JP6138417B2 - エレクトロクロミック表示素子 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロクロミック表示素子(electrochromic display; ECD)に関する。

電圧の印加による電気化学的可逆反応（電解酸化還元反応）による物質の色変化現象を利用した非発光型表示素子として、エレクトロクロミック表示素子が知られている（たとえば特許文献１参照）。

エレクトロクロミック表示素子は電流駆動であるため、配線（引き回し線）の抵抗を低くすることが求められる。たとえばキャラクター表示を行う場合、表示電極の引き回し抵抗が高いと、遠くの画素ほど表示のコントラストが低い（発色濃度が低い）、駆動電圧が高くなる等の問題が生じる。

引き回し抵抗を低くするためには、表示電極の引き回し線の幅を広くとればよいが、対向電極の引き回し線と干渉しない（重なり合わない）ように設計する必要があり、限界があった。すなわち、表示電極と対向電極の引き回し線がセルの平面上で交差すると、その部分も画素となり誤表示をしてしまうという問題があった。

比抵抗の低い材料で引き回し線を形成する方法も考えられるが、エレクトロクロミック表示素子においては、少なくとも片側基板の電極は、ＩＴＯ等の透明導電材料を用いる必要があり、遠くの画素に対しても表示に影響がでないようにすることは困難であった。

またエレクトロクロミック表示素子は、一般に、画素のエッジ（電極のエッジ）部分が濃く発色しやすいという性質がある。このため、特にキャラクター表示を行ったときに表示ムラが観察され、表示品位が低くなるという問題があった。殊に、表示面積の広い画素でムラが観察されやすい。

なお、特許文献１記載の発明は、界面の膜で発色消色を行うエレクトロクロミック表示素子には適用できるが、バルクで発色消色を行うエレクトロクロミック表示素子には適用できないという問題がある。また第２電極のパターニングが困難であるため、スタティック駆動しか行えない（デューティ駆動が行えない）という問題もある。

特公平１−２８９２７号公報

本発明の目的は、高品位の表示を行う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である。

本発明の一観点によると、第１の基板上に形成された表示電極、及び、該表示電極上または上方に形成された絶縁膜を備える表示用基板と、第２の基板上に形成された対向電極を備え、前記表示用基板に対向して配置される対向基板と、前記表示用基板と前記対向基板の間の、シール材に囲まれた領域内に配置され、エレクトロクロミック材料を含む発色層とを含み、前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する前記表示電極上または上方には、表示部を除いて前記絶縁膜が形成され、前記表示部外周の全周にわたって、前記表示電極と前記絶縁膜が重なっており、前記シール材に囲まれた領域の内側において、前記絶縁膜が形成されない領域の面積の総和は、前記シール材に囲まれた領域の面積に対し、０％より大きく５０％以下であり、前記絶縁膜は、前記シール材に囲まれた領域内の、前記表示電極が形成されていない前記第１の基板上の全領域にも形成され、前記表示電極は、前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する引き回し線、及び、前記シール材に囲まれた領域の外側に存在する取り出し端子部を含み、前記絶縁膜は、前記引き回し線上、及び、前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する前記表示電極が形成されていない前記第１の基板上の全領域にも形成されているエレクトロクロミック表示素子が提供される。

本発明によれば、高品位の表示を行うこと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ができる。

図１Ａ〜図１Ｄは、第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の製造方法を示す概略図である。 図２Ａ〜図２Ｄは、第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の製造方法を示す概略図である。 図３は、表示部５９における光透過率の波長依存性を示すグラフである。

図１Ａ〜図１Ｄは、第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の製造方法を示す概略図である。第１の実施例は、バルク型のエレクトロクロミック表示素子である。

図１Ａに示すように、一対のＩＴＯ膜５２ａ、５２ｂ付ガラス基板（透明基板）５１ａ、５１ｂを準備する。

図１Ｂを参照する。ＩＴＯ膜５２ａ、５２ｂをフォトリソ工程にてパターニングし、ガラス基板５１ａ、５１ｂ上に、それぞれＩＴＯ（透明導電材）で形成される表示電極５３ａ及び対向電極５３ｂを形成する。

