JPS58116519A - エレクトロクロミツク表示体 - Google Patents

エレクトロクロミツク表示体

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JPS58116519A
JPS58116519A JP56212342A JP21234281A JPS58116519A JP S58116519 A JPS58116519 A JP S58116519A JP 56212342 A JP56212342 A JP 56212342A JP 21234281 A JP21234281 A JP 21234281A JP S58116519 A JPS58116519 A JP S58116519A
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JP
Japan
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acid
layer
binder
ecd
sulfonic acid
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JP56212342A
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Osahisa Matsudaira
長久 松平
Kanenori Yoshida
吉田 兼紀
Kenzo Fukuyoshi
健蔵 福吉
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/1533—Constructional details structural features not otherwise provided for

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 本発明は、固体型のプロトン供給体層を用いたエレクト
ロクロミ、り表示体に関する。
さらに詳しくは、透明基板上に形成された透明なパター
ン電極と灼同電極とθ)間に、少な(ともパターン状の
遷移金属酸化物よりなるエレクトロクロミック体層とそ
Q)パターンに対してネガQ)パターン状の絶縁体層、
及び固体型のプロトン供給体層を設けたエレクトロクロ
ミック表示体に係わるものである。
図面の第1図に示す本発明の一実施例に基き説明すると
、ガラス・プラスチック等を材質とする透明基板(1)
の片面に、酸化イ/ジウム、酸化スズの如き透明導電膜
からなるパターン電極(2)を施し、このパターン電極
(2)の上に表示したいパターンに従ってパターン状遷
移金属酸化物よりなるエレクトロクロミック体層(3)
を設け、そのパターンに対してネガパターン状θ)絶縁
体層(5)を施したのち、プロトン供給体層(4)を施
し、対抗電極となる可逆酸化物層(6)と導電層(7)
を施し、しかる後全面な被覆する如く保護層(8)を積
層してなるエレクトロクロミック表示体であり、これを
構成する前記プロトン供給体層(4)が、チタン酸、ス
ズ酸、アンチモン酸、亜アンチモン酸、ジルコニウム酸
、ニオブ酸、タンタル酸、ケイ酸から選択される一種も
しくは二種以上の混合物にバインダー、多価アルコール
、及び揮発性溶媒を加えて混練インキ化し印刷乾燥によ
って層状に形成されるものであり、バインダーをカルボ
ン酸基含有重合体から≠#楡噛−スルホン酸基含有の 重合体に変えることにより、プロトン4電体層の導電率
を向上させて、エレクトロクロミック表示体の(り返し
特性に対しては何の影響も与えず発消色の応答性を向上
させたのが本発明である。
プロトン供給体層を構成するチタン酸、スズ酸、アンチ
モン酸、亜アンチモン酸、ジルコニウム酸、ニオブ酸、
タンタル酸、といった含水金属酸化物は無機イオン交換
体としても知られており、アンチモン酸を例にとればs
 b、 o、・4H20で示されるものは((H,、S
b、O,(OH)g) )3 ” (H5Sb506 
(OH)1B )の組成をもち、これが単位格子となり
、14個の交換可能な水素原子を持っている。これに電
圧を印加するとこの交換可能な水素に関連してプロトン
が移動し20℃で5b20.−4820は00501o
n−’ ・m−’5n02 ・3H20で0.020電
m−’ ・m−’ 、7.ro□H2,31120で0
、0030電m”” ・m−’の導電率を持ち、プロト
ン導電性を示すことが知られている。
しかし、このアンチモン酸に代表される含水金属酸化物
は粉末として得られるものであり、層状に積層するため
には粉末同士を結着させる必要がある。結着剤としての
