WO2004049052A1 - 表示素子、表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

表示素子、表示装置及び表示装置の製造方法 Download PDF

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WO2004049052A1
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Toshihisa Takeyama
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Konica Minolta Holdings, Inc.
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    • G02F2201/38—Anti-reflection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a display element, a display device, and a method for manufacturing a display device, using a material that changes color by electrochemical oxidation and reduction as a display material.
  • Display elements for viewing these include CRTs, liquid crystal displays, and organic EL displays.
  • CTRs CRTs
  • liquid crystal displays CTRs
  • organic EL displays CTRs
  • these display elements are of a light emitting type, and therefore are extremely fatigued for ergonomic reasons and cannot withstand long-time reading.
  • the place to read is limited to the place where the computer is installed.
  • electrochromic display elements that utilize the oxidation-reduction of metal ions have a white reflective plate on the back surface (see, for example, Patent Document 5) or a solid polymer electrolyte to achieve higher reflectivity.
  • a colorant for increasing the whiteness has been proposed (for example, see Patent Document 6).
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a material which has a sufficiently high whiteness of an underlayer as a visual characteristic and which changes color by electrochemical oxidation and reduction as a display material.
  • an object of the present invention is to provide a material which has a sufficiently high whiteness of an underlayer as a visual characteristic and which changes color by electrochemical oxidation and reduction as a display material.
  • the polymer A display element comprising: an antireflection layer provided on a surface of the first transparent electrode opposite to a surface on which a solid electrolyte layer is laminated.
  • metal ions are each of bismuth, copper, silver, lithium, iron, chromium, nickel, force dome, or a combination thereof.
  • the inorganic pigment comprises a powder of titanium dioxide, calcium carbonate, magnesium oxide, or anolemmium oxide.
  • a first transparent electrode controlled by a driving element wherein a first transparent electrode controlled by a driving element, a polymer solid electrolyte layer containing a colorant and metal ions, and a second electrode are laminated in this order.
  • the colorant is at least selected from titanium dioxide, calcium carbonate, magnesium oxide, and aluminum oxide, the surface of which has been treated with a hydrophobizing agent.
  • a display element comprising a powder of one kind of inorganic compound.
  • the hydrophobizing agent used in the surface-treated inorganic compound powder is a metal alkoxide, an organic metal compound having a bond between a metal and at least one halogen atom, or an organic metal having a metal-metal bond.
  • the display element according to the item 8 wherein the display element is at least one compound selected from compounds.
  • the polymer solid electrolyte constituting the polymer solid electrolyte layer has a skeleton unit of one (C-C-O) n -,-(CC (CH 3 ) -O) n -,-(CC -N) n- or one (C-C-S) n- represented by polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethyleneimine, polyethylene sulfide, or a polymer having a branched structure of these as a main chain structure.
  • a first transparent electrode controlled by the driving element, a polymer solid electrolyte layer containing a colorant and a metal ion, and a second electrode are laminated in this order, and are opposite to the polymer solid electrolyte layer.
  • a display device comprising a plurality of display elements having an antireflection layer on the surface of the first transparent electrode on the side of the first transparent electrode.
  • a step of forming an antireflection layer on the transparent support a step of forming a transparent pixel electrode and a driving element on the surface of the transparent support opposite to the antireflection layer, and
  • a method for manufacturing a display device comprising: a step of forming a polymer solid electrolyte layer containing a colorant and a metal ion; and a step of forming a common electrode facing the transparent pixel electrode.
  • a step of forming a transparent pixel electrode and a driving element on a transparent support a step of forming a polymer solid electrolyte layer containing a colorant and a metal ion on the transparent support, and a step of forming the transparent pixel electrode
  • Forming a common electrode facing the transparent pixel electrode and, after forming the common electrode facing the transparent pixel electrode, an anti-reflection layer on a surface of the transparent support opposite to the surface on which the transparent pixel electrode and the driving element are formed.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the display device according to the present invention.
  • FIGS. 3 (a) to (f) are cross-sectional views showing the steps of a method for manufacturing a display device according to the present invention.
  • FIGS. 4 (a) to 4 (f) are cross-sectional views showing the steps of a method for manufacturing a display device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram of a display device according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the display device of the present invention is a polymer solid containing a metal ion and a colorant on a transparent pixel electrode which is a first transparent electrode controlled by a TFT (Thin Film Transistor) which is a driving element.
  • An electrolyte layer and a common electrode common to each pixel as a second electrode are laminated in this order, and a polymer solid electrolyte layer of a transparent pixel electrode as a first transparent electrode controlled by a TFT as a driving element.
  • a plurality of display elements having an anti-reflection layer provided on the surface opposite to the surface on which the layers are laminated.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of the display device of the present invention.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed so as to constitute one pixel by combining one by one, and each pixel is arranged in a matrix on the transparent support 11.
  • a transparent glass substrate such as a quartz glass plate or a white plate glass plate can be used, but is not limited thereto, and a polyester such as polyethylene naphthalate or polyethylene terephthalate is used.
  • cellulose ester resin such as cellulose acetate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene-co-hexaf Fluorine resins such as fluoropropylene, polyether resins such as polyoxymethylene, polyolefins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethynolepentene, and nonolevonolene ring-opening polymers, and acrylyl resins such as polymethyl methacrylate And resin films of polyimide, polyamide-amide, polyetherimide, and the like, polyimide, polycarbonate, polyacetanol, polyarylate, polyetherenoate ketone, polysulfone, and polyethersulfone.
  • these resin films When used as a support, they can be made into a rigid substrate shape that does not easily bend, and can be made into a film-like structure having a force and flexibility.
  • a transparent glass substrate and a resin film, or a laminated support obtained by laminating a plurality of types of resin films can be appropriately selected and used for the purpose of achieving both flexibility and strength.
  • An anti-reflection layer 18 is provided on the opposite side of the transparent support 11 where the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are provided, that is, on the side to be observed, that is, on the side to be observed. It is provided for more clearly observing a material which changes color by electrochemical oxidation or reduction described above, and preferably has a smaller refractive index with respect to the transparent support 11.
  • the antireflection layer is not particularly limited as lower refractive index than the transparent support 1 1, for example AIF 3, M g F 2, A l F 3 'M g F 2, Modification modified with a fluorine atom-containing homopolymer, copolymer, graft polymer, block polymer, or a fluorine atom-containing functional group such as metal fluoride such as C a F 2 , vinylidene fluoride, and Teflon (R) It is preferable that an organic fluoride such as a polymer has a lower refractive index than the transparent support described above.
  • a support and a fluorine-based compound are provided.
  • a known method such as a sol-gel method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method or a coating method, or a method disclosed in JP-A Nos. 7-27992 and 2001-123264.
  • the methods described in JP-A-2001-264509 and the like can be appropriately selected and used.
  • the transparent pixel electrode 12 is composed of a transparent conductive film formed in a substantially rectangular or square pattern, and the pixels are separated as shown in Fig. 1, and a TFT 13 for each pixel is installed in a part of it.
  • the transparent pixel electrode 1 2 films used in can be used a film coated with I n 2 0 3 and mixtures of S N_ ⁇ 2, the so-called I TO film or S n0 2 or I n 2 ⁇ 3, these I tO film or S n0 2 or I n 2 0 3 may also to those Dobingu the S n and S b to Kotin grayed membrane, may be further used M g O and Z n O, and the like.
  • TFT 13 a material used in a known semiconductor manufacturing technique used for a liquid crystal display or the like can be appropriately selected and used. Further, JP-A-10-125924, Organic TFTs comprising organic compounds described in, for example, Nos. 10 to 135481, 10 to 199000, and 2000 to 37171 may also be used.
  • the TFT 13 formed for each pixel is selected by a wiring (not shown), and controls the corresponding transparent pixel electrode 12.
  • TFT 13 is extremely effective in preventing crosstalk between pixels.
  • the TFT 13 is formed so as to occupy one corner of the transparent pixel electrode.
  • the transparent pixel electrode 12 may have a structure overlapping the TFT 13 in the laminating direction. Specifically, a gate line and a data line are connected to the TFT 13, a gate electrode of each TFT 13 is connected to each gate line, and one of the source 'drains of each TFT 13 is connected to the data line. Are connected to each other, and the other of the source and the drain is electrically connected to the transparent pixel electrode 12.
  • Driving elements other than TFT 13 are flat type displays such as liquid crystal displays. Any other material may be used as long as it is a matrix drive circuit used for the display element and can be formed on a transparent substrate.
  • the polymer solid electrolyte layer 14 contains metal ions, and the metal ions change color by electrical oxidation-reduction, electrochemical deposition, so-called electrolytic plating, and the like. Visualization can be achieved by reversible elution, which is a reverse reaction.
  • the metal ions capable of developing and decoloring by such electrochemical deposition and elution are not particularly limited, but bismuth, copper, silver, lithium, iron , Chromium, nickel, and cadmium ions or an ion composed of a combination thereof. Of these, bismuth and silver ions are preferable because a reversible reaction can be easily performed.
  • Polymer solid electrolyte layer 1 4 is formed by dissolving in addition to the supporting electrolyte and the matrix polymer.
  • a lithium salt for example L i C 1, L i B r, L i I, L i BF 4 , L i C 1 0 4, L i PF 6, L i CF 3 S_ ⁇ 3 etc.
  • Kariumu salts eg if KC 1, KI, and KB r, etc., Natoriumu salts, for example N a C 1, N a I , NaBr, or tetraalkylammonium salts, such as tetraethylammonium borofluoride, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium borofluoride, tetrabutylammonium perchlorate And tetrabutylammonium halide.
  • the alkyl chain lengths of the above quaternary ammonium salts may be the same or different, and if necessary, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • the polymer solid electrolyte layer 14 contains a colorant to improve the contrast, and provides a sufficient contrast with respect to the color developed by the redox of metal ions.
  • a colorant to improve the contrast, and provides a sufficient contrast with respect to the color developed by the redox of metal ions.
  • Known inorganic pigments, organic pigments or dyes can be appropriately selected and used as long as they can be used.
  • a white concealing 1 "raw colorant as a background color. Examples of such a colorant include titanium dioxide, Calcium carbonate, silica, magnesium oxide, and aluminum oxide can be used.
  • the mixing ratio of the coloring agent is preferably about 1 to 20% by mass, more preferably about 1 to 10% by mass, and more preferably about 5 to 10% by mass when inorganic particles are used. / 0 . This is because inorganic white particles such as titanium oxide do not dissolve in the polymer but only disperse. If the mixing ratio increases, the inorganic particles aggregate and the optical density becomes non-uniform. is there. Further, since the inorganic particles do not have ionic conductivity, an increase in the mixing ratio causes a decrease in the conductivity of the polymer solid electrolyte layer 14. Considering both, the upper limit of the mixing ratio is about 20% by mass.
  • titanium dioxide, calcium carbonate, magnesium oxide, or aluminum oxide may be added to the polymer solid electrolyte layer 14 as a coloring agent. This is because the dispersibility of the matrix polymer and the dispersibility when preparing the polymer solid electrolyte layer forming composition described later are taken into consideration, and the colorants may aggregate after forming the polymer solid electrolyte layer. It is preferable to prevent whitening, and the whiteness can be maintained even after long-term use.