パターニングは、ＩＴＯ膜５２ａ、５２ｂの多くを残存させるようなパターンを形成して行うのが好ましい。また、デューティの領域を考慮すればよく、引き回し線の干渉を考慮する必要はない。エッチングは、王水系混酸の水溶液を用いたウェットエッチにて実施した。エッチャントとして、たとえば第二酸化鉄を用いることもできる。レーザを使用し、ＩＴＯ膜５２ａ、５２ｂをアブレーションして除去することで、パターニングを行ってもよい。

なお実施例においては、透明基板５１ａ、５１ｂ上に透明電極５３ａ、５３ｂを形成するが、基板５１ａ、５１ｂの一方は不透明基板でもよく、その上に形成される電極も不透明電極とすることができる。不透明電極を形成する材料として、銀合金、金、銅、アルミニウム、ニッケル、モリブデン等をあげることができる。また、ＩＴＯ以外の透明導電性材料を使用して透明電極５３ａ、５３ｂを形成することも可能である。

続いて、表示電極５３ａ上の一部を含む領域に、絶縁膜として、厚さ３０００Å〜４０００ÅのＳｉＯ_２膜５４ａを形成する。膜厚はこれに限られない。ＳｉＯ_２膜５４ａの成膜は、たとえばマグネトロンスパッタで行い、ＳＵＳマスクを用いてパターン形成をすることができる。リフトオフ法でパターン形成をしてもよい。フォトリソ工程にてパターニングを行うことも可能である。この場合は、ＩＴＯ電極５３ａにダメージを与えないウェットエッチング条件、もしくはドライエッチング条件を用いる。

ＳｉＯ_２膜５４ａは、表示電極５３ａが形成されていないガラス基板５１ａ上の領域、少なくとも製造後のエレクトロクロミック表示素子のシール材に囲まれた表示エリア内について、ガラス基板５１ａ上の表示電極５３ａ不形成領域全域にも形成されることが望ましい。なお、表示電極５３ａの取り出し端子部にはＳｉＯ_２膜５４ａが形成されないように、パターン形成を行った。

このようにして、ガラス基板５１ａ上に表示電極５３ａを備え、少なくとも表示電極５３ａ上の一部を含む領域に、ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている表示用基板５０ａ、及び、ガラス基板５１ｂ上に対向電極５３ｂを備える対向基板５０ｂが作製される。

図１Ｃを参照する。たとえば２０μｍ〜数百μｍ径、一例として５０μｍ径のギャップコントロール剤を、表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂの一方上に、一例として、１個〜５個／ｍｍ^２となるように散布する。ギャップコントロール剤の径に応じ、表示に影響を与えにくい散布量とすることが望ましい。なお、エレクトロクロミック表示素子の場合、多少ギャップムラがあっても表示への影響は少ないため、ギャップコントロール剤の散布量の重要性は高くない。また実施例においては、ギャップコントロール剤を用いたギャップコントロールを行ったが、リブなどを用いてギャップコントロールを行うことも可能である。

表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂの他方上に、メインシールパターンを形成した。実施例では、紫外線＋熱硬化タイプのシール材５６を用いた。シール材として、光硬化タイプ、または熱硬化タイプを使用してもよい。

次に、エレクトロクロミック材料を含む電解液を、ＯＤＦ工法を用い、表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂの片側基板上に適量滴下する。滴下方法として、ディスペンサーやインクジェットを含む各種印刷方式が適用できる。ここではディスペンサーを用いて、エレクトロクロミック材料を含む電解液を適量滴下した。なお、前述のシール材は、用いる電解液に耐えるシール材料（耐腐食性を備えるシール材）であることが好ましい。