バインダーにカルボン酸基含有の高分子を使用すると良
好な結果が得られることが本発明者らによって提案され
ている。しかしその含有率を上げると機械的強度は増加
するが導電率が低下してしまう。そこで導電率を低下さ
せないバインダーが望まれている。
そこでカルボン酸基よりも解離しやすい酸基を持った重
合体を使用することが考えられる。
一方、プロトン供給体として硫酸σ)ような酸の水溶液
を電解質としたエレクトロクロミック表示体も研究され
ているが、エレクトロクロミック表示体を構成する透明
電極や遷移金属酸化物よりなるエレクトロクロミック体
を腐蝕溶解させてしまう。
同様にスルホン酸基は解離しやすく塩酸や硫酸に相当す
る強酸であり、スルホン酸基を持った有機物はエレクト
ロクロミック表示体を構成する透明電極や遷移金属酸化
物よりなるエレクトロクロミック体と接触させておくと
腐蝕溶解させてしまう。例えばパラトルエンスルホン酸
は透明導電膜を構成する酸化インジウムやエレクトロク
ロミック体である酸化タングステン薄膜と接触させてお
(と腐蝕溶解させてしまう。よってエレクトロクロミッ
ク体として酸化タングステンを用い、プロトン供与体ト
シテハラトルエンスルフォン酸の水溶液を電解液を用い
たエレクトロクロミック表示体は雷圧印加によって発消
色を行なうことは出来イ)が、保存安定性がな(、しか
もくり返し特性が悪い。
一方カルポン酸基(−C’0OH)、スルホン酸基(−
8o、H)を持った樹脂としてイオン交換鋼脂を入手す
ることが出来るがイオン交換樹脂は立体的な網目構造を
もった合成樹脂で骨格σ)ところどころの基体に結合し
移動不可能な固定イオンと移動可能な対立イオンとが電
気的中性を保って存在し、そのまわりを水和水が満して
℃・ると考えられて(・る。この移動不可能な同定イオ
ンがイオン交換を行う交換基であり、カルボン酸基やス
ルホン酸基などを持ったものは陽イオン交換樹脂といい
R−COOH,R−3o3Hで表わすことができ、水中
で次のように解離する R−Coo)(−+  R−COO−+H+R−3o3
H→ R−3O3−+4(+R−COOH型の樹脂は酢
酸などに相当する弱酸性で弱酸性陽イオン交換樹脂とい
い、)(−3o、H型の樹脂は解離しやす(塩酸や硫酸
などに相当する強酸性で強酸性陽イオン交換樹脂という
。
しかし、市販のイオン交換樹脂は架橋剤によって立体的
な網目構造になっており、水中に浸しても膨潤するだけ
で溶解することはなくバインダーとしての使用には適し
ていない。
本発明は、スルホン酸基を持った有機化合物であっても
重合体のように高分子状にすることにより酸化インジウ
ムや酸化タングステンのようなエレクトロクロミ、り表
示体を構成する物質と反応することな(、すなわち(り
返し特性はそのままでしかも架橋剤を用いず、直鎖状に
重合させることにより、バインダーとしての特性を持た
せたものであり、具体的には、ポリスチレン、ポリビニ
ルトルエン、ポリアクリルアミド等の線状重合体、及び
これらを直鎖にもつ共重合体や変性体をあげあるっ 本発明のプロトン供給体層(4)は上記したような、チ
タン酸、スズ酸、アンチモン酸、亜ア/チモン酸、ジル
コニウム酸、ニオブ酸、タンタル酸といった含水金属酸
化物の粉体を、上述したバインダーによって層状にした
ものであると言えるが、プロトン供給体層(4)は第1
図に示すよ5に膜構造であり、このようなもθ)は、塗
布法や印刷法にて形成できることが、製造上の簡便さか
ら言っても望ましい。以下プロトン供給体層とするため
の塗布用組成物(インキ組成物)Kついて述べると、上
述の含水金属酸化物、バインダー以外に、インキ化する
ために、多価アルコールおよび揮発性浴剤を用いること
があげられる。多価アルコールとしては、20℃におけ
る蒸気圧が0.1 mllll(g以下、特K O,、
05mHg以下で常態で液体Q)多価アルコール類を含
有せしめることができ低湿度条件下での導電性を一層顕
著に向上させることがでとる。この理由はこれらの多価
アルコールがプロトンの解離エネルギーを低減させるよ
うに作用させることにあるものと思われる。用いる多価
アルコールの量には一定の適当な範囲があり、プロトン
供給体層の主成分たる固形分に対して05乃至30重量
係特[5乃至20軍量係の範囲θ)量で用いるのが望ま
しくこの範囲外では導電性がむしろ低下する傾向があり
さらに膜強度も低下させる。
多価アルコールの化学式は HO(−R−0−3−nH で表わされるグリコール類やグリセリン・ジグリセリン
等が好適に使用される。
グリコールとして適当な例は次のとおりである。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、テトラエチレングリコール、n=5以
