JP2019066619A - 電気化学光学装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 高品質の電気化学光学装置を提供する。【解決手段】 相互に電気的に分離された複数の電極が配置された第１基板と、相互に電気的に分離された複数の電極が配置された第２基板であって、複数の電極の各々が、第１基板に配置された複数の電極の各々に対向配置された第２基板と、第１基板の複数の電極の各々と、該複数の電極の各々に対向する、第２基板の複数の電極の各々の間に配置された複数の反応・イオン伝導層と、第１、第２基板間、かつ、複数の反応・イオン伝導層の間に配置され、複数の反応・イオン伝導層の各々の配置位置に対応し、第１、第２基板の電極、及び、反応・イオン伝導層を含んで画定される複数の電気化学光学素子領域を同じ方向に電気的に直列接続する複数の導通材であって、相互に隣接する電気化学光学素子領域に関し、一方の第１基板側電極と、他方の第２基板側電極とを電気的に接続する導通材とを有し、複数の電気化学光学素子領域がタイリングされた電気化学光学装置を提供する。【選択図】 図４−１

Description

本発明は、複数の電気化学光学素子領域を備え、たとえばディスプレイ装置に使用可能な電気化学光学装置に関する。
電気化学光学素子とは、一対の電極で反応層、イオン伝導層（両者は共通でも可）を挟んだ構造を有し、電極間へ電圧を印加することで、電極と反応層の間で酸化還元反応が生じ、光学特性を変化させることが可能な素子をいい、たとえばエレクトロクロミック(electrochromic; EC)素子や電気化学発光(electrochemiluminescence; ECL)素子を含む。エレクトロクロミック素子は、たとえばエレクトロデポジション(electrodeposition; ED)素子を含む。
大面積表示を行うエレクトロクロミック素子においては、電流密度の偏りによる表示むらが発生しやすい。また、応答速度が遅くなる。このためタイリングが用いられることがある。
図７は、タイリングを用いたエレクトロクロミックディスプレイ装置５０を示す概略的な断面図である（たとえば特許文献１参照）。
エレクトロクロミックディスプレイ装置５０は、相互に対向して配置される上側基板５１、下側基板５２、上側基板５１上に配置される導電性薄膜５３、下側基板５２上に相互に離間して配置される動作電極５４、反対電極５５、及び、基板５１、５２間に配置される電解質層５６を有する。動作電極５４と反対電極５５の間には、直流電源５７が接続されている。電解質層５６は、エレクトロクロミック材料を含む。
直流電源５７により電極５４、５５間に電圧を印加すると、たとえば矢印の方向に電流経路が形成され（電流が流れ）、動作電極５４直上領域の導電性薄膜５３と電解質層５６の境界で、酸化反応、還元反応のいずれか一方が生じる。また、反対電極５５直上領域の導電性薄膜５３と電解質層５６の境界で、酸化反応、還元反応の他方が生じる。エレクトロクロミックディスプレイ装置５０においては、動作電極５４と反対電極５５の配置領域のみに、エレクトロクロミック材料による外観変化が生じる。
しかしこの構成をエレクトロデポジション素子に採用してタイリング駆動すると、表示むらが生じる場合がある。たとえば銀イオンを含む電解質層を備え、ミラーデバイスとして用いられるエレクトロデポジション素子の場合、動作電極５４位置と反対電極５５位置とで、電圧印加時における銀の析出面が異なる。すなわち、動作電極５４位置では下側基板５２側に銀が析出し、反対電極５５位置では上側基板５１側に銀が析出する。銀の析出面が一方基板側とならないため、電極５４、５５位置によって反射率や色味が異なり、表示品質が低下する。
このように従来は、たとえば電流密度の偏りによる表示むらや遅い応答速度を改善するためにタイリングを用いても、高品質の電気化学光学装置の実現が困難な場合があった。
なお、輝度むらが少なく、高い信頼性を有する電気化学発光表示装置の発明等も公知である（たとえば特許文献２参照）。
特表２００５−５２１１０３号公報 特開２００９−２３００７３号公報
本発明の目的は、高品質の電気化学光学装置を提供することである。
本発明の一観点によると、相互に電気的に分離された複数の電極が、主面に配置された第１基板と、前記第１基板に略平行に対向配置され、相互に電気的に分離された複数の電極が、主面に配置された第２基板であって、該複数の電極の各々が、前記第１基板の主面に配置された前記複数の電極の各々に対向配置された第２基板と、前記第１基板の前記複数の電極の各々と、該複数の電極の各々に対向する、前記第２基板の前記複数の電極の各々の間に配置された複数の反応・イオン伝導層と、前記第１基板の主面と前記第２基板の主面の間、かつ、前記複数の反応・イオン伝導層の間に配置され、前記複数の反応・イオン伝導層の各々の配置位置に対応し、前記第１基板の電極、前記第２基板の電極、及び、前記反応・イオン伝導層を含んで画定される複数の電気化学光学素子領域を同じ方向に電気的に直列接続する複数の導通材であって、相互に隣接する前記電気化学光学素子領域に関し、一方の前記第１基板側電極と、他方の前記第２基板側電極とを電気的に接続する導通材とを有し、前記複数の電気化学光学素子領域がタイリングされた電気化学光学装置が提供される。
本発明によれば、高品質の電気化学光学装置を提供することができる。
図１は、第１実施例による電気化学光学装置に用いられる電気化学光学素子を示す概略的な断面図である。 図２Ａ、図２Ｂは、それぞれエレクトロデポジション素子１０の突出部１５、１６上の電極１１ｂ、１２ｂに、導電性両面テープ１７、１８を配置した、エレクトロデポジション素子構成を示す概略的な断面図、平面図である。 図３は、電圧印加時の光透過率を示す表である。 図４Ａは、第１実施例によるエレクトロデポジション装置を示す概略的な断面図である。 図４Ｂは、第１実施例によるエレクトロデポジション装置を示す概略的な平面図である。 図４Ｃは、第１実施例によるエレクトロデポジション装置における電流経路を示す概略的な断面図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、エレクトロデポジション素子１０の一方の上側透明電極１１ｂと他方の下側透明電極１２ｂを、リード線２０を用いて電気的に接続する構成を示す概略的な断面図である。 図６Ａは、第２実施例によるエレクトロデポジション装置を示す概略的な断面図である。 図６Ｂは、第２実施例によるエレクトロデポジション装置を示す概略的な平面図である。 図６Ｃは、第２実施例によるエレクトロデポジション装置における電流経路を示す概略的な断面図である。 図６Ｄは、第２実施例によるエレクトロデポジション装置の変形例を示す概略的な平面図である。 図７は、タイリングを用いたエレクトロクロミックディスプレイ装置５０を示す概略的な断面図である。
