(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第１エレクトロクロミック物質を含む１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含む第１サブピクセルと、
電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第２エレクトロクロミック物質を含む１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、
を有することを特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項２】
前記第１サブピクセルの一面に位置する第１ａ電極と、
前記第１サブピクセルの他の一面に位置する第１ｂ電極と、
前記第２サブピクセルの一面に位置する第２ａ電極と、
前記第２サブピクセルの他の一面に位置する第２ｂ電極と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３】
前記第１ａ電極及び前記第２ａ電極にはそれぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられ、前記第１ｂ電極及び前記第２ｂ電極にはそれぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項４】
前記第１エレクトロクロミック物質及び前記第２エレクトロクロミック物質は互いに相違し、それぞれ独立的にｎタイプ物質、ｐタイプ物質、またはこれらの組み合わせを含む物質であることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項５】
前記第１エレクトロクロミック物質及び前記第２エレクトロクロミック物質は、互いに相違し、それぞれ独立的にｎタイプ金属酸化物、ビオロゲン系化合物、フタレート系化合物、ピリジン系化合物、アントラキノン系化合物、還元変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｎタイプ物質、ｐタイプ金属酸化物、フェニルアミン系化合物、アミノキノン系化合物、希土類系有機化合物、フタロシアニン系化合物、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）系化合物、フェノキサチイン（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｉｎｅ）系化合物、ジベンゾジオキシン（ｄｉｂｅｎｚｏｄｉｏｘｉｎ）系化合物、染料系化合物、酸化変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせから選択される１つを含むことを特徴とする請求項４に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項６】
前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は前記色を独立的に表示することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項７】
第１電圧で前記第１エレクトロクロミック物質は透明を表し、第２電圧及び第３電圧で前記第１エレクトロクロミック物質は前記少なくとも二つの色のいずれか一つをそれぞれ表示することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項８】
前記第１電圧で前記第２エレクトロクロミック物質は透明を表し、前記第２電圧及び前記第３電圧で前記第２エレクトロクロミック物質は黒色及び黒色以外の少なくとも一つの色のいずれか一つをそれぞれ表示することを特徴とする請求項７に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項９】
前記第２電圧で前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色と前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色とは互いに相違することを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１０】
前記第３電圧で前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色と前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色とは互いに相違することを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１１】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、及び青色のいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、青色、及び黒色のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１２】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、及びイエローのいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、及び黒色のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１３】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色は、それぞれシアン、マゼンタ、及びイエローのいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色は、それぞれ赤色、緑色、青色、及び黒色のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１４】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色は、それぞれ赤色、緑色、及び青色のいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色は、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、及び黒色のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１５】
前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルは、第１電圧で透明を表し、第２電圧及び第３電圧において、前記第１サブピクセルは前記少なくとも二つの色のいずれか一つをそれぞれ表示し、前記第２サブピクセルは黒色及び前記黒色以外の少なくとも一つの色のいずれか一つをそれぞれ表示し、
前記第２電圧で前記第１サブピクセルが表示する色と前記第２サブピクセルが表示する色は互いに相違し、前記第３電圧で前記第１サブピクセルが表示する色と前記第２サブピクセルが表示する色は互いに相違することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１６】
前記第１電解質は前記第１エレクトロクロミック層と相反するタイプの物質を含み、前記第２電解質は前記第２エレクトロクロミック層と相反するタイプの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１７】
前記第１サブピクセルと前記第２サブピクセルとは間隔材を介在して分離されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１８】
前記第１サブピクセルは第１反射層をさらに含み、前記第１エレクトロクロミック層と前記第１反射層とは、前記第１電解質を介在して対向することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項１９】
前記第２サブピクセルは第２反射層をさらに含み、前記第２エレクトロクロミック層と前記第２反射層とは、前記第２電解質を介在して対向することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２０】
前記エレクトロクロミック素子は複数のピクセルを含み、
前記それぞれのピクセルは、前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルを含むことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２１】
基板、及び該基板上に位置する少なくとも一対の電極をさらに含み、
前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルを含むピクセルは、前記少なくとも一対の電極の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２２】
前記ピクセルは、前記第１サブピクセルと前記第２サブピクセルとを分離する少なくとも一つの間隔材を含み、
前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルは、前記少なくとも一対の電極のいずれか一対の間に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２３】
前記少なくとも一対の電極のいずれか一対は、不透明電極を含むことを特徴とする請求項２２に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２４】
前記不透明電極は反射層を含み、
前記第１電解質及び前記第２電解質の少なくとも一つは、前記反射層の上に配置されることを特徴とする請求項２３に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２５】
少なくとも一つの反射層をさらに含み、
前記少なくとも一つの反射層は、前記少なくとも一対の電極のいずれか一対の電極のいずれか一つの電極上に配置されることを特徴とする請求項２２に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２６】
前記少なくとも一対の電極を通じて前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルに、同一のまたは相異なる電圧を加えるように設定された制御器をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２７】
前記ピクセルは二対の電極と連結されており、
前記第１サブピクセルは前記二対の電極のいずれか一対の電極の間に配置され、
前記第２サブピクセルは前記二対の電極のうちの他の一対の電極の間に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２８】
前記基板は、ガラス及び透明高分子から選択される一つを含むことを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項２９】
前記基板は、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンエーテルフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、及びポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）より選択される少なくとも一つを含む透明高分子を含むことを特徴とする請求項２８に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３０】
下部電極層と、
電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第１エレクトロクロミック物質を含む１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含み前記下部電極層と連結される第１サブピクセルと、