  • Examples of the surface hydrophobizing agent for hydrophobizing the colorant surface include a metal alkoxide, an organic metal compound having a bond between a metal and at least one halogen atom, or an organic metal having a metal-metal bond. Compounds and the like can be mentioned, and it is more preferable to perform a surface treatment with at least one compound selected from these.
  • organometallic compound having a metal bond or an organometallic compound having a metal-metal bond include, for example, silicon, germanium, titanium, tin, zirconium, aluminum, antimony, arsenic, norm, bismuth, boron, calcium, cerium, and chromium.
  • Metal copper, erbium, gallium, hafnium, indium, iron, lanthanum, magnesium, manganese, neodymium, niobium, praseodymium, samarium, strontium, tantalum, tezorel, tungsten, vanadium, yttrium, zinc, zirconium, etc.
  • halide and organic metal compounds having a metal-metal bond.
  • silicon, germanium, titanium, tin, dinoreconium, and aluminum are particularly preferable. Ri preferred.
  • Alcohol-forming alcohol components generally include straight-chain or branched alcohols having about 1 to 12 carbon atoms.All metal alkoxide compounds may be alcohols, or at least one alkoxide may be used in the compound. And a ligand such as an unsubstituted or substituted alkyl, an unsubstituted or substituted aryl group, and acetyl aceton.
  • the halogen forming the organometallic compound having a bond between the metal and at least one halogen atom is not particularly limited as long as it is at least one halogen atom selected from chlorine, bromine and iodine.
  • organometallic compound a compound having at least one metal-halogen bond, an unsubstituted or substituted alkyl bond with a metal, an unsubstituted or substituted aryl group with a metal, and acetylacetone
  • organometallic compound having a ligand such as, for example, may be used.
  • the mixing ratio of titanium dioxide, calcium carbonate, magnesium oxide, and aluminum oxide whose surfaces have been surface-treated with a hydrophobizing agent is preferably about 1 to 20% by mass in the case of inorganic particles, and more preferably. About 1 to 10% by mass. It is preferably about 5 to 10% by mass.
  • the average particle size of the colorant is preferably in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m from the viewpoint of hiding properties and whiteness.
  • Matrix polymers used for the solid polymer electrolyte constituting the solid polymer electrolyte layer 14 containing metal ions include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene imine, and polyethylene sulfide. A resin having a chain structure or a resin having a branched structure may be used. Further, resins such as polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, and polyacrylitol can also be suitably used as the matrix polymer used in the polymer solid electrolyte of the present invention.
  • the thickness of the polymer solid electrolyte layer 14 is preferably 20 to 200 / m, more preferably 50 to 150 ⁇ , and still more preferably 70 to 150 ⁇ .
  • a thinner one is preferable because the resistance between the electrodes becomes smaller, which leads to a reduction in the color development / decoloration time and a reduction in power consumption.
  • it is less than 20 ⁇ , the mechanical strength is reduced, and pinholes and cracks are generated, which is not preferable.
  • the thickness is too small, the mixing amount of the white particles becomes small, so that the hiding property and the whiteness (optical density) become insufficient.
  • the polymer solid electrolyte layer 14 when the polymer solid electrolyte layer 14 is formed, if necessary, water, ethanol alcohol, isopropyl alcohol, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, ⁇ -petit mouth ratatone, acetonitrile , Snorrefholane, dimethyloxetane, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, ⁇ -methylpyrrolidone, etc. to prepare a polymer solid electrolyte layer forming composition May be.
  • An ionic fluid represented by the formula Q + A— may be added for the purpose of efficiently conducting ion conduction or for reducing the amount of flammable liquid.
  • L is preferably a salt which is present as a liquid at 00 ° C, preferably 20 to 80 ° C, more preferably 20 to 60 ° C, still more preferably 20 to 40 ° C, especially 20 ° C. ° C) is not particularly limited as long as it is a melt at room temperature, but is preferably 1 to 200 mPa ⁇ s.
  • the cation component represented by Q + is preferably an anion cation, more preferably an ammonium cation, an imidazolium cation, a pyridinium cation, a sulfonium cation, and a phosphonium cation.
  • ionic fluids include WO 95Z18456, JP-A-8-245828, JP-A-8-259543, JP-A-10-92467, JP-A-10-2665673, JP-A-2002-99001, and JP-A-2002-99001.
  • a bluing agent or a fluorescent whitening agent may be added for the purpose of improving visual whiteness by fluorescence, bluish color, etc., and these may be appropriately selected from known ones. Can be.
  • blueing agent examples include organic dyes and pigments that can be colored blue, and inorganic pigments. Specifically, ultramarine, cobalt blue, cobalt oxide phosphate, quinatalidone-based pigments and the like And mixtures thereof.
  • fluorescent whitening agent examples include stilbene, pyrazoline, oxazole, coumarin, imidazole, distyryl-biphenyl, thiazole, and thiazole.
  • fluorescent whitening agent examples include stilbene, pyrazoline, oxazole, coumarin, imidazole, distyryl-biphenyl, thiazole, and thiazole.
  • examples thereof include liazole, oxadiazole, thiadiazole, naphthalimide, benzoimidazole, benzoxazonole, benzothiazonole, acenaphthene, and diaminostilbene.
  • the above-mentioned bluing agent or optical brightener include, for example, JP-A-6-322697, JP-A-7-181626, JP-A-8-118824, JP-A-8-175033, and JP-A-10-44628.
  • Those described in 1-518919 can be appropriately selected and used.
  • the content is preferably 10 to: L00000ppm, particularly 50 to: LOOOOpm.
  • the content of the bluing agent or the optical brightener is less than 10 ppm, the amount of fluorescent light is reduced and the bluish component of the reflected light is reduced, and as a result, the film becomes yellowish and has sufficient whiteness. Is not preferable because it tends to be difficult to obtain. Also, if the content of the bluing agent or fluorescent brightener exceeds l OOOOO ppm, the bluing agent or fluorescent brightener will be denatured when the display device is used under the condition of ultraviolet irradiation or high temperature and high humidity. This is not preferable because discoloration at the time of remarkable operation becomes remarkable and weather resistance as a display device may be deteriorated.
  • a common electrode 15 is formed as a second electrode on the side facing the first transparent electrode.
  • the common electrode 15 may be any metal that is electrochemically stable, but is preferably platinum, chromium, aluminum, cobalt, palladium, etc., and is formed as a metal film on a support by a known method. It can be manufactured by forming a film. Also, if sufficient conductivity can be obtained as the common electrode 15, If a conductive coating containing conductive particles such as conductive metal particles is coated on a support, the metal used for the main reaction can be further supplemented in advance or as needed, and carbon can be used as a common electrode. It can be used as As a method of supporting carbon on the electrode for that purpose, there is a method of forming an ink using a resin and printing the ink on a substrate surface. By using carbon, the cost of the electrode can be reduced. '
  • the support used for providing the above-mentioned first transparent electrode can be appropriately used, but the second electrode does not necessarily need to be transparent, and may be a common electrode or a polymer solid.
  • a substrate, a film, or the like that can securely hold the electrolyte layer can be appropriately selected and used.
  • a sealing member 17 holding the transparent support 11 and the support 16 is formed around the first transparent electrode side and the second electrode so as to face each other. Is done.
  • the transparent support 11 and the support 16 and the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13, the polymer solid electrolyte layer 14, and the common electrode 15 disposed therebetween are formed by the sealing member 17. It will be securely held.
  • the antireflection layer 18 is provided on the outermost layer of the support 16 on which the first transparent electrode is provided.
  • matrix driving can be performed using a TFT, and the contrast and black density are increased by using metal ions contained in the polymer solid electrolyte layer.
  • a display device having a visually higher reflectance can be manufactured.
  • reflection is performed on one surface of a transparent support 11 such as a glass substrate by using a compound forming an antireflection layer 18 and a known method suitable for the transparent support.
  • the prevention layer 18 is formed.
  • the MgF 2 film and the AlF 3 'MgF 2 film are formed on the entire substrate by using a deposition method, a sputtering method, or the like.
  • a transparent pixel electrode 12 made of an ITO film and a TFT 13 are formed for each pixel on the surface of the transparent support 11 opposite to the antireflection layer 18. .
  • the TFT 13 is formed by using a known semiconductor manufacturing technique, and the ITO film is formed by a method such as evaporation or sputtering.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed for each pixel, and each pixel is arranged on the transparent support 11 in a matrix.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 on the transparent support 11 are formed.
  • the solid polymer electrolyte layer 14 is formed on the surface thus formed.
  • the step of forming the polymer solid electrolyte layer 14 first, in forming the polymer solid electrolyte layer 14, the above-mentioned synthetic resin serving as the matrix polymer, a supporting electrolyte, a metal ion generator capable of generating metal ions, and If necessary, a solvent for dissolving these components is mixed, and white particles are dispersed as a colorant to prepare a polymer solid electrolyte layer forming composition.
  • the polymer solid electrolyte layer-forming yarn is coated on a transparent support to form the polymer solid electrolyte layer 14.
  • a support with a common electrode was formed by forming a common electrode 15 of a required thickness on a support 16 of a polyethylene terephthalate film or the like.
  • the common electrode 15 side of the support with a common electrode is pressure-bonded to the polymer solid electrolyte layer 14 and bonded as shown in FIG. 3 (e).
  • the polymer solid electrolyte layer 14 is formed by drying under reduced pressure between the support 16 and the transparent support 11.
  • a sealing member 17 as shown in FIG. 3 (f) is attached to the bonded end, and a display device in which the antireflection layer 18 is provided on the display side is completed.
  • FIG. 4 (a) to (f) show another method of manufacturing a display device according to the present invention.
  • a transparent support 11 such as a glass substrate
  • a transparent pixel electrode 12 composed of a TO film and a TFT 13 are formed for each pixel.
  • the TFT 13 is formed by using a known semiconductor manufacturing technique, and the ITO film is formed by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed for each pixel, and each pixel is arranged in a matrix on the transparent support 11.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed on the surface of the formed transparent support 11 opposite to the surface on which the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed.
  • the anti-reflection layer 1 8 under conditions that do not deterioration and formed using known methods, Mg F 2 film and a 1 F 3 'Mg F 2 film is formed on the entire substrate by an evaporation or sputtering method, or the like You.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 on the transparent support 11 are formed.
  • the solid polymer electrolyte layer 14 is formed on the surface thus formed.
  • the synthetic resin serving as the matrix polymer described above, a supporting electrolyte, a metal ion generator capable of generating metal ions, and, if necessary, a solvent dissolving these. are mixed, and white particles are further dispersed as a colorant to prepare a polymer solid electrolyte layer forming composition.
  • the polymer solid electrolyte layer forming composition is applied to a transparent support to form the polymer solid electrolyte layer 14.
  • a support with a common electrode was formed by forming a common electrode 15 of a required thickness on a support 16 of a polyethylene terephthalate film or the like. Then, the common electrode 15 side of the support with a common electrode is pressure-bonded to the polymer solid electrolyte layer 14 and bonded as shown in FIG. 4 (e). After this bonding, the polymer solid electrolyte layer 14 is dried under reduced pressure, and the polymer solid electrolyte layer 14 is placed between the support 16 and the transparent support 11. Formed. Then, a sealing member 17 as shown in FIG.
