JPH02262126A - エレクトロクロミック表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエレクトロクロミック（以下ＥＣと略す）表示
装置の表示性能向上に関し、特性の異なるＥＣ物質を対
向電極に配することにより、相補的な色変化を与えるこ
とができるＥＣ表示装置に関するものである。

（従来の技術） 物質に電圧を印加した場合、色が変化する現象をエレク
トロクロミズムと呼び、そのような性質を示す物質をＥ
Ｃ物質と呼ぶ。さらに、このＥＣ物質を用いた表示装置
はＥＣ表示装置と呼ばれる。

ＥＣ表示装置は、一般には、透明電極上にＥＣ物質から
なるＥＣ層を積層し、そのＥＣ層側に電解質層を挟んで
対向電極を配置することにより作成される。

ここで用いられるＥＣ物質としては、無機酸化物や錯体
、有機色素、導電性高分子などが挙げられるが、いずれ
においても電極上に積層した場合、ＥＣ層の電気伝導度
を十分に保つためには、層厚が制限される。また、上記
のようにＥＣ層の膜厚を、その電気伝導度が十分確保さ
れるように設定した場合には、薄くなりすぎるために十
分なコントラストを与えることができないことが多い。

このような欠点を解消するために、ＥＣ物質被覆電極を
複数枚重ねる方法が考えられる。ところが、この方法で
は、同数の対向電極を設ける必要があるので、回路構成
が複雑化する欠点がある。一方、５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ
　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、　　Ｉ
ｎｃ　８６１３６２＋７ｐ　（１９８６）に示されるよ
うに対向する電極それぞれに、特性の異なるＥＣ物質を
積層したＥＣ表示装置が開発されており、コントラスト
改善以外の副次的な効果が期待されている。

例えば、２つの電極ＡＳＢを対向させ、Ａには酸化状態
で無色、環元状態では有色を示すＥＣ層を積層し、Ｂに
は逆に酸化状態で有色、環元状態では無色を示すＥＣ層
を積層すると、Ａ、Ｂ間に電圧を印加してＡＯＥＣ層を
酸化状態にすると、ＢＯＥＣ層は環元状態となるから、
装置全体としては無色になり、またＡＯＥＣ層を環元状
態にすると、ＢＯＥＣ層は酸化状態となるから、装置全
体としてはＡｌＢの各Ｅ’Ｃ層の有色状態での色が重な
った色彩を示す。

このようなＥＣ表示装置においては、回路構成が簡略化
できると共に、Ａ、Ｂにおける各ＥＣ層の有色状態が近
似する場合には、単一種のＥＣ層だけの場合よりもコン
トラストが大きくなって、表示状態が改善され、また有
色状態が赤と青のように異なる場合は、重ね合せによっ
て紫という全く違う色を表示することもできる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは新規なＥＣ物質として０−ジアルコキシベ
ンゼン重合体を開発し、これを表示装置に応用すべく研
究を行ってきたが、０−ジアルコキシベンゼン重合体単
独でのＥＣ表示装置ではコントラストが低く、また重合
時に色むらが起こり易い欠点が生じた。また、対向電極
では、電解質の反応による性能低下が懸念される。これ
らの欠点を改良するために鋭意研究した結果、本発明を
完成した。

本発明の目的とするところは、構造が簡略化でき、しか
もコントラストの高いＥＣ表示装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明のＥＣ表示装置は、２つの対向する透明電極の内
面にそれぞれエレクトロクロミック層を設け、両エレク
トロクロミック層間に電界質層を設けてなるエレクトロ
クロミック表示装置において、一方のエレクトロクロミ
ック層が０−ジアルコキシベンゼン重合体にて形成され
、他方のエレクトロクロミック層が、その環元状態に比
べて酸化状態の吸光度が低下するエレクトロクロミック
物質にて形成されており、このことにより上記目的が達
成される。

第１図は本発明の一実施態様を模式的に示した断面図で
ある。

ここに示されたＥＣ表示装置は、２枚の透明電極１ａお
よび１ｂを間隙を介して対向させ、透明電極１ａおよび
１ｂの相対向面にその周縁部を除いてそれぞれＥＣ層２
ａ、　２ｂを積層し、透明電極１ａ、１ｂの周囲にスペ
ーサー３を配設し、両ＥＣ層２ａ、　２ｂの間に電解質
層４を設けて構成されている。２枚の透明電極１ａおよ
びｌｂには、極性切換スイッチ５を介して直流電源６が
接続されている。

