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Patent Searching and Data


Title:
ELECTROCHROMIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/038033
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an electrochromic display device which is excellent in productivity. Also disclosed is a method for manufacturing such an electrochromic display device. Specifically disclosed is an electrochromic display device comprising a first substrate (10) having a partition wall (2) and a recessed portion (3) surrounded by the partition wall (2), a first conductive layer (11) formed on the bottom surface of the recessed portion (3), a second conductive layer (13) formed on the partition wall (2) for electrically connecting the first conductive layers (11) in adjacent recessed portions (3) in a certain direction, a third conductive layer (21) so arranged as to face the first conductive layers (11), a first color-developing layer (30) and an electrolyte layer (31) formed between the first conductive layer (11) and the third conductive layer (21), and an insulating layer (14) formed on the second conductive layer (13) on the partition wall (2).

Inventors:
KONDOU YOSHIROU (JP)
TANABE HIROFUMI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/066627
Publication Date:
March 26, 2009
Filing Date:
September 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KURARAY CO (JP)
KONDOU YOSHIROU (JP)
TANABE HIROFUMI (JP)
International Classes:
G02F1/153; G02F1/15; G02F1/155; G09F9/30
Foreign References:
JP2005538424A2005-12-15
JPH03132724A1991-06-06
JPS63225688A1988-09-20
JP2002287173A2002-10-03
JP2006208862A2006-08-10
JP2006058617A2006-03-02
JP2004527902A2004-09-09
Other References:
See also references of EP 2196847A4
Attorney, Agent or Firm:
IEIRI, Takeshi (Asahi Bldg. 10th Floor3-33-8, Tsuruya-cho,Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 35, JP)
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Claims:
 隔壁と前記隔壁に取り囲まれる凹部を有する基板と、
 前記凹部の底面に形成された第1電極と、
 隣接する前記凹部内の前記第1電極同士を所定の方向に電気的に接続するために前記隔壁上に形成された電気的配線と、
 前記第1電極と対向配置された第2電極と、
 前記第1電極と前記第2電極との間に形成された第1発色層及び電解質層と、
 前記隔壁上において前記電気的配線上に形成された絶縁層とを有するエレクトロクロミック表示素子。
 前記第1電極と前記第2電極との間において、前記電解質層を介して前記第1発色層と対向配置された第2発色層をさらに有する請求項1に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記第1発色層及び/または前記第2発色層は、π電子系共役モノマー由来のπ電子系共役高分子膜を含み、
 前記π電子系共役モノマーが
 アニリン;
 主鎖にホウ素を導入できる構造を有するπ電子系共役モノマー;
 ピランに代表される芳香環の一部の炭素が酸素に置換されたπ電子系共役モノマー;
 2,3-ジアルキルフェニル、2,5-ジアルキルフェニル、2,3,5,6-テトラアルキルフェニル、2,3-アルコキシフェニル、2,5-アルコキシフェニル、2,3,5,6-テトラアルコキシフェニル、2-(N,N,-ジアルキルアミノ)フェニル、2,5-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェニル、2,3-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェニル、p-フェニレンオキシド、p-フェニレンスルフィド、p-フェニレンアミノ、p-フェニレンビニレン、及びフルオレンからなる群から選ばれるベンゼン誘導体;
 ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ナフチレンビニレン、ペリナフタレン、アミノピレン、及びフェナントレンからなる群から選ばれるアセン誘導体;
 N-アルキルカルバゾールからなるカルバゾール誘導体;
 ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、ピラジン、キノリン、及びプリンからなる群から選ばれるピリジン誘導体;
 3-アルキルフランからなるフラン誘導体;
 N-アルキルピロール、エチレン-3,4-ジオキシピロール、及びプロピレン-3,4-ジオキシピロールからなる群から選ばれるピロール誘導体;
 チオフェンビニレン、アルキルチオフェン、エチレン-3,4-ジオキシチオフェン、プロピレン-3,4-ジオキシチオフェン、チエノチオフェン、チエノフラン、チエノピラジン、及びイソチアナフテンからなる群から選ばれるチオフェン誘導体;及び
 アセチレン、オキサジアゾール、チアジル、セレノフェン、テルロフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、イソキサゾール、イソチアゾール、ベンゾトリアゾール、ピラン、ベンゾチアジアゾール、及びベンゾオキサジアゾールからなる群から選ばれるπ電子系共役化合物、
 からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記第1電極が全光線透過率70%以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記絶縁層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーからなる群から選ばれる少なくとも1つを含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記絶縁層が黒色である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記基板が、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、スチレン-アクリレート共重合体、シクロオレフィンポリマー、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及びこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つの可撓性材料である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記電解質層が、イオン液体を含む請求項1乃至7のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記第1基板裏面に、反射防止構造を有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 前記凹部の底面の各面積が10 2 ~5×10 5 μm 2 であり、且つ前記底面の距離は、各前記底面のエッジからエッジまで15~450μmであり、且つ前記隔壁高さが3~100μmであり、且つ前記底面の前記隔壁に対する割合は、0.05~100である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック表示素子。
 隔壁と前記隔壁に取り囲まれる凹部を有する基板を形成する工程と、
 前記凹部の底面に第1電極を形成する工程と、
 第2電極を前記第1電極と対向配置する工程と、
 前記第1電極と前記第2電極との間に発色層及び電解質層を形成する工程とを有し、
 隣接する前記凹部内の前記第1電極は所定の方向に電気的に接続されたエレクトロクロミック表示素子の製造方法。
 前記発色層及び前記電解質層を形成する工程前に、
 前記第1電極と前記第2電極との間に、π電子系共役モノマーと電解質を含むモノマー含有電解質層を形成する工程を有し、
 前記第1電極と前記第2電極に電圧を印加し、前記π電子系共役モノマーを電気化学重合させ、前記第1電極及び/又は前記第2電極に選択的にπ電子系共役高分子膜を含む前記発色層を形成する請求項11に記載のエレクトロクロミック表示素子の製造方法。
Description:
エレクトロクロミック表示素子 びその製造方法

 本発明は、エレクトロクロミック表示素 及びその製造方法に関する。

 近年、明るく色純度に優れ、かつ低消費 力でフルカラー表示が容易な材料への要望 高まってきている。例えば、従来において 、CRT、LCD、PDP、ELD等の発光型素子は明るく 見やすいという特徴を有しており、多くの 術の提案がなされてきた。しかしながら、 記各種発光型素子は、発光を直視しなけれ ならないため、長時間観察すると視覚的な 労を引き起こすという問題があった。さら 、携帯電話等のモバイル機器は、屋外で使 される場合が多く、太陽光下では、発光が 殺されて視認性が悪化するという問題もあ た。また、LCDは、発光型素子の中でも特に 要が拡大している技術であり、大型、小型 、様々なディスプレイ用途に用いられてい 。しかしながら、LCDは視野角が狭いという 題を有しており、見やすさの観点からは他 発光型素子に比較すると改善すべき課題を している。

 一方、オフィスにおけるコンピュータの 及により、文書の保存や伝達用に使用され 紙の役割は減少してきているが、デジタル 報を閲覧する際、紙に印刷して読む傾向は 然として根強い。したがって、一時的に使 するだけで破棄される紙の量は、逆に近年 加する傾向にある。また、書籍・雑誌・新 などに日々消費される紙の量は、資源・環 の面から脅威であり、これらは媒体が変わ ない限り減少する見込みはない。しかしな ら、人間の情報認識方法や思考方法を考慮 るとCRT(cathoderay tube:ブラウン管)や透過型液 晶に代表されるような"ディスプレイ"に対す "紙"の優位性も無視することはできない。

 そこで近年では紙に代わる電子媒体とし 、紙の長所とデジタル情報をそのまま扱え ディスプレイの長所を融合した電子ペーパ の実現が期待されている。電子ペーパーに 待される必要な特性としては、反射型の表 素子であること、高白反射率・高コントラ ト比を有すること、高精細な表示が出来る と、表示にメモリ効果があること、低電圧 駆動できること、薄くて軽いこと、安価で ることなどが挙げられる。

 電子ペーパーの表示方式としては、反射 液晶方式、電気泳動方式、2色ボール方式、 エレクトロクロミック方式などがある。反射 型液晶方式には、二色性色素を用いたG-H型液 晶方式や、コレステリック液晶方式等がある 。これらの方式は、発光型液晶方式と比較し て、バックライトを使用しないために低消費 電力であるという利点を有している。しかし 、これらの方式は、視野角依存性があり、ま た光反射効率も低いため、必然的に画面が暗 くなってしまうという問題を有している。電 気泳動方式は、白色顔料や黒色トナーなどが 、電界の作用によって電極上に移動する電気 泳動という現象を利用したものである。2色 ール表示方式は、半分が白色、半分が黒色 どの2色に塗り分けられた球体からなり、電 の作用による回転を利用したものである。 ちらの方式も低消費電力で、視野角依存性 ないという利点を有している。しかし、こ らの方式では、粒状体が入り込めるだけの 間が必要であり、最密に充填できないこと ら高コントラストを得ることは難しい。ま 、フルカラー化を行う場合には、カラーフ ルターを利用する並置混合法を適用するた 、反射率が低下し、必然的に画面が暗くな という問題を有している。

 エレクトロクロミック方式は、電界印加 よって可逆的な酸化還元反応が起こり、そ に伴った発色/消色が起こることを利用した ものである。また、従来においては、自動車 の調光ミラーや、時計等にエレクトロクロミ ック(以下、ECと略称する。)素子が用いられ いる。このEC素子による表示は、偏光板等が 不要であり、視野角依存性が無く、受光型で 視認性に優れ、構造が簡易でかつ大型化も容 易で、更には、材料の選択によって多様な色 調の発光が可能であるという利点を有してい る。

 EC素子でフルカラー表示を行うためには 減法混色に用いられるシアン(C)、マゼンタ(M )、イエロー(Y)の発色が可能な色素を適用す 。そして、C、M、Y発色層を積層し、積層混 法により、フルカラー発色が可能な表示装 が得られる。または、C、M、Y発色層を夫々 り分け、並置混合法により、フルカラー発 が可能な表示装置が得られる。例えば、黒 は、C、M、Yを混色することにより表示でき 。そして、白色は、各色素を消色状態とし 透明にし、背景色を白色にすることにより 示できる。このようにEC素子は電気的に発色 /消色を繰り返す反射型の表示素子であるた 、その他の表示方式に対して、目に与える 担の点やコントラストの点などで有利と言 る。

 また、近年、発色層の材料としてπ電子 共役高分子と呼ばれる材料の研究が進んで る。本材料の中にはエレクトロクロミック 性を示すものが知られており、本材料を製 し、発色層として機能させたEC素子が知られ ている。本材料を使用したEC素子でフルカラ 表示を行うためには、上記のように、C、M Y発色層を積層した構成とし、積層混合法に り、フルカラー表示をする必要がある。ま は、C、M、Y発色層を夫々塗り分け、並置混 法により、フルカラー表示をする必要があ 。

 しかしながら、積層混合法によれば、EC 子全体としての構成が複雑になってしまう また、積層体となるため、電極部、基板部 どEC層以外の部分で吸収、散乱などによりの 光のロスが大きくならざるを得ず、反射型の 表示素子として光利用効率を高めるには限界 があった。一方、並置混合法によれば、隔壁 を設けC、M、Y発色層を夫々塗り分ける必要が あるが、意図せぬ光のロスが生じることがな い。このため、光利用効率を高めたフルカラ ー表示が可能な反射型の表示素子を提供する ことができる。

