JPH05100628A - エレクトロクロミツク素子駆動方式 - Google Patents
エレクトロクロミツク素子駆動方式Info
- Publication number
- JPH05100628A JPH05100628A JP12917491A JP12917491A JPH05100628A JP H05100628 A JPH05100628 A JP H05100628A JP 12917491 A JP12917491 A JP 12917491A JP 12917491 A JP12917491 A JP 12917491A JP H05100628 A JPH05100628 A JP H05100628A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- color
- ecd
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エレクトロクロミック素子の色残り、色むら
等の発生を防止し、サイクル特性を飛躍的に向上させ
る。 【構成】 エレクトロクロミック素子にコンデンサを直
列に接続し、コンデンサを通して着色電圧印加、消色電
圧印加を繰り返して発色、消色を繰り返し、また、電圧
印加直後のみコンデンサに抵抗を直列に挿入して電圧印
加直後の電圧を抑えて駆動することにより、色むら、色
残りの発生を防止しサイクル特性を飛躍的に向上させる
ことが可能となる。
等の発生を防止し、サイクル特性を飛躍的に向上させ
る。 【構成】 エレクトロクロミック素子にコンデンサを直
列に接続し、コンデンサを通して着色電圧印加、消色電
圧印加を繰り返して発色、消色を繰り返し、また、電圧
印加直後のみコンデンサに抵抗を直列に挿入して電圧印
加直後の電圧を抑えて駆動することにより、色むら、色
残りの発生を防止しサイクル特性を飛躍的に向上させる
ことが可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロクロミック
素子(ECD)に係わり、特に繰り返し使用によっても
色むら、色残りを生ずることのないようにしたエレクト
ロクロミック素子駆動方式に関する。
素子(ECD)に係わり、特に繰り返し使用によっても
色むら、色残りを生ずることのないようにしたエレクト
ロクロミック素子駆動方式に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、電卓、時計等の表示に消費電力が
少なく、応答速度も速い液晶表示素子が使用されている
が表示のメカニズムに偏光を使用しているため、視角依
存性があり、また白黒の表示しかできないため、コンピ
ュータやOA機器のように長時間使われる場合は眼の疲
労が無視できなくなる。そこで、液晶表示素子に代わる
新しい表示素子として電圧印加によって物質の色が可逆
的に変化するECDが注目されている。
少なく、応答速度も速い液晶表示素子が使用されている
が表示のメカニズムに偏光を使用しているため、視角依
存性があり、また白黒の表示しかできないため、コンピ
ュータやOA機器のように長時間使われる場合は眼の疲
労が無視できなくなる。そこで、液晶表示素子に代わる
新しい表示素子として電圧印加によって物質の色が可逆
的に変化するECDが注目されている。
【0003】ECDは視角依存性のない通常光を利用す
るため眼の疲労が少なく、低消費電力でメモリ性があ
り、また大面積表示が可能であり、このような特徴を活
かして現在のところ株価表示、メッセージボード、案内
板などの大型表示板、また自動者の防眩ミラー、調光ガ
ラス、サングラス等の表示用素子又は調光素子として一
部は既に実用化されている。
るため眼の疲労が少なく、低消費電力でメモリ性があ
り、また大面積表示が可能であり、このような特徴を活
かして現在のところ株価表示、メッセージボード、案内
板などの大型表示板、また自動者の防眩ミラー、調光ガ
ラス、サングラス等の表示用素子又は調光素子として一
部は既に実用化されている。
【0004】このようなECDについて図7により説明
する。図7(a)は反射型のECDの例であり、透明ガ
ラス31に集電体(ITO)32の薄膜が反応性スパッ
タリング法等で形成され、この上に表示極として酸化タ
ングステン(WO3 )33が真空蒸着等で形成され、電
解質34を挟んで反対極側にガラス板37、対極36、
背景板35が積層された構造になっている。このような
素子に対してITO32と対極36間に図示しない電源
よりITO32側が(−)となるように直流電圧を印加
すると電解質34を通してイオン電流が流れ、その結果
WO3 33では還元反応が生じ、WO3 の光吸収特性が
変化して発色する。したがって、ガラス31側から反射
光を見ればWO3 の発色を観察することができる。ま
た、両電極間を短絡すると逆方向に電流が流れて逆の反
応が生じ、消色する。