図１は、第１実施例による電気化学光学装置に用いられる電気化学光学素子を示す概略的な断面図である。第１実施例による電気化学光学装置は、エレクトロデポジション素子１０を使用した、エレクトロデポジション装置である。
エレクトロデポジション素子１０は、たとえば略平行に離間して対向配置された上側基板１１、下側基板１２、及び、両基板１１、１２間に配置された電解質層（反応・イオン伝導層）１４を含んで構成される。
上側基板１１、下側基板１２は、それぞれ上側透明基板１１ａ、下側透明基板１２ａ、及び、各透明基板１１ａ、１２ａ上に形成された上側透明電極１１ｂ、下側透明電極１２ｂを含む。透明電極１１ｂ、１２ｂは、表面が平滑な電極であり、隣り合う２辺がＸ軸方向、Ｙ軸方向に延在する矩形の平面形状を有する。上側透明基板１１ａ及び下側透明基板１２ａは、たとえば厚さ０．７ｍｍのガラス基板であり、上側透明電極１１ｂ及び下側透明電極１２ｂは、たとえば厚さ３００ｎｍのＩＴＯ(indium tin oxide)で形成される。
電解質層１４は、上側基板１１と下側基板１２の間の、シール部１３の内側領域に配置され、銀（銀イオン）を含有するエレクトロデポジション材料（たとえばＡｇＢｒ）を含む。電解質層１４の厚さは、たとえば１μｍ〜５００μｍ、一例として１００μｍである。シール部１３は、たとえば樹脂等の材料を用いて形成される。
エレクトロデポジション素子１０においては、電極１１ｂ、１２ｂの配置位置は平面視上（基板１１、１２法線方向（Ｚ軸方向）から見たとき）一致しない。両電極１１ｂ、１２ｂは、基板１１、１２面内方向に相互にずれて配置されている。基板１１、１２は、それぞれ基板１１、１２が平面視上重畳する領域から、相互に反対方向（Ｘ軸負方向、Ｘ軸正方向）に突出する突出部１５、１６を備える。各電極１１ｂ、１２ｂは、突出部１５、１６上にも配置されており、相互に反対方向（Ｘ軸負方向、Ｘ軸正方向）に突出している。
エレクトロデポジション素子１０は、平面視上、たとえばＸ軸方向の長さが６７ｍｍ、Ｙ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状である。基板１１、１２が平面視上重畳する領域は、たとえばＸ軸方向の長さが６１ｍｍ、Ｙ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状である。電解質層１４の平面形状は、それに近似するサイズの矩形状である。突出部１５、１６は、たとえばＸ軸方向の長さが３ｍｍ、Ｙ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状である。
エレクトロデポジション素子１０は、たとえば電極１１ｂ、１２ｂ間に印加する直流電圧によって、透明状態とミラー状態（反射状態）を電気的に切り替えることができるミラーデバイスとして用いられる。
電圧無印加時、エレクトロデポジション素子１０は透明状態である。エレクトロデポジション素子１０に入射する光は、これを透過する。
電極１１ｂ、１２ｂ間に電圧を印加することで、エレクトロデポジション素子１０をミラー状態とすることができる。一例として、下側透明電極１２ｂをアースし、上側透明電極１１ｂに−２．５Ｖの直流電圧を印加すると、電解質層１４に含まれる銀イオンが還元されて、上側透明電極１１ｂ（負電圧側となる電極）近傍で金属の銀に変化し、電極１１ｂ上に析出・堆積して、銀薄膜が形成される。銀薄膜は鏡面として作用し、エレクトロデポジション素子１０に入射する光を反射する。
銀薄膜は、電圧をオフ（０Ｖもしくは開放状態）するか、逆バイアス（たとえば＋１Ｖ）を印加することにより、上側透明電極１１ｂ上から消失する。逆バイアスを印加する方が、速やかに銀を消失させてエレクトロデポジション素子１０を透明状態とすることができる。
エレクトロデポジション素子１０は、たとえば直流電圧の無印加−印加により、透明状態とミラー状態を可換的に実現するミラーデバイスとして用いることができる。
エレクトロデポジション素子１０は、たとえば以下のように作製することができる。
一対の透明電極（電極１１ｂ、１２ｂ）パターン付きガラス基板（基板１１ａ、１２ａ）を準備する。ガラス基板上の透明電極には、平滑性のある透明導電膜、一例としてＩＴＯ膜を用いる。透明導電膜は、スパッタ、ＣＶＤ、蒸着等により成膜することができる。
一対のガラス基板（基板１１ａ、１２ａ）を、ＩＴＯ膜（電極１１ｂ、１２ｂ）が対向するように配置してセル化を行う。
ギャップコントロール剤を、一対の基板（基板１１、１２）の一方上に散布する。なお、ギャップコントロール剤の径を選択することで、電解質層１４の厚さ（セルギャップ）を、たとえば１μｍ〜５００μｍの範囲で設定可能である。
一対の基板（基板１１、１２）の他方上に、シール材を用いてメインシールパターン（一部が欠けた矩形のシールパターン）を形成する。たとえば紫外線硬化タイプのシール材を用いる。なお、ギャップコントロール剤の散布とメインシールパターンの形成は同一基板側に行ってもよい。
一対の基板（基板１１、１２）の重ね合わせを行い空セルを作製する。
次に、エレクトロデポジション材料を含む電解液を一対の基板（基板１１、１２）間に封入し、電解質層１４を形成する。
具体的には、空セル内に、たとえば真空注入法を用い、エレクトロデポジション材料を含む電解液を注入した後、注入口を封止し、紫外線をシール材に照射して、シール材を硬化し、シール部１３とその内部領域の電解質層１４を形成する。
