JP4689943B2

JP4689943B2 - エレクトロクロミック表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP4689943B2
Application number: JP2003015043A
Authority: JP
Inventors: 尚範濱尾; 一吉古田; 正之須田
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP2004226735A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関し、特に電気化学の酸化還元反応を利用したエレクトロクロミック表示素子で表示を行う表示装置、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気化学の酸化還元反応を利用して表示を行う素子としては、エレクトロクロミック表示素子が代表としてあげられる。一般的なエレクトロクロミック表示素子の構成を図９に示す。図示するように、透明電極９０２が形成された一対の基板９０１と、一方の基板の透明電極上に形成されたエレクトロクロミック材料１０３と、電解質１０６を備えている。エレクトロクロミック表示素子で任意のパターンを表示する方法としては、上基板と下基板のそれぞれに複数のストライプ状の透明電極を形成し、それぞれの電極を対向かつ交差するように配したマトリックス駆動方式を用いるのが一般的である。このような構成のエレクトロクロミック素子で、上電極の１つと下電極の１つを選択して、その間に適切な電圧を印加することにより、選択された電極が交わった画素部分のみにエレクトロクロミズム現象による着色・消色を起こさせることができる。こうした方法は、エレクトロクロミック表示素子に限るものではなく、液晶表示素子等でも行われる方法であり、単純マトリックス駆動として知られている。しかし、単純マトリックス駆動の場合、電界が電圧を印加している領域の周辺にも広がって存在しているため、目的とする付近の他の画素にも着色・消色が生じてしまう（クロストーク）という課題がある。従来、エレクトロクロミック素子において、クロストークを排除するための方法としては、画素の一つ、一つにスイッチング素子を接続し、目的とする画素のみを電気的に接続状態にする方法（アクティブマトリックス駆動）がある（例えば、特許文献１参照）。また、対象とする画素以外に電界が広がらなくなるように、基板に設けられた溝にエレクトロクロミック溶液を充填する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５６−１６５１８６公報（第２頁、第２図）。
【０００４】
【特許文献２】
特開平８−１３７４１２公報（第３、４頁）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来行われてきた方法ではいくつかの課題がある。まず、特許文献１に記載されているようなスイッチング素子を用いたアクティブマトリックス駆動の場合には、画素を駆動するためのスイッチング素子を、画素一つ一つに設置しなければならず、素子の製造コストが増大するという課題がある。また、スイッチング素子を形成する領域を画素の近傍に設けなければならず、表示に利用できる面積が相対的に減少してしまうという課題もある。一方、特許文献２に記載されているように、基板に設けた凹部の内部に電極を形成することにより、対象とする画素以外に電界が広がらないような基板の形状とする方法では、高解像度を得るために画素を小さくすることが困難になる。また、パターニング方法としてよく用いられるフォトリソグラフィ技術は平面基板を対象とする技術なので、凹部に電極を形成する際にフォトリソグラフィ技術を適用することは困難であり、特別なパターニング方法が必要となる。これは、製造コストを増大させる要因となりうる。本発明は、単純マトリックス駆動でもクロストークを発生させず、かつ低コストで製造できるエレクトロクロミック表示装置およびその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のエレクトロクロミック表示装置は以下のような構成とした。すなわち、電極が設けられた基板と、電極の上に形成されたエレクトロクロミック材料層と、対向電極が形成された対向基板を備えるとともに、エレクトロクロミック材料層を介して電極と対向電極が交差することにより画素を構成するエレクトロクロミック表示装置であって、画素の領域には、対向電極とエレクトロクロミック材料層との間に電解質が設けられ、この電解質は隣接する電極には接しないように設けられている。さらに、この電解質は、画素の一部の領域に設けられている。