  • FIGS. 5 (a) to (f) show a manufacturing method different from the manufacturing method shown in FIGS. 3 (a) to (f) and FIGS. 4 (a) to (f) of the display device of the embodiment.
  • a transparent pixel electrode 12 made of an ITO film and a TFT (thin film transistor) 13 are formed for each pixel on a transparent support 11 such as a glass substrate.
  • the TFT 13 is formed by using a known semiconductor manufacturing technique, and the ITO film is formed by a method such as vapor deposition and sputtering.
  • the transparent pixel electrode 12 and the TFT 13 are formed for each pixel, and each pixel is arranged on the transparent support 11 in a matrix.
  • the polymer solid electrolyte layer 14 is formed on the surface side.
  • the polymer solid electrolyte layer forming composition is applied on a transparent support to form the polymer solid electrolyte layer 14.
  • a support with a common electrode was formed by forming a common electrode 15 of a required thickness on a support 16 of a polyethylene terephthalate film or the like.
  • the common electrode 15 side of the support with a common electrode is pressure-bonded to the polymer solid electrolyte layer 14 and bonded as shown in FIG. 5 (d).
  • the polymer solid electrolyte layer 14 is dried under reduced pressure, and the polymer solid electrolyte layer 14 is placed between the support 16 and the transparent support 11. Formed.
  • a sealing member 17 as shown in FIG. 5 (e) was attached to the bonded end, and finally, as shown in FIG. 5 (f), sealing was performed with the sealing member 17.
  • An anti-reflection layer 18 is formed on the image display side of the transparent support 11 on the image display side under conditions that do not deteriorate the transparent pixel electrode 12, the TFT 13, and the polymer solid electrolyte layer 14 by using a known method. 2 films and a 1 F 3 'Mg F 2 film is formed on the entire substrate by an evaporation Ya sputtering, installed the display device is completed on the side to view the antireflection layer 18.
  • FIG. 6 is a block diagram of a display device.
  • a transparent pixel electrode 12 corresponding to each pixel and a TFT 13 corresponding to the transparent pixel electrode 12 are arranged in a matrix, and the counter electrode side of the capacitor is a common electrode.
  • a gate line (scanning line wiring) 140 is connected to the gate electrode of TFT 13, and the other of the source and drain of TFT 13 is connected to a data line (signal line wiring) 150.
  • the other of the source and the drain of the TFT 13 is connected to the transparent pixel electrode 12.
  • the gate line 140 is connected to the gut line drive circuit 120, and the data line 150 is connected to the data line drive circuits 100 and 110.
  • the gate line driving circuit 120 and the data and line driving circuits 110, 110 are connected to a signal control unit 130.
  • the thickness 1.5111111 10 (: 111 10: 111 on a glass substrate of, depositing a M g F 2 from the deposition source consisting of 1 ⁇ ⁇ 2, forming a deposited film of M g F 2 having a thickness of 1600 A
  • an ITO film and a TFT which are planarly arranged at a pitch of 15 ⁇ on the surface of the glass substrate opposite to the antireflection layer, were formed by a known method.
  • 1 part by mass of polyvinylidene fluoride having a molecular weight of about 350,000 is mixed with 10 parts by mass of a 1: 1 mixed solvent of water and isopropyl alcohol, 1.7 parts by mass of lithium bromide, and 1.7 parts by mass of bismuth chloride at 120 ° C.
  • a homogeneous solution 0.2 parts by mass of titanium dioxide having an average particle size of 0.5 ⁇ m was added thereto, and the mixture was uniformly dispersed with a homogenizer. This was applied on the above glass substrate with a doctor blade at a thickness of 60 ⁇ , and then a common electrode, which is the second electrode described below, was immediately bonded, and this was applied at 110 ° C and 0.05 MPa. After drying under reduced pressure for 1 hour, a solid polymer electrolyte was formed between the two electrodes. Next, a display device was manufactured by sealing the bonded end face with an adhesive.
  • a palladium film having a thickness of 3000 A was formed on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 0.5111111 and a size of 10 cm ⁇ 10 cm by sputtering. This was pressure-bonded immediately after the application of the solid polymer electrolyte.
  • a known active matrix drive circuit oxidizes the display electrode with an amount of 5 / i C per pixel during color development, and reduces it with the same amount of electricity during decoloration, thereby providing a black display and a colorless (white) display. Switched.
  • the reflectance when colorless (white) was 68%, and the optical density (OD) of the display section when coloring (black) was about 0.8 (reflectance 8%). Therefore, the contrast of the reflectance was 1: 8.5.
  • the circuit was opened and allowed to stand. One week later, the optical density of the display portion was not particularly changed, and had memory properties.
  • a display device was produced under the same conditions as in Example 1 except that silver perchlorate was used instead of bismuth chloride used in Example 1.
  • Example 2 After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 70%, and the optical density (OD) of the display portion when coloring (black) was about 1.0 (reflectance 7 %). Therefore, a contrast of 1:10 was obtained for the reflectance. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was opened and left to stand. One week later, the optical density of the display portion did not change, and it had memory properties. In addition, as a sensory discrimination degree evaluation, when the display device manufactured in Example 2 and the display device manufactured in Comparative Example 2 shown below were evaluated by 50 persons, 94% of the persons installed the anti-reflection layer. The result is that the display device is easier to see.
  • ITO films and TFTs arranged in a plane at a pitch of 150 ⁇ on a 10 (111: 111.111) glass substrate with a thickness of 5111111 were fabricated by a known method.
  • an alloy in which metal magnesium was mixed with metal magnesium at an atomic composition ratio of 30% was used as a metal target.
  • Sputtering was carried out using a% diluted F 2 gas to produce an A 1 F 3 ⁇ Mg F 2 antireflection film having a thickness of 300 nm.
  • Example 2 After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 70%, and the optical density (OD) of the display section when coloring (black) was about 1.0 (reflectance 6 %). Accordingly, a contrast of 1: 11.7 was obtained as the reflectance. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was opened and left to stand. One week later, there was no change in the optical density of the display section, and it had memory properties. In addition, as a sensory discrimination degree evaluation, when the display device manufactured in Example 3 and the display device manufactured in Comparative Example 2 shown below were evaluated by 50 people, 94% of the people installed the antireflection layer. The result is that the display device is easier to see.
  • ITO films and TFTs arranged in a plane at a pitch of 150 ⁇ were formed by a known method.
  • 1 part by mass of polyvinylidene fluoride having a molecular weight of about 350,000 is mixed with 10 parts by mass of a 1: 1 mixed solvent of water and isopropyl alcohol, 1.7 parts by mass of lithium bromide, and 1.7 parts by mass of silver perchlorate, The solution was heated to 120 ° C to prepare a homogeneous solution.
  • 0.2 parts by mass of titanium dioxide having an average particle size of 0.2 was added thereto, and the mixture was uniformly dispersed with a homogenizer.
  • Example 2 This was applied to a thickness of 60 ⁇ m on the glass substrate by a doctor blade, and then applied to Example 1.
  • the common electrode which is the second electrode described in
  • Example 1 Immediately bond the common electrode, which is the second electrode described in, and dry it under reduced pressure at 110 ° C and 0.05 MPa for 1 hour to form a solid polymer electrolyte between the two electrodes.
  • the end face was sealed with an adhesive.
  • the Mg F 2 was vapor deposited from the deposition source consisting of Mg F 2, thickness 160 OA of the deposited film of Mg F 2 Was formed and an antireflection layer was formed to produce a display device.
  • Example 2 After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 70%, and the optical density (OD) of the display portion when coloring (black) was about 1.0 (reflectance 7 %). Therefore, a contrast of 1:10 was obtained for the reflectance. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was opened and left to stand. One week later, the optical density of the display portion did not change, and it had memory properties. In addition, as a sensory discrimination degree evaluation, when the display device manufactured in Example 4 and the display device manufactured in Comparative Example 2 shown below were evaluated by 50 people, 94% of the people installed the antireflection layer. The result is that the display device is easier to see.
  • a Mg F2 was vapor deposited from the deposition source consisting of Mg F2, forming a MgF2 deposited film of a thickness of 1600A L, to form an antireflection layer.
  • an IT0 film and a TFT arranged in a plane at a pitch of 150 ⁇ on the surface of the glass substrate opposite to the antireflection layer were formed by a known method.
  • 1 part by mass of polyvinylidene fluoride having a molecular weight of about 350,000 is mixed with 10 parts by mass of a 1: 1 mixed solvent of water and isopropyl alcohol, 1.7 parts by mass of lithium bromide, and 1.7 parts by mass of bismuth chloride.
  • the solution was heated to 120 ° C. to prepare a homogeneous solution.
  • the average particle size of the surface treated with dimethyldichlorosilane was 0. 0.2 parts by mass of 5 ⁇ titanium dioxide was added, and the mixture was uniformly dispersed with a homogenizer.
  • Example 2 This was applied on the above glass substrate with a doctor blade at a thickness of 60 ⁇ , and then the common electrode as the second electrode described in Example 1 was immediately bonded, and this was applied at 110 ° C and 0.1 IMPa. After drying under reduced pressure for a period of time, a solid polymer electrolyte was formed between the two electrodes. Next, the end face of the bonding was sealed with an adhesive to form a display device. After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 70%, and the optical density (0D) of the display section when coloring (black) was about 0.8 (reflectance) 8%). Therefore, the contrast of the reflectance was 1: 8.5.
  • the circuit After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was opened and left to stand. One week later, there was no change in the optical density of the color-developed portion, and the memory had a lifetime.
  • an ITO film and TFTs arranged in a plane at a pitch of 150 ⁇ were prepared by a known method.
  • an alloy in which metal magnesium was mixed with metal aluminum at an atomic composition ratio of 30% was used as a metal target.
  • Sputtering was performed using 5% diluted F2 gas as the reaction gas, and an AIF3 • MgF2 antireflection film with a thickness of 300 nm was fabricated.
  • 1 part by weight of polyvinylidene fluoride having a molecular weight of about 350,000 is mixed with 10 parts by weight of a 1: 1 mixed solvent of water and isopropyl alcohol, 1.7 parts by weight of lithium bromide, and tetrafluorobenzene.
  • 1.7 parts by mass of silver borate were mixed and heated to 120 ° C. to prepare a homogeneous solution. to this! / — 0.2 parts by mass of titanium dioxide having an average particle size of 0.5 ⁇ , surface-treated with glycidoxypropyltrimethoxysilane, was added, and the mixture was uniformly dispersed with a homogenizer.
  • titanium dioxide having an average particle diameter of 0.5 ⁇ which was surface-treated with y_daricidoxypropyltrimethoxysilane used in Example 6 was used.
  • a display device was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the display device was used. After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance in colorless (white) was 72%, and the optical density (0D) of the display portion in color (black) was about 1.0 (reflection). Rate 7%). Therefore, the contrast of the reflectance was 1: 7. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was left open and left.
  • a display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the antireflection layer provided on the glass substrate was not provided in Example 1. Thereafter, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 70%, and the optical density (OD) of the display section when color was developed (black) was about 0.8 (reflectance). 13%). Therefore, a contrast of 1: 5 was obtained for the reflectance. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was left open and left. One week later, there was no change in the optical density of the display unit, indicating that the memory was uniform.