する。図7(a)は反射型のECDの例であり、透明ガ
ラス31に集電体(ITO)32の薄膜が反応性スパッ
タリング法等で形成され、この上に表示極として酸化タ
ングステン(WO3 )33が真空蒸着等で形成され、電
解質34を挟んで反対極側にガラス板37、対極36、
背景板35が積層された構造になっている。このような
素子に対してITO32と対極36間に図示しない電源
よりITO32側が(−)となるように直流電圧を印加
すると電解質34を通してイオン電流が流れ、その結果
WO3 33では還元反応が生じ、WO3 の光吸収特性が
変化して発色する。したがって、ガラス31側から反射
光を見ればWO3 の発色を観察することができる。ま
た、両電極間を短絡すると逆方向に電流が流れて逆の反
応が生じ、消色する。
【0005】図7(b)は透過型のECDの例であり、
図7(a)の背景板を設けずに、表示層40(例えば酸
化反応によって発色する酸化イリジウム)、ITO41
を設けたものであり、ガラス37側から透過光を見れば
WO3 と表示層とで減色混合した発色を観察することが
できる。
図7(a)の背景板を設けずに、表示層40(例えば酸
化反応によって発色する酸化イリジウム)、ITO41
を設けたものであり、ガラス37側から透過光を見れば
WO3 と表示層とで減色混合した発色を観察することが
できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、ECDは
酸化、還元反応によって発色するが、直流電圧印加直後
では反応の程度が少ないために発色は薄く、電流の積算
量が増えるにつれて色の濃さが増し、やがて反応は飽和
して一定濃度の発色となる。この状態ではイオン電流は
殆ど0となり、酸化電極、還元電極間には通電量に対応
するエネルギーが蓄えられた一種の2次電池が形成され
ている。したがって、両電極間を短絡すると放電が生じ
て酸化、還元電極では発色時と逆の反応が生じて消色す
ることになる。したがって、図8に示すように5秒程度
の周期で電圧の印加、短絡を行うと発色と消色が繰り返
される。ところで、発色、消色を何回も繰り返している
と、色むら、色残りが生じて使用に供し得なくなり、従
来のECDではせいぜい2000回程度が限度であり、
サイクル特性が良くないという問題があった。
酸化、還元反応によって発色するが、直流電圧印加直後
では反応の程度が少ないために発色は薄く、電流の積算
量が増えるにつれて色の濃さが増し、やがて反応は飽和
して一定濃度の発色となる。この状態ではイオン電流は
殆ど0となり、酸化電極、還元電極間には通電量に対応
するエネルギーが蓄えられた一種の2次電池が形成され
ている。したがって、両電極間を短絡すると放電が生じ
て酸化、還元電極では発色時と逆の反応が生じて消色す
ることになる。したがって、図8に示すように5秒程度
の周期で電圧の印加、短絡を行うと発色と消色が繰り返
される。ところで、発色、消色を何回も繰り返している
と、色むら、色残りが生じて使用に供し得なくなり、従
来のECDではせいぜい2000回程度が限度であり、
サイクル特性が良くないという問題があった。
【0007】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、色残り、色むら等の発生を防止し、サイクル特性を
飛躍的に向上させることができるエレクトロクロミック
素子駆動方式を提供することを目的とする。
で、色残り、色むら等の発生を防止し、サイクル特性を
飛躍的に向上させることができるエレクトロクロミック
素子駆動方式を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、高い電圧で駆
動したり、同じ電圧でも長時間電圧を印加しておくと色
むら、色残りが起こり易い点に着目し、ECDに対して
コンデンサを直列に接続して駆動したところサイクル特
性を飛躍的に向上させることができたものである。図1
は本発明の駆動方式を説明するための図、図2は電圧波
形図である。図中、1はECD、Cはコンデンサ、Eは
直流電源、S1はオン/オフスイッチである。
動したり、同じ電圧でも長時間電圧を印加しておくと色
むら、色残りが起こり易い点に着目し、ECDに対して
コンデンサを直列に接続して駆動したところサイクル特
性を飛躍的に向上させることができたものである。図1
は本発明の駆動方式を説明するための図、図2は電圧波
形図である。図中、1はECD、Cはコンデンサ、Eは
直流電源、S1はオン/オフスイッチである。
【0009】図1において、ECD1は図7で説明した
ものと同様の構造であり、電解質としては特に限定され
ないが、ECDの電解質の液漏れ、蒸発の問題を解消
し、かつ大面積化、積層化、取扱い易さの点から電解質
層を固体、薄膜化するのが望ましく、そのような薄膜は
具体的には高分子多孔膜の空孔中に有機溶媒に溶解した
電解質を充填、固定化して得られる。高分子膜として