電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第２エレクトロクロミック物質を含む１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み前記下部電極層と連結され、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、
前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルの上に配置される上部電極層と、
を有することを特徴とするピクセル構造体。
【請求項３１】
請求項３０に記載のピクセル構造体を複数個有することを特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項３２】
請求項３１に記載のエレクトロクロミック素子を含み、
スマートウィンドウ（ｓｍａｒｔｗｉｎｄｏｗ）、表示素子（ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）、及び透明表示素子（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）のうちの一つを有することを特徴とする電子素子。
【請求項３３】
少なくとも一対の電極と連結されるピクセル構造体を含み、
前記ピクセル構造体は、電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含む第１サブピクセルと、
電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、を有することを特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項３４】
前記第１エレクトロクロミック層は前記第２エレクトロクロミック層とは異なる物質を少なくとも一つ含み、
前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は、それぞれ独立的にｎタイプ物質、ｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含むことを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３５】
前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は、それぞれ独立的にｎタイプ金属酸化物、ビオロゲン系化合物、フタレート系化合物、ピリジン系化合物、アントラキノン系化合物、還元変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つを含むｎタイプ物質、ｐタイプ金属酸化物、フェニルアミン系化合物、アミノキノン系化合物、希土類系有機化合物、フタロシアニン系化合物、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）系化合物、フェノキサチイン（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｉｎｅ）系化合物、ジベンゾジオキシン（ｄｉｂｅｎｚｏｄｉｏｘｉｎ）系化合物、染料系化合物、酸化変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つを含むｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含むことを特徴とする請求項３４に記載の  エレクトロクロミック素子。
【請求項３６】
前記第１エレクトロクロミック層は、下記の化学式１で表される化合物、下記の化学式２で表される化合物、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含む第１エレクトロクロミック物質を含むことを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロクロミック素子。
【化１】
0006046412.tif 000032
【化２】
0006046412.tif 000033
【請求項３７】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３で表される化合物、下記の化学式４で表される化合物、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含む第２エレクトロクロミック物質を含むことを特徴とする請求項３６に記載のエレクトロクロミック素子。
【化３】
0006046412.tif 000034
【化４】
0006046412.tif 000035
【請求項３８】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３で表される化合物、下記の化学式４で表される化合物、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含む第２エレクトロクロミック物質を含むことを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロクロミック素子。
【化３】
0006046412.tif 000036
【化４】
0006046412.tif 000037
【請求項３９】
前記第１エレクトロクロミック層は、下記の化学式１−１及び１−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対、または下記の化学式２−１及び２−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対を含むことを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロクロミック素子。
【化１−１】
0006046412.tif 000038
【化１−２】
0006046412.tif 000039
【化２−１】
0006046412.tif 000040
【化２−２】
0006046412.tif 000041
【請求項４０】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３−１及び３−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対、または下記の化学式４−１及び４−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対を含むことを特徴とする請求項３９に記載のエレクトロクロミック素子。
【化３−１】
0006046412.tif 000042
【化３−２】
0006046412.tif 000043
【化４−１】
0006046412.tif 000044
【化４−２】
0006046412.tif 000045
【請求項４１】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３−１及び３−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対、または下記の化学式４−１及び４−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対を含むことを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロクロミック素子。
【化３−１】
0006046412.tif 000046
【化３−２】
0006046412.tif 000047
【化４−１】
0006046412.tif 000048
【化４−２】
0006046412.tif 000049
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック素子及びピクセル構造体並びに電子素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミック（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）とは、電圧を印加した時に電界方向によって可逆的に色が変化する現象をいい、エレクトロクロミック物質とは、電気化学的酸化及び還元反応によって材料の光特性が可逆的に変化できる物質をいう。すなわち、エレクトロクロミック物質は、電界が印加されない時に色を表示しないが、電界が印加されると色を表示することができ、またはこれとは反対に、電界が印加されない時に色を表示するが、電界が印加されると色が消滅するか、または他の色に変化する特性を有する。
【０００３】
エレクトロクロミック物質は、このような特性を利用して、電圧によって光透過特性が変化するエレクトロクロミック素子（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）に応用されている。
エレクトロクロミック素子は、スマートウィンドウ（ｓｍａｒｔ  ｗｉｎｄｏｗ）のような光透過特性を利用する素子に応用されるだけでなく、最近は優れた軽量性及び携帯性によって電子紙のような表示装置（ｄｉｓｐｌａｙ）にも応用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、解像度を高め、色特性を改善して、高効率、高純度の色を実現することができるエレクトロクロミック素子及びピクセル構造体並びに電子素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるエレクトロクロミック素子は、電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第１エレクトロクロミック物質を含む１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含む第１サブピクセルと、電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第２エレクトロクロミック物質を含む１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、を有することを特徴とする。
【０００６】
前記エレクトロクロミック素子は、前記第１サブピクセルの一面に位置する第１ａ電極と、前記第１サブピクセルの他の一面に位置する第１ｂ電極と、前記第２サブピクセルの一面に位置する第２ａ電極と、前記第２サブピクセルの他の一面に位置する第２ｂ電極と、をさらに含むことが好ましい。
前記第１ａ電極及び前記第２ａ電極にはそれぞれ同一のまたは互いに異なる電圧を加えられ、前記第１ｂ電極及び前記第２ｂ電極にはそれぞれ同一のまたは互いに異なる電圧を加えられることが好ましい。
【０００７】
前記第１エレクトロクロミック物質及び前記第２エレクトロクロミック物質は互いに相違し、それぞれ独立的にｎタイプ物質、ｐタイプ物質、またはこれらの組み合わせを含む物質とすることが好ましい。
前記第１エレクトロクロミック物質及び前記第２エレクトロクロミック物質は、互いに相違し、それぞれ独立的にｎタイプ金属酸化物、ビオロゲン系化合物、フタレート系化合物、ピリジン系化合物、アントラキノン系化合物、還元変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｎタイプ物質、ｐタイプ金属酸化物、フェニルアミン系化合物、アミノキノン系化合物、希土類系有機化合物、フタロシアニン系化合物、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）系化合物、フェノキサチイン（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｉｎｅ）系化合物、ジベンゾジオキシン（ｄｉｂｅｎｚｏｄｉｏｘｉｎ）系化合物、染料系化合物、酸化変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせから選択される１つを含むことが好ましい。
【０００８】
前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は、前記色を独立的に表示することが好ましい。
第１電圧で前記第１エレクトロクロミック物質は透明を表し、第２電圧及び第３電圧で前記第１エレクトロクロミック物質は前記少なくとも二つの色のいずれか一つをそれぞれ表示することが好ましい。
