子では不可能であった動画表示や文字表示が可能なエ
レクトロクロミックディスプレイを作製することができ
る。
As described above, according to the electrochromic display device of the present invention, ions can be arranged at a high concentration in the vicinity of the EC material by using a molten salt electrolyte.
Solves the problem of ion diffusion control in the electrolyte.
Reducing the time required for ions to diffuse from the surface of the EC material to the inside by reducing the thickness of the material layer solves the problem of ion diffusion in the EC material, and furthermore, the electrode or the EC material layer itself has a fine uneven structure. By increasing the effective surface area of the EC material layer, the lack of color density due to the thinning of the EC material layer can be solved. As a result, it is possible to provide an electrochromic display device having a high-speed response and a sufficient color density, and by using this electrochromic display device, it is possible to display moving images and characters which cannot be obtained with a conventional electrochromic device. An electrochromic display capable of displaying can be manufactured.

【0100】また、本発明によれば、EC表示単位層を
表示方向に少なくとも2層以上積層して設けることによ
り、高速応答が可能であるとともに十分な色濃度を得る
ことのできるエレクトロクロミック表示素子を提供する
ことができる。更に、この発明によれば、中間色表示、
およびフルカラー表示が可能な高速応答のエレクトロク
ロミック表示素子を提供することができる。
Further, according to the present invention, by providing at least two EC display unit layers laminated in the display direction, an electrochromic display element capable of high-speed response and obtaining a sufficient color density is provided. Can be provided. Further, according to the present invention, an intermediate color display,
Further, it is possible to provide a high-speed response electrochromic display element capable of full-color display.

【0101】更にまた、この発明によれば、EC表示単
位層を透明支持体に巻付けたロール構造とすることによ
り、製造が容易な多層積層型のエレクトロクロミック表
示素子を提供することができる。
Further, according to the present invention, a roll-up structure in which the EC display unit layer is wound around a transparent support can provide a multilayer laminate type electrochromic display element which is easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態に係るエレクトロ
クロミック表示素子を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an electrochromic display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態に係るエレクトロ
クロミック表示素子を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing an electrochromic display element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施の形態に係る積層型のエ
レクトロクロミック表示素子を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a multilayer electrochromic display element according to a third embodiment of the present invention.

【図4】上記積層型のエレクトロクロミック表示素子に
おけるEC表示単位層の発色特性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing color development characteristics of an EC display unit layer in the multilayer electrochromic display element.

【図5】上記積層型のエレクトロクロミック表示素子全
体の発色特性を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the color-developing characteristics of the entire stack type electrochromic display element.

【図6】この発明の第4の実施の形態に係るロール構造
の積層型エレクトロクロミック表示素子を示す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing a multilayer electrochromic display device having a roll structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図6の線A−Aに沿った断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6;

【図8】上記ロール構造の積層型エレクトロクロミック
表示素子におけるEC表示シートを一部破断して示す斜
視図。
FIG. 8 is a perspective view showing the EC display sheet in the multilayer electrochromic display element having the roll structure, partially cut away.

【図9】上記ロール構造の積層型エレクトロクロミック
表示素子におけるEC表示シートのロールプロセスを概
略的に示す図。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a roll process of an EC display sheet in the multilayer electrochromic display element having the roll structure.

【図10】上記EC表示シートにおける透明シートヘの
電極蒸着工程を概略的に示す図。
FIG. 10 is a view schematically showing an electrode deposition step on a transparent sheet of the EC display sheet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1透明基板 2…透明電極 3…EC材料層 4…電解質層 5…対向電極 6…第2透明基板 10…EC表示単位層 20…EC表示シート 22…透明シート 24…透明支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st transparent substrate 2 ... Transparent electrode 3 ... EC material layer 4 ... Electrolyte layer 5 ... Counter electrode 6 ... 2nd transparent substrate 10 ... EC display unit layer 20 ... EC display sheet 22 ... Transparent sheet 24 ... Transparent support

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2K001 AA01 BB21 BB28 CA08 CA09 CA18 CA22 5C080 AA11 BB09 CC03 DD01 DD08 EE29 EE30 FF09 HH21 JJ04 JJ06 5C094 AA06 AA08 AA13 BA07 BA12 BA53 FB02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2K001 AA01 BB21 BB28 CA08 CA09 CA18 CA22 5C080 AA11 BB09 CC03 DD01 DD08 EE29 EE30 FF09 HH21 JJ04 JJ06 5C094 AA06 AA08 AA13 BA07 BA12 BA53 FB02