真空中で両基板５０ａ、５０ｂの重ね合わせを行った。大気中、もしくは窒素雰囲気中で行ってもよい。

紫外線を、たとえば２１Ｊ／ｃｍ^２のエネルギ密度でシール材５６に照射し、シール材５６を硬化した。なお、シール材５６のみに紫外線が照射されるようにＳＵＳマスクを使用した。

エレクトロクロミック材料を含む電解液は、エレクトロクロミック化合物材料、支持電解質、溶媒などにより構成される。エレクトロクロミック化合物材料としては、ジメチルテレフタレート、４，４’−ビフェニルヂカルボン酸ヂエチルエステル、ジアセチルベンゼン（１，４−ジアセチルベンゼン等）、ビオロゲン（Ｎ，Ｎ’−ジメチルビオロゲン、１，４−ジヘプチルビオロゲン等）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、フェナントロリン錯体の少なくとも一つを含むものを好適に用いることができる。無機系のエレクトロクロミック材料としては、たとえば水酸化イリジウム酸化チタン等の遷移金属酸化物、水酸化イリジウム等の金属水酸化物を使用することができる。なおエレクトロクロミック材料は、電気化学的な酸化還元反応によって可逆的な色変化を示す化合物であれば、特に制限されない。

支持電解質としては、たとえばリチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４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。発色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ない。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、これも特に限定されるものではない。

溶媒は、水等の極性溶媒、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、炭酸プロピレン、ジメチルスルホキシド、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用いることができる。なお溶媒はこれらに制限されず、発色材料等を安定的に保持することができるものであればよい。

図１Ｃは、第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の概略的な断面図である。第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子は、平行配置された表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂ、及び、両基板５０ａ、５０ｂ間に配置された発色層５５を含む。

表示用基板５０ａは、ガラス基板５１ａ、ガラス基板５１ａ上に形成された表示電極５３ａ、及び、少なくとも表示電極５３ａ上の一部を含む領域に形成されたＳｉＯ_２膜（絶縁膜）５４ａを含む。実施例においては、ＳｉＯ_２膜５４ａは、シール材５６に囲まれた領域内の、表示電極５３ａが形成されていないガラス基板５１ａ上の全領域にも形成されている。

対向基板５０ｂは、ガラス基板５１ｂ、及びガラス基板５１ｂ上に形成された対向電極５３ｂを含む。

発色層５５は、エレクトロクロミック材料を含む電解液で構成され、表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂ間の、シール材５６に囲まれた領域内に画定される。両基板５０ａ、５０ｂ（表示電極５３ａ、対向電極５３ｂ）間に電圧を印加したとき、発色層５５は、表示用基板５０ａ（表示電極５３ａ）側で発色する。

図１Ｄは、表示電極５３ａ、対向電極５３ｂの電極パターン、及び、表示電極５３ａ上におけるＳｉＯ_２膜（絶縁膜）５４ａ形成パターンを示す概略的な平面図である。本図においては、表示電極５３ａ上のＳｉＯ_２膜５４ａ形成範囲に斜線を付して示した。

表示電極５３ａは、取り出し端子部５８ａ、及び、引き回し線５７ａを介して取り出し端子部５８ａと電気的に接続されるベタ電極を含む。本図には、シール材５６の形成位置を一点鎖線で示した。引き回し線５７ａとベタ電極部分は、シール材５６に囲まれた領域の内側に存在し、取り出し端子部５８ａは、シール材５６に囲まれた領域の外側に存在する。

表示電極５３ａ上には「１」という文字（数字）形状の表示部５９が画定されている。表示部５９以外の表示電極５３ａ上には、取り出し端子部５８ａを除いて、ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている。すなわち、シール材５６に囲まれた領域の内側に存在する表示電極５３ａ上には、表示部５９を除いてＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている。換言すれば、表示部５９は、シール材５６に囲まれた領域の内部において、ＳｉＯ_２膜５４ａの不形成領域として、表示電極５３ａ上に規定されている。表示部５９は、実際に行いたい表示の形状と同形状に画定される。すなわち第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子においては、「１」というキャラクター表示が行われる。

