(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミック素子により構成されるセルを備え、
前記エレクトロクロミック素子は、
第１基材と、
前記第１基材と対向するように設けられた第２基材と、
前記第１基材の前記第２基材と対向する面上に設けられた第１透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と対向するよう、前記第２基材上に設けられた第２透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に位置し、かつ前記第１透明導電膜と接続する第３透明導電膜と、
前記第１透明導電膜の前記第３透明導電膜と対向する面に接続し、エレクトロクロミック材料からなる第１着色層と、
前記第３透明導電膜の前記第２透明導電膜と対向する面に接続し、前記第１着色層と同一の材料からなり、かつ平面視で前記第１着色層と重なる第２着色層と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間、および前記第１着色層と前記第３透明導電膜との間の空間を充填し、かつ前記第１着色層および前記第２着色層を覆う電解質層と、
を有し、
前記第１基材と前記第２基材のうち少なくとも一方が透明である表示デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の表示デバイスにおいて、
前記エレクトロクロミック素子は、平面視で互いに重なる複数の前記第３透明導電膜と、それぞれ異なる前記第３透明導電膜上に設けられた複数の前記第２着色層と、を有する表示デバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示デバイスにおいて、
前記第１着色層および前記第２着色層の層厚は、それぞれ５００ｎｍ以下である表示デバイス。
【請求項４】
請求項１または２に記載の表示デバイスにおいて、
前記セルは、平面視で互いに重なる複数の前記エレクトロクロミック素子を有し、
前記複数のエレクトロクロミック素子それぞれが有する前記第１着色層は、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる表示デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の表示デバイスにおいて、
前記セルが有する前記第１基材および前記第２基材のうち、最も非表示面側に位置する前記第１基材または前記第２基材以外の、前記第１基材および前記第２基材は透明である表示デバイス。
【請求項６】
請求項４または５に記載の表示デバイスにおいて、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、互いに異なるＲＧＢカラーを表示する３つの前記エレクトロクロミック素子である表示デバイス。
【請求項７】
請求項４または５に記載の表示デバイスにおいて、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、互いに異なるＣＭＹカラーを表示する３つの前記エレクトロクロミック素子である表示デバイス。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項に記載の表示デバイスにおいて、
マトリクス状に配列された複数の前記セルを備え、
前記複数のセルは、薄膜トランジスタを介してマトリクス配線と接続する表示デバイス。
【請求項９】
エレクトロクロミック素子を形成する工程を備え、
前記エレクトロクロミック素子を形成する工程は、
第１基材上に設けられた第１透明導電膜上に、エレクトロクロミック材料からなる第１着色層を形成する工程と、
前記第１着色層を覆うように、固体電解質層を形成する工程と、
前記固体電解質層上に、前記第１透明導電膜と接続する第３透明導電膜を形成する工程と、
前記第３透明導電膜上に、平面視で前記第１着色層と重なるように、前記第１着色層と同一の材料からなる第２着色層を形成する工程と、
第２透明導電膜が設けられた第２基材を、前記第２透明導電膜が前記第１透明導電膜と対向するように、前記第１基材と対向させる工程と、
前記固体電解質層と接触するように、前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に電解質を充填する工程と、
を有し、
前記第１基材と前記第２基材のうち少なくとも一方が透明である表示デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示デバイスの製造方法において、
前記エレクトロクロミック素子を形成する工程の後において、複数の前記エレクトロクロミック素子を重ねる工程を備え、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、それぞれが有する前記第１着色層が互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる表示デバイスの製造方法。