は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ン等からなる膜厚0.1〜50μm、空孔率40〜90
%、平均孔径0.001〜0.1μm、破断強度200
kg/cm2 以上のものである。電解質としてはアルカ
リ金属塩、特にハロゲン化Li、LiClO4 、LiC
F3 SO4 などLi塩が適する。また、有機溶媒として
はプロピレンカーボネート(PC)、低分子量のポリア
ルキレンオキサイド又はそれらのエーテル化合物、ベン
ズアルデヒド、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、
ジベンジルケトン、ジフェニルプロピオニトリルその他
である。
ものと同様の構造であり、電解質としては特に限定され
ないが、ECDの電解質の液漏れ、蒸発の問題を解消
し、かつ大面積化、積層化、取扱い易さの点から電解質
層を固体、薄膜化するのが望ましく、そのような薄膜は
具体的には高分子多孔膜の空孔中に有機溶媒に溶解した
電解質を充填、固定化して得られる。高分子膜として
は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ン等からなる膜厚0.1〜50μm、空孔率40〜90
%、平均孔径0.001〜0.1μm、破断強度200
kg/cm2 以上のものである。電解質としてはアルカ
リ金属塩、特にハロゲン化Li、LiClO4 、LiC
F3 SO4 などLi塩が適する。また、有機溶媒として
はプロピレンカーボネート(PC)、低分子量のポリア
ルキレンオキサイド又はそれらのエーテル化合物、ベン
ズアルデヒド、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、
ジベンジルケトン、ジフェニルプロピオニトリルその他
である。
【0010】このようなECD1に対してコンデンサC
を直列に接続する。接続するコンデンサは任意の容量で
よいが、例えばECD1cm2 につき、0.001〜
0.02Fの容量を持たせるようにする。そして、タイ
マー等からなるオン/オフ装置2によりスイッチS1
を、例えば5秒間隔でオン/オフし、直流電圧の印加、
短絡によりコンデンサCを通してECD1に対して通電
/放電を繰り返す。このときECD1に印加される電圧
は、図2に示すようになる。即ち、スイッチS1をオフ
直後、ECDには電源Eの電圧がそのまま加わるが、コ
ンデンサCが充電されるため充電電圧上昇分CVだけE
CDに加わる電圧は指数関数的に減少し、電極間には指
数関数的に減少する電流が流れて酸化・還元反応により
発色が生ずる。5秒後にスイッチS1をオンするとコン
デンサCの充電電圧CVが逆方向に加わり、ECDとコ
ンデンサに蓄えられたエネルギは同時に放電して消色反
応が生じ、やがてECDへの印加電圧は0となり完全に
消色する。
を直列に接続する。接続するコンデンサは任意の容量で
よいが、例えばECD1cm2 につき、0.001〜
0.02Fの容量を持たせるようにする。そして、タイ
マー等からなるオン/オフ装置2によりスイッチS1
を、例えば5秒間隔でオン/オフし、直流電圧の印加、
短絡によりコンデンサCを通してECD1に対して通電
/放電を繰り返す。このときECD1に印加される電圧
は、図2に示すようになる。即ち、スイッチS1をオフ
直後、ECDには電源Eの電圧がそのまま加わるが、コ
ンデンサCが充電されるため充電電圧上昇分CVだけE
CDに加わる電圧は指数関数的に減少し、電極間には指
数関数的に減少する電流が流れて酸化・還元反応により
発色が生ずる。5秒後にスイッチS1をオンするとコン
デンサCの充電電圧CVが逆方向に加わり、ECDとコ
ンデンサに蓄えられたエネルギは同時に放電して消色反
応が生じ、やがてECDへの印加電圧は0となり完全に
消色する。
【0011】このような、駆動により従来のものに比し
て、少なくとも10倍以上、発色/消色サイクルを繰り
返しても色むら、色残りの発生を防止することができ
た。これは、ECDに印加される電圧がコンデンサの充
電電圧分だけ低くなるとともに、コンデンサの容量がE
CDの容量に直列に接続されるため、全体の容量が小さ
くなって時定数が短くなり、電流の流れている時間が短
くなるのが一因と考えられる。
て、少なくとも10倍以上、発色/消色サイクルを繰り
返しても色むら、色残りの発生を防止することができ
た。これは、ECDに印加される電圧がコンデンサの充
電電圧分だけ低くなるとともに、コンデンサの容量がE
CDの容量に直列に接続されるため、全体の容量が小さ
くなって時定数が短くなり、電流の流れている時間が短
くなるのが一因と考えられる。
【0012】図3は本発明の他の例を示す図である。図
3においては、さらにコンデンサCに、電圧印加直後の
み抵抗Rを直列に接続するようにしたものである。すな
わち、コンデンサを接続しても電圧印加直後は電源電圧
