JP2011039381A - Display - Google Patents

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Satoshi Tatsuura
智 辰浦
Kazushiro Akashi
量磁郎 明石
Naoki Hiji
直樹 氷治
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display having improved brightness as compared to the case of using no display element. <P>SOLUTION: This color filter 10 (display) has such a structure that a plurality of display elements 16 are arrayed in the surface direction of substrates between substrates, that is between a substrate 12 and a substrate 14. Each of the display elements 16 includes an electrode 20 disposed on the substrate 12 side and an electrode 18 disposed on the substrate 14 side. On the surface side of one of the two electrodes, the surface side facing the other electrode, a porous layer 22 is disposed, an EC1 pigment 24 is retained on the porous layer 22, an EC2 pigment 28 is dispersed in an electrolyte 26 and, with respect to each of the EC1 pigment 24 and the EC2 pigment 28, the threshold of voltage to be applied between the electrode 20 and the electrode 18 for causing the change from a discolored state to a colored state satisfies the following inequality (1): E1<E2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示装置に関する。   The present invention relates to a display device.

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。   In Patent Document 1, a piezoelectric transparent first layer and a piezoelectric transparent second layer having a refractive index different from that of the first layer are alternately stacked, and the main body is sandwiched. A color filter including a pair of transparent electrodes arranged in this manner has been proposed. In Patent Document 1, by applying a voltage to the pair of transparent electrodes, the first layer and the second layer are deformed to change the resonance wavelength, thereby forming a color variable color filter. .

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。   Patent Document 2 proposes a filter that alternately transmits light of various colors with a single voltage operation by using a plurality of nematic liquid crystal layers and using superposition of transmission wavelengths.

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。   In Patent Document 3, a resonator structure is formed, and the reflective film is displaced by electrostatic attraction, thereby changing the resonance wavelength to constitute a color variable color filter.

特開平10−048675号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-048675 特開2000−267127号公報JP 2000-267127 A 特開2008−116669号公報JP 2008-116669 A

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。   An object of the present invention is to provide a display device that improves brightness when used as a color filter, compared to the case where the display element of the present invention is not used.

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。   The invention according to claim 1 includes a pair of substrates and a plurality of display elements provided between the pair of substrates and arranged in a surface direction of the substrates, and each of the plurality of display elements includes: A first electrode provided on one substrate side of the pair of substrates, a second electrode provided on the other substrate side of the pair of substrates, the first electrode, and the first electrode An electrolyte disposed between the two electrodes, a conductive or semiconductive porous layer disposed on one of the opposing surfaces of the first electrode and the second electrode, and the porous A first electrochromic dye held in the electrolyte layer, and a second electrochromic dye dispersed in the electrolyte and colored in a different color from the first electrochromic dye, Electrochromic dye and second electrochromic dye Both of them are an oxidized dye that develops color by an electrochemical oxidation reaction and disappears by a reduction reaction, or a reduced dye that develops color by an electrochemical reduction reaction and disappears by an oxidation reaction, the first electrochromic The threshold value of the voltage applied between the first electrode and the second electrode in order to change from the decolored state to the colored state of the dye and the second electrochromic dye is expressed by the following formula (1): It is a display device that satisfies the relationship.

E1<E2 式(1)               E1 <E2 Formula (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。   In the formula (1), E1 is a threshold voltage applied between the first electrode and the second electrode in order for the first electrochromic dye to change from a decolored state to a colored state. E2 is a threshold value of a voltage applied between the first electrode and the second electrode in order for the second electrochromic dye to change from a decolored state to a colored state. Indicates the absolute value of.

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。   According to a second aspect of the present invention, at least one of the first electrochromic dye and the second electrochromic dye develops colors of a plurality of different colors in the color development state, and changes to each kind of color. The display device according to claim 1, wherein thresholds of voltages applied between the first electrode and the second electrode are different from each other.

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。   According to a third aspect of the present invention, the color of the first electrochromic dye and the second electrochromic dye in the colored state is any one of red, green, and blue. 2. The display device according to 2.

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。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a display device that improves the brightness when used as a color filter compared to the case where the display element according to the present invention is not used.

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。   According to the second aspect of the present invention, multicolor display is realized as compared with the case where a dye that develops only one color is used as the electrochromic dye.

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。   According to the third aspect of the present invention, the application range of the display device when used as a color filter is widened as compared with a case where an electrochromic dye that colors red, green, and blue is not used.

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。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example in which a part of the color filter of the present embodiment is enlarged, and is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 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。It is a schematic diagram which shows an example of the color filter of this Embodiment. 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。It is typical sectional drawing which expanded a part of the display substrate side of the display element in the color filter of this Embodiment. (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。(A)-(D) It is typical sectional drawing which expanded a part by the side of the display substrate of the display element in the color filter of this Embodiment. (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。(A)-(C) It is typical sectional drawing which expanded a part by the side of the display substrate of the display element in the color filter of this Embodiment. 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。It is a schematic diagram which shows an example of the form different from FIG. 3 in the color filter of this Embodiment. (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。(A), (C) is the enlarged schematic diagram of the area | region corresponding to the pixel in the conventional color filter, (B), (D) shows the area | region corresponding to the pixel in the color filter of this Embodiment. It is the enlarged schematic diagram. (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。(A), (B) It is the schematic diagram which shows an example which expanded a part of color filter of this Embodiment, and is the figure which showed the form different from FIG. 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。It is the schematic diagram which shows an example which expanded a part of color filter of this Embodiment, and is the figure which showed the form different from FIG. (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。(A) is a schematic diagram illustrating an electrical configuration of the color filter of the present embodiment, and (B) is a schematic diagram in which a region corresponding to the pixel in FIG. 10 (A) is enlarged.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol may be provided to the member which an effect | action and function bear the same function through all the drawings, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the color filter 10 includes a substrate 12 on the display surface side, a substrate 14 disposed so as to face the substrate 12 with a space therebetween, and these substrates 12. A plurality of display elements 16 provided between the substrate 14 and the substrate, a voltage applying unit 30, and a control unit 32 are included.

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。
In the present embodiment, the color filter 10 is described as having a configuration including the voltage application unit 30 and the control unit 32, but the voltage application device 31 including the voltage application unit 30 and the control unit 32 is provided. Alternatively, the substrate 12, the substrate 14, and the component part 11 including the plurality of display elements 16 may be configured as separate bodies, and only the component part 11 may be used as the color filter 10.
In this case, the constituent part 11 is configured to be detachable from the voltage applying device 31, and the constituent part 11 and the voltage applying device 31 are attached to the voltage applying device 31. What is necessary is just to comprise so that it may electrically connect through the electrode (The electrode 20 and the electrode 18) mentioned later.
In the present embodiment, the color filter 10 will be described, but the color filter 10 also functions as a display device and is included in the concept of the display device.

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。   A plurality of display elements 16 are arranged in the area between the substrate 12 and the substrate 14 in the surface direction of the substrate (see FIGS. 1 and 2). Specifically, the region corresponding to each pixel of the color filter 10 is configured to include a plurality of display elements 16.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of display elements 16 arranged in the plane direction of the substrate 12 and the substrate 14 are classified into three display elements 16 arranged in succession, and this classification is performed. A case will be described in which a region including the three display elements 16 as a set is a region (region X in FIG. 2) corresponding to one pixel. Therefore, the description will be made assuming that the three display elements 16 included in the region X corresponding to each pixel in FIG. 2 are regions indicating colors corresponding to one pixel in the color filter 10.

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。   In the present embodiment, the number of display elements 16 included in a region corresponding to one pixel is described as three. However, the number of display elements 16 included in a region corresponding to one pixel is as follows. The number is not limited to three as long as it is plural (two or more). Further, the plurality of continuous display elements 16 included in the region corresponding to one pixel are not limited to the display elements 16 continuous in the same direction, but different directions (for example, the X-axis direction and the Y-axis direction). The display element 16 may be continuous in the crossing direction.

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。   As shown in FIGS. 1 and 3, the display element 16 is filled with an electrode 20 provided on the substrate 12 side, an electrode 18 provided on the substrate 14 side, and between these electrodes 20 and 18. And an electrolyte 26. In addition, any one of the electrode 20 provided on the substrate 12 side and the electrode 18 provided on the substrate 14 side has a conductive or semiconductive property on the side facing the other electrode. A porous layer 22 is provided.

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10Ωcm以上10Ωcm以下を意味している。 In the present embodiment, “conductive” and “conductive” mean a volume resistivity of less than 10 2 Ω · cm. Further, “semiconductive” and “semiconductor” mean a volume resistivity of 10 2 Ωcm or more and 10 5 Ωcm or less.

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。   As shown in FIG. 3, the porous layer 22 holds a first electromic dye (hereinafter also referred to as EC1 dye) 24 as an electrochromic dye (hereinafter also referred to as EC dye). Has been. In the electrolyte 26, a second electrochromic dye (hereinafter sometimes referred to as EC2 dye) 28 is dispersed as an electrochromic dye.

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。
Although described in detail later, the electrochromic dye is a dye that develops or decolors by at least one of an electrochemical oxidation reaction and a reduction reaction.
In each of the display elements 16 provided in plurality in the color filter 10 of the present embodiment, at least two types of electrochromic dyes that develop colors different from each other are between the substrates 12 and 14 (that is, the electrodes 20 and the electrodes). The electrochromic dye of one (EC1 dye 24 in the present embodiment) is held in the porous layer 22 and the other (EC2 dye 28 in the present embodiment). ) Is dispersed in the electrolyte 26.

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。   Note that the EC1 dye 24 retained in the porous layer 22 and the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 are both oxidized dyes or both reduced dyes. Therefore, when the EC1 dye 24 is an oxidized dye, the EC2 dye 28 is also an oxidized dye, and when the EC1 dye 24 is a reduced dye, the EC2 dye 28 is also a reduced dye. .

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。
The oxidized dye is an EC dye that is decolored by an electrochemical reduction reaction to be in a decolored state and colored by an oxidation reaction to be in a colored state. The reduced dye is an EC dye that is decolored by an electrochemical oxidation reaction to be decolored and colored by a reduction reaction to be in a colored state.
The “colored state” indicates a colored state, which means a state having an absorption peak in at least a visible light region and visually recognized as a colored state. In addition, the “decolored state” indicates a decolored state, at least a state having an absorption peak in a region other than the visible light region, and a state visually recognized as a colorless or ultra-light color decolored state Means.

