JPS5879221A - 電子発色表示装置 - 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】 イツチされている固体積層構造からなる電子発色装置に
関するものである。

「電子発色」なる語は電界の影響下で電磁款を意味する
・かかる物質は例えば第１の状鰍でｒ１町視波長をごく
―かしかあるいは全く吸収せず従って透明であるが，電
界にさらされると存効にスペクトルの赤外部ｔ−吸収し
青色に変色する・同様の効果が電磁放射線スペクトルの
池の部分、非可視部ならびに可視部に認められる。

電子発色物質は定常性でありうる。すなわち一定の極性
の電界を付与すると感応して、一定波長域の電磁放射線
を本質的に吸収しない第１の定常放態から該一定波長域
の電磁放射線を吸収する第２の定常状ＩＩＫ変化し、一
旦この第２の状態となったら反対の極性の電界付与に感
応して，始めの第１状ＷＡＫ４ｈどる・こういった物質
のある種のものはまた電界の不存在下短回路条ｆ’ｌ−
にも感応し元の状ｓＫすることも可能である。

「定常性」なるＭＦｉフランツ・ケルディツシュ効果の
場合の如く実質的に瞬間的に元の状態にかえるのとはこ
となり，電界の除去後変化された吸収状ｆｌｊＫとどま
る能力を意味する・定常性電子発色物質の層を電位を付
与する１対の電極１１５ｆｆもうけると該物軍の放射線
通，過特性が変化する．電極と電子発色層がガラスのよ
うな透明基体上にもうけられると、この組合せ体・の光
透過特性は電子発色層を通り作られる電界を制御するこ
とにより変えられる．もし基体上の電極と電子発色物質
のサンドイッチが元来的にクリヤー，すなわち基体の光
透過能力の減少が実質的にない場合には，−適正−ｉｋ
ＷｊＡ性の電界を作るため電極間に電圧管加えると電子
発色物質の光吸収特性を変化させ，例えばそれをより暗
色化し，全組立体の光透過能力を低下させる。

既知電子発色物質は通常遷移金属の化合物。

特にタングステンならびに４リプデンの酸化物である・
最も通常的に使用せられる固体電子発色物質は多分酸化
タングステン（ＷＯｓ）であるので、以下この物質に関
連して電子発色現象の説明を行う．　ＷＯ，の着色は一
価カチオンＭ（Ｍは例えばＨ，Ｌｉ，ｌｉａあるいはム
ｇ）と電子の同時取入れによるもので，七ｔＬ［より酸
化タングステンが一部分、着色ＭーＷー０錯化合物に変
化する。

この原理のディスプレーパネルへの薊ｑ　ｉ　来、電極
層、電子発色層、カチオン供与電解質層、電極層の一連
の層群を有する電解セル全作ることにより行なわれてき
た．゛このような場合に用いられる最も有効なカチオン
は電荷／重量比の大きい理由からＨカチオン（プロトン
）である。

多くの既知電子発色装置がカチオン源としそ例えばＨ，
Ｓｏ，の如き酸水溶液を用いているのはこの理由による
４のである．そのため酸をかかる装置内に保持させるた
めＶ−ルするうえで固有の問題があり、またこの酸が電
子発色層をおかす問題もある。別の既知の装置では液体
電解質層の代りに固体を使用する，例えば酸をゲルにす
るとか、あるいは多孔質材料に含浸させる試みが行なわ
れた．このような装置ではパネルをＶ−ルする問題は軽
減されるが酸に・よる攻撃で電子発色層が徐々に分解さ
れる問題は依然残つている・ さらに別の提案は、所謂「電解質」自体が固体であ為構
造物を利用するものであった。従来使用されてきた固体
電解質は必ずしも通常の意味での真の電解質でｒｊｌｋ
かった。すなわち必ずしもイオンに解離する物質ではな
かった。固体電解質から電子発色層へ移行するカチオン
（通常Ｈ）は該固体電解質内で作られてもよく、あるい
は別の供給源から電子発色物質の方へと固体電解質を横
切るものであってもかまわないとされている０本願明細
書で使用せる「固体電解質」なる語はこのようにカチオ
ン導体をも包含するものである。

