(57)【要約】【課題】本発明における表示素子を用いない場合に比べて、明るさを向上させる表示装置を提供する。【解決手段】本実施の形態のカラーフィルタ１０（表示装置）では、表示素子１６が、基板１２と基板１４との基板間に、該基板の面方向に複数配列された構成とされている。表示素子１６の、基板１２側に設けられた電極２０と、基板１４側に設けられた電極１８と、の内の何れか一方の電極の、他方の電極に向かい合う面側には、多孔質層２２が設けられており、多孔質層２２にはＥＣ１色素２４が保持され、電解質２６中にはＥＣ２色素２８が分散されており、これらのＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の各々について、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０と電極１８との間に印加される電圧の閾値が、式（１）の関係を満たしている。Ｅ１＜Ｅ２式（１）【選択図】図１
2011039381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板間に設けられ、前記基板の面方向に配列された複数の表示素子と、
を有し、
前記複数の表示素子の各々が、
前記一対の基板の内の一方の基板側に設けられた第1の電極と、該一対の基板の内の他方の基板側に設けられた第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極との電極間に配置された電解質と、前記第1の電極と前記第２の電極の向かい合う面の何れか一方に配置された導電性または半導電性の多孔質層と、前記多孔質層に保持された第1のエレクトロクロミック色素と、前記電解質中に分散され、前記第1のエレクトロクロミック色素とは異なる色に発色する第２のエレクトロクロミック色素と、を含み
前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の双方が、電気化学的な酸化反応により発色し還元反応により消色する酸化型色素、または電気化学的な還元反応により発色し酸化反応により消色する還元型色素であり、前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値が下記式（１）の関係を満たす表示装置。
Ｅ１＜Ｅ２      式（１）
（式（１）中、Ｅ１は、前記第１のエレクトロクロミック色素が消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示し、
Ｅ２は、前記第２のエレクトロクロミック色素が消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示す。）
【請求項２】
前記第１のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の少なくとも一方が、前記発色状態において互いに異なる複数種類の色に発色し、各種類の色へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値が互いに異なる請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の前記発色状態のときの色が、赤色、緑色、及び青色の何れかである請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧電性の透明な第1の層及びこの第1の層と屈折率の異なる圧電性の透明な第２の層を、交互に重ねた本体部と、この本体部を挟むように配置された一対の透明電極と、を備えたカラーフィルタが提案されている。特許文献１では、この一対の透明電極に電圧を印加することで、上記第1の層及び第２の層を変形させて共鳴波長を変化させることで、色可変のカラーフィルタを構成している。
【０００３】
特許文献２では、ネマティック液晶層を複数重ねて透過波長の重ね合せを利用することで、１つの電圧操作で各種の色の光を交番的に透過させるフィルタが提案されている。
【０００４】
特許文献３では、共振器構造を形成し、反射膜を静電引力によって変位させることで、共振波長を変化させて、色可変のカラーフィルタを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０４８６７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７１２７号公報
【特許文献３】特開２００８−１１６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、カラーフィルタとして用いる場合において、本発明における表示素子を用いない場合に比べて、明るさを向上させる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ、前記基板の面方向に配列された複数の表示素子と、を有し、前記複数の表示素子の各々が、前記一対の基板の内の一方の基板側に設けられた第1の電極と、該一対の基板の内の他方の基板側に設けられた第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極との電極間に配置された電解質と、前記第1の電極と前記第２の電極の向かい合う面の何れか一方に配置された導電性または半導電性の多孔質層と、前記多孔質層に保持された第1のエレクトロクロミック色素と、前記電解質中に分散され、前記第1のエレクトロクロミック色素とは異なる色に発色する第２のエレクトロクロミック色素と、を含み、前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の双方が、電気化学的な酸化反応により発色し還元反応により消色する酸化型色素、または電気化学的な還元反応により発色し酸化反応により消色する還元型色素であり、前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値が下記式（１）の関係を満たす表示装置である。
【０００８】
Ｅ１＜Ｅ２      式（１）
【０００９】
式（１）中、Ｅ１は、前記第１のエレクトロクロミック色素が消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示し、Ｅ２は、前記第２のエレクトロクロミック色素が消色状態から発色状態へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示す。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記第１のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の少なくとも一方が、前記発色状態において互いに異なる複数種類の色に発色し、各種類の色へ変化するために前記第1の電極と前記第２の電極との電極間に印加される電圧の閾値が互いに異なる請求項１に記載の表示装置である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記第1のエレクトロクロミック色素及び前記第２のエレクトロクロミック色素の前記発色状態のときの色が、赤色、緑色、及び青色の何れかである請求項１または請求項２に記載の表示装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、カラーフィルタとして用いる場合において、本発明における表示素子を用いない場合に比べて、明るさを向上させる表示装置が提供される。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、エレクトロクロミック色素として１種類の色にのみ発色する色素を用いた場合に比べて、多色表示が実現される。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、赤色、緑色、及び青色に発色するエレクトロクロミック色素を用いない場合に比べて、カラーフィルタとして用いるときの表示装置の適用範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のカラーフィルタの一部を拡大した一例を示す模式図であり、図２におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図２】本実施の形態のカラーフィルタの一例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態のカラーフィルタにおける表示素子の表示基板側の一部を拡大した模式的な断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）  本実施の形態のカラーフィルタにおける表示素子の表示基板側の一部を拡大した模式的な断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）  本実施の形態のカラーフィルタにおける表示素子の表示基板側の一部を拡大した模式的な断面図である。
【図６】本実施の形態のカラーフィルタにおける図３とは異なる形態の一例を示す模式図である。
【図７】（Ａ），（Ｃ）は、従来のカラーフィルタにおける画素に対応する領域を拡大した模式図であり、（Ｂ），（Ｄ）は、本実施の形態のカラーフィルタにおける画素に対応する領域を拡大した模式図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）  本実施の形態のカラーフィルタの一部を拡大した一例を示す模式図であり、図１とは異なる形態を示した図である。
【図９】本実施の形態のカラーフィルタの一部を拡大した一例を示す模式図であり、図１とは異なる形態を示した図である。
【図１０】（Ａ）は、本実施の形態のカラーフィルタの電気的構成を示す模式図であり、（Ｂ）は、図１０（Ａ）における画素に対応する領域を拡大した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、作用・機能が同じ働きを担う部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１７】
本実施の形態では、カラーフィルタ１０は、図１に示すように、表示面側とされる基板１２と、基板１２に間隔を隔てて向かい合うように配置された基板１４と、これらの基板１２と基板１４との基板間に設けられた複数の表示素子１６と、電圧印加部３０と、制御部３２と、を含んで構成されている。
【００１８】
なお、本実施の形態では、カラーフィルタ１０は、電圧印加部３０及び制御部３２を含んだ構成であるものとして説明するが、これらの電圧印加部３０及び制御部３２を含む電圧印加装置３１を、基板１２と基板１４と複数の表示素子１６からなる構成部分１１とは別体として構成し、該構成部分１１のみを、カラーフィルタ１０として用いても良い。
この場合には、該構成部分１１を、電圧印加装置３１に対して着脱可能に構成し、該構成部分１１を電圧印加装置３１に装着することで、該構成部分１１と電圧印加装置３１とが後述する電極（電極２０及び電極１８）を介して電気的に接続されるように構成すればよい。
また、本実施の形態では、カラーフィルタ１０と称して説明するが、当該カラーフィルタ１０は表示装置としても機能するもので表示装置の概念に含まれるものである。
【００１９】
表示素子１６は、基板１２と基板１４との間の領域に、基板の面方向に複数配列されている（図１及び図２参照）。詳細には、カラーフィルタ１０の各画素に対応する領域には、複数の表示素子１６が含まれるように構成されている。
【００２０】
本実施の形態では、図２に示すように、基板１２及び基板１４の面方向に配列された複数の表示素子１６を、連続して配置された３つの表示素子１６毎に分類し、この分類された３つの表示素子１６を１組とする領域を、１つの画素に対応する領域（図２中、領域Ｘ）とする場合を説明する。このため、図２中の、各画素に対応する領域Ｘに含まれる３つの表示素子１６が、カラーフィルタ１０において、１つの画素に対応する色を示す領域とされているものとして説明する。
【００２１】
なお、本実施の形態では、１つの画素に対応する領域に含まれる表示素子１６の数を３つであるものとして説明するが、１つの画素に対応する領域に含まれる表示素子１６の数は、複数（２つ以上）であればよく、３つに限られない。また、１つの画素に対応する領域に含まれる複数の連続する表示素子１６は、同じ方向に連続する表示素子１６に限られず、異なる複数の方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向のように交差する方向）に連続する表示素子１６であってもよい。
【００２２】