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。   Further, each of the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 and the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 has a gap between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state. The threshold value of the applied voltage satisfies the relationship of the following formula (1).

E1<E2 式(1)               E1 <E2 Formula (1)

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。   In formula (1), E1 is the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order for the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 to change from the decolored state to the colored state. E2 represents the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the electrodes so that the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 changes from the decolored state to the colored state.

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。   The relationship between the threshold values of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 satisfies the relationship of the above formula (1), the EC1 dye 24 is held in the porous layer 22, and the EC2 dye 28 is dispersed in the electrolyte 26. Therefore, in each of the display elements 16 provided in a plurality in the color filter 10 of the present embodiment, one of the display elements 16 is in a colored state due to an oxidation-reduction reaction caused by exchange of electrons between molecules of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28. And the other is considered to be in a decolored state. For this reason, it is considered that both EC dyes are prevented from being colored at the same time, and color mixing in the colored state between the respective dyes is suppressed.

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。   Therefore, in each display element 16 provided in the color filter 10 of the present embodiment, a specific electrochromic dye contained in each display element 16 is selectively colored, and one display element 16 has Multiple different colors are displayed.

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。   In the color filter 10 of the present embodiment, a plurality of display elements 16 are arranged between the substrates 12 and 14 in the surface direction of the substrate. For this reason, a region corresponding to each pixel is determined so as to include a plurality of display elements 16 (for example, three display elements 16), and all of the plurality of display elements 16 included in the region corresponding to each pixel are arbitrarily set. A specific electrochromic dye is selectively developed by applying a voltage between the electrodes so that the color (for example, red) is displayed. As a result, the arbitrary color (for example, red) is displayed not in a part of the area corresponding to each pixel but in the entire area corresponding to the pixel, and the conventional color is fixed. Compared to the filter, it is considered that a color filter in which the brightness of the region corresponding to each pixel is improved is provided.

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。   That is, in the conventional color filter, an area for extracting only red light, an area for extracting only green light, and an area for extracting only blue light are defined as areas corresponding to one pixel. That is, the color filter is fixed in color. For this reason, each of red, green, and blue is displayed using only an area corresponding to 1/3 of an area corresponding to one pixel. Further, when displaying a secondary color, the display is performed using only an area corresponding to 2/3 of an area corresponding to one pixel.

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。   On the other hand, according to the color filter 10 of the present embodiment, a plurality of display elements 16 are arranged in the surface direction of the substrate. Therefore, a region including a plurality of display elements 16 arranged in succession, for example, three display elements 16 is defined as a region corresponding to each pixel, and the display elements 16 included in the region corresponding to each pixel If a voltage is applied between the electrodes so that the color (for example, red) when the electrochromic dye contained is in a specific color state is displayed on all, red is displayed in the entire area corresponding to each pixel. Will be. For this reason, it is considered that the color filter 10 in which the brightness of each pixel is improved as compared with the conventional color-fixed color filter is provided.

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)。   In addition, when displaying secondary colors, it is considered that a color filter in which the brightness of each pixel is improved as compared with a conventional color-fixed color filter is provided (details will be described later).

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。   In addition, the color filter 10 according to the present embodiment corresponds to each pixel even when compared with the conventional configuration in which the color of the region corresponding to the pixel is made variable by stacking a plurality of layers that emit different colors. Since each of the plurality of display elements 16 constituting the region to selectively display the color by the contained electrochromic dye, compared to the conventional configuration in which the target color is displayed by overlapping the colors in the thickness direction, It is considered that a color filter 10 with improved brightness of each pixel is provided.

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。   Therefore, it is considered that the brightness of the color filter 10 of the present embodiment is improved as compared with the color filter of the conventional configuration that does not use the display element 16 of the present embodiment.

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。
In addition, a specific effect | action and the detail of a specific electrochromic pigment | dye are mentioned later.
First, each member constituting the color filter 10 will be described.

―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。
-substrate-
As shown in FIG. 1, the substrate 12 and the substrate 14 are provided so as to sandwich a plurality of display elements 16 arranged in the plane direction. As described above, the substrate 12 is provided on the display surface side. Of these substrates 12 and 14, at least the substrate 12 is transparent. Note that in the present embodiment, translucency and transparency indicate that the average transmittance of visible light is 80% or more.

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。   As described above, a plurality of display elements 16 are arranged in the plane direction between the substrates 12 and 14. The substrate 12 and the substrate 14 are used as a base material for arranging a plurality of display elements 16 between the substrates in the surface direction of the substrate, and the material, shape, structure, size, etc. are particularly limited. There is no.

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。   As these board | substrate 12 and board | substrate 14, a glass plate, a polymer film, etc. are mentioned suitably, for example. Polymer film materials include tetraacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate ( PAr), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PES), polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, brominated phenoxy, and the like.

―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。
―Display element―
As described above, the display element 16 includes the electrode 20 provided on the substrate 12 side, the electrode 18 provided on the substrate 14 side, and the electrolyte 26 filled between these electrodes 20 and 18. It is supposed to be configured. In addition, any one of the electrode 20 provided on the substrate 12 side and the electrode 18 provided on the substrate 14 side has a conductive or semiconductive property on the side facing the other electrode. A porous layer 22 is provided. As shown in FIG. 2, the EC1 dye 24 is held in the porous layer 22, and the EC2 dye 28 is dispersed in the electrolyte 26.

―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。
-electrode-
The electrode 20 and the electrode 18 are disposed on each of the substrate 12 and the substrate 14 so as to selectively drive each of the plurality of display elements 16 provided in the color filter 10. For example, as shown in FIG. 10A, the electrodes 20 and 18 have a configuration in which a plurality of linear electrodes 18 are arranged on the substrate 14 side, and a plurality of linear electrodes 20 are arranged on the substrate 12 side. The electrode 18 and the electrode 20 are arranged so that the arrangement directions thereof intersect each other. Then, the region X may be determined so that a plurality of regions where these electrodes 20 and 18 intersect are included in the region X corresponding to each pixel. The voltage application unit 30 includes a voltage application unit 30A that applies a voltage to the plurality of electrodes 20 and a voltage application unit 30B that applies a voltage to the plurality of electrodes 18. What is necessary is just to connect electrically to the voltage application part 30A and to electrically connect the some electrode 18 to the voltage application part 30B. With this configuration, so-called passive matrix driving is realized, and each display element 16 is selectively driven.
In FIG. 10A, the region X corresponding to each pixel is defined as a region where one electrode 18 and three electrodes 20 intersect, as shown in FIG. 3 shows a configuration in which three display elements 16 are arranged in the region X corresponding to each pixel.

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。   FIG. 10 shows an example in which the region X corresponding to each pixel is defined as a region where one electrode 18 and three electrodes 20 intersect. However, the present invention is not limited to this embodiment. A region where the plurality of electrodes 18 and the plurality of electrodes 20 intersect may be determined for the region X corresponding to the pixel, and may be selected according to the design of the color filter 10.

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)。   FIG. 10 shows a passive matrix driving mode, but an active matrix driving mode may be used (details will be described later).

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。   The electrodes 20 and 18 are not particularly limited as long as they are transparent and can conduct electricity, and are appropriately selected according to the purpose. For example, indium tin oxide (ITO), tin oxide (NESA), fluorine-doped oxide Examples include tin (FTO), indium oxide, zinc oxide, platinum, gold, silver, rhodium, copper, chromium, and carbon. Among these, metal oxides typified by tin oxide-indium oxide (ITO), tin oxide, zinc oxide and the like are good, furthermore, the surface resistance value is low, the heat resistance is good, and there is chemical stability. In view of high light transmittance, tin oxide (FTO) doped with fluorine and indium tin oxide (ITO) are preferable.

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。   In particular, in the display element 16 of the color filter 10 according to the present embodiment, the conductive or semiconductive porous layer 22 is disposed in contact with the electrode 20, so that even if it is in contact with the porous layer 22, the chemical is used. In addition, tin oxide (FTO) and indium tin oxide (ITO), which are oxides, are preferable because they need to be stable.

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。   The thicknesses of the electrode 20 and the electrode 18 are not particularly limited and are selected according to the purpose. For example, the thickness is 0.1 μm or more, specifically 0.1 μm or more and 20 μm or less.

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。   These electrodes 20 and 18 are formed by a sputtering method, a sol-gel method, or a printing method. Further, in the color filter 10, as the electrode farthest away from the display surface side (Y direction in FIG. 1) (in this embodiment, the electrode 18), tin oxide-indium oxide (ITO), tin oxide, In addition to a metal oxide layer typified by zinc oxide or the like, a conductive polymer or a metal layer typified by carbon, copper, aluminum, gold, silver, nickel, platinum or the like may be used. However, when a carbon electrode or a metal electrode is used as the electrode, the film thickness of the electrode is preferably suppressed to about 200 nm or less in order to ensure transparency.

―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。
-Porous layer-
The porous layer 22 is laminated in contact with the electrode 20 and has conductivity or semiconductivity. In the present embodiment, the case where the porous layer 22 is provided by being laminated in contact with the electrode 20 provided on the display surface side of the electrode 20 and the electrode 18 will be described. The structure provided in contact with the 18th side may be sufficient.

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。   The porous layer 22 has a porous structure so as to have more micropores that hold the EC1 dye 24 on the surface and inside thereof. The porous layer 22 may have a single layer structure or a multilayer structure.

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。
The specific surface area of the porous layer 22 is, for example, 1 m 2 / g or more and 5000 m 2 / g or less, or 10 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less. Here, the specific surface area means the BET specific surface area obtained from the adsorption amount of nitrogen gas. When the specific surface area is within the above range, it is considered that the EC1 dye 24 having a retention amount sufficient for displaying a specific color in each display element 16 is retained.
The thickness of the porous layer 22 (total thickness in the case of a multilayer structure) is 1 μm or more and 200 μm or less, or 5 μm or more and 50 μm or less. When the thickness of the porous layer 22 is in the above range, the EC1 dye 24 having a retention amount that displays a specific color in each display element 16 is retained in the porous layer 22, and the target transparency or It is considered that a driving voltage is realized.