がそのままECDに加わってしまう。そこで、コンデン
サCに抵抗Rを直列に接続するとともに、抵抗Rを短絡
するスイッチS2を設け、オン/オフ装置2により電源
印加用スイッチS1と連動させ、図4(a)に示すよう
にスイッチS1をオフして電源電圧印加直後にスイッチ
S2をオンして抵抗Rを短絡する。抵抗Rは電圧印加直
後の時間Δtのみ接続されることになり、その結果、E
CD1に印加される電圧波形は図4(b)に示すように
電圧印加時の電圧値が抑えられ、一層ECDのサイクル
特性を改善させることが可能となる。
3においては、さらにコンデンサCに、電圧印加直後の
み抵抗Rを直列に接続するようにしたものである。すな
わち、コンデンサを接続しても電圧印加直後は電源電圧
がそのままECDに加わってしまう。そこで、コンデン
サCに抵抗Rを直列に接続するとともに、抵抗Rを短絡
するスイッチS2を設け、オン/オフ装置2により電源
印加用スイッチS1と連動させ、図4(a)に示すよう
にスイッチS1をオフして電源電圧印加直後にスイッチ
S2をオンして抵抗Rを短絡する。抵抗Rは電圧印加直
後の時間Δtのみ接続されることになり、その結果、E
CD1に印加される電圧波形は図4(b)に示すように
電圧印加時の電圧値が抑えられ、一層ECDのサイクル
特性を改善させることが可能となる。
【0013】
【作用】本発明は、ECDと直列にコンデンサを接続
し、このコンデンサを通して電圧を繰り返し印加するよ
うにしたものであり、その結果、従来のものに比して、
少なくとも10倍以上の発色/消色サイクルを繰り返し
ても色むら、色残りが発生することが防止され、飛躍的
にサイクル特性を向上させることが可能となる。
し、このコンデンサを通して電圧を繰り返し印加するよ
うにしたものであり、その結果、従来のものに比して、
少なくとも10倍以上の発色/消色サイクルを繰り返し
ても色むら、色残りが発生することが防止され、飛躍的
にサイクル特性を向上させることが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【0015】図5(a)において、約10Ω/□のIT
O膜12を2000Åの厚さにコートしたガラス11に
WO3 13を電子ビーム蒸着法により5000Å堆積さ
せた。また、同様にガラス17上にITO膜16(20
00Å)をコートしてNiOを4000Å堆積させた。
薄膜電解質14としては膜厚25μm、空孔率70%の
固体高分子多孔膜にイオン導電体を充填したものを用
い、図5(b)に示すようにこれらを重ね合わせて周辺
部をエポキシ接着剤18、19で固定して可変色部40
cm2 のECDを製作した。次いで、図6(a)に示す
ように可変色部40cm2 のECD22にコンデンサC
を直列に接続して直流電源21で2.4V、5secで
着色し、0V、5secで消色させるサイクル試験を行
った。この結果、5万回サイクルさせても色むら、色残
り等の問題を生じなかった。
O膜12を2000Åの厚さにコートしたガラス11に
WO3 13を電子ビーム蒸着法により5000Å堆積さ
せた。また、同様にガラス17上にITO膜16(20
00Å)をコートしてNiOを4000Å堆積させた。
薄膜電解質14としては膜厚25μm、空孔率70%の
固体高分子多孔膜にイオン導電体を充填したものを用
い、図5(b)に示すようにこれらを重ね合わせて周辺
部をエポキシ接着剤18、19で固定して可変色部40
cm2 のECDを製作した。次いで、図6(a)に示す
ように可変色部40cm2 のECD22にコンデンサC
を直列に接続して直流電源21で2.4V、5secで
着色し、0V、5secで消色させるサイクル試験を行
った。この結果、5万回サイクルさせても色むら、色残
り等の問題を生じなかった。
【0016】〔比較例〕これに対して、同一構造のEC
Dを使用し、図6(a)の回路からコンデンサを除いた
図6(b)に示すような従来の駆動回路で1.5V、5
secで着色し、0V、5secで消色させるサイクル
試験を行ったところ、図6(a)の場合と同程度の濃さ
の着色と消色時の透明度を得ることができたが、図6
(a)に対して電圧を下げても約2000サイクルで色
むらを生じた。
Dを使用し、図6(a)の回路からコンデンサを除いた
図6(b)に示すような従来の駆動回路で1.5V、5
secで着色し、0V、5secで消色させるサイクル
試験を行ったところ、図6(a)の場合と同程度の濃さ
の着色と消色時の透明度を得ることができたが、図6
(a)に対して電圧を下げても約2000サイクルで色
むらを生じた。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ECDに
対してコンデンサを直列に接続して発色、消色を繰り返
すことににより、ECDの大幅な長寿命化を図り、色む
ら,色残りの大幅な抑制を達成することが可能となる。
対してコンデンサを直列に接続して発色、消色を繰り返