【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を有する表示デバイス、および表示デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示デバイスの一つとして、エレクトロクロミック素子を用いた反射型不揮発性表示デバイスがある。エレクトロクロミック素子を用いた表示デバイスは、表示面と平行な２枚の導電膜と、当該導電膜に挟まれた着色層および電解質層により構成される。当該着色層は、エレクトロクロミック材料からなる。２つの導電膜間に電圧をかけることにより、電解質を介して着色層に電荷が注入されて着色層が着色し、または着色層から電荷が引き抜かれて着色層が消色する。
エレクトロクロミック素子に関する技術としては、例えば特許文献１〜４に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、エレクトロクロミック層を有する通電表示テープに関するものである。特許文献２には、固体電解質層の両面にエレクトロクロミック層および電極を設けてなるエレクトロクロミック表示媒体が記載されている。
特許文献３には、導電膜間に位置する電解質膜およびエレクトロクロミック膜を電子リーク性とすることで、太陽光照射によるエレクトロクロミック膜の着色を防止することができると記載されている。特許文献４に記載の技術は、第１電極と、ライン状電極部および透明表示電極部からなる第２電極と、が立体交差する領域により画素を形成するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１１８３５号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４４９４号公報
【特許文献３】特開２００７−１０１９４７号公報
【特許文献４】特開２００８−３２９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エレクトロクロミック素子を有する表示デバイスでは、二つの導電膜間に電圧をかけることで、導電膜間に電流が流れ、導電膜上に設けられた着色層が着色または消色する。着色層を構成するエレクトロクロミック材料は、一般的に絶縁性の材料からなる。このため、着色層の層厚が薄い程、導電膜間に流れる電流は流れやすくなる。従って、着色層の層厚を薄くすることで、着消色の応答速度は向上させることができる。
一方で、着色層の層厚を薄くすると、光が着色層を透過する長さが短くなる。このため、表示デバイスの発色性は低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、発色性の低下を抑制しつつ、着消色の応答速度を向上させることができるエレクトロクロミック素子を有する表示デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、エレクトロクロミック素子により構成されるセルを備え、
前記エレクトロクロミック素子は、
第１基材と、
前記第１基材と対向するように設けられた第２基材と、
前記第１基材の前記第２基材と対向する面上に設けられた第１透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と対向するよう、前記第２基材上に設けられた第２透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に位置し、かつ前記第１透明導電膜と接続する第３透明導電膜と、
前記第１透明導電膜の前記第３透明導電膜と対向する面に接続し、エレクトロクロミック材料からなる第１着色層と、
前記第３透明導電膜の前記第２透明導電膜と対向する面に接続し、前記第１着色層と同一の材料からなり、かつ平面視で前記第１着色層と重なる第２着色層と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間、および前記第１着色層と前記第３透明導電膜との間の空間を充填し、かつ前記第１着色層および前記第２着色層を覆う電解質層と、
を有し、
前記第１基材と前記第２基材のうち少なくとも一方が透明である表示デバイスが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発色性の低下を抑制しつつ、着消色の応答速度を向上させることができるエレクトロクロミック素子を有する表示デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る表示デバイスを示す断面図である。
【図２】図１に示す表示デバイスを示す平面図である。
【図３】図１に示すエレクトロクロミック素子を積層してなる、複数色の表示が可能な表示デバイスを示す断面図である。
【図４】図１に示すエレクトロクロミック素子を積層してなる、複数色の表示が可能な表示デバイスを示す断面図である。