エレクトロデポジション材料を含む電解液は、エレクトロデポジション材料（ＡｇＢｒ等）、メディエータ（ＴａＣｌ５等）、支持電解質（ＬｉＢｒ等）、溶媒（γ−ブチロラクトン等）などにより構成される。たとえば、溶媒であるγ−ブチロラクトン中に、エレクトロデポジション材料としてＡｇＢｒを２００ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを８００ｍＭ、メディエータとしてＴａＣｌ５を３０ｍＭ添加して構成する。
エレクトロデポジション材料には、たとえば銀を含むＡｇＢｒ、ＡｇＮＯ３、ＡｇＣｌＯ４等を使用することができる。
メディエータは、ＴａＣｌ５の他、Ｔａを含むＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｇｅを含むＧｅＣｌ４、ＧｅＢｒ４、ＧｅＩ４、Ｃｕを含むＣｕＣｌ２、ＣｕＳＯ４、ＣｕＢｒ２などを用いることができる。
支持電解質は、エレクトロデポジション材料の酸化還元反応等を促進するものであれば限定されず、たとえばリチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。支持電解質の濃度は、たとえば１０ｍＭ以上１Ｍ以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。
溶媒は、エレクトロデポジション材料等を安定的に保持することができるものであれば限定されない。水や炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、更にはイオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を使用することが可能である。具体的には、γ−ブチロラクトンの他、ＤＭＳＯ(dimethyl sulfoxide)、炭酸プロピレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸等を好適に用いることができる。
このようにして、エレクトロデポジション素子１０を作製することができる。
図２Ａ及び図２Ｂを参照する。第１実施例によるエレクトロデポジション装置の作製においては、エレクトロデポジション素子１０の突出部１５、１６上の電極１１ｂ、１２ｂに、圧縮性のある導電性接続材である導電性両面テープ１７、１８を配置する。導電性両面テープ１７、１８は、Ｙ軸方向に沿う電解質層１４の配置範囲をカバーするように（Ｙ軸方向に沿って電解質層１４の配置範囲以上の範囲に）配置する。導電性両面テープ１７、１８として、たとえば株式会社寺岡製作所製の導電性銅箔両面テープ（シート抵抗値０．０２Ω／□）を用いる。株式会社寺岡製作所製の導電性アルミ箔両面テープ（シート抵抗値０．５Ω／□）を用いてもよい。
ＩＴＯ電極１１ｂ、１２ｂのシート抵抗値がたとえば５Ω／□程度であるのに対し、導電性両面テープ１７、１８のシート抵抗値は０．０２Ω／□と非常に小さい。このため、導電性両面テープ１７、１８の配置位置の電位は等しいと考えることができる。したがって、図２Ａ及び図２Ｂに示すエレクトロデポジション構成の電極１１ｂ、１２ｂ間（導電性両面テープ１７、１８間）に直流電圧を印加すると、Ｘ軸正方向側及びＸ軸負方向側から同時に電解質層１４を閉じるように銀薄膜が形成される（図２Ｂの矢印参照）。
ここで、電解質層１４のＸ軸方向に沿う長さが長い場合、Ｘ軸方向に沿う電解質層１４の中央近傍で銀薄膜が形成されにくくなり、電圧印加時にエレクトロデポジション素子構成の光透過（漏れ光）率が増大する。
本願発明者は、鋭意研究を行い、電圧印加時光透過（漏れ光）率が低く、高品質のエレクトロデポジション装置が実現される条件を調べた。
図３は、本願発明者による実験結果（電圧印加時の光透過率）を示す。本表においては、電圧印加時の光透過率を、空気の光透過率（エレクトロデポジション構成を配置しないときの光透過率）を１として、「％」で表示した。図２Ａ及び図２Ｂに示す構成において、電解質層１４のＸ軸方向の長さ（上側、下側透明電極１１ｂ、１２ｂのＸ軸方向の長さ）、及び、電解質層１４の厚さを異ならせ、波長６５０ｎｍの光を照射して調べた。
なお、波長６５０ｎｍの光を用いたのは、エレクトロデポジション素子（ミラーデバイス）の遮光率は短波長側ほど高く、波長６５０ｎｍで十分遮光できていれば、可視光領域全体で遮光が可能であり、視覚的に光抜けが見られないためである。
電解質層の厚さにかかわらず、電解質層のＸ軸方向長さが長くなるにつれ、電圧印加時の光透過（漏れ光）率は高くなることがわかる。なお、表中のすべての電解質層厚さにつき、電解質層のＸ軸方向長さが１９０ｍｍのとき光透過率が８０％となっているが、これは電圧無印加時のエレクトロデポジション構成の光透過率が８０％であることによる。すなわち、実験における光透過率の上限は８０％である。
また、電解質層の厚さが厚くなるにつれ、電圧印加時の光透過（漏れ光）率は低くなることがわかる。
エレクトロデポジション装置においては、電圧印加時光透過率がたとえば１％程度以下であれば高品質の維持が可能である。
実施例によるエレクトロデポジション装置の電解質層厚さは、たとえば１μｍ〜５００μｍであるため、本願発明者は、この点を考慮して場合分けを行い、図３に示す表、及び、研究によって得られた知見から、電圧印加時の光透過率に関し、以下の結論を導いた。
（ｉ）電解質層の厚さが１μｍ以上３０μｍ未満のとき、電解質層のＸ軸方向長さを１０ｍｍ以下とすればエレクトロデポジション装置を高品質とすることが可能であろう。
（ｉｉ）電解質層の厚さが３０μｍ以上５０μｍ未満のとき、電解質層のＸ軸方向長さを２０ｍｍ以下とすればエレクトロデポジション装置を高品質とすることが可能であろう。
（ｉｉｉ）電解質層の厚さが５０μｍ以上７０μｍ未満のとき、電解質層のＸ軸方向長さを３０ｍｍ以下とすればエレクトロデポジション装置を高品質とすることが可能であろう。
（ｉｖ）電解質層の厚さが７０μｍ以上１００μｍ未満のとき、電解質層のＸ軸方向長さを５６．６ｍｍ以下とすればエレクトロデポジション装置を高品質とすることが可能である。
（ｖ）電解質層の厚さが１００μｍ以上５００μｍ以下のとき、電解質層のＸ軸方向長さを６３ｍｍ以下とすればエレクトロデポジション装置を高品質とすることが可能である。