対向電極５３ｂは、取り出し端子部５８ｂ、及び、引き回し線５７ｂを介して取り出し端子部５８ｂと電気的に接続されるベタ電極を含む。引き回し線５７ｂとベタ電極部分は、シール材５６に囲まれた領域の内側に存在し、取り出し端子部５８ｂは、シール材５６に囲まれた領域の外側に存在する。平面視上（表示用基板５０ａ及び対向基板５０ｂの法線方向から見たとき）、表示電極５３ａの表示部５９と対向する位置には、対向電極５３ｂのベタ電極部分が存在する。対向電極５３ｂ上には、絶縁膜は形成されていない。

なお、シール材５６に囲まれた領域の内部において、対向電極５３ｂ上にもＳｉＯ_２膜等の絶縁膜を形成することができる。その場合、平面視上、表示電極５３ａの表示部５９と対向する位置には、絶縁膜が形成されないようにする。したがって、一例として、シール材５６に囲まれた領域内部において、表示部５９と対向する位置以外の対向電極５３ｂ上のすべての位置に絶縁膜を形成することが可能である。

第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子においては、表示用基板５０ａ、対向基板５０ｂ（表示電極５３ａ、対向電極５３ｂ）間に電圧を印加し、発色層５５の発色により、「１」という文字（数字）を表示することができる。

本願発明者らは、第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の表示を確認した。表示部５９で発色が見られ、その他の領域（ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている領域）では発色していないことが確認された。また、表示部５９のエッジ付近（ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている領域と形成されていない領域の境界付近）での発色ムラは観察されなかった。更に、表示部５９内での発色の濃さのムラもほとんど見られなかった。すなわち、表示ムラのない「１」が高品位に表示された。第１の実施例によるエレクトロクロミック表示素子は、ＳｉＯ_２膜（絶縁膜）５４ａの形成領域と非形成領域とに対応して、表示部と非表示部とが規定され、高品位の表示が可能なエレクトロクロミック表示素子である。

次に、第２の実施例によるエレクトロクロミック表示素子について説明する。第１の実施例においては絶縁膜としてＳｉＯ_２膜を使用したが、第２の実施例では有機系の絶縁膜を用いる。ここではアクリル系絶縁材料を用い、第１の実施例でＳｉＯ_２膜を形成した範囲に有機絶縁膜を形成した。

具体的には、まず、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコートを行うことにより、厚さ１．８μｍの有機絶縁膜を形成し、その後ホットプレートでのプリベーク（１００℃、１２０秒）、露光（照度５．７９ｍＷ／ｃｍ^２で５秒。５．７９×５＝２８．９５ｍＪ／ｃｍ^２）、現像（ＴＭＡＨ１％溶液にて６０秒のシャワー現像）を行い、最後にポストベーク（２２０℃、３０分）して絶縁膜パターンを得た。

本願発明者らが、第２の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の表示を確認したところ、第１の実施例と同様に、表示部５９で発色が見られ、その他の領域（有機絶縁膜が形成されている領域）では発色していないことが確認された。また、表示部５９のエッジ付近（有機絶縁膜が形成されている領域と形成されていない領域の境界付近）での発色ムラは観察されなかった。更に、表示部５９内での発色の濃さのムラもほとんど見られなかった。第２の実施例によるエレクトロクロミック表示素子は、有機絶縁膜の形成領域と非形成領域とに対応して、表示部と非表示部とが規定され、高品位の表示が可能なエレクトロクロミック表示素子である。

なお、第１の実施例のＳｉＯ_２膜も第２の実施例の有機絶縁膜も、メインシール５６が形成される位置のガラス基板５１ａ、５１ｂ上に存在していてもよい。密着性などに問題はみられなかった。

図２Ａ〜図２Ｄは、第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の製造方法を示す概略図である。第１、第２の実施例は、バルク型のエレクトロクロミック表示素子であったが、第３の実施例は界面型のエレクトロクロミック表示素子である。