極性切換スイッチ５の切換え操作により、一方の透明電
極１ａに直流電源６の正極を接続し、他方の透明電極１
ｂに直流電源６の負極を接続すると、一方の透明電極ｌ
ａ上に形成されているＥＣ層２ａは酸化状態になり、他
方の透明電極ｌｂ上に形成されているＥＣ層２ｂは環元
状態になる。また、一方の透明電極１ａに負極、他方の
透明電極１ｂに正極が接続されるように、極性切換スイ
ッチ５を操作すると、一方の透明電極ｌａ上に形成され
ているＥＣ層２ａは環元状態になり、他方の透明電極ｌ
ｂ上に形成されているＥＣ層２ｂは酸化状態になる。

ここで透明電極１ａ、　ｌｂは、一般に、透明基板（ガ
ラス、フィルムなど）上に導電性薄膜（酸化スズ、酸化
インジウムなど）を蒸着その他の方法テ積層したもので
形成することができ、また、電解質層４は、一般に、溶
液あるいは高分子マトリックス中に電解質を溶解または
分散させたもので形成することができる。

本発明では透明電極１ａおよび１ｂの各表面に形成され
たＥＣ層２ａ、　２ｂのうち、一方のＥＣ層２ａに０−
ジアルコキシベンゼン重合体を用いる。

Ｏ−ジアルコキシベンゼン重合体は下記の一般式で示さ
れる構成単位を有するものである。

式中Ｒ１及びＲ２はメチル基、エチル基、プロピル基等
のアルキル基を示し、Ｒ１とＲ２は同一であってもよい
し、異なってもよく、０−ジアルコキシベンゼンとして
は、たとえば０−ジメトキシベンゼン、０−ジェトキシ
ベンゼン、０−ジプロポキシベンゼン等があげられる。

この重合体は０−ジアルコキシベンゼンを化学的または
電気化学的に重合することによって得ることができる。

特に電気化学的重合法では、０ジアルコキシベンゼンを
支持電解質と共に溶剤に溶かした後、電極酸化を行うこ
とにより容易に前記重合体を得ることができる。０−ジ
アルコキシベンゼン重合体は、酸化状態で青色、環元状
態では白色を示す。（ただし、白色を示すのは環元状態
で且つ乾燥状態の場合であり、環元状態で且つ湿潤状態
の場合には無色になる。） ０−ジアルコキシベンゼン重合体からなる一方のＥＣ層
２ａに組み合せて用いられる対向電極上のＥＣ層２ｂは
、環元状態に比べて酸化状態の吸光度が低下するＥＣ物
質で形成されている。そして、０−ジアルコキシベンゼ
ン重合体が環元状態で無色の時に、同じように無色を示
すＥＣ物質で形成するのが好ましい。すなわち、酸化状
態で無色であり、環元状態では有色であるＥＣ物質から
選ばれるのがよい。また、このようなＥｃ動物質うちで
も、着色時の色が０−ジアルコキシベンゼン重合体に近
似するもの、すなわち青色を示すものを使用するのが、
よりはっきりとした色変化が得られるのでよい。

このようなＥＣ物質としては、例えば三酸化タングステ
ン等が挙げられる。また、環元状態で青色と異なる色（
例えば赤）を示すＥＣ物質を用いた場合には、０−ジア
ルコキシベンゼン重合体の青色との混合色が得られる。

このようなＥＣ物質としては、例えばポリビオロゲン錯
体、フェナンスロリン鉄錯体などが挙げられる。

透明電極１ａの上に０−ジアルコキシベンゼン重合体か
らなるＥＣ物質層２ａを形成するには、例えばＯ−ジア
ルコキシベンゼンを透明電極上で電解酸化することによ
って行うことができる。

電極上にこの重合体を被覆したＥＣ物質被覆電極は、Ｅ
Ｃ物質被覆電極単体の場合にはコントラストが低く、Ｅ
Ｃ表示装置として十分とは言えない。また、数枚重ねた
場合でも色むらが生じやすく、しかも対極では電解質の
反応による性能低下が懸念される。しかし、２種類のＥ
Ｃ物質被覆電極を組み合せた構成とすることにより、こ
れらの欠点は解消され、特にコントラストについては、
０−ジアルコキシベンゼン重合体と同一の発色傾向を示
す従来の代表的ＥＣ物質を用いた場合よりも優れた特性
が得られる。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