 従来、並置混合法を適用する場合、公知技 として例えば以下に示す製造方法が用いら ている。まず、予め導電層が形成された基 を用意し、導電層をエッチングし、所望の 状にパターニングする。そして、その上に ォトリソグラフィーなどの手法により、隔 を設け、その後C、M、Y発色層を夫々塗り分 ることにより、EC素子を製造する。また、C M、Y発色層としてπ電子系共役高分子を用い る場合、従来のπ電子系共役高分子の製膜方 としては、π電子系共役高分子を溶解もし は高度に分散させた液を塗布し、乾燥させ 膜する方法、π電子系共役モノマーを電気化 学重合して製膜する方法等が一般的には用い られている(特許文献1、2、3、4参照)。

特開2002-287173号公報

特開2006-208862号公報

特開2006-058617号公報

特表2004-527902号公報

 このように、並置混合法を適用したEC素 を作成するためには、導電層が形成された 板を用意し、導電層をエッチングした後に その上にフォトリソグラフィーなどの手法 より隔壁を設ける、といった煩雑な工程を る必要があった。また、塗布・乾燥法にお ては、発色層を形成する工程においても、π 電子系共役高分子の不溶性、強凝集性に起因 して、可溶化、または分散化させる必要があ った。そのため、置換基を導入したり界面活 性剤を添加したりする必要があり、工程が増 えるとともにπ電子系共役高分子の純度を低 させる原因ともなっていた。また、溶媒に 溶化もしくは分散させたとしても、その液 均一に塗布し、その後乾燥して製膜すると う工程を経ねばならず、工程が煩雑であっ 。さらには、煩雑な工程を経て得られた膜 、緻密性に欠けるものであり、発色ムラな の課題を未だ解決できていなかった。一方 π電子系共役モノマーを電気化学重合して 膜する方法においては、緻密な膜が得られ ものの、エレクトロクロミック表示素子と て使用するには予め電気化学重合によって 膜された基板を別工程にて作成しておく必 があり、工程を煩雑にする原因となってい 。

 そこで本発明は、前記の課題に鑑みてな れたもので、生産性の優れたエレクトロク ミック表示素子及びその製造方法を提供す ことを目的とする。

 本発明にかかるエレクトロクロミック表 素子は、隔壁と前記隔壁に取り囲まれる凹 を有する基板と、前記凹部の底面に形成さ た第1電極と、隣接する前記凹部内の前記第 1電極同士を所定の方向に電気的に接続する めに前記隔壁上に形成された電気的配線と 前記第1電極と対向配置された第2電極と、前 記第1電極と前記第2電極との間に形成された 1発色層及び電解質層と、前記隔壁上におい て前記電気的配線上に形成された絶縁層とを 有するものである。これにより、生産性を向 上させることができる。

 また、上記のエレクトロクロミック表示 子において、前記第1電極と前記第2電極と 間において、前記電解質層を介して前記第1 色層と対向配置された第2発色層をさらに有 してもよい。これにより、エレクトロクロミ ック表示素子の寿命、応答速度などを高める ことができる。

 そして、上記のエレクトロクロミック表 素子において、前記第1発色層及び/または 記第2発色層は、π電子系共役モノマー由来 π電子系共役高分子膜を含み、前記π電子系 役モノマーがアニリン;主鎖にホウ素を導入 できる構造を有するπ電子系共役モノマー;ピ ランに代表される芳香環の一部の炭素が酸素 に置換されたπ電子系共役モノマー;2,3-ジア キルフェニル、2,5-ジアルキルフェニル、2,3, 5,6-テトラアルキルフェニル、2,3-アルコキシ ェニル、2,5-アルコキシフェニル、2,3,5,6-テ ラアルコキシフェニル、2-(N,N,-ジアルキル ミノ)フェニル、2,5-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ )フェニル、2,3-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェ ニル、p-フェニレンオキシド、p-フェニレン ルフィド、p-フェニレンアミノ、p-フェニレ ビニレン、及びフルオレンからなる群から ばれるベンゼン誘導体;ナフタレン、アント ラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセ ン、ヘプタセン、ナフチレンビニレン、ペリ ナフタレン、アミノピレン、及びフェナント レンからなる群から選ばれるアセン誘導体;N- アルキルカルバゾールからなるカルバゾール 誘導体;ピリミジン、ピリダジン、トリアジ 、ピラジン、キノリン、及びプリンからな 群から選ばれるピリジン誘導体;3-アルキル ランからなるフラン誘導体;N-アルキルピロ ル、エチレン-3,4-ジオキシピロール、及びプ ロピレン-3,4-ジオキシピロールからなる群か 選ばれるピロール誘導体;チオフェンビニレ ン、アルキルチオフェン、エチレン-3,4-ジオ シチオフェン、プロピレン-3,4-ジオキシチ フェン、チエノチオフェン、チエノフラン チエノピラジン、及びイソチアナフテンか なる群から選ばれるチオフェン誘導体;及び セチレン、オキサジアゾール、チアジル、 レノフェン、テルロフェン、イミダゾール オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、 ソキサゾール、イソチアゾール、ベンゾト アゾール、ピラン、ベンゾチアジアゾール 及びベンゾオキサジアゾールからなる群か 選ばれるπ電子系共役化合物、からなる群 ら選ばれる少なくとも1つの化合物を含んで よい。これにより、発色ムラがなく、優れ コントラスト、解像度、高発色効率を実現 ることができ、表示特性が良好なエレクト クロミック表示素子を得ることができる。

 上記のエレクトロクロミック表示素子に いて、前記第1電極が全光線透過率70%以上で あってもよい。これにより、視認性を向上さ せることができる。

 そして、上記のエレクトロクロミック表 素子において、前記絶縁層が光硬化性樹脂 熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーから る群から選ばれる少なくとも1つを含んでも よい。これにより、絶縁層を速やかに形成さ せることができる。

 上記のエレクトロクロミック表示素子に いて、前記絶縁層が黒色であってもよい。 れにより、絶縁層をブラックマトリクスと て機能させることができ、コントラストを 上させることができる。

 また、上記のエレクトロクロミック表示 子において、前記基板が、ポリスチレン、 リアクリレート、ポリカーボネート、スチ ン-アクリレート共重合体、シクロオレフィ ンポリマー、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフ タレート、ポリエチレンナフタレート及びこ れらの誘導体からなる群から選ばれる少なく とも一つの可撓性材料であってもよい。

 そして、上記のエレクトロクロミック表 素子において、前記電解質層が、イオン液 を含んでもよい。これにより、高速応答性 良好なメモリー性を実現することが出来る

 上記のエレクトロクロミック表示素子に いて、前記第1基板裏面に、反射防止構造を 有してもよい。これにより、入射光を最大限 に利用することができ、視認性が向上する。

 また、上記のエレクトロクロミック表示素 において、前記凹部の底面の各面積が10 2 ~5×10 5 μm 2 であり、且つ前記底面の距離は、各前記底面 のエッジからエッジまで15~450μmであり、且つ 前記隔壁高さが3~100μmであり、且つ前記底面 前記隔壁に対する割合は、0.05~100であって よい。これにより、易製造性、画像視認性 どが向上する。

 他方、本発明にかかるエレクトロクロミ ク表示素子の製造方法は、隔壁と前記隔壁 取り囲まれる凹部を有する基板を形成する 程と、前記凹部の底面に第1電極を形成する 工程と、第2電極を前記第1電極と対向配置す 工程と、前記第1電極と前記第2電極との間 発色層及び電解質層を形成する工程とを有 、隣接する前記凹部内の前記第1電極は所定 方向に電気的に接続された方法である。こ により、生産性を向上させることができる

 また、上記のエレクトロクロミック表示 子の製造方法において、前記発色層及び前 電解質層を形成する工程前に、前記第1電極 と前記第2電極との間に、π電子系共役モノマ ーと電解質を含むモノマー含有電解質層を形 成する工程を有し、前記第1電極と前記第2電 に電圧を印加し、前記π電子系共役モノマ を電気化学重合させ、前記第1電極及び/又は 前記第2電極に選択的にπ電子系共役高分子膜 を含む前記発色層を形成してもよい。これに より、生産性をさらに向上させることができ る。

 本発明によれば、生産性の優れたエレク ロクロミック表示素子及びその製造方法を 供することができる。

実施の形態にかかる第1基板の構成を す概略図である。 実施の形態にかかる第1基板の構成を す概略図である。 実施の形態にかかる他の第1基板の構 を示す概略図である。 実施の形態にかかる他の第1基板の構 を示す概略図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の他の構成を示す概略図である 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の他の構成を示す概略図である 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の他の構成を示す概略図である 実施の形態にかかる表示電極が形成さ れた第1基板の他の構成を示す概略図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる対向電極が形成さ れた第2基板の構成を示す概略断面図である 実施の形態にかかる第1基板と第2基板 が対向配置される状態を示す概略上面図で る。 実施の形態にかかるEC表示素子の構成 示す概略横断面図である。 実施の形態にかかるEC表示素子の他の 成を示す概略横断面図である。 実施の形態にかかる第1基板の製造方 を示した概略断面図である。 実施の形態にかかる第1基板の製造方 を示した概略断面図である。 実施の形態にかかる第1基板の製造方 を示した概略断面図である。 実施の形態にかかる第1基板の製造方 を示した概略断面図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成 れた第1基板の他の製造方法を示した概略断 図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成 れた第1基板の他の製造方法を示した概略断 図である。 実施の形態にかかる表示電極が形成 れた第1基板の他の製造方法を示した概略断 図である。

符号の説明

1 基材、2 隔壁、3 凹部、4 隔壁上面領域、 5 隔壁側面領域、
6 基材上面領域、7 基材裏面、
10 第1基板、11 第1導電層、13 第2導電層、14 絶縁層、
20 第2基板、21 第3導電層、22 白色層、23 第 2発色層、
30 第1発色層、31 電解質層

 エレクトロクロミック表示素子とは、第1 電極又は第2電極に相当する、表示電極と対 電極との間に、エレクトロクロミック(以下 ECと略称する。)特性を示す発色層及び電解 層を形成したものである。そして、電極に 電圧・逆電圧をかけることによって、発色/ 消色を繰り返す反射型の表示素子である。ま ず、表示電極が形成される第1基板の構成に いて図1A及び図1Bを用いて説明する。図1Aは 表示電極が形成される第1基板の構成を示す 略上面図である。図1Bは、図1AのIB-IB概略断 図である。

 図1Bに示すように、第1基板10の基材1上に 、基材1とは垂直方向に、隔壁2が形成され いる。すなわち、第1基板10には、一辺が開 した矩形状の断面形状を有する複数の凹部( 口部)3が形成されている。なお、この凹部3 、EC表示素子の画素に対応して形成される 第1基板10は、隔壁上面領域4、隔壁側面領域5 、基材上面領域6、基材裏面7という各部を有 る。すなわち、凹部3の底面が基材上面領域 6であり、凹部の側面が隔壁側面領域5である また、図1Aに示すように、隔壁2は格子状に 成される。すなわち、隔壁2に取り囲まれた 凹部3は、矩形状の上面形状を有し、マトリ ス状に形成される。従って、第1基板10の凹 3に対応する画素は、マトリクス状に配置さ る。