【０００７】
また、本発明のエレクトロクロミック表示装置は、電極が設けられた基板と、電極の上に形成されたエレクトロクロミック材料層と、対向電極が形成された対向基板と、対向電極とエレクトロクロミック材料層との間に設けられ、微細な貫通孔が多数形成されたセパレータと、前記貫通孔に充填された電解質と、を備える構成とした。ここで、貫通孔の直径が電極および対向電極の幅よりも小さく、かつこれらの電極間隔よりも小さいことした。あるいは、前記貫通孔のそれぞれを、単一の電極および単一の対向電極のみと接するように配列した。
【０００８】
また、本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造方法は、第一の基板の上に電極を形成する工程と、電極の上にエレクトロクロミック材料層を形成する工程と、エレクトロクロミック材料層の上に複数の微細な貫通孔を有する絶縁性の樹脂層を形成するセパレータ層形成工程と、貫通孔に電解質を充填する電解質充填工程と、対向基板の上に対向電極を形成する工程と、電極と対向電極がエレクトロクロミック材料層を介して対向するとともに、電極と対向電極が交差するように、第一の基板と対向基板を密着させる工程を備えることとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のエレクトロクロミック表示装置の概略構成を図１に模式的に示す。図示するように、基板１０１上には電極１０２が形成されており、この電極１０２の表面には、エレクトロクロミック材料１０３が形成されている。一方、対向電極１０７が設けられた対向基板１０８は、電極面が内側になるように基板１０１と対向して配置される。さらに、その上に複数の微小な貫通孔１０５が多数形成されたセパレータ１０４が密着している。セパレータ１０４の貫通孔１０５には電解質１０６が充填されている。この電解質１０６は、液体状電解質、ゲル状電解質、固体電解質のいずれでも構わない。セパレータ１０４の上には、対向電極１０７が形成された対向基板１０８が設けられている。電極１０２と対向電極１０７の交差する部分が表示画素として機能する。一つの表示画素を形成している電極と対向電極の間の部位に着目すると、電解質が設けられている部位と設けられていない部位が混在することになる。すなわち、一つの表示画素にはこれら一つ一つの電解質柱は隣接する表示画素にまたがって形成されることは無い。さらに、セパレータに設けられた個々の貫通孔１０５のサイズは、電極１０２及び対向電極１０７の電極間距離よりも小さいか、単一の電極１０２と単一の対向電極１０７のみに接するように配置されており、貫通孔１０５に充填された電解質１０６は、隣接する他の電極からは電気的に絶縁された状態となっている。
【００１０】
次に本発明によるエレクトロクロミック表示素子の製造方法では、第一の基板１０１上に複数の電極１０２を形成する工程と、電極１０２の上にエレクトロクロミック材料１０３を形成する工程と、エレクトロクロミック材料１０３の上に複数の微細な貫通孔１０５を有する絶縁性の樹脂層を形成するセパレータ１０４形成工程と、微細な貫通孔１０５に電解質１０６を充填する電解質充填工程と、樹脂層と複数の対向電極１０７が形成された第二の基板１０８を、電極１０２と対向電極１０７が直交する方向で密着させる工程を含むことを特徴としている。
【００１１】
そして、このセパレータ形成工程は、液体状の樹脂材料を塗布し、そこに微細な凹凸を有する治具を押し付けた状態で樹脂材料を硬化させる工程、もしくは、感光性材料を用いて、フォトリソグラフィ法により微細な貫通孔の配列パターンを形成させる工程、もしくは、スクリーン印刷やインクジェットなどの方法を用いて、貫通孔の配列パターンを形成させる工程のいずれかにより形成する。
【００１２】