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。   The porous layer 22 may have any configuration, but it is preferable from the viewpoint of ease of manufacturing to form a porous state by filling conductive or semiconductive particles. The conductive or semiconductive particles contained in the porous layer 22 are not particularly limited and are selected according to the purpose. For example, a single semiconductor, an oxide semiconductor, a compound semiconductor, an organic semiconductor, a composite oxide semiconductor Or a mixture thereof, which may contain impurities as a dopant. There is no particular limitation on the form of the semiconductor, and it may be single crystal, polycrystal, amorphous, or a mixed form thereof.

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。   Examples of the single semiconductor include silicon (Si), germanium (Ge), and tellurium (Te).

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、Fe23、SrTiO3、WO3、ZnO、ZrO2、Ta25、Nb25、V25、In23、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。 The oxide semiconductor is a metal oxide and has semiconductor properties. For example, TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , SrTiO 3 , WO 3 , ZnO, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 Examples thereof include O 5 , V 2 O 5 , In 2 O 3 , CdO, MnO, CoO, TiSrO 3 , KTiO 3 , Cu 2 O, sodium titanate, barium titanate, and potassium niobate.

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。   Examples of the compound semiconductor include cadmium sulfide, zinc sulfide, lead sulfide, silver sulfide, antimony sulfide, bismuth sulfide, cadmium selenide, lead selenide, cadmium Examples include telluride, zinc phosphide, gallium phosphide, indium phosphide, cadmium phosphide, gallium-arsenic selenide, copper-indium selenide, copper-indium sulfide, and the like.

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。   Examples of the organic semiconductor include polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyphenylene vinylene, polyphenylene sulfide, and the like.

前記複合体酸化物半導体としては、例えば、SnO2−ZnO、Nb25−SrTiO3、Nb25−Ta25、Nb25−ZrO2、Nb25−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Nb25−SrTiO3、Nb25−Ta25、Nb25−ZrO2、及びNb25−TiO2などのNb25複合体は、Nb25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。 Examples of the complex oxide semiconductor include SnO 2 —ZnO, Nb 2 O 5 —SrTiO 3 , Nb 2 O 5 —Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 —ZrO 2 , Nb 2 O 5 —TiO 2 , Ti-SnO 2, Zr-SnO 2, Bi-SnO 2, In-SnO 2, Al-ZnO, such as Ga-ZnO and the like. The SnO 2 —ZnO is composed of SnO 2 super-particles (particle diameter, for example) around relatively large ZnO particles (for example, ZnO particles having a particle diameter of about 50 nm or less from the viewpoint of suppressing light scattering and ensuring transparency). The composite of the two is preferably in a range of SnO 2 : ZnO = 70: 30 to 30:70 by mass ratio. The Nb 2 O 5 -SrTiO 3, Nb 2 O 5 -Ta 2 O 5, Nb 2 O 5 -ZrO 2, and Nb 2 O 5 complex, such as Nb 2 O 5 -TiO 2 includes a Nb 2 O 5 The mass ratio is 8: 2 or more and 2: 8 or less.

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。   The shape of the conductive or semiconductive particles is not particularly limited and is selected according to the purpose, and may be spherical, nanotube-shaped, rod-shaped, or whisker-shaped. You may mix the above particle | grains. In the case of the spherical particles, the number average particle diameter is 0.1 nm or more and 1000 nm or less, and 1 nm or more and 100 nm or less. Two or more kinds of particles having different particle size distributions may be mixed. Further, when the shape is the above-described rod shape, the aspect ratio is 2 or more and 50000 or less, or 5 or more and 25000 or less.

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。
There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the porous layer 22, It selects according to the kind of the structural material. For example, metal anodic oxidation method, cathodic deposition method, screen printing method, squeegee method, sol-gel method, thermal oxidation method, vacuum evaporation method, DC and DF sputtering method, chemical vapor deposition method, metal organic chemical vapor deposition method, molecule Examples thereof include a line deposition method and a laser ablation method, and the above methods may be combined.
As a specific forming method, a porous layer forming method disclosed in JP-A-2003-255400 may be used.

―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。
-Electrolytes-
As the electrolyte 26, it is sufficient that the EC2 dye 28 is dispersed, and the dispersed EC2 dye 28 can move between the substrate 12 and the substrate 14, and may be liquid or gel. Note that the electrolyte 26 may be a solid as long as the EC2 dye 28 dispersed therein moves the electrolyte 26.

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。   When the electrolyte 26 is a liquid, the electrolyte 26 is preferably used by dissolving a constituent material of the electrolyte in a solvent.

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、CaI、LiBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBr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。 Examples of the constituent material of the electrolyte include perchlorates such as lithium perchlorate, sodium perchlorate, calcium perchlorate, and tetrabutylammonium chlorate, iodine, bromine, LiI, NaI, KI, CsI, Metal halides such as CaI 2 , LiBr, NaBr, KBr, CsBr, CaBr 2 , tetraethylammonium iodide, tetrapropylammonium iodide, tetrabutylammonium iodide, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, tetrabromide bromide Halogenated salts of ammonium compounds such as butylammonium, alkyl viologens such as methyl viologen chloride, hexyl viologen bromide, polyhydroxybenzenes such as hydroquinone and naphthohydroquinone, ferrocene, ferrocyanate, etc. At least one such complex can be used, but not limited thereto. Further, when a plurality of electrolytes that generate redox pairs (redox couples) in advance, such as a combination of iodine and lithium iodide, are used, the performance of the display element 16, particularly the current characteristics, is improved. Among these, a combination of iodine and an ammonium compound or iodine and a metal iodide is preferable.

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。   Solvents for dissolving these electrolyte constituent materials include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ethers such as dioxane, diethyl ether and ethylene glycol dialkyl ether, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, Alcohols such as polyethylene glycol, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, propylene carbonate, and ethylene carbonate, water, and the like are used. Is not to be done.

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。   Examples of the electrolyte concentration of the constituent material of the electrolyte in the solvent include 0.001 mol / l to 2 mol / l, or 0.01 mol / l to 1 mol / l.

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。   When the electrolyte 26 is in the form of a gel, polymer addition, oil gelling agent addition, and polyfunctional monomers are mixed and used in the electrolyte constituent material and the solvent. In the case of gelation by addition of the polymer, compounds described in “Polymer Electrolyte Revues-1 and 2” (JR MacCallum and CA Vincent co-edited, ELSEVIER APPLIED SCIENCE) are used. In particular, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, and the like are preferable. In the case of gelation by addition of the oil gelling agent, “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 "and the like are used. In particular, compounds having an amide structure in the molecular structure are preferable.

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。   Further, as the electrolyte 26, a solid electrolyte layer formed by polymerizing a mixed liquid of a matrix material and a supporting electrolyte may be used.

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。   There is no restriction | limiting in particular as this electrolyte, It selects according to the objective, An inorganic electrolyte may be sufficient and an organic electrolyte may be sufficient. These may be used individually by 1 type, may use 2 or more types together, may be a commercial item, and may synthesize | combine suitably.

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、XAsF、XPF、XBF、XClO、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。
Examples of the inorganic electrolyte include inorganic acid anions-alkali metal salts, alkali metal salts, alkaline earth metals, etc. Among these, inorganic acid anions-alkali metal salts are preferable, and inorganic acid lithium salts are preferable. .
Examples of the inorganic acid anion-alkali metal salt include XAsF 6 , XPF 6 , XBF 4 , XClO 4 , etc. (wherein X represents H, Li, K or Na). Specific examples include lithium perchlorate.

前記アルカリ金属塩としては、例えば、LiI、KI、LiCFSO、LiPF、LiClO、LiBF、LiSCN、LiAsF、NaCFSO、NaPF、NaClO、NaI、NaBF、NaAsF、KCFSO、KPF、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。 Examples of the alkali metal salt include LiI, KI, LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiSCN, LiAsF 6 , NaCF 3 SO 3 , NaPF 6 , NaClO 4 , NaI, NaBF 4 , NaAsF 6. , KCF 6 SO 3 , KPF 6 , and the like. Examples of the organic electrolyte include organic acid anion-alkali metal salts, quaternary ammonium salts, anionic surfactants, imidazolium salts, etc. Among them, organic acid anions-alkali metal salts are good. Organic acid lithium salt is better.

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。   The amount of the matrix material used in the electrolyte layer is such that the molar ratio with the supporting electrolyte (matrix material: supporting electrolyte) is 70:30 or more and 5:95 or less, 50:50 or more, 10:90, or 50:50. 20:80 or less. The molar ratio means the ratio between the molar amount of the matrix material and the molar amount of ions of the supporting electrolyte. The molar amount of the matrix material means a molar amount in which the monomer unit of the polymer compound is converted into one molecule.

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。   Such a film-like solid electrolyte 26 is obtained by thinly extending a mixture solution of the matrix material and the supporting electrolyte with a small amount of a polymerization initiator such as benzoyl peroxide or azobisisobutyronitrile, followed by heating. It is prepared by polymerizing by adding a photopolymerization initiator such as Irgacure and polymerizing by ultraviolet irradiation. The thickness of the film is 30 μm or more and 500 μm or less, or 50 μm or more and 200 μm or less.

―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。
―Electrochromic dye―
Next, the electrochromic dye will be described.

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。   As described above, the electrochromic dye (EC dye) includes at least two kinds of electrochromic dyes between the electrodes 20 and 18 for each of the plurality of display elements 16 provided in the color filter 10. The electrochromic dye of one (EC1 dye 24 in the present embodiment) is held in the porous layer 22 and the other electrochromic dye (EC2 dye 28 in the present embodiment) is contained in the electrolyte 26. Are distributed. Further, each of the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 and the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 has a gap between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state. The threshold value of the applied voltage satisfies the relationship of the above formula (1).