 ここで、基材1と隔壁2とが一体的に形成 れてもよい。すなわち、隔壁上面領域4、隔 側面領域5、基材上面領域6、及び基材裏面7 各部が同一材料であり、且つ接合部分のな 一体型であってもよい。もちろん、基材1上 に異種材料の隔壁2を設けてあってもよい。 材1と隔壁2とを一体的に形成する手法として は、特に限定されないが、公知手法が適用さ れ得る。例えば、熱可塑性樹脂を用いたホッ トエンボス、押出成形、射出成形、またはガ ラス成形などの手法が挙げられる。基材1上 異種材料の隔壁2を設ける手法としては、特 限定されないが、公知手法が適用され得る 例えば、ガラスまたは樹脂基板上に光硬化 樹脂または熱硬化性樹脂を用いてフォトリ グラフィー、加熱硬化、光ナノインプリン などの手法で隔壁2を形成することができる 。または、マイクロコンタクトプリントと呼 ばれる手法で隔壁2を形成することもできる さらには、隔壁2と基材1の間に接着層を設け てこれらを接着させてもよい。

 図1A及び図1Bでは、凹部3の断面形状を一 が開口した矩形状とし、凹部3の上面形状を 形状としたがこれに限られない。ここで、 2A及び図2Bに、第1基板10の他の構成を示す。 図2Aは第1基板10の他の構成を示す概略上面図 図2Bは第1基板10の他の構成を示す概略断面 である。

 図2Aに示すように、隔壁2に取り囲まれた基 上面領域6の上面形状、すなわち凹部3の上 形状としては、三角形、四角形、六角形、 どの多角形、円、楕円などの曲線形状など 挙げられる。第1基板10上において、凹部3内 基材上面領域6には、後述する第1発色層が 成され、EC表示素子の発色部分、すなわち画 素として機能する。このため、EC表示素子と ての易製造性、画像視認性などのバランス 考慮すると、基材上面領域6の各面積が10 2 ~5×10 5 μm 2 であり、且つ基材上面領域6の距離は、各基 上面領域6のエッジからエッジまで15~450μmで ることが望ましい。また、基材上面領域6の 隔壁2に対する割合は、0.05~100であることが望 ましい。

 図2Bに示すように、隔壁2によって形成さ る凹部3の断面形状としては、一辺が開口し た矩形、台形や、半円形、半楕円形などの形 状が挙げられる。この隔壁2によって形成さ る空間内、すなわち凹部3内に、後述するπ 子系共役モノマーと電解質を含む物質が充 される。このため、液充填性、EC表示素子全 体としての薄膜性、強度などのバランスを考 慮すると、隔壁2の高さが3~100μmであることが 望ましい。

 第1基板10の基材1の構成材料としては、ガ ラス、石英などであってもよいし、ポリスチ レン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)な のポリアクリレート、スチレン-メチルメタ リレート共重合体(MS)などのスチレンーアク リレート共重合体、ポリカーボネート(PC)、 リノルボルネンなどのシクロオレフィンポ マー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC) ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート(PET )、ポリエチレンナフタレート(PEN)など、可撓 性を有する透明樹脂であるのが好ましい。

 また、反射型表示素子として入射光を最 限に利用するためには、第1基板裏面7には 射防止構造(モス・アイ構造)と呼ばれる光の 反射を抑制する構造体の層が設けられている ことが望ましい。反射防止構造の形状として は、反射率を抑制する効果が期待される公知 の形状であれば特に制限されないが、たとえ ば、円錐、多角錐などが挙げられる。

 これら円錐、多角錐などの底面のエッジ らエッジまでの最長部の距離は100~300nmのサ ズが望ましく、高さはその0.5倍~7倍である とが望ましい。ここで、反射防止構造の構 体と第1基板10とが一体的に形成されてもよ 。すなわち、反射防止構造の構造体は第1基 10と同一材料であり、且つ接合部分のない 体型であってもよい。もちろん、予め別の 板上に反射防止構造を作製し、第1基板10裏 上に接着剤などで貼り合わせてもよい。反 防止構造の構造体と第1基板10とが一体的に 製する手法としては、特に限定されないが 公知手法が適用され得る。例えば、熱可塑 樹脂を用いたホットエンボス、押出成形、 出成形、またはガラス成形などの手法が挙 られる。予め別の基板上に反射防止構造を 製する手法としては、特に限定されないが 公知手法が適用され得る。たとえば、ガラ または樹脂基板上に光硬化性樹脂、または 硬化性樹脂を用いてフォトリソグラフィー 加熱硬化、光ナノインプリントなどの手法 マイクロコンタクトプリントと呼ばれる手 などが挙げられる。そして、作製された反 防止構造を第1基板10裏面上に接着材などで り合わせる。ここで、上記の手法において 、反射率を抑制するために、第1基板10の構 材料が有する屈折率、反射防止構造が作製 れる別の基板の屈折率、反射防止構造の構 材料が有する屈折率、接着層の屈折率はで るだけ近しいことが望ましい。好ましくは 4者の屈折率差が0.01~0.3程度の範囲内に収ま ことが望まれる。

 上記の第1基板10上には、表示電極が形成 れる。次に、表示電極の構成について図3A~ 3Dを用いて説明する。図3Aは、表示電極が形 成された第1基板10の構成を示す概略上面図で ある。図3Bは、図3AのIIIB-IIIB概略横断面図で る。図3Cは、図3AのIIIC-IIIC概略縦断面図であ 。図3Dは、表示電極が形成された第1基板10 構成を示す概略斜視図である。なお、本発 にかかるEC表示素子の構成を、能動型駆動( クティブマトリクス)のEC表示素子に適用し もよいが、以下に示す説明及び参照する図 では、受動型駆動(パッシブマトリクス)のEC 示素子として説明する。

 第1基板10上に、第1導電層11が形成される また、第1導電層11は、表示電極として機能 るため、少なくとも基材上面領域6を覆うよ うに形成される。また、ここでは、基材上面 領域6のみならず、隔壁側面領域5も覆うよう 、すなわち凹部3全体を覆うように形成され る。また、図3Aに示すように、第1導電層11は 複数の基材上面領域6に亘って、直線状に複 数形成される。また、複数の第1導電層11は、 それぞれが平行になるように形成される。こ のように、第1導電層11は、表示電極が形成さ れた凹部3と、表示電極が形成され、当該凹 3と隣接する凹部3のうち、多くとも2つの凹 3とを接続するように形成される。

 換言すると、1つの凹部3に着目した場合 隣接する凹部3のうち、多くとも2つの凹部3 接続するように、第1導電層11が形成される 図3Bに示されるように、例えば左から2番目 凹部3に着目した場合、左右に隣接する2つの 凹部3を接続するように第1導電層11が形成さ る。すなわち、横断面においては、第1基板1 0を覆うように、すなわち隔壁上面領域4、隔 側面領域5、基材上面領域6上に第1導電層11 形成される。一方、図3Cに示されるように、 上下に隣接する2つの凹部3は、第1導電層11に って接続されない。具体的には、縦断面に いては、第1導電層11は、隔壁上面領域4には 形成されず、分離して形成される。このよう に、第1導電層11は、多くとも2つの隣接する 材上面領域6を連結するように形成される。 た、第1導電層11は、反射型表示素子におけ 入射光が透過する部分であるため、全光線 過率が70%以上であることが望ましい。

 そして、第1導電層11上に、第1導電層11と 様、直線状に第2導電層13が複数形成される すなわち、第1導電層11と同様、第2導電層13 、多くとも2つの隣接する基材上面領域6を 結するように形成される。また、第2導電層1 3は、第1導電層11より、幅が狭く形成される すなわち、第1導電層11と異なり、基材上面 域6の一部に、第2導電層13は形成される。第2 導電層13は、表示電極ではなく、例えば走査 圧を供給する電気的配線として機能するた 、少なくとも、表示電極が形成された基材 面領域6を連結するように形成されていれば よい。すなわち、第2導電層13は、隣接する基 材上面領域6上の表示電極同士を所定の方向 電気的に接続するために隔壁2上に形成され いる。なお、所定の方向とは、直線状、曲 状、ジグザグ状など、様々な方向とするこ ができる。好ましくは、図3Aに示されるよ に、直線状の方向に表示電極が接続されて るのがよい。上記のような構成により、第2 電層13に供給された走査電圧が表示電極(第1 導電層11)に供給される。そして、EC表示素子 受動型駆動させて、後述する各画素を独立 に機能させることができる。

 このように、電気的配線としての第2導電 層13は、表示電極としての第1導電層11と接触 ている。このため、第1導電層11としては、 電性がそれほど高くない材料を用いること 可能である。すなわち、光透過性を重視し 導電性材料を用いることができる。一方、 2導電層13は、第1導電層11と異なり、少なく も基材上面領域6を連結するように形成され ていればよい。このため、第2導電層13として は、光透過性がそれほど高くない材料を用い ることも可能である。すなわち、導電性を重 視した導電性材料を用いることができる。こ のように、表示電極と電気的配線とを別途形 成することにより、高い光透過性と高い導電 性とを兼ね備える材料でなくても用いること ができる。

 そして、隔壁上面領域4において、第2導 層13又は隔壁2上に、絶縁層14が形成される。 これは、第1基板10上の第2導電層13と、後述す る第2基板上の導電性材料、具体的には第3導 層や白色層とが接触することを抑制するた である。つまり、EC素子回路として電極同 が接触し、ショートすることを防ぐ目的で けるものである。表示電極、電気的配線等 、以上のように構成される。

 また、表示電極の構成は、上記の構成に られない。ここで、表示電極の他の構成に いて図4A~図4Dを用いて説明する。図4Aは、表 示電極が形成された第1基板10の他の構成を示 す概略上面図である。図4Bは、図4AのIVB-IVB概 横断面図である。図4Cは、図4AのIVC-IVC概略 断面図である。図4Dは、表示電極が形成され た第1基板10の他の構成を示す概略斜視図であ る。

 図4B及び図4Cに示されるように、第1基板10 上に、第2導電層13は形成されず、第1導電層11 及び絶縁層14のみが形成された構成とする。 なわち、第1基板10上には、図3A~図3Dに示さ た場合と同様、第1導電層11が形成される。 お、ここでは、各凹部3における4つの隔壁側 面領域5のうち、対向する2つの隔壁側面領域5 には、第1導電層11が形成されない。図4A~図4D おいては、第1導電層が表示電極及び電気的 配線として機能する。すなわち、表示電極及 び電気的配線が一体的に形成される。そして 、隔壁上面領域4において、第1導電層11又は 壁2上に、絶縁層14が形成される。これは、 記と同様、EC素子回路として電極同士が接触 し、ショートすることを防ぐ目的で設けるも のである。このように、隔壁2を有する第1基 10上に、表示電極及び電気的配線が形成さ 、EC表示素子として機能すればどのような構 成としてもよい。

 第1導電層11を構成する材料としては、全 線透過率を70%以下に低下させなければ表示 子としての視認性を損なうことがないため 特に限定されないが、金属及び金属酸化物 導電性炭化物、導電性高分子(導電性ポリマ ー)、並びにこれらの組み合わせ及び合金な からなる材料が挙げられる。例えば、金属 び金属酸化物の例として、リチウム、ベリ ウム、マグネシウム、カルシウム、ストロ チウム、バリウム、ホウ素、アルミニウム ガリウム、インジウム、銀、金、銅、ニッ ル、パラジウム、白金、クロム、モリブデ 、タングステン、マンガン、コバルト、及 これらの酸化物、並びにそれらの組み合わ または合金が挙げられる。特に好適には、 ンジウム-錫酸化物(ITO)、アンチモンドープ 酸化物(ATO)、アンチモンドープ亜鉛酸化物(AZ O)、酸化亜鉛(ZnO)、銀などが挙げられる。ま 、第2導電層13を構成する材料として、第1導 層11と同様の材料を用いることができる。