【０００９】
前記第１電圧で前記第２エレクトロクロミック物質は透明を表し、前記第２電圧及び前記第３電圧で前記第２エレクトロクロミック物質は黒色及び黒色以外の少なくとも一つの色のいずれか一つをそれぞれ表示することが好ましい。
前記第２電圧で前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色と前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色とは互いに相違することが好ましい。また、前記第３電圧で前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色と前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色とは互いに相違することが好ましい。
【００１０】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、及び青色のいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、青色、及び黒色のいずれか一つを含むことが好ましい。
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、及びイエローのいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、及び黒色のいずれか一つを含むことが好ましい。
【００１１】
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、及びイエローのいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、青色、及び黒色のいずれか一つを含むことが好ましい。
前記第２電圧及び前記第３電圧において、前記第１エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれ赤色、緑色、及び青色のいずれか一つを含み、前記第２エレクトロクロミック物質が表示する色はそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、及び黒色のいずれか一つを含むことが好ましい。
【００１２】
前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルは、第１電圧で透明を表し、第２電圧及び第３電圧において、前記第１サブピクセルは前記少なくとも二つの色のいずれか一つをそれぞれ表示し、前記第２サブピクセルは黒色及び前記黒色以外の少なくとも一つの色のいずれか一つをそれぞれ表示し、前記第２電圧における前記第１サブピクセルが表示する色と前記第２サブピクセルが表示する色は互いに相違し、前記第３電圧における前記第１サブピクセルが表示する色と前記第２サブピクセルが表示する色は互いに相違することが好ましい。
【００１３】
前記第１電解質は前記第１エレクトロクロミック層と相反するタイプの物質を含み、前記第２電解質は前記第２エレクトロクロミック層と相反するタイプの物質を含むことが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子において、前記第１サブピクセルと前記第２サブピクセルは間隔材を介在して分離されることが好ましい。
【００１４】
前記エレクトロクロミック素子において、前記第１サブピクセルは第１反射層をさらに含み、前記第１エレクトロクロミック層と前記第１反射層とは前記第１電解質を介在して対向することが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子において、前記第２サブピクセルは第２反射層をさらに含み、前記第２エレクトロクロミック層と前記第２反射層とは前記第２電解質を介在して対向することが好ましい。
【００１５】
前記エレクトロクロミック素子は複数のピクセルを含み、前記それぞれのピクセルは前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルを含むことが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子は、基板、及び前記基板上に位置する少なくとも一対の電極をさらに含み、前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルを含むピクセルは前記少なくとも一対の電極の間に配置されることが好ましい。
【００１６】
前記ピクセルは前記第１サブピクセルと前記第２サブピクセルとを分離する少なくとも一つの間隔材を含み、前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルは、前記少なくとも一対の電極のいずれか一対の間に配置されることが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子において、前記少なくとも一対の電極のうちの一対は不透明電極を含むことが好ましい。
【００１７】
前記エレクトロクロミック素子において、前記不透明電極は反射層を含み、前記第１電解質及び前記第２電解質の少なくとも一つは、前記反射層の上に配置されることが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子は、少なくとも一つの反射層をさらに含み、前記少なくとも一つの反射層は、前記少なくとも一対の電極のいずれか一対の電極のいずれか一つの電極上に配置されることが好ましい。
【００１８】
前記エレクトロクロミック素子は、前記少なくとも一対の電極を通じて前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルに、同一のまたは相異なる電圧を加えるように設定された制御器をさらに含むことが好ましい。
前記エレクトロクロミック素子において、前記ピクセルは二対の電極と連結されており、前記第１サブピクセルは前記二対の電極のいずれか一対の電極の間に配置され、前記第２サブピクセルは前記二対の電極のうちの他の一対の電極の間に配置されることが好ましい。
【００１９】
前記エレクトロクロミック素子において、前記基板はガラス及び透明高分子から選択される一つを含むことが好ましい。
前記基板は、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンエーテルフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、及びポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）より選択される少なくとも一つを含む透明高分子を含むことが好ましい。
【００２０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるピクセル構造体は、下部電極層と、電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第１エレクトロクロミック物質を含む１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含み前記下部電極層と連結される第１サブピクセルと、電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第２エレクトロクロミック物質を含む１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み前記下部電極層と連結され、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、前記第１サブピクセル及び前記第２サブピクセルの上に配置される上部電極層と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるエレクトロクロミック素子は、前記ピクセル構造体を複数個有することを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電子素子は、前記エレクトロクロミック素子を含み、スマートウィンドウ（ｓｍａｒｔｗｉｎｄｏｗ）、表示素子（ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）、及び透明表示素子（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）のうちの一つを有することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するためになされた本発明の更に他の態様によるエレクトロクロミック素子は、少なくとも一対の電極と連結されるピクセル構造体を含み、前記ピクセル構造体は、電圧によって透明及び少なくとも黒色以外の二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する１つの第１エレクトロクロミック層及び該第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含む第１サブピクセルと、電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する１つの第２エレクトロクロミック層及び該第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質を含み、前記第１サブピクセルに並置される第２サブピクセルと、を有することを特徴とする。
【００２４】
前記エレクトロクロミック素子において、前記第１エレクトロクロミック層は前記第２エレクトロクロミック層とは異なる物質を少なくとも一つ含み、前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は、それぞれ独立的にｎタイプ物質、ｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含むことが好ましい。
前記第１エレクトロクロミック層及び前記第２エレクトロクロミック層は、それぞれ独立的にｎタイプ金属酸化物、ビオロゲン系化合物、フタレート系化合物、ピリジン系化合物、アントラキノン系化合物、還元変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つを含むｎタイプ物質、ｐタイプ金属酸化物、フェニルアミン系化合物、アミノキノン系化合物、希土類系有機化合物、フタロシアニン系化合物、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）系化合物、フェノキサチイン（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｉｎｅ）系化合物、ジベンゾジオキシン（ｄｉｂｅｎｚｏｄｉｏｘｉｎ）系化合物、染料系化合物、酸化変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つを含むｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含むことが好ましい。
【００２５】
前記第１エレクトロクロミック層は、下記の化学式１で表される化合物、下記の化学式２で表される化合物、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含む第１エレクトロクロミック物質を含むことが好ましい。
【化１】
0006046412.tif 000002
【化２】
0006046412.tif 000003
【００２６】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３で表される化合物、下記の化学式４で表される化合物、及びこれらの組み合わせより選択される一つを含む第２エレクトロクロミック物質を含むことが好ましい。
【化３】
0006046412.tif 000004
【化４】
0006046412.tif 000005
【００２７】
前記第１エレクトロクロミック層は、下記の化学式１−１及び１−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対、または下記の化学式２−１及び２−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対を含むことが好ましい。