この表示素子１６は、図１及び図３に示すように、基板１２側に設けられた電極２０と、基板１４側に設けられた電極１８と、これらの電極２０及び電極１８間に充填された電解質２６と、を含んだ構成とされている。また、この基板１２側に設けられた電極２０、及び基板１４側に設けられた電極１８の内の何れか一方の電極の、他方の電極に向かい合う面側には、導電性または半導電性の多孔質層２２が設けられている。
【００２３】
なお、本実施の形態において「導電性」及び「導電」とは、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ未満を意味している。また、「半導電性」及び「半導」とは、体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０５Ωｃｍ以下を意味している。
【００２４】
図３に示すように、多孔質層２２には、エレクトロクロミック色素（以下、ＥＣ色素と称する場合がある）として、第１のエレクトロミック色素（以下、ＥＣ１色素と称する場合がある）２４が保持されている。また、電解質２６中には、エレクトロクロミック色素として、第２のエレクトロクロミック色素（以下、ＥＣ２色素と称する場合がある）２８が分散されている。
【００２５】
エレクトロクロミック色素は、詳細は後述するが、電気化学的な酸化反応及び還元反応の少なくとも一方により発色または消色する色素である。
本実施の形態のカラーフィルタ１０に複数設けられた各表示素子１６においては、互いに異なる色に発色する少なくとも２種類のエレクトロクロミック色素が基板１２と基板１４との基板間（すなわち、電極２０と電極１８との電極間）の領域に含有されており、一方（本実施の形態ではＥＣ１色素２４）のエレクトロクロミック色素は多孔質層２２に保持されており、他方（本実施の形態ではＥＣ２色素２８）のエレクトロクロミック色素は電解質２６中に分散されている。
【００２６】
なお、これらの多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４と、電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８と、は、双方とも酸化型色素、または双方とも還元型色素、とされている。このため、ＥＣ１色素２４が酸化型色素である場合には、ＥＣ２色素２８も酸化型色素とされ、ＥＣ１色素２４が還元型色素である場合には、ＥＣ２色素２８も還元型色素とされている。
【００２７】
この酸化型色素とは、電気化学的な還元反応により消色して消色状態となり、酸化反応により発色して発色状態となるＥＣ色素である。還元型色素とは、電気化学的な酸化反応により消色して消色状態となり、還元反応により発色して発色状態となるＥＣ色素である。
なお、上記「発色状態」とは、発色した状態を示し、少なくとも可視光領域に吸収ピークを有する状態とされ、着色された状態として視認される状態を意味している。また、「消色状態」とは、消色された状態を示し、少なくとも、可視光領域以外の領域に吸収ピークを有する状態とされ、無色または極淡色の消色された状態として視認される状態を意味している。
【００２８】
また、多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４、及び電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８、の各々について、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０と電極１８との間に印加される電圧の閾値は、下記式（１）の関係を満たしている。
【００２９】
Ｅ１＜Ｅ２      式（１）
【００３０】
式（１）中、Ｅ１は、多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４が消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示し、Ｅ２は、電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８が消色状態から発色状態へ変化するために該電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示す。
【００３１】
ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の上記閾値の関係が上記式（１）の関係を満たし、且つＥＣ１色素２４が多孔質層２２に保持され、ＥＣ２色素２８が電解質２６中に分散された状態とされていることで、本実施の形態のカラーフィルタ１０に複数設けられた各表示素子１６においては、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８との分子間における電子の授受による酸化還元反応により、一方が発色状態で他方が消色状態となると考えられる。このため、双方のＥＣ色素が同時に発色した状態となることが抑制され、各色素間の発色状態における色の混色が抑制されると考えられる。
【００３２】
このため、本実施の形態のカラーフィルタ１０に複数設けられた各表示素子１６においては、各表示素子１６に含まれる特定のエレクトロクロミック色素が選択的に発色され、１つの表示素子１６には、複数種類の異なる色が表示される。
【００３３】
本実施の形態のカラーフィルタ１０では、基板１２と基板１４との基板間に、この表示素子１６が、該基板の面方向に複数配列された構成とされている。このため、複数の表示素子１６（例えば、３つの表示素子１６）を含むように、各画素に対応する領域を定めて、各画素に対応する領域に含まれる複数の表示素子１６の全てに任意の色（例えば、赤色）が表示されるように電極間に電圧を印加して特定のエレクトロクロミック色素を選択的に発色させる。これによって、各画素に対応する領域の一部ではなく、該画素に対応する領域の全領域に、該任意の色（例えば、赤色）が表示されることとなり、従来の色の固定されたカラーフィルタに比べて、各画素に対応する領域の明るさの向上されたカラーフィルタが提供されると考えられる。
【００３４】
すなわち、従来のカラーフィルタでは、赤色の光のみを取り出す領域と、緑色の光のみを取り出す領域と、青色の光のみを取り出す領域と、を１つの画素に対応する領域として定めていた。すなわち、色固定のカラーフィルタとされていた。このため、１画素に対応する領域の１／３に相当する領域のみを用いて赤色、緑色、及び青色の各々を表示していた。また、二次色を表示する場合には、１画素に対応する領域の２／３に相当する領域のみを用いて表示を行っていた。
【００３５】
一方、本実施の形態のカラーフィルタ１０によれば、表示素子１６が基板の面方向に複数配列された構成とされている。このため、連続して配列された複数の表示素子１６、例えば３つの表示素子１６を含む領域を、各画素に対応する領域として定めて、この各画素に対応する領域に含まれる表示素子１６の全てに、含まれるエレクトロクロミック色素の特定の発色状態のときの色（例えば、赤色）が表示されるように電極間に電圧を印加すれば、各画素に対応する領域の全領域に赤色が表示されることとなる。このため、従来の色固定のカラーフィルタに比べて、各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が提供されると考えられる。
【００３６】
また、二次色を表示する場合についても、従来の色固定のカラーフィルタに比べて各画素の明るさの向上されたカラーフィルタが提供されると考えられる（詳細後述）。
【００３７】
また、異なる色に発色する複数の層を積層することで、画素に対応する領域の色を可変とした構成の従来構成に比べても、本実施の形態のカラーフィルタ１０では、各画素に対応する領域を構成する複数の表示素子１６の各々自体が、含まれるエレクトロクロミック色素による色を選択的に示すことから、厚み方向の色の重ね合せによって目的の色を表示する従来構成に比べて、各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が提供されると考えられる。
【００３８】
従って、本実施の形態の表示素子１６を用いない従来構成のカラーフィルタに比べて、本実施の形態のカラーフィルタ１０は、明るさが向上される、と考えられる。
【００３９】
なお、具体的な作用、及び具体的なエレクトロクロミック色素の詳細については、後述する。
まず、カラーフィルタ１０を構成する各部材について説明する。
【００４０】
―基板―
図１に示すように、基板１２及び基板１４は、面方向に複数配列された表示素子１６を挟むように設けられている。基板１２は、上述のように、表示面側に設けられている。これらの基板１２及び基板１４の内の少なくとも基板１２は、透明とされている。なお、本実施の形態において透光性及び透明とは、可視光の平均透過率が８０％以上であることを示している。
【００４１】
これらの基板１２及び基板１４の基板間には、上述のように、複数の表示素子１６が面方向に複数配列されている。基板１２及び基板１４としては、これらの基板間に、基板の面方向に複数の表示素子１６を配列させるための基材として用いられ、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はない。
【００４２】
これらの基板１２及び基板１４としては、例えば、ガラス板、高分子フイルム、などが好適に挙げられる。高分子フイルムの材料としては、テトラアセチルセルロース（ＴＡＣ）、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ、などが挙げられる。
【００４３】
―表示素子―
表示素子１６は、上述のように、基板１２側に設けられた電極２０と、基板１４側に設けられた電極１８と、これらの電極２０及び電極１８間に充填された電解質２６と、を含んだ構成とされている。また、この基板１２側に設けられた電極２０、及び基板１４側に設けられた電極１８の内の何れか一方の電極の、他方の電極に向かい合う面側には、導電性または半導電性の多孔質層２２が設けられている。そして、図２に示すように、この多孔質層２２には、ＥＣ１色素２４が保持され、電解質２６中には、ＥＣ２色素２８が分散されている。
【００４４】
―電極―
電極２０及び電極１８は、カラーフィルタ１０に設けられた複数の表示素子１６の各々を選択的に駆動するように、基板１２及び基板１４の各々に配置されている。電極２０及び電極１８は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、基板１４側に線状の電極１８を複数配列させた構成とし、基板１２側にも線状の電極２０を複数配列させた構成とし、これらの電極１８及び電極２０の配列方向が互いに交差するように配置する。そして、各画素に対応する領域Ｘ内に、これらの電極２０及び電極１８の交差する領域が複数含まれるように、該領域Ｘを定めればよい。そして、上記電圧印加部３０を、複数の電極２０に電圧を印加する電圧印加部３０Ａと、複数の電極１８に電圧を印加する電圧印加部３０Ｂと、を含んだ構成とし、複数の電極２０を電圧印加部３０Ａに電気的に接続し、複数の電極１８を電圧印加部３０Ｂに電気的に接続すればよい。このように構成すれば、所謂パッシブマトリクス駆動が実現され、各表示素子１６が選択的に駆動される。
なお、図１０（Ａ）には、各画素に対応する領域Ｘを、１本の電極１８と、３本の電極２０と、が交差する領域として定めることで、図１０（Ｂ）に示すように、各画素に対応する領域Ｘ内に３つの表示素子１６が配置された形態を示した。
【００４５】
なお、図１０には、各画素に対応する領域Ｘを、１本の電極１８と、３本の電極２０と、が交差する領域を定めた例を示したが、この形態に限られず、各画素に対応する領域Ｘに対して、複数の電極１８と、複数の電極２０と、が交差する領域を定めても良く、カラーフィルタ１０の設計に応じて選択すればよい。
【００４６】
また図１０には、パッシブマトリクス駆動の形態を示したが、アクティブマトリクス駆動の形態としてもよい（詳細後述）。
【００４７】
電極２０及び電極１８としては、透明で電気を通すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、フッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素等が挙げられる。これらの中でも、酸化錫−酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛などに代表される金属酸化物が良く、更に、表面抵抗値が低い、耐熱性が良い、化学的な安定性がある、光透過率が高い、等の点からフッ素をドーピングした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）が良い。
【００４８】