 例えば、導電性炭化物の例として、シング ウォールカーボンナノチューブ(SWCNT)、ダブ ルウォールカーボンナノチューブ(DWCNT)、あ いはマルチウォールカーボンナノチューブ(M WCNT)、カーボンナノシート(グラフェンシート )などが挙げられる。
 例えば、導電性高分子の例として、ポリ(エ チレン-3,4-ジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ ニリン誘導体、ポリピロール誘導体などが げられる。

 絶縁層14を構成する材料としては、電極間 バリアとして機能し得る任意の適切な材料 らなる。絶縁層14は、電気バリアを提供し、 そして上記の導電層間を電気的にショートす ることを防ぎ得る。従って、絶縁層14は、実 的にピンホールを含まず、そして約10 8 ωcm以上、好ましくは約10 12 ωcm以上の電気抵抗を有する高抵抗率材料か 作製されることが望ましい。適切な高抵抗 材料としては、窒化ケイ素、窒化ホウ素、 化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミ ウム、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン およびパリレン(parylen)が含まれるが、これ に限定されない。

 ここで、絶縁層14が黒色であることが好 しい。これにより、マトリクス状に配列さ た凹部3、すなわち画素以外の部分の光を遮 ための膜(ブラックマトリクス)として機能 せることができる。そして、コントラスト 向上させることができる。黒色化させるに 、カラーレジストと呼ばれる感光性樹脂を いてもよいし、カーボンブラックなどの炭 物を、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可 性エラストマーなどに導電化しない程度に 入してもよい。

 上記の第1基板10には対向電極が形成され 第2基板20が対向配置される。ここで、対向 極が形成された第2基板20の構成について図5 A~図5Fを用いて説明する。図5A~図5Fは、対向電 極が形成された第2基板20の構成を示す概略断 面図である。

 図5Aに示すように、第2基板20には、第3導 層21が分離して複数形成される。第2基板20 しては、第1基板10と同様のものを用いるこ ができる。複数の第3導電層21は、それぞれ 平行になるように形成される。この第3導電 21が対向電極として機能する。また、電極 形成された第1基板10と第2基板20とを対向配 した際に、第3導電層21は第1基板10上の第1導 層11や第2導電層13と交差するように形成さ る。また、凹部3に画素が配置されるため、 れらは第1基板10の凹部3で交差するようにす る。すなわち、凹部3において、表示電極と 向電極とが対向配置される。本実施の形態 おいては、第3導電層21と第1導電層11、及び 3導電層21と第2導電層13とが垂直になるよう 形成される。そして、第3導電層21に表示電 が供給されることにより、EC表示素子を受動 型駆動させることができる。

 また、図5B~図5Fに示されるように、少な とも対向電極として機能する導電性材料が 記のように形成されていれば、第2基板20側 構成として種々の構成を採用できる。図5Bで は、第3導電層21の代わりに、導電性を有する 白色層22を形成する。図5Cでは、第2基板20側 ら、第3導電層21、白色層22が順次形成された 積層構造とする。図5Dでは、第2基板20側から 第3導電層21、第2発色層23、白色層22が順次 成された積層構造とする。図5Eでは、第2基 20側から、第3導電層21、第2発色層23が順次形 成された積層構造とする。図5Fでは、第2基板 20側から、白色層22、第2発色層23が順次形成 れた積層構造とする。このように、例えば 第2基板20-第3導電層21、第2基板20-第3導電層21 -白色層22、第2基板20-第3導電層21-第2発色層23 第2基板20-第3導電層21-第2発色層23-白色層22 第2基板20-白色層22、第2基板20-白色層22-第2発 色層23の6通りが考えられる。また、以上の組 み合わせの場合、第2基板20に形成される導電 性材料、具体的には第3導電層21又は白色層22 対向電極として機能する。

 なお、白色層22は、第2基板20-第3導電層21 第2基板20-第3導電層21-第2発色層23などの場 においては、第2基板20裏面に白色層22を設け てもよい。このような白色層22を設けること よって、後述する第1基板10上の第1発色層を 透過して来た光が第2基板20上や裏面の白色層 22によって反射され、再度第1発色層を透過し て観察者に視認される。これにより、EC表示 子の表示特性が向上する。

 第2発色層23を設ける場合、表示電極と対 電極との間において、後述する電解質層を して、第1発色層と第2発色層23とが対向配置 される構成となる。これにより、例えば第1 色層で酸化反応が起こった場合、第2発色層2 3でその対反応である還元反応が起こる。す わち、EC表示素子全体として、電子の授受が 成立するため、EC表示素子の寿命、応答速度 どを高めることができる。また、第2発色層 23自体もエレクトロクロミックにより色変化 起こす。このため、第1発色層を透過して来 た光が第2発色層23を透過もしくは反射すると 、色調を更に変化させてしまうことになるた め、注意が必要である。このことを防ぐため には、第2発色層23の上に白色層22を積層させ ことで、白色層22で第2発色層23の色変化を すことができる。

 第3導電層21を構成する材料としては、特 限定されないが、金属及び金属酸化物、導 性炭化物、導電性高分子(導電性ポリマー) 並びにこれらの組み合わせ及び合金などか なる材料が挙げられる。たとえば、金属及 金属酸化物の例として、リチウム、ベリリ ム、マグネシウム、カルシウム、ストロン ウム、バリウム、ホウ素、アルミニウム、 リウム、インジウム、銀、金、銅、ニッケ 、パラジウム、白金、クロム、モリブデン タングステン、マンガン、コバルト、及び れらの酸化物、並びにそれらの組み合わせ たは合金が挙げられる。特に好適には、イ ジウム-錫酸化物(ITO)、アンチモンドープ錫 化物(ATO)、アンチモンドープ亜鉛酸化物(AZO) 酸化亜鉛(ZnO)、銀などが挙げられる。

 たとえば、導電性炭化物の例として、シン ルウォールカーボンナノチューブ(SWCNT)、ダ ブルウォールカーボンナノチューブ(DWCNT)、 るいはマルチウォールカーボンナノチュー (MWCNT)、カーボンナノシート(グラフェンシー ト)、などが挙げられる。
 たとえば、導電性高分子の例として、ポリ( エチレン-3,4-ジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポ アニリン誘導体、ポリピロール誘導体など 挙げられる。

 第2発色層23を構成する材料としては、無機 、有機系、有機-無機複合体系であって、酸 化または還元により変色するエレクトロクロ ミックを呈する材料であれば任意の材料を使 用することができる。例えば無機系としては 、IrO x 、NiO x 、WO 3 、MoO 3 、TiO 2 、RuO x 、Ag、AgCl、ZrO x 、CeO x などが挙げられる。

 また、例えば有機系としては、ビオロー ン誘導体、テレフタル酸誘導体などの低分 有機化合物;アニリン;主鎖にホウ素を導入 きる構造を有するπ電子系共役モノマー;ピ ンに代表される芳香環の一部の炭素が酸素 置換されたπ電子系共役モノマー;2,3-ジアル ルフェニル、2,5-ジアルキルフェニル、2,3,5, 6-テトラアルキルフェニル、2,3-アルコキシフ ェニル、2,5-アルコキシフェニル、2,3,5,6-テト ラアルコキシフェニル、2-(N,N,-ジアルキルア ノ)フェニル、2,5-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ) ェニル、2,3-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェ ル、p-フェニレンオキシド、p-フェニレンス フィド、p-フェニレンアミノ、p-フェニレン ビニレン、フルオレンなどのベンゼン誘導体 ;ナフタレン、アントラセン、テトラセン、 ンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ナフ レンビニレン、ペリナフタレン、アミノピ ン、フェナントレンなどのアセン誘導体;N- ルキルカルバゾールなどのカルバゾール誘 体;ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、 ラジン、キノリン、プリンなどのピリジン 導体;3-アルキルフランなどのフラン誘導体; N-アルキルピロール、エチレン-3,4-ジオキシ ロール、プロピレン-3,4-ジオキシピロールな どのピロール誘導体;チオフェンビニレン、 ルキルチオフェン、エチレン-3,4-ジオキシチ オフェン、プロピレン-3,4-ジオキシチオフェ 、チエノチオフェン、チエノフラン、チエ ピラジン、イソチアナフテンなどのチオフ ン誘導体;及びアセチレン、オキサジアゾー ル、チアジル、セレノフェン、テルロフェン 、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール 、ピラゾール、イソキサゾール、イソチアゾ ール、ベンゾトリアゾール、ピラン、ベンゾ チアジアゾール、ベンゾオキサジアゾールな どのπ電子系共役化合物、からなる群から選 れる少なくとも1つの化合物で構成される電 子系共役高分子などが挙げられる。

 例えば、有機-無機複合体系としては、ア ルミニウム、チタン、インジウム、カドミウ ム、マンガン、鉄、銅、銀、スズ、アンチモ ン、鉛、ナトリウム、ルテニウム、カルシウ ム、ニッケルなどの金属を含む配位子と、そ の配位子と水素結合、イオン結合、静電気的 引力、原子間力などの結合によって結合する 部位を少なくとも一つ有する有機化合物との 複合体が挙げられる。有機-無機複合体系に いて更に詳細に例示すれば、プルシアンブ ー誘導体、フェロセン誘導体などが挙げら る。

 白色層22を構成する材料としては、特に 定されないが、公知の物質が適用され得る 例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、銀 発泡樹脂、プルシアンブルー誘導体、ITO、AT O、AZO、ZnO、絶縁性炭化物、異屈折率樹脂の 積層体などが挙げられる。白色層22は導電性 物質で構成されていてもよいし、イオン伝導 性物質で構成されていてもよい。また、白色 層22は絶縁性材料で形成されてもよい。

 そして、上記の第1基板10と、第2基板20と 電極を内側にして対向配置させることによ 、EC表示素子となる。次に、EC表示素子の全 体構成について図6、図7を用いて説明する。 6は、第1基板10と第2基板20とが対向配置され る状態を示す概略上面図である。図7は、EC表 示素子の構成を示す概略横断面図である。こ こでは、図3A~図3Dに示した第1基板10を用い、 5Aに示される第2基板20を用いる。もちろん これに限らず、上記のような種々の構成を する第1基板10及び第2基板20を組み合わせて よい。

 図6に示されるように、第1基板10と第2基 20とは、第1導電層11及び第2導電層13と、第3 電層21とが交差する部分が画素となるように 対向配置される。ここでは、第1導電層11及び 第2導電層13と、第3導電層21とは直交する。す なわち、第1基板10の基材上面領域6上に、第2 板20の第3導電層21が配置される。これによ 、受動型駆動が可能となる。また、図7に示 れるように、第1基板10上に形成された絶縁 14と、対向電極等が形成された第2基板20と 接触している。そして、第1基板10の基材上 領域6において、表示電極と対向電極との間 は第1発色層30及び電解質層31が形成される 具体的には、基材上面領域6において、第1導 電層11及び第2導電層13上に、これらと接して 第1発色層30が形成される。すなわち、第1発 色層30は、画素ごとに形成される。なお、画 ごとに、例えば減法混色に用いられるシア (C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の発色が可能 色素を第1発色層30に適用してそれぞれに塗 分け、並置混合法によりフルカラー表示を うことができる。