既知の電子発色装置Ｆｉまた可逆性とするため固体電解
質と電極の闇に位置せしめた復極層を屡々含む、復極層
はカチオンと電子を同時に伝導する。それは電極を減極
し、ｔたカチオンを供与し固体電解質中を通に電子発色
物質へと移行せしめる・かかる装置においてカチオン（
通常Ｈ＋）は電解質によりおよび／ｌたは復極層により
与えられ、ｉた装置の種々の層に吸着されている水によ
妙与えられる。この水はこれらの層を作る時およびそれ
らの存続期間を通じ、該層と接する大９Ｋに由来する。

この種の電子発色装置が大気水分にさらされるのはこび
理由からであり、も−レ乾燥状ｓＫおかれれば電子発色
物質の着色が行なわれないのである。このように電子発
色装置にみられる問題点の一つはそれらのおか几る大気
に応じて応答時間がことなる点である。これは明らかに
望ましからざる点で、本発明の目的の一つはこの欠点を
なくすことにある。

従って本発明は先ず一面Ｋ＞いて、電子発光層が１対の
電極間にサンドイッチされている固体積層構造の電子発
色装置であって、Ｂ−Ｉｔｉ！ｖ１は少なくとも１枚が
透明な１対のガラスＶ−）間にサンドイッチされ、イオ
ン化可能物質の貯蔵所がこのガラスシート間に保持され
電極間ＫＪ当な電位が付与されろとイオン化可能物質と
電子発光物質の間にイオンの移動が行なわれるようにな
っている装置ｔ−提供する。ｌｆｆ記貯蔵所には一定量
のイオン化可能物質を含み１本発明にかかる電子発色装
置の応答時間は実質的に一定である。

本発明の好ましい異体例にかかるある種装置において、
ｇｆｆ記貯蔵箇所はガス充填空間で、七の中に例えば湿
温空気が充填されている。しかし他の好ましい具体例で
はこれは制御された楊度の水分を含む接着物質のボディ
で構歇され装置を積層パネルとして接合する働らきｔし
ている。

応答時間と電子発色物質の状急の可逆性を良好ならしめ
るため、電極の間に復極層、固体電解質層および電子発
色層を存在せしめることが極めて好ましく、また該復極
層を水素と混融したニッケルあるいは少量のＢａＯｔ−
加え九Ｍｏ０１またはＷＯｓとすることが好ましい。

本発明の特に好ましい具体例において、電子発色装置は
電極の間に、電解質層、電子発色層を含み、該電解層は
弗化アル電ニウム、ナトリウェアＭミニウムフルオライ
ド、あるいけ−酸化ケイ素に少量の酸化マグネシウムあ
るいはクロムを加えたものからなる。これらの物質は極
めて有効なイオン透過絶縁体となり、従って電ｗ７ＡＫ
反対の極性電位が付与されるまで電子発色層の電子発色
状ＩＩｔ−夾質的に不変に保つ。

さらにまた復極層ならびに固体電解質層について上に述
べた物質は公知の真空蒸着法で連続被覆として蒸着され
つる利点を有する。このように単一の真空蒸着設備で第
１電極、電子発色層、固体電解質層、復極層訃よび第２
電極の運、続被覆が、−該設備から基体を取し出すこと
なく蒸着され極めて簡単に電子発色装置を作ることがで
きる。

本発明の他の極めて好ましい具体例では、この装置は復
極性電解質層と電極間の電子発色層からなり、該復極性
電解質層は一酸化ケイ素とクロムの混合物からなる。

このような復極性電解質層は単一層中に固体電解質層と
復極層の機能をあわせてそなえ、従つて通常の場合より
１層少い積層で可逆的な電子発色装置を構成することが
できる。