【図５】図２に示す表示デバイスの変形例を示す平面図である。
【図６】図２に示す表示デバイスの変形例を示す平面図である。
【図７】図２に示す表示デバイスの変形例を示す平面図である。
【図８】図１に示す表示デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図９】図１に示す表示デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図１０】エレクトロクロミック素子に流れる電流と、着色層の層厚との関係を示すグラフである。
【図１１】図１に示す表示デバイスの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る表示デバイス１００を示す断面図である。本実施形態に係る表示デバイス１００は、反射型不揮発性表示デバイスである。
表示デバイス１００は、エレクトロクロミック素子６０により構成されるセル５０を備えている。エレクトロクロミック素子６０は、基材１０と、基材１２と、透明導電膜２０と、透明導電膜２２と、透明導電膜２４と、着色層３０と、着色層３４と、電解質層４０と、固体電解質層４２と、を有している。
【００１２】
基材１２は、基材１０と対向するように設けられている。透明導電膜２０は、基材１０の基材１２と対向する面上に設けられている。透明導電膜２２は、透明導電膜２０と対向するよう、基材１２上に設けられている。透明導電膜２４は、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間に位置し、かつ透明導電膜２０と接続している。着色層３０は、透明導電膜２０上に設けられている。また、着色層３０は、エレクトロクロミック材料からなる。着色層３４は、透明導電膜２４上に設けられている。また、着色層３４は、着色層３０と同一の材料からなる。さらに、着色層３４は、平面視で着色層３０と重なっている。電解質層４０は、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間の空間を充填する。また、電解質層４０は、着色層３４を覆っている。固体電解質層４２は、着色層３０と透明導電膜２４との間の空間を充填する。また、固体電解質層４２は、着色層３０を覆っている。なお、電解質層４０と固体電解質層４２は、互いに接触している。基材１０と基材１２のうち少なくとも一方は、透明である。
以下、本実施形態に係る表示デバイス１００の構成について詳細に説明する。
【００１３】
図２は、図１に示す表示デバイスを示す平面図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ'断面を示す断面図である。
図２に示すように、表示デバイス１００は、複数のセル５０を備えている。複数のセル５０は、マトリクス状に配列されている。
【００１４】
図１に示すように、エレクトロクロミック素子６０は、基材１０および基材１２を備えている。基材１０および基材１２は、互いに対向している。
基材１０および基材１２のうち、表示デバイス１００の表示面側に位置する一方は、透明基材である。透明基材は、可視光に対して透明な材料により構成される。透明基材は、例えばポリイミド、ＰＥＴ、もしくはＰＥＮ等の樹脂フィルム、またはガラス等により構成することができる。なお、透明導電膜２０、２２、２４、または着色層３０、３４を形成する際に熱硬化性の材料を用いる場合、透明基材を構成する材料としては、当該熱硬化性の材料の熱硬化条件に対する耐熱性を有する材料を選択することができる。
基材１０および基材１２のうち、表示デバイス１００の非表示面側に位置する一方は、ベース基材である。ベース基材は、例えばガラスエポキシ、もしくは紙フェノール等の基板材料、ポリイミド、ＰＥＴ、もしくはＰＥＮ等の樹脂フィルム、ガラス、または紙等により構成される。なお、透明導電膜２０、２２、２４、または着色層３０、３４を形成する際に熱硬化性の材料を用いる場合、ベース基材を構成する材料としては、当該熱硬化性の材料の熱硬化条件に対する耐熱性を有する材料を選択することができる。
なお、後述するように、セル５０は、平面視で互いに重なる複数のエレクトロクロミック素子６０を有することができる。この場合、セル５０が有する複数の基材１０および複数の基材１２のうち、最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２をベース基材とし、他の基材１０および基材１２を透明基材とすることができる。
【００１５】
図１に示すように、エレクトロクロミック素子６０は、透明導電膜２０および透明導電膜２２を備えている。
透明導電膜２０は、基材１０の基材１２と対向する面上に設けられている。図１に示すように、透明導電膜２０は、例えば表示デバイス１００が有するセルごとに互いに分離するように設けられている。また、図２に示すように、透明導電膜２０は、例えば平面視で矩形となるように設けられる。