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に微細な凹凸構造を有し、膜厚が10
0nm以下のエレクトロクロミック材料層と、 上記エレクトロクロミック材料層の表面に接した溶融塩
電解質層と、 上記エレクトロクロミック材料層および溶融塩電解質層
を間に挟んで対向配置された第1および第2電極と、 を備えたことを特徴とするエレクトロクロミック表示素
子。
The present invention has a fine uneven structure on the surface and a film thickness of 10
An electrochromic material layer having a thickness of 0 nm or less, a molten salt electrolyte layer in contact with the surface of the electrochromic material layer, and first and second electrodes opposed to each other with the electrochromic material layer and the molten salt electrolyte layer interposed therebetween An electrochromic display element comprising:
【請求項2】上記エレクトロクロミック材料層の表面の
被表面積が50以上であることを特徴とする請求項1に
記載のエレクトロクロミック表示素子。
2. The electrochromic display device according to claim 1, wherein the surface area of the surface of the electrochromic material layer is 50 or more.
【請求項3】表面に微細な凹凸構造を有した第1電極
と、 上記第1電極の表面上に設けられ膜厚が10nm以下の
エレクトロクロミック材料層と、 上記エレクトロクロミック材料層に接した溶融塩電解質
層と、 上記エレクトロクロミック材料層および溶融塩電解質層
を間に挟んで第1電極と対向配置された第2電極と、 を備えたことを特徴とするエレクトロクロミック表示素
子。
3. A first electrode having a fine concavo-convex structure on a surface, an electrochromic material layer provided on the surface of the first electrode and having a thickness of 10 nm or less, and a melt in contact with the electrochromic material layer. An electrochromic display device comprising: a salt electrolyte layer; and a second electrode opposed to the first electrode with the electrochromic material layer and the molten salt electrolyte layer interposed therebetween.
【請求項4】上記第1電極の表面の被表面積が50以上
であることを特徴とする請求項3に記載のエレクトロク
ロミック表示素子。
4. The electrochromic display device according to claim 3, wherein the surface area of the surface of the first electrode is 50 or more.
【請求項5】上記エレクトロクロミック材料層は、上記
第1電極と化学的に結合する官能基を含んでいることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のエ
レクトロクロミック表示素子。
5. The electrochromic display device according to claim 1, wherein the electrochromic material layer contains a functional group that is chemically bonded to the first electrode. .
【請求項6】上記凹凸構造のピッチは、100nm以下
に形成されていることを特徴とする請求項1ないし5の
いずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
6. The electrochromic display device according to claim 1, wherein the pitch of the uneven structure is formed to be 100 nm or less.
【請求項7】エレクトロクロミック材料層と、上記エレ
クトロクロミック材料層の表面に接した電解質層と、上
記エレクトロクロミック材料層および電解質層を間に挟
んで対向配置された第1および第2透明電極と、を有し
たエレクトロクロミック表示単位層を、少なくとも表示
方向に2層以上積層してなることを特徴とするエレクト
ロクロミック表示素子。
7. An electrochromic material layer, an electrolyte layer in contact with a surface of the electrochromic material layer, and first and second transparent electrodes opposed to each other with the electrochromic material layer and the electrolyte layer interposed therebetween. Wherein at least two electrochromic display unit layers each having the following structure are laminated in the display direction.
【請求項8】上記エレクトロクロミック表示単位層にお
ける上記エレクトロクロミック材料層の厚みは50nm
以下、上記電解質層の厚みは1μm以下にそれぞれ形成
され、上記第1透明電極と第2透明電極との間の距離は
2μm以下であることを特徴とする請求項8に記載のエ
レクトロクロミック表示素子。
8. The thickness of the electrochromic material layer in the electrochromic display unit layer is 50 nm.
The electrochromic display device according to claim 8, wherein the thickness of each of the electrolyte layers is 1 μm or less, and the distance between the first transparent electrode and the second transparent electrode is 2 μm or less. .
【請求項9】上記複数層のエレクトロクロミック表示単
位層をそれぞれ選択的に駆動することにより、複数段階
の中間色を表現すること特徴とする請求項8又は9に記
載のエレクトロクロミック表示素子。
9. The electrochromic display element according to claim 8, wherein a plurality of intermediate colors are expressed by selectively driving each of the plurality of electrochromic display unit layers.
【請求項10】上記複数のエレクトロクロミック表示単
位層におけるエレクトロクロミック材料層相互の発色濃
度の比は、2の階乗に設定されていることを特徴とする
請求項9に記載のエレクトロクロミック表示素子。
10. The electrochromic display device according to claim 9, wherein the ratio of the coloring densities of the electrochromic material layers in the plurality of electrochromic display unit layers is set to a factor of 2. .
【請求項11】上記複数のエレクトロクロミック表示単
位層におけるエレクトロクロミック材料層は、互いに異
なる発色を有したエレクトロクロミック材料により形成
されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の
エレクトロクロミック表示素子。
11. The electrochromic display according to claim 9, wherein the electrochromic material layers in the plurality of electrochromic display unit layers are formed of electrochromic materials having different colors from each other. element.
【請求項12】エレクトロクロミック材料層と、上記エ
レクトロクロミック材料層の表面に接した電解質層と、
上記エレクトロクロミック材料層および電解質層を間に
挟んで対向配置された第1および第2透明電極と、を有
したエレクトロクロミック表示単位層を、透明支持体の
回りに複数周回巻き付けてロール構造としたことを特徴
とするエレクトロクロミック表示素子。
12. An electrochromic material layer, an electrolyte layer in contact with a surface of the electrochromic material layer,
An electrochromic display unit layer having the first and second transparent electrodes opposed to each other with the electrochromic material layer and the electrolyte layer interposed therebetween is wound around the transparent support a plurality of times to form a roll structure. An electrochromic display element, characterized in that:
【請求項13】上記第1透明電極は、上記ロール構造の
軸方向に沿って一方側に偏って設けられているととも
に、上記ロール構造の軸方向一端側に露出した端縁部を
有し、 上記第2透明電極は、上記ロール構造の軸方向に沿って
他方側に偏って設けられているとともに、上記ロール構
造の軸方向他端側に露出した端縁部を有し、 上記第1透明電極の端縁部および第2透明電極の端縁部
に第1および第2電極板がそれぞれ接続されていること
を特徴とする請求項12に記載のエレクトロクロミック
表示素子。
13. The first transparent electrode is provided to be biased to one side along the axial direction of the roll structure, and has an edge exposed at one axial end of the roll structure. The second transparent electrode is provided to be biased to the other side along the axial direction of the roll structure, and has an edge exposed at the other axial side of the roll structure; The electrochromic display element according to claim 12, wherein the first and second electrode plates are connected to the edge of the electrode and the edge of the second transparent electrode, respectively.
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