(57)【要約】【課題】視覚的効果の高い表示を容易に得る。【解決手段】酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を含んだ電解質５が一対の電極３，３の間に挟持され、この一対の電極３，３の間の電圧によって電解質５中の発色材料を発色又は消色させて表示に供するエレクトロクロミック素子１において、一対の電極３，３の間の距離を表示領域ごとに相対的に変えた。また、一対の電極３，３の間の距離を相対的に短くしてその表示領域における表示速度を速くし、一対の電極３，３の間の距離を相対的に長くしてその表示領域における表示速度を遅くした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を含んだ電解質が一対の電極の間に挟持され、該一対の電極の間の電圧によって前記電解質を発色又は消色させて表示に供するエレクトロクロミック素子において、
前記一対の電極の間の距離を表示領域ごとに相対的に変えたことを特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項２】
前記一対の電極の間の距離を相対的に短くしてその表示領域における表示速度を速くし、前記一対の電極の間の距離を相対的に長くしてその表示領域における表示速度を遅くしたことを特徴とする請求項１記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３】
前記一対の電極の間にサイズの異なる絶縁性のビーズを挟持させて該一対の電極の間の距離を変えたことを特徴とする請求項１又は２記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項４】
前記一対の電極の間に厚みの異なる絶縁シートを挟持させて該一対の電極の間の距離を変えたことを特徴とする請求項１又は２記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項５】
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極が形成される基板を削り込んで該一対の電極の間の距離を変えたことを特徴とする請求項１又は２記載のエレクトロクロミック素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示材料を含んだ電解質が一対の電極の間に挟持され、電解質中の表示材料（発色材料）を発色又は消色させて表示に供するエレクトロクロミック素子に係り、表示領域ごとに表示速度を変えて視覚的効果を高めたエレクトロクロミック素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示材料を含んだ電解質が一対の電極の間に挟持された表示装置として、酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を表示材料としたエレクトロクロミック素子が知られている。
【０００３】
エレクトロクロミック素子は、一対の電極の間に印加される電圧によって電解質中の発色材料が光学的吸収や光学的反射を変化させて発色又は消色し、これを表示に供する表示装置であり、電子ペーパー、ペーパーライクディスプレイ、デジタルペーパーなどとも呼ばれている。
【０００４】
図５（ａ）に示すように、従来のエレクトロクロミック素子２１は、一定距離をあけて対向配置されている一対の基板２２，２２と、各基板２２，２２の対向した面に形成されている電極２３，２３とを有しており、一対の基板２２，２２の間、すなわち、一対の電極２３，２３の間には、スペーサとして例えば所定直径（５０〜２５０μｍ程度）の絶縁性のビーズ２４が挟持されている。ビーズ２４は、一対の電極２３，２３の間の距離を保持するために、実際は一対の電極２３，２３の間に散在している。また、一対の電極２３，２３の間には、酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を表示材料として含んだゲル状の電解質２５が挟持されている。
【０００５】
上述したエレクトロクロミック素子２１では、基板２２が透明基板であるとともに、電極２３が透明電極（ＩＴＯ）であり、いずれか一方の電極２３が表示画像の形状にパターニングされている。ここでは、電極２３が図５（ｂ）に示すような「ＡＢＣＤ」の文字にパターニングされている。
【０００６】
また、一対の基板２２，２２は上下にずれて配置されており、一方の基板２２の電極２３のうち、他方の基板２２に対面していない部分から外部導線２６を引き出して電源２７に接続されている。
【０００７】
このような構成では、電源２７から一対の電極２３，２３の間に電圧を印加すると、表示画像の形状にパターニングされた一方の電極２３と他方の電極２３の間の電解質中の発色材料が光学的吸収や光学的反射を変化させて発色又は消色し、表示部２８に「ＡＢＣＤ」の文字が表れたり、消えたりする。
【０００８】
一般に、エレクトロクロミック素子は、電解質中の発色材料に対して発色に十分なイオンを注入する必要があるため表示に時間がかかってしまう。そのため、通常は表示速度が要求されないようなディスプレイなどに適用される。また、エレクトロクロミック素子の発色濃度は、電圧の大きさとその印加時間によって制御可能である。
【０００９】