図２Ａに示すように、一対のＩＴＯ膜５２ａ、５２ｂ付ガラス基板（透明基板）５１ａ、５１ｂを準備する。

図２Ｂを参照する。ＩＴＯ膜５２ａ上にエレクトロクロミック層６１ａを形成する。第３の実施例においてはエレクトロクロミック層６１ａとして、真空蒸着法により三酸化タングステン（ＷＯ_３）膜（透明膜）を形成した。酸化モリブデン膜、酸化タングステン−モリブデン複合膜、酸化バナジウム膜、酸化イリジウム膜、二酸化マンガン膜、酸化ニッケル膜等とすることも可能である。ビオロゲン系、スチリル系化合物等の有機系材料を用いて膜を形成することもできる。透明−着色状態を切り替え可能なエレクトロクロミック材料膜であればよい。また、膜形成は真空蒸着法のほか、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタ法）、メッキ法、ＬＢ法、各種印刷法（スクリーン印刷、スピンコート、ダイコート等）により行ってもよい。

なお緻密な膜構造より、アモルファスで、内部に多くの隙間をもつ構造が望ましい。積極的に隙間を設けるため、微小な径の粒子を分散させてもよい。第３の実施例においては、ＷＯ_３膜の成膜後、３５０℃で３０分の熱処理を行った。

図２Ｃを参照する。ＩＴＯ膜５２ａ及びエレクトロクロミック層６１ａの一部を除去し、表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａパターンを形成する。第３の実施例においては、Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザ（波長１０６４ｎｍ）の照射によりＩＴＯ膜５２ａ及びエレクトロクロミック層６１ａの一部を除去した。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ等、他のレーザを使用してもよい。レーザビーム照射位置のＩＴＯ膜５２ａ及びエレクトロクロミック層６１ａが、アブレーション及び熱による蒸発で除去される。

ここでは最大出力１０ＷのＹＶＯ_４レーザを用い、たとえば出力を１％〜１００％、一例として７５％（７．５Ｗ）、発振周波数１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、一例として５０ｋＨｚ、レーザビームの照射面でのスキャン速度１ｍｍ／ｓｅｃ〜１５００ｍｍ／ｓｅｃ、一例として５００ｍｍ／ｓｅｃとしてレーザ照射を行った。

本願発明者らが確認したところ、レーザビームが照射された位置のＩＴＯ膜５２ａ及びエレクトロクロミック層６１ａは完全に除去され、ガラス基板５１ａ表面が露出していた。露出したガラス基板５１ａ表面は、約８０Åの表面粗さが測定された。この表面粗さは、たとえばＩＴＯ膜５２ａの表面粗さと同程度であり、ガラス基板５１ａ表面は十分な平滑性を備えているといえる。ＹＶＯ_４レーザがＩＴＯ膜５２ａには吸収されるがガラス基板５１ａには吸収されにくいこと、及び、波長的にほとんど熱を発生せずアブレーションを中心的な作用として、ＩＴＯを原子レベルで分解して除去していることにより、ガラス基板５１ａにほとんどダメージを与えないと考えられる。

また本願発明者らは、レーザビームが照射された位置（ガラス基板５１ａ表面が露出している領域）と照射されない位置（表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａが形成されている領域）の境界部分に位置する表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａが透明であることも確認した。

続いて、表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａの積層構造上の一部を含む領域に、絶縁膜として厚さ３０００Å〜４０００ÅのＳｉＯ_２膜５４ａを形成する。膜厚はこれに限られない。ＳｉＯ_２膜５４ａの成膜は、たとえばマグネトロンスパッタで行い、ＳＵＳマスクを用いてパターン形成をすることができる。リフトオフ法でパターン形成をしてもよい。フォトリソ工程にてパターニングを行うことも可能である。この場合は、ＩＴＯ電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａにダメージを与えないウェットエッチング条件、もしくはドライエッチング条件を用いる。