上のポリエチレングリコール、(分子量400以下〕、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、n 
= 5以上のポリプロピレングリコール(分子量400
以下)、ブチレン−14−グリコール、ヘキシレングリ
コール、オクチレングリコール等を使用することができ
る。なおペンタエリスリトール、マンニット、ソルビッ
ト、グリコース等の常態で固体の多価アルコールは低湿
度下での導電性を同上させる効果を有していt「い。
一方、揮発性溶媒としては、水、低級アルコール、ケト
ン類等があげられ、当然のことながら、上述のバインダ
ーを溶解し、多価アルコールとは相溶性のあるもσ)が
選ばねろ。塗布後は乾燥により蒸発するもθ)である。
次に、各成分σ)JIM当な含有率について述べると、
バインダーは、生成分の含水金属酸化物に対して重量比
20係以下、好ましくは10%以下であり、これを添加
しすぎろと機械的強度は向上するが、含水金属酸化物0
)粉体θ)表面を層覆ってしまいこれによりプロトン導
電性が低下し、好ましくない。
揮発性溶媒は、含水金属酸化物に対して重量比30係〜
5係程闇であり、この程度でインキ、塗布用組成物とし
て適当な流動性や粘性をもたせることができる。
以下さらに可逆酸化物層(6)について付言すると、本
発明のエレクトロクロミック表示体の対向電極の一部に
可逆酸化物層(6)を用いると応答時間の短縮やくり返
し特性(寿命)の点でさらに改良が望める。この可逆酸
化可能な対向電極材料にしてもインキ化し、印刷によっ
て本発明のプロトン供給体層上に設けることができ、そ
の結果簡易な構造のエレクトロクロミック表示体が出来
る。
こQ)プロトン供給体層上に設けられる可逆酸化用能な
電極作製用インキめ構成はカーボン粉末、合成樹脂バイ
ンダー、可逆酸化物質及び揮発性浴剤及び印す11適正
を向上させるための添加剤よりなっている。カーボン粉
末としてはケッチェンブラック、アセチレンブラックや
コンダクティブファーナスブランク等σ)カーボンブラ
ック及びカーボン繊維をあげ゛ろことかできる。
パイ、ンダーすなわち結着剤としては、アクリル樹脂、
塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、グアナ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、メタクリル樹脂、等をあげ
ることが出来、可逆酸化物質としては二酸化チタン、酸
化ニッケル、酸化コバルト、酸化鉄、二酸化ケイ素酸化
鉛、酸化銅(Cub)、硫化鉄(FeS、FeS2 )
酸化ビスマス(Bi203)、硫化ニオブ等の金属の酸
化物、硫化物や、特開昭55−17115、特開昭55
−69127に開示されている・・イドロキノン誘導体
やベルリン酸鉄誘導体等をあげることができろ。
揮発性浴剤としては沸点Q)高く、スクリーン印刷等の
印刷工程中には浴剤が蒸発しにくく、インキ組成が変化
してしまうことがなく、しかも印刷後は速やかに乾燥す
るものが好ましく、4.6が150℃以上270 ’C
以下で好ましくは200℃以上250℃以下で、しかも
バインダーQ)真浴剤である必要がおり、ジエチレング
リコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレンク
リコールモノブチルエーテルアセタート、トリプロピレ
ングリコール七ツメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、2−フェノキシエタノール、2
−へキンルオキシエタノール、N−メチルピロッドン、
2−ピロリドン等を上げることが出来る。
さらに印刷塗布適正を向上させるために界面活性剤を添
加することもよい。
本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する1、実施例
1 酸化インジウムよりなる透明電極をパターン状にガラス
基板上に設け、さらにその上に酸化タングステンを電子
ビーム加熱法により約0.4μmの膜厚に真空蒸着して
エレクトロクロミック体層とした。次に非表示部にスク
リーン印刷法により絶縁層としてエポキシ系合成樹脂エ
ナメル(東洋インキ製造■商品名5S−25000)を
設けた。さらにその上に、一方にはプロトン供給体層と
して0.9Sb20.・0.I Sb、03・nH,O
(n中25)5部に、グリセリン1部、水0.5部と、
バインダーとして酢酸ビニルエマルジョン〔昭和高分子
■商品名ポリゾール5−aoo〕1部を混線インキ化し