こういつ九本発明の最後に述べた三つの特徴は非常に重
要であり、従って本発明はまた、電子発色層が１対の電
極間ｒサンドイッチされた固体積層構造からなる電子発
色装置で、１ｇｌ電極、復極層、固体電解質層、電子発
色層および第２電極からなり、該復極層が水素と混融さ
れたニッケＶあるいは少量のＢａ０１に加えたＭｏ０１
あるいはＷＯｌからなるものにもおよぶものである。

この好ましい具体例において、固体電解質層は少量の酸
化マンガンあるいはクロムと共に弗化アルミニウム、ナ
トリウムアルミニウムフルオライドあるいは一酸化ケイ
素からなる。

さらＫまた本発明は電子発色層が１対の電極間にサンド
イッチされた固体積層構造の電子発色装置であって、第
１電極、固体電解質層、電子発色層、第２電極から□な
り、該固体電解質層が少量の酸化マンガンあるいはクロ
ムを加え走体化アルミニウふ、ナトリウムアルミニウム
フルオライド、あるいは−酸化ケイ素からなる装置にも
およぶ。

最後に本発＃４＃′ｆ電子発色層が１対の電極間ｒサン
ドイッチされた積層構造からなる電子発色装置であって
、第１１Ｅｆｆ１．復極性電解質層、電子発色層、第２
［極からなり、該復極性電解質層が８１０とＣｒの混合
物からなる装置におよぶものぞある。

添付図の第１図〜第、５図にお込て、透明ガラス基体ｌ
上Ｋｒｉ、透明電極２．絶縁マスク３（一部分のみ図示
）および電子発色物質の層４が順次蒸着されている。電
子発色表示装置の透明型！ｉ［２はドープ酸化スズであ
ることが好適でこのものは熱分解的に１例えば塊化スズ
を高温ガラｘ上ｉｘプレーして作るのが好ましい、これ
は波状被覆を作り、電子を電子発色物質４中に放出する
のに好都合で、装置の応答時間が改蕾される。特定の一
具体何で、酸化スズ被覆（Ｓｎｏｗ）＃−ｊＮＨ，Ｉｒ
＠ＩＦ　を含む８Ｑｃｌ、水溶液の熱分解により厚み７
５０ｎｍＫ作られる。第１−図、第３図および第５図に
おいて、電子発色層４Ｋｔｉ固体電解質層５．復極層６
およびＩＩＩＥ２電極７が順次被覆されている。

第２図および８４図において、電子発色層４Ｋｒｉ復極
層８および第２電［７が順次被覆されている。

第１図〜第５図の表示装置は下方から見るように設計さ
れている。

実施例　１ 第１図において、Ｉｆ！２ガラス＆’−）１０ｄその上
に作られた被覆群を介し、第１ガラスＶ〒ト１に接着剤
の層９により接合されている。接着剤は制御された程度
の水分を含むプラスチック材料で、本発明の第１アスペ
クトに従いイをン化ｑ能物質の貯蔵所として役立つよう
電子発色装置の所定槍を横切ってのびている。−例とし
て、この接着剤９はボリビニシプチラール層で例えば厚
み０．３８あるいは０．７６１ｍで残存水分７０優であ
る一別の例としては水分の吸収で重合するＶ　Ｑコーン
樹脂があげられる。第１図に示されている固体電解質層
５は下記公知材料の任意のもので作られる。Ｍｇ１ｉ’
　、　Ａ１１０ｇ　、水和アルカリ金属塩、水和アルカ
リ土類金属塩、Ｎａ１Ｚｒ１Ｂ１Ｐ１０Ｈ、Ｎａ１Ｚｒ
１８１ＰＯ１１，８１０、ＣａＦｌおよびスルホン化ポ
リスチレン−しかしながら本発明の第３アスペクトに従
い固体電解質を少量の二酸化マンガンあるいはクロムを
加え走体化アルミニウム、Ｎａ１Ａ１１’＠、Ｎａ５Ａ
１１１ｉ’１４、−酸化ケイ素から選ぶことが好ましい
、水和多孔質ｙリケードあるいはアＡ／ｌノＶリケード
を用いることもできる。