特に、本実施の形態のカラーフィルタ１０の表示素子１６では、電極２０に接触した状態で導電性または半導電性の多孔質層２２を配置させることから、多孔質層２２に接触しても化学的に安定である必要があることからも、酸化物たる酸化スズ（ＦＴＯ）や酸化スズインジウム（ＩＴＯ）が良い。
【００４９】
これらの電極２０及び電極１８の厚みは、特に制限がなく、目的に応じて選択されるが、例えば、０．１μｍ以上、具体的には０．１μｍ以上２０μｍ以下である。
【００５０】
これらの電極２０及び電極１８は、スパッタ法、ゾルゲル法、印刷法により形成される。また、カラーフィルタ１０において、表示面側（図１中、Ｙ方向）から見て最も遠い方の電極（本実施の形態では電極１８）としては、酸化錫−酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛などに代表される金属酸化物層の他に、導電性高分子や、カーボン、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、プラチナなどに代表される金属層を用いてもよい。但し、電極としてカーボン電極や金属電極を用いる場合は、透明性確保のため、電極の膜厚を２００ｎｍ以下程度に抑えることがよい。
【００５１】
―多孔質層―
多孔質層２２は、電極２０に接して積層されており、導電性または半導電性を有している。なお、本実施の形態では、多孔質層２２は、電極２０と電極１８の内の、表示面側に設けられた電極２０に接触して積層されて設けられている場合を説明するが、電極１８側に接触して積層されて設けられた構成であってもよい。
【００５２】
多孔質層２２は、その表面及び内部にＥＣ１色素２４を保持する微細孔を、より多く有するように、多孔質の構成とされている。この多孔質層２２は、単層構造であってもよいが、多層構造であってもよい。
【００５３】
多孔質層２２の比表面積は、例えば、１ｍ2／ｇ以上５０００ｍ2／ｇ以下、または１０ｍ2／ｇ以上２５００ｍ2／ｇ以下である。ここで、比表面積は窒素ガスの吸着量から求めたＢＥＴ比表面積を意味する。比表面積が上記範囲であると、各表示素子１６において特定の色を表示する程度の保持量のＥＣ１色素２４が保持されると考えられる。
多孔質層２２の厚さ（多層構造の場合には合算した厚さ）は、１μｍ以上２００μｍ以下、または５μｍ以上５０μｍ以下である。多孔質層２２の厚さが上記範囲であると、各表示素子１６において特定の色を表示する程度の保持量のＥＣ１色素２４が多孔質層２２に保持され、また、目的とする透明性や駆動電圧が実現されると考えられる。
【００５４】
多孔質層２２は、いかなる構成であってもよいが、導電性または半導電性の粒子を充填させることで多孔質状態を形成することが製造の簡便さから良い。多孔質層２２に含まれる導電性または半導電性の粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて選択され、例えば、単体半導体、酸化物半導体、化合物半導体、有機半導体、複合体酸化物半導体、又はこれらの混合物が挙げられ、これらにはドーパントとして不純物が含まれていてもよい。なお、半導体の形態の制限は特になく、単結晶、多結晶、非晶質又はこれらの混合形態であってもよい。
【００５５】
前記単体半導体としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、テルル（Ｔｅ）、などが挙げられる。
【００５６】
前記酸化物半導体は、金属酸化物で半導体の性質を持つものであり、例えば、ＴｉＯ2，ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、Ｉｎ2Ｏ3、ＣｄＯ、ＭｎＯ，ＣｏＯ、ＴｉＳｒＯ3、ＫＴｉＯ3、Ｃｕ2Ｏ、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム、などが挙げられる。
【００５７】
前記化合物半導体としては、例えば、カドミウムの硫化物、亜鉛の硫化物、鉛の硫化物、銀の硫化物、アンチモンの硫化物、ビスマスの硫化物、カドミウムのセレン化物、鉛のセレン化物、カドミウムのテルル化物、亜鉛のリン化物、ガリウムのリン化物、インジウムのリン化物、カドミウムのリン化物、ガリウム−ヒ素のセレン化物、銅−インジウムのセレン化物、銅−インジウムの硫化物、などが挙げられる。
【００５８】
前記有機半導体としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド、等が挙げられる。
【００５９】
前記複合体酸化物半導体としては、例えば、ＳｎＯ2−ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5−ＳｒＴｉＯ3、Ｎｂ2Ｏ5−Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5−ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2、Ｔｉ−ＳｎＯ2、Ｚｒ−ＳｎＯ2、Ｂｉ−ＳｎＯ2、Ｉｎ−ＳｎＯ2、Ａｌ−ＺｎＯ、Ｇａ−ＺｎＯなどが挙げられる。前記ＳｎＯ2−ＺｎＯは、比較的大きなＺｎＯ粒子（例えば、光散乱を抑制し透明性を確保する点から、粒径約５０ｎｍ程度以下のＺｎＯ粒子）を中心に周りをＳｎＯ2超粒子（粒径約１５ｎｍ）で被覆したものであり、両者の複合化は質量比でＳｎＯ2：ＺｎＯ＝７０：３０以上３０：７０以下の範囲であることが良い。前記Ｎｂ2Ｏ5−ＳｒＴｉＯ3、Ｎｂ2Ｏ5−Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5−ＺｒＯ2、及びＮｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2などのＮｂ2Ｏ5複合体は、Ｎｂ2Ｏ5との質量比が８：２以上２：８以下となるように複合化される。
【００６０】
前記導電性または半導電性の粒子の形状は、特に制限はなく、目的に応じて選定され、球形、ナノチューブ状、棒状、ウィスカー状のいずれの形状であっても構わず、形状の異なる２種類以上の粒子を混合してもよい。前記球形粒子の場合には、個数平均粒径が０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が挙げられる。なお、粒径分布の異なる２種類以上の粒子を混合しても構わない。また、形状が上述の棒状であるの場合には、アスペクト比が２以上５００００以下、または５以上２５０００以下が挙げられる。
【００６１】
多孔質層２２を形成する方法としては、特に制限はなく、その構成材料の種類に応じて選定される。例えば、金属陽極酸化法、陰極析出法、スクリーン印刷法、スキージ法、ゾルゲル法、熱酸化法、真空蒸着法、ＤＣ及びＤＦスパッタ法、化学気相堆積法、有機金属化学気相堆積法、分子線堆積法、レーザーアブレーション法などが挙げられ、また、上記方法を組み合わせて作製してもよい。
具体的な形成方法としては、特開２００３−２５５４００に示される多孔質層の形成方法を用いればよい。
【００６２】
―電解質―
電解質２６としては、ＥＣ２色素２８が分散され、該分散されたＥＣ２色素２８が基板１２と基板１４との基板間を移動可能であればよく、液体、ゲル状の何れであっても構わない。なお、内部に分散されたＥＣ２色素２８が電解質２６を移動する形態であれば、電解質２６が固体であってもよい。
【００６３】
電解質２６が液体である場合には、電解質２６は、電解質の構成材料を溶媒に溶かして用いることが好ましい。
【００６４】
この電解質の構成材料としては、例えば、過過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、塩素酸テトラブチルアンモニウム等の過塩素酸塩、ヨウ素、臭素、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＣａＩ２、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＣａＢｒ２等の金属ハロゲン化物、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等のアンモニウム化合物のハロゲン化塩、メチルビオロゲンクロリド、ヘキシルビオロゲンブロミド等のアルキルビオロゲン、ハイドロキノン、ナフトハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン、フェロセン、フェロシアン酸塩等の鉄錯体等の少なくとも１種が用いられるが、これに限定するものではない。また、ヨウ素とヨウ化リチウム等の組合せのように、予めレドックス対（酸化還元対）を生成させる複数の電解質を混合して用いると、表示素子１６の性能、特に電流特性が向上される。これらの中でも、ヨウ素とアンモニウム化合物、ヨウ素と金属ヨウ化物の組合せが良い。
【００６５】
これらの電解質の構成材料を溶解する溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のアルコール類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の非プロトン性極性溶媒、水等が用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
前記溶媒における前記電解質の構成材料の電解質濃度としては、０．００１ｍｏｌ／ｌ以上２ｍｏｌ／ｌ以下、または０．０１ｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下が挙げられる。
【００６７】
電解質２６がゲル状である場合には、ポリマー添加、オイルゲル化剤添加、多官能モノマー類が、前記電解質の構成材料及び前記溶媒に混合して用いられる。前記ポリマー添加によりゲル化させる場合は、「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｒｅｖｉ ｅｗｓ−１及び２」（Ｊ．Ｒ．ＭａｃＣａｌｌｕｍとＣ．Ａ．Ｖｉｎｃｅｎｔの共編、ＥＬＳＥＶＩＥＲ ＡＰＰＬＩＥＤ ＳＣＩＥＮＣＥ）などに記載された化合物が使用されるが、特に、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどが良い。前記オイルゲル化剤添加によりゲル化させる場合は、「Ｊ．Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，Ｉｎｄ．Ｃｈｅｍ．Ｓｅｃ．，４６，７７９（１９４３）」、「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１１，５５４２（１９８９）」、「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９３，３９０」、「Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，３５，１９４９（１９９６）」、「Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，１９９６，８８５」、「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９７，５４５」などに記載されている化合物が使用されるが、特に、分子構造中にアミド構造を有する化合物が良い。
【００６８】
また、電解質２６としては、マトリックス材と支持電解質との混合液を重合させてフイルム状とした固体電解質層を用いても良い。
【００６９】
この電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて選択され、無機電解質であってもよいし、有機電解質であってもよい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、また、市販品であってもよく、適宜合成しても構わない。
【００７０】
前記無機電解質としては、例えば、無機酸陰イオン−アルカリ金属塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属などが挙げられ、これらの中でも無機酸陰イオン−アルカリ金属塩が良く、無機酸リチウム塩が良い。
前記無機酸陰イオン−アルカリ金属塩としては、例えば、ＸＡｓＦ６、ＸＰＦ６、ＸＢＦ４、ＸＣｌＯ４、などが挙げられ、（但し、これらにおいてＸは、Ｈ、Ｌｉ、Ｋ又はＮａを表す。）、具体的には過塩素酸リチウムが挙げられる。
【００７１】
前記アルカリ金属塩としては、例えば、ＬｉＩ、ＫＩ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＡｓＦ６、ＮａＣＦ３ＳＯ３、ＮａＰＦ６、ＮａＣｌＯ４、ＮａＩ、ＮａＢＦ４、ＮａＡｓＦ６、ＫＣＦ６ＳＯ３、ＫＰＦ６、などが挙げられる。前記有機電解質としては、例えば、有機酸陰イオン−アルカリ金属塩、四級アンモニウム塩、アニオン性界面活性剤、イミダゾリウム塩、などが挙げられ、これらの中でも有機酸陰イオン−アルカリ金属塩が良く、有機酸リチウム塩がより良い。