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。   The EC dye used for each display element 16 of the color filter 10 of the present embodiment is not particularly limited as long as it exhibits an action of color development or decoloration by at least one of an electrochemical oxidation reaction and a reduction reaction. (In the case of EC1 dye 24 and EC2 dye 28, they are selected according to the purpose within a range satisfying the above formula (1), both of which are oxidized dyes or reduced dyes and are colored in different colors), for example, Suitable examples include organic compounds and metal complexes. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

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。   Examples of the metal complex include Prussian blue, metal-bipyridyl complex, metal phenanthroline complex, metal-phthalocyanine complex, metaferricyanide, and derivatives thereof. Examples of the organic material include (1) pyridine compounds, (2) conductive polymers, (3) styryl compounds, (4) donor / acceptor type compounds, (5) other organic dyes, and the like. Is mentioned.

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。   Examples of the (1) pyridine compounds include viologen, heptyl viologen (diheptyl viologen dibromide, etc.), methylenebispyridinium, phenanthroline, azobipyridinium, 2,2-bipyridinium complex, quinoline / isoquinoline, and the like.

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。   Examples of the conductive polymer (2) include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyphenylenediamine, polyaminophenol, polyvinylcarbazole, polymer viologen polyion complex, TTF, and derivatives thereof.

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。   Examples of the (3) styryl compounds include 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (Dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl]- 3,3-dimethyl-5-methylsulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethyl-5 -Sulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 3,3-dimethyl-2- [2- (9-ethyl-3-carbazolyl) ethenyl] indolino [2,1-b] oxazolidine 2- [2- [4- (acetylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethyl-indolino [2,1-b] oxazolidine, and the like.

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。
Examples of the (4) donor / acceptor type compounds include tetracyanoquinodimethane and tetrathiafulvalene.
Examples of (5) other organic dyes include, for example, phthalic acid, carbazole, methoxybiphenyl, anthraquinone, quinone, diphenylamine, aminophenol, Tris-aminophenylamine, phenylacetylene, cyclopentyl compound, benzodithiolium compound, squalium salt, Examples include cyanine, rare earth phthalocyanine complex, ruthenium diphthalocyanine, merocyanine, phenanthroline complex, pyrazoline, redox indicator, pH indicator, and derivatives thereof.
Moreover, fluorescein and this derivative (carboxy fluorescein) are mentioned.
Of these, viologen dyes and phthalic acid dyes are preferable.

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。
In the color filter 10 of the present embodiment, as the EC dye, a reduction coloring type that is colorless or extremely light-colored in an oxidized state and develops a colored state in a reduced state and colorless in a reduced state. Alternatively, an oxidative coloring type that becomes an extremely light-colored decolored state and develops a colored state in an oxidized state and is selected according to the purpose.
Further, a multicolor coloring type in which several colors appear depending on the degree of reduction or oxidation in the coloring state may be used, and may be selected according to the purpose.

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。   As described above, the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state among the two types of EC dyes contained in each display element 16. The EC1 dye 24 having the smaller absolute value is held in the porous layer 22. This “holding” indicates a state in which the EC dye is held on the surface of the porous layer 22 and in each hole. As a method for retaining the EC dye in the porous layer 22, conventionally known methods such as a method of adsorbing the EC1 dye 24 on the surface of the porous layer 22, a method of chemically bonding the porous layer 22 and the EC1 dye 24, etc. Technology is applied.

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。   For example, a dry process such as a vacuum deposition method, a coating method such as spin coating, an electric field deposition method, an electric field polymerization method, or a natural adsorption method in which a solution of a compound to be held is immersed is selected. Above all, the natural adsorption method is capable of retaining functional molecules evenly throughout the fine pores of the metal oxide layer, and does not require any special equipment, and in many cases it is about a monomolecular layer. It has many advantages, such as no extra amount needed.

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。   As the natural adsorption method, a method in which a substrate having a well-dried porous layer 22 is dipped in a solution of EC dye to be held or a solution of EC dye to be held is applied to the porous layer 22 is used. It is done. In the former case, an immersion method, a dip method, a roller method, an air knife method, or the like is used. In the case of the dipping method, the dye may be adsorbed at room temperature, or may be carried out by heating and refluxing as described in JP-A-7-249790. Examples of the latter application method include a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain method, a spin method, and a spray method.

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。   Examples of the solvent for dissolving the EC dye used in the EC dye solution include water, alcohols (methanol, ethanol, t-butanol, benzyl alcohol, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3- Methoxypropionitrile, etc.), nitromethane, halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.), dimethyl sulfoxide, amides (N, N-dimethylformamide, N, N -Dimethylacetamide), N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate) ), Ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.) or mixed solvents thereof.

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。   In addition, as a method of chemically bonding the EC dye (EC1 dye 24) to the surface of the porous layer 22, a functional group may be interposed between the surface of the porous layer 22 and the EC dye skeleton. As this functional group, for example, a functional group such as an alkyl group, a phenyl group, an ester, and an amide is preferable. Further, the EC dye may be chemically bonded after the surface of the porous layer 22 is modified with a silane coupling agent or the like.

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(1m)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。
Examples of the adsorption amount of the EC dye (EC1 dye 24) to the porous layer 22 include 0.01 mmol or more and 100 mmol or less per unit surface area (1 m 2 ) of the porous layer 22. Further, the adsorption amount of the EC1 dye 24 to each semiconductor particle constituting the porous layer 22 includes a range of 0.01 mmol to 100 mmol per 1 g of the semiconductor particles.
Although details will be described later, when a plurality of types of EC dyes that develop colors different from each other are further adsorbed on the porous layer 22, the total amount of EC dyes adsorbed on the porous layer 22 is within the above range. It is good to be.

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。   The porous layer 22 is preferably heat-treated (for example, at 100 ° C. or more and 550 ° C. or less for 10 minutes) before the EC dye (EC1 dye 24) is held. Thereby, it is considered that moisture and other impurities adsorbed on the surface of the porous layer 22 are removed, and it is considered that the surface of the porous layer 22 is activated and the EC dye is efficiently adsorbed.

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。
On the other hand, of the two types of EC dyes contained in the display element 16, the one with the larger absolute value of the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state The EC2 dye 28 is dispersed in the electrolyte 26. The concentration of the EC dye (EC2 dye 28) dispersed in the electrolyte 26 in the electrolyte may be 0.001 mol / l or more and 2 mol / l or less, or 0.01 mol / l or more and 1 mol / l or less.
When a plurality of types of EC dyes that develop colors different from each other are dispersed in the electrolyte 26, the total concentration of EC dyes dispersed in the electrolyte 26 may be within the above range.

―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。
-Redox agent-
In the electrolyte 26, it is preferable that a redox agent that does not develop color (ie, does not develop color) due to a redox reaction is dispersed.

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。   By using the redox agent, it is considered that the redox reaction of the EC dye in the display element 16 proceeds efficiently, and the reversible coloring efficiency and decoloring efficiency of the EC dye are improved.

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。   Furthermore, the redox agent is preferably immobilized on the electrode on the counter electrode side of the electrode 20 and the electrode 18 where the porous layer 22 holding the EC1 dye 24 is provided. . As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the porous layer 22 holding the EC1 dye 24 is provided on the electrode 20 side of the electrode 20 and the electrode 18. It is preferable that the redox agent is immobilized. As a result, it is considered that an oxidation-reduction reaction occurs efficiently on both electrode sides of the electrode 20 and the electrode 18, and the coloring efficiency and decoloring efficiency of the entire display element 16 are improved.

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。   As such a redox agent, any redox agent that does not develop color by a redox reaction may be used, and specific examples include ferrocene, phenothiazine, a combination of iodine and metal iodide, and the like. However, when applying a combination of iodine and metal iodide as the redox agent, it is preferable to consider the intensity of coloring. Among them, ferrocene is preferable from the viewpoint of high stability and a small absorption coefficient of the solution.

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。   In addition, as a method for immobilizing the redox agent on the surface of the electrode 18, the same method as the method for holding the EC1 dye 24 in the porous layer 22 described above may be used to hold the redox agent on the electrode 18. Good.

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。   The redox agent added to the electrolyte 26 is contained in a state of being dissolved or dispersed in the electrolyte 26, and the concentration in the electrolyte 26 is 0.001 mol / l or more and 2 mol / l or less, or 0. 01 mol / l or more and 1 mol / l or less is mentioned.

―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。
-Charge storage member-
Further, in order to efficiently generate an oxidation-reduction reaction of the EC dyes (EC1 dye 24 and EC2 dye 28) contained in each display element 16, it is preferable to provide a charge storage member 34 as shown in FIG. The charge storage member 34 is fixed on the electrode on the counter electrode side of the electrode 20 and the electrode 18 of each display element 16 and the side where the porous layer 22 holding the EC1 dye 24 is provided. Good to be. In the present embodiment, the charge storage member 34 is immobilized on the electrode 18 because the porous layer 22 holding the EC1 dye 24 is provided on the electrode 20 side of the electrode 20 and the electrode 18. It has been good.

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。   As the charge storage member 34, a member having a specific surface area of 1000 or more is selected. Examples of such a member having a large specific surface area include carbon and alumina, and specifically, activated carbon and carbon nanotubes. Since these members have a large specific surface area, the accumulated charge capacity is large and the surface has polarity. Therefore, by providing the charge storage member 34 on the electrode 18 on the opposite side of the electrode 20 and the electrode 18 on which the porous layer 22 holding the EC1 dye 24 is stacked, It is considered that an oxidation-reduction reaction occurs efficiently on the two electrodes 20 and 18 and the color development efficiency and the color erasing efficiency of each display element 16 are improved.

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。   In the color filter 10 of the present embodiment, the voltage application unit 30 is controlled by the control of the control unit 32, and a voltage is applied to each of the plurality of display elements 16 in the region corresponding to each pixel. The target color is displayed on the element 16. By displaying each color on each display element 16, the color filter 10 functions as a color filter with a variable color.

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。
The control unit 32 includes various programs such as a CPU (central processing unit) that controls the operation of the entire color filter 10, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores various data, and a control program that controls the entire device. It is configured as a microcomputer including a stored ROM (Read Only Memory).
The voltage application unit 30 is a voltage application device for applying a voltage to the electrode 20 and the electrode 18, and applies a voltage according to the control of the control unit 32 between the electrode 20 and the electrode 18.

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。   Hereinafter, the operation of the color filter 10 in each display element 16 will be described.