下記特許文献１には、エレクトロクロミック薄膜に印加する対称性電圧の波高値、周波数、パルス数を制御することで表示態様（階調や表示速度）を制御する方法が開示されている。この制御方法によれば、エレクトロクロミック素子に波高値、周波数、パルス数が制御された電圧を電流方向限定素子及び電流計測システムを介して印加することで、階調制御した状態で高速表示が可能となる。
【特許文献１】特開２００８−３９８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図５に示すような従来のエレクトロクロミック素子２１における表示態様は、例えば表示画像「ＡＢＣＤ」の一文字を一つの表示領域とすると、図６に示すように、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の四つの表示領域が同等の表示速度で同時に発色又は消色するという単純なものであった。
【００１１】
また、例えば表示領域ごとに表示速度を変えて表示するためには、各表示領域における一対の電極２３，２３の間の電圧の印加に時間差を設ければよいが、それを実現するには、エレクトロクロミック素子２１が外部回路などを備え、表示領域ごとの電圧印加のタイミングを制御する必要がある。ところが、外部回路などを備えると素子２１が大型化するうえ、電圧制御は非常に煩雑である。
【００１２】
さらに、上記特許文献１においても同様に、表示領域ごとに表示速度を変えるためには表示領域ごとの電圧の印加に時間差を設けなければならず、その制御は煩雑である。
【００１３】
そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、且つ表示領域ごとの電圧印加タイミングの制御を必要とせずに視覚的効果の高い表示が容易に得られるエレクトロクロミック素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明による請求項１記載のエレクトロクロミック素子は、酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を含んだ電解質５が一対の電極３，３の間に挟持され、該一対の電極３，３の間の電圧によって前記電解質５を発色又は消色させて表示に供するエレクトロクロミック素子１において、
前記一対の電極３，３の間の距離を表示領域ごとに相対的に変えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載のエレクトロクロミック素子は、前記一対の電極３，３の間の距離を相対的に短くしてその表示領域における表示速度を速くし、前記一対の電極３，３の間の距離を相対的に長くしてその表示領域における表示速度を遅くしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載のエレクトロクロミック素子は、前記一対の電極３，３の間にサイズの異なる絶縁性のビーズ４ａ，４ｂを挟持させて該一対の電極３，３の間の距離を変えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項４記載のエレクトロクロミック素子は、前記一対の電極３，３の間に厚みの異なる絶縁シート９ａ，９ｂを挟持させて該一対の電極３，３の間の距離を変えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項５記載のエレクトロクロミック素子は、前記一対の電極３，３のうちの少なくとも一方の電極３が形成される基板２（２ａ）を削り込んで該一対の電極３，３の間の距離を変えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエレクトロクロミック素子によれば、一対の電極の間の距離が異なれば電解質中の発色材料の発色又は消色にかかる時間が異なるという特性を利用して、一対の電極の間の距離を表示領域ごとに変えることによって表示領域ごとの表示速度を可変することができる。具体的には、例えば縦、横、斜めなどに連続する複数の表示領域がある表示画像において、表示領域ごとに一対の電極の間の距離を段階的に変えることでグラデーション表示のような視覚的効果の高い表示が可能となる。つまり、一対の電極の間の距離を変えただけという簡素な構成で、且つ電圧印加タイミングの制御を必要とせずに視覚的効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１（ａ）は本発明によるエレクトロクロミック素子の一実施の形態を示す断面図、（ｂ）は同実施の形態を示す平面図、図２（ａ）〜（ｄ）は同実施の形態の表示態様を示す図である。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、エレクトロクロミック素子１は、所定距離をあけて対向配置されている一対の基板２，２と、各基板２，２の対向した面に形成されている電極３，３とを有している。基板２はガラスフィルムなどの透明基板であり、電極３は透明電極（ＩＴＯ）である。また、一対の基板２，２、すなわち、一対の電極３，３の間には、スペーサとしてガラスビーズなどの絶縁性のビーズ４（４ａ，４ｂ）が挟持されている。これらのビーズ４ａ，４ｂは所定直径（５０〜２５０μｍ程度）の範囲内で二つの異なるサイズからなる。このエレクトロクロミック素子１は、大小のビーズ４ａ，４ｂが挟持されることで一対の電極３，３の間の距離を相対的に変えている。これにより、図１では背面の基板２が傾斜し、一対の電極３，３の間の距離は、左側が最も短く、右側が最も長くなっている。なお、ビーズ４ａ，４ｂは、一対の電極３，３の間の両端部にサイズによって分かれて散在している。また、一対の基板２，２の外周部分は樹脂などで密封されている。