【００７２】
前記マトリックス材の前記電解質層における使用量としては、前記支持電解質とのモル比（マトリックス材：支持電解質）が、７０：３０以上５：９５以下、５０：５０以上１０：９０、または５０：５０以上２０：８０以下である。なお、前記モル比は、前記マトリックス材のモル量と、前記支持電解質のイオンのモル量との比を意味する。該マトリックス材のモル量とは、高分子化合物のモノマー単位を１分子として換算したモル量を意味する。
【００７３】
このようなフイルム状の固体の電解質２６は、前記マトリックス材と支持電解質との混合液に過酸化ベンゾイルやアゾビスイソブチロニトリル等の重合開始剤を少量添加したものを薄く延ばし、続いて加熱を行い重合させるか、又はイルガキュア等の光重合開始剤を添加して、紫外線照射により重合させることにより作製される。なお、このフイルムの厚さは、３０μｍ以上５００μｍ以下、または５０μｍ以上２００μｍ以下である。
【００７４】
―エレクトロクロミック色素―
次に、エレクトロクロミック色素について説明する。
【００７５】
エレクトロクロミック色素（ＥＣ色素）は、上記に示したように、カラーフィルタ１０に設けられた複数の表示素子１６の各々について、少なくとも２種類のエレクトロクロミック色素が電極２０と電極１８との基板間に含有されており、一方（本実施の形態ではＥＣ１色素２４）のエレクトロクロミック色素は多孔質層２２に保持されており、他方（本実施の形態ではＥＣ２色素２８）のエレクトロクロミック色素は電解質２６中に分散されている。また、多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４、及び電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８、の各々について、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０と電極１８との間に印加される電圧の閾値が、上記式（１）の関係を満たしている。
【００７６】
本実施の形態のカラーフィルタ１０の各表示素子１６に用いられるＥＣ色素としては、電気化学的な酸化反応及び還元反応の少なくとも一方により発色又は消色する作用を示す限り特に制限はなく、上記条件（ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８であれば、上記式（１）、双方が酸化型色素または還元型色素であり、且つ異なる色に発色する）を満たす範囲で目的に応じて選択され、例えば、有機化合物、金属錯体などが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７７】
前記金属錯体としては、例えば、プルシアンブルー、金属−ビピリジル錯体、金属フェナントロリン錯体、金属−フタロシアニン錯体、メタフェリシアニド、これらの誘導体などが挙げられる。前記有機材料としては、例えば、（１）ピリジン化合物類、（２）導電性高分子類、（３）スチリル化合物類、（４）ドナー／アクセプター型化合物類、（５）その他有機色素類、などが挙げられる。
【００７８】
前記（１）ピリジン化合物類としては、例えば、ビオローゲン、ヘプチルビオローゲン（ジヘプチルビオローゲンジブロミド等）、メチレンビスピリジニウム、フェナントロリン、アゾビピリジニウム、２，２−ビピリジニウム錯体、キノリン・イソキノリン、などが挙げられる。
【００７９】
前記（２）導電性高分子類としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンジアミン、ポリアミノフェノール、ポリビニルカルバゾール、高分子ビオローゲンポリイオンコンプレックス、ＴＴＦ、これらの誘導体などが挙げられる。
【００８０】
前記（３）スチリル化合物類としては、例えば、２−［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチル−５−メチルスルホニルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−３，３−ジメチル−５−スルホニルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、３，３−ジメチル−２−［２−（９−エチル−３−カルバゾリル）エテニル］インドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［２−［４−（アセチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、などが挙げられる。
【００８１】
前記（４）ドナー／アクセプター型化合物類としては、例えば、テトラシアノキノジメタン、テトラチアフルバレン、などが挙げられる。
前記（５）その他有機色素類としては、例えば、フタル酸、カルバゾール、メトキシビフェニル、アントラキノン、キノン、ジフェニルアミン、アミノフェノール、Ｔｒｉｓ−アミノフェニルアミン、フェニルアセチレン、シクロペンチル化合物、ベンゾジチオリウム化合物、スクアリウム塩、シアニン、希土類フタロシアニン錯体、ルテニウムジフタロシアニン、メロシアニン、フェナントロリン錯体、ピラゾリン、酸化還元指示薬、ｐＨ指示薬、これらの誘導体、などが挙げられる。
また、フルオレセイン、及びこの誘導体（カルボキシフルオレセイン）が挙げられる。
これらの中でも、ビオローゲン系色素およびフタル酸系色素が良い。
【００８２】
なお、本実施の形態のカラーフィルタ１０では、ＥＣ色素としては、酸化状態では無色または極淡色の消色状態となり還元状態で発色して発色状態となる還元発色型のもの、及び還元状態では無色または極淡色の消色状態となり酸化状態で発色して発色状態となる酸化発色型のもの、が用いられ、目的に応じて選択される。
さらに、発色状態において、還元または酸化の程度により数種類の色が発現する多色発色型のものを用いても良く、目的に応じて選択すればよい。
【００８３】
上述のように、各表示素子１６に含有されている２種類のＥＣ色素の内の、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値の小さい方のＥＣ１色素２４は、多孔質層２２に保持されている。この「保持」とは、多孔質層２２の表面及び各孔内にＥＣ色素が保持された状態を示している。多孔質層２２にＥＣ色素を保持させる方法としては、多孔質層２２の表面にＥＣ１色素２４を吸着させる方法や、多孔質層２２とＥＣ１色素２４とを化学的に結合させる方法等、従来公知の技術が適用される。
【００８４】
例えば、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート等の塗布法、電界析出法、電界重合法や保持させる化合物の溶液に浸す自然吸着法等の方法が選ばれる。中でも自然吸着法は、金属酸化物層の微細孔のすみずみにむらなく確実に機能性分子が保持されうる点や、特別な装置を必要としない点、そして多くの場合は単分子層程度であり必要以上に余分な量がつかない等の多くの利点を有している。
【００８５】
上記自然吸着法としては、保持対象のＥＣ色素の溶液中に、良く乾燥した多孔質層２２を有する基板を浸漬するか、保持対象のＥＣ色素の溶液を多孔質層２２に塗布する方法が用いられる。前者の場合、浸漬法、ディップ法、ローラ法、エアーナイフ法等が使用される。浸漬法の場合、色素の吸着は室温で行ってもよいし、特開平７−２４９７９０号公報に記載されているように加熱還流して行ってもよい。また、後者の塗布方法としては、ワイヤーバー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテン法、スピン法、スプレー法等がある。
【００８６】
上記ＥＣ色素の溶液に用いられる、該ＥＣ色素を溶解する溶媒としては、例えば、水、アルコール類（メタノール、エタノール、ｔ−ブタノール、ベンジルアルコール等）、ニトリル類（アセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリル等）、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素（ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等）、エーテル類（ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等）、ジメチルスルホキシド、アミド類（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセタミド等）、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチル等）、炭酸エステル類（炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等）、ケトン類（アセトン、２−ブタノン、シクロヘキサノン等）、炭化水素（へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエン等）やこれらの混合溶媒が挙げられる。
【００８７】
また、多孔質層２２表面へＥＣ色素（ＥＣ１色素２４）を化学結合させる方法としては、多孔質層２２の表面とＥＣ色素骨格との間に、官能基を介しても良い。この官能基としては、例えば、アルキル基、フェニル基、エステル、アミド等の官能基が好適である。また、多孔質層２２の表面をシランカップリング剤等によって改質した後に、ＥＣ色素を化学結合させてもよい。
【００８８】
多孔質層２２へのＥＣ色素（ＥＣ１色素２４）の吸着量としては、多孔質層２２の単位表面積（１ｍ２）当たり０．０１ｍｍｏｌ以上１００ｍｍｏｌ以下が挙げられる。また、ＥＣ１色素２４の、多孔質層２２を構成する各半導体粒子に対する吸着量としては、半導体粒子１ｇ当たり０．０１ｍｍｏｌ以上１００ｍｍｏｌ以下の範囲が挙げられる。
なお、詳細は後述するが、多孔質層２２に、更に、互いに異なる色に発色する複数種類のＥＣ色素を吸着させる場合には、多孔質層２２に吸着させるＥＣ色素の総量が、上記範囲内であることが良い。
【００８９】
なお、多孔質層２２は、ＥＣ色素（ＥＣ１色素２４）を保持させる前に、熱処理（例えば、１００℃以上５５０℃以下で１０分間）することが良い。これにより、多孔質層２２表面に吸着した水分、その他の不純物が除去されると考えられ、また、多孔質層２２表面を活性化し、ＥＣ色素の吸着が効率よく行われると考えられる。
【００９０】
一方、表示素子１６に含有される２種類のＥＣ色素の内の、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値の大きい方のＥＣ２色素２８は、電解質２６中に分散されている。この電解質２６中に分散されているＥＣ色素（ＥＣ２色素２８）の電解質中濃度は、０．００１ｍｏｌ／ｌ以上２ｍｏｌ／ｌ以下、または０．０１ｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下が挙げられる。
なお、電解質２６に、更に互いに異なる色に発色する複数種類のＥＣ色素を分散させる場合には、電解質２６中に分散させるＥＣ色素の総濃度が、上記範囲内であればよい。
【００９１】
―酸化還元剤−
上記電解質２６中には、酸化還元反応により発色しない（すなわち非発色の）酸化還元剤が分散されていることが良い。
【００９２】
酸化還元剤を用いることにより、表示素子１６内のＥＣ色素の酸化還元反応が効率良く進行し、ＥＣ色素の可逆的な発色効率及び消色効率が向上されると考えられる。
【００９３】
さらに、酸化還元剤は、電極２０及び電極１８の内の、ＥＣ１色素２４の保持された多孔質層２２の設けられている側とは、対極側の電極上に固定化されていることが良い。図１に示すように、本実施の形態では、電極２０及び電極１８の内の、電極２０側に、ＥＣ１色素２４を保持した多孔質層２２が設けられていることから、電極１８上に、酸化還元剤が固定化されていることが良い。これによって、電極２０及び電極１８の双方の電極側で、効率良く酸化還元反応が生じ、表示素子１６全体の発色効率及び消色効率が向上されると考えられる。
【００９４】
このような酸化還元剤としては、酸化還元反応により非発色の酸化還元剤であればよく、具体的には、フェロセン、フェノチアジン、ヨウ素と金属ヨウ化物の組合せ等が挙げられる。但し、酸化還元剤として、ヨウ素と金属ヨウ化物の組合せを適用する場合は、着色の強度を考慮することがよい。中でも、安定性が高く、溶液の吸収係数が小さい等の観点から、フェロセンが良い。
【００９５】