また、本発明によるエレクトロクロミック表示素子の第二の製造方法では、第一の基板１０１上に複数の電極１０２を形成する工程と、電極１０２の上にエレクトロクロミック材料１０３を形成する工程と、エレクトロクロミック材料１０３の上に絶縁性で多数の微小な貫通孔１０５を有するセパレータ１０４を接着するセパレータ接着工程と、微細な貫通孔１０５に電解質１０６を充填する電解質充填工程と、セパレータ１０４と対向電極１０７が形成された第二の基板１０８を電極１０２と対向電極１０７が直交する方向で密着させる工程を含むことを特徴としている。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施例１）
本実施例のエレクトロクロミック表示素子の概略構成を図１に模式的に示す。本のエレクトロクロミック表示素子の具体的な構成を図１に基づいて説明する。図示するように、基板１０１上には電極１０２が形成されており、この電極１０２の表面には、エレクトロクロミック材料１０３が形成されている。さらに、その上に複数の微小な貫通孔１０５が多数形成されたセパレータ１０４が密着している。セパレータ１０４の貫通孔１０５には電解質１０６が充填されている。この電解質１０６は、液体状電解質、ゲル状電解質、固体電解質のいずれでも構わない。セパレータ１０４の上には、対向電極１０７が形成された対向基板１０８が設けられている。
【００１５】
本実施例では、基板１０１にはガラス基板を用い、電極材料には酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）を用い、電極は微小な間隔を置いてストライプ状に形成されている。この電極をロー電極とする。ロー電極上には電極上にのみ、エレクトロクロミック材料１０３として酸化ニッケル薄膜が形成されている。ロー電極上への酸化ニッケル薄膜の形成にはスパッタリング法とフォトリソグラフィを用いたが、スパッタリング法以外にも、真空蒸着法、ゾルーゲル法、スクリーン印刷法、インクジェット法などにより酸化ニッケル薄膜を直接形成する方法、また、電気めっき等により金属ニッケル、あるいは、水酸化ニッケルの薄膜を形成しておき、熱酸化等の方法で酸化ニッケル薄膜を形成する方法などを用いることができる。特にスクリーン印刷法、インクジェット法、電気めっき利用法などの場合は、フォトリソグラフィによるパターニング工程を省略することも可能である。
【００１６】
エレクトロクロミック材料１０３の上には、多数の貫通孔１０５を有するセパレータ１０４が密着されて形成されており、貫通孔１０５には電解質１０６として１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液が充填されている。セパレータ１０４の材料としては、ポリエチレンテレフタレート等の電気絶縁性と可視光透過性を有するものが使用できる。このセパレータ１０４内に含まれる貫通孔１０５は、隣接する貫通孔とは隔壁で隔離されており、かつセパレータ１０５の表面から裏面に貫通している構成となっている。さらにセパレータ１０４の基板１０１の反対側には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）で形成された対向電極１０７を有する対向基板が密着されている。ここでは、対向電極１０７は、微小な間隔を置いてストライプ状に形成されたカラム電極であり、対向基板１０８の材料としてガラスを用いた。各基板の方向は、ロー電極とカラム電極が直交するような方向に基板１０１と対向基板１０８を合わせる。
【００１７】
ここで貫通孔１０５のサイズであるが、ロー電極およびカラム電極の幅よりも小さく、一つのロー電極およびカラム電極の領域に複数の貫通孔１０５が存在することが望ましい。さらに、一つの貫通孔１０５は、複数のロー電極もしくは複数のカラム電極にはかからず、単一のロー電極、単一のカラム電極のみにかかるようにする必要がある。こうした構造を実現する方法としては、セパレータ１０４上での貫通孔１０５の配列パターンをロー電極およびカラム電極のパターンに合わせるか、貫通孔１０５のサイズをロー電極およびカラム電極の電極間隔よりも小さくしておくなどの方法が考えられる。
【００１８】
このような構造において、特定の単一のロー電極と、特定の単一のカラム電極に所定の電圧を印加した場合には、電圧が印加されたロー電極とカラム電極の両方に接している貫通孔１０５内に存在している電解質のみに電界がかかり、電圧が印加されたロー電極上の酸化ニッケル薄膜に、電気化学反応により透明から着色へ、あるいは着色から透明への色調の変化が生じる。それぞれの貫通孔内の電解質はセパレータ１０４の隔壁により絶縁されセグメント化されているため、電圧を印加した電極に隣接する他の部分に電界が広がることがなく、クロストークが生じることがない。これをすべてのロー電極とカラム電極の交差部分に適用することにより、任意の画像パターンを高精細に形成することが可能である。