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。   Here, as described above, in each display element 16, the EC1 dye 24 is held in the porous layer 22, and the EC2 dye 28 is dispersed in the electrolyte 26. For each of these EC dyes, the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state is expressed by the above equation (1) as E1 <E2. Satisfies.

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。   As described above, in formula (1), E1 is the voltage applied between the pair of electrodes in order for the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 to change from the decolored state to the colored state. E2 indicates the absolute value of the threshold value, and E2 indicates the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the pair of electrodes in order for the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 to change from the decolored state to the colored state. Yes.

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。   Further, as described above, the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are both reduced dyes or both oxidized dyes.

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。
For example, it is assumed that both the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are reduction-type dyes (a color is developed by a reduction reaction and a color is erased by an oxidation reaction). Then, a voltage is applied between the electrodes 20 and 18 so that the electrode 20 side becomes a negative electrode and the electrode 18 side becomes a positive electrode, and the applied voltage is gradually increased to obtain a voltage value E1 that is a threshold value of the EC1 dye 24. Is applied, the EC1 dye 24 having a smaller threshold value held in the porous layer 22 provided in contact with the electrode 20 out of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 is more than the EC2 dye 28. It is reduced first and changes from the non-colored state to the colored state (see FIGS. 4A and 4B).
That is, as shown in FIG. 4B, when a voltage having the voltage value E1 is applied between the electrode 20 and the electrode 18 with the electrode 20 side as the negative electrode, the EC1 dye 24 dye is reduced to form a colored state. However, the EC2 dye 28 has not yet been reduced and is in a non-colored state. Therefore, at this time, it is considered that only the color of the EC1 dye 24 is selectively displayed on the display element 16.

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)。   In the course of further increasing the voltage applied between the electrodes 20 and 18, the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 is reduced to the EC1 dye 24 that has been reduced to generate radicals. Is considered to be attracted (see FIG. 4C).

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。   When the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 is further increased and the voltage of the voltage value E2 that is the threshold value of the EC2 dye 28 is applied, the EC2 dye 28 is reduced to develop color from the non-colored state. Change to state. At this time, since the EC2 dye 28 has a higher threshold value between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, it is considered that electrons move between molecules from the EC1 dye 24 to the EC2 dye 28 (FIG. 4 ( D)). By the exchange of electrons between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 is oxidized and decolored, and the EC2 dye 28 is reduced and decolored. It is thought to change to a colored state. For this reason, it is considered that the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are prevented from being in a colored state at the same time, only the EC1 dye 24 is in a decolored state, and only the EC2 dye 28 is in a colored state.

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。
On the other hand, when the voltage applied between the electrodes is gradually increased with the electrode 20 side as the positive electrode and the electrode 18 side as the negative electrode, the reverse phenomenon occurs.
Specifically, when the voltage applied between the electrodes is gradually increased with the electrode 20 side as the positive electrode and the electrode 18 side as the negative electrode, the EC2 dye 28 of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 is the first. Oxidized to lose electrons and change from a colored state to a decolored state. The electrons lost from the EC2 dye 28 due to the transfer of electrons between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are received by the EC1 dye 24, and the EC1 dye 24 is reduced to develop the color from the decolored state. It is thought to change to a state.

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。   Further, when the electrode 20 side is the positive electrode and the electrode 18 side is the negative electrode, and the voltage applied between the electrodes is further increased gradually, the electrons received by the EC1 dye 24 move to the electrode 20, and the EC1 dye 24 is also considered to change from the colored state to the decolored state. For this reason, it is considered that the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are simultaneously brought into a colored state, and only one of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 is selectively brought into a colored state. .

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。   Thus, each display element 16 of the color filter 10 holds the EC1 dye 24 in the porous layer 22 disposed in contact with the electrode 18 side of the electrode 20 and the electrode 18, and the EC2 dye 28 in the electrolyte 26. Are distributed. In each display element 16, as the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, the colors in the colored state are different from each other, satisfy the relationship of the above formula (1), and both are oxidized dyes or reduced dyes. In this way, each display element 16 is configured, and a voltage is applied between the electrodes 20 and 18 to change the applied voltage and polarity, thereby changing the EC1 according to the polarity and voltage value of the applied voltage. It is considered that only a specific EC dye among the dye 24 and the EC2 dye 28 is selectively colored.

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。   As described above, it is considered that the plurality of display elements 16 included in the color filter 10 of the present embodiment suppresses color mixing between EC dyes and selectively displays a target color according to an applied voltage. .

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。   In the above description, a case has been described in which an EC dye that emits a single color is used as the EC dye contained in each display element 16, but the voltage applied between the electrodes 20 and 18 in the colored state is described. Depending on the value, EC dyes that develop a plurality of different colors may be used. In this way, by adjusting the polarity and voltage value of the voltage applied between the electrodes 20 and 18, further multicolor display is possible.

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。   For example, it is assumed that the EC1 dye 24 is different from the color in the color development state of the EC2 dye 28 and satisfies the relationship of the above formula (1) and develops two different colors. Further, it is assumed that the threshold voltages of the voltages applied between the electrodes 20 and 18 are different from each other in order to change to the two kinds of colors in the color development state of the EC1 dye 24. It is assumed that thresholds of voltages applied between the electrodes for changing to these two kinds of colors (for example, the first color and the second color) are E1 (A) and E1 (B), and E1 ( Suppose that the relationship of A) <E2 (B) <E2 is satisfied.

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。
Further, assuming that both the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are reduced dyes, in this case, for example, the electrode 20 side is a negative electrode and the electrode 18 side is a positive electrode. When a voltage is applied and the applied voltage is gradually increased and a voltage value E1 (A) that is a threshold value of the EC1 dye 24 is applied, the electrode 20 of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 contacts the electrode 20. The EC1 dye 24 having a smaller threshold value held in the porous layer 22 provided in a reduced state is reduced before the EC2 dye 28 (see FIG. 4B), and changes from the non-colored state to the colored state. Thus, it is considered that a color development state in which the first color corresponding to the threshold value E1 (A) is developed.
Therefore, at this time, it is considered that only the first color of the EC1 dye 24 is selectively displayed on the display element 16.

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。
Further, when the voltage of the voltage value E2 (A), which is a threshold value for developing the second color of the EC1 dye 24 by gradually increasing the applied voltage, the reduction reaction of the EC1 dye 24 proceeds. (See FIG. 5A), it is considered that a color development state in which the second color corresponding to the threshold value E1 (B) is developed.
Therefore, at this time, it is considered that only the second color of the EC1 dye 24 is selectively displayed on the display element 16.

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)。   In the course of further increasing the voltage applied between the electrodes 20 and 18, the EC2 dye 28 dispersed in the electrolyte 26 is reduced to the EC1 dye 24 that has been reduced to generate radicals. Is considered to be attracted (see FIG. 5B).

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。   When the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 is further increased and a voltage having the voltage value E2 which is the threshold value of the EC2 dye 28 is applied, the EC2 dye 28 is reduced (FIG. 5C ) See) Change from non-colored state to colored state. At this time, since the EC2 dye 28 has a higher threshold value between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, it is considered that electrons move between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 between molecules. By the exchange of electrons between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, the EC1 dye 24 held in the porous layer 22 is oxidized and decolored, and the EC2 dye 28 is reduced and decolored. It is thought to change to a colored state. For this reason, it is considered that the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are prevented from being in a colored state at the same time, only the EC1 dye 24 is in a decolored state, and only the EC2 dye 28 is in a colored state.

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。   On the other hand, when the voltage applied between the electrodes is gradually increased with the electrode 20 side as the positive electrode and the electrode 18 side as the negative electrode, the EC2 dye 28 of the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 is oxidized first. Loses electrons and changes from a colored state to a decolored state. The electrons lost from the EC2 dye 28 due to the transfer of electrons between the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are received by the EC1 dye 24, and the EC1 dye 24 is reduced to develop the color from the decolored state. It is considered that the state changes to the state and the first color is developed.

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。   Further, by further gradually increasing the voltage applied between the electrodes with the electrode 20 side as the positive electrode and the electrode 18 side as the negative electrode, the EC1 dye 24 receives more electrons from the EC2 dye 28, and the EC1 dye 24 It seems that it will be in the state which developed the color of. Further, when the voltage is further gradually increased, electrons received by the EC1 dye 24 move to the electrode 20, and the EC1 dye 24 is also considered to change from the colored state to the decolored state.

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。   As described above, as the EC dye contained in the display element 16, an EC dye that develops colors in a plurality of different colors in the colored state is used, so that a larger number of EC dyes can be used than in the case of using an EC dye that produces a single color. Color display is realized.

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。   In the above description, a case has been described in which, among the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28, only the EC1 dye 24 is used to develop a plurality of types of colors in the color developing state. EC dyes that develop various colors may be used.

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。   In the above embodiment, the case where each display element 16 contains only two types of EC dyes, EC1 dye 24 and EC2 dye 28, has been described. Good.

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。
In this case, as shown in FIG. 6, as the EC dye, the EC3 dye 40 that develops a color different from the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 is different from the EC1 dye 24, the EC2 dye 28, and the EC3 dye 40. What is necessary is just to make it the structure further provided with the EC4 pigment | dye 42 which colors in color.
In the EC3 dye 40 and the EC4 dye 42, only the EC3 dye 40 is held in the porous layer 22 together with the EC1 dye 24, and the EC4 dye 42 is dispersed in the electrolyte 26 together with the EC2 dye 28. And it is sufficient. As a method for holding the EC3 dye 40 in the porous layer 22, the same method as the method for holding the EC1 dye 24 in the porous layer 22 may be used.

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。
In this case, EC3 dye 40 and EC4 dye 42 are oxidized dyes when EC1 dye 24 and EC2 dye 28 are reduced dyes, and reduced when EC1 dye 24 and EC2 dye 28 are oxidized dyes. Type dye.
Further, in order for the EC3 dye 40 and the EC4 dye 42 to change from the decolored state to the colored state, the threshold voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 satisfies the relationship of the following formula (2): An EC dye may be selected.

E3<E4 式(2)     E3 <E4 Formula (2)

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。   In formula (2), E3 represents the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order for the EC3 dye 40 to change from the decolored state to the colored state, and E4 represents the EC4 dye. 42 indicates the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the electrode 20 and the electrode 18 in order to change from the decolored state to the colored state.