ＳｉＯ_２膜５４ａは、表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａが形成されていないガラス基板５１ａ上の領域、少なくとも製造後のエレクトロクロミック表示素子のシール材に囲まれた表示エリア内について、ガラス基板５１ａ上の表示電極５３ａ及びエレクトロクミック層６１ａ不形成領域全域にも形成されることが望ましい。なお、表示電極５３ａの取り出し端子部にはＳｉＯ_２膜５４ａが形成されないように、パターン形成を行った。

ガラス基板５１ｂ上のＩＴＯ膜５２ｂについては、フォトリソ工程にてパターニングを行い、対向電極５３ｂを形成した。対向電極５３ｂ表面には電子供与膜を形成してもよい。

このようにして、ガラス基板５１ａ上に形成された表示電極５３ａ、表示電極５３ａ上に形成されたエレクトロクロミック層６１ａを備え、少なくとも表示電極５３ａ及びエレクトロクロミック層６１ａの積層構造上の一部を含む領域に、ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている表示用基板６０ａ、及び、ガラス基板５１ｂ上に対向電極５３ｂを備える対向基板６０ｂが作製される。

図２Ｄを参照する。対向基板６０ｂ上に、ギャップコントロール剤を２ｗｔ％〜５ｗｔ％含んだメインシール材５６でメインシールパターンを形成する。形成方法としてスクリーン印刷またはディスペンサーを用いることができる。ギャップコントロール剤の径は、製造後のエレクトロクロミック表示素子の電解液層の厚さが、たとえば５０μｍ〜２００μｍとなるように選択する。第３の実施例においては、ギャップコントロール剤を７５μｍ径のプラスチックボールとし、電解液層厚を７５μｍとした。このプラスチックボールを、電解液に耐久性のあるシール材に５ｗｔ％添加し、メインシール材５６とした。

次に、表示電極５３ａと対抗電極５３ｂの位置合わせを行って、両基板６０ａ、６０ｂを重ね合わせ、空セルを作製した。

空セルに微粒子を含む電解液を真空注入した。電解液として、ＮａＯＨ溶液や、各種液体塩、アセトニトリル等の溶媒を使用可能である。ここではＮａＯＨ溶液を使用した。

電解液の注入口にエンドシール剤を塗布して封止した。こうして第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子が作製される。

図２Ｄは、第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の概略的な断面図である。第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子は、平行配置された表示用基板６０ａ、対向基板６０ｂ、及び、両基板５０ａ、５０ｂ間に配置された発色層６３を含む。発色層６３は、エレクトロクロミック層６１ａ及び電解液層６２を含む。発色層６３は、エレクトロクロミック材料を含んで構成される層である。

表示用基板６０ａは、ガラス基板５１ａ、ガラス基板５１ａ上に形成された表示電極５３ａ、及びＳｉＯ_２膜（絶縁膜）５４ａを含む。第３の実施例においては、ＳｉＯ_２膜５４ａは、少なくとも表示電極５３ａとエレクトロクロミック層６１ａの積層構造上の一部を含む領域に形成されている。また、ＳｉＯ_２膜５４ａは、シール材５６に囲まれた領域内の、表示電極５３ａが形成されていないガラス基板５１ａ上の全領域にも形成されている。

対向基板６０ｂは、ガラス基板５１ｂ、及びガラス基板５１ｂ上に形成された対向電極５３ｂを含む。

発色層５５は表示用基板６０ａと対向基板６０ｂとの間の、シール材５６に囲まれた領域の内側に画定される。両基板６０ａ、６０ｂ（表示電極５３ａ、対向電極５３ｂ）間に電圧を印加したとき、発色層６３は、表示用基板６０ａ（表示電極５３ａ）側で発色する。

表示電極５３ａ、対向電極５３ｂの電極パターン、及び、表示電極５３ａ上方におけるＳｉＯ_２膜５４ａ形成パターンは、図１Ｄを参照して説明した第１の実施例の場合と等しい。第３の実施例においては、表示電極５３ａ上に、表示電極５３ａパターンと同パターンのエレクトロクロミック層６１ａが形成されている。