  • a display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the antireflection layer provided on the glass substrate was not provided in Example 4. After that, when driving and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) was 72%, and the optical density (OD) of the display portion when color (black) was about 1.0 (reflectance) 10%). Therefore, a contrast of 1: 7 was obtained for the reflectance. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was left open and left. One week later, there was no change in the optical density of the display unit, indicating that the memory was uniform.
  • Example 5 the anti-reflection layer provided on the glass substrate was not provided, and the surface was treated with dimethyldichlorosilane.
  • the average particle diameter was 0.5 ⁇ instead of titanium dioxide.
  • Example 5 The same conditions as in Example 5 except that 0.5 ⁇ of titanium diacid was used. Display device was created. After that, when driven and evaluated in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) is 70%, and the optical density of the display unit when color (black) is developed
  • Example 6 the surface treatment was performed in place of titanium dioxide having an average particle diameter of 0.5 ⁇ without providing the antireflection layer provided on the glass substrate and treating the surface with ⁇ _glycidoxypropyltrimethoxysilane.
  • a display device was prepared under the same conditions as in Example 6, except that titanium dioxide having an average particle size of 0.5 ⁇ was used. After that, when driven and evaluated in the same manner as in Example 1, the reflectance when colorless (white) is 72%, and the optical density (0D) of the display section when color is developed (black) is approximately 1.0 (reflection). Rate 10%). Therefore, a contrast of 1: 7 was obtained. After placing the circuit in the color-developing state, the circuit was opened and left to stand. One week later, there was no particular change in the optical density of the display section, and the display had memory properties. The reflectance of the colorless part (white part) was slightly deteriorated at 67% after 1.5 months. Industrial applicability
  • a display element it is possible to provide a display element, a display device, and a method of manufacturing a display device using a material whose discoloration is caused by electrochemical oxidation or reduction as a display material, with sufficiently high whiteness of a base as a visual characteristic. it can.

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Abstract

駆動素子によって制御される第一の透明電極と、着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層及び第二の電極をこの順に積層してなる表示素子において、前記高分子固体電解質層が積層された面とは反対側の前記第一の透明電極の面に反射防止層を設けることを特徴とする表示素子。

Description

明細書 表示素子、 表示装置及び表示装置の製造方法 技術分野
本発明は電気化学的な酸化、還元によって変色する材料を表示材料とする表示素 子、 表示装置及び表示装置の製造方法に関する。 背景技術
従来、電子書類として配信された文章類をハードコピーとして打ち出して閲覧す ることが行われてきた力 近年、イントラネットゃインターネットの普及や転送速 度の高速化により、 より高容量の文章類が配信されるようになってきており、ハー ドコピーとして打ち出すことなく閲覧することができる表示素子が望まれてきて いる。
これらの閲覧するための表示素子としては、 C R T、液晶ディスプレイあるいは 有機 E Lディスプレイ等がある。しかしながらこれらの表示素子は発光型であるた め、人間工学的理由から疲労が著しく、長時間の読書には耐えられないことが指摘 されている。また読む場所がコンピュータの設置場所に限られるという難点がある。 このような欠点を改善する目的で、最近、いわゆるペーパーライクディスプレイ、 あるいは電子ペーパーと呼ばれる反射型の表示素子が提案されており、これらは主 に電気泳動法により着色粒子を電極間で移動 （例えば特許文献 1参照） 、 二色性を 有する粒子を電場で回転させる （例えば特許文献 2参照） 、 あるいは金属イオンの 酸ィ匕還元を利用したエレクトロクロミック表示素子 （例えば特許文献 3 、 4参照） 等も提案されている。
この中で金属イオンの酸化還元を利用したエレクトロクロミック表示素子では より高反射率を達成するために、 白色の反射板を背面に設けたもの（例えば特許文 献 5参照） や高分子固体電解質中に白色度を高めるための着色剤を添加したもの (例えば特許文献 6参照） が提案されている。 しかしながら、人間の視覚に対する 白色度としてはいまだ十分であるとはいえなかった。
【特許文献 1】
米国特許第 6， 1 20， 588号明細書
【特許文献 2】
米国特許第 5， 754, 3 3 2号明細書
【特許文献 3】
特開平 1 0— 1 33 236号公報
【特許文献 4】
特開平 1 0— 14885 1号公報
【特許文献 5】
特開平 1 1一 10 1 994号公報
【特許文献 6】
特開 200 2— 2583 27号公報
本発明は、 上記の課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、視覚特性 として十分に下地の白色度を高くした、電気化学的な酸化、還元によって変色する 材料を表示材料とする表示素子、表示装置及び表示装置の製造方法を提供すること にある。 発明の開示
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
( 1 ) 駆動素子によって制御される第一の透明電極と、着色剤及び金属イオンを 含有する高分子固体電解質層及び第二の電極をこの順に積層してなる表示素子に おいて、前記高分子固体電解質層が積層された面とは反対側の前記第一の透明電極 の面に反射防止層を設けることを特徴とする表示素子。
( 2 ) 前記第一の透明電極が透明基材上に設けられていることを特徴とする前記 1に記載の表示素子。
( 3 ) 前記透明基材に対して反射防止層の屈折率が小さいことを特徴とする前記 2に記載の表示素子。
( 4 ) 前記反射防止層がフッ素系化合物を主成分とすることを特徴とする前記 3 に記載の表示素子。
(5) 前記金属イオンがビスマス、 銅、 銀、 リチウム、 鉄、 クロム、 ニッケル、 力ドミゥムの各イオンまたはそれらの組み合わせからなることを特徴とする前記 4に記載項の表示素子。
( 6 ) 前記着色剤が無機顔料、有機顔料または色素であることを特徴とする前期 5に記載の表示素子。
( 7 ) 前記無機顔料が二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、 酸化 ァノレミ-ゥムの各粉末からなることを特徴とする前記 6に記載の表示素子。
( 8 ) 駆動素子により制御される第一の透明電極と、着色剤及び金属イオンを含 有した高分子固体電解質層および第二の電極をこの順に積層してなる前記 1に記 載の表示素子において、着色剤が表面を疎水化剤により表面処理された二酸化チタ ン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸ィ匕アルミニウムから選ばれる少なくと も 1種の無機化合物の粉末からなることを特徴とする表示素子。
(9) 前記着色剤の平均粒子径が 0. 1〜： L. 0 μπιの範囲にあることを特徴と する前記 8に記載の表示素子。
(1 0) 前記表面処理された無機化合物の粉末に用いられる疎水化剤が金属アル コキサイド、金属と少なくとも一つのハロゲン原子との結合を有する有機金属化合 物、または金属一金属結合を有する有機金属化合物から選ばれる少なくとも 1種の 化合物であることを特徴とする前記 8に記載の表示素子。
(1 1) 前記第一の透明電極が S n02、 I n203またはこれらの混合物を主成 分とすることを特徴とする前記 1に記載の表示素子。
(1 2) 前記第二の電極が金属薄膜であることを特徴とする前記 1に記載の表示 素子。
(1 3) 前記高分子固体電解質層を構成する高分子固体電解質が、骨格ュニット がそれぞれ一 （C一 C— O) n―、 - (C-C (CH3) — O) n—、 - (C-C- N) n―、 または一 （C一 C一 S) n—で表されるポリエチレンオキサイド、 ポリ プロピレンォキサイド、 ポリエチレンィミン、 ポリエチレンスルフィド、 またはこ れらを主鎖構造として枝分かれを有する高分子材料、またはポリメチルメタクリレ ート、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリ塩化ビエリデン、 ポリカーボネート、 ポリアク リロニトリルまたはこれらの混合物または積層物であって金属塩またはアルキル アンモニゥム塩を混合したものであることを特徴とする前記 1に記載の表示素子。 (14) 駆動素子によって制御される第一の透明電極と、着色剤及ぴ金属イオン を含有する高分子固体電解質層及び第二の電極をこの順に積層し、前記高分子固体 電解質層とは反対側の前記第一の透明電極の面に反射防止層を有する表示素子を 複数個、 面状に配列してなることを特徴とする表示装置。 ( 1 5 ) 透明支持体に反射防止層を形成する工程と、前記透明支持体の反射防止 層とは反対側の面に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明支持体 上に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程と、前記 透明画素電極と対向する共通電極を形成する工程とを有することを特徴とする表 示装置の製造方法。