透明導電膜２２は、透明導電膜２０と対向するように、基材１２上に設けられている。図１に示すように、表示デバイス１００を構成する複数のセル５０がそれぞれ有する透明導電膜２２は、例えば互いに一体として設けられる。
【００１６】
エレクトロクロミック素子６０は、透明導電膜２４を備えている。透明導電膜２４は、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間に位置している。また、透明導電膜２４は、透明導電膜２０と接続している。さらに、図２に示すように、透明導電膜２４は、平面視で矩形となるように設けられる。
透明導電膜２０と透明導電膜２４との間には、後述するように、固体電解質層４２が設けられている。そして、図２に示すように、透明導電膜２４は、固体電解質層４２の側面に沿って下方に伸び、透明導電膜２０と接続する。なお、図２に示すように、透明導電膜２４は、例えば矩形の一辺の一部が透明導電膜２０と接続するように設けられる。
このとき、固体電解質層４２は、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間を充填する電解質層４０に対して露出する。これにより、固体電解質層４２と電解質層４０は、互いに接触する。
【００１７】
図５〜図７は、図２に示す表示デバイスの変形例を示す平面図である。透明導電膜２４と透明導電膜２０との接続構造は、図２に示す構造に限られず、例えば図５〜図７に示す構造とすることもできる。
図５に示すように、透明導電膜２４は、例えば矩形の一辺の全体が透明導電膜２０と接続するように設けられてもよい。
また、図６に示すように、透明導電膜２４は、例えば矩形の四辺それぞれにおいて、一部が透明導電膜２０と接続するように設けられてもよい。
さらに、図７に示すように、透明導電膜２４は、例えば矩形の四辺それぞれにおいて、互いに離間した複数の箇所が透明導電膜２０と接続するように設けられてもよい。
【００１８】
透明導電膜２０、透明導電膜２２および透明導電膜２４は、可視光に対して透明な材料により構成される。透明導電膜２０、透明導電膜２２および透明導電膜２４は、例えばＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＩＧＺＯ、ＺＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、もしくはＧＺＯ等の金属酸化物、ネットワーク状に焼結させた金属ナノ粒子、もしくは金属ナノワイヤ、またはネットワーク状に分散配置したカーボンナノチューブ、もしくはグラフェン等により構成することができる。
【００１９】
図１に示すように、透明導電膜２０上には、着色層３０が設けられている。着色層３０と透明導電膜２４との間には、後述するように、固体電解質層４２が設けられている。着色層３０の表面は、固体電解質層４２により覆われている。着色層３０は、電荷を注入することにより着色されるエレクトロクロミック材料からなる。エレクトロクロミック材料としては、例えば、ＷＯ３型、もしくはプルシアンブルー型化合物等の無機系材料、またはビオロゲン等の有機系材料により構成される。
また、透明導電膜２４上には、着色層３４が設けられている。着色層３４は、着色層３０と同一の材料からなる。また、着色層３４は、平面視で着色層３０と重なっている。着色層３４の表面は、固体電解質層４２と接触する電解質層４０により覆われている。
着色層３０および着色層３４は、表示デバイス１００の画素として機能する。
エレクトロクロミック素子６０による発色は、平面視で重なる着色層３０および着色層３４により行われる。このため、エレクトロクロミック素子６０の発色性を向上することができる。従って、高反射率、高コントラストが可能な表示デバイスを実現できる。これにより、例えば表面に透明導電膜を用いるタッチパネル等の入力素子を取り付けた場合においても、明るい画面を維持することができる。
【００２０】
図１０は、エレクトロクロミック素子に流れる電流と、着色層の層厚との関係を示すグラフである。図１０は、エレクトロクロミック素子に１Ｖの電圧を印加した際に、エレクトロクロミック素子に流れる電流の値を示す。
また、図１０に示す電流値は、プルシアンブルーからなる着色層の抵抗率から、プルシアンブルーからなる着色層を有する１ｍｍ角のエレクトロクロミック素子を形成して駆動した場合を仮定して計算されたものである。
【００２１】
エレクトロクロミック素子の駆動に必要な電荷量を２ｍＣ／ｃｍ２とすると、１ｍｍ角のエレクトロクロミック素子１つを１回書き換えるのに必要な電荷量は０．０２ｍＣ／回となる。このため、簡易的な動画表示に必要な１秒間３０回の書換えを行う場合には、０．６ｍＡの電流を流す必要がある。この値を図１０のグラフに当てはめると、着色層の層厚をおよそ９２ｎｍ以下とする必要があることが分かる。したがって、簡易的な動画表示を行う場合には、着色層の層厚を９０ｎｍ以下の厚みとすることが好ましい。