 第1発色層30は、第1導電層11及び第2導電層 13に接して形成される。また、図4A~図4Dに示 れる第1基板10を用いた場合、第1発色層30は 第1導電層11に接して形成される。このよう 、第1発色層30は、少なくとも第1導電層11又 第2導電層13と接している必要がある。第1発 層30は、基材上面領域6の略全面に形成され 。ここでは、第1発色層30は、π電子系共役 ノマー由来のπ電子系共役高分子膜を有する 。そして、第1基板10と第2基板20との間には、 電解質層31が充填されている。すなわち、凹 3において、第1基板10の第1発色層30と、第2 板20の第3導電層21との間に電解質層31が充填 れている。このように、電解質層31は、少 くとも第1発色層30と第3導電層21に接してい 必要がある。これは、図5B~図5Fに示される第 2基板20を用いた場合も同様に、第2基板20上に 形成された第3導電層21、白色層22、又は第2発 色層23は、電解質層31に接している必要があ 。

 また、EC表示素子は、上記の構成に限ら 、例えば図8に示される構成とすることも可 である。図8は、EC表示素子の他の構成を示 概略横断面図である。

 図8に示されるEC表示素子は、図7に示され るEC表示素子とは異なり、第2基板20と絶縁層1 4とが接していない。そして、第2基板20と絶 層14との間には、電解質層31が充填される。 れ以外の構成は、図7に示されるEC表示素子 同様なので説明を省略する。このように、 2基板20は絶縁層14と接していてもよいし、 部分、電解質層31と接していてもよい。

 また、上記のEC表示素子において、第1発 層30と表示電極との間、及び第2発色層23と 向電極との間のうち、少なくともいずれか 方にコーティング材料を挿入してもよい。 なわち、第1発色層30と第1導電層11との間、 2発色層23と白色層22との間、及び第2発色層23 と第3導電層21との間のうち、少なくとも1つ コーティング材料を挿入してもよい。また コーティング材料としては、半導体多孔質 を用いることが望ましい。これは、コーテ ング材料を半導体層とすることにより、開 路を構成した際に、第1基板10上の導電層と 2基板20上の導電層間の電子の移動を遮断す ためである。これにより、第1発色層30及び 2発色層23のうち、少なくともいずれか一方 酸化還元状態を保持することができる。ま 、第2発色層23を設けない場合、つまり第1発 層30の対反応が起こらない場合においても 多孔質層とすることによって、表面積が大 くなり、電気容量を大きく取れる。そして 電気二重層を形成することができ、開回路 態においても、第1発色層30の酸化/還元状態 保持することができる。

 第1発色層30には、π電子系共役モノマー 来のπ電子系共役高分子膜が含まれる。π電 系共役モノマーは、電気化学重合によって 膜可能な化合物であれば特に限定されない 、アニリン;主鎖にホウ素を導入できる構造 を有するπ電子系共役モノマー;ピランに代表 される芳香環の一部の炭素が酸素に置換され たπ電子系共役モノマー;2,3-ジアルキルフェ ル、2,5-ジアルキルフェニル、2,3,5,6-テトラ ルキルフェニル、2,3-アルコキシフェニル、2 ,5-アルコキシフェニル、2,3,5,6-テトラアルコ シフェニル、2-(N,N,-ジアルキルアミノ)フェ ル、2,5-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェニル 2,3-ジ(N,N,-ジアルキルアミノ)フェニル、p-フ ニレンオキシド、p-フェニレンスルフィド p-フェニレンアミノ、p-フェニレンビニレン フルオレンなどのベンゼン誘導体;ナフタレ ン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン 、ヘキサセン、ヘプタセン、ナフチレンビニ レン、ペリナフタレン、アミノピレン、フェ ナントレンなどのアセン誘導体;N-アルキルカ ルバゾールなどのカルバゾール誘導体;ピリ ジン、ピリダジン、トリアジン、ピラジン キノリン、プリンなどのピリジン誘導体;3- ルキルフランなどのフラン誘導体;N-アルキ ピロール、エチレン-3,4-ジオキシピロール、 プロピレン-3,4-ジオキシピロールなどのピロ ル誘導体;チオフェンビニレン、アルキルチ オフェン、エチレン-3,4-ジオキシチオフェン プロピレン-3,4-ジオキシチオフェン、チエ チオフェン、チエノフラン、チエノピラジ 、イソチアナフテンなどのチオフェン誘導 ;及びアセチレン、オキサジアゾール、チア ル、セレノフェン、テルロフェン、イミダ ール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾ ル、イソキサゾール、イソチアゾール、ベ ゾトリアゾール、ピラン、ベンゾチアジア ール、ベンゾオキサジアゾールなどのπ電 系共役化合物、からなる群から選ばれる少 くとも1つの化合物を含んでいるものが例示 きる。また、第1発色層30のみならず、第2発 色層23も上記の材料を用いて電気化学重合さ ることも可能である。さらには、第1発色層 30を第2発色層23と同様の材料から構成するこ も可能である。

 また、発色層30及び電解質層31は、後述す るように、π電子系共役モノマーと電解質と 含むモノマー含有電解質層から形成される π電子系共役モノマーの濃度は、モノマー 有電解質に対して、0.001~1.0[モル/l]の濃度で ればよく、好ましくは0.01~0.5[モル/l]の濃度 ある。π電子系共役モノマーの濃度が0.001[ ル/l]以下であれば、電気化学重合により製 しても発色層として使用するに不十分な膜 であったり、製膜性に乏しかったりするた である。一方、π電子系共役モノマーの濃度 が1.0[モル/l]以上であれば、電気化学重合に り製膜されなかった未反応モノマーが多く りすぎ、紫外線照射、もしくは加熱処理に って失活させる工程が必須になる。また、 の失活工程においても残モノマーが出てし った場合は、その後、順電圧・逆電圧をか て発色・消色を繰り返す度に、意図しない 板側にも製膜されてしまうため好ましくな 。

 電解質層31としては、どのような形態の電 質であっても構わない。例えば溶液状のも ならばイオン伝導度が大きいために応答速 、駆動電圧・電流を小さくすることが出来 。また、ゲル状及び固体状のものならば漏 することがない信頼性の高い素子を提供す ことが出来る。溶液状の電解質としては、 セトニトリル、ブチロラクトン、炭酸プロ レン、テトラヒドロフランなどの有機溶媒 、支持電解質として、LiClO 4 、LiAsF 6 、LiPF 6 、LiBF 4 などのリチウム塩;(C 4 H 9 ) 4 N + BF 4 - 、(C 4 H 9 ) 4 N + PF 6 - 、NH 4 BF 4 - 、NH 4 PF 6 - などのアンモニウム塩;p-トルエンスルホン酸 ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ トリウムなどのスルホン酸塩、などを溶解さ せたものを用いることが一般的である。

 電解質中に支持電解質を含む場合、モノ ー含有電解質に対して、0.1~5.0[モル/l]の支 電解質濃度であればよく、好ましくはπ電子 系共役モノマーの濃度の約5~10倍である。支 電解質濃度が0.1[モル/l]以下であれば、イオ 伝導が不十分であり、π電子系共役モノマ の電気化学重合を実行できない可能性があ 。さらには、その後、順電圧・逆電圧をか て発色・消色を繰り返す際に、応答速度が い、発色ムラが生じるなどの問題を起こす 能性が高いため好ましくない。一方、支持 解質濃度が5.0[モル/l]以上であれば、支持電 質が飽和状態になり易く、析出してしまう 能性が高く好ましくない。

 また、電解質層として、効率向上や安全 向上を目的に常温溶融塩(イオン液体)を用 てもよい。イオン液体としては、以下に示 アニオン及びカチオンの任意の組み合わせ ものを用いることが出来る。例えば、アニ ンとして、テトラフルオロボーレート、ヘ サフルオロフォスフェート、トリフルオロ チルスルフォニルイミド、ペンタフルオロ チルスルフォニルイミドなどを有する化合 が挙げられる。例えば、カチオンとして、 チルメチルイミダゾリウムやメチルブチル ミダゾリウムなどのイミダゾリウム系カチ ン、ブチルメチルピロリジニウムやブチル リジニウムなどのピロリジニウム系カチオ 、ブチルトリメチルアンモニウムやジエチ メトキシエチルメチルアンモニウムなどの ンモニウム系カチオンなどを有する化合物 挙げられる。イオン液体を用いることで、 速応答性、良好なメモリー性を実現するこ が出来る。

 また、固体状の電解質としては、Ta 2 O 5 、MgF 2 などの固体電解質が用いられる。また、高分 子固体電解質としては、ポリスチレンスルホ ン酸、ナフィオン(登録商標)などのようにイ ン伝導を担う置換基を導入した高分子固体 解質を用いてもよいし、マトリクス(母材) 分子材料中に支持電解質を分散させたもの 用いてもよい。マトリクス高分子としては 骨格ユニットがそれぞれ-(C-C-O) n -、-(C-C-N) n -、-(C-C-S) n -で表されるポリエチレンオキサイド、ポリ チレンイミン、ポリエチレンスルフィドが げられる。これらを主鎖構造として、枝分 れがあってもよい。また、ポリメチルメタ リレート、ポリフッ化ビニリデンクロライ 、ポリカーボネートなども好ましい。固体 電解質を形成する際には、前記マトリクス 分子に所要の可塑剤を加えてもよい。好ま い可塑剤としては、マトリクス高分子が親 性の場合には、水、エチルアルコール、イ プロピルアルコールおよびこれらの混合物 が好ましく、疎水性の場合にはプロピレン ーボネート、ジメチルカーボネート、エチ ンカーボネート、γ-ブチロラクトン、アセ ニトリル、スルフォラン、ジメトキシエタ 、エチルアルコール、イソプロピルアルコ ル、ジメチルフォルムアルデヒド、ジメチ スルフォキシド、ジメチルアセトアミド、n- メチルピロリドンおよびこれらの混合物が好 ましい。また、前記マトリクス高分子中に分 散せしめる支持電解質としては、例えばLiCl LiBr、LiI、LiBF 4 、LiClO 4 、LiPF 6 、LiCF 3 SO 3 などのリチウム塩や、例えばKCl、KI、KBrなど カリウム塩や、例えばNaCl、NaI、NaBrなどの トリウム塩、或いは、例えばホウフッ化テ ラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラエ ルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチル ンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモ ウム、テトラブチルアンモニウムハライド どのテトラアルキルアンモニウム塩を挙げ ことが出来る。上述の4級アンモニウム塩(テ トラアルキルアンモニウム塩)のアルキル鎖 は不揃いでもよい。

 次に、上記のEC表示素子の受動駆動方法 ついて説明する。ここでは、一例として、 7に示されたEC表示素子について説明する。 ず、時系列的に第2導電層11及び第3導電層21 順次選択し、第2導電層11に走査電圧、第3導 層21に表示電圧を印加する。これにより、 択された第2導電層11と第3導電層21とが交差 た画素に順電圧・逆電圧が印加される。そ て、電解質層31を通して第1発色層30のEC材料 イオンがドープ・脱ドープされ、発色/消色 が繰り返される。具体的には、電圧を印加し 、アニオンがドープされると、EC材料が酸化 れる。そして、逆方向に電圧を印加し、ド プされたアニオンが脱ドープされると、酸 されたEC材料が還元される。このように、 界印加によって可逆的な酸化還元反応が起 り、それに伴った発色/消色が起こる。EC材 には保持性があるため、電圧を切ったとし も発色/消色が変化することはない。これに り、画素ごとに第1発色層30の色が変化し、 示を変化させることができる。すなわち、C 、M、Y、それぞれに塗り分けられた各画素を 立に駆動させることにより、表示を変化さ ることができる。