【化１−１】
0006046412.tif 000006
【化１−２】
0006046412.tif 000007
【化２−１】
0006046412.tif 000008
【化２−２】
0006046412.tif 000009
【００２８】
前記第２エレクトロクロミック層は、下記の化学式３−１及び３−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対、または下記の化学式４−１及び４−２で表される化合物を含むエレクトロクロミック物質対を含むことが好ましい。
【化３−１】
0006046412.tif 000010
【化３−２】
0006046412.tif 000011
【化４−１】
0006046412.tif 000012
【化４−２】
0006046412.tif 000013
【発明の効果】
【００２９】
本発明のエレクトロクロミック素子によれば、カラーフィルタ、三原色のサブピクセル、または三原色パネルの積層構造を採用しなくても、電圧を変化させながら多様な色を表現することができる。このことにより、工程を単純化することができるだけではなく、カラーフィルタによって損失する光を減少させて効率を改善することができ、解像度を高めることによって色特性も改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子における電圧の印加による電気化学的反応によって各サブピクセルで表示される色の例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子における電圧の印加による電気化学的反応によって各サブピクセルで表示される色の例を示す図である。
【図４】本発明他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【図５】本発明他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【図７】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧による色変化を示す写真である。
【図８】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧による光の反射率を示すグラフである。
【図９】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧によって変化する色座標である。
【図１０】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧による色変化を示す写真である。
【図１１】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧による光の反射率を示すグラフである。
【図１２】実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧によって変化する色座標である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の具体例を、詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実現形態に限られない。
【００３２】
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては、同一の図面符号を付けた。層、膜、基板などの部分が他の構成要素の「上」にあるという場合、これは他の構成要素の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の構成要素がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという場合には、中間に他の部分がないことを意味する。
本明細書で別途の定義がない限り、「組み合わせ」とは、一般には混合、化学結合または共重合を意味する。ここで、「共重合」とは、ブロック共重合、ランダム共重合またはグラフト共重合を意味する。
【００３３】
本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子は、電圧によって透明及び少なくとも二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第１エレクトロクロミック物質を含む第１エレクトロクロミック層と、第１エレクトロクロミック層に接触する第１電解質を含む第１サブピクセルと、電圧によって透明、黒色（ｂｌａｃｋ）、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する第２エレクトロクロミック物質を含む第２エレクトロクロミック層と、第２エレクトロクロミック層に接触する第２電解質とを含む第２サブピクセルとを有する。
【００３４】
以下、本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【００３５】
図１を参照すると、本実施形態によるエレクトロクロミック素子１００は、互いに対向して、間隔材４０によって固定されている下部基板１０及び上部基板２０と、下部基板１０及び上部基板２０のそれぞれの一面に位置する下部電極１２及び上部電極２２と、下部電極１２と上部電極２２の間で間隔材４０によって分離されている第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３を含み、エレクトロクロミック素子１００のピクセルは第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３を含む。
【００３６】
図１において、下部電極１２が第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３の下部で一つに連結された形態を示したが、これに限定されるものではなく、下部電極は、第１サブピクセル７１の下部に位置する第１下部電極及び前記第２サブピクセル７３の下部に位置する第２下部電極に、分離されていることも可能である。この場合、第１下部電極及び第２下部電極には、それぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられる。エレクトロクロミック素子は、制御器（図示せず）を含んでもよく、及び／または制御器と連結されていてもよい。ここで、制御器は第１下部電極及び第２下部電極に電圧の印加を制御するために備えることができる。
【００３７】
同様に、図１において、上部電極２２が第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３の上部で一つに連結された形態を示したが、これに限定されるものではなく、上部電極は第１サブピクセル７１の上部に位置する第１上部電極及び第２サブピクセル７３の上部に位置する第２上部電極に分離されていることも可能である。この場合、第１上部電極及び第２上部電極にはそれぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられる。エレクトロクロミック素子は、制御器（図示せず）を含んでもよく、及び／または制御器と連結されていてもよい。ここで、制御器は、第１上部電極及び第２上部電極に電圧の印加を制御するために備えることができる。
【００３８】
第１サブピクセル７１は、下部電極１２と上部電極２２の間を満たしている第１電解質３１と、上部電極２２の一面に位置し、第１電解質３１と接触している第１エレクトロクロミック層５１と、下部電極１２の一面に位置し、第１電解質３１と接触している第１反射層６１と、を含み、第１エレクトロクロミック層５１は、印加される電圧によって透明及び少なくとも二つの色から選択されるそれぞれの色を表示する。
【００３９】
第２サブピクセル７３は、下部電極１２と上部電極２２の間を満たしている第２電解質３３と、上部電極２２の一面に位置し、第２電解質３３と接触している第２エレクトロクロミック層５３と、下部電極１２の一面に位置し、第２電解質３３と接触している第２反射層６３と、を含み、第２エレクトロクロミック層５３は、印加される電圧によって透明、黒色、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示する。
これによって、エレクトロクロミック素子１００は、印加される電圧によって透明、黒色、及び黒色以外の色の少なくとも三つから選択されるそれぞれの色を表示することができる。
【００４０】
図１において、エレクトロクロミック素子１００は、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の間に間隔材４０を含み、第１反射層６１及び第２反射層６３を含むことを示したが、これに限定されるものではなく、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の間の間隔材４０、第１反射層６１、及び第２反射層６３は選択的に省略することができる。例えば、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の間の間隔材４０が省略される場合、第１反射層６１と第２反射層６３は互いに連結された構造とすることができ、第１反射層６１と第２反射層６３の下部に下部電極１２を形成することができる。
【００４１】
下部基板１０及び上部基板２０は、透明ガラスまたは高分子で形成でき、当該高分子としては、例えば、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンエーテルフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、及びポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）よりなる群から選択される一つ以上を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
下部電極１２及び上部電極２２の少なくとも一つは、透明導電体、例えば透明導電性酸化物で形成することができるが、これに限定されるものではない。下部電極１２及び上部電極２２は、それぞれ、例えば、インジウムティンオキサイド（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ  ＩＴＯ）、フッ素含有ティンオキサイド（ｆｌｕｏｒｉｎｅ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ、ＦＴＯ）またはアンチモン含有ティンオキサイド（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｄｏｐｅｄ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ、ＡＴＯ）のような無機導電性物質や、ポリアセチレンまたはポリチオフェンのような有機導電性物質を含むことができるが、これらに限定されるものではない。下部電極１２及び上部電極２２は、上記導電性物質を単独または二つ以上を混合して積層あるいは塗布することによって形成することができる。  また、エレクトロクロミック素子を反射型で構成し、上部電極２２を通じて表示を認知する場合には、下部電極１２は透明でないことがある。
【００４３】
第１電解質３１及び第２電解質３３は、エレクトロクロミック物質の酸化もしくは還元反応を促進する物質を供給し、エレクトロクロミック物質が溶解されている場合には、上部電極２２の酸化もしくは還元電位によって追加的な色を表現するか、または第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３の色を補正することができる。
【００４４】
第１電解質３１及び第２電解質３３は、液体電解質または固体高分子電解質であることが好ましい。
液体電解質としては、例えば、ＬｉＯＨまたはＬｉＣｌＯ４のようなリチウム塩、ＫＯＨのようなポタシウム塩、及びＮａＯＨのようなソジウム塩、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、テトラブチルアンモニウムパークロレート（ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）などのアンモニウム塩を電解質溶媒に溶解して用いることができるが、これに限定されるものではない。