( 1 6 ) 透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明 支持体上に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程 と、前記透明画素電極と対向する共通電極を形成する工程と、前記透明画素電極と 対向する共通電極を形成した後に前記透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子 を形成した面とは反対側の面に反射防止層を形成する工程とを有することを特徴 とする表示装置の製造方法。
( 1 7 ) 透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明 支持体上に前記透明画素電極及び駆動素子を形成した面とは反対側の面に反射防 止層を形成する工程と、前記透明支持体の透明画素電極及び前記駆動素子が形成さ れた面上に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程 と、前記透明画素電極と対向する共通電極を形成する工程とを有することを特徴と する表示装置の製造方法。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明に係わる表示装置の部分斜視図である。
第 2図は本発明に係わる表示装置の断面図である。
第 3 ( a ) — （f ) 図は本発明に係わる表示装置の製造方法を示す工程断面図で める。 第 4 (a) — （f) 図は本発明に係わる表示装置の製造方法を示す工程断面図で ある。
第 5 (a) _ (f ) 図は本発明に係わる表示装置の製造方法を示す工程断面図で あ 00
第 6図は本発明に係わる表示装置のブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明を詳細に説明する。
以下、第 1〜6図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 ただし、発 明の範囲はこれに限定されない。
本発明の表示装置は、駆動素子である T FT (Th i n F i l m Tr a n s i s t o r) によって制御される第一の透明電極である透明画素電極上に、金属ィ オン及び着色剤を含有する高分子固体電解質層及び第二の電極として各画素に共 通な共通電極とをこの順に積層し、駆動素子である T F Tによつて制御される第一 の透明電極である透明画素電極の高分子固体電解質層が積層された面とは反対の 面に反射防止層を設けた表示素子を複数個、面状に配列してなることを特徴とする。 第 1図は本発明の表示装置の部分斜視図である。本発明の表示装置は、透明画素 電極 12と T F T 1 3は、 1つずつを組み合わせて 1画素を構成するように形成さ れ、透明支持体 1 1上に各画素がマトリックス状に配列されている。 ここで用いら れる透明支持体としては、石英ガラス板、 白板ガラス板等の透明なガラス基板を用 いることが可能であるが、 これに限定されず、 ポリエチレンナフタレート、 ポリエ チレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、酢酸セルロース等のセルロースェ ステル系樹脂、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリテトラフルォロエチレンーコへキサフ ルォロプロピレン等のフッ素系樹脂、ポリオキシメチレン等のポリエーテル系樹脂、 ポリスチレン、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリメチノレペンテン、 ノノレボノレネ ン系開環重合物等のポリオレフイン、ポリメチルメタクリレート等のァクリル系樹 脂、 ポリイミドーアミドゃポリエーテルイミド等のポリイミ ド、 ポリアミ ド、 ポリ カーボネート、 ポリアセターノレ、 ポリアリレート、 ポリエーテノレエーテノレケトン、 ポリスルホン及びポリエーテルスルホン等の樹脂フィルムを挙げることができる。 これら樹脂フィルムを支持体として用いる場合には、容易に曲がらないような剛性 基板状にすることも可能である力 可撓性を持ったフィルム状の構造体とすること も可能であり、 さらに、 透明なガラス基板と樹脂フィルム、 あるいは複数種の樹脂 フィルムを積層した積層支持体も可撓性と強度を両立する目的において適宜選択 して用いることができる。
この透明支持体 1 1の透明画素電極 1 2と T F T 1 3を設置する反対の面、いわ ゆる観察される側には反射防止層 1 8が設置されており、この反射防止層 1 8は後 述する電気化学的な酸化、還元によつて変色する材料をより鮮明に観察するために 設けられるもので、好ましくは透明支持体 1 1に対して屈折率が小さいことが好ま しい。
このような反射防止層を形成するものとしては、透明支持体 1 1よりも屈折率が 低ければ特に制限はないが、 例えば A I F 3、 M g F 2、 A l F 3 ' M g F 2、 C a F 2等の金属フッ化物、 フッ化ビユリデン、 テフロン （R) 等のフッ素原子を含有 するホモポリマー、 コポリマー、 グラフト重合体、 ブロック重合体さらにはフッ素 原子を含有する官能基で修飾した変性ポリマー等の有機フッ化物等が、前述の透明 支持体よりも屈折率が低くなることが好ましい。
なお、支持体上にフッ素系の化合物を設ける方法としては、支持体とフッ素系の 化合物により一概に決めることはできないが、 ゾルゲル法、真空蒸着法、 スパッタ リング法、 CVD法あるいは塗工法等の公知の方法、あるいは特開平 7— 2790 2号、特開 200 1— 1 2 3 264、同 200 1— 264509等に記載された方 法等を適宜選択して用いることができる。
透明画素電極 1 2は、略矩形若しくは正方形パターンに形成された透明導電性膜 からなり、第 1図に示すように各画素間が分離され、その一部に各画素ごとの T F T 1 3が設置されている。 ここで用いられる透明画素電極 1 2の膜は I n 203と S n〇2の混合物、 いわゆる I TO膜や S n02または I n2〇3をコーティングし た膜を用いることができ、 これら I TO膜や S n02または I n203をコーティン グした膜に S nや S bをドービングしたものでもよく、さらに M g Oや Z n O等を 用いてもよい。また、 TFT 1 3は液晶ディスプレイ等で用いられている公知の半 導体製造技術で使用されている材料を適宜選択して用いることができ、さらに特開 平 1 0— 1 2 5 9 24号、 同 1 0— 1 3 548 1号、 同 1 0— 1 9000 1号、特 開 2000— 3 0 7 1 72等に記載されている有機化合物から成る有機 T FTを 用いてもよい。
各画素ごとに形成された TFT 1 3は、図示しない配線によって選択され、対応 する透明画素電極 1 2を制御する。 TFT 1 3は画素間のクロストークを防止する のに極めて有効である。 T F T 1 3は例えば透明画素電極の一角を占めるように形 成されるが、透明画素電極 1 2が TFT 1 3と積層方向で重なる構造であってもよ レ、。 TFT 1 3には、 具体的には、 ゲート線とデータ線が接続され、各ゲート線に 各 TFT 1 3のゲート電極が接続され、データ線には各 TFT 1 3のソース ' ドレ インの一方が接続され、そのソース ' ドレインの他方は透明画素電極 1 2に電気的 に接続される。なお、 TFT 1 3以外の駆動素子は液晶ディスプレイ等の平面型表 示素子に用いられているマトリックス駆動回路で、透明基板上に形成できるもので あれば他の材料でもよい。
本発明の表示装置においては、高分子固体電解質層 1 4に金属イオンが含有され、 その金属イオンは、 電気的な酸化還元により色を変化させる、 電気化学的な析出、 いわゆる電解めつきとその逆反応である溶出が可逆的に行われてることによって 可視化することができる。このような電気化学的な析出と溶出によつて発色と消色 を行うことのできる金属イオンとしては、特に限定されるものではないが、金属ィ オンとして、 ビスマス、 銅、 銀、 リチウム、 鉄、 クロム、 ニッケル、 カドミウムの 各イオンまたはそれらの組み合わせからなるイオンを挙げることができ、この中で、 可逆的な反応を容易に進めることができることからビスマス及び銀イオンが好ま しい。
高分子固体電解質層 1 4はマトリックスポリマーとの他に支持電解質を溶解し て形成され、 その電解質としては、 リチウム塩、 例えば L i C 1、 L i B r、 L i I、 L i B F 4、 L i C 1 04、 L i P F 6、 L i C F 3 S〇3等や、 カリゥム塩、 例 えば K C 1、 K I、 K B r等や、 ナトリゥム塩、 例えば N a C 1、 N a I、 N a B r、或いはテトラアルキルアンモニゥム塩、例えば、 ほうフッ化テトラェチルアン モニゥム、過塩素酸テトラェチルアンモ-ゥム、 ほうフッ化テトラプチルアンモニ ゥム、過塩素酸テトラブチルアンモニゥム、テトラブチルアンモニゥムハライド等 を挙げることができる。上述の 4級アンモニゥム塩のアルキル鎖長は同じであって も異なっていてもよく、必要に応じて 1種のみでもよいし、 2種以上組み合わせて 用いてもよい。
高分子固体電解質層 1 4にはコントラストを向上させるために着色剤が含有さ れ、金属イオンの酸化還元により発色する色に対して、十分にコントラストを得る ことのできるものであれば公知の無機顔料、有機顔料または色素を適宜選択して用 いることができる。 なお、前述のように金属イオンの発色が黒色の場合には、背景 色として白色の隠蔽 1"生の高い着色剤を用いることが好ましく、このような着色剤と して、 例えば、 二酸化チタン、 炭酸カルシウム、 シリカ、 酸化マグネシウム、 酸化 アルミニウムを用いることができる。
この着色剤を混ぜる割合としては、無機粒子による場合約 1〜2 0質量％が好ま しく、 より好ましくは約 1〜1 0質量％であり、 さらに好ましくは約 5〜1 0質 量。 /0である。これは酸化チタン等の無機の白色粒子は高分子への溶解性はなく分散 するだけであって、混合する割合が増えると無機粒子が凝集する結果、光学濃度が 不均一になってしまうためである。 また、 無機粒子にはイオン導電性がないため、 混合割合の増加は高分子固体電解質層 1 4の導電性の低下を招く。両者を考慮する と、 混合割合の上限はおよそ 2 0質量％である。
また、高分子固体電解質層 1 4には、着色剤として、表面を疎水化剤により表面 処理された二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム を添加してもよい。 これは、マトリクスポリマーにおける分散性や、後述する高分 子固体電解質層形成組成物を調製する際の分散性を考慮した場合や、高分子固体電 解質層形成後に着色剤同士が凝集することを防止するのに好ましく、ひいては長期 間使用した場合においても白色度を維持することができる。
上述の着色剤表面を疎水化させるための表面疎水化剤としては、金属アルコキサ ィド、金属と少なくとも一つのハロゲン原子との結合を有する有機金属化合物、ま たは金属一金属結合を有する有機金属化合物などを挙げることができ、これらの中 から選ばれる少なくとも 1種の化合物で表面処理するのがより好ましい。
このような金属アルコキサイド、金属と少なくとも一つのハロゲン原子との結合 を有する有機金属化合物、または金属一金属結合を有する有機金属化合物としては、 例えばケィ素、 ゲルマニウム、 チタン、 スズ、 ジルコニウム、 アルミニウム、 アン チモン、砒素、ノ リゥム、 ビスマス、 ホウ素、 カルシウム、セリゥム、 クロム、銅、 エルビウム、 ガリウム、 ハフニウム、 インジウム、 鉄、 ランタン、 マグネシウム、 マンガン、 ネオジゥム、 ニオブ、 プラセォジゥム、 サマリウム、 ストロンチウム、 タンタル、 テゾレル、 タングステン、 バナジウム、 イットリウム、 亜鉛、 ジルコユウ ムなどの各種アルコキサイド、あるいは金属ハラィド、金属一金属結合を有する有 機金属化合物を挙げることができ、 これらの中で特にケィ素、 ゲルマニウム、 チタ ン、 スズ、 ジノレコニゥム、 アルミニウムがより好ましい。
また、 アルコキサイドを形成するアルコール成分としては、一般に炭素数 1〜1 2程度の直鎮または分岐のアルコールがあげられ、金属アルコキサイド化合物とし ては全てがアルコールでも良いし、少なくとも 1つのアルコキサイドが化合物中に 有れば無置換あるいは置換アルキル、無置換あるいは置換ァリール基、ァセチルァ セトンなどのような配位子を有していても良い。 また、金属と少なくとも一つのハ ロゲン原子との結合を有する有機金属化合物を形成するハロゲンとしては塩素、臭 素、ョゥ素から選ばれる少なくとも一種のハロゲン原子であれば特に制限はなく用 いることができ、 この有機金属化合物としては、少なくとも 1つの金属一ハロゲン 結合を有する化合物であれば、金属と無置換あるいは置換アルキル結合、または金 属と無置換あるいは置換ァリール基結合、さらにはァセチルアセトンなどのような 配位子を有した有機金属化合物であっても良い。