また、電子ペーパ等による静止画を中心とした表示に必要な１秒間５回の書換えを行う場合には、０．１ｍＡの電流を流す必要がある。この値を図１０のグラフに当てはめると、着色層の層厚をおよそ５５０ｎｍ以下とする必要があることが分かる。従って、電子ペーパ等により静止画を中心とした表示を行う場合には、着色層の層厚を５００ｎｍ以下の厚みとすることが好ましい。
すなわち、図１０の結果から、着色層３０および着色層３４の層厚は、それぞれ５００ｎｍ以下とすることが好ましく、またそれぞれ９０ｎｍ以下とすることがさらに好ましいことがわかる。
また、本実施形態によれば、上記のように着色層３０および着色層３４の層厚を薄くしても、平面視で着色層３０と着色層３４が重なっているため、表示デバイス１００の発色性を良好に維持することができる。
【００２２】
図１に示すように、エレクトロクロミック素子６０は、固体電解質層４２を備える。固体電解質層４２は、透明導電膜２０上に設けられている。また、固体電解質層４２は、透明導電膜２０上に設けられた着色層３０の表面を覆うように設けられている。
また、図２に示すように、固体電解質層４２は、透明導電膜２０と透明導電膜２４との間に設けられる。このとき、固体電解質層４２は、着色層３０と透明導電膜２４との間の空間を充填する。
固体電解質層４２は、例えばナフィオン等により構成される。
【００２３】
図１に示すように、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間には、電解質層４０が充填されている。電解質層４０は、着色層３４を覆うように設けられる。また、電解質層４０は、固体電解質層４２と接触している。
電解質層４０を構成する材料は、可視光に対して透明であり、かつ電解質として機能するものであれば特に限定されない。電解質層４０は、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、もしくは塩化水素等の水溶液、またはナフィオン等の固体電解質等により構成される。
【００２４】
図１１は、図１に示す表示デバイス１００の変形例を示す断面図である。
図１１に示すように、エレクトロクロミック素子６０は、複数の透明導電膜２４と、複数の着色層３４と、を有していてもよい。この場合、複数の透明導電膜２４は、平面視で互いに重なるように設けられる。また、複数の透明導電膜２４は互いに接続される。そして、複数の着色層３４は、それぞれ異なる透明導電膜２４上に設けられ、かつ平面視で互いに重なるように設けられる。
また、隣接する透明導電膜２４の間には、例えば固体電解質層４２が設けられる。このとき、隣接する透明導電膜２４の間に設けられた固体電解質層４２は、一方の透明導電膜２４上に設けられた着色層３４の表面を覆うこととなる。
透明導電膜２４および着色層３４の層数は、任意に決定することができる。これにより、表示デバイス１００の発色性の低下を抑制しつつ、着消色の応答速度を向上させるために最適な着色層３０および着色層３４の層厚を選択することができる。
【００２５】
図３および図４は、図１に示すエレクトロクロミック素子６０を積層してなる、複数色の表示が可能な表示デバイス１００を示す断面図である。
図３および図４に示すように、表示デバイス１００において、セル５０は、平面視で互いに重なる複数のエレクトロクロミック素子６０を有していてもよい。
この場合、図４に示すように、例えば一のエレクトロクロミック素子６０が有する基材１２と、当該一のエレクトロクロミック素子６０と基材１２側において隣接する他のエレクトロクロミック素子６０が有する基材１０とは、一体として設けられる。
また、図３に示すように、一のエレクトロクロミック素子６０が有する基材１２と、当該一のエレクトロクロミック素子６０と基材１２側において隣接する他のエレクトロクロミック素子６０が有する基材１０とは、一体として設けられていなくともよい。
【００２６】
セル５０が有する複数のエレクトロクロミック素子６０それぞれが有する着色層３０は、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる。すなわち、セル５０が有する複数のエレクトロクロミック素子６０それぞれが有する着色層３４も、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる。これにより、平面視で互いに重なる複数のエレクトロクロミック素子６０は、互いに異なる色を表示することとなる。
【００２７】
セル５０が複数のエレクトロクロミック素子６０を有する場合、セル５０が有する基材１０および基材１２のうち、最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２を不透明とし、他の基材１０および基材１２を透明とすることができる。
この場合、表示デバイス１００の表示面側からのみ、表示デバイス１００の発色を観察することができることとなる。
【００２８】
セル５０が有する複数のエレクトロクロミック素子６０は、例えば互いに異なるＲＧＢカラーを表示する３つのエレクトロクロミック素子６０である。