この時、電解質溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ポリエチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、トルエン、キシレン、プロピレングリコールベンゼン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリルなどの有機溶媒、イオン性液体などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００４５】
固体高分子電解質としては、例えば、ポリ（２−アクリルアミノ−２−メチルプロパンスルホン酸）（ｐｏｌｙ（２−ａｃｒｙｌａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐａｎｅ  ｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）またはポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ））、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレートなどを電解質溶媒に溶解したものを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
間隔材４０は、絶縁材（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）またはシーリング材（ｓｅａｌｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
第１エレクトロクロミック層５１と第２エレクトロクロミック層５３は、互いに異なるエレクトロクロミック物質を含む。
エレクトロクロミック物質は、電圧が印加された時、電界方向により電気化学的変化によって可逆的に色を表示できる化合物であって、物質により固有色を表示することができる。
第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３は、それぞれ独立的にｎタイプ物質、ｐタイプ物質、またはこれらの組み合わせを含む物質とすることができ、第１エレクトロクロミック層５１と第２エレクトロクロミック層５３は、それぞれ独立的にｎタイプエレクトロクロミック物質、ｐタイプエレクトロクロミック物質、またはｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質を含むことができる。さらに具体的には、第１エレクトロクロミック層５１と第２エレクトロクロミック層５３は、それぞれ独立的にｐタイプ−ｎタイプエレクトロクロミック物質を含むことができる。
【００４８】
ｎタイプエレクトロクロミック物質は、還元状態で色を表示し、酸化状態で透明になる還元発色（ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ）物質とすることができる。この時、ｎタイプエレクトロクロミック物質は還元状態の程度により互いに異なる色を表示する物質とすることも可能である。例えば、ｎタイプエレクトロクロミック物質は、第１還元電圧と第２還元電圧で互いに異なる色を表示することが可能であり、このようなエレクトロクロミック物質を使用する場合、さらに多様な色を具現することができる。
【００４９】
ｐタイプエレクトロクロミック物質は、酸化状態で色を表示し、還元状態で透明になる酸化発色（ａｎｏｄｉｃ  ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ）物質とすることができる。この時、ｐタイプエレクトロクロミック物質は、酸化状態の程度により互いに異なる色を表示する物質とすることも可能である。例えば、ｐタイプエレクトロクロミック物質は、第１酸化電圧と第２酸化電圧で互いに異なる色を表示することが可能であり、このようなエレクトロクロミック物質を使用する場合、さらに多様な色を具現することができる。
一方、ｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質は、還元状態ではｎタイプセグメントの色を表示し、酸化状態ではｐタイプセグメントの色を表示し、中性状態では透明になる物質とすることができる。
【００５０】
第１エレクトロクロミック層５１が、ｎタイプエレクトロクロミック物質、ｐタイプエレクトロクロミック物質、またはｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第１電解質３１は第１エレクトロクロミック層５１と相反するタイプの物質を含むことによって安定した電気化学反応を引き起こすことができる。例えば、第１エレクトロクロミック層５１がｎタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第１電解質３１はｐタイプ物質を含み、第１エレクトロクロミック層５１がｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第１電解質３１はｎタイプ物質を含み、第１エレクトロクロミック層５１がｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第１電解質３１はｐタイプ−ｎタイプ物質を含むことができる。
【００５１】
同様に、第２エレクトロクロミック層５３がｎタイプエレクトロクロミック物質、ｐタイプエレクトロクロミック物質、またはｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第２電解質３３は第２エレクトロクロミック層５３と相反するタイプの物質を含むことによって安定した電気化学反応を起こすことができる。例えば、第２エレクトロクロミック層５３がｎタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第２電解質３３はｐタイプ物質を含み、第２エレクトロクロミック層５３がｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第２電解質３３はｎタイプ物質を含み、第２エレクトロクロミック層５３がｎタイプ−ｐタイプエレクトロクロミック物質を含む場合、第２電解質３３はｐタイプ−ｎタイプ物質を含むことができる。
【００５２】
第１エレクトロクロミック物質は、電圧によって透明及び少なくとも二つの色から選択されるそれぞれの色を表示でき、第２エレクトロクロミック物質は電圧によって透明、黒色、及び黒色以外の少なくとも一つの色から選択されるそれぞれの色を表示することができる。具体的には、第１エレクトロクロミック物質と第２エレクトロクロミック物質は透明を表わす場合以外には、同一の電圧で同一の色を表示しないように選択することが好ましい。
【００５３】
第１エレクトロクロミック物質及び第２エレクトロクロミック物質はそれぞれ独立的に、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等のｎタイプ金属酸化物、ビオロゲン系化合物、イソフタレート等のフタレート系化合物、ピリジン系化合物、アントラキノン系化合物、還元変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｎタイプ物質、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）等のｐタイプ金属酸化物、フェニルアミン系化合物、アミノキノン系化合物、希土類系有機化合物、フタロシアニン系化合物、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）系化合物、フェノキサチイン（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｉｎｅ）系化合物、ジベンゾジオキシン（ｄｉｂｅｎｚｏｄｉｏｘｉｎ）系化合物、ロイコ（Ｌｅｕｃｏ）染料などの染料系化合物、酸化変色する導電性高分子化合物、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つを含むｐタイプ物質、及びこれらの組み合わせから選択される１つを含むことができる。
【００５４】
第１エレクトロクロミック物質は、下記の化学式１、化学式１−１、化学式１−２、化学式２、化学式２−１、化学式２−２で表される化合物またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
化学式１で表される化合物は、中性状態では透明で、酸化時に赤色に変色し、還元時に緑色に変色する。化学式１−１で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に赤色に変色する。化学式１−２で表される化合物は、中性状態で透明で、還元時に緑色に変色する。
【００５５】
【化１】
0006046412.tif 000014
【化１−１】
0006046412.tif 000015
【化１−２】
0006046412.tif 000016
【００５６】
化学式２で表される化合物は、中性状態では透明で、酸化時に赤色に変色し、還元時に青色に変色する。化学式２−１で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に赤色に変色する。化学式２−２で表される化合物は、中性状態で透明で、還元時に青色に変色する。
【００５７】
【化２】
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【化２−１】
0006046412.tif 000018
【化２−２】
0006046412.tif 000019
【００５８】
第２エレクトロクロミック物質は、下記の化学式３、化学式３−１、化学式３−２、化学式４、化学式４−１、化学式４−２で表される化合物、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
化学式３で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に黒色に変色し、還元時に緑色に変色する。化学式３−１で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に黒色に変色する。化学式３−２で表される化合物は、中性状態で透明で、還元時に緑色に変色する。
【００５９】
【化３】
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【化３−１】
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【化３−２】
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【００６０】
化学式４で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に青色に変色し、還元時に黒色に変色する。化学式４−１で表される化合物は、中性状態で透明で、還元時に黒色に変色する。化学式４−２で表される化合物は、中性状態で透明で、酸化時に青色に変色する。
【００６１】
【化４】
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【化４−１】
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【化４−２】
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【００６２】
第１エレクトロクロミック層５１は上記のようなエレクトロクロミック物質を含み、第２エレクトロクロミック層５３は上記のような第２エレクトロクロミック物質を含み、第１エレクトロクロミック層５１と第２エレクトロクロミック層５３は互いに分離しているので、第１エレクトロクロミック層５１は第１エレクトロクロミック物質から表示される固有色を独立的に表示でき、第２エレクトロクロミック層５３は第２エレクトロクロミック物質から表示される固有色を独立的に表示できる。また、第１エレクトロクロミック層５１が表示する色は第１サブピクセル７１が表示する色となり、第２エレクトロクロミック層５３が表示する色は第２サブピクセル７３が表示する色となる。