上述の、 表面を疎水化剤により表面処理された二酸化チタン、 炭酸カルシウム、 酸化マグネシウム、酸化アルミニウムを混合する割合としては、無機粒子による場 合、 約 1〜 2 0質量％が好ましく、 より好ましくは約 1〜 1 0質量％であり、 さら に好ましくは約 5〜 1 0質量％である。
また、前記着色剤の平均粒子径は 0 . 1〜 1 . 0 μ mの範囲にあることが隠蔽性 や白色性の点で好ましい。
金属イオンを含有する高分子固体電解質層 1 4を構成する高分子固体電解質に 用いるマトリックスポリマーとしては、ポリエチレンォキサイド、ポリプロピレン ォキサイ ド、 ポリエチレンィミン、 ポリエチレンスルフィ ドが挙げられ、 これらを 主鎖構造として有している樹脂であっても分岐構造として有している樹脂があつ てもよい。 さらに、 ポリメチルメタタリレート、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリ塩化 ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアクリロュトリル等の樹脂も本発明の高分子 固体電解質に用いるマトリックスポリマーとして好適に用いることができる。 高分子固体電解質層 1 4の膜厚は 2 0〜2 0 0 / mであることが好ましく、より 好ましくは 5 0〜1 5 0 μ πιであり、 さらに好ましくは 7 0〜1 5 0 μ πιである。 薄い方が電極間の抵抗が小さくなるので発色'消色時間の低減や消費電力の低下に つながり好ましい。 しかし、 2 0 μ ΐη未満になると、機械的強度が低下して、 ピン ホールや亀裂が生じて好ましくない。また、あまり薄い場合には白色粒子の混合量 が少なくなるため、 隠蔽性や白色性 （光学濃度） が十分でなくなることになる。 さらに、前記高分子固体電解質層 1 4を形成する場合に、必要に応じて水、 ェチ ノレアルコール、 イソプロピルアルコール、 プロピレンカーボネー ト、 ジメチルカ一 ボネート、 エチレンカーボネート、 γ一プチ口ラタ トン、 ァセトニトリル、 スノレフ オラン、 ジメ トキシェタン、 エチルアルコール、 イソプロピルアルコール、 ジメチ ルフオルムアミ ド、 ジメチルスルフォキシド、 ジメチルァセトアミ ド、 η—メチル ピロリ ドン等の溶剤を添加して高分子固体電解質層形成組成物を調製してもよい。 さらに、高分子固体電解質層 1 4を形成する場合において、前記溶剤の代わりに、 ィオン伝導を効率的に行う目的や、 可燃性液体の量を低減する目的で式 Q+A—で 表されるイオン性流体を添加してもよく、 このようなイオン性流体としては、 20 〜： L 00°C、好ましくは 20〜80°C、 より好ましくは 20~60°C、 さらに好ま しくは 20〜40°C、 特に 20°Cで液体として存在する塩が好ましく、 粘度 （2 5 °C) は、 常温で融体である限り特に制限されないが、好ましくは 1〜 200 m P a · sである。 さらに、 Q+で表されるカチオン成分はォニゥムカチオンが好まし く、 さらに好ましくはアンモ-ゥムカチオン、 イミダゾリウムカチオン、 ピリジニ ゥムカチオン、 スルホニゥムカチオン及ぴホスホニゥムカチオンである。
このようなイオン性流体の具体的なものとしては、 WO 95Z18456号、特 開平 8— 245828号、 同 8— 259543号、 同 10— 92467号、 同 10 — 265673号、特開 2002— 99001、 同 2002— 1 10225、 同 2 001— 243995、欧州特許 718288号、電気化学第 65巻 1 1号 923 頁 （1997年） 、 J. E l e c t r o c h em. S o c. ， Vo l . 143, N o. 10， 3099 (1996) 、 I n o r g. C h e m. 1996, 35， 1 1 68- 1 178等に記載されていおり、これらを適宜選択して用いることができる。 さらに、本実施形態においては、蛍光や青み等で視覚的な白色度を向上する目的 でブルーィング剤または蛍光増白剤を添加してもよく、これらは公知のものを適宜 選択して用いることができる。
ブルーィング剤としては、青色に着色することができる有機の染料や顔料、ある いは無機の顔料を挙げることができ、具体的には群青、 コバルトブルー、酸化燐酸 コバルト、 キナタリドン系顔料等とそれらの混合物を挙げることができる。
前記蛍光増白剤としては、例えば、 スチルベン系、 ピラゾリン系、 ォキサゾール 系、 クマリン系、 イミダゾール系、 ジスチリル一ビフエニル系、 チアゾール系、 ト リアゾール系、 ォキサジァゾール系、 チアジアゾール系、 ナフタルイミド系、ベン ゾィミダゾール系、ベンゾォキサゾーノレ系、ベンゾチアゾーノレ系、ァセナフテン系、 ジァミノスチルベン系などが挙げられる。
前述のブルーィング剤あるいは蛍光増白剤の具体的なものとしては、例えば特開 平 6— 322697号、 同 7—181626、 同 8— 1 18824号、 同 8— 17 5033号、 同 10— 44628号、 同 11一 60923号、 同 1 1— 29585 2号、 同 11— 286174号、特開 2001— 209149、 同 2001— 23 2737、 同 2002— 284978、特表平 11— 513736号、特表 200 1-518919号等に記載されているものを適宜選択して用いることができる。 なお、ブルーィング剤あるいは蛍光増白剤を添加する場合の含有量としては 10 〜： L 00000 p pm、特に 50〜； L O O O O p p mが好ましい。ブルーィング剤 あるいは蛍光増白剤の含有量が 10 p pmより少ないと、蛍光の発光量が少なくな り反射光の青味成分が減少し、その結果フィルムが黄味を帯びて十分な白色度が得 られ難くなる傾向があるので好ましくない。また、ブルーィング剤あるいは蛍光増 白剤の含有量が l O O O O O p pmより多くなると、表示装置を紫外線照射や高温 高湿の条件下で使用した場合に、ブルーィング剤あるいは蛍光増白剤が変成した際 の変色が顕著になり、表示装置としての耐候性が劣化する場合があるので好ましく ない。
本発明においては第一の透明電極と対向する側には、第二の電極として共通電極 15が形成される。 この共通電極 15は、電気化学的に安定な金属であれば何でも よいが、好ましいのは白金、 クロム、 アルミニウム、 コバルト、 パラジウム等であ り、支持体上に公知の方法を用いて金属膜として成膜することで作製することがで きる。また、共通電極 15として十分な導電性を得ることができるのであればカー ポンゃ導電性金属粒子等導電性粒子を含有する導電性塗料を支持体上に塗布する ことにより、更に主反応に用いる金属を予め、あるいは随時十分に補うことができ れば、カーボンを共通電極として使用可能である。そのためのカーボンを電極上に 担持させる方法として、 樹脂を用いてインク化し、 基板面に印刷する方法がある。 カーボンを使用することで、 電極の低価格化を図ることができる。 '
支持体 1 6としては、前述の第一の透明電極を設けるために用いられる支持体を 適宜用いることができるが、第二の電極はかならずしも透明である必要はなく、共 通電極や高分子固体電解質層を確実に保持できる基板やフィルム等を適宜選択し て用いることができる。 また、 第 2図に示すように、第一の透明電極側と第二の電 極を対向させるために、透明支持体 1 1及び支持体 1 6を保持する封着部材 1 7が 周囲に形成される。この封着部材 1 7によって透明支持体 1 1及び支持体 1 6とこ れらの間に配設された透明画素電極 1 2と T F T 1 3、 高分子固体電解質層 1 4、 共通電極 1 5が確実に保持されることになる。なお反射防止層 1 8は第一の透明電 極が設置されている支持体 1 6の観察される再外層に設置されている。
上述の構造によれば、本発明の表示装置においては、 T F Tを用いてマトリック ス駆動が可能であり、高分子固体電解質層に含有された金属イオンを利用してコン トラスト及び黒色濃度を高くすることができ、さらには表示部を観察される側に低 屈折率の反射防止層を設置しているため視覚的にも反射率のより高い表示装置を 作製することができる。
次に、 本発明の表示装置の製造方法について第 3 ( a ) - ( f ) 図、 第 4 ( a ) - ( f ) 図および第 5 ( a ) - ( f ) 図により詳述する。
まず、 第 3 ( a ) 図に示すように、 ガラス基板等の透明支持体 1 1の片面に、 反 射防止層 1 8を形成する化合物及び透明支持体に適した公知の方法を用いて反射 防止層 18が形成される。 MgF2膜や A l F3 'MgF2膜は蒸着やスパッタリン グ法等を用いて基板全体に形成される。 次いで、 第 3 (b) 図に示すように、透明 支持体 11の反射防止層 18とは反対面上に、 I TO膜からなる透明画素電極 12 と、 T F T 13とが画素ごとに形成される。 T F T 13は公知の半導体製造技術を 用いて形成され、 I TO膜は蒸着、 スパッタリング等の方法によって形成される。 これら透明画素電極 12と、 TFT 13は画素ごとに形成され、各画素は透明支持 体 1 1上にマトリックス状に配列されている。
このように透明支持体 1 1上に透明画素電極 12と TFT 13を形成した後、第 3 (c) 図に示すように、透明支持体 1 1上の透明画素電極 12と TFT 13を形 成した面上に高分子固体電解質層 14が形成される。この高分子固体電解質層 14 の形成工程においては、 まず、高分子固体電解質層 14を形成するに当たり、上述 したマトリックスポリマーとなる合成樹脂、支持電解質、金属イオンを生成しうる 金属イオン生成剤、及び必要に応じてこれらを溶解する溶剤を混合し、 さらに着色 材として白色粒子を分散させることにより高分子固体電解質層形成組成物を調製 する。次いで、 この高分子固体電解質層形成糸且成物を透明支持体上に塗布すること により高分子固体電解質層 14が形成される。
別途、第 3 (d) 図に示すように、 ポリエチレンテレフタレートフィルム等から なる支持体 16上に、所要の膜厚のパラジウム膜からなる共通電極 15を形成した 共通電極付き支持体を作製し、 この共通電極付き支持体の共通電極 15側を、高分 子固体電解質層 14に圧着し、第 3 (e) 図に示すように貼合する。 この貼合した 後に、減圧乾燥させて高分子固体電解質層 14を支持体 16と透明支持体 11の間 に形成する。 そして、貼合した端部に第 3 (f ) 図に示すような封着部材 17が取 り付けられ、 反射防止層 18を表示する面側に設置した表示装置が完成する。 第 4 (a) - (f )図は本発明の表示装置の別の製造方法で、まず始めに第 4 (a) 図に示すように、ガラス基板等の透明支持体 1 1上に、 I TO膜からなる透明画素 電極 1 2と、 TFT 1 3とが画素ごとに形成される。 TFT 1 3は公知の半導体製 造技術を用いて形成され、 I TO膜は蒸着、スパッタリング等の方法によって形成 される。 これら透明画素電極 1 2と、 TFT 1 3は画素ごとに形成され、各画素は 透明支持体 1 1上にマトリックス状に配列されている。
次いで、第 4 (b) 図に示すように、形成した透明支持体 1 1の透明画素電極 1 2と T F T 1 3を形成した面とは反対の面に、透明画素電極 1 2と T F T 1 3を劣 化させない条件で反射防止層 1 8を、 公知の方法を用いて形成され、 Mg F2膜や A 1 F3 ' Mg F2膜は蒸着やスパッタリング法等を用いて基板全体に形成される。 このように透明支持体 1 1上に反射防止層 1 8を形成した後、第 4 (c) 図に示 すように、 透明支持体 1 1上の透明画素電極 1 2と TFT 1 3を形成した面上に、 高分子固体電解質層 14が形成される。この高分子固体電解質層 14の形成工程に おいては、 まず、 上述のマトリックスポリマーとなる合成樹脂、支持電解質、金属 イオンを生成しうる金属イオン生成剤、及び必要に応じてこれらを溶解する溶剤を 混合し、さらに着色材として白色粒子を分散させることにより高分子固体電解質層 形成組成物を調製する。次いで、 この高分子固体電解質層形成組成物を透明支持体 上に塗布することにより高分子固体電解質層 14が形成される。