【００１９】
なお、本実施例では、各基板１０１、１０８としてガラス基板を使用したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、これ以外の材料でも使用することが可能である。具体的には、各基板１０１、１０８の両方が電気的絶縁性を有し、かつ、各基板１０１、１０８のうち少なくとも一方の基板可視光を透過する材料であれば使用することができる。同様にロー電極、カラム電極の材料としては、電気導電性を有しており、かつ少なくとも一方が、電気導電性を有しているものならば、酸化インジウム−酸化スズ合金以外の材料を使用することが可能である。また、エレクトロクロミック材料１０３として酸化ニッケルを用いたが、酸化タングステン、酸化イリジウム、酸化コバルト、プルシアンブルーなどの無機系エレクトロクロミック材料、ビオロゲン化合物に代表される有機系エレクトロクロミック材料などを用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。
【００２０】
また、本実施例では、エレクトロクロミック材料１０３をロー電極上に形成したが、カラム電極上に形成してもよく、また、電解質としては、水溶液以外にも、有機液体、固体電化質、ゲル状電解質（ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニトリル等に電解質を含浸させたもの）を用いてもよい。
【００２１】
（実施例２）
本実施のエレクトロクロミック表示素子の構造を図２に模式的に示す。本実施例では、エレクトロクロミック材料１０３が基板１０１全体を覆うように形成されている点で実施例１とは異なっている。その他の基本的な構成は実施例１と同様なので詳細は省略する。図示するように、基板１０１上の電極１０２の全体に被覆するようにエレクトロクロミック材料１０３が設けられている。本実施例では、電極１０２の形状に合わせてエレクトロクロミック材料１０３をパターニングする必要がないため、実施例１よりも低コストに製造することが可能である。エレクトロクロミック材料１０３として酸化ニッケル薄膜を用いている。酸化ニッケル薄膜の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ゾルーゲル法、スクリーン印刷法、インクジェット法等により酸化ニッケル薄膜を直接形成する方法、また、電気めっき等により金属ニッケル、あるいは、水酸化ニッケルの薄膜を形成しておき、熱酸化等の方法で酸化ニッケル薄膜を形成する方法などがある。
【００２２】
エレクトロクロミック材料１０３の上には、多数の貫通孔１０５が形成されたセパレータ１０４が密着されており、貫通孔１０５には電解質１０６が充填されている。
【００２３】
（実施例３）
本実施の形態では、本発明のエレクトロクロミック表示素子でカラー表示を行う場合の例について説明する。図３は、本発明のカラー表示用エレクトロクロミック表示素子の構造を示す模式図である。第一の基板１０１としては、ガラス基板を用い、その上には、ストライブ状に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光透過性材料が配されたカラーフィルタ３０１が形成されている。さらにカラーフィルタ３０１の個々のストライブ上には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）により電極（電極１０２）が形成されている。電極１０２上には電極上にのみ、エレクトロクロミック材料１０３として酸化ニッケル薄膜が形成されている。電極１０２上への酸化ニッケル薄膜の形成法としては、実施例１および実施例２に記載した方法が利用可能である。また、酸化ニッケル薄膜は、実施例２で示したように第一の基板１０１全体上に形成されていてもよい。
【００２４】