複数のエレクトロクロミック素子６０がＲＧＢカラーを表示する場合、セル５０の非表示面側には、消色状態において光を吸収する黒色層を設けることができる。黒色層は、例えば最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２の少なくとも内側の面を黒くすることにより設けられる。また、黒色層は、最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２の内側の面に接するように、基材１０および基材１２とは別個に設けられてもよい。
【００２９】
セル５０が有する複数のエレクトロクロミック素子６０は、例えば互いに異なるＣＭＹカラーを表示する３つのエレクトロクロミック素子６０である。
複数のエレクトロクロミック素子６０がＣＭＹカラーを表示する場合、セル５０の非表示面側には、消色状態において光を反射する白色層を設けることができる。白色層は、例えば最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２の少なくとも内側の面を白くすることにより設けられる。また、白色層は、最も非表示面側に位置する基材１０または基材１２の内側の面に接するように、基材１０および基材１２とは別個に設けられてもよい。
白色層は、例えば酸化チタンのナノ粒子を焼成させた多孔質材料により構成される。
また、白色層は、例えば着色層を担持していてもよい。これは、例えば多孔質材料により構成される白色層に、上述した着色層３０、３４を構成する材料を含浸させることによって実現することができる。また、この場合、多孔質材料内部に電解質を含浸させ、白色層に担持された着色層に効率的に電流を流すことができる。従って、当該着色層の層厚を大きくしても、着消色の応答速度を良好に保つことができる。
【００３０】
図２に示すように、マトリクス状に配列された複数のセル５０は、薄膜トランジスタ８０を介してマトリクス配線と接続している。マトリクス配線は、複数のＸ座標配線７０および複数のＹ座標配線７２からなる。なお、Ｘ座標配線７０とＹ座標配線７２との交点において、Ｘ座標配線７０とＹ座標配線７２は絶縁層により互いに絶縁されている（図示せず）。
選択したセル５０と接続するＸ座標配線７０およびＹ座標配線７２に電圧を印加することで、当該選択したセル５０と接続する薄膜トランジスタ８０がＯＮ状態となる。これにより、Ｙ座標配線７２の電圧が、薄膜トランジスタ８０を介して透明導電膜２０および透明導電膜２２へ印加される。このとき、選択されたセル５０において、透明導電膜２２と透明導電膜２０との間、および透明導電膜２２と透明導電膜２４との間に、電場がかかる。これにより、選択されたセル５０が有する着色層３０および着色層３４に電荷が注入される。このようにして、選択されたセル５０が発色することとなる。
一方で、透明導電膜２２と透明導電膜２０との間、および透明導電膜２２と透明導電膜２４との間にセル５０を発色させる場合と逆の電場がかかるよう、Ｘ座標配線７０とＹ座標配線７２に電圧を印加することで、選択されたセル５０を消色することができる。
【００３１】
Ｘ座標配線７０およびＹ座標配線７２は、例えばスパッタリングや蒸着によって形成される金属箔膜、またはめっき法によって形成される金属膜等により構成することができる。
また、Ｘ座標配線７０およびＹ座標配線７２は、少なくとも樹脂と導電性フィラーを含む、印刷により形成可能な導電性ペーストにより構成されてもよい。この場合、導電性ペーストに用いる樹脂としては、例えばエポキシ、フェノール、アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、またはシリコーン等を用いることができる。また、導電性フィラーは、銀、金、銅、ニッケル、パラジウムおよび白金から選択される単一金属もしくは合金、銅、銅合金、ニッケルもしくはニッケル合金等を銀で被覆したもの、またはこれらから選択される複数の組合せにより構成される。また、導電性フィラーは、例えば球状、燐片状もしくは針状等の形状を有し、またはこれらから選択される複数の形状を有する。また、導電性フィラーを構成する金属粒子の粒子径は、５μｍ以下であることが好ましい。導電性フィラーを構成する金属粒子の粒子径を５μｍ以下とすることで、導電性ペーストの印刷性を良好とすることができる。また、導電性フィラーの粒度分布のピークは１つである必要は無く、例えばミクロンオーダの金属粒子と１００ｎｍ以下の金属微粒子をともに含有しても良い。ナノサイズの金属は低温で融着する性質があるため、ナノサイズの金属微粒子を含むことで、導電性フィラー間の接触を金属結合とすることができる。これにより、Ｘ座標配線７０およびＹ座標配線７２の低抵抗化を実現することができる。なお、導電性フィラーは、例えば導電性カーボン粒子、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等を含んでいてもよい。