第１図に示されている復極層６はこの目的のために知ら
れている任意の材料、例えばポリエ′チレンスｖホン酸
ＩＨイオン供給源と組合わされた白金、パラジウムある
いけロジウふ１ＷＯｓｌおよびＷＯ，とグラファイトか
ら作られるが、好ｔｔ、＜は本発明の第２アスペクトに
従い、水素と混融されたニッケＡ／１１あるいは少量の
１１ａＯを加えたＭｏ８あるいｒｉｔｏ、から蒸着され
る。

本実施例での各被覆表らびｋそれらの厚みは下記のとお
りであった。

第１電極２　ドープ８ｎＯ１７５０ｎｍ絶縁ｆｆＸり３
　　Ｚｒ０１　　　　　　５０〜１００ｎｌｌ電子発色
材料４　　アモルファスＷｏｌ　　５００〜６００ｎｍ
固体電解賀５　　ｓｉｏ　　　　　　　　３０ｎｍ復極
層６　　Ｍｏｂ、　　　　５０〜１１００ｎ電２電１ｉ
７　　Ａｕ　　　　　　１０ｎｍ爽施例　２ 第２因は第１図の固体電解質層５と復極層６が単一の復
極性電解質層８で置きかえられた改変表示装置を示す、
さらｒ別′の改髪■所ｒｉｌ１２ガラスＶ　−）　１０
がその周縁で接着剤１１のストリップにより第１Ｖ−ト
に接着され、Ｈイオン源として役立つに充分な水分を含
むガス充満空間１２ｔ−作っている点である。復極性電
解質層８は８１０とＣｒｔ等重量部含むサーメットをフ
ラッシュ真空蒸着して作られる。

実施ｍ５ ４Ｎ３図は大体第１図のものと類似の構成であるが第２
ガラスＶ−）１Ｇとその接着剤層９がない電子発色表示
装置を示す。

この実施例での各被覆材料ならびに厚さは下記のとおり
である。

第１　電［２ドープ５ｎＯ１７５０ｎｍ絶縁マスク３　
　　Ｓｉｎｇ　　　　　　５０ｎｍ電子発色層４　　　
’ｆ８’７７ス”Ｏｓ　　５００ｎｍ固体電解質５　　
５ｉｎ−）−Ｃｒ　　　　３０ｎｍ復極層６　　ＷＯｇ
　　　　５０ｎｍ 第２電極７　　Ａｕ　　　　　１２ｎｍ８ｎ０１層は前
述の如（１ｉ１１４Ｆ−）ｔＦ　ｔ−含む８ｎＣ１１の
水溶液を高温ガラス基体上にスプレーし所望の熱分解反
応が起るようにして作られる・絶縁マスク３＃ｉ電子衝
撃により作られ、公知の写真グラビア法で適当に＠様相
けされる。ＷＯ，電子発ｉ 色層４＃−ｔｌＯ〜５Ｘ１０　　）ルの圧力下真空蒸着
法で毎秒ｉｎｎ以下の割合で蒸着される。固体電解質層
５ｔ’ｊ向様Ｋ　５Ｘ１０〜１０トルの圧力下、約０．
２ｎｍ／秒の割合で真空蒸着によりもうけられる一蒸着
される生成物ｄ実施例２と同様ｓｉ。

とＯｒの等重量部を含むサーメットとすることもできる
がこの実施例では基体上に作られた層は少量のＣｒｔ−
含む主として８１０であった。復極層６＃Ｌｉ電子発色
層４と同様方法で蒸着されるがタングステンと酸素が化
学量論的割合に蒸着されるよう、酸化剤を加えて電子発
色性とならぬようにする必要がある。