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。   For example, it is assumed that the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are reduction-type dyes, and the EC3 dye 40 and the EC4 dye 42 are oxidation-type dyes.

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。
In this case, by applying a voltage between the electrodes 20 and 18 so that the electrode 20 side becomes a negative electrode and the electrode 18 side becomes a positive electrode, and the applied voltage is gradually increased, as described above, EC1 It is considered that after the dye 24 dye is brought into a colored state, a color change occurs in which the EC1 dye 24 is brought into a non-colored state and the EC2 dye 28 is brought into a colored state.
At this time, it is considered that the EC3 dye 40 and the EC4 dye 42 remain in a non-colored state because they are oxidized dyes.

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。   On the other hand, by applying a voltage between the electrodes 20 and 18 so that the electrode 20 side becomes a positive electrode and the electrode 18 side becomes a negative electrode, and the applied voltage is gradually increased, EC1 dyes 24 and EC2 which are reduction-type dyes. The dye 28 is maintained in a non-colored state, and the oxidized dyes EC3 dye 40 and EC4 dye 42 are sequentially changed in color and non-colored states by transferring electrons between molecules in the same manner as the EC1 dye 24 and EC2 dye 28. It is considered that the color development state occurs, and the color in the color development state of each EC dye is selectively displayed.

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。   As described above, when the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are oxidation-type dyes, they further contain a reduction-type dye, and when the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 are reduction-type dyes, they further contain an oxidation-type dye. As a result, further multicolor display becomes possible.

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。   The voltage value and polarity of the voltage for changing each EC dye from the decolored state to the colored state are stored in advance in a memory not shown in the control unit 32 in association with information indicating the color to be displayed. Just keep it. Then, the control unit 32 may output to the voltage application unit 30 an instruction signal indicating application of a voltage having a voltage value and polarity corresponding to the display target color of each display element 16. The voltage application unit 30 to which the instruction signal is input may apply a voltage having a polarity and a voltage value corresponding to the instruction signal between the electrodes 20 and 18. In this way, it is considered that the color of a desired EC dye or the color of a specific color development state of a specific EC dye is selectively displayed on each display element 16.

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。
The voltage applied from the voltage application unit 30 to the electrodes 20 and 18 of each display element 16 is a voltage (for example, a rectangular wave) that changes rapidly toward the threshold voltage value of each EC dye. May be a voltage that changes stepwise or continuously toward the threshold voltage value. As described above, in each display element 16, the EC1 dye 24 (or EC3 dye 40) held in the porous layer 22 and the EC2 dye 28 (or EC4 dye 42) dispersed in the electrolyte 26 are used. When electrons are exchanged between molecules between and, one is decolored and the other is colored. During the transfer of electrons, the display color is likely not to be stable. Therefore, a voltage that changes continuously or stepwise toward the threshold voltage value of each EC dye is applied. Thus, it is considered that color mixing between EC dyes is further suppressed.
Such voltage application is realized by controlling the voltage application unit 30 by the control unit 32.

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。   As described above, in the color filter 10 of the present embodiment, a plurality of the display elements 16 are arranged between the substrate 12 and the substrate 14 in the surface direction of the substrate. For this reason, a region corresponding to a pixel is defined so as to include a plurality of display elements 16 (for example, three display elements 16), and all of the plurality of display elements 16 corresponding to each pixel have an arbitrary color (for example, By applying a voltage between the electrodes so that (red) is displayed, it is considered that a color filter in which the brightness of each pixel is improved as compared with a conventional color-fixed color filter is provided.

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。   Further, by selecting the electrochromic dye included in each display element 16 so that the colors in the colored state are red, green, and blue, the application range as a color filter is high, and each pixel It is considered that the color filter 10 with improved brightness is realized.

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。   That is, in the conventional color filter, as shown in FIG. 7A, an area for extracting only red light, an area for extracting only green light, and an area for extracting only blue light are combined into one pixel. It was defined as the corresponding area. For this reason, each of red, green, and blue is displayed using only an area corresponding to 1/3 of an area corresponding to one pixel.

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。   On the other hand, according to the color filter 10 of the present embodiment, a plurality of display elements 16 that selectively display the color of the electrochromic dye are arranged in the plane direction of the substrate. Therefore, a plurality of display elements 16 arranged in succession are defined as regions X corresponding to the respective pixels (see FIGS. 2 and 7B), and the display elements 16 included in the regions corresponding to the respective pixels. For all of these (three display elements 16 included in the region corresponding to one pixel in FIG. 7B), the color (for example, red) of the included electrochromic dye in a specific color development state is displayed. Thus, a voltage may be applied between the electrodes 20 and 18 of each display element 16. Then, as shown in FIG. 7B, since red is displayed on all three display elements 16 included in the region X, as a result, the entire region corresponding to one pixel is displayed. It is considered that red is displayed in the area. For this reason, it is considered that the color filter 10 in which the brightness of each pixel is improved as compared with a conventional color-fixed color filter is provided. Further, since the target color is displayed in all the areas corresponding to one pixel, it is considered that high image quality can be realized.

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。
In addition, when displaying secondary colors, it is considered that a color filter in which the brightness of each pixel is improved as compared with a conventional color-fixed color filter is provided. That is, in the conventional color filter, when displaying a secondary color, as shown in FIG. 7C, an area corresponding to 2/3 of an area corresponding to one pixel (for example, a red area and a green area). The secondary color (for example, yellow) was displayed using only the area (1).
On the other hand, according to the color filter 10 of the present embodiment, a plurality of display elements 16 that selectively display the color of the electrochromic dye are arranged in the plane direction of the substrate. For this reason, a plurality of display elements 16 arranged in succession are defined as an area X (see FIGS. 2 and 7D) corresponding to each pixel, and three displays included in the area corresponding to each pixel. A voltage is applied between the electrodes 20 and 18 of the display element 16 so that two of the display elements 16 are displayed in red, and the other display elements 16 included in the region X are used. A voltage is applied between the electrode 20 and the electrode 18 of the display element 16 so that a certain display element 16 is displayed in green. Thus, all the display elements 16 included in the region X corresponding to one pixel are regions that contribute to yellow display, which is a secondary color to be displayed (see FIG. 7D). For this reason, it is considered that the color filter 10 in which the brightness of each pixel is improved as compared with a conventional color-fixed color filter is provided. In addition, since the target color is displayed in all the areas corresponding to one pixel, it is considered that the image quality can be improved.

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。   Furthermore, the color filter 10 according to the present embodiment has one pixel as compared with the conventional configuration in which the color of the region corresponding to one pixel is made variable by stacking a plurality of layers that develop different colors. Since each of the plurality of display elements 16 constituting the corresponding region selectively displays a color by the contained electrochromic dye, it is compared with a conventional configuration in which a target color is displayed by overlapping colors in the thickness direction. Thus, it is considered that the color filter 10 in which the brightness of each pixel is improved is provided.

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。   Therefore, it is considered that the brightness of the display is improved in the color filter 10 of the present embodiment as compared with the color filter having the configuration not using the display element 16 of the present embodiment.

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。   Furthermore, in the color filter 10 of the present embodiment, the display element 16 on which the color of the electrochromic dye contained by voltage application is selectively displayed is arranged in the plane direction of the substrate (substrate 12 and substrate 14). It is set as the structure arranged in multiple numbers. For this reason, in the production of the color filter 10, it is only necessary to arrange a plurality of display elements 16 on the substrate (substrate 12 and substrate 14), and a precise manufacturing process such as an ink jet method is not required as in the case of a conventional color filter. In addition, it is not necessary to separate colors for each pixel. For this reason, it is considered that the manufacturing process can be simplified.

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。
In the color filter 10 of the present embodiment, each display element 16 may be provided with a TFT (thin film transistor) in order to realize active matrix driving of each display element 16. Specifically, as in the color filter 10A shown in FIG. 8A, the electrode 20 is provided for each region corresponding to each display element 16, and the TFT 44 is provided for each electrode 20. Also good. Although illustration is omitted, the electrode 18 on the substrate 14 side may be provided for each region corresponding to each pixel, and a TFT (not shown) may be provided for each electrode 18.
Note that the color filter 10A illustrated in FIG. 8A has the same configuration except that the TFT 44 is provided for each electrode 20 of the color filter 10 illustrated in FIG.

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。   Further, in the example of the color filter 10 shown in FIG. 1, a mode is shown in which a member for separating the region between the substrate 12 and the substrate 14 is not provided for each display element 16 (see FIG. 1). However, the color filter 10 may be a color filter 10B having a configuration in which a member for separating an area between the substrate 12 and the substrate 14 is provided for each display element 16 (see FIG. 8B).

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10Ω・cm以上であることを示している。
Specifically, as shown in FIG. 8B, in the color filter 10 shown in FIG. 1 as an example, a gap member 46 that divides a region between the substrate 12 and the substrate 14 for each display element 16 is provided. The color filter 10 may be configured as described above. As a result, movement of the electrolyte 26 between the display elements 16 is prevented.
The color filter 10B shown in FIG. 8B has the same configuration except that the gap member 46 is provided in the color filter 10 shown in FIG. The gap member 46 may be an insulating member. Note that “insulating” indicates that the volume resistivity is 10 9 Ω · cm or more.

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。
Note that the color filter 10 of the present embodiment is preferably provided with a display medium that selectively displays black and white for each region corresponding to each pixel on the side opposite to the display surface side.
Specifically, as shown in FIG. 9, a color filter having a configuration in which a display medium 50 is provided on the back side of the color filter 10 described with reference to FIG. 1 (the side opposite to the substrate 12 that is a display surface). 10C may be used. With this configuration, the color filter 10 can achieve full-color display with black and white display and adjustment of the color (density) of the color displayed on each display element 16.

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。   Each display element 16 provided in the color filter 10 is transparent when the electrochromic dye is in a non-colored state. Therefore, white display is performed on the display medium to increase the whiteness (whiteness is 30). % Or more, the measurement method will be described later).