Ｘ座標配線７０およびＹ座標配線７２を導電性ペーストにより構成する場合、Ｘ座標配線７０およびＹ座標配線７２は、例えば孔版を用いたスクリーン印刷により形成することができる。これにより、厚膜かつ微細な配線の印刷が可能となる。また、凸版印刷、凹版印刷、これらのオフセット印刷やインクジェット法により形成することもできる。
【００３２】
薄膜トランジスタ８０は、例えばシリコン、金属酸化物、もしくは有機半導体をスパッタリングによって成膜する方法、または有機半導体、もしくは半導体の性質を持つカーボンナノチューブを分散させたインクを印刷塗布する方法等により形成することができる。
表示デバイス１００においては、エレクトロクロミック素子６０へ注入した電場量により着消色の応答速度が決定する。このため、大きな電流を流すことが可能な薄膜トランジスタ８０が求められる。薄膜トランジスタ８０を印刷塗布する方法により形成する場合には、カーボンナノチューブを分散させたインクを用いることで、大きな電流を流すことが可能な薄膜トランジスタ８０を実現することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る表示デバイス１００の製造方法を説明する。
図８および図９は、図１に示す表示デバイス１００の製造方法を示す断面図である。本実施形態に係る表示デバイス１００の製造方法は、エレクトロクロミック素子６０を形成する工程を備える。
【００３４】
エレクトロクロミック素子６０を形成する工程は次のように行われる。
まず、基材１０上に、透明導電膜２０を形成する。次いで、図８（ａ）に示すように、透明導電膜２０上に、エレクトロクロミック材料からなる着色層３０を形成する。
次に、図８（ｂ）に示すように、着色層３０を覆うように、透明導電膜２０上に固体電解質層４２を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、固体電解質層４２上に、透明導電膜２０と接続する透明導電膜２４を形成する。
次に、図９（ａ）に示すように、透明導電膜２４上に着色層３４を形成する。着色層３４は、平面視で着色層３０と重なるように設けられる。また、着色層３４は、着色層３０と同一の材料により設けられる。次に、図９（ｂ）に示すように、透明導電膜２２が設けられた基材１２を、透明導電膜２２が透明導電膜２０と対向するように、基材１０に対向させる。そして、透明導電膜２０と透明導電膜２２との間に、電解質を充填し、電解質層４０を形成する。このとき、電解質層４０は、固体電解質層４２と接触するように設けられる。これにより、図１に示すエレクトロクロミック素子６０が得られる。
【００３５】
本実施形態に係る表示デバイス１００の製造方法は、例えば上述のエレクトロクロミック素子６０を形成する工程により形成された複数のエレクトロクロミック素子６０を重ねる工程を備える。これにより、図３に示す表示デバイス１００が得られることとなる。
この場合、複数のエレクトロクロミック素子６０それぞれが有する着色層３０は、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる。すなわち、エレクトロクロミック素子６０それぞれが有する着色層３４も、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる。
【００３６】
また、本実施形態に係る表示デバイス１００の製造方法では、上述の工程により形成されたエレクトロクロミック素子６０の基材１２上に、透明導電膜２０、着色層３０、透明導電膜２２、着色層３４、透明導電膜２２および基材１２をさらに形成してもよい。これを繰り返すことにより、図４に示す表示デバイス１００が得られることとなる。
【００３７】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、エレクトロクロミック材料からなる着色層３０と、着色層３０と同一の材料からなり、かつ平面視で着色層３０と重なる着色層３４と、を有するエレクトロクロミック素子６０を備えている。
エレクトロクロミック素子６０においては、着色層３０および着色層３４の層厚を薄くすることで、透明導電膜間に流れる電流を流れやすくすることができる。これにより着消色の応答速度を向上させることができる。
また、エレクトロクロミック素子６０の発色は、平面視で重なる着色層３０および着色層３４により行われる。このため、着色層３０および着色層３４の層厚を薄くしても、エレクトロクロミック素子６０の発色性を維持することができる。
従って、発色性の低下を抑制しつつ、着消色の応答速度を向上させることができるエレクトロクロミック素子を有する表示デバイスを提供することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態によれば、以下の発明が開示されている。
【００３９】
（付記１）
エレクトロクロミック素子により構成されるセルを備え、
前記エレクトロクロミック素子は、
第１基材と、