一改変例とし、この表示装置は２ｆｆｉガラスパネルと
しであるいはう電ネートとして構成することができる。

実施例　４ 第３図に示された表示装置の別の例とし、各被覆材料な
らびに厚みが下記のとおりとされた。

第１電ｔＩｉは実施例３と同様であった。

絶縁マスク３　　ＺｒＯ，５０ｎｍ 電子発色物質４　　ＷＯｓ　　　　　６００ｎｍ固体電
解質５　　Ｎａｇム１．Ｔ＠　　　９０ｍｍ復　　極　
　層　　６　　　ＨＬ：Ｔ１　　　　　１１００ｎ第２
電極７　ムｌ　　　　７５ｎｍ 本実施例で第２電極の厚みは、他の実施゛例の場合とこ
とな＃）実質的に不透明で透過光により見ることができ
ず反射光によってのみ見うるような厚みであった。また
この厚みの故に、第２電極は大気に由来するＨイオンを
実質的に通さず、各層中に移行すべき■イオンは端縁を
通って移行しなくてはならない。

木実施例の一改変例で、ガラスシー）１上の被覆層群は
、第２図に示されているようにそれらの上に接合された
第２ガラスシートにより保護された。

実施例　５ 第４図Ｆ１実施例２に述べた表示装置で８１０：Ｏｒ復
極性電解質層を有するものを示す。

実施例　６ 第５図は本発明にかかるさらに別の具体例の表示装置で
ある。第２図の場合と同様、この装置は中空二重ガラス
構造をもつ。第１ガラスシートｌ上に蒸着さｔ′した被
覆層群は実施例１あるいは３で述べたような本のである
１、第５図の装置ではまた電気導線を取りつけるため第
１電極および＠２１１１ｉ［導電性デポジット１３，１
４がそれぞれもうけられ、これらデポジツ）は例えば鋼
のような金属でもよく、あるいは導電性エナメνで、電
線をそれにハンダ付けなしうるようにしたものでもよい
。

第６図番よび第７図はキーボードに組合わされ配置せら
れる電子発色表示装置を示す、透明基体１５の前面には
各列３コで２列になった容量性タッチコントローＶスイ
ッチ群のコマンド電極板群１６がもうけられている。こ
れら電極１６は基体の裏面に適用されるそれらのｍ能の
任意表示Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｘ、Ｙ、Ｚ（第７図）がそれを通
して見ることができるようＫＢｎＯ，の透明被覆で作ら
れる６基体の前面の残部に＃ｉ飾りマスク１７が適用さ
れ窓１８ができるようになされ、この窓を通じて、基体
１５の裏面に一１ｌｌ用される各列３コ、３列の電子発
色表示装置群１９を見ることができろ、基体の裏面ＫＦ
ｉまた容量性タッチコントロールスイッチの入力および
出力電極２０（導電性エナメルで作られる）がもうけら
れ、外部コマンド回路（図示なし）［１１続されるー・ 個々の表示装置ｌｌ　９＃ｉ夾施例１〜６に述べたよう
なものとすることができ、基体１５＃ｉ第１図〜第５図
の第１ガラスシート１ｔ−構成することがで、きる。容
量性タッチコントロールスイッチは例えば英国特許第２
０６０８９５号、同第２０６１’００４号に記載のよう
なものとすることができる。

好ましくは本発明の第１アスペク）ｆｆ従い、基体の裏
面はポリビニルブチラールの如き接着剤の中間層により
、あるいは周縁にもうけられる接着テープにより基体に
接着されるガラスシーＦで保護される。

かかるキーボード表示装［は例えば自＃卓におけるダツ
シュボード表示／制御装置として用いられる。

亥用的には、この装置は例えば自動車のスピード、モー
タ一温度、燃料量等重要なドライブパラメーターの制御
に用い、られ、ドライバーがこういったパラメーターの
いずれかのｉｌ［を知りたいと患ったなら例えば電極板
１６Ｋに指をふれるとする。すると表示装置１９の最上
列がバラメニターＸＡ　、　ＸＢ　、　Ｘ（！の名前を
表示し、コマンド電極板１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを作動
する。