 具体的には、外部からEC表示素子内に入 した光が第1発色層30を通過して第2基板20側 反射する。そして、反射した光は、再び第1 色層30を通過して視認側に出射する。第1発 層30を通過して視認側に光が出射すること より、第1発色層30の色が表示される。ドー 又は脱ドープによって、例えば第1発色層30 C、M、Yが発色した場合、これらが混色され 表示される。そして、逆方向に電圧を印加 ることによって、例えば第1発色層30のC、M、 Yが消色した場合、白等の背景色が表示され 。このように、画素ごとに第1発色層30を酸 ・還元させ、マトリクス状に配置された画 ごとに色を変化させることにより、所望の 示を得ることができる。

 上記のようなEC表示素子では、第1発色層3 0として、π電子系共役モノマー由来のπ電子 共役高分子を用いる。この場合、電気化学 合によってπ電子系共役高分子を製膜する とができるため、緻密な膜を得ることがで る。これにより、EC表示素子の発色ムラがな く、優れたコントラスト、解像度、高発色効 率を実現することができ、表示特性が良好な EC表示素子を得ることができる。

 次に、上記のEC表示素子の製造方法につ て説明する。まず、第1基板10側の製造方法 ついて図9A~図9Dを用いて説明する。図9A~図9D 、図3A~図3Dに示された表示電極が形成され 第1基板10の製造方法を示した概略断面図で る。図9A~図9Dにおいては、左側が図3Bに示さ た概略横断面図に対応し、右側が図3Cに示 れた概略縦断面図に対応する。

 まず、隔壁2を有する第1基板10を作製する 。また、第1基板10は、隔壁2に取り囲まれる 部3を複数有する。第1基板10は、上記のよう 、基材1と隔壁2とを一体的に形成してもよ し、基材1上に別途隔壁2を形成してもよい。 これにより、図9Aに示されるような構成とな 。次に、第1基板10上に、第1導電層11を形成 る。第1導電層11は、凹部3を覆うように、直 線状に複数形成される。すなわち、第1導電 11は、基材上面領域6と、多くとも2つの隣接 る基材上面領域6を連結するように形成され る。

 また、第1導電層11を積層させる手法とし は特に限定されないが、公知手法が適用さ 得る。例えば、金属及び金属酸化物、導電 炭化物、導電性高分子、などを含む溶媒を ンクとして、ベーパーデポジション、スピ コート、スリットコート、ナイフコート、 ップコート、ダイコート、ディップコート スプレーコート、スクリーン印刷、インク ェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷 などの湿式コーティングや、蒸着、スパッ 、乾式コーティングなどの手法が挙げられ 。なお、ここでは、スクリーン印刷などの 法によって形成する。このため、隔壁側面 域5にも、第1導電層11が形成される。以上の 工程により、図9Bに示される構成となる。

 次に、第1導電層11上に第2導電層13を形成 る。第2導電層13は、第1導電層11が形成され 複数の基材上面領域6に亘って、直線状に複 数形成される。すなわち、第2導電層13は、多 くとも2つの隣接する基材上面領域6を連結す ように形成される。換言すると、隣接する 材上面領域6の表示電極は、電気的配線によ って、所定の方向に電気的に接続されている 。また、第2導電層13を構成する材料、積層す る手法としては、第1導電層11と同様、特に限 定されず、公知の手法を用いることができる 。以上の工程により、図9Cに示す構成となる

 そして、隔壁上面領域4において、第2導 層13又は隔壁2上に、絶縁層14を形成する。絶 縁層14は、第1基板10上の第2導電層13と、第2基 板20上の導電性材料、例えば第3導電層21や白 層22とが接触することを防ぐ目的で設ける つまり、EC素子回路として電極同士が接触し ショートすることを防ぐ目的で設けるもので ある。絶縁層14を構成する材料、積層する手 としては、特に限定されず、公知の手法を いることができる。

 また、絶縁層14を速やかに形成させるた には、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可 性エラストマーの少なくとも1つまたはそれ 含む溶液を用いて、ベーパーデポジション スピンコート、スリットコート、ナイフコ ト、リップコート、ダイコート、ディップ ート、スプレーコート、スクリーン印刷、 ンクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビ 印刷、などの湿式コーティングにより絶縁 14を形成することが好ましい。光硬化性樹 を含む場合には、湿式コーティング工程の に、紫外線照射をして硬化させる工程が必 となる。熱硬化性樹脂を含む場合には、湿 コーティング工程の後に、加熱処理をして 化させる工程が必要となる。また、熱可塑 エラストマーを含む場合には、湿式コーテ ング工程の後に、乾燥させる工程が必要と る。以上の工程により、絶縁層14が形成され 、図9Dに示される構成となる。

 次に、上記の第1基板10側の他の製造方法 ついて図10A~図10Cを用いて説明する。図10A~ 10Cは、図4A~図4Dに示された表示電極が形成さ れた第1基板10の製造方法を示した概略断面図 である。図10A~図10Cにおいては、左側が図4Bに 示された概略横断面図に対応し、右側が図4C 示された概略縦断面図に対応する。なお、 下に示す第1基板10側の製造方法では、上記 共通の製造方法については簡略に説明する

 まず、上記と同様、図10Aに示されるよう 、隔壁2を有する第1基板10を作製する。次に 、第1基板10上に、第1導電層11を形成する。第 1導電層11は、基材上面領域6を覆うように、 線状に複数形成される。すなわち、第1導電 11は、多くとも2つの隣接する基材上面領域6 を連結するように形成される。なお、ここで は、インクジェットなどオンデマンドな高度 印刷によって第1導電層11を形成する。このた め、凹部3を覆うように形成せず、少なくと 基材上面領域6を覆うように第1導電層11を形 することができる。もちろん、上記のよう 、その他の手法を用いて形成してもよい。 上の工程により、図10Bに示される構成とな 。

 そして、隔壁上面領域4において、第1導 層11又は隔壁2上に、絶縁層14を形成する。こ れにより、図10Cに示されるように、表示電極 等が形成された第1基板10が形成される。

 次に、上記の第2基板20側の製造方法につ て説明する。もちろん、図5A~図5Fに示され ように、種々の構成を適用することができ 。そして、第2基板20-第3導電層21、第2基板20- 第3導電層21-白色層22、第2基板20-第3導電層21- 2発色層23、第2基板20-第3導電層21-第2発色層2 3-白色層22、第2基板20-白色層22、又は第2基板2 0-白色層22-第2発色層23のように順次形成する これにより、対向電極等が形成された第2基 板20が製造される。

 第3導電層21を積層させる手法としては特 限定されないが、公知手法が適用され得る たとえば、金属及び金属酸化物、導電性炭 物、導電性高分子、などを含む溶媒をイン として、ベーパーデポジション、スピンコ ト、スリットコート、ナイフコート、リッ コート、ダイコート、ディップコート、ス レーコート、スクリーン印刷、インクジェ ト印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、な の湿式コーティングや、蒸着、スパッタ、 式コーティングなどの手法が挙げられる。

 白色層22を積層させる手法としては特に 定されないが、公知手法が適用され得る。 とえば、ベーパーデポジション、スピンコ ト、スリットコート、ナイフコート、リッ コート、ダイコート、ディップコート、ス レーコート、スクリーン印刷、インクジェ ト印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、な の湿式コーティングや、蒸着、スパッタ、 式コーティング、などの手法が挙げられる

 第2発色層23を積層させる手法としては特 限定されないが、公知手法が適用され得る たとえば、無機系、有機系、有機-無機複合 体系であって、酸化または還元により変色す るエレクトロクロミックを呈する任意の材料 を含む溶媒をインクとして、ベーパーデポジ ション、スピンコート、スリットコート、ナ イフコート、リップコート、ダイコート、デ ィップコート、スプレーコート、スクリーン 印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、 グラビア印刷、などの湿式コーティングや、 蒸着、スパッタ、乾式コーティングなどする ことにより第2発色層23を形成することができ る。また、第2発色層23の材料として、π電子 共役高分子を用いる場合、電気化学重合、 ングミュア-ブロジェット法(LB法)などの手 により第2発色層23を形成することができる

 そして、上記のように製造された第1基板 10の表示電極と、第2基板20の対向電極とをモ マー含有電解質層を介在させて対向配置さ る。すなわち、表示電極と対向電極との間 モノマー含有電解質層を充填させる。また 隔壁2内、すなわち凹部3内にモノマー含有 解質層を形成させる手法としては、スリッ コート、ナイフコート、リップコート、ダ コート、ディップコート、スクリーン印刷 インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラ ア印刷などの湿式コーティングなどの手法 挙げられる。モノマー含有電解質層は、第1 色層30及び電解質層31を形成する。モノマー 含有電解質層は、第1発色層30を形成させるた めに、少なくとも1種のπ電子系共役モノマー と電解質を含む。

 次に、表示電極と対向電極との間に、第1 発色層30及び電解質層31を形成する。ここで 、表示電極と対向電極に電圧を印加し、π電 子系共役モノマーを電気化学重合(電解重合) せることにより、表示電極に選択的にπ電 系共役高分子膜を製膜する。例えば、図7に されるEC表示素子を製造する場合、表示電 上、すなわち第1導電層11及び第2導電層13の にπ電子系共役高分子膜を製膜し、第1発色 30及び電解質層31を形成する。この際、用い π電子系共役モノマーの種類や製膜したい 極を加味した上で、表示電極、対向電極に 電圧・逆電圧のいずれを印加するか決定す ばよい。具体的には、モノマー含有電解質 を挟持する表示電極及び対向電極に電圧を 加する。これにより、モノマー含有電解質 のπ電子系共役モノマーと表示電極との間で 電子の授受が行われ、重合反応が開始する。 そして、表示電極上に、π電子系共役高分子 析出し、π電子系共役高分子膜を含む第1発 層30が形成される。そして、π電子系共役高 分子が析出し、残存するモノマー含有電解質 層が電解質層31となる。なお、第1発色層30及 電解質層31を形成した後に、必要に応じて 未反応π電子系共役モノマーを紫外線照射、 もしくは加熱処理によって失活させてもよい 。これにより、順電圧・逆電圧をかけて発色 /消色を繰り返す際に、対向電極にπ電子系共 役高分子が析出されることを抑制することが できる。

 また、電圧を印加する時間は、用いる導 層の導電性、π電子系共役モノマーの種類 電解質の種類などに応じて変わるので一概 は言えないが、印加電圧とともに電流値、 流密度などを測定しておき、電流値が一定 なってから十分時間経過させる程度とする もしくは、電気化学重合により製膜が進む 着色が観察される場合、電圧を印加する時 は、分光光度計によって色変化を測定して き、吸光度が一定値になってから十分時間 過させる程度とする。これによって、重合 応終了とみなすことが出来る。以上の工程 より、第1発色層30及び電解質層31が形成され 、EC表示素子が製造される。

 上記のEC表示素子の製造方法によれば、 壁2を有する第1基板10上に表示電極、電気的 線等を形成する。このため、従来のように 予め導電層が形成された基板を用意する工 、導電層をエッチングする工程、フォトリ グラフィーなどの手法により隔壁を設ける 程といった煩雑な工程を経る必要なくEC表 素子を作成できる。このため、生産性に優 、簡便にEC表示素子を製造することができる 。

 さらに、EC表示素子を組み立てた後に、π 電子系共役モノマーを電気化学的に重合させ るため、π電子系共役高分子膜が製膜された 板を別途用意する必要がない。これにより EC表示素子の生産性がさらに向上する。ま 、高価なπ電子系共役モノマーの使用量を必 要最低限に抑制できるため、低コスト化を実 現することができる。更には、電気化学重合 によって緻密な膜が形成されるため、発色ム ラがなく、優れたコントラスト、解像度、高 発色効率が実現される。