エレクトロクロミック材料１０３の上には、多数の貫通孔１０５を有するセパレータ１０４が密着して形成されており、貫通孔１０５には、電解質１０６として１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液が充填されている。セパレータ１０４の材料としては、ポリエチレンテレフタレート等の電気絶縁性と可視光透過性を有するものが使用できる。このセパレータ１０４内に含まれる貫通孔１０５は、隣接する貫通孔１０５とは隔壁で隔離されており、かつセパレータ１０５の表面から裏面に貫通している構成となっている。さらにセパレータ１０４の第一の基板１０１の反対側には、複数の酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）電極（対向電極１０７）が微小な間隔を置いてストライプ状に形成されたガラス第二の基板１０８が、密着されている。この時、電極１０２と対向電極１０７が直交するような方向に第一の基板１０１と第二の基板１０８を合わせる。
【００２５】
貫通孔１０５のサイズや配置は、本実施例においても、実施例１および実施例２で記載した条件を満たす必要がある。
【００２６】
さらに、第二の基板１０８の背面には、背面板３０２が設置されている。背面板３０２は光を反射する反射板もしくは、白色に発光するバックライトのいずれかを含んでいるが、本発明のエレクトロクロミック表示素子の構成に必須なものではない。また、背面板３０２の機能を第二の基板１０８に含んだ構成とすることも可能である。
【００２７】
このような構造において、特定の単一の電極１０２と、特定の単一の対向電極１０７に所定の電圧を印加した場合、電圧が印加された電極１０２と対向電極１０７の両方に接している貫通孔１０５内に存在している電解質１０６のみに電界がかかり、電圧が印加された電極１０２上の酸化ニッケル薄膜に、電気化学反応により透明から着色、あるいは着色から透明の色調の変化が生じる。
【００２８】
背面板３０２が反射板であった場合には、第一の基板１０１側から入射した光は、カラーフィルタ３０１を通して酸化ニッケル薄膜に到達する。酸化ニッケル薄膜が透明状態であった場合には、そのままカラーフィルタ３０１でＲＧＢのいずれかの色になった光が酸化ニッケル薄膜を透過し背面板３０２で反射して、第一の基板１０１の外側へと戻っていく（ＯＮ状態）。しかし、酸化ニッケル薄膜が着色状態にあった場合には、酸化ニッケル薄膜は着色状態で黒色に近い色であるので、その部分の光は酸化ニッケル薄膜で吸収されてしまい、その色の光は第一の基板１０１の外部へは戻らない（ＯＦＦ状態）。このように画素ごとにＲＧＢのＯＮ・ＯＦＦ状態を変化させることにより、任意のカラーパターンの表示を行うことができる。
【００２９】
背面板３０２がバックライトであった場合も同様に、酸化ニッケル薄膜が透過状態では、バックライトから出た光は、酸化ニッケル薄膜、カラーフィルタ３０２を通じて第一の基板１０１の外側に出る（ＯＮ状態）、酸化ニッケル薄膜が着色状態では、その部分の光は第一の基板１０１の外側に出ることはない（ＯＦＦ状態）。よって、背面板３０２が反射板の場合と同様、画素ごとにＲＧＢのＯＮ・ＯＦＦ状態を変化させることが可能となり、任意のカラーパターンの表示を行うことができる。
【００３０】
このようなカラーフィルタを用いた構成の場合、クロストークが生じると、色ににじみやぼけが生じるが、本実施例のエレクトロクロミック表示素子では、酸化ニッケル薄膜は電解質がセパレータ１０４の隔壁でセグメント化されているため、電圧を印加した電極に隣接する他の部分に電界が広がることがなく、クロストークが生じることがないので、このような問題は発生しない。
【００３１】
なお、本実施例では、第一の基板、第二の基板にガラス基板を使用したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、これ以外の材料でも使用することが可能である。具体的には、第一の基板、第二の基板の両方が電気的絶縁性を有し、かつ、第一の基板、第二の基板の少なくともいずれか一方が可視光を透過する材料であれば使用することができる。同様に電極１０２、対向電極１０７の材料としては、電気導電性を有しており、かつ少なくとも一方が電気導電性を有しているものならば、酸化インジウム−酸化スズ合金以外の材料を使用することが可能である。また、エレクトロクロミック材料として酸化ニッケルを用いたが、透明状態←→黒、透明状態←→白、透明状態←→反射状態に近い変化をする材料であれば用いることができる。
【００３２】