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。   Specifically, as illustrated in FIG. 9, the color filter 10 </ b> C may have a configuration in which the display medium 50 is superimposed on the substrate 14 side of the color filter 10 illustrated in FIG. 1. The display medium 50 includes, for example, an electrode 52, an insulating layer 54, a display layer 56, an insulating layer 58, on the substrate 14 side of the color filter 10, in this order in the direction opposite to the substrate 12 of the color filter 10. The electrode 60 and the substrate 62 may be stacked. The electrode 52 and the electrode 60 may be configured to apply a voltage to each region corresponding to each pixel, and the linear electrode 52 and the linear electrode 60 are regions corresponding to each pixel (for example, FIG. 2). In such a manner that they cross each other in the region X).

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。   The insulating layer 54 and the insulating layer 58 may be made of an insulating material. The display layer 56 may be configured to selectively move one of white particles and black particles to the display surface side (that is, the electrode 52 side) by applying a voltage to the electrode 52 and the electrode 60. For example, the display layer 56 includes a white layer 56B disposed along the surface direction of the substrate 12, black particles 56A charged to the positive electrode or the negative electrode, and a dispersion medium 56C.

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。   As the black particles 56A, for example, carbon black, manganese ferrite black, titanium black or the like is used. The white layer 56B is a layer having a whiteness of 30% or more and is configured to have holes through which the black particles 56 pass in the thickness direction. The whiteness is a measure of whiteness, and is specifically a value measured using a Hunter whiteness meter or an X-rite colorimetry system according to the method described in JIS-P8123. The white layer 56B is an aggregate of particulate members made of an inorganic material such as titanium oxide or zinc oxide, or an organic material made of methyl methacrylate, styrene acrylic resin, silicone resin, polytetrafluoroethylene, or the like. It may be a body, a form in which these particles are dispersed in the dispersion medium 56C, or a resin sheet or a nonwoven fabric may be used.

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。   The electrode 52 and the electrode 60 of the display medium 50 are electrically connected to the voltage application unit 64. The voltage application unit 64 is electrically connected to the control unit 32 described with reference to FIG. In the display medium 50, by applying a voltage from the voltage application unit 64 to the electrode 52 and the electrode 60 corresponding to each pixel under the control of the control unit 32, black or white is applied to the corresponding pixel region of the display medium 50. Will be displayed.

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。   Therefore, in the color filter 10C, a voltage is applied to the electrode 20 and the electrode 18 corresponding to each of the plurality of display elements 16 provided for each region corresponding to each pixel in the target color filter 10, and the display medium By applying a voltage to the electrode 52 and the electrode 60 corresponding to each of the 50 pixels, adjustment of the color (density) of the color displayed on each display element 16 is realized. Further, it is considered that white display with high whiteness and black display with high blackness are realized.

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。   Moreover, the color filter 10 of this Embodiment is applied to various display apparatuses.

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。   The present embodiment will be described more specifically with reference to examples. The scope of the present embodiment is not limited to the specific examples shown below.

(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。
Example 1
The color filter shown in FIGS. 2 and 8B was produced by the following operation.

<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。
<Adjustment of substrate and electrode>
Two substrates were prepared in which a plurality of linear ITO electrodes having a width of 127 μm were arranged at intervals of 127 μm on a glass substrate having a thickness of 1.1 mm (trade name Corning 1737 manufactured by Corning).

<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TiO多孔質層を設けた。具体的には、Solaronix社製TiO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TiO多孔質層の厚さは約10μmであった。
<Adjustment of porous layer>
A substrate on which one of the two substrates is provided on the display surface side (hereinafter referred to as a display substrate) is porous on a linear ITO electrode arrayed on the display substrate. A TiO 2 porous layer was provided as a layer. Specifically, a TiO 2 paste (Ti-Nanoxide HT-LALT) manufactured by Solaronix is applied to the ITO electrode to a thickness of 60 μm by a squeegee method, and is heat-treated in the atmosphere at 130 ° C. for 30 minutes. A porous layer was provided on the ITO electrode. The thickness of the obtained TiO 2 porous layer was about 10 μm.

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、SnO/Sb(アンチモンドープ酸化スズ)を設けた。具体的には、SnO/Sb粉末(粒径20nmφ)に水(SnO 30wt%)、アセチルアセトン(SnO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SnO水分散液が得られた。さらに、PEG20000をSnO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SnO/Sb多孔質層の厚さは約8μmであった。 Regarding the other one of the two substrates (hereinafter referred to as a back substrate), SnO 2 / Sb (antimony-doped tin oxide) was provided as a porous layer on the back substrate side. Specifically, water (SnO 2 30 wt%) and acetylacetone (10 wt% with respect to SnO 2 ) were added to SnO 2 / Sb powder (particle diameter 20 nmφ), and the pH was adjusted to about 1.7 with hydrochloric acid. Thereby, a good SnO 2 aqueous dispersion was obtained. Further, PEG 20000 was added in a paste form by adding 40 wt% with respect to the amount of SnO 2 . This paste was applied to the ITO electrode to a thickness of 60 μm by a squeegee method, and heat treated in the atmosphere at 450 ° C. for 2 hours or more to provide a porous layer on the ITO electrode of the back substrate. The thickness of the obtained SnO 2 / Sb porous layer was about 8 μm.

<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。
<Adsorption of EC1 dye 24 and EC3 dye 40 to the porous layer>
As the EC1 dye 24, a viologen derivative shown in the following (I) (reduced dye: blue color in the colored state) and as the EC3 dye 40, carboxyfluorescein (oxidized dye: yellow color in the colored state) And prepared.



(I)


(I)

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TiO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TiO多孔質層上に吸着させた。なお、上記TiO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。 A viologen derivative as an EC1 dye is prepared by immersing the display substrate provided with the porous layer of TiO 2 for 24 hours in a mixed aqueous solution of 2% by mass of this viologen derivative and 2% by mass of carboxyfluorescein. And carboxyfluorescein as EC3 dye were adsorbed on the TiO 2 porous layer. The display substrate provided with the above TiO 2 porous layer was a 30-minute heat treatment at 120 ° C. prior to immersion.

<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。
<Adjustment of electrolyte>
As an electrolytic solution constituting the electrolyte, a tetrabutylammonium perchlorate (TBAP) 50 mM / ferrocene 50 mM / propylene carbonate (PC) solution was used.
In this electrolytic solution, as EC2 dye 28, dimethyl terephthalate (DTP) represented by the following formula (II) (reduced dye: colored in a colored state is red) is prepared and dissolved in the electrolytic solution at a concentration of 50 mM. I let you.


<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TiO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。
<Production of color filter>
On the display substrate provided with the TiO 2 porous layer on which both the viologen derivative as the EC1 dye 24 and carboxyfluorescein as the EC3 dye are adsorbed, between the display substrate and the back substrate ( In FIG. 8B, a gap member 46 is formed for separating the display element 16 between the substrate 12 and the substrate 14.
Specifically, after applying a UV curable resin (trade name: NIF-A-1 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) to a thickness of 50 μm as a constituent material of the gap member 46 on the surface substrate, the gap member to be formed is applied. UV exposure was carried out through a mask pattern formed so that light was irradiated only to the area | region corresponded to. As a result, only the exposed region of the ultraviolet curable resin applied on the display substrate was cured. Thereafter, the uncured ultraviolet curable resin was removed by washing, whereby the gap member 46 was formed on the display substrate. Since the cured ultraviolet curable resin penetrated into the porous layer, the porous layer was divided by the gap member 46 so that the electrolyte solution was not moved.

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。   In addition, as a mask pattern formed so that light is irradiated only to the region corresponding to the gap member to be formed, a region of 244 μm × 752 μm (region corresponding to each display element, ie, Example 1) In this example, a pattern arranged in a grid pattern with an interval of 10 μm (corresponding to the width of the gap member 46) is used.

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。   Next, the display substrate on which the gap member 46 is formed, the back substrate, the side of the display substrate on which the gap member is provided, and the side of the back substrate on which the porous layer is provided are stacked so as to face each other. After the combination, the electrolytic solution in which DTP as the EC2 dye 28 and ferrocene as the redox agent were dispersed was filled in the region defined by the display substrate, the back substrate, and the gap member. Thus, the color filter shown in FIG. 8B was adjusted.

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。   That is, a color filter in which a plurality of display elements are arranged is adjusted between the display substrate and the back substrate.

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。   Each display element of the color filter was transparent when no voltage was applied.

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。   And about each display element, when the voltage was applied to the ITO electrode by the side of a display board | substrate and the ITO electrode by the side of a back substrate, the ITO electrode by the side of a back substrate is set to 0V, and -1. When a voltage of 5 V was applied, a blue color due to the viologen derivative as EC1 dye 24 was confirmed.

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。   For each display element, when the ITO electrode on the back substrate side was set to 0 V and a voltage of −3.0 V was applied to the ITO electrode on the display substrate side, the blue color due to the viologen derivative as the EC1 dye 24 disappeared, and EC2 The red color of DTP as the dye 28 was confirmed.

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。   Further, for each display element, when the ITO electrode on the back substrate side was set to 0 V and a voltage of +3.0 V was applied to the ITO electrode on the display substrate side, the blue color by the viologen derivative as the EC1 dye 24 and the EC2 dye 28 Both red colors of DTP were erased, and yellow color due to carboxyfluorescein as EC3 dye 40 was confirmed.

―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。
―Evaluation of brightness―
With respect to the adjusted color filter, three consecutive display elements are set as one pixel, and a voltage is applied to all of the three consecutive display elements as described above so that blue, red, yellow, Each of them was displayed. Thereby, each of blue, red, and yellow was displayed on all the display elements included in the region corresponding to one pixel.

次に、反射型白黒表示媒体(ソニー社製、LIBRLe)を用意した。   Next, a reflection type monochrome display medium (manufactured by Sony, LIBRLe) was prepared.

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。
Next, the color filter adjusted in the first embodiment is placed on the reflective black-and-white display medium, and three continuous display elements are defined as one pixel, and all the three continuous display elements are The voltage was applied as described above to display the red color of DTP as the EC2 dye 28.
At this time, the reflective black-and-white display medium is in a state of displaying white.
And the reflectance (density) of the area | region corresponding to this pixel was 0.8 when it measured by X-rite404 by X-rite. The reflectance (density) was measured from the display substrate side of the color filter.