 なお、上記の製造方法においては、電気 学重合により、表示電極にπ電子系共役高 子膜を含む第1発色層30を形成したがこれに らない。例えば、表示電極と対向電極とを 向配置させる前に、上記の第2発色層23と同 の方法を用いて、表示電極上に第1発色層30 形成する。そして、電気化学重合により、 示電極と対向電極との間に、第2発色層23及 電解質層31を形成してもよい。また、電気化 学重合により、第1発色層30と第2発色層23を同 時に形成してもよい。このように、表示電極 及び対向電極のうち、少なくともいずれか一 方に選択的にπ電子系共役モノマー由来のπ 子系共役高分子膜を含む発色層を形成して よい。また、第1発色層30と第2発色層23を同 に形成する場合、モノマー含有電解質層は π電子系共役モノマーを2種類含んでいても い。また、それらの組み合わせとしては、 えば、酸化重合するタイプのp型と還元重合 るタイプのn型の組み合わせであったり、重 合電位の異なる2種類のp型またはn型であった りすればよい。

 以下、製造例および実施例により本発明を に具体的に説明するが、本発明はこれらの 施例に限定されるものではない。
[用いた試料]
ピロール(和光純薬)
アニリン(和光純薬)
3-メチルチオフェン(和光純薬)
2,5-ジクロロベンゾニトリル(和光純薬)
ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロ ホウ酸塩(BMIM-BF 4 )(和光純薬)
アセトニトリル(ACN)(和光純薬)
テトラヒドロフラン(THF)(和光純薬)
テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロリ ン酸塩(TBA-PF 6 )(和光純薬)
ヘキサフルオロリン酸アンモニウム(NH 4 PF 6 )(和光純薬)
p-トルエンスルホン酸(和光純薬)
ITO分散液(SUFP-HX:住友金属鉱山製)
ITO分散液(SC-K2:住友金属鉱山製)
酸化チタン(EC-700:チタン工業製)
PEDOT/PSS分散液(Baytron P HC V4:ティーエーケミ ル製)
ITOガラス基板(ジオマテック製)
スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロ ック共重合体(S2002:クラレ製スチレン系熱可 性エラストマー「セプトン」[登録商標])
ポリアニリン分散液(ポリアニリンスルホン 5質量%、純水95質量%の分散液)

[隔壁2を有する第1基板10の作製]
(i)第1基板aの作製
 まず、面積10mm×10mm、高さ40μmの凸部が正方 列し、且つ隣接する凸部が互いに10mm離れて 配列されているスタンパに、光硬化樹脂を充 填させた。そして、充填させた光硬化樹脂を 紫外線硬化することにより、ポリカーボネー トフィルム(厚み200μm:帝人化成製)上に、隔壁 2を形成し、隔壁2を有する第1基板aとした。

(ii)第1基板bの作製
 面積200μm×200μm、高さ20μmの凸部が正方配列 し、且つ隣接する凸部が互いに100μm離れて配 列されているスタンパに、光硬化樹脂を充填 させた。そして、充填させた光硬化樹脂を紫 外線硬化することにより、ポリカーボネート フィルム(厚み200μm:帝人化成製)上に、隔壁2 形成し、隔壁2を有する第1基板bとした。

(iii)第1基板cの作製
 面積100μm×100μm、高さ20μmの凸部が正方配列 し、且つ隣接する凸部が互いに50μm離れて配 されているスタンパに、光硬化樹脂を充填 せた。そして、充填させた光硬化樹脂を紫 線硬化することにより、ポリカーボネート ィルム(厚み200μm:帝人化成製)上に、隔壁2を 形成し、隔壁2を有する第1基板cとした。

(iv)第1基板dの作製
 一辺200μmの正六角形、高さ20μmの凸部が六 最密配置され、且つ隣接する凸部が互いに10 0μm離れて配列されているスタンパに、光硬 樹脂を充填させた。そして、充填させた光 化樹脂を紫外線硬化することにより、ポリ ーボネートフィルム(厚み200μm:帝人化成製) に、隔壁2を形成し、隔壁2を有する第1基板d した。

(v)第1基板eの作製
 一辺100μmの正六角形、高さ20μmの凸部が六 最密配置され、且つ隣接する凸部が互いに50 μm離れて配列されているスタンパに、光硬化 樹脂を充填させた。そして、充填させた光硬 化樹脂を紫外線硬化することにより、ポリカ ーボネートフィルム(厚み200μm:帝人化成製)上 に、隔壁2を形成し、隔壁2を有する第1基板e した。

(vi)第1基板fの作製
 面積10mm×10mm、高さ40μmの凸部が正方配列し 且つ隣接する凸部が互いに10mm離れて配列さ れているスタンパに、光硬化樹脂を充填させ た。そして、充填させた光硬化樹脂を紫外線 硬化することにより、ガラス基板上に、隔壁 2を形成し、隔壁2を有する第1基板fとした。

[第1基板10裏面の反射防止構造(モス・アイ構 )の作製]
(i)第1基板裏面Aの反射防止構造の作製
 230nmピッチ、230nm底面直径、230nm深さの円錐 形状が最密配置されたスタンパに、光硬化 脂を充填させた。そして、充填させた光硬 樹脂を紫外線硬化させることにより、ポリ ーボネートフィルム(厚み200μm:帝人化成製) に、反射防止構造を形成した。この反射防 構造が形成されたポリカーボネートフィル と、上記の隔壁2を有する第1基板10との裏面 同士を光硬化樹脂の紫外線硬化により貼り合 わせ、第1基板裏面Aを得た。

(ii)第1基板裏面Bの反射防止構造の作製
 250nmピッチ、150nm底面直径、150nm深さの円錐 形状が最密配置されたスタンパに、光硬化 脂を充填させた。そして、充填させた光硬 樹脂を紫外線硬化させることにより、ポリ ーボネートフィルム(厚み200μm:帝人化成製) に、反射防止構造を形成した。この反射防 構造が形成されたポリカーボネートフィル と、上記の隔壁2を有する第1基板10との裏面 同士を光硬化樹脂の紫外線硬化により貼り合 わせ、第1基板裏面Bを得た。

[第1導電層11の形成]
 上記の第1基板a~f上に、ITO分散液(SUFP-HX:住友 金属鉱山製)、もしくはPEDOT/PSS分散液を用い 、スクリーン印刷、もしくはインクジェッ 印刷により、基材上面領域6上、及び多くと 2つの隣接する基材上面領域6を連結するよ に第1導電層11を積層した。

[第2導電層13の形成]
 上記の第1導電層11を形成した第1基板10上に ITO分散液(SUFP-HX:住友金属鉱山製)、もしくは PEDOT/PSS分散液を用いて、スクリーン印刷、も しくはインクジェット印刷により、第1導電 11上に、多くとも2つの隣接する第1導電層11 形成された基材上面領域6を連結するように 2導電層13を積層した。

[絶縁層14の形成]
 上記の第2導電層13を形成した第1基板10上に 光硬化性樹脂の紫外線硬化により、スクリ ン印刷で、第2導電層13又は隔壁2上に絶縁層 14を積層した。尚、この際の紫外線硬化は完 硬化ではなく、半硬化とし、接着性を有す ように調整した。

[電極付第2基板の作製]
 第2基板20上に第3導電層21、第2発色層23、又 白色層22を積層し、電極付第2基板を形成し 。これらの積層させる順序としては、第2基 板20-第3導電層21、第2基板20-第3導電層21-白色 22、第2基板20-第3導電層21-第2発色層23、第2 板20-第3導電層21-第2発色層23-白色層22、第2基 板20-白色層22、第2基板20-白色層22-第2発色層23 の6通りであった。第2基板20としては、ポリ ーボネートフィルム(厚み200μm:帝人化成製) しくはガラス基板、第3導電層21としては、IT O分散液(SUFP-HX:住友金属鉱山製)、もしくはPEDO T/PSS分散液、第2発色層23としては、ポリアニ ン分散液、白色層22としては、ITO分散液(SC-K 2:住友金属鉱山製)もしくは酸化チタン(EC-700: タン工業製、純水20質量%の分散液)を用いた 。これらの積層法としては、スクリーン印刷 、もしくはインクジェット印刷を採用した。

 ここで、第1基板10上に表示電極等が形成さ た電極付第1基板の構成を表1に示す。尚、 1中のScrはスクリーン印刷、IJはインクジェ ト印刷を示す。
 また、第2基板20上に対向電極等が形成され 電極付第2基板の構成を表2に示す。尚、表2 のPCはポリカーボネートフィルム、Glassはガ ラス基板、白色ITOはITO分散液(SC-K2:住友金属 山製)、TiO x は酸化チタン(EC-700:チタン工業製、純水20質 %の分散液)、PANIはポリアニリン分散液、Scr スクリーン印刷、IJはインクジェット印刷を 示す。

実施例1.
 モノマー含有電解質層の材料として、0.01[ ル/l]のピロールを含むBMIM-BF 4 を調整した。すなわち、π電子系共役モノマ としてピロール、電解質としてイオン液体 あるBMIM-BF 4 を用いた。電極付第1基板1上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.01[モル/l]ピロー のBMIM-BF 4 溶液を4μl注入し、電極付第2基板1を用いて、 貼り合わせた後、紫外線硬化により接着させ た。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、ピロールの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに5分間電圧印 し続けた。これにより、重合反応が終了し 陽極に黒色のポリピロール膜が形成されて ることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリピロール膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリピロール膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色の色変化 示した。最後に、2枚の基板を剥がし、陰極 側を観察したところ、陰極側にポリピロール 膜が形成されていないことを確認した。

実施例2.
 モノマー含有電解質層の材料として、蒸留 に、0.05[モル/l]のアニリンと、0.05[モル/l]の p-トルエンスルホン酸と、0.1[モル/l]のNH 4 PF 6 を溶解させた混合液を調整した。すなわち、 π電子系共役モノマーとしてアニリン、支持 解質としてNH 4 PF 6 を用いた。電極付第1基板1上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.05[モル/l]アニリ /0.05[モル/l]p-トルエンスルホン酸/0.1[モル/l] NH 4 PF 6 の水溶液を4μl注入し、電極付第2基板2を用い て、貼り合わせた後、紫外線硬化により接着 させた。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、アニリンの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに15分間電圧印 加し続けた。これにより、重合反応が終了し 、陽極に紫色のポリアニリン膜が形成されて いることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリアニリン膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリアニリン膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色~緑色の 変化を示した。最後に、2枚の基板を剥がし 陰極側を観察したところ、陰極側にポリア リン膜が形成されていないことを確認した

実施例3.
 モノマー含有電解質層の材料として、ACNに 0.005[モル/l]の3-メチルチオフェンと0.05[モル /l]のTBA-PF 6 を溶解させた混合液を調整した。すなわち、 π電子系共役モノマーとして3-メチルチオフ ン、支持電解質としてTBA-PF 6 を用いた。電極付第1基板2上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.005[モル/l]3-メチ チオフェン/0.05[モル/l]TBA-PF 6 のACN溶液を4μl注入し電極付第2基板4を用いて 、貼り合わせた後、紫外線硬化により接着さ せた。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、3-メチルチオフェンの重合 反応を開始させた。そして、電流計の電流値 が一定値になるまで静置し、その後さらに15 間電圧印加し続けた。これにより、重合反 が終了し、陽極に赤色のポリ(3-メチルチオ ェン)膜が形成されていることが確認された 。すなわち、π電子系共役高分子膜としての リ(3-メチルチオフェン)膜を有する第1発色 30が形成されていることが確認された。確認 後、順電圧・逆電圧を反転させると、直ちに 陽極上のポリ(3-メチルチオフェン)膜はエレ トロクロミック性を示し、赤色~濃青色の色 化を示した。最後に、2枚の基板を剥がし、 陰極側を観察したところ、陰極側にポリ(3-メ チルチオフェン)膜が形成されていないこと 確認した。