また、本実施例では、エレクトロクロミック材料を電極１０２上に形成したが、対向電極１０７上に形成してもよく、また、電解質としては、水溶液以外にも、有機液体、固体電化質、ゲル状電解質（ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニトリル等に電解質を含浸させたもの）を用いてもよい。
【００３３】
（実施例４）
本実施例では、本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造方法について説明する。本実施例のエレクトロクロミック表示装置の製造工程を図４に模式的に示す。まず、第一の基板であるガラス基板４０１上にスパッタリングにより酸化インジウム−酸化スズ合金（ＩＴＯ）層４０２を形成した（図４（ｂ））。この際、できるだけ抵抗値が低く、かつ可視光の透過率が高くなるような成膜条件に設定した。
【００３４】
次に、ＩＴＯ層４０２をフォトリソグラフィによりストライプ状の電極１０２のパターンを形成した後（図４（ｃ））、ガラス基板４０１を１０重量%の硝酸ニッケル水溶液中に浸漬させ、パラジウム基板を対向電極として、−１V vs Ag/AgCl電極の電圧をロー電極１０２全体に印加して、電極１０２の表面に水酸化ニッケル層４０３を形成した（図４（ｄ））。さらに、その後、基板全体を２００℃のオーブン中で１時間熱処理し、形成した水酸化ニッケル層４０３を酸化ニッケル層４０４に変化させた（図４（ｅ））。
【００３５】
続いて、アクリル樹脂モノマーと硬化剤を適切な割合で混合したセパレータ原料層４０５をガラス基板４０１上に均一な厚みで塗布し（図４（ｆ））、その後、微細な突起が一面に配置されている穿孔治具４０６をこのセパレータ原料層４０５に押し付けながら、セパレータ原料層４０５を硬化させ、セパレータ１０４を形成した（図４（ｇ））。穿孔治具４０６表面に形成されている微細な突起は、直径が電極１０２と対向電極１０７の電極間隔よりも小さく、高さはセパレータ原料層４０４の厚みよりも大きくする必要がある。硬化後、穿孔治具４０６をセパレータ原料層４０４から分離すると、透明な絶縁性材料に多数の貫通孔１０５が形成されたセパレータ１０４が形成された（図４（ｈ））。
【００３６】
続いて、ゲル状電解質４０７として、１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウムを含浸させたポリエチレンオキサイドを、セパレータ１０４上の貫通孔１０５の内部にキャスト法により充填した（図４（ｉ））。
【００３７】
一方、第二のガラス基板４０８も同様な手順で、基板上にスパッタリングにより、酸化インジウム−酸化スズ合金（ＩＴＯ）層４０２を形成した後、フォトリソグラフィによりパターニングを行い対向電極１０７を形成した（図４（ｊ））。ここでも電極１０２形成の場合と同様に、できるだけ抵抗値が低く、かつ可視光の透過率が高くなるような成膜条件に設定した。
【００３８】
最後に、ガラス基板４０１と第二のガラス基板４０８を、電極１０２と対向電極１０７が直交する方向で重ね合わせ、圧力を印加しながら、アクリル樹脂の軟化点近くの温度まで加熱することで、第二のガラス基板とセパレータ１０４を接合して、エレクトロクロミック表示装置が完成した（図４（ｋ））。
【００３９】
（実施例５）
本実施例では、エレクトロクロミック表示装置の製造方法の内、実施例４のセパレータ形成工程とは別の形態について説明する。図５は、本実施例のセパレータ形成工程を示す図である。
【００４０】
ロー電極１０２と酸化ニッケル層４０４が形成されたガラス基板４０１上に、可視光領域光透過性と紫外線感光性の両方を有するセパレータ原料層４０５を均一な厚みで塗布した（図５（ａ））。セパレータ原料層４０５の紫外線感光性は、ポジ型・ネガ型のいずれでもよい。このセパレータ原料層４０５を、貫通孔１０５のパターンが形成されたフォトマスク５０１を介して露光させた（図５（ｂ））。その後の現像工程を経て、貫通孔１０５を有するセパレータ１０４を形成した（図５（ｃ））。
【００４１】
（実施例６）
本実施例では、エレクトロクロミック表示装置の製造方法の内、セパレータ形成工程について説明する。図６は、本実施例のセパレータ形成工程を示す図である。
【００４２】