【００６３】
これについて、図２及び図３を図１と共に参照して説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子における電圧の印加による電気化学的反応により第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３で表示される色の例を示す図である。
図２において、第１列（ｃｏｌｕｍｎ）は、第１エレクトロクロミック層５１′が電圧によって色表示が変化することを示し、第２列は、第２エレクトロクロミック層５３′が電圧によって色表示が変化することを示す。
【００６４】
図２において、第１エレクトロクロミック物質としては、電圧が印加されない時に透明状態であり、プラス電圧が印加されると酸化されて赤色（Ｒ）に変色し、マイナス電圧が印加されると還元されて緑色（Ｇ）に変色する変色材料を使用する。第２エレクトロクロミック物質としては、電圧が印加されない時に透明状態であり、プラス電圧が印加されると酸化されて黒色（ｂｌａｃｋ）に変色し、マイナス電圧が印加されると還元されて青色（Ｂ）に変色する変色材料を使用する。
【００６５】
また、下記の説明において、説明の便宜上、電圧は上部電極２２を基準として電圧の大きさを表したものであり、マイナス（−）電圧は上部電極２２にマイナス電圧を加えたことを意味する。この時、下部電極１２にはプラス電圧が加えられるようになる。このことにより、上部電極２２は電子を供給するカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）となり、下部電極１２は電子を受けるアノード（ａｎｏｄｅ）となる。
プラス（＋）電圧は上部電極２２にプラス電圧を加えたことを意味する。この時、下部電極１２にはマイナス電圧が加えられるようになる。このことにより、上部電極２２は電子を受けるアノード（ａｎｏｄｅ）となり、下部電極１２は電子を供給するカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）となる。
【００６６】
図２を参照すると、電圧を印加しない場合、第１エレクトロクロミック層５１´と第２エレクトロクロミック層５３´は、どちらも透明（Ｔ）を表すことができる。この場合、第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３は色表示なしで透明（Ｔ）を表すことができる。第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３が透明（Ｔ）を表わす場合、約４０％以上の高い反射率を有する白色を表現することができる。
【００６７】
プラス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１´の第１エレクトロクロミック物質は酸化されて、プラス電圧が増加するほど濃くなる赤色（Ｒ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３´の第２エレクトロクロミック物質は酸化されて、プラス電圧が増加するほど濃くなる黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は赤色（Ｒ）を表示し、第２サブピクセル７３は黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルは赤色系の色を表示でき、プラス電圧の大きさにより多様な中間階調（ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）特性の赤色を表示することができる。
【００６８】
一方、マイナス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１´の第１エレクトロクロミック物質は還元されて、マイナス電圧が増加するほど濃くなる緑色（Ｇ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３´の第２エレクトロクロミック物質は還元されて、マイナス電圧が増加するほど濃くなる青色（Ｂ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は緑色（Ｇ）を表示し、第２サブピクセル７３は青色（Ｂ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルは緑色と青色の反射スペクトル範囲を表現するシアン（Ｃｙａｎ）系の色を表示でき、マイナス電圧の大きさにより多様な中間階調特性のシアン（Ｃｙａｎ）系の色を表示することができる。
【００６９】
第１反射層６１及び第２反射層６３は、それぞれ第１エレクトロクロミック層５１´及び第２エレクトロクロミック層５３´を透過した光を反射して色を外部に表示するようにできるので、エレクトロクロミック素子１００は反射型素子として用いることができる。
第１反射層６１及び第２反射層６３は、ＴｉＯ２、凹凸のあるＡｌ電極、白色反射特性に優れた多孔性フィルム材料、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
また、第１反射層６１及び第２反射層６３はエレクトロクロミック素子１００の必須構成要素ではなく、必要によって省略することも可能である。第１反射層６１及び第２反射層６３が省略される場合、エレクトロクロミック素子１００は透明表示素子として用いることができる。
【００７０】
図３は、本発明の一実施形態によるエレクトロクロミック素子における電圧の印加による電気化学的反応によって第１エレクトロクロミック層５１″及び第２エレクトロクロミック層５３″で表示される色の例を示す図である。
説明の便宜のために、図３において、第一列（ｃｏｌｕｍｎ）は、第１エレクトロクロミック層５１″が電圧によって色表示が変化することを示し、第二列は、第２エレクトロクロミック層５３″が電圧によって色表示が変化することを示す。
【００７１】
図３において、例として、第１エレクトロクロミック物質として電圧の未印加時は透明状態であるが、プラス電圧で酸化されて赤色（Ｒ）に変色し、マイナス電圧で還元されて青色（Ｂ）に変色する変色材料を使用する。第２エレクトロクロミック物質としては電圧の未印加時は透明状態であり、プラス電圧で酸化されて黒色（ｂｌａｃｋ）に変色し、マイナス電圧で還元されて緑色（Ｇ）に変色する変色材料を使用する。
【００７２】
また、下記の説明において、説明の便宜上、電圧は上部電極２２を基準として電圧の大きさを示したものであり、マイナス（−）電圧は上部電極２２にマイナス電圧を加えたことを意味する。この時、下部電極１２にはプラス電圧が加わるようになる。したがって、上部電極２２は電子を供給するカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）となり、下部電極１２は電子を受けるアノード（ａｎｏｄｅ）となる。
プラス（＋）電圧は上部電極２２にプラス電圧を加えたことを意味する。この時、下部電極１２にはマイナス電圧が加わるようになる。したがって、上部電極２２は電子を受けるアノードとなり、下部電極１２は電子を供給するカソードとなる。
【００７３】
図３を参照すれば、電圧を印加しない場合、第１エレクトロクロミック層５１″と第２エレクトロクロミック層５３″は、どちらも透明（Ｔ）を表すことができる。この場合、第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３は色表示なしで透明（Ｔ）を表すことができる。この時、第１サブピクセル７１及び第２サブピクセル７３が透明（Ｔ）を表す場合、約４０％以上の高い反射率を有する白色を表現することができる。
【００７４】
プラス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１″の第１エレクトロクロミック物質は酸化されてプラス電圧が増加するほど濃くなる赤色（Ｒ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３″の第２エレクトロクロミック物質は酸化されてプラス電圧が増加するほど濃くなる黒色を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は赤色（Ｒ）を表示し、第２サブピクセル７３は黒色を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによってピクセルは赤色系の色を表示でき、プラス電圧の大きさによって多様な中間階調（ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）特性の赤色を表示することができる。
【００７５】
一方、マイナス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１″の第１エレクトロクロミック物質は、還元されてマイナス電圧が増加するほど濃くなる青色（Ｂ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３″の第２エレクトロクロミック物質は還元されてマイナス電圧が増加するほど濃くなる緑色（Ｇ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は青色（Ｂ）を表示し、第２サブピクセル７３は緑色（Ｇ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによってピクセルは青色と緑色の反射スペクトル範囲を表現するシアン（Ｃｙａｎ）系の色を表示でき、マイナス電圧の大きさによって多様な中間階調特性のシアン系の色を表示することができる。
【００７６】
次に、本発明のの一実施形態によるエレクトロクロミック素子について、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
【００７７】
図４を参照すると、本実施形態によるエレクトロクロミック素子２００は、互いに対向して、間隔材４０ａにより固定されている下部基板１０及び上部基板２０と、下部基板１０の一面に位置して、互いに分離される第１下部電極１２ａ及び第２下部電極１２ｂと、上部基板２０の一面に位置して、互いに分離される第１上部電極２２ａ及び第２上部電極２２ｂと、第１下部電極１２ａと第１上部電極２２ａの間に位置する第１サブピクセル７１と、第２下部電極１２ｂと第２上部電極２２ｂの間に位置する第２サブピクセル７３と、を含む。この時、第１下部電極１２ａと第２下部電極１２ｂ、第１上部電極２２ａと第２上部電極２２ｂ、及び第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３は、間隔材４０によって分離することができる。間隔材４０ａに用いられる物質は、上述の間隔材４０に用いる物質と同一とすることができる。
以下で他の説明がない限り、エレクトロクロミック素子、間隔材、下部基板、上部基板、下部電極、上部電極、第１サブピクセル、第２サブピクセル、及びエレクトロクロミック素子の作動原理に対する説明は、上述の説明の通りである。
【００７８】
第１下部電極１２ａ及び第２下部電極１２ｂには、それぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられることが可能である。
同様に、第１上部電極２２ａ及び第２上部電極２２ｂには、それぞれ同一のまたは互いに異なる電圧が加えられることが可能である。
このように、第１サブピクセル７１に隣接した第１下部電極１２ａと第２サブピクセル７３に隣接した第２下部電極１２ｂが互いに分離されるように形成し、第１サブピクセル７１に隣接した第１上部電極２２ａと第２サブピクセル７３に隣接した第２上部電極２２ｂが互いに分離されるように形成する場合には、第１エレクトロクロミック層５１と第２エレクトロクロミック層５３に加えられる電圧をそれぞれ独立的に調節することができ、これによって第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３が表示する色の組み合わせをさらに多様に具現することができる。
【００７９】