なお、酸化還元剤を電極１８表面に固定化する方法としては、上述した多孔質層２２にＥＣ１色素２４を保持させる方法と同じ方法を用いて、電極１８上に酸化還元剤を保持させればよい。
【００９６】
なお、電解質２６中に添加される酸化還元剤は、電解質２６中において溶解または分散された状態で含有され、その電解質２６中の濃度は、０．００１ｍｏｌ／ｌ以上２ｍｏｌ／ｌ以下、または０．０１ｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下が挙げられる。
【００９７】
―電荷蓄積部材−
また、各表示素子１６に含有されたＥＣ色素（ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８）の酸化還元反応を効率良く生じさせるために、図１に示すように、電荷蓄積部材３４を設ける事が良い。この電荷蓄積部材３４は、各表示素子１６の電極２０及び電極１８の内の、ＥＣ１色素２４の保持された多孔質層２２の設けられている側とは、対極側の電極上に固定化されていることが良い。本実施の形態では、電極２０及び電極１８の内の、電極２０側に、ＥＣ１色素２４を保持した多孔質層２２が設けられていることから、電荷蓄積部材３４は、電極１８上に固定化されていることが良い。
【００９８】
電荷蓄積部材３４としては、比表面積が１０００以上の部材が選択される。このような比表面積の大きい部材としては、カーボンやアルミナが挙げられ、具体的には、活性炭やカーボンナノチューブ等が挙げられる。これらの部材は、比表面積が大きいことから、蓄積される電荷容量が大きく、表面に極性を有している。このため、電荷蓄積部材３４を、電極２０及び電極１８の内の、ＥＣ１色素２４を保持している多孔質層２２の積層された電極２０とは、反対側の電極１８上に設けることによって、電極２０及び電極１８の２つの電極上で、効率良く酸化還元反応が生じ、各表示素子１６全体の発色効率及び消色効率が向上されると考えられる。
【００９９】
本実施の形態のカラーフィルタ１０は、制御部３２の制御によって電圧印加部３０が制御されて、各画素に対応する領域の複数の表示素子１６の各々に電圧が印加されることで、各表示素子１６に目的とする色が表示される。各表示素子１６へ各色が表示されることとで、カラーフィルタ１０は、色が可変のカラーフィルタとして機能する。
【０１００】
制御部３２は、カラーフィルタ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、装置全体を制御する制御プログラム等の各種プログラムが予め記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を含むマイクロコンピュータとして構成されている。
電圧印加部３０は、電極２０及び電極１８に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部３２の制御に応じた電圧を電極２０及び電極１８間に印加する。
【０１０１】
以下、カラーフィルタ１０の、各表示素子１６における作用を説明する。
【０１０２】
ここで、上述のように、各表示素子１６においては、多孔質層２２にはＥＣ１色素２４が保持され、電解質２６中にはＥＣ２色素２８が分散されている。そして、これらのＥＣ色素の各々について、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０と電極１８との間に印加される電圧の閾値が、上記式（１）としてＥ１＜Ｅ２の関係を満たしている。
【０１０３】
なお、上述のように、式（１）中、Ｅ１は、多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４が消色状態から発色状態へ変化するために前記一対の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示し、Ｅ２は、電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８が消色状態から発色状態へ変化するために前記一対の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示している。
【０１０４】
また、上述のように、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８は、双方が還元型色素、または双方が酸化型色素とされている。
【０１０５】
例えば、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の双方が還元型色素（還元反応により発色状態となり、酸化反応により消色状態となる）であるとする。そして、電極２０側が負極となり、電極１８側が正極となるように電極２０及び電極１８の電極間に電圧が印加され、印加電圧を除々に上昇させてＥＣ１色素２４の閾値である電圧値Ｅ１の電圧が印加されると、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、電極２０に接触して設けられた多孔質層２２に保持されている、より閾値の小さい方のＥＣ１色素２４がＥＣ２色素２８より先に還元されて、非発色状態から発色状態へ変化する（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、電極２０と電極１８との電極間に、電極２０側を負極として電圧値Ｅ１の電圧が印加されたときには、ＥＣ１色素２４色素は還元されて発色状態にあるが、ＥＣ２色素２８は未だ還元されておらず非発色状態とされている。このため、このときには、表示素子１６には、ＥＣ１色素２４の色のみが選択的に表示された状態となると考えられる。
【０１０６】
そして、さらに電極２０及び電極１８の電極間に印加する電圧を上昇させていく課程で、還元されてラジカルの発生した状態とされたＥＣ１色素２４に、電解質２６中に分散されていたＥＣ２色素２８が引き寄せられると考えられる（図４（Ｃ）参照）。
【０１０７】
そして、さらに電極２０及び電極１８の電極間に印加する電圧を上昇させて、ＥＣ２色素２８の閾値である電圧値Ｅ２の電圧が印加されると、ＥＣ２色素２８が還元されて非発色状態から発色状態へ変化する。このとき、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８とでは、ＥＣ２色素２８の方が、閾値が高い事から、ＥＣ１色素２４からＥＣ２色素２８へ、分子間において電子の移動が生じると考えられる（図４（Ｄ）参照）。このＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８との分子間の電子の授受によって、多孔質層２２に保持されているＥＣ１色素２４は酸化されて消色状態となり、ＥＣ２色素２８は還元されて消色状態から発色状態へと変化すると考えられる。このため、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８とが同時に発色状態となることが抑制されて、ＥＣ１色素２４のみが消色状態となり、ＥＣ２色素２８のみが発色状態となると考えられる。
【０１０８】
一方、電極２０側を正極とし、電極１８側を負極として、電極間に印加する電圧を除々に上昇させていくと、上記とは逆の現象が生じる。
詳細には、電極２０側を正極とし、電極１８側を負極として、電極間に印加する電圧を除々に上昇させていくと、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、ＥＣ２色素２８が先に酸化されて電子を失い、発色状態から消色状態へと変化する。そして、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８との間の分子間の電子の授受によって、ＥＣ２色素２８から失われた電子は、ＥＣ１色素２４によって受け取られ、ＥＣ１色素２４が還元されて消色状態から発色状態へと変化すると考えられる。
【０１０９】
そして更に、電極２０側を正極とし電極１８側を負極として、電極間に印加する電圧を更に除々に上昇させていくと、ＥＣ１色素２４によって受け取られた電子が電極２０へと移動し、ＥＣ１色素２４も発色状態から消色状態へと変化すると考えられる。このため、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８とが同時に発色状態となることが抑制されて、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、何れか一方のみが選択的に発色状態とされると考えられる。
【０１１０】
このように、カラーフィルタ１０の各表示素子１６は、電極２０と電極１８の内の、電極１８側に接触配置された多孔質層２２にＥＣ１色素２４を保持させ、電解質２６中にＥＣ２色素２８を分散させた構成とされている。そして各表示素子１６では、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８として、互いに発色状態の色が異なり、上記式（１）の関係を満たし、且つ双方を酸化型色素または還元型色素とされている。このように各表示素子１６を構成し、電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加して、印加する電圧及び極性を変化させることで、印加した電圧の極性及び電圧値に応じて、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の特定のＥＣ色素のみが選択的に発色されると考えられる。
【０１１１】
このように、本実施の形態のカラーフィルタ１０に含まれる複数の表示素子１６は、ＥＣ色素間の混色が抑制され、印加電圧に応じて目的とする色が選択的に表示されると考えられる。
【０１１２】
なお、上記では、各表示素子１６に含まれるＥＣ色素として、各々単色に発色するＥＣ色素を用いた場合を説明したが、発色状態において電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の電圧値に応じて、互いに異なる複数種類の色に発色するＥＣ色素を用いても良い。このようにすれば、電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の極性及び電圧値を調整することで、更なる多色表示が可能とされる。
【０１１３】
例えば、ＥＣ１色素２４が、ＥＣ２色素２８の発色状態の色とは異なり且つ上記式（１）の関係を満たすと共に、互いに異なる２種類の色に発色するとする。また、ＥＣ１色素２４の発色状態における、この２種類の色へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値が互いに異なるとする。この２種類の色（例えば、第１の色及び第２の色）へ変化するための該電極間に印加される電圧の閾値が、Ｅ１（Ａ）及びＥ１（Ｂ）であるとし、Ｅ１（Ａ）＜Ｅ２（Ｂ）＜Ｅ２の関係を満たすとする。
【０１１４】
また、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の双方が還元型色素であるとすると、この場合には、例えば、電極２０側が負極となり、電極１８側が正極となるように電極２０及び電極１８の電極間に電圧が印加され、印加電圧を除々に上昇させてＥＣ１色素２４の閾値である電圧値Ｅ１（Ａ）の電圧が印加されると、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、電極２０に接触して設けられた多孔質層２２に保持されている、より閾値の小さい方のＥＣ１色素２４がＥＣ２色素２８より先に還元されて（図４（Ｂ）参照）、非発色状態から発色状態へ変化して、閾値Ｅ１（Ａ）に対応する第１の色に発色した発色状態となると考えられる。
このため、このときには、表示素子１６には、ＥＣ１色素２４の第１の色のみが選択的に表示された状態となると考えられる。
【０１１５】
そして更に、印加電圧を除々に上昇させてＥＣ１色素２４の第２の色に発色するための閾値である電圧値Ｅ２（Ａ）の電圧が印加されると、ＥＣ１色素２４の還元反応が進行して（図５（Ａ）参照）、閾値Ｅ１（Ｂ）に対応する第２の色に発色した発色状態となると考えられる。
このため、このときには、表示素子１６には、ＥＣ１色素２４の第２の色のみが選択的に表示された状態となると考えられる。
【０１１６】
そして、さらに電極２０及び電極１８の電極間に印加する電圧を上昇させていく課程で、還元されてラジカルの発生した状態とされたＥＣ１色素２４に、電解質２６中に分散されていたＥＣ２色素２８が引き寄せられると考えられる（図５（Ｂ）参照）。
【０１１７】