電極１０２と酸化ニッケル層４０４が形成されたガラス基板４０１を、ＸＹ方向に駆動可能なＸＹ軸ステージ上に設置した。さらに、ガラス基板４０１上には、インクジェットヘッド６０２が対向するように設置されている（図６（ａ））。次に、ＸＹ軸ステージ６０１により、ガラス基板４０１を移動させながら、インクジェットヘッド６０２から液体状のセパレータ原料６０３を射出させることで、ガラス基板４０１上にセパレータ原料層４０５を形成した。このとき、ＸＹ軸ステージ６０１の移動と、インクジェットヘッド６０２の各ノズルのＯＮ・ＯＦＦを連携させて制御を行うことにより、セパレータ原料層４０５の形成時に同時に貫通孔１０５のパターンを形成することが可能であった（図６（ｂ））。その後、必要に応じて溶媒除去（蒸発）、熱重合、光重合などの処理をすることによりセパレータ原料層４０５を硬化させ、ガラス基板４０１上に貫通孔１０５を有するセパレータ１０４を形成した。
【００４３】
（実施例７）
本実施例では、エレクトロクロミック表示装置の製造方法の内、セパレータ形成工程の一形態について説明する。図７は、本実施例のセパレータ形成工程を示す図である。
【００４４】
電極１０２と酸化ニッケル層４０４が形成されたガラス基板４０１上に、貫通孔部分はマスクされているスクリーン版７０２を設置し、スクリーン版７０２上には、セパレータ原料６０４を載せた（図７（ａ））。その後、スキージ７０１でセパレータ原料６０３をならしながら、セパレータ原料６０４をスクリーン版７０２のパターン開口部を通じてガラス基板４０１上に転写し、貫通孔１０５を有するセパレータ原料層４０５を形成した。続いて、溶媒除去（蒸発）や熱重合・光重合などの処理を必要に応じて行うことにより、セパレータ原料層４０５を硬化させ、ガラス基板４０１上に貫通孔１０５を有するセパレータ１０４を形成した（図７（ｂ））。
【００４５】
（実施例８）
本実施例では、エレクトロクロミック表示素子の製造方法の内、セパレータ形成工程について説明する。図８は、本実施例のセパレータ形成工程を示す図である。
【００４６】
両面に接着層が設けられ、かつ多数の微細な貫通孔１０５が形成されたセパレータフィルム８０１を、電極１０２と酸化ニッケル層４０４が形成されたガラス基板４０１上に接着層により接着したものをセパレータ層１０４とした。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、高価なスイッチング素子を用いることながないため、低コストでクロストークのない画像を表示することが可能である。さらに、スイッチング素子を設ける領域が不要であるため、表示に利用できる領域が広くとれるという利点もある。また、基板の凹部にフォトリソグラフィによりパターニングする必要がないため、製造コストの増大を招くこともなく、さらに高解像度にも対応がしやすいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエレクトロクロミック表示装置の構造を示す模式図である。
【図２】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の他の構造を示す模式図である。
【図３】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の、カラー表示用の構造を示す模式図である。
【図４】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造方法を説明する模式図である。
【図５】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造工程のうち、セパレータ形成工程を説明する模式図である。
【図６】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造工程のうち、セパレータ形成工程を説明する模式図である。
【図７】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造工程のうち、セパレータ形成工程を説明する模式図である。
【図８】本発明によるエレクトロクロミック表示装置の製造工程のうち、セパレータ形成工程を説明する模式図である。
【図９】従来のエレクトロクロミック表示装置の構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１０１第一の基板
１０２ロー電極
１０３エレクトロクロミック材料
１０４セパレータ
１０５貫通孔
１０６電解質
１０７カラム電極
１０８第二の基板