図４Ａは、第１実施例によるエレクトロデポジション装置を示す概略的な断面図であり、図４Ｂは概略的な平面図である。
両図に示すエレクトロデポジション装置は、図２Ａ及び図２Ｂに示すエレクトロデポジション構成を３個、Ｘ軸方向（突出部１５、１６の突出方向と平行な方向）に沿って、連結配置したエレクトロデポジション装置である。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置の作製においては、図２Ａ及び図２Ｂに示すエレクトロデポジション構成（導電性両面テープ１７、１８が配置されたエレクトロデポジション素子１０）を３個準備し、一つのエレクトロデポジション素子１０の導電性両面テープ１７と他のエレクトロデポジション素子１０の導電性両面テープ１８が接着されるように、３個のエレクトロデポジション素子１０を相互に連結する。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置では、相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０は、平面視上、突出部１５、１６において重ね合わされ、Ｘ軸方向に沿って配置される。（突出部１５、１６が対向するように連結される。）また、一方の上側透明電極１１ｂと他方の下側透明電極１２ｂとが、導電性両面テープ１７、１８を介して電気的に接続される。その結果、３個のエレクトロデポジション素子１０が、同方向に電気的に直列接続される。なお、平面視上、３個のエレクトロデポジション素子１０はＸＹ平面内方向で相互に密着配置され、配置位置を隙間なく充填する。また、後述するように、第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、エレクトロデポジション素子領域（第１実施例においてはエレクトロデポジション素子１０）間の継ぎ目（エレクトロデポジション素子領域の接続位置）における段差（基板１１、１２法線方向に沿うずれ量）が小さい。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、上下導通材（導電性両面テープ１７、１８）を用いて３個のエレクトロデポジション素子１０を同方向に直列接続してタイリングする（３個のエレクトロデポジション素子１０を、ＸＹ平面方向に隙間なく敷き詰める）が、より多くのエレクトロデポジション素子１０を同方向に直列接続してタイリングし、大型のエレクトロデポジション装置とすることができる。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置は、Ｘ軸正方向側端部に配置されるエレクトロデポジション素子１０の下側透明電極１２ｂ（導電性両面テープ１８）と、Ｘ軸負方向側端部に配置されるエレクトロデポジション素子１０の上側透明電極１１ｂ（導電性両面テープ１７）との間に、たとえば直流電源を電気的に接続し、駆動電圧を印加して駆動する。
図４Ｃに、Ｘ軸正方向側端部のエレクトロデポジション素子１０の下側透明電極１２ｂ（導電性両面テープ１８）を直流電源の正極と接続し、Ｘ軸負方向側端部のエレクトロデポジション素子１０の上側透明電極１１ｂ（導電性両面テープ１７）を直流電源の負極と接続した場合の電流経路を矢印で示した。
３個のエレクトロデポジション素子１０は同方向に直列接続されているため、各素子１０の電解質層１４においては、下側基板１２側から上側基板１１側に向かって電流が流れる。（電解質層１４間の導電性両面テープ１７、１８においては、上側基板１１側から下側基板１２側に向かって電流が流れる。）このため、３個のエレクトロデポジション素子１０のすべてにおいて、電解質層１４に含まれる銀イオンは、上側透明電極１１ｂ近傍で金属の銀に変化し、電極１１ｂ上に銀薄膜（反射面）が形成される。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、電気的に接続された３個のエレクトロデポジション素子１０において、電解質層１４を流れる電流方向と、銀の析出基板（反射面が形成される基板）を統一することができる。銀の析出面を一方基板側（上側基板１１と下側基板１２のいずれか一方側）とすることができるため、エレクトロデポジション装置における反射率や色味（外観）を均一化することが可能である。たとえば、第１実施例によるエレクトロデポジション装置を用い、タイリングで表示する表示装置を構成する場合、見栄えが均一化され、高い表示品質で表示を行うことができる。
また、第１実施例によるエレクトロデポジション装置は、複数個のエレクトロデポジション素子１０がタイリングされて構成されているため、たとえば平面視上、同面積（大面積）を有する１個のエレクトロデポジション素子に比べ、電流密度の偏りによる表示むらが低減され、応答速度が速くなる。更に、電解質層１４の厚さは１００μｍ、Ｘ軸方向長さは６１ｍｍであり、図３を参照して説明したように、電圧印加時の漏れ光が少ない。
なお、第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、３個のエレクトロデポジション素子１０を直列駆動するが、３個のエレクトロデポジション素子１０の各々に配線を設け、３個の素子１０を同じ方向に並列接続してタイリングしても、電解質層１４を流れる電流方向と、銀の析出基板を統一することができるため、たとえば反射率や色味等の外観を均一化することが可能である。
しかし並列駆動では、エレクトロデポジション素子１０の個数分の対の配線が必要となるのに対し、第１実施例によるエレクトロデポジション装置のように直列駆動を行えば、エレクトロデポジション素子１０の個数によらず一対の配線ですむ。すなわち配線を少なくすることができる。
また、並列駆動では、タイリング境界（相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０の境界領域）に配線を設けるスペースが必要であるため、タイリング境界が目立ちやすいのに対し、第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、タイリング境界が狭く目立ちにくい。