図４において、第１下部電極１２ａ及び第２下部電極１２ｂ、そして第１上部電極２２ａ及び第２上部電極２２ｂが、それぞれ分離されていることとして示しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１下部電極１２ａと第２下部電極１２ｂが互いに接続されていて、同一の電圧が加えられることも可能である。また、第１上部電極２２ａと第２上部電極２２ｂが互いに接続されていて、同一の電圧が加えられることも可能である。
【００８０】
次に、図４に示したように、下部電極が互いに分離されており、上部電極が互いに分離されているエレクトロクロミック素子の色表示について、例を挙げて説明する。
一例を挙げれば、第１エレクトロクロミック物質として、電圧が印加されない時に透明状態であるが、プラス電圧で酸化されて赤色（Ｒ）に変色し、マイナス電圧で還元されて青色（Ｂ）に変色する変色材料を使用し、第２エレクトロクロミック物質としては、電圧が印加されない時に透明状態であるが、プラス電圧で酸化されて黒色（ｂｌａｃｋ）に変色し、マイナス電圧で還元されて緑色（Ｇ）に変色する変色材料を使用する。
【００８１】
以下で他の説明がない限り、エレクトロクロミック物質、第１エレクトロクロミック物質、第２エレクトロクロミック物質、プラス電圧、及びマイナス電圧に対する説明は、上述の説明の通りである。
この時、第１エレクトロクロミック層５１に電圧を印加せずに、第２エレクトロクロミック層５３にプラス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１は透明（Ｔ）を表し、第２エレクトロクロミック層５３は黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は透明（Ｔ）を表し、第２サブピクセル７３は黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによってピクセルは黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。また、プラス電圧の大きさにより第２エレクトロクロミック層５３が中間階調（ｇｒａｙｓｃａｌｅ）を有する黒色を表示することができるので、ピクセルは多様な中間階調の黒色の表示が可能である。
【００８２】
第１エレクトロクロミック層５１にプラス電圧を印加し、第２エレクトロクロミック層５３にプラス電圧を印加する場合、すなわち、第１サブピクセル７１にはプラス電圧が印加され、第２サブピクセル７３にもプラス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１はプラス電圧が大きくなるほど濃くなる赤色（Ｒ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３はプラス電圧が大きくなるほど濃くなる黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は、赤色（Ｒ）を表示し、第２サブピクセル７３は黒色（ｂｌａｃｋ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルはプラス電圧の大きさにより多様な中間階調の特性を有する赤色（Ｒｅｄ）を表示することができる。
【００８３】
第１エレクトロクロミック層５１に電圧を印加せずに、第２エレクトロクロミック層５３にマイナス電圧を印加する場合、すなわち、第１サブピクセル７１には電圧が印加されず、第２サブピクセル７３にはマイナス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１は透明で、第２エレクトロクロミック層５３はマイナス電圧が大きくなるほど濃くなる緑色（Ｇｒｅｅｎ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は透明で、第２サブピクセル７３は緑色（Ｇｒｅｅｎ）を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルは第２サブピクセルのマイナス電圧の大きさにより多様な中間階調の特性を有する緑色（Ｇｒｅｅｎ）を表示することができる。
【００８４】
第１エレクトロクロミック層５１にマイナス電圧を印加し、第２エレクトロクロミック層５３にプラス電圧を印加する場合、すなわち、第１サブピクセル７１にはマイナス電圧が印加され、第２サブピクセル７３にはプラス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１はマイナス電圧が大きくなるほど濃くなる青色（Ｂ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３はプラス電圧が大きくなるほど濃くなる黒色（Ｂｌａｃｋ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は透明（Ｔ）から青色（Ｂ）を表示し、第２サブピクセル７３は透明（Ｔ）から黒色を表示することができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルは青色（Ｂ）を表示することができ、第１サブピクセル７１のマイナス電圧の大きさ及び第２サブピクセル７３のプラス電圧の大きさにより多様な中間階調の青色も表示することが可能である。
【００８５】
第１エレクトロクロミック層５１にプラス電圧を印加し、第２エレクトロクロミック層５３にマイナス電圧を印加する場合、すなわち、第１サブピクセル７１にはプラス電圧が印加され、第２サブピクセル７３にはマイナス電圧が印加される場合、第１エレクトロクロミック層５１はプラス電圧が大きくなるほど濃くなる赤色（Ｒ）を表示し、第２エレクトロクロミック層５３はマイナス電圧が大きくなるほど濃くなる緑色（Ｇ）を表示することができる。この場合、第１サブピクセル７１は赤色（Ｒ）を表示し、第２サブピクセル７３は緑色（Ｇ）を表示すことができる。結果的に、第１サブピクセル７１と第２サブピクセル７３の組み合わせによって、ピクセルは黄色を表示することができ、各サブピクセルの電圧の大きさにより多様な中間階調の黄色を表示することが可能である。
【００８６】
上述の説明では、透明（Ｔ）、黒色（ｂｌａｃｋ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）を例として示したが、このような駆動原理は、透明（Ｔ）、黒色（ｂｌａｃｋ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、シアン（ｃｙａｎ）、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、及びイエロー（ｙｅｌｌｏｗ）からなる群より選択される多様な組み合わせにも同様に適用することができる。また、これらの色に限定されず、エレクトロクロミック物質の電気化学反応によりさらに多くの色を表示することも可能である。
【００８７】
上述した実施形態によるエレクトロクロミック素子は、カラーフィルタがなくても多様な色を表現できるだけでなく、白色及び黒色の表示も可能である。また、一般に赤色、緑色、及び青色を表示するために三つ以上のサブピクセルを備えなければならないが、上述した実施形態によるエレクトロクロミック素子は、二つのサブピクセルで電圧を変化させることにより多様な色を表示することができる。したがって、二つのサブピクセルを使用して赤色、緑色、青色、及び黒色の表示が可能であるだけでなく、これらが表示されない透明（あるいは白色）状態の表示も可能である。そのために、工程を単純化できるだけでなく、カラーフィルタによって損失する光を減少して効率を改善することができ、二つのサブピクセルで、赤色、緑色、及び青色を表示することができるので、例えば三つのサブピクセルでそれぞれ赤色、緑色、及び青色を表示する場合と比べ、解像度を高めることができ、色特性も改善することができる。
【００８８】
一方、第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３は、上述した第１エレクトロクロミック物質及び第２エレクトロクロミック物質をナノ粒子（ｎａｎｏ−ｐａｒｔｉｃｌｅ）に担持された形態で含むことができる。ナノ粒子は半導体物質を用いることができ、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、またはこれらの組み合わせを用いることができる。ナノ粒子の形態は、球形、正四面体、円筒形、三角形、円板形、トリポッド（ｔｒｉｐｏｄ）、テトラポッド（ｔｅｔｒａｐｏｄ）、キューブ、ボックス、スター、チューブなど多様にすることができ、ナノ粒子の大きさは約１ｎｍ乃至約１００ｎｍとすることができる。
【００８９】
このように、上述したエレクトロクロミック物質をナノ粒子に担持された状態で使用することによって、表面積を大きくしてエレクトロクロミック物質をさらに多く塗布することができるので、エレクトロクロミック素子の効率を上げることができる。
また、第１エレクトロクロミック層５１及び第２エレクトロクロミック層５３は、上述した第１エレクトロクロミック物質及び第２エレクトロクロミック物質を高分子化合物と混合して含むことができる。この時、使用可能な高分子化合物は、例えばポリビニルピロリドン、ポリビニルブチルアルコール、またはこれらの組み合わせとすることができ、第１エレクトロクロミック層５１または第２エレクトロクロミック層５３の総含有量に対して、例えば、上述したエレクトロクロミック物質は約５０重量％〜約９９重量％で含むことができ、高分子化合物は約１重量％〜約５０重量％で含むことができる。エレクトロクロミック物質及び高分子化合物が上述の範囲で含まれることによって、エレクトロクロミック素子の効率を上げることができる。
【００９０】
上述の実施形態によるエレクトロクロミック素子は、第１サブピクセル及び第２サブピクセルを一つずつ備えた素子を例として説明したが、これに限定されず、上述の実施形態によるエレクトロクロミック素子は第１サブピクセル及び第２サブピクセルを含むピクセルを複数個含む素子とすることも可能である。
第１エレクトロクロミック物質及び第２エレクトロクロミック物質、そして２個のサブピクセルで多数の色を表現できる駆動原理は、上述した実施形態によるエレクトロクロミック素子に適用されるだけでなく、電気泳動表示素子（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）、電気湿潤表示素子（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）、ツイストボール表示素子（ｔｗｉｓｔ  ｂａｌｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）などにも適用することができる。
【００９１】
図５は、本発明の他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
図５を参照すれば、本実施形態によるエレクトロクロミック素子３００は互いに対向し、間隔材４０及び中間間隔材４０ｂによって互いに対向して固定されている下部基板１０及び上部基板２０と、それぞれ下部基板１０及び上部基板２０の一面に配置される下部電極１２及び上部電極２２と、そして下部電極１２及び上部電極２２の間に配置され、少なくとも一つの中間間隔材４０ｂによって分離されている第１サブピクセル７５及び第２サブピクセル７７と、を含む。エレクトロクロミック素子３００のピクセルは第１サブピクセル７５及び第２サブピクセル７７を含む。
【００９２】
第１サブピクセル７５は、下部電極１２及び上部電極２２の間に満たされた第１電解質３１、そして上部電極２２の一面に配置され、第１電解質３１と接触している第１エレクトロクロミック層５１を含む。第２サブピクセル７７は、下部電極１２及び上部電極２２の間に満たされた第２電解質３３、そして上部電極２２の一面に配置され、第２電解質３３と接触している第２エレクトロクロミック層５３を含む。
【００９３】
図５において、エレクトロクロミック素子３００は、第１サブピクセル７５及び第２サブピクセル７７に共通した少なくとも一つの反射層６５を含むことができる。反射層６５は下部電極層１２の上に配置してもよい。第１電解質３１及び第２電解質３３は反射層６５の上に配置され、中間間隔材４０ｂによって分離されていることができる。反射層６５に用いられる物質は、第１反射層６１及び第２反射層６３に用いられる物質と同一とすることができる。中間間隔材４０ｂに用いられる物質は、間隔材４０に用いられる物質と同一とすることができる。