そして、さらに電極２０及び電極１８の電極間に印加する電圧を上昇させて、ＥＣ２色素２８の閾値である電圧値Ｅ２の電圧が印加されると、ＥＣ２色素２８が還元されて（図５（Ｃ）参照）非発色状態から発色状態へ変化する。このとき、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８とでは、ＥＣ２色素２８の方が、閾値が高い事から、ＥＣ１色素２４からＥＣ２色素２８へ、分子間において電子の移動が生じると考えられる。このＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８との分子間の電子の授受によって、多孔質層２２に保持されているＥＣ１色素２４は酸化されて消色状態となり、ＥＣ２色素２８は還元されて消色状態から発色状態へと変化すると考えられる。このため、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８とが同時に発色状態となることが抑制されて、ＥＣ１色素２４のみが消色状態となり、ＥＣ２色素２８のみが発色状態となると考えられる。
【０１１８】
一方、電極２０側を正極とし、電極１８側を負極として、電極間に印加する電圧を除々に上昇させていくと、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、ＥＣ２色素２８が先に酸化されて電子を失い、発色状態から消色状態へと変化する。そして、ＥＣ１色素２４とＥＣ２色素２８との間の分子間の電子の授受によって、ＥＣ２色素２８から失われた電子は、ＥＣ１色素２４によって受け取られ、ＥＣ１色素２４が還元されて消色状態から発色状態へと変化し、第１の色に発色した状態となると考えられる。
【０１１９】
そして更に、電極２０側を正極とし電極１８側を負極として、電極間に印加する電圧を更に除々に上昇させることで、ＥＣ１色素２４はＥＣ２色素２８から更に電子を受け取り、ＥＣ１色素２４は第２の色に発色した状態となると考えられる。そして、更に該電圧を除々に上昇させることによって、ＥＣ１色素２４によって受け取られた電子が電極２０へと移動し、ＥＣ１色素２４も発色状態から消色状態へと変化すると考えられる。
【０１２０】
このように、表示素子１６に含まれるＥＣ色素として、発色状態において互いに異なる複数種類の色に発色するＥＣ色素を用いることで、単色に発色するＥＣ色素を用いた場合に比べて、更なる多色表示が実現される。
【０１２１】
なお、上記では、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の内の、ＥＣ１色素２４のみを発色状態において複数種類の色に発色するＥＣ色素を用いた場合を説明したが、ＥＣ２色素２８についても同様に複数種類の色に発色するＥＣ色素を用いても良い。
【０１２２】
なお、上記実施の形態では、各表示素子１６中には、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８の２種類のＥＣ色素のみを含有する場合を説明したが、更にＥＣ色素を含有した構成であってもよい。
【０１２３】
この場合には、図６に示すように、ＥＣ色素として、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８とは異なる色に発色するＥＣ３色素４０と、ＥＣ１色素２４、ＥＣ２色素２８、及びＥＣ３色素４０とは異なる色に発色するＥＣ４色素４２と、を更に備えた構成とすればよい。
そして、ＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２の内の、ＥＣ３色素４０のみを、ＥＣ１色素２４と共に多孔質層２２に保持させた構成とし、ＥＣ４色素４２をＥＣ２色素２８と共に電解質２６中に分散させた構成とすればよい。なお、ＥＣ３色素４０を多孔質層２２に保持させる方法としては、ＥＣ１色素２４を多孔質層２２に保持させた方法と同じ方法を用いればよい。
【０１２４】
この場合には、ＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２は、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８が還元型色素の場合には酸化型色素とし、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８が酸化型色素の場合には還元型色素とする。
また、ＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２の、消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値が下記式（２）の関係を満たすように、ＥＣ色素を選択すればよい。
【０１２５】
Ｅ３＜Ｅ４      式（２）
【０１２６】
式（２）中、Ｅ３は、ＥＣ３色素４０が消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示し、Ｅ４は、ＥＣ４色素４２が消色状態から発色状態へ変化するために電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧の閾値の絶対値を示す。
【０１２７】
例えば、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８が還元型色素であり、ＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２が酸化型色素であるとする。
【０１２８】
この場合には、電極２０側が負極となり、電極１８側が正極となるように電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加し、印加電圧を除々に上昇させることで、上記説明したように、ＥＣ１色素２４色素が発色状態とされた後に、ＥＣ１色素２４が非発色状態とされると共にＥＣ２色素２８が発色状態とされる色変化が生じると考えられる。
このとき、ＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２については、これらは酸化型色素であることから非発色状態のままであると考えられる。
【０１２９】
一方、電極２０側が正極となり、電極１８側が負極となるように電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加し、印加電圧を除々に上昇させることで、還元型色素であるＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８については非発色状態のまま維持され、酸化型色素であるＥＣ３色素４０及びＥＣ４色素４２が、上記ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８と同様にして分子間における電子の授受により順次発色状態及び非発色状態となり、各ＥＣ色素の発色状態の色が選択的に表示されることとなると考えられる。
【０１３０】
このように、更にＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８が酸化型色素である場合には、還元型色素を、ＥＣ１色素２４及びＥＣ２色素２８が還元型色素である場合には酸化型色素を更に含有することで、更なる多色表示が可能となる。
【０１３１】
なお、この各ＥＣ色素を消色状態から発色状態へと変化させる電圧の電圧値及び極性は、予め制御部３２の図示を省略するメモリに表示対象の色を示す情報に対応づけて記憶しておけばよい。そして、制御部３２では、各表示素子１６の表示対象の色に対応する電圧値及び極性の電圧の印加を示す指示信号を電圧印加部３０に出力すればよい。該指示信号を入力された電圧印加部３０は、該指示信号に応じた極性及び電圧値の電圧を、電極２０と電極１８との電極間に印加すればよい。このようにすれば、所望のＥＣ色素の色、または特定のＥＣ色素の特定の発色状態の色が選択的に、各表示素子１６へ表示されることとなると考えられる。
【０１３２】
なお、この電圧印加部３０から、各表示素子１６の電極２０及び電極１８の電極間に印加される電圧は、各ＥＣ色素の閾値の電圧値へ向かって急激に変化する電圧（例えば、矩形波で変化する電圧）であってもよいが、該閾値の電圧値へ向かって段階的または連続的に変化する電圧であることが良い。これは、上述のように、各表示素子１６では、多孔質層２２に保持されたＥＣ１色素２４（またはＥＣ３色素４０）と、電解質２６中に分散されたＥＣ２色素２８（またはＥＣ４色素４２）と、の間の分子間において電子の授受が行われることにより、一方が消色状態となり他方が発色状態となる。この電子の授受が行われている最中には、表示色が安定しない可能性が高いことから、各ＥＣ色素の各閾値の電圧値に向かって連続的または段階的に変化する電圧を印加することで、さらにＥＣ色素間の混色が抑制されると考えられる。
なお、このような電圧印加は、制御部３２による電圧印加部３０の制御によって実現される。
【０１３３】
以上説明したように、本実施の形態のカラーフィルタ１０では、上記表示素子１６が、基板１２と基板１４との基板間に、該基板の面方向に複数配列された構成とされている。このため、複数の表示素子１６（例えば、３つの表示素子１６）を含むように、画素に対応する領域を定めて、各画素に対応する複数の表示素子１６の全てに任意の色（例えば、赤）が表示されるように電極間に電圧を印加することで、従来の色固定のカラーフィルタに比べて各画素の明るさの向上されたカラーフィルタが提供されると考えられる。
【０１３４】
また、発色状態のときの色が、赤色、緑色、及び青色となるように、各表示素子１６に含まれるエレクトロクロミック色素を選択することで、カラーフィルタとしての適用範囲が高く、且つ各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が実現されると考えられる。
【０１３５】
すなわち、従来のカラーフィルタでは、図７（Ａ）に示すように、赤色の光のみを取り出す領域と、緑色の光のみを取り出す領域と、青色の光のみを取り出す領域と、を１つの画素に対応する領域として定めていた。このため、１画素に対応する領域の１／３に相当する領域のみを用いて赤色、緑色、及び青色の各々を表示していた。
【０１３６】
一方、本実施の形態のカラーフィルタ１０によれば、エレクトロクロミック色素の色が選択的に表示される表示素子１６を、基板の面方向に複数配列した構成とされている。このため、連続して配列された複数の表示素子１６を各画素に対応する領域Ｘ（図２及び図７（Ｂ）参照）として定めて、この各画素に対応する領域に含まれる表示素子１６の全て（図７（Ｂ）では１つの画素に対応する領域に含まれる３つの表示素子１６）について、含まれるエレクトロクロミック色素の特定の発色状態のときの色（例えば、赤）が表示されるように、各表示素子１６の電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加すればよい。すると、図７（Ｂ）に示すように、該領域Ｘに含まれる３つの表示素子１６の全てに赤色が表示された状態となることから、結果的に、１つの画素に対応する領域の全領域に赤色が表示されると考えられる。このため、従来の色固定のカラーフィルタに比べて各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が提供されると考えられる。また、１つの画素に対応する領域の全ての領域に、目的とする色が表示されるので、高画質化も実現されると考えられる。
【０１３７】
また、二次色を表示する場合についても、従来の色固定のカラーフィルタに比べて各画素の明るさの向上されたカラーフィルタが提供されると考えられる。すなわち、従来のカラーフィルタでは、二次色を表示する場合には、図７（Ｃ）に示すように、１画素に対応する領域の２／３に相当する領域（例えば、赤色の領域と緑色の領域）のみを用いて該二次色（例えば、黄色）を表示していた。
一方、本実施の形態のカラーフィルタ１０によれば、エレクトロクロミック色素の色が選択的に表示される表示素子１６を、基板の面方向に複数配列した構成とされている。このため、連続して配列された複数の表示素子１６を各画素に対応する領域Ｘ（図２及び図７（Ｄ）参照）として定めて、この各画素に対応する領域に含まれる３つの表示素子１６の内の２つの表示素子１６については赤色が表示されるように該表示素子１６の電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加し、該領域Ｘに含まれるその他の表示素子１６である１つの表示素子１６については緑色が表示されるように、該表示素子１６の電極２０及び電極１８の電極間に電圧を印加する。これによって、１つの画素に対応する領域Ｘに含まれる全ての表示素子１６が、表示対象の二次色である黄色の表示に寄与する領域とされる（図７（Ｄ）参照）。このため、従来の色固定のカラーフィルタに比べて各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が提供されると考えられる。また、１つの画素に対応する領域の全ての領域に、目的とする色が表示されるので、高画質化も図れると考えられる。