第３の実施例においても、第１の実施例と同様に、表示電極５３ａ上には「１」という文字（数字）形状の表示部５９が画定されており、平面視上（基板６０ａ、６０ｂの法線方向から見たとき）、表示部５９以外の表示電極５３ａ上方には、取り出し端子部５８ａを除いて、ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている。すなわち、シール材５６に囲まれた領域の内側に存在する表示電極５３ａ上方には、表示部５９を除いて、エレクトロクロミック層６１ａを介しＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている。換言すれば、表示部５９は、シール材５６に囲まれた領域の内部において、ＳｉＯ_２膜５４ａの不形成領域として、表示電極５３ａ上に規定されている。表示部５９は、実際に行いたい表示の形状と同形状に画定される。第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子においても、表示用基板６０ａ、対向基板６０ｂ（表示電極５３ａ、対向電極５３ｂ）間に電圧を印加し、発色層６３の発色により、「１」というキャラクター表示が行われる。

本願発明者らは、第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子の表示を確認した。平面視上、両基板６０ａ、６０ｂ上に電極５３ａ、５３ｂが形成されており、かつＳｉＯ_２膜５４ａが形成されていない領域、すなわち「１」という文字（数字）形状の表示部５９について、ＤＣ電圧無印加時にはほぼ透明であり、印加によって青色の着色を示し、印加電圧が高くなるほど青色が濃くなることが確認された。

図３は、表示部５９における光透過率の波長依存性を示すグラフである。横軸は波長を単位「ｎｍ」で示し、縦軸は光透過率を単位「％」で示す。白丸を結んだ曲線は電圧無印加時における光透過率の波長依存性を示し、黒丸を結んだ曲線は１．０ＶのＤＣ電圧を印加したときのそれを示す。１．０ＶのＤＣ電圧印加時には、青色を示す波長領域よりも長波長の領域で光透過率が低下しており、青色の着色が見られることがわかる。

本願発明者らは、また、第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子が光学状態のメモリー性を有していることを確認した。第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子においては、一旦電圧を印加して着色状態にすれば、その状態が比較的長く、具体的には約２週間保持された。保持時間は使用材料、作製条件により異なる。なお、着色状態を解消する（透明状態に戻す）ためには、逆方向のＤＣ電圧を印加すればよい。第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子は、−０．５ＶのＤＣ電圧の印加で透明状態となった。透明状態は、電圧を印加しなければ半永久的にメモリーされる。

第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子において、青く着色したのは、電解液層６２に直接接しているエレクトロクロミック層６１ａのある部分、すなわち表示部５９のみであり、その他の領域（ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている領域）では発色及び消色反応は見られなかった。また、表示部５９のエッジ付近（ＳｉＯ_２膜５４ａが形成されている領域と形成されていない領域の境界付近）、及び、表示部５９内での発色濃度のムラは観察されなかった。第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子も、第１、第２の実施例と同様に、ＳｉＯ_２膜（絶縁膜）５４ａの形成領域と非形成領域とに対応して、表示部と非表示部とが規定され、高品位の表示が可能なエレクトロクロミック表示素子である。

なお、第３の実施例においては絶縁膜としてＳｉＯ_２膜を用いたが、これを有機絶縁膜とすることもできる。

第１〜第３の実施例によるエレクトロクロミック表示素子によると、たとえば画素のエッジ部分での発色ムラの低減された、表示のにじみのない、高品位の表示を行うことができる。また、たとえば表示電極の引き回し線上または上方に絶縁膜を形成するので、引き回し線の幅に制限がなく、対向基板上の電極パターンに対する干渉（重なり合い）を考慮して大きく引き回したり、線幅を補足する必要がない。このため、たとえば取り出し端子部から離れた位置の画素に対する場合であっても、十分な電流値を与えることができ、画素やラインごとの駆動電圧のムラ、発色濃度のムラを低減することができる。更に、引き回し抵抗を低くすることができるため、表示電極、対向電極の双方をＩＴＯ電極などの透明電極とすることが可能である。したがって、反射型に限らず、透過型ディスプレイ、透反ディスプレイの場合にも好適な表示を実現することができる。