更に、電流駆動であるエレクトロデポジション素子１０を並列駆動すると大きな電流が流れ、配線抵抗の影響も大きくなるのに対し、第１実施例によるエレクトロデポジション装置のような直列駆動の場合、エレクトロデポジション素子１０の個数に応じて駆動電圧は高くなるものの、電流値は変化しないため、配線抵抗の影響が小さく、駆動回路に汎用回路を使用しやすい。加えて、並列駆動では全点灯する場合に同期回路を必要とするのに対し、直列駆動では同期回路は不要であるため、駆動回路の単純化が可能である。このように駆動回路の観点から有利である。
図５Ａを参照する。下側基板１２側から上側基板１１側に電解質層１４を流れた電流を、隣接するエレクトロデポジション素子１０の下側基板１２に導き、複数のエレクトロデポジション素子１０の電解質層１４を流れる電流方向と、銀の析出基板を統一する他の構成としては、たとえば相互に隣接する素子１０の一方の上側透明電極１１ｂと他方の下側透明電極１２ｂを、リード線２０を用いて電気的に接続する構成が考えられる。リード線２０は、一方素子１０の上側透明電極１１ｂの突出部１５、及び、他方素子１０の下側透明電極１２ｂの突出部１６に、たとえばはんだ２１によって接着される。
しかし、リード線２０を用い、２個のエレクトロデポジション素子１０を、突出部１５、１６が対向するように連結する場合、リード線２０やはんだ２１の厚みにより、たとえば図５Ｂに示すように、隣接するエレクトロデポジション素子１０間の継ぎ目（エレクトロデポジション素子１０の連結位置）に大きな段差（基板１１、１２法線方向に沿うずれ量）が生じ、エレクトロデポジション装置の品質を損なう。段差を解消するために、たとえば図５Ｃに示すように、突出部１５、１６を対向させなければ、隣接するエレクトロデポジション素子１０間が広くなり、エレクトロデポジション装置の品質を損なう。
第１実施例によるエレクトロデポジション装置においては、相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０を、圧縮性のある導電性接続材（導電性両面テープ１７、１８）を用いて連結する。このため、隣接するエレクトロデポジション素子１０間の継ぎ目における段差が小さくなり、エレクトロデポジション装置の品質が高められる。段差は、たとえば０．５ｍｍ未満とすることができる。また、セルギャップと等しい厚みで接着し、継ぎ目に段差のないエレクトロデポジション装置とすることも可能である。
なお、導電性接続材として、導電テープの他、導電性接着剤（流動性のある導電性接続材）等を使用することもできる。たとえば化研テック株式会社製の導電性接着剤ＴＫペースト（体積抵抗率０．００３Ω・ｃｍ、粘度１５Ｐａ・ｓ）やＣｈｅｍｔｒｏｎｉｃｓ株式会社製の導電性エポキシ接着剤ＣＷ２４００（体積抵抗率０．００１Ω・ｃｍ未満）を用いることが可能である。
圧縮性や流動性を有する導電性接続材を用いてタイリングすることで、たとえばエレクトロデポジション素子１０のセルギャップが１００μｍ以下の場合でも、段差の小さい、かつ、相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０の電解質１４間の距離の短い、大型で高品質のエレクトロデポジション装置とすることができる。
なお、突出部１５、１６を備えるエレクトロデポジション素子１０を用い、複数のエレクトロデポジション素子１０を、平面視上、突出部１５、１６を重ね合わせるように連結配置することも、相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０の電解質１４間距離を短くすることに寄与する。
第１実施例においては、突出部１５、１６の幅（Ｘ軸方向に沿う長さ）を３ｍｍとしたが、より幅狭とし、相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０の電解質１４間距離を、一例として２ｍｍ以下とすることも可能である。
このように、第１実施例によるエレクトロデポジション装置は、高品質の電気化学光学装置である。
図６Ａ、図６Ｂは、それぞれ第２実施例による電気化学光学装置（エレクトロデポジション装置）を示す概略的な断面図、平面図である。
第１実施例による電気化学光学装置は、複数個のエレクトロデポジション素子１０が導電性両面テープ１７、１８で相互に連結されて構成された。相互に隣接するエレクトロデポジション素子１０は、一方の上側透明電極１１ｂと他方の下側透明電極１２ｂとが、導電性両面テープ１７、１８（上下導通材）を介して電気的に接続され、その結果、複数個のエレクトロデポジション素子１０が、同方向に電気的に直列接続された。これに対し、第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、個別のエレクトロデポジション素子が連結されて構成されるのではなく、上側基板３１、下側基板３２は、それぞれ元々連続的、一体的に形成される。相互に隣接する電解質層は、一方の上側透明電極と他方の下側透明電極とが、導電性粒子入りシール部を介して電気的に接続される。その結果、同方向に電気的に直列接続された複数個（３個）のエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃが一方向（Ｘ軸方向）に沿い、隣接して画定される。第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、３個のエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃがタイリングされた電気化学光学装置である。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、たとえば略平行に離間して対向配置された上側基板３１、下側基板３２、及び、両基板３１、３２間に配置された電解質層（反応・イオン伝導層）３４ａ、３４ｂ、３４ｃを含んで構成される。