以下、他の説明がない限り、エレクトロクロミック素子、下部基板、上部基板、下部電極、上部電極、第１サブピクセル、第２サブピクセル、及びエレクトロクロミック素子の作動原理に対する説明は、上述の説明と同一である。
【００９４】
図６は、本発明の他の実施形態によるエレクトロクロミック素子を示す断面図である。
図６を参照すれば、本実施形態によるエレクトロクロミック素子４００は、互いに対向し、間隔材４０によって互いに対向して固定されている下部基板１０及び上部基板２０と、それぞれ下部基板１０及び上部基板２０の一面に配置される反射層６７及び上部電極２２と、反射層６７と上部電極２２との間に配置され、少なくとも一つの間隔材４０によって分離されている第１サブピクセル７６及び第２サブピクセル７８を含み、エレクトロクロミック素子４００のピクセルは第１サブピクセル７６及び第２サブピクセル７８を含む。
【００９５】
第１サブピクセル７６は、反射層６７及び上部電極２２の間に満たされた第１電解質３１、そして上部電極２２の一面に配置され、第１電解質３１と接触している第１エレクトロクロミック層５１を含む。第２サブピクセル７７は、反射層６７及び上部電極２２の間に満たされた第２電解質３３、そして上部電極２２の一面に配置され、第２電解質３３と接触している第２エレクトロクロミック層５３を含む。
【００９６】
図６において、エレクトロクロミック素子４００は、第１サブピクセル７６及び第２サブピクセル７８に共通した反射層６７を含むことができる。反射層６７は凹凸構造を有する金属電極（例えば、Ａｌ電極）であってもよいが、これに限定されるものではない。第１電解質３１及び第２電解質３３は反射層６７の上に配置され、少なくとも一つの間隔材４０によって分離されていることができる。反射層６７は、エレクトロクロミック素子４００で下部電極の役割を果たすことができる。
以下、他の説明がない限り、エレクトロクロミック素子、下部基板、上部基板、上部電極、第１サブピクセル、第２サブピクセル、及びエレクトロクロミック素子の作動原理に対する説明は、上述の説明と同一である。
【００９７】
以下、本発明を実施例及び比較例を通じてさらに詳細に説明するが、下記の実施例及び比較例は説明を目的とするもので、本発明を制限するものではない。
【００９８】
〔実施例１〕エレクトロクロミック素子の製造
ガラス基板を用意し、互いに分離された二つのＩＴＯ電極を形成する。二つのＩＴＯ電極間に絶縁性フォトレジスト（ＳＵ−８）を利用して間隔材を形成する。次に、間隔材を基準としてＩＴＯ電極の一側に化学式２で表されるエレクトロクロミック物質を塗布し、ＩＴＯ電極の他側に化学式３で表されるエレクトロクロミック物質を塗布する。エレクトロクロミック物質の塗布はインクジェット方法によって行った。  また、他のガラス基板を用意し、その上に予め形成したＩＴＯ電極の分離された位置と一致するように互いに分離されたＩＴＯ電極を形成する。分離するように形成されたそれぞれのＩＴＯ電極上に、平均粒径２５ｎｍのＴｉＯ２層を７μｍの厚さに形成する。
次に、二つのガラス基板を対向するように配置した後、間隔材で密封して、その間にＬｉＣｌＯ４０．１モル、フェロセン０．０５モル、及びベンゾキノン０．０５モルをガンマブチロラクトンに溶解した電解質を注入してエレクトロクロミック素子を製作する。
【００９９】
この時、化学式２で表されるエレクトロクロミック物質を塗布して形成したピクセルを第１サブピクセルとし、化学式３で表されるエレクトロクロミック物質を塗布して形成したピクセルを第２サブピクセルとした。
【化２】
0006046412.tif 000026
【化３】
0006046412.tif 000027
【０１００】
上記のように製造したエレクトロクロミック素子に酸化及び還元電圧を順次に印加しながら電圧の大きさによる色表示を確認した。  その結果について、図７〜図１２を参照して説明する。
【０１０１】
図７は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧による色変化を示す写真である。具体的に、図７は、０Ｖの中性状態、＋１．６Ｖの酸化状態、及び−１．６Ｖの還元状態での色変化を示す。
図８は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧による光の反射率を示すグラフである。
【０１０２】
図９は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第１サブピクセルの印加電圧によって変化する色座標である。図９において、ｘ（Ｄ６５）［ＳＣＥ］は、Ｄ６５標準光（Ｄ６５ｓｔａｎｄａｒｄ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｔ）下で測定したＳＣＥ（ｓｐｅｃｕｌａｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｅｘｃｌｕｄｅｄ）データである色座標のうちｘ座標を意味し、ｙ（Ｄ６５）［ＳＣＥ］は、Ｄ６５標準光（Ｄ６５  ｓｔａｎｄａｒｄ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｔ）下で測定したＳＣＥ（ｓｐｅｃｕｌａｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｅｘｃｌｕｄｅｄ）データである色座標のうちｙ座標を意味する。
【０１０３】
図７を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第１サブピクセルは、電圧が印加されない時には透明で、＋１．６Ｖの酸化状態では赤色を表示し、−１．６Ｖの還元状態では青色を表示することが確認できる。
図８及び図９を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第１サブピクセルは、０Ｖ、＋１Ｖ、＋１．２Ｖ、＋１．４Ｖ、及び＋１．６Ｖに印加電圧が大きくなるほど、約５８０ｎｍ〜７５０ｎｍの赤色波長領域における反射率が他の可視光線領域における反射率に比べてより高く、より鮮明な赤色の色座標を表すことが分かる。
【０１０４】
また、図８及び図９を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第１サブピクセルは、０Ｖ、−０．８Ｖ、−１Ｖ、−１．２Ｖ、−１．４Ｖ、及び−１．６Ｖに印加電圧が負に大きくなるほど、約４１０ｎｍ〜５１０ｎｍの青色波長領域における反射率が他の可視光線領域における反射率に比べてより高く、より鮮明な青色の色座標を表すことが分かる。
【０１０５】
図１０は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧による色変化を示す写真である。具体的に、図１０は、０Ｖの中性状態、＋２．６Ｖの酸化状態、及び−１．６Ｖの還元状態での色変化を示す。
図１１は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧による光の反射率を示すグラフであり、図１２は、実施例１によるエレクトロクロミック素子における第２サブピクセルの印加電圧によって変化する色座標である。図１２おいて、ｘ（Ｄ６５）［ＳＣＥ］及びｙ（Ｄ６５）［ＳＣＥ］の意味は、図９で説明した通りである。
【０１０６】
図１０を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第２ピクセルは、電圧が印加されない時には透明で、＋２．６Ｖの酸化状態では黒色を表示し、−１．６Ｖの還元状態では緑色を表示すことが確認できる。
図１１を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第２ピクセルは、０Ｖ、＋１．８Ｖ、＋２Ｖ、＋２．２Ｖ、＋２．４Ｖ、及び＋２．６Ｖに印加電圧が大きくなるほど、全ての波長領域で反射率が低くなって、黒色を表示することが分かる。
【０１０７】
また、図１１及び図１２を参照すると、実施例１によるエレクトロクロミック素子の第２ピクセルは、０Ｖ、−０．８Ｖ、−１Ｖ、−１．２Ｖ、−１．４Ｖ、及び−１．６Ｖに印加電圧が負に（還元電位が）大きくなるほど、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色波長領域における反射率が他の可視光線領域における反射率に比べてより高く、より鮮明な緑色の色座標を表すことが分かる。
【０１０８】
〔実施例２〕エレクトロクロミック素子の製造
化学式２で表されるエレクトロクロミック物質を塗布する代わりに、化学式２−１で表されるエレクトロクロミック物質及び化学式２−２で表されるエレクトロクロミック物質を順次に塗布し、化学式３で表されるエレクトロクロミック物質を塗布する代わりに、化学式３−１で表されるエレクトロクロミック物質及び化学式３−２で表されるエレクトロクロミック物質を順次に塗布したことを除いては、実施形態１と同様の方法でエレクトロクロミック素子を製作した。
【０１０９】
この時、化学式２−１及び２−２で表されるエレクトロクロミック物質を塗布して形成したピクセルを第１サブピクセルとし、化学式３−１及び３−２で表されるエレクトロクロミック物質を塗布して形成したピクセルを第２サブピクセルとした。
【化２−１】
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【化２−２】
0006046412.tif 000029
【化３−１】
0006046412.tif 000030
【化３−２】
0006046412.tif 000031
【０１１０】
上記のように製造したエレクトロクロミック素子に酸化電圧を順次に印加しながら電圧の大きさによる色表示を確認し、還元電圧を順次に印加しながら電圧の大きさによる色表示を確認した。
その結果、実施例２によるエレクトロクロミック素子の第１ピクセルは、電圧が印加されない時には透明で、０Ｖ超過＋１．６Ｖ以下の酸化状態では赤色を表示し、−１．６Ｖ以上０Ｖ未満の還元状態では青色を表示することが分かった。
また、実施例２によるエレクトロクロミック素子の第２ピクセルは、電圧が印加されない時には透明で、０Ｖ超過＋３Ｖ以下の酸化状態では黒色を表示し、−１．６Ｖ以上０Ｖ未満の還元状態では緑色を表示することが分かった。
【０１１１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明及び図面の範囲内で種々に変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０                          下部基板
１２                          下部電極
１２ａ                        第１下部電極
１２ｂ                        第２下部電極
２０                          上部基板
２２                          上部電極
２２ａ                        第１上部電極
２２ｂ                        第２上部電極
３１                          第１電解質
３３                          第２電解質
４０、４０ａ                  間隔材
４０ｂ                        中間間隔剤
５１、５１′、５１″          第１エレクトロクロミック層
５３、５３′、５３″          第２エレクトロクロミック層
６１                          第１反射層
６３                          第２反射層
６５、６７                    反射層
７１、７５、７６              第１サブピクセル
７３、７７、７８              第２サブピクセル
１００、２００、３００、４００  エレクトロクロミック素子
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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