【０１３８】
さらに、異なる色に発色する複数の層を積層することで、１画素に対応する領域の色を可変とした構成の従来構成に比べても、本実施の形態のカラーフィルタ１０では、１画素に対応する領域を構成する複数の表示素子１６の各々自体が、含まれるエレクトロクロミック色素による色を選択的に表示することから、厚み方向の色の重ね合せによって目的の色を表示する従来構成に比べて、各画素の明るさの向上されたカラーフィルタ１０が提供されると考えられる。
【０１３９】
従って、本実施の形態の表示素子１６を用いない構成のカラーフィルタに比べて、本実施の形態のカラーフィルタ１０は、表示の明るさが向上される、と考えられる。
【０１４０】
また、更に、本実施の形態のカラーフィルタ１０においては、電圧の印加によって含まれるエレクトロクロミック色素の色が選択的に表示される表示素子１６を、基板（基板１２及び基板１４）の面方向に複数配列させた構成とされている。このため、カラーフィルタ１０の作製においては、基板（基板１２及び基板１４）上に複数の表示素子１６を配列させればよく、従来のカラーフィルタのようにインクジェット法等による精密な製造プロセスは不要であり、画素毎の色の塗り分けも不要である。このため、製造プロセスの簡略化も実現されると考えられる。
【０１４１】
なお、本実施の形態のカラーフィルタ１０においては、各表示素子１６のアクティブマトリックス駆動を実現するために、表示素子１６毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えた構成としてもよい。具体的には、図８（Ａ）に示すカラーフィルタ１０Ａのように、電極２０を、各表示素子１６に対応する領域毎に設けた構成とし、この電極２０毎に、ＴＦＴ４４を設けた構成としてもよい。なお、図示は省略するが、基板１４側の電極１８についても各画素に対応する領域毎に設けた構成とし、この電極１８毎に、ＴＦＴ（図示省略）を設けた構成としてもよい。
なお、図８（Ａ）に示すカラーフィルタ１０Ａは、図１に示すカラーフィルタ１０の電極２０毎にＴＦＴ４４を設けた以外は同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。
【０１４２】
また、図１に示すカラーフィルタ１０の一例では、表示素子１６毎に、基板１２と基板１４との間の領域を区切るための部材が設けられていない形態を示した（図１参照）。しかし、カラーフィルタ１０としては、表示素子１６毎に、基板１２と基板１４との間の領域を区切るための部材を設けた構成のカラーフィルタ１０Ｂとしてもよい（図８（Ｂ））参照。
【０１４３】
具体的には、図８（Ｂ）に示すように、図１に一例を示したカラーフィルタ１０において、基板１２と基板１４との間の領域を、表示素子１６毎に区切る間隙部材４６を設けた構成のカラーフィルタ１０としてもよい。これによって、各表示素子１６の間における電解質２６の移動が阻止される。
なお、図８（Ｂ）に示すカラーフィルタ１０Ｂは、図１に示すカラーフィルタ１０に上記間隙部材４６を設けた以外は同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。この間隙部材４６としては、絶縁性の部材であればよい。なお、絶縁性とは、体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以上であることを示している。
【０１４４】
なお、本実施の形態のカラーフィルタ１０は、表示面側の反対側に、各画素に対応する領域毎に、黒色及び白色を選択的に表示する表示媒体を設けた構成とすることが良い。
具体的には、図９に示すように、図１を用いて説明したカラーフィルタ１０の背面側（表示面とされた基板１２とは反対側）に、表示媒体５０を設けた構成のカラーフィルタ１０Ｃとすればよい。この構成とすれば、カラーフィルタ１０において、黒色及び白色の表示を加えたフルカラー表示や、各表示素子１６に表示された色の色味（濃度）の調整が実現される。
【０１４５】
また、カラーフィルタ１０に設けられた各表示素子１６は、エレクトロクロミック色素が非発色の状態では透明であることから、この表示媒体に白色表示を行うことで、白色度の高い（白色度が３０％以上、測定方法については後述）表示が実現されると考えられる。
【０１４６】
具体的には、図９に示すように、カラーフィルタ１０Ｃは、図１に示すカラーフィルタ１０の基板１４側に、表示媒体５０を重ねた構成とすればよい。この表示媒体５０は、例えば、カラーフィルタ１０の基板１４側に、該カラーフィルタ１０の基板１２とは反対側の方向に向かって順に、電極５２、絶縁層５４、表示層５６、絶縁層５８、電極６０、及び基板６２を重ねた構成とすればよい。電極５２及び電極６０は、各画素に対応する領域毎に電圧を印加する構成であればよく、線状の電極５２と線状の電極６０とが、各画素に対応する領域（例えば、図２の領域Ｘ）で互いに交差するように、配置すればよい。
【０１４７】
絶縁層５４及び絶縁層５８は、絶縁性の材料で構成すればよい。表示層５６は、電極５２及び電極６０に電圧を印加することで、白色粒子及び黒色粒子の何れか一方が選択的に表示面側（すなわち、電極５２側）に泳動する構成とすればよい。例えば、表示層５６を、基板１２の面方向に沿って配置された白色層５６Ｂと、正極または負極に帯電された黒色の粒子５６Ａと、分散媒５６Ｃと、を含んだ構成とする。
【０１４８】
この黒色の粒子５６Ａとしては、例えば、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、チタンブラック等が使用される。白色層５６Ｂは、白色度が３０％以上の層であり、黒色の粒子５６が厚み方向に通過する孔を有する構成とされている。なお、この白色度とは、白さの尺度をいい、具体的には、ＪＩＳ−Ｐ８１２３に記載の方法に従い、ハンター白色度計やＸ−ｒｉｔｅ測色系を用いて測定した値である。この白色層５６Ｂとしては、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機材料や、メタクリル酸メチル、スチレンアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等から構成された有機材料から構成された粒子状の部材の集合体であってもよいし、これらの粒子が分散媒５６Ｃ中に分散された形態であってもよいし、樹脂シートや不織布を利用してもよい。
【０１４９】
そして、この表示媒体５０の電極５２及び電極６０は、電圧印加部６４に電気的に接続されている。この電圧印加部６４は、図１でも説明した制御部３２に電気的に接続されている。表示媒体５０では、制御部３２の制御によって、各画素に対応する電極５２及び電極６０に電圧印加部６４から電圧が印加されることで、表示媒体５０の対応する画素の領域に、黒色または白色が表示されることとなる。
【０１５０】
このため、カラーフィルタ１０Ｃでは、目的とするカラーフィルタ１０における各画素に対応する領域毎に設けられた複数の表示素子１６の各々に対応する電極２０及び電極１８に電圧を印加すると共に、表示媒体５０の各画素に対応する電極５２及び電極６０に電圧を印加することで、各表示素子１６に表示された色の色味（濃度）の調整が実現される。また、白色度の高い白色表示や、黒色度の高い黒色表示が実現されると考えられる。
【０１５１】
また、本実施の形態のカラーフィルタ１０は、各種表示装置に適用される。
【実施例】
【０１５２】
以下に実施例を挙げて本実施の形態をさらに具体的に説明する。なお、本実施の形態の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【０１５３】
（実施例１）
図２及び図８（Ｂ）に示すカラーフィルタを下記の操作により作製した。
【０１５４】
＜基板及び電極の調整＞
厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製、商品名コーニング１７３７）上に、幅１２７μｍの線状のＩＴＯ電極が１２７μｍの間隔で複数配列された基板を２枚用意した。
【０１５５】
＜多孔質層の調整＞
上記２枚の基板の内の一方の１枚の基板を表示面側に設ける基板（以下、表示基板と称する）について、該表示基板上に複数配列された線状のＩＴＯ電極上に、多孔質層としてＴｉＯ２多孔質層を設けた。具体的には、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製ＴｉＯ２ペースト（Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ  ＨＴ−ＬＡＬＴ）をスキージ法で、上記ＩＴＯ電極上に６０μｍの厚みに塗布し、大気中で１３０℃３０分熱処理することで、表示基板のＩＴＯ電極上に多孔質層を設けた。得られたＴｉＯ２多孔質層の厚さは約１０μｍであった。
【０１５６】
上記２枚の基板の内の他方の１枚の基板（以下、背面基板と称する）について、該背面基板側には、多孔質層として、ＳｎＯ２／Ｓｂ（アンチモンドープ酸化スズ）を設けた。具体的には、ＳｎＯ２／Ｓｂ粉末（粒径２０ｎｍφ）に水（ＳｎＯ２  ３０ｗｔ％）、アセチルアセトン（ＳｎＯ２に対し１０ｗｔ％）を加え、塩酸によりｐＨ１．７程度に調整した。これにより良好なＳｎＯ２水分散液が得られた。さらに、ＰＥＧ２００００をＳｎＯ２量に対し４０ｗｔ％加えてペースト状とした。このペーストをスキージ法で、ＩＴＯ電極上に６０μｍの厚みに塗布し、大気中で４５０℃２時間以上熱処理することで、背面基板のＩＴＯ電極上に多孔質層を設けた。得られたＳｎＯ２／Ｓｂ多孔質層の厚さは約８μｍであった。
【０１５７】
＜ＥＣ１色素２４及びＥＣ３色素４０の多孔質層への吸着＞
ＥＣ１色素２４として、下記（Ｉ）に示すビオロゲン誘導体（還元型色素：発色状態のときの色が青色）と、ＥＣ３色素４０として、カルボキシフルオレセイン（酸化型色素：発色状態のときの色が黄色）と、を用意した。
【０１５８】
【化１】
2011039381.tif 000003
（Ｉ）
【０１５９】
このビオロゲン誘導体  ２質量％、及びカルボキシフルオレセイン  ２質量％水の混合水溶液とし、この混合水溶液に、上記ＴｉＯ２多孔質層の設けられた表示基板を２４時間浸漬させることで、ＥＣ１色素としてのビオロゲン誘導体と、ＥＣ３色素としてのカルボキシフルオレセインと、の双方をＴｉＯ２多孔質層上に吸着させた。なお、上記ＴｉＯ２多孔質層の設けられた表示基板は、浸漬前に１２０℃で３０分加熱処理をした。
【０１６０】
＜電解質の調整＞
電解質を構成する電解液としては、過塩素酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＰ）５０ｍＭ／フェロセン５０ｍＭ／プロピレンカーボネート（ＰＣ）溶液を用いた。
この電解液に、ＥＣ２色素２８として、下記式（II）に示すテレフタル酸ジメチル（ＤＴＰ）（還元型色素：発色状態のときの色が赤色）を用意し、５０ｍＭの濃度で電解液中に溶解させた。
【０１６１】
【化２】
2011039381.tif 000004
【０１６２】
＜カラーフィルタの作製＞
上記の、ＥＣ１色素２４としてのビオロゲン誘導体と、ＥＣ３色素としてのカルボキシフルオレセインと、の双方の吸着されたＴｉＯ２多孔質層の設けられた表示基板上に、表示基板と背面基板との基板間（図８（Ｂ）では、基板１２と基板１４との基板間）を、表示素子１６毎に区切るための間隙部材４６を形成した。
具体的には、該表面基板上に、間隙部材４６の構成材料として、紫外線硬化樹脂（旭硝子社製、商品名：ＮＩＦ−Ａ−１）を５０μｍの厚みに塗布した後に、形成対象の間隙部材に相当する領域のみに光が照射されるように形成されたマスクパターンを介して、紫外線露光した。これによって、表示基板上に塗布された紫外線硬化樹脂の内の、露光された領域のみを硬化させた。その後、未硬化の紫外線硬化性樹脂を洗浄によって取り除くことで、該表示基板上に間隙部材４６を形成した。なお、この硬化した紫外線硬化性樹脂は、多孔質層の内部にも浸透していることから、多孔質層は、間隙部材４６によって、電解液が移動されないように分割された状態となった。
【０１６３】
なお、この、形成対象の間隙部材に相当する領域のみに光が照射されるように形成されたマスクパターンとしては、２４４μｍ×７５２μｍの領域（各表示素子に対応する領域、すなわち、本実施例１では、画素の１／３に対応する領域に相当）が、１０μｍの間隔（間隙部材４６の幅に相当）で、格子状に配列されたパターンを用いた。
【０１６４】