前記第１基材と対向するように設けられた第２基材と、
前記第１基材の前記第２基材と対向する面上に設けられた第１透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と対向するよう、前記第２基材上に設けられた第２透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に位置し、かつ前記第１透明導電膜と接続する第３透明導電膜と、
前記第１透明導電膜上に設けられた、エレクトロクロミック材料からなる第１着色層と、
前記第３透明導電膜上に設けられ、前記第１着色層と同一の材料からなり、かつ平面視で前記第１着色層と重なる第２着色層と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間、および前記第１着色層と前記第３透明導電膜との間の空間を充填し、かつ前記第１着色層および前記第２着色層を覆う電解質層と、
を有し、
前記第１基材と前記第２基材のうち少なくとも一方が透明である表示デバイス。
（付記２）
請求項１に記載の表示デバイスにおいて、
前記エレクトロクロミック素子は、平面視で互いに重なる複数の前記第３透明導電膜と、それぞれ異なる前記第３透明導電膜上に設けられた複数の前記第２着色層と、を有する表示デバイス。
（付記３）
請求項１または２に記載の表示デバイスにおいて、
前記第１着色層および前記第２着色層の層厚は、それぞれ５００ｎｍ以下である表示デバイス。
（付記４）
請求項１または２に記載の表示デバイスにおいて、
前記セルは、平面視で互いに重なる複数の前記エレクトロクロミック素子を有し、
前記複数のエレクトロクロミック素子それぞれが有する前記第１着色層は、互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる表示デバイス。
（付記５）
請求項４に記載の表示デバイスにおいて、
前記セルが有する前記第１基材および前記第２基材のうち、最も非表示面側に位置する前記第１基材または前記第２基材以外の、前記第１基材および前記第２基材は透明である表示デバイス。
（付記６）
請求項４または５に記載の表示デバイスにおいて、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、互いに異なるＲＧＢカラーを表示する３つの前記エレクトロクロミック素子である表示デバイス。
（付記７）
請求項４または５に記載の表示デバイスにおいて、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、互いに異なるＣＭＹカラーを表示する３つの前記エレクトロクロミック素子である表示デバイス。
（付記８）
請求項１ないし７いずれか１項に記載の表示デバイスにおいて、
マトリクス状に配列された複数の前記セルを備え、
前記複数のセルは、薄膜トランジスタを介してマトリクス配線と接続する表示デバイス。
（付記９）
エレクトロクロミック素子を形成する工程を備え、
前記エレクトロクロミック素子を形成する工程は、
第１基材上に設けられた第１透明導電膜上に、エレクトロクロミック材料からなる第１着色層を形成する工程と、
前記第１着色層を覆うように、固体電解質層を形成する工程と、
前記固体電解質層上に、前記第１透明導電膜と接続する第３透明導電膜を形成する工程と、
前記第３透明導電膜上に、平面視で前記第１着色層と重なるように、前記第１着色層と同一の材料からなる第２着色層を形成する工程と、
第２透明導電膜が設けられた第２基材を、前記第２透明導電膜が前記第１透明導電膜と対向するように、前記第１基材と対向させる工程と、
前記固体電解質層と接触するように、前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に電解質を充填する工程と、
を有し、
前記第１基材と前記第２基材のうち少なくとも一方が透明である表示デバイスの製造方法。
（付記１０）
請求項９に記載の表示デバイスの製造方法において、
前記エレクトロクロミック素子を形成する工程の後において、複数の前記エレクトロクロミック素子を重ねる工程を備え、
前記複数のエレクトロクロミック素子は、それぞれが有する前記第１着色層が互いに異なるエレクトロクロミック材料からなる表示デバイスの製造方法。
【００４０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  基材
１２  基材
２０  透明導電膜
２２  透明導電膜
２４  透明導電膜
３０  着色層
３４  着色層
４０  電解質層
４２  固体電解質層
５０  セル
６０  エレクトロクロミック素子
７０  Ｘ座標配線
７２  Ｙ座標配線
８０  薄膜トランジスタ
１００  表示デバイス
【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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