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、実際に表示させたい表示の形状（表示部の形状）が相互に異なる複数の表示電極であって、互いに電気的に独立して（隔離して）おり、異なる取り出し端子部を有する複数の表示電極を備え、かつ、スタティック駆動またはデューティ駆動（単純マトリクス駆動）を行うエレクトロクロミック表示素子とすることもできる。

なお、シール材５６に囲まれた領域の内部において、絶縁膜が形成されない領域の面積は、シール材５６に囲まれた領域の面積に対し、０％より大きく５０％以下とすることができる。具体的には、図１Ｄに示したキャラクター表示部５９の面積は、シール材５６にて囲まれた領域内の面積に対して、３０％〜４０％としている。セグメント表示、キャラクター表示等の非ドットマトリクス表示の電極パターンにおいて、絶縁膜が形成されない、表示を行う領域の面積の総和を、シール材５６に囲まれた領域の面積に対し１０％〜５０％とすることで、非ドットマトリクス表示の表示パターンを良好なコントラストで表示し、表示品位を高めることができる。

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。

たとえば単純マトリクスディスプレイ製品全般に利用することができる。また、低消費電力、広い視角特性、低価格等が求められるディスプレイ製品全般に利用可能である。省電力かつ頻繁な書き換えを必要としない情報機器（パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等）の表示面等、反射型、透過型、投射型ディスプレイ全般に利用することができる。更に、磁気ないし電気記録されたカードの情報表示面、児童用玩具、電子ペーパー、家電用表示機器、車載用表示機器等に利用可能である。

５０ａ 表示用基板
５０ｂ 対向基板
５１ａ、５１ｂ ガラス基板
５２ａ、５２ｂ ＩＴＯ膜
５３ａ 表示電極
５３ｂ 対向電極
５４ａ ＳｉＯ_２膜
５５ 発色層
５６ シール材
５７ａ、５７ｂ 引き回し線
５８ａ、５８ｂ 取り出し端子部
５９ 表示部
６０ａ 表示用基板
６０ｂ 対向基板
６１ａ エレクトロクロミック層
６２ 電解液層
６３ 発色層

Claims (3)

1. 第１の基板上に形成された表示電極、及び、該表示電極上または上方に形成された絶縁膜を備える表示用基板と、
   第２の基板上に形成された対向電極を備え、前記表示用基板に対向して配置される対向基板と、
   前記表示用基板と前記対向基板の間の、シール材に囲まれた領域内に配置され、エレクトロクロミック材料を含む発色層と
   を含み、
   前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する前記表示電極上または上方には、表示部を除いて前記絶縁膜が形成され、
   前記表示部外周の全周にわたって、前記表示電極と前記絶縁膜が重なっており、
   前記シール材に囲まれた領域の内側において、前記絶縁膜が形成されない領域の面積の総和は、前記シール材に囲まれた領域の面積に対し、０％より大きく５０％以下であり、
   前記絶縁膜は、前記シール材に囲まれた領域内の、前記表示電極が形成されていない前記第１の基板上の全領域にも形成され、
   前記表示電極は、前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する引き回し線、及び、前記シール材に囲まれた領域の外側に存在する取り出し端子部を含み、前記絶縁膜は、前記引き回し線上、及び、前記シール材に囲まれた領域の内側に存在する前記表示電極が形成されていない前記第１の基板上の全領域にも形成されているエレクトロクロミック表示素子。
2. 前記表示電極、前記対向電極、及び、前記絶縁膜は、スタティック駆動またはデューティ駆動により、形状が異なる表示部を独立に表示可能とするように、形成されている請求項１に記載のエレクトロクロミック表示素子。
3. 前記対向電極上には、前記シール材に囲まれた領域内において、前記表示電極の前記表示部と対向する位置以外の位置に、絶縁膜が形成されている請求項１または２に記載のエレクトロクロミック表示素子。

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