裏施■上 ０．３モル／１．のＯ−ジアルコキシベンゼンおよび０
．３モル／！のＥｔＪＢＦ４をニトロメタンに溶解し、
その電解溶液を５分間以上Ａｒガスでバブリングするこ
とによって電解溶液中の溶存酸素を除去した。次に、透
明電極である酸化スズ−酸化インジウム蒸着ガラス（Ｉ
ＴＯガラス）を試料電極とし、ｐｔ板を対向電極として
、上記電解溶液中で両電極間に、参照電極（Ａｇ／Ａｇ
Ｃ１）に対して１．５Ｖの電圧を数秒間印加した。この
電圧印加により、透明電極の酸化スズ−酸化インジウム
蒸着面に０−ジメトキシベンゼン重合体が電解酸化によ
り被覆された。

得られたＥＣ物質被覆電極（Ａ電極）をニトロメタンで
洗浄した後、乾燥して後述するＥＣセルに用いた。

このＥＣ物質被覆電極に組み合わされるもう一方のＥＣ
物質被覆電極（Ｂ電極）は、ＩＴＯガラスからなる透明
電極に三酸化タングステンを蒸着することにより得た。

得られたＡ電極およびＢ電極を、各々のＥＣ層が相対向
するよう配置し、その間に電解質層を封入してＥＣセル
を構成した。電解質層は１ｇのシアノエチルポバールと
０．１ｇのＢｔ４ＮＢＦ４を４−のメチルエチルケトン
に溶かしたもので作成した。

得られたＥＣセルのＡ電極とＢ電極との電位差（Ａ電極
−Ｂ電極）を＋１．５ｖ以上にすると、ＥＣセルが濃青
色に変化し、逆に、この電位差を−１，５ｖ以下にする
と、ＥＣセルが無色に変化した。ＥＣセルが濃青色に変
化した時のＥＣセルの可視吸収スペクトルを第２図に実
線で示し、ＥＣセルが無色に変化した時のＥＣセルの可
視吸収スペクトルを第３図に実線で示す。第２図におい
て、実施例の吸収が高い理由はＡ電極のＥＣ物質層を形
成するＯ−ジメトキシベンゼン重合体の薄青色と、Ｂ電
極のＥＣ物質層を形成する三酸化タングステンの薄青色
とが合成されたことによると思われる。

止較■土 実施例において、Ｂ電極をＩＴＯガラスに変更した以外
は、実施例と同様の方法でＥＣセルを作成した。得られ
たＥＣセルのＡ電極と対向電極との間の電位差（Ａ電極
一対向電極）を＋３．０Ｖ以上にするとＥＣセルが薄青
色に変化し、逆に−３，０Ｖ以下にすると無色に変化し
た。ＥＣセルが薄青色に変化した時のＥＣセルの可視吸
収スペクトルを第２図に破線で示し、ＥＣセルが無色に
変化した時のＥＣセルの可視吸収スペクトルを第３図に
破線で示す。

ｌ較±１ 上記実施例において、Ａ電極をＩＴＯガラスに変更した
以外は、上記実施例と同様の方法でＥＣセルを作成した
。得られたＥＣセルの対向電極とＢ電極との間の電位差
（対向電極−Ｂ電極）を＋３．０Ｖ以上にするとＥＣセ
ルが薄青色に変化し、逆に−３，０ｖ以下にすると、無
色に変化した。ＥＣセルが薄青色に変化した時のＥＣセ
ルの可視吸収スペクトルを第２図に一点鎖線で示し、Ｅ
Ｃセルが無色に変化した時のＥＣセルの可視吸収スペク
トルを第３図に一点鎖線で示す。

（発明の効果） 本発明のＥＣ表示装置は、このようにコントラストが高
く、また２種類のＥＣ層を有することから、色むらが解
消され、且つ表示色を種々の混合色にすることができる
。しかも、同一種のＥＣ物質電極を数枚重ねる場合と比
べて構造が簡略化できる。

４　　゛　　の　　　な゛　日 第１図は本発明の一実施態様を示すエレクトロクロミッ
ク表示装置の模式断面図、第２図は本発明の実施効果を
比較例と対比させて示した有色時の可視吸収スペクトル
、第３図は同じ（無色時の可視吸収スペクトルである。

１ａおよび１ｂ・・・透明電極、２ａおよび２ｂ・・・
エレクトロクロミック層、４・・・電解質層。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２つの対向する透明電極の内面にそれぞれエレクト
   ロクロミック層を設け、両エレクトロクロミック層間に
   電界質層を設けてなるエレクトロクロミック表示装置に
   おいて、一方のエレクトロクロミック層がｏ−ジアルコ
   キシベンゼン重合体にて形成され、他方のエレクトロク
   ロミック層が、その環元状態に比べて酸化状態の吸光度
   が低下するエレクトロクロミック物質にて形成されてい
   るエレクトロクロミック表示装置。