上側基板３１は、上側透明基板３１ａ、及び、上側透明基板３１ａ上に形成された上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃを含む。上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃは、相互に電気的に分離された、表面が平滑な電極である。同様に、下側基板３２は、下側透明基板３２ａ、及び、下側透明基板３２ａ上に形成された下側透明電極３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃを含む。下側透明電極３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃは、相互に電気的に分離された、表面が平滑な電極である。上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ、及び、下側透明電極３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃは、隣り合う２辺がＸ軸方向、Ｙ軸方向に延在する矩形の平面形状を有する。上側透明基板３１ａ及び下側透明基板３２ａは、たとえば厚さ０．７ｍｍのガラス基板であり、上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ、及び、下側透明電極３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃは、たとえば厚さ３００ｎｍのＩＴＯで形成される。
電解質層３４ａは、上側基板３１と下側基板３２（上側透明電極３１ｂａと下側透明電極３２ｂａ）の間の、シール部３３Ａ、３３Ｂの内側領域に配置される。電解質層３４ｂは、上側基板３１と下側基板３２（上側透明電極３１ｂｂと下側透明電極３２ｂｂ）の間の、シール部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの内側領域に配置される。電解質層３４ｃは、上側基板３１と下側基板３２（上側透明電極３１ｂｃと下側透明電極３２ｂｃ）の間の、シール部３３Ａ、３３Ｃの内側領域に配置される。電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、シール部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃによって封止され、一方向（Ｘ軸方向）に沿い、隣接して配置される。電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、銀（銀イオン）を含有するエレクトロデポジション材料（たとえばＡｇＢｒ）を含み、たとえば１μｍ〜５００μｍ、一例として１００μｍの厚みを有する。シール部３３Ａは、たとえば樹脂等の材料を用いて形成され、シール部の外枠部分を構成する。導電性粒子入りシール部３３Ｂ、３３Ｃは、たとえば導電性粒子を含ませた樹脂等を用いて形成され、それぞれ電解質層３４ａ、３４ｂの境界、電解質層３４ｂ、３４ｃの境界に配置される。
シール部３３Ａは、たとえば株式会社スリーボンドホールディングス製のシール材（アクリル系樹脂材料）ＴＢ３０３５Ｂ（粘度５１Ｐａ・ｓ）を用いて形成することができる。導電性粒子入りシール部３３Ｂ、３３Ｃは、ＴＢ３０３５Ｂに、ユニチカ株式会社製のＡｇ膜被覆ガラスビーズ（粉体電気抵抗０．００４Ω・ｃｍ）を１０ｗｔ％混合して形成可能である。
各電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃの各々の配置位置に対応し、それぞれ上側透明基板３１ａ、下側透明基板３２ａ、上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ、下側透明電極３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃ、電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃを含むエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃが画定される。
導電性粒子入りシール部３３Ｂは、エレクトロデポジション素子領域３０ａの下側透明電極３２ｂａとエレクトロデポジション素子領域３０ｂの上側透明電極３１ｂｂを電気的に接続する。導電性粒子入りシール部３３Ｃは、エレクトロデポジション素子領域３０ｂの下側透明電極３２ｂｂとエレクトロデポジション素子領域３０ｃの上側透明電極３１ｂｃを電気的に接続する。これにより、エレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、同方向に電気的に直列接続される。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置においては、基板３１、３２は、それぞれＸ軸負方向側端部、Ｘ軸正方向側端部に、基板３１、３２が平面視上重畳する領域から、相互に反対方向（Ｘ軸負方向、Ｘ軸正方向）に突出する突出部３５、３６を備える。電極３１ｂａ、３２ｂｃは、それぞれ突出部３５、３６上にも配置されている。
エレクトロデポジション素子１０は、平面視上、たとえばＹ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状であり、基板３１、３２が平面視上重畳する領域も、たとえばＹ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状である。突出部３５、３６は、たとえばＸ軸方向の長さが３ｍｍ、Ｙ軸方向の長さが２５０ｍｍの矩形状である。また、電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、Ｘ軸方向の長さが６１ｍｍ程度、Ｙ軸方向の長さが２５０ｍｍ程度の矩形状である。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置においては、突出部３５、３６の電極３１ｂａ、３２ｂｃ上に、第１実施例と同様の導電性両面テープ３７、３８が配置される。導電性両面テープ３７、３８は、Ｙ軸方向に沿う電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃの配置範囲をカバーするように（Ｙ軸方向に沿って電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃの配置範囲以上の範囲に）配置される。