実施例4.
 モノマー含有電解質層の材料として、THFに 0.01[モル/l]の2,5-ジクロロベンゾニトリルと0 .1[モル/l]のTBA-PF 6 を溶解させた混合液を調整した。すなわち、 π電子系共役モノマーとして2,5-ジクロロベン ゾニトリル、支持電解質としてTBA-PF 6 を用いた。電極付第1基板8上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.01[モル/l]2,5-ジク ロロベンゾニトリル/0.1[モル/l]TBA-PF 6 のTHF溶液を4μl注入し電極付第2基板3を用いて 、貼り合わせた後、紫外線硬化により接着さ せた。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、2,5-ジクロロベンゾニトリ の重合反応を開始させた。そして、電流計 電流値が一定値になるまで静置し、その後 らに30分間電圧印加し続けた。これにより 重合反応が終了し、陰極に茶褐色のポリ(ベ ゾニトリル-2,5-ジイル)膜が形成されている とが確認された。すなわち、π電子系共役 分子膜としてのポリ(ベンゾニトリル-2,5-ジ ル)膜を有する第1発色層30が形成されている とが確認された。確認後、順電圧・逆電圧 反転させると、直ちに陰極上のポリ(ベンゾ ニトリル-2,5-ジイル)膜はエレクトロクロミッ ク性を示し、茶褐色~薄茶色の色変化を示し 。最後に、2枚の基板を剥がし、陽極側を観 したところ、陽極側にポリ(ベンゾニトリル -2,5-ジイル)膜が形成されていないことを確認 した。

実施例5.
 モノマー含有電解質層の材料として、0.01[ ル/l]のピロールを含むBMIM-BF 4 を調整した。すなわち、π電子系共役モノマ としてピロール、電解質としてイオン液体 あるBMIM-BF 4 を用いた。電極付第1基板3上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.01[モル/l]ピロー のBMIM-BF 4 溶液を4μl注入し、電極付第2基板5を用いて、 貼り合わせた後、紫外線硬化により接着させ た。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、ピロールの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに5分間電圧印 し続けた。これにより、重合反応が終了し 陽極に黒色のポリピロール膜が形成されて ることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリピロール膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリピロール膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色の色変化 示した。最後に、2枚の基板を剥がし、陰極 側を観察したところ、陰極側にポリピロール 膜が形成されていないことを確認した。

実施例6.
 モノマー含有電解質層の材料として、0.001[ ル/l]のピロールを含むBMIM-BF 4 を調整した。すなわち、π電子系共役モノマ としてピロール、電解質としてイオン液体 あるBMIM-BF 4 を用いた。電極付第1基板9上の隔壁内に、イ クジェット印刷により、0.001[モル/l]ピロー のBMIM-BF 4 溶液を4μl注入し、電極付第2基板6を用いて、 貼り合わせた後、紫外線硬化により接着させ た。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、ピロールの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに5分間電圧印 し続けた。これにより、重合反応が終了し 陽極に黒色のポリピロール膜が形成されて ることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリピロール膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリピロール膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色の色変化 示した。最後に、2枚の基板を剥がし、陰極 側を観察したところ、陰極側にポリピロール 膜が形成されていないことを確認した。

実施例7.
 モノマー含有電解質層の材料として、ACNに 0.01[モル/l]の3-メチルチオフェンと0.1[モル/l ]のTBA-PF 6 を溶解させた混合液を調整した。すなわち、 π電子系共役モノマーとして3-メチルチオフ ン、支持電解質としてTBA-PF 6 を用いた。電極付第1基板4上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.01[モル/l]3-メチ チオフェン/0.1[モル/l]TBA-PF 6 のACN溶液を0.8nl注入し電極付第2基板7を用い 、貼り合わせた後、紫外線硬化により接着 せた。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、3-メチルチオフェンの重合 反応を開始させた。そして、電流計の電流値 が一定値になるまで静置し、その後さらに15 間電圧印加し続けた。これにより、重合反 が終了し、陽極に赤色のポリ(3-メチルチオ ェン)膜が形成されていることが確認された 。すなわち、π電子系共役高分子膜としての リ(3-メチルチオフェン)膜を有する第1発色 30が形成されていることが確認された。確認 後、順電圧・逆電圧を反転させると、直ちに 陽極上のポリ(3-メチルチオフェン)膜はエレ トロクロミック性を示し、赤色~濃青色の色 化を示した。最後に、2枚の基板を剥がし、 陰極側を観察したところ、陰極側にポリ(3-メ チルチオフェン)膜が形成されていないこと 確認した。

実施例8.
 モノマー含有電解質層の材料として、蒸留 に、0.05[モル/l]のアニリンと、0.05[モル/l]の p-トルエンスルホン酸と、0.1[モル/l]のNH 4 PF 6 を溶解させた混合液を調整した。すなわち、 π電子系共役モノマーとしてアニリン、支持 解質としてNH 4 PF 6 を用いた。電極付第1基板5上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.05[モル/l]アニリ /0.05[モル/l]p-トルエンスルホン酸/0.1[モル/l] NH 4 PF 6 の水溶液を0.2nl注入し電極付第2基板8を用い 、貼り合わせた後、紫外線硬化により接着 せた。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、アニリンの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに15分間電圧印 加し続けた。これにより、重合反応が終了し 、陽極に紫色のポリアニリン膜が形成されて いることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリアニリン膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリアニリン膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色~緑色の 変化を示した。最後に、2枚の基板を剥がし 陰極側を観察したところ、陰極側にポリア リン膜が形成されていないことを確認した

実施例9.
 モノマー含有電解質層の材料として、0.001[ ル/l]のピロールを含むBMIM-BF 4 を調整した。すなわち、π電子系共役モノマ としてピロール、電解質としてイオン液体 あるBMIM-BF 4 を用いた。電極付第1基板6上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.001[モル/l]ピロー ルのBMIM-BF 4 溶液を10nl注入し、電極付第2基板1を用いて、 貼り合わせた後、紫外線硬化により接着させ た。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、ピロールの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに5分間電圧印 し続けた。これにより、重合反応が終了し 陽極に黒色のポリピロール膜が形成されて ることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリピロール膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリピロール膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色の色変化 示した。最後に、2枚の基板を剥がし、陰極 側を観察したところ、陰極側にポリピロール 膜が形成されていないことを確認した。

実施例10.
 モノマー含有電解質層の材料として、0.001[ ル/l]のピロールを含むBMIM-BF 4 を調整した。すなわち、π電子系共役モノマ としてピロール、電解質としてイオン液体 あるBMIM-BF 4 を用いた。電極付第1基板7上の凹部3内に、イ ンクジェット印刷により、0.001[モル/l]ピロー ルのBMIM-BF 4 溶液を5nl注入し、電極付第2基板1を用いて、 り合わせた後、紫外線硬化により接着させ 。

 この2枚の基板に形成された電極に、1.5V 直流電源と電流計をつないで回路を形成さ た。回路を閉じて、電極それぞれに順電圧 逆電圧を印加し、ピロールの重合反応を開 させた。そして、電流計の電流値が一定値 なるまで静置し、その後さらに5分間電圧印 し続けた。これにより、重合反応が終了し 陽極に黒色のポリピロール膜が形成されて ることが確認された。すなわち、π電子系 役高分子膜としてのポリピロール膜を有す 第1発色層30が形成されていることが確認さ た。確認後、順電圧・逆電圧を反転させる 、直ちに陽極上のポリピロール膜はエレク ロクロミック性を示し、紫色~黄色の色変化 示した。最後に、2枚の基板を剥がし、陰極 側を観察したところ、陰極側にポリピロール 膜が形成されていないことを確認した。

比較例1.
 上記の実施例1で用いた電極付第1基板1の代 りに、すべての隣接する基材上面領域6と連 結する第1導電層11を積層させた電極付第1基 1-1を用いた。なお、それ以外は実施例1と同 の手法で実施した。この場合、受動型駆動 せることができず、意図しないアドレッシ グや、クロストーク(パネル上で、駆動して いない箇所へ駆動信号が漏れ込むこと)が確 された。

比較例2.
 上記の実施例1で用いた電極付第1基板1の代 りに、多くとも2つの隣接する第1導電層11が 形成された基材上面領域6のみならず、すべ の隣接する基材上面領域6と連結する第2導電 層13を積層させた電極付第1基板1-2を用いた。 なお、それ以外は実施例1と同様の手法で実 した。この場合、受動型駆動させることが きず、意図しないアドレッシングや、クロ トーク(パネル上で、駆動していない箇所へ 動信号が漏れ込むこと)が確認された。

比較例3.
 上記の実施例1で用いた電極付第1基板1の代 りに、絶縁層14を積層させない電極付第1基 1-3を用いた。なお、それ以外は実施例1と同 様の手法で実施した。この場合、陽極にポリ ピロール膜が形成されていることを確認でき なかった。

比較例4.
 ITOガラス基板上にPEDOT/PSS分散液を塗布し、 媒を乾燥させてPEDOT膜を形成した。すなわ 、ITOガラス基板上に、π電子系共役高分子膜 としてのPEDOT膜を有する第1発色層を形成した 。これを電極付第1基板10とする。そして、電 解質層31の材料として、ACNに、0.01[モル/l]のTB A-PF 6 を溶解させた混合液を1ml調整した。次に、厚 み40μmのS2002フィルムの1cm×1cmの面積をくり貫 き枠状になったものをスペーサー兼接着層と して用いた。そして、スペーサー内に、0.01[ ル/l]TBA-PF 6 のACN溶液を30μl注入し、電極付第1基板10とITO 挟み込んだ。この2枚のITOに、1.5Vの直流電 と電流計をつないで回路を形成させた。回 を閉じて、ITOそれぞれに順電圧・逆電圧を 加、反転させると、電極付第1基板10上のPEDOT 膜はエレクトロクロミック性を示し、約1分 ほどかけて濃青色~薄青色の色変化を終えた

 上記の実施例の結果を表3、比較例の結果 を表4に示す。

 比較例1、2のように、第1導電層11及び第2 電層13の少なくとも一方が全ての隣接する 材上面領域6と連結するように形成した場合 受動型駆動させることができなかった。こ は、意図しないアドレッシングや、クロス ークが起こるためである。また、比較例3の ように、絶縁層14を積層しない場合、π電子 共役モノマーの電気化学重合反応が進行し かった。これは、表示電極と対向電極とが 触しショートしたためである。また、比較 4のように、π電子系高分子を溶解もしくは 度に分散させた液を塗布し、乾燥させ製膜 る方法では、良好なπ電子系高分子膜を製膜 しにくいため、EC表示素子の応答が遅くなっ 。一方、実施例1~10のように、第1導電層11、 第2導電層13、及び絶縁層14に、本発明の構成 適用したことにより、受動型駆動させるこ ができた。また、実施例1~10のように、第1 色層30を電気化学重合によって形成すること により、緻密な膜を得ることができ、優れた 特性、品質のEC表示素子を得ることができた

 本発明は、例えば、隔壁を有する基板を えるエレクトロクロミック表示素子及びそ 製造方法に利用される。