別途、 第 4 (d) 図に示すように、 ポリエチレンテレフタレートフィルム等から なる支持体 1 6上に、所要の膜厚のパラジウム膜からなる共通電極 1 5を形成した 共通電極付き支持体を作製し、 この共通電極付き支持体の共通電極 1 5側を、高分 子固体電解質層 14に圧着し、 第 4 (e) 図に示すように貼合する。 この貼合した 後に、減圧乾燥させて高分子固体電解質層 14を支持体 1 6と透明支持体 1 1の間 に形成する。 そして、 貼合した端部を第 4 (f ) 図に示すような封着部材 17が取 り付けられ、 反射防止層 18を表示する面側に設置した表示装置が完成する。 さらに第 5 (a) - (f ) 図は実施形態の表示装置の第 3 (a) - (f ) 図及び 第 4 (a) - (f ) 図で示した製造方法とは異なる製造方法で、 まず、 第 5 (a) 図に示すように、ガラス基板等の透明支持体 1 1上に、 I TO膜からなる透明画素 電極 12と、 TFT (薄膜トランジスタ） 13とが画素毎に形成される。 TFT 1 3は公知の半導体製造技術を用いて形成され、 I TO膜は蒸着、スパッタリング等 の方法によって形成される。 これら透明画素電極 12と、 TFT 13は画素ごとに 形成され、 各画素は透明支持体 1 1上にマトリックス状に配列されている。
このように透明支持体 11上に透明画素電極 12と T F T 13を形成した後、第 5 (b) 図に示すように、透明支持体 1 1上の透明画素電極 12と T F T 13を形 成した面側に高分子固体電解質層 14が形成される。この高分子固体電解質層 14 の形成工程においては、 まず、高分子固体電解質層 14を形成するに当たり、上述 のマトリックスポリマーとなる合成樹脂、支持電解質、金属イオンを生成しうる金 属イオン生成剤、及び必要に応じてこれらを溶解する溶剤を混合し、 さらに着色材 として白色粒子を分散させることにより高分子固体電解質層形成組成物を調製す る。次いで、 この高分子固体電解質層形成組成物を透明支持体上に塗布することに より高分子固体電解質層 14が形成される。
別途、第 5 (c) 図に示すように、 ポリエチレンテレフタレートフィルム等から なる支持体 16上に、所要の膜厚のパラジウム膜からなる共通電極 15を形成した 共通電極付き支持体を作製し、 この共通電極付き支持体の共通電極 15側を、高分 子固体電解質層 14に圧着し、第 5 (d) 図に示すように貼合する。 この貼合した 後に、減圧乾燥させて高分子固体電解質層 14を支持体 16と透明支持体 1 1の間 に形成する。 そして、貼合した端部に第 5 (e) 図に示すような封着部材 17が取 り付けられ、最後に、 第 5 (f) 図に示すように、 封着部材 17で封止した透明支 持体 1 1の画像表示する面側に、透明画素電極 12、 TFT13、高分子固体電解 質層 14を劣化させない条件で反射防止層 18を、 公知の方法を用いて形成され、 Mg F2膜や A 1 F3 'Mg F2膜は蒸着ゃスパッタリング法等を用いて基板全体に 形成され、 反射防止層 18を表示する面側に設置した表示装置が完成する。
第 6図は表示装置のブロック図である。各画素に対応する透明画素電極 12とこ れに対応する T FT 13とがマトリックス状に配されており、容量の対向電極側が 共通電極となる。 T F T 13のゲート電極にはゲート線（走査線配線） 140が接 続され、 TFT 1 3のソース、 ドレインの他方はデータ線（信号線配線） 1 50に 接続されている。 TFT 13のソース、 ドレインの他方は透明画素電極 12に接続 される。ゲート線 140はグート線駆動回路 120に接続され、データ線 150は データ線駆動回路 100、 1 10に接続されている。ゲート線駆動回路 120とデ ータ,線駆動回路 1 10、 1 10とは信号制御部 130に接続されている。
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定され るものではない。
実施例 1
(表示装置の作製及び高分子固体電解質の調製と塗布）
厚さ 1. 5111111で10 (：111 10 ：111のガラス基板上に、 1^§ 2からなる蒸着 源から M g F 2を蒸着し、 膜厚 1600 Aの M g F 2の蒸着膜を形成し反射防止層 を形成した。次いで、ガラス基板の反射防止層とは反対側の面に 15 Ομπιピッチ で平面的に配列された I TO膜と T F Tを公知の方法により作製した。次いで、分 子量約 35万のポリフッ化ビニリデン 1質量部を水とイソプロピルアルコールの 1 ： 1混合溶媒 10質量部、 臭化リチウム 1. 7質量部、塩化ビスマス 1. 7質量 部を混合し、 120 °Cに加熱して均一溶液を調製した。 これに平均粒径 0. 5 μ m の二酸化チタン 0. 2質量部を添加し、 ホモジナイザーでこれを均一に分散した。 これを上記ガラス基板の上にドクタープレードにより厚さ 60 μπιで塗布した後、 次に説明する第 2の電極である共通電極を直ちに貼り合わせ、これを 1 10°C、 0. 05 MP aで 1時間減圧乾燥し、高分子固体電解質を二つの電極間に形成した。次 いで貼り合わせの端面を接着剤によつて封止することにより表示装置を作製した。
(第 2の電極 （対極、 共通電極） )
厚さ 0. 5111111で10 c mX 10 c mの大きさのポリエチレンテレフタレートフ イルム上にスパッタリングによって厚さ 3000 Aのパラジウム膜を形成した。こ れを上記高分子固体電解質の塗布後直ちに圧着した。
(駆動と表示特性の評価）
公知のアクティブマトリックス駆動回路により、発色時には 1画素あたり 5 /i C の電気量で表示極を酸化し、消色時には同一電気量で還元することにより、黒色表 示と無色 （白色） 表示とを切り替えた。 無色 （白色） 時の反射率は 68%で、 発色 (黒色） 時の表示部の光学濃度 （OD) は約 0. 8 (反射率 8%) であった。 従つ て反射率のコントラストとしては 1 ： 8. 5が得られた。 発色状態に置いた後、 回 路を開放して放置したところ、 1週間後の表示部の光学濃度に特に変化はなく、メ モリー性を有していた。
(官能識別度合評価）
上記実施例 1で作製した表示素子と下記に示す比較例 1で作製した表示装置を、 50人に評価してもらったところ、 90%の人が反射防止層を設置した表示装置の 方が見やすいという結果を得た。
実施例 2
実施例 1で用いた塩化ビスマスの代わりに、過塩素酸銀を用いた以外は実施例 1 と同様の条件で表示装置を作製した。
以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色）時の反射率は 70 % で、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 （OD) は約 1. 0 (反射率 7%) であつ た。 従って反射率のコントラストとしては 1 ： 10が得られた。発色状態に置いた 後、回路を開放して放置したところ、 1週間後の表示部の光学濃度に特に変化はな く、 メモリー性を有していた。 また、官能識別度合評価として実施例 2で作製した 表示装置と下記に示す比較例 2で作製した表示装置を、 50人に評価してもらった ところ、 94%の人が反射防止層を設置した表示装置の方が見やすいという結果を 得た。
実施例 3
(表示装置の作製及び高分子固体電解質の調製と塗布）
厚さ 1. 5111111で10 (：111 10。111のガラス基板上に、 150 μπιピッチで平 面的に配列された I TO膜と T FTを公知の方法により作製した。次いで、ガラス 基板の I TO膜と TFTを設置した面とは反対側の面に、金属ターゲットとして金 属アルミニウムに金属マグネシゥムを原子組成率 30 %の割合で混合した合金を 用い、 スパッタガス A rガス、 反応ガスとして 5%希釈 F2ガスを用いてスパッタ リングを行い、 厚み 300 nmの A 1 F3 · Mg F 2反射防止膜を作製した。
次いで、分子量約 35万のポリフッ化ビニリデン 1質量部を水とイソプロピルァ ルコールの 1： 1混合溶媒 10質量部、臭化リチウム 1. 7質量部、過塩素酸銀 1. 7質量部を混合し、 1 20°Cに加熱して均一溶液を調製した。 これに平均粒径 0. 5 μπιの二酸化チタン 0. 2質量部を添加し、ホモジナイザーでこれを均一に分散 した。これを上記ガラス基板の上にドクターブレードにより厚さ 60 μ mで塗布し た後、実施例 1で説明した第 2の電極である共通電極を直ちに貼り合わせ、 これを 1 10°C、 0. 05 MP aで 1時間減圧乾燥し、高分子固体電 質を二つの電極間 に形成した。次いで貼り合わせの端面を接着剤によつて封止することにより表示装 置を作製した。
以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色）時の反射率は 70 % で、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 （OD) は約 1. 0 (反射率 6%) であつ た。 従って反射率のコントラストとしては 1 : 11. 7が得られた。発色状態に置 いた後、回路を開放して放置したところ、 1週間後の表示部の光学濃度に特に変化 はなく、 メモリー性を有していた。 また、官能識別度合評価として実施例 3で作製 した表示装置と下記に示す比較例 2で作製した表示装置を、 50人に評価してもら つたところ、 94%の人が反射防止層を設置した表示装置の方が見やすいという結 果を得た。
実施例 4
(表示装置の作製及び高分子固体電解質の調製と塗布）
厚さ 1. 5111111で10。111 10。111のガラス基板上に、 150 μ.πιピッチで平 面的に配列された I TO膜と T F Tを公知の方法により作製した。次いで、分子量 約 35万のポリフッ化ビニリデン 1質量部を水とイソプロピルアルコールの 1： 1 混合溶媒 10質量部、 臭化リチウム 1. 7質量部、 過塩素酸銀 1. 7質量部を混合 し、 120°Cに過熱して均一溶液を調製した。 これに平均粒径 0. の二酸化 チタン 0. 2質量部を添加し、 ホモジナイザーでこれを均一に分散した。 これを上 記ガラス基板の上にドクターブレードにより厚さ 60 μ mで塗布した後、実施例 1 で説明した第 2の電極である共通電極を直ちに貼り合わせ、 これを 110°C、 0. 05MP aで 1時間減圧乾燥し、高分子固体電解質を二つの電極間に形成した後に、 貼り合わせの端面を接着剤によって封止した。 次いで、厚さ 1. 5111111で1 O cm X 10 cmのガラス基板の表示面側に、 Mg F2からなる蒸着源から Mg F2を蒸 着し、 膜厚 160 OAの Mg F2の蒸着膜を形成し反射防止層を形成することによ り表示装置を作製した。
以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色）時の反射率は 70 % で、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 （OD) は約 1. 0 (反射率 7%) であつ た。 従って反射率のコントラストとしては 1 ： 10が得られた。発色状態に置いた 後、回路を開放して放置したところ、 1週間後の表示部の光学濃度に特に変化はな く、 メモリー性を有していた。 また、官能識別度合評価として実施例 4で作製した 表示装置と下記に示す比較例 2で作製した表示装置を、 50人に評価してもらった ところ、 94%の人が反射防止層を設置した表示装置の方が見やすいという結果を 得た。
実施例 5
(表示極の作成及び高分子固体電解質の調整と塗布）
10cmX10cms 厚さ 1. 5瞧のガラス基板上に、 Mg F2からなる蒸着源から Mg F2を蒸 着し、 膜厚 1600Aの MgF2の蒸着膜を形成 L, 反射防止層を形成した。 次いで、 ガ ラス基板の反射防止層とは反対側の面に 150μιη ピッチで平面的に配列された IT0 膜と TFTを公知の方法により作成した。 次いで、 分子量約 35万のポリフッ化ビ- リデン 1質量部を水とイソプロピルアルコールの 1： 1混合溶媒 10質量部、臭化リ チウム 1. 7質量部、 塩化ビスマス 1. 7質量部を混合し、 120°Cに過熱して均一溶 液を調製した。 これに表面をジメチルジクロルシランで表面処理した平均粒径 0. 5μηιの二酸化チタン 0. 2質量部を添加し、 ホモジナイザーで、 これを均一に分散 せしめた。 これを上記ガラス基板の上にドクタープレードにより厚さ 60μηιで塗布 したのち、実施例 1で説明した第 2の電極である共通電極を直ちに貼り合わせ、 こ れを 110°C、 0. IMPaで 1時間減圧乾燥し、 高分子固体電解質を二つの電極間に形 成した。 次いで貼り合わせの端面を接着剤によって封止し表示装置を作成した。 以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色） 時の反射率は 70% であり、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 （0D) は約 0. 8 (反射率 8%) であつ た。 したがって反射率のコントラストとしては 1 : 8. 5が得られた。 発色状態に置 いた後、 回路を開放して放置したところ、 1週間後の発色部の光学濃度に特に変化 はなく、 メモリ一十生を有していた。 また、官能識別度合評価として実施例 5で作成 した表示装置と下記に示す比較例 3の表示装置を、 50人が評価し、 90%の人が反 射防止層を設置した表示装置の方が見やすいという結果を得た。さらに、無色部（白 色部） の反射率は 1. 5ヶ月後において 70%で特に変化はなかった。