４０１ガラス第一の基板
４０２ＩＴＯ層
４０３水酸化ニッケル層
４０４酸化ニッケル層
４０５セパレータ原料層
４０６穿孔治具
４０７ゲル状電解質

Claims

基板に設けられた複数の電極と、
前記複数の電極の全体を被覆するように設けられたエレクトロクロミック材料層と、
前記エレクトロクロミック材料層を介して前記複数の電極と交差するように対向基板に設けられた対向電極と、
前記対向電極と前記エレクトロクロミック材料層との間に設けられ、微細な貫通孔が多数形成されたセパレータと、
各前記貫通孔にそれぞれ充填された電解質と、を備え、
各前記電解質は、単一の前記電極及び単一の前記対向電極と導電するように設けられるとともに、前記各電解質の一端部及び他端部がそれぞれ前記単一の電極及び前記単一の対向電極にのみ対向するように設けられることを特徴とするエレクトロクロミック表示装置。
前記電解質は、画素の一部の領域に設けられた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装置。
前記貫通孔の直径が前記電極、および前記対向電極の幅よりも小さく、かつ前記電極、および前記対向電極の電極間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
前記電解質が、ゲル状電解質、固体電解質のいずれかである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。
前記複数の電極と前記基板の間に、それぞれカラーフィルタが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック表示装置。
基板の上に複数の電極を形成する工程と、
前記複数の電極の全体を被覆するようにエレクトロクロミック材料層を形成する工程と、前記エレクトロクロミック材料層の上に複数の微細な貫通孔を有する絶縁性の樹脂層を、各前記貫通孔の一端部が単一の前記電極にのみ対向する状態で形成するセパレータ層形成工程と、
前記貫通孔に電解質を充填する電解質充填工程と、
対向基板の上に対向電極を形成する工程と、
前記電極と前記対向電極を、前記エレクトロクロミック材料層を介して対向させ、前記各貫通孔の他端部を前記対向電極のみに対向させるとともに、前記電極と前記対向電極が交差するように前記基板と前記対向基板を密着させる工程と、
を備えることを特徴とするエレクトロクロミック表示装置の製造方法。
前記セパレータ層形成工程が、
前記エレクトロクロミック材料層を液体状の樹脂材料で均一な厚みで被覆する工程と、
前記貫通孔の直径と前記樹脂層の厚みに応じた微小な複数の突起が前記貫通孔の配列と同一に配されたセパレータ穿孔治具を、前記液体状の樹脂材料に押し付ける工程と、
前記液体状の樹脂材料を硬化させる工程と、
前記セパレータ穿孔治具を硬化した樹脂材料と分離する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック表示装置の製造方法。
前記セパレータ層形成工程が、
前記エレクトロクロミック材料層を感光性樹脂材料で均一な厚みで被覆する工程と、
前記貫通孔に準じた直径および配列パターンを有するマスクを用いて、前記感光性樹脂材料を露光・現像する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック表示装置の製造方法。
前記セパレータ層形成工程が、
前記貫通孔部分はマスクされているスクリーン版を、前記エレクトロクロミック材料層上に密着させる工程と、
前記スクリーン版上から樹脂材料を塗布し、前記エレクトロクロミック材料層上に選択的に樹脂材料を付着させる工程と、
前記樹脂材料を硬化させる工程と
を含む請求項６に記載のエレクトロクロミック表示装置の製造方法。
前記セパレータ層形成工程が、
前記エレクトロクロミック材料層上に前記貫通孔の配列パターンに沿って、液体状の樹脂材料をインクジェット法により付着させる工程と、
前記樹脂材料を硬化させる工程を含む請求項６に記載のエレクトロクロミック表示装置の製造方法。
前記セパレータ層形成工程が、
絶縁性で多数の微小な貫通孔を有するセパレータを前記エレクトロクロミック材料層の上に接着する工程であること、を特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック表示装置の製造方法。