適当なコマンド電極板１６ム・、１６１Ｓ、１６Ｃのい
ずれか、例えば１６ＢＫふれると１表示装置１９ＸＡ　
、　１９ＩＣは表示がなされぬ接地状１１４Ｋ（もどし
１表示装置１９ＸＢがパラメーターＸＢの名前と値とを
表示するようπなる。同様ｒ電極板１６’Ｙ、１６Ｚも
それぞれ表示装置１Ｌ９ＹＡ、　１９９゜１９ＹＯＪよ
、ｒＡ９ＺＡ　、　１９２Ｂ　、　１９ｚｃｌ利用すＡ
７ｔめにタッチされる・ そのほかこの装置ｔは自動車の例えばライ）。

加熱装置等ある種装置を作動するのに使用することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はいずれも本発明の好ましい具体例にか
かる電子発色表示装置の御所面図、第６図は本発明の電
子発色表示装置が組みζすれ九勢−ボードの縦断面図、
第７図は第６図のキーボードの正面図。 特許出願人　　グラヴルベル　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子発色層が１対の電極間にサンドイッチされてい
   る固体積層構造からなり、装置自体は少なくとも１枚が
   透明な１対のガラスレート闇に、イオン化可能物質の貯
   蔵部所がこれらシート聞に保持されるようサンドイッチ
   されていて、前記電極間に適当な電位を適用するとイオ
   ン化可能物質と電子発色材料の聞にイオンの移動が行な
   われうろ電子発色装置・ ２、ＩＱ記貯蔵箇所が■イオンの制御水分源である特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　　Ｉｌｌ記貯蔵簡所が装置内のガス充填空間であ
   る特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４．１ｆｆ記貯蔵簡所が制御された程度の水分を含み、
   装置をラミネートパネルとして接合する接着剤−ディに
   より構成されている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ５、電極間に復極層、固体電解質層、ならびに電子発色
   層を含み、該復極層が水素と混融され九ニッケル、ある
   いはＭｏＯ＠ｔたはＷＯｌならびに少量の添加剤ＢａＯ
   を含む特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載
   の装置。 ６、電極間に固体電解質層と電子発色層を含み、該電解
   質層が弗化アル１二つふ、弗化ナトリウムアルミニウム
   あるいは一酸化ケイ素と少量の酸化マンガンあるいはク
   ロムを含む特許ＩＩＩ末の範囲１１１項〜第５項のいず
   れかに記載の装置。 ７、電極間に復極性電解質層と電子発色層を含み、該復
   極性電解質層が一酸化ケイ素とクロムの混合物を含む特
   ｔｆｓｌｌ求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
   装置。 ８、電子発色層が１対の電極間にサンドイッチされてい
   る固体積層構造からなり、第１電極、復極層、固体電解
   質層、電子発色層ならびに第２電極を含み、該復極層が
   水素と混融されたニッケルあるいはＭＣｌ０Ｓあるいｔ
   ｉ　Ｎｏ、と少量のＢａＯを含む電子発色装置。 ９、電解質層が弗化アル電ニウム、弗化ナトリラムアル
   ミニウムあるいは一酸化ケイ素と少量の酸化マンガンあ
   るいはクロムを含む特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０、　　電子発色層が１対の電極１ｆｆＩＫサンドイ
   ツチされている固体積層構造からなシ、第１電極。 固体電解、質層、電子発色層ならびに第２電極を含み、
   該固体電解質層が弗化アＡ／ｌニウふ、弗化ナトリウム
   ア／Ｌ／１ニウムあるいは一酸化ケイ素と少量の添加剤
   酸化マンガンあるいはクロム全台む電子発色装置。 １１、電子発色層が１対の電極間にサンドイッチされて
   いる固体積層構造からなり、第１電極、復極性電解層、
   電子発色層ならびに第２電極を含み、該復極性電解質層
   が８１０とＯｒの混合物を含む電子発色装置・