実施例 6
(表示装置の作製及び高分子固体電解質の調製と塗布）
厚さ 1. 5mmで lOcmXIOcmのガラス基板上に、 150μιηピッチで平面的に配列され た IT0膜と TFTを公知の方法により作製した。 次いで、 ガラス基板の IT0膜と TFT を設置した面とは反対側の面に、金属ターゲットとして金属アルミニウムに金属マ グネシゥムを原子組成率 30%の割合で混合した合金を用い、スパッタガス Arガス、 反応ガスとして 5%希釈 F2 ガスを用いてスパッタリングを行い、 厚み 300nmの AIF3 · Mg F2反射防止膜を作製した。
次いで、 分子量約 35万のポリフッ化ビニリデン 1質量部を水とイソプロピルァ ノレコールの 1： 1混合溶媒 10質量部、 臭化リチウム 1. 7質量部、 テトラフルォロ ほう酸銀 1. 7質量部を混合し、 120°Cに加熱して均一溶液を調製した。 これに！/— グリシドキシプロピルトリメトキシシランで表面処理した平均粒径 0. 5μιηの二酸 化チタン 0. 2質量部を添加し、 ホモジナイザーでこれを均一に分散した。 これを 上記ガラス基板の上にドクタープレードにより厚さ 60μπιで塗布した後、 実施例 1 で説明した第 2の電極である共通電極を直ちに貼り合わせ、これを 110°C、0. 05MPa で 1時間減圧乾燥し、高分子固体電解質を二つの電極間に形成した。次いで貼り合 わせの端面を接着剤によって封止することにより表示装置を作製した。
以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色）時の反射率は 72% であり、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 （0D) は約 1. 0 (反射率 7%) であつ た。 したがって反射率のコントラストとしては 1： 10が得られた。発色状態に置い た後、 回路を開放して放置したところ、 1週間後の発色部の光学濃度に特に変化は なく、 メモリー性を有していた。 また、 官能識別度合評価として実施例 6で作成し た表示装置と下記に示す比較例 4の表示装置を、 50人が評価し、 94%の人が反射 防止層を設置した表示装置の方が見やすいという結果を得た。 さらに無色部（白色 部） の反射率は 1. 5ヶ月後においても 72%で特に変化はなかった。
実施例 7
実施例 6 で用いた y _ダリシドキシプロピルトリメ トキシシランで表面処理し た平均粒径 0. 5μπιの二酸化チタンの代わりに、 メチルトリメトキシシランで表面 処理した平均粒径 0. 5μπιの二酸化チタンを用いた以外は実施例 1と同様の条件で 表示装置を作成した。以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白色） 時の反射率は 72%であり、発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度（0D) は約 1. 0 (反 射率 7%)であった。 したがって反射率のコントラストとしては 1 : 7が得られた。 発色状態に置いた後、 回路を開放して放置したところ、 1週間後の発色部の光学濃 度に特に変化はなく、 メモリー性を有していた。 また、官能識別度合評価として実 施例 6で作成した表示装置と下記に示す比較例 4の表示装置を、 50人に評価して もらったところ、 94%の人が反射防止層を設置した表示装置の方が見やすいという 結果を得た。 さらに無色部 （白色部） の反射率は 1. 5ヶ月後においても 72%で特 に変化はなかった。
比較例 1
実施例 1でガラス基板上に設置した反射防止層を設けなかったこと以外は実施 例 1と同様の条件で表示装置を作製した。以後、実施例 1と同様に駆動し評価した ところ、 無色 （白色） 時の反射率は 7 0 %で、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 (O D) は約 0 . 8 (反射率 1 3 %) であった。 従って反射率のコントラストとし ては 1 ： 5が得られた。 発色状態に置いた後、 回路を開放して放置したところ、 1 週間後の表示部の光学濃度に特に変化はなく、 メモリ一性を有していた。
比較例 2
実施例 4でガラス基板上に設置した反射防止層を設けなかったこと以外は実施 例 1と同様の条件で表示装置を作製した。以後、実施例 1と同様に駆動し評価した ところ、 無色 （白色） 時の反射率は 7 2 %で、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度 (O D) は約 1 . 0 (反射率 1 0 %) であった。 従って反射率のコントラストとし ては 1 ： 7が得られた。 発色状態に置いた後、 回路を開放して放置したところ、 1 週間後の表示部の光学濃度に特に変化はなく、 メモリ一性を有していた。
比較例 3
実施例 5でガラス基板上に設置した反射防止層を設けず、且つ表面をジメチルジ ク口ルシランで表面処理した平均粒径 0. 5μπιの二酸化チタンの替わりに、 表面処 理していない平均粒径 0. 5μπιの二酸ィヒチタンを用いた以外は実施例 5と同様の条 件で表示装置を作成した。以後、実施例 1と同様に駆動し評価したところ、無色（白 色） 時の反射率は 70%であり、 発色 （黒色） 時の表示部の光学濃度
(0D) は約 0. 8 (反射率 13%) であった。 したがって反射率のコントラスト としては 1 : 5が得られた。発色状態に置いた後、回路を開放して放置したところ、 1 週間後の表示部の光学濃度に特に変化はなく、 メモリー性を有していた。 また、 無色部 （白色部） の反射率は 1. 5ヶ月後においては 66%で若干劣化していた。 比較例 4
実施例 6でガラス基板上に設置した反射防止層を設けず、且つ表面を γ _グリシ ドキシプロピルトリメトキシシランで表面処理した平均粒径 0. 5μηιの二酸化チタ ンの替わりに、 表面処理していない平均粒径 0. 5μηιの二酸化チタンを用いた以外 は実施例 6と同様の条件で表示装置を作成した。以後、実施例 1と同様に駆動し評 価したところ、 無色 （白色） 時の反射率は 72%であり、 発色 （黒色） 時の表示部 の光学濃度 （0D) は約 1. 0 (反射率 10%) であった。 したがって反射率のコント ラストとしては 1： 7が得られた。 発色状態に置いた後、 回路を開放して放置した ところ、 1週間後の表示部の光学濃度に特に変化はなく、メモリー性を有していた。 また、 無色部 （白色部） の反射率は 1. 5ヶ月後においては 67%で若干劣化してい た。 産業上の利用可能性
本発明により、視覚特性として十分に下地の白色度を高くした、電気化学的な酸 化、還元によって変色する材料を表示材料とする表示素子、表示装置及び表示装置 の製造方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 駆動素子によって制御される第一の透明電極と、着色剤及ぴ金属イオンを含 有する高分子固体電解質層及び第二の電極をこの順に積層してなる表示素子にお いて、前記高分子固体電解質層が積層された面とは反対側の前記第一の透明電極の 面に反射防止層を設けることを特徴とする表示素子。
2 . 前記第一の透明電極が透明基材上に設けられていることを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の表示素子。
3 · 前記透明基材に対して反射防止層の屈折率が小さいことを特徴とする請求の 範囲第 2項に記載の表示素子。
4 . 前記反射防止層がフッ素系化合物を主成分とすることを特徴とする請求の範 囲第 3項に記載の表示素子。
5 . 前記金属イオンがビスマス、 銅、 銀、 リチウム、 鉄、 クロム、 ニッケル、 力 ドミゥムの各イオンまたはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求の 範囲第 4項に記載項の表示素子。
6 . 前記着色剤が無機顔料、有機顔料または色素であることを特徴とする請求の 範囲第 5項に記載の表示素子。
7 . 前記無機顔料が二酸化チタン、 炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸ィ匕ァ ルミニゥムの各粉末からなることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の表示素子。
8 . 駆動素子により制御される第一の透明電極と、着色剤及び金属イオンを含有 した高分子固体電解質層および第二の電極をこの順に積層してなる請求の範囲第
1項の表示素子において、着色剤が表面を疎水化剤により表面処理された二酸化チ タン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムから選ばれる少なく とも 1種の無機ィヒ合物の粉末からなることを特徴とする表示素子。
9 . 前記着色剤の平均粒子径が 0 . 1〜1 . 0 /i mの範囲にあることを特徴とす る請求の範囲第 8項に記載の表示素子。
1 0 . 前記表面処理された無機化合物の粉末に用いられる疎水化剤が金属アルコ キサイド、金属と少なくとも一つのハロゲン原子との結合を有する有機金属化合物、 または金属一金属結合を有する有機金属化合物から選ばれる少なくとも 1種の化 合物であることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の表示素子。
1 1 . 前記第一の透明電極が S n〇2、 I n 20 3またはこれらの混合物を主成分 とすることを特徴とする請求の範囲第 1項に表示素子。
1 2 . 前記第二の電極が金属薄膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記 載の表示素子。
1 3 . 前記高分子固体電解質層を構成する高分子固体電解質が、骨格ュニットが それぞれ一 ( C一 C一 O) n—、 一 ( C - C ( C H 3) 一 O) n—、 一 ( C - C - N) n—、 または一 （C一 C一 S ) n—で表されるポリエチレンオキサイド、 ポリプロ ピレンォキサイド、 ポリエチレンィミン、 ポリエチレンスルフィド、 またはこれら を主鎖構造として枝分かれを有する高分子材料、またはポリメチルメタクリレート、 ポリフッ化ビ-リデン、 ポリ塩化ビニリデン、 ポリカーボネート、 ポリアタリロニ トリルまたはこれらの混合物または積層物であって金属塩またはアルキルアンモ -ゥム塩を混合したものであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の表示 素子。
1 4 . 駆動素子によって制御される第一の透明電極と、着色剤及び金属イオンを 含有する高分子固体電解質層及び第二の電極をこの順に積層し、前記高分子固体電 解質層とは反対側の前記第一の透明電極の面に反射防止層を有する表示素子を複 数個、 面状に配列してなることを特徴とする表示装置。
1 5 . 透明支持体に反射防止層を形成する工程と、前記透明支持体の反射防止層 とは反対側の面に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明支持体上 に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程と、前記透 明画素電極と対向する共通電極を形成する工程とを有することを特徴とする表示 装置の製造方法。
1 6 . 透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明支 持体上に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程と、 前記透明画素電極と対向する共通電極を形成する工程と、前記透明画素電極と対向 する共通電極を形成した後に前記透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子を形 成した面とは反対側の面に反射防止層を形成する工程とを有することを特徴とす る表示装置の製造方法。
1 7 . 透明支持体上に透明画素電極及び駆動素子を形成する工程と、前記透明支 持体上に前記透明画素電極及び駆動素子を形成した面とは反対側の面に反射防止 層を形成する工程と、前記透明支持体の透明画素電極及ぴ前記駆動素子が形成され た面上に着色剤及び金属イオンを含有する高分子固体電解質層を形成する工程と、 前記透明画素電極と対向する共通電極を形成する工程とを有することを特徴とす る表示装置の製造方法。
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