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置においては、３個のエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃを用いるが、より多くのエレクトロデポジション素子領域を同方向に直列接続して、大型のエレクトロデポジション装置とすることができる。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、エレクトロデポジション素子領域３０ｃの下側透明電極３２ｂｃ（導電性両面テープ３８）と、エレクトロデポジション素子領域３０ａの上側透明電極３１ｂａ（導電性両面テープ３７）との間に、たとえば直流電源を電気的に接続し、駆動電圧を印加して駆動する。
図６Ｃに、エレクトロデポジション素子領域３０ｃの下側透明電極３２ｂｃを直流電源の正極と接続し、エレクトロデポジション素子領域３０ａの上側透明電極３１ｂａを直流電源の負極と接続した場合の電流経路を矢印で示した。
３個のエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃは同方向に直列接続されているため、各素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃの電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃにおいては、下側基板３２側から上側基板３１側に向かって電流が流れる。（電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ間の導電性粒子入りシール部３３Ｂ、３３Ｃにおいては、上側基板３１側から下側基板３２側に向かって電流が流れる。）このため、３個のエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃのすべてにおいて、電解質層３４ａ、３４ｂ、３４ｃに含まれる銀イオンは、上側透明電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ近傍で金属の銀に変化し、電極３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ上に銀薄膜（反射面）が形成される。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、第１実施例によるエレクトロデポジション装置と同様の効果を奏することができる。更に、相互に隣接するエレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃの電解質３４ａ、３４ｂ、３４ｃ間距離を、第１実施例における場合よりも短くすることができる。なお、第２実施例によるエレクトロデポジション装置においては、上側基板３１、下側基板３２は、それぞれ連続的、一体的に形成されているため、エレクトロデポジション素子領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ間における継ぎ目段差は生じない。
図６Ｄに、第２実施例によるエレクトロデポジション装置の変形例を示す。第２実施例においては、導電性粒子を含むシール部３３Ｂ、３３Ｃと含まないシール部３３Ａを使用したが、導電性粒子を含むシール部のみを用いることもできる。たとえば図６Ｄの変形例に示すように、Ｙ軸方向の両端部において、導電性粒子入りシール部を、透明電極（ＩＴＯ電極）上ではなく、上側透明基板（ガラス基板）上、及び、下側透明基板（ガラス基板）上に配置する。
第２実施例によるエレクトロデポジション装置も、高品質の電気化学光学装置である。
第１、第２実施例によるエレクトロデポジション装置は、複数個（３個）のエレクトロデポジション素子領域１０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃを一方向（Ｘ軸方向）に配置して構成される。エレクトロデポジション装置の大型化は、たとえばＸ軸方向により多くのエレクトロデポジション素子領域を配置する、または／及び、各エレクトロデポジション素子領域のサイズ（電解質層のサイズ）をＹ軸方向に長くすることで実現可能である。各エレクトロデポジション素子領域のサイズをＹ軸方向に長くした場合でも、導電性両面テープ（配置位置を実質的に同電位とする導電体）を、Ｙ軸方向（エレクトロデポジション素子領域の配置方向と直交する方向）に沿う電解質層の配置範囲をカバーする範囲に配置することにより、高品質のエレクトロデポジション装置とすることができる。
なお、各エレクトロデポジション素子領域１０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃの電解質層１４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃのＸ軸方向のサイズを大きくすることでＸ軸方向の大型化を実現してもよい。その場合、電解質層１４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃのＸ軸方向のサイズは、電解質層１４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃの厚さに応じ、図３を参照して説明した範囲とすればよい。
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
たとえば、実施例においてはエレクトロデポジション素子領域を用いて電気化学光学装置を構成したが、広くエレクトロクロミック素子領域（たとえばエレクトロクロミック素子）を用いて構成することができる。一般的には、電気化学光学素子領域（たとえば電気化学光学素子）を使用して構成可能である。