次に、上記間隙部材４６の形成された表示基板と、上記背面基板と、表示基板の間隙部材の設けられた側と、背面基板の多孔質層の設けられた側と、が向かい合うように重ね合わせた後に、これらの表示基板及び背面基板と間隙部材とによって区切られた領域内に、上記ＥＣ２色素２８としてのＤＴＰと酸化還元剤としてのフェロセンの分散された電解液を充填した。これによって、図８（Ｂ）に示すカラーフィルタを調整した。
【０１６５】
すなわち、表示基板と背面基板との間に、複数の表示素子の配列されたカラーフィルタが調整された。
【０１６６】
なお、このカラーフィルタの各表示素子は、電圧を印加していない状態では、透明であった。
【０１６７】
そして、各表示素子について、表示基板側のＩＴＯ電極と、背面基板側のＩＴＯ電極と、に電圧を印加したところ、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に−１．５Ｖの電圧を印加したところ、ＥＣ１色素２４としてのビオロゲン誘導体による青色が確認された。
【０１６８】
そして、各表示素子について、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に−３．０Ｖの電圧を印加したところ、ＥＣ１色素２４としてのビオロゲン誘導体による青色は消色し、ＥＣ２色素２８としてのＤＴＰの赤色が確認された。
【０１６９】
また、各表示素子について、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に＋３．０Ｖの電圧を印加したところ、ＥＣ１色素２４としてのビオロゲン誘導体による青色、及びＥＣ２色素２８としてのＤＴＰの赤色の双方が消色し、ＥＣ３色素４０としてのカルボキシフルオレセインによる黄色が確認された。
【０１７０】
―明るさの評価―
上記調整したカラーフィルタについて、連続する３つの表示素子を１つの画素とし、これらの連続する３つの内の表示素子の全てに、上述のようにして電圧を印加して、青色、赤色、黄色、の各々を表示させた。これによって、１つの画素に対応する領域に含まれる全ての表示素子に、青色、赤色、黄色、の各々を表示させた。
【０１７１】
次に、反射型白黒表示媒体（ソニー社製、ＬＩＢＲＬｅ）を用意した。
【０１７２】
次に、この反射型白黒表示媒体上に、本実施例１で調整したカラーフィルタを載せて、連続する３つの表示素子を１つの画素として、これらの連続する３つの表示素子の全てに、上記のように電圧を印加して、ＥＣ２色素２８としてのＤＴＰの赤色を表示させた。
なお、このとき、反射型白黒表示媒体は、白表示がなされている状態とした。
そして、この画素に対応する領域の反射率（濃度）を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により測定したところ、０．８であった。なお、反射率（濃度）は、カラーフィルタの表示基板側から測定した。
【０１７３】
また、上記の白表示のなされた状態の反射型白黒表示媒体上に、本実施例１で調整したカラーフィルタを載せて、連続する３つの表示素子を１つの画素として、これらの連続する３つの表示素子の全てに、上記のように電圧を印加して、ＥＣ１色素２４としてのビオロゲン誘導体による青色を表示させた。この画素に対応する領域の反射率を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により表示基板側から測定したところ、０．８であった。
【０１７４】
また、上記の白表示のなされた状態の反射型白黒表示媒体上に、本実施例１で調整したカラーフィルタを載せて、連続する３つの表示素子を１つの画素として、これらの連続する３つの表示素子の全てに、上記のように電圧を印加して、ＥＣ３色素４０としてのカルボキシフルオレセインによる黄色を表示させた。この画素に対応する領域の反射率を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により、カラーフィルタの表示基板側から測定したところ、０．７であった。
【０１７５】
なお、上記赤色、青色、及び黄色の各々の表示された画素に対応する領域の反射率の測定は、上記Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４によって、各画素内の全領域について異なる５点の反射率を測定し、その結果の平均値を、反射率として求めた。
【０１７６】
（比較例１）
実施例１では、赤色、黄色、青色、の３色に選択的に発色する表示素子が複数配列された構成のカラーフィルタを構成した。
一方、本比較例１では、赤色のみに発色する表示素子と、黄色のみに発色する表示素子と、青色のみに発色する表示素子と、を１つの画素の領域に対応する複数の表示素子として、これらの３つの表示素子を１単位として複数配列させた構成の比較カラーフィルタとした。
【０１７７】
具体的には、下記の操作により作製した。
【０１７８】
＜基板及び電極の調整＞
厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製、商品名コーニング１７３７）上に、幅１２７μｍの線状のＩＴＯ電極が１２７μｍの間隔で複数配列された基板を２枚用意した。
【０１７９】
上記２枚の基板の内の一方の１枚の基板を表示面側に設ける基板（以下、表示基板と称する）について、該表示基板上に複数配列された線状のＩＴＯ電極上に、多孔質層としてＴｉＯ２多孔質層を設けた。具体的には、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製ＴｉＯ２ペースト（Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ  ＨＴ−ＬＡＬＴ）をスキージ法で、上記ＩＴＯ電極上に６０μｍの厚みに塗布し、大気中で１３０℃３０分熱処理することで、表示基板のＩＴＯ電極上に多孔質層を設けた。得られたＴｉＯ２多孔質層の厚さは約１０μｍであった。
【０１８０】
上記２枚の基板の内の他方の１枚の基板（以下、背面基板と称する）について、該背面基板側には、多孔質層として、ＳｎＯ２／Ｓｂ（アンチモンドープ酸化スズ）を設けた。具体的には、ＳｎＯ２／Ｓｂ粉末（粒径２０ｎｍφ）に水（ＳｎＯ２  ３０ｗｔ％）、アセチルアセトン（ＳｎＯ２に対し１０ｗｔ％）を加え、塩酸によりｐＨ１．７程度に調整した。これにより良好なＳｎＯ２水分散液が得られた。さらに、ＰＥＧ２００００をＳｎＯ２量に対し４０ｗｔ％加えてペースト状とした。このペーストをスキージ法で、ＩＴＯ電極上に６０μｍの厚みに塗布し、大気中で４５０℃２時間以上熱処理することで、背面基板のＩＴＯ電極上に多孔質層を設けた。得られたＳｎＯ２／Ｓｂ多孔質層の厚さは約８μｍであった。
【０１８１】
上記の多孔質層の設けられた表示基板上に、表示基板と背面基板との基板間を、表示素子毎に区切るための間隙部材を形成した。
具体的には、該表面基板上に、間隙部材の構成材料として、紫外線硬化樹脂（旭硝子社製、商品名：ＮＩＦ−Ａ−１）を５０μｍの厚みに塗布した後に、実施例１で用いたマスクパターンを介して、紫外線露光した。これによって、表示基板上に塗布された紫外線硬化樹脂の内の、露光された領域のみを硬化させた。その後、未硬化の紫外線硬化性樹脂を洗浄によって取り除くことで、該表示基板上に間隙部材を形成した。なお、この硬化した紫外線硬化性樹脂は、多孔質層の内部にも浸透していることから、多孔質層は、間隙部材によって、電解液が移動されないように分割された状態となった。
【０１８２】
次に、この間隙部材によって区切られた複数の領域を、３つの連続する領域を１つの画素に対応する領域として定めた。そして、各画素に対応する３つの領域の内の１つの領域の多孔質層に、上記（Ｉ）に示すビオロゲン誘導体（還元型色素：発色状態のときの色が青色）の２質量％水溶液を滴下して２４時間放置することで、ＥＣ１色素としてのビオロゲン誘導体を、該領域の多孔質層に吸着させた。その後、この領域には、実施例１で用いた電解液を充填した。
【０１８３】
また、該画素に対応する３つの領域の内の、残りの２つの領域の内の一方には、カルボキシフルオレセイン（酸化型色素：発色状態のときの色が黄色）の２質量％水溶液を滴下して２４時間放置することで、カルボキシフルオレセインを該領域の多孔質層に吸着させた。その後、この領域には、実施例１で用いた電解液を充填した。
【０１８４】
また、該画素に対応する３つの領域の内の、残りの１つの領域の多孔質層には、ＥＣ色素を吸着させず、実施例１で用いた電解液に、上記式（II）に示すテレフタル酸ジメチル（ＤＴＰ）（還元型色素：発色状態のときの色が赤色）を５０ｍＭの濃度で電解液中に溶解させた液体を充填した。
【０１８５】
次に、上記間隙部材４６の形成された表示基板と、上記背面基板と、表示基板の間隙部材の設けられた側と、背面基板の多孔質層の設けられた側と、が向かい合うように重ね合わせて封止することによって、比較カラーフィルタを調整した。
【０１８６】
なお、この比較カラーフィルタの各表示素子は、電圧を印加していない状態では、透明であった。
【０１８７】
―明るさの評価―
実施例１で用意した「白表示のなされた状態の反射型白黒表示媒体」上に、本比較例１で調整した比較カラーフィルタを載せて、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に−３．０Ｖの電圧を印加したところ、３種類の内の２つの表示素子は透明であり、１種類の表示素子にのみ、ＤＴＰの赤色が確認された。
この３種類の表示素子からなる領域（１つの画素に対応する領域）の反射率（濃度）を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により測定したところ、０．３であった。なお、反射率（濃度）は、比較カラーフィルタの表示基板側から測定した。
【０１８８】
また、実施例１で用意した「白表示のなされた状態の反射型白黒表示媒体」上に、本比較例１で調整した比較カラーフィルタを載せて、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に−１．５Ｖの電圧を印加したところ、３種類の内の２つの表示素子は透明のままであり、１種類の表示素子にのみ、ビオロゲン誘導体による青色が確認された。
この３種類の表示素子からなる領域（１つの画素に対応する領域）の反射率（濃度）を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により測定したところ、０．３であった。なお、反射率（濃度）は、比較カラーフィルタの表示基板側から測定した。
【０１８９】
また、実施例１で用意した「白表示のなされた状態の反射型白黒表示媒体」上に、本比較例１で調整した比較カラーフィルタを載せて、背面基板側のＩＴＯ電極を０Ｖとし、表示基板側のＩＴＯ電極に＋３．０Ｖの電圧を印加したところ、３種類の内の２つの表示素子は透明であり、１種類の表示素子にのみ、カルボキシフルオレセインの黄色が確認された。
この３種類の表示素子からなる領域（１つの画素に対応する領域）の反射率（濃度）を、Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４により測定したところ、０．２５であった。なお、反射率（濃度）は、比較カラーフィルタの表示基板側から測定した。
【０１９０】
なお、上記１つの画素に対応する領域の反射率の測定は、上記Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４によって、各画素内の全領域について異なる５点の反射率を測定し、その結果の平均値を、反射率として求めた。
【０１９１】
以上のように、実施例１では、各画素に対応する領域に、赤色、青色、黄色、の各々を表示させたときの反射率が、比較例に比べて高い（約２．６倍）、という結果が得られた。このため、実施例１のカラーフィルタは、比較例１で調整した比較カラーフィルタに比べて、各画素の明るさが向上された、といえる。
【符号の説明】
【０１９２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  カラーフィルタ
１２  基板
１４  基板
１６  表示素子
１８  電極
２０  電極
２２  多孔質層
２４，２８，４０，４２  エレクトロクロミック色素
２６  電解質
【図１】
2011039381.tif 000005
【図２】
2011039381.tif 000006
【図３】
2011039381.tif 000007
【図４】
2011039381.tif 000008
【図５】
2011039381.tif 000009
【図６】
2011039381.tif 000010
【図７】
2011039381.tif 000011
【図８】
2011039381.tif 000012
【図９】
2011039381.tif 000013
【図１０】
2011039381.tif 000014