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。   In addition, the color filter adjusted in the first embodiment is mounted on the reflection type black and white display medium in a state where white display is performed, and the three continuous display elements are set as one pixel. A voltage was applied to all the display elements as described above to display a blue color with a viologen derivative as the EC1 dye 24. The reflectance of the region corresponding to this pixel was measured from the display substrate side by X-rite 404 manufactured by X-rite, and found to be 0.8.

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。   In addition, the color filter adjusted in the first embodiment is mounted on the reflection type black and white display medium in a state where white display is performed, and the three continuous display elements are set as one pixel. A voltage was applied to all the display elements as described above to display yellow color due to carboxyfluorescein as the EC3 dye 40. The reflectance of the region corresponding to this pixel was measured from the display substrate side of the color filter by X-rite 404 manufactured by X-rite Co., Ltd.

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。   It should be noted that the reflectance of the region corresponding to each of the displayed pixels of red, blue, and yellow is measured with five different reflections for the entire region in each pixel by the X-rite 404 manufactured by X-rite. The rate was measured, and the average value of the results was determined as the reflectance.

(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。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a color filter having a configuration in which a plurality of display elements that selectively develop colors of three colors of red, yellow, and blue was arranged.
On the other hand, in the first comparative example, a display element that develops color only in red, a display element that develops color only in yellow, and a display element that develops color only in blue are displayed as a plurality of display elements corresponding to one pixel region. A comparative color filter having a configuration in which a plurality of these three display elements are arranged as one unit was used.

具体的には、下記の操作により作製した。   Specifically, it was produced by the following operation.

<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。
<Adjustment of substrate and electrode>
Two substrates were prepared in which a plurality of linear ITO electrodes having a width of 127 μm were arranged at intervals of 127 μm on a glass substrate having a thickness of 1.1 mm (trade name Corning 1737 manufactured by Corning).

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TiO多孔質層を設けた。具体的には、Solaronix社製TiO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TiO多孔質層の厚さは約10μmであった。 A substrate on which one of the two substrates is provided on the display surface side (hereinafter referred to as a display substrate) is porous on a linear ITO electrode arrayed on the display substrate. A TiO 2 porous layer was provided as a layer. Specifically, a TiO 2 paste (Ti-Nanoxide HT-LALT) manufactured by Solaronix is applied to the ITO electrode to a thickness of 60 μm by a squeegee method, and is heat-treated in the atmosphere at 130 ° C. for 30 minutes. A porous layer was provided on the ITO electrode. The thickness of the obtained TiO 2 porous layer was about 10 μm.

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、SnO/Sb(アンチモンドープ酸化スズ)を設けた。具体的には、SnO/Sb粉末(粒径20nmφ)に水(SnO 30wt%)、アセチルアセトン(SnO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SnO水分散液が得られた。さらに、PEG20000をSnO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SnO/Sb多孔質層の厚さは約8μmであった。 Regarding the other one of the two substrates (hereinafter referred to as a back substrate), SnO 2 / Sb (antimony-doped tin oxide) was provided as a porous layer on the back substrate side. Specifically, water (SnO 2 30 wt%) and acetylacetone (10 wt% with respect to SnO 2 ) were added to SnO 2 / Sb powder (particle diameter 20 nmφ), and the pH was adjusted to about 1.7 with hydrochloric acid. Thereby, a good SnO 2 aqueous dispersion was obtained. Further, PEG 20000 was added in a paste form by adding 40 wt% with respect to the amount of SnO 2 . This paste was applied to the ITO electrode to a thickness of 60 μm by a squeegee method, and heat treated in the atmosphere at 450 ° C. for 2 hours or more to provide a porous layer on the ITO electrode of the back substrate. The thickness of the obtained SnO 2 / Sb porous layer was about 8 μm.

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。
On the display substrate provided with the porous layer, a gap member for separating the display substrate and the back substrate for each display element was formed.
Specifically, an ultraviolet curable resin (trade name: NIF-A-1 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was applied to the surface substrate as a constituent material of the gap member to a thickness of 50 μm, and then used in Example 1. UV exposure was performed through the mask pattern. As a result, only the exposed region of the ultraviolet curable resin applied on the display substrate was cured. Thereafter, the uncured ultraviolet curable resin was removed by washing to form a gap member on the display substrate. Since the cured ultraviolet curable resin penetrated into the porous layer, the porous layer was divided by the gap member so that the electrolyte solution was not moved.

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。   Next, a plurality of regions separated by the gap member were determined as three regions corresponding to one pixel. Then, a 2% by mass aqueous solution of the viologen derivative (reduced dye: the color in a colored state is blue) shown in (I) above is applied to the porous layer of one of the three regions corresponding to each pixel. By dropping and allowing to stand for 24 hours, the viologen derivative as the EC1 dye was adsorbed to the porous layer in the region. Thereafter, this region was filled with the electrolytic solution used in Example 1.

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。   In addition, a 2% by mass aqueous solution of carboxyfluorescein (oxidized dye: yellow color when colored) is dropped into one of the remaining two areas corresponding to the pixel. For 24 hours, carboxyfluorescein was adsorbed on the porous layer in the region. Thereafter, this region was filled with the electrolytic solution used in Example 1.

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。   In addition, EC dye is not adsorbed in the porous layer of the remaining one region among the three regions corresponding to the pixel, and the electrolytic solution used in Example 1 is represented by the above formula (II). A liquid prepared by dissolving dimethyl terephthalate (DTP) (reduced dye: red color when colored) in an electrolyte solution at a concentration of 50 mM was filled.

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。   Next, the display substrate on which the gap member 46 is formed, the back substrate, the side of the display substrate on which the gap member is provided, and the side of the back substrate on which the porous layer is provided are stacked so as to face each other. The comparative color filter was adjusted by sealing together.

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。   Each display element of the comparative color filter was transparent when no voltage was applied.

―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。
―Evaluation of brightness―
The comparative color filter adjusted in this comparative example 1 is placed on the “reflective black-and-white display medium with white display” prepared in Example 1, and the ITO electrode on the back substrate side is set to 0 V, and the display substrate side When a voltage of −3.0 V was applied to the ITO electrode, two of the three types of display elements were transparent, and only one type of display element was confirmed to be red in DTP.
The reflectance (density) of an area composed of these three types of display elements (area corresponding to one pixel) was measured by X-rite 404 manufactured by X-rite, and found to be 0.3. The reflectance (density) was measured from the display substrate side of the comparative color filter.

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。
Further, the comparative color filter adjusted in this comparative example 1 is placed on the “reflective black and white display medium in a white display state” prepared in Example 1, the ITO electrode on the back substrate side is set to 0 V, and the display is performed. When a voltage of −1.5 V was applied to the ITO electrode on the substrate side, two of the three types of display elements remained transparent, and only one type of display element was confirmed to be blue due to the viologen derivative.
The reflectance (density) of an area composed of these three types of display elements (area corresponding to one pixel) was measured by X-rite 404 manufactured by X-rite, and found to be 0.3. The reflectance (density) was measured from the display substrate side of the comparative color filter.

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。
Further, the comparative color filter adjusted in this comparative example 1 is placed on the “reflective black and white display medium in a white display state” prepared in Example 1, the ITO electrode on the back substrate side is set to 0 V, and the display is performed. When a voltage of +3.0 V was applied to the ITO electrode on the substrate side, two of the three types of display elements were transparent, and yellow of carboxyfluorescein was confirmed only in one type of display element.
The reflectance (density) of an area composed of these three types of display elements (area corresponding to one pixel) was measured by X-rite 404 manufactured by X-rite, and found to be 0.25. The reflectance (density) was measured from the display substrate side of the comparative color filter.

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。   In addition, the measurement of the reflectance of the area | region corresponding to said one pixel measured the reflectance of five different points about all the areas in each pixel with said X-rite 404 by the said X-rite, and average value of the result Was determined as the reflectance.

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。   As described above, in Example 1, the reflectance when each of red, blue, and yellow is displayed in the region corresponding to each pixel is higher than that of the comparative example (about 2.6 times). The result was obtained. For this reason, it can be said that the brightness of each pixel was improved in the color filter of Example 1 compared to the comparative color filter adjusted in Comparative Example 1.

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
10, 10A, 10B, 10C Color filter 12 Substrate 14 Substrate 16 Display element 18 Electrode 20 Electrode 22 Porous layers 24, 28, 40, 42 Electrochromic dye 26 Electrolyte

Claims (3)

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。)
A pair of substrates;
A plurality of display elements provided between the pair of substrates and arranged in a surface direction of the substrate;
Have
Each of the plurality of display elements is
A first electrode provided on one substrate side of the pair of substrates, a second electrode provided on the other substrate side of the pair of substrates, the first electrode, and the first electrode An electrolyte disposed between the two electrodes, a conductive or semiconductive porous layer disposed on one of the opposing surfaces of the first electrode and the second electrode, and the porous And a first electrochromic dye dispersed in the electrolyte and having a color different from that of the first electrochromic dye. The first electrochromic dye Both the chromic dye and the second electrochromic dye are oxidized dyes that are colored by an electrochemical oxidation reaction and decolored by a reduction reaction, or reductions that are colored by an electrochemical reduction reaction and are decolored by an oxidation reaction Mold dye The voltage applied between the first electrode and the second electrode in order to change from the decolored state to the colored state of the first electrochromic dye and the second electrochromic dye. A display device whose threshold value satisfies the relationship of the following formula (1).
E1 <E2 Formula (1)
(In Formula (1), E1 is the voltage applied between the first electrode and the second electrode in order for the first electrochromic dye to change from the decolored state to the colored state) Indicates the absolute value of the threshold,
E2 represents the absolute value of the threshold value of the voltage applied between the first electrode and the second electrode in order for the second electrochromic dye to change from the decolored state to the colored state. )
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。   At least one of the first electrochromic dye and the second electrochromic dye is colored in a plurality of different colors in the colored state, and the first electrode and the The display device according to claim 1, wherein thresholds of voltages applied between the second electrode and the second electrode are different from each other. 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。   3. The display device according to claim 1, wherein a color of the first electrochromic dye and the second electrochromic dye in the color developing state is any one of red, green, and blue.
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