【００２２】
さらに、一対の電極３，３の間には、酸化・還元により発色と消色を繰り返すことができる発色材料を表示材料として含んだゲル状の電解質５が挟持されている。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、エレクトロクロミック素子１は、いずれか一方の電極３が表示画像の形状（「ＡＢＣＤ」の文字）にパターニングされている。なお、パターニングの他に、例えばいずれか一方の基板２と電極３の間に表示画像が型抜きされたシートが設けられて表示画像を形成するようにしてもよい。
【００２４】
また、一対の基板２，２は上下にずれて配置されており、一方の基板２の電極３のうち、他方の基板２に対面していない部分から外部導線６を引き出して電源７に接続されている。
【００２５】
エレクトロクロミック素子１では、電源７から一対の電極３，３の間に電圧を印加すると、「ＡＢＣＤ」の文字にパターニングされた一方の電極３と他方の電極３の間の電解質中の発色材料が光学的吸収や光学的反射を変化させて発色又は消色し、表示部８に「ＡＢＣＤ」の文字が表れたり、消えたりする。ここでは、「ＡＢＣＤ」の文字のうちの一文字を表示画像における一つの表示領域としている。
【００２６】
さらに、エレクトロクロミック素子１では、図１（ａ）の矢印の順に発色材料が発色又は消色し、その表示態様（発色時）は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、まず、第一の表示領域「Ａ」が表示され、次に第二の表示領域「Ｂ」、次に第三の表示領域「Ｃ」、最後に第四の表示領域「Ｄ」の順に段階的に表示、つまり、グラデーション表示されるようになる。
【００２７】
上述した実施の形態によれば、一対の電極３，３の間の距離を表示領域ごとに変えることによって表示領域ごとの表示速度を可変することができる。これにより、まず、一対の電極３，３の間の距離が短い第一の表示領域「Ａ」が表示され、第二の表示領域「Ｂ」、第三の表示領域「Ｃ」の順に表示され、最後に一対の電極３，３の間の距離が最も長い第四の表示領域「Ｄ」が表示されるようなグラデーション表示が可能となり、視覚的効果を高めることができる。
【００２８】
また、一対の電極３，３の間にサイズの異なるビーズ４ａ，４ｂが挟持されているため、大小のビーズ４ａ，４ｂの間における一対の電極３，３の間の距離が連続的に変わり、グラデーション表示に有効となる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、一対の電極の間の距離をサイズの異なるビーズ４ａ，４ｂによって調整しているが、図３（ａ）に示すように、一対の電極３，３の間に厚さの異なる絶縁シート９ａ，９ｂが挟持されている構成としてもよい。これにより、上述した実施の形態と同様に一対の電極３，３の間の距離を連続的に変えることができ、グラデーション表示に有効となる。
【００３０】
また、図３（ｂ）に示すように、一対の電極３，３の間に同等の厚さの絶縁シート１０が積層数を異にして挟持されている構成としてもよい。これにより、上述した実施の形態と同様に一対の電極３，３の間の距離を連続的に変えることができ、グラデーション表示に有効となる。
【００３１】
さらに、図４に示すように、一対の電極３，３の間の距離を少なくともいずれか一方の基板２（２ａ）を削り込んでいる構成としてもよい。このような基板２ａの削り込みは、背面の基板２ａが着色処理された反射型のエレクトロクロミック素子１１に適用可能となる。なお、電極３は、基板２ａを削り込んだ後に蒸着などによって形成される。この構成によれば、従来のエレクトロクロミック素子２１（図５（ａ）参照）と外形が変わることなく、一対の電極３，３の間の距離を変えて視覚的効果の高い表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）本発明によるエレクトロクロミック素子の実施の形態を示す断面図である。  （ｂ）同実施の形態を示す平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）同実施の形態の表示態様を示す説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ）他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】（ａ）従来のエレクトロクロミック素子を示す断面図である。  （ｂ）従来のエレクトロクロミック素子を示す平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）従来のエレクトロクロミック素子の表示態様を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…エレクトロクロミック素子
２…基板
３…電極
４ａ，４ｂ…ビーズ
５…電解質
９ａ，９ｂ…絶縁シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010066585.tif 000007
【図６】
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