たものを、他方に同じくプロトン供給体層として0.9
 S b20.・0、 I S b20g ’ n H
20(n中2.5) 5部にグリセリン1部、水05部
とバインダーとしてスルホン酸基含有σ)高分子として
オリゴスチレンのスルホン酸の30係水浴液(1株巴用
製紙所製商品名オリゴZ)1部を混練インキ化したもO
)’lスクリーン印刷法にて塗布積層し、40℃/2’
hr乾燥してプロトン供給体層とした。さらにカーボン
系導電性ペースト藤倉化成ドータクトXC−7410部
にプル7アンプル一3部を添加したものを塗布積層して
可逆酸化可能な対抗電極となし、Ay系導電性ペースト
藤倉化成ドータイトχA−167を積層して対抗電極と
して完全なもQ)とした。こθ)表示体vc 1.3 
Vの市川を印加したところ、酢酸ビニルエマルジョンラ
バインダーにしだもσ)は発色濃度’& 0.5πする
σ)VC6秒必要であったが、オリゴスチレンQ)スル
ホン酸をバインダーに用いたもσ)は発色濃度を0.5
 VCするの[1秒しか要しなかった。しかもオリゴス
チレンσ)スルホン酸をバインダーに用いたセルに対し
てくり返しテストヲ行なったが5X10’ 回で変化が
みられていない。
実施例2 実施例IKおけろプロトン供給体層として0.9Sb2
05 ・0.I 5b203 ・nH2O(n中25)
5部にグリセリン1部、水10部とバインダーとしてス
ルホン酸基含有の高分子としてポリビニルスルホ7el
k05部を混線インキ化したもθ)をスクリーン印刷法
にて塗布し、乾燥したものヲ用いた。エレクトロクロミ
ノク表示体K 1.3 Vσ)電圧を印加したものは発
色濃度を0.5 Kするのに1.5秒しか要せず、くり
返しテストでも5X10’回以上あり酢酸ビニルエマル
ジョンをバインダーにしだもσ〕よりも良好な発消色の
応答性を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のエレクトロクロミック表示体の一実施例
を示す概略断面図である。 (1)・・・透明基板    (2)・・・パターン電
極(3)・・・エレクトロクロミック体層(4)・・・
プロトン供給体層 (5)・・・絶縁体層    (6)・・・可逆酸化物
層(7)・・・導電層   (8)・・・保護層特許出
願人 凸版印刷1′株式会社 手続補正書 昭和57年12月2’1日 特61庁長宮 殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第212.342月 2、発明の名称 エレクトロクロミック表示体 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所  東京都台東区台東1丁目5番1号名称  (3
19)  凸版印刷株式会社イ)明細書の発明の詳細な
説明の欄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)透明なパターン電極と対向電極との間に少なくとも
    パターン状に遷移金属酸化物よりなるエレクトロクロミ
    ック体層とそのパターンに対してネガのパターン状の絶
    縁体層、及びプロトン供給体層を設け、電気化学的に可
    逆な発色をおこさせるエレクトロクロミック表示体にお
    いて、プロトン供給体層がチタン酸、スズ酸、アンチモ
    ン酸、亜アンチモン酸、ジルコニウム酸、ニオブ酸、タ
    ンタル酸から選択された一種もしくは二種以上の混合物
    、バインダー、多価アルコール及び揮発性溶媒な混練重
    合体あるいは水性エマルジョン型のヌルホン酸基含有重
    合体であることン特徴とするエレクトロクロミック表示
    体。
JP56212342A 1981-12-29 1981-12-29 エレクトロクロミツク表示体 Granted JPS58116519A (ja)

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JPS6355049B2 JPS6355049B2 (ja) 1988-11-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62188736U (ja) * 1986-05-20 1987-12-01

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JPS62188736U (ja) * 1986-05-20 1987-12-01

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