すことににより、ECDの大幅な長寿命化を図り、色む
ら,色残りの大幅な抑制を達成することが可能となる。
【図1】 本発明の駆動方式を説明するための図であ
る。
る。
【図2】 電圧波形図である。
【図3】 コンデンサに抵抗を挿入した例を示す図であ
る。
る。
【図4】 電圧波形図である。
【図5】 実施例に用いたECDを説明する図である。
【図6】 実施例と比較例の駆動回路図である。
【図7】 ECDの構造を説明する図である。
【図8】 従来の駆動方式の電圧波形図である。
1…ECD、C…コンデンサ、E…直流電源、S1…オ
ン/オフスイッチ。
ン/オフスイッチ。
Claims (2)
- 【請求項1】 電解質を挟んで少なくとも一方の側に表
示極が形成されたエレクトロクロミック素子に電圧印加
して通電/放電させ、発色、消色を繰り返すようにした
駆動方式において、該エレクトロクロミック素子にコン
デンサを直列に接続し、コンデンサを通して通電/放電
することを特徴とするエレクトロクロミック素子駆動方
式。 - 【請求項2】 請求項1記載の駆動方式において、さら
に通電開始時のみコンデンサに直列に抵抗を挿入接続し
て駆動するようにしたことを特徴とするエレクトロクロ
ミック素子駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12917491A JPH05100628A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | エレクトロクロミツク素子駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12917491A JPH05100628A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | エレクトロクロミツク素子駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100628A true JPH05100628A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=15002980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12917491A Pending JPH05100628A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | エレクトロクロミツク素子駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100628A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805777A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-14 | Sage电致变色显示有限公司 | 电活性器件及与其相关的方法 |
| US11966139B2 (en) | 2020-07-31 | 2024-04-23 | Ricoh Company, Ltd. | Electrochromic element, and method for driving the same |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP12917491A patent/JPH05100628A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805777A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-14 | Sage电致变色显示有限公司 | 电活性器件及与其相关的方法 |
| US11567386B2 (en) | 2018-10-10 | 2023-01-31 | Sage Electrochromics, Inc. | Electrochromic devices and methods associated therewith |
| US11947235B2 (en) | 2018-10-10 | 2024-04-02 | Sage Electrochromics, Inc. | Electrochromic devices and methods associated therewith |
| US11966139B2 (en) | 2020-07-31 | 2024-04-23 | Ricoh Company, Ltd. | Electrochromic element, and method for driving the same |
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