また、実施例においては、たとえばエレクトロデポジション素子１０の突出部１５、１６上の電極１１ｂ、１２ｂに、導電性両面テープ１７、１８を配置し、一つのエレクトロデポジション素子１０の導電性両面テープ１７と他のエレクトロデポジション素子１０の導電性両面テープ１８が接着されるように、エレクトロデポジション素子１０を相互に連結したが、エレクトロデポジション素子１０の突出部１５のみに、たとえば導電性両面テープ１７の２倍程度の厚さの導電性両面テープを配置してもよい。その場合、一つのエレクトロデポジション素子１０の突出部１５に配置された導電性両面テープと他のエレクトロデポジション素子１０の突出部１６の下側透明電極１２ｂが接着されるように、エレクトロデポジション素子１０を相互に連結する。
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
実施例によるエレクトロデポジション装置は、たとえば不使用時にミラーとなるテレビやデジタルフォトフレーム等のミラーディスプレイに利用可能である。また、移動体（自動車等）の窓の可変ミラーシェードに利用することができる。
更に、たとえば上下電極間に印加する直流電圧によって、透明状態と白状態を電気的に切り替えることができるエレクトロデポジション素子領域を用いてエレクトロデポジション装置を構成した場合には、たとえば可変大型スクリーン（通常は透明状態の窓を、会議時にプロジェクタースクリーンとして使用する等の使用方法がある。）やプライバシースクリーン（気分に応じ、窓を透明状態と外部から見えない白状態との間で切り替える等の使用方法がある。）に利用可能である。
１０ エレクトロデポジション素子
１１ 上側基板
１１ａ 上側透明基板
１１ｂ 上側透明電極
１２ 下側基板
１２ａ 下側透明基板
１２ｂ 下側透明電極
１３ シール部
１４ 電解質層
１５、１６ 突出部
１７、１８ 導電性両面テープ
２０ リード線
２１ はんだ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ エレクトロデポジション素子領域
３１ 上側基板
３１ａ 上側透明基板
３１ｂａ、３１ｂｂ、３１ｂｃ 上側透明電極
３２ 下側基板
３２ａ 下側透明基板
３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｂｃ 下側透明電極
３３Ａ シール部
３３Ｂ、３３Ｃ 導電性粒子入りシール部
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 電解質層
３５、３６ 突出部
３７、３８ 導電性両面テープ
５０ エレクトロクロミックディスプレイ装置
５１ 上側基板
５２ 下側基板
５３ 導電性薄膜
５４ 動作電極
５５ 反対電極
５６ 電解質層
５７ 直流電源

Claims (7)

  1. 相互に電気的に分離された複数の電極が、主面に配置された第１基板と、
    前記第１基板に略平行に対向配置され、相互に電気的に分離された複数の電極が、主面に配置された第２基板であって、該複数の電極の各々が、前記第１基板の主面に配置された前記複数の電極の各々に対向配置された第２基板と、
    前記第１基板の前記複数の電極の各々と、該複数の電極の各々に対向する、前記第２基板の前記複数の電極の各々の間に配置された複数の反応・イオン伝導層と、
    前記第１基板の主面と前記第２基板の主面の間、かつ、前記複数の反応・イオン伝導層の間に配置され、前記複数の反応・イオン伝導層の各々の配置位置に対応し、前記第１基板の電極、前記第２基板の電極、及び、前記反応・イオン伝導層を含んで画定される複数の電気化学光学素子領域を同じ方向に電気的に直列接続する複数の導通材であって、相互に隣接する前記電気化学光学素子領域に関し、一方の前記第１基板側電極と、他方の前記第２基板側電極とを電気的に接続する導通材と
    を有し、
    前記複数の電気化学光学素子領域がタイリングされた電気化学光学装置。
  2. 前記複数の電気化学光学素子領域は一方向に沿って配置され、
    前記複数の電気化学光学素子領域の各々の反応・イオン伝導層の厚さは、１μｍ以上５００μｍ以下であり、
    前記複数の電気化学光学素子領域の各々の反応・イオン伝導層の前記一方向に沿う長さは、前記反応・イオン伝導層の厚さが１μｍ以上３０μｍ未満のとき、１０ｍｍ以下であり、前記反応・イオン伝導層の厚さが３０μｍ以上５０μｍ未満のとき、２０ｍｍ以下であり、前記反応・イオン伝導層の厚さが５０μｍ以上７０μｍ未満のとき、３０ｍｍ以下であり、前記反応・イオン伝導層の厚さが７０μｍ以上１００μｍ未満のとき、５６．６ｍｍ以下であり、前記反応・イオン伝導層の厚さが１００μｍ以上５００μｍ以下のとき、６３ｍｍ以下である
    請求項１に記載の電気化学光学装置。
  3. 前記複数の電気化学光学素子領域は一方向に沿って配置され、
    前記複数の電気化学光学素子領域の配置方向と直交する方向に沿う、前記反応・イオン伝導層の配置範囲をカバーする範囲に、配置位置を実質的に同電位とする導電体が配置される
    請求項１または２に記載の電気化学光学装置。
  4. 前記複数の電気化学光学素子領域は一方向に沿って配置され、かつ、各々が一個の電気化学光学素子で構成され、
    該一個の電気化学光学素子においては、前記第１、第２基板は、前記第１、第２基板が平面視上重畳する領域から、前記一方向に沿って相互に反対方向に突出する突出部を備え、
    相互に隣接する前記電気化学光学素子は、前記突出部が対向するように連結される
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学光学装置。
  5. 前記導通材は、圧縮性または流動性を有する導電性接続材であり、前記突出部に配置される
    請求項４に記載の電気化学光学装置。
  6. 前記導電性接続材は、導電テープまたは導電性接着剤である
    請求項５に記載の電気化学光学装置。
  7. 前記導通材は、前記反応・イオン伝導層を封止するシール材の一部である
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学光学装置。
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