JPS60247227A - 透過型エレクトロクロミツク表示装置 - Google Patents

透過型エレクトロクロミツク表示装置

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JPS60247227A
JPS60247227A JP59102808A JP10280884A JPS60247227A JP S60247227 A JPS60247227 A JP S60247227A JP 59102808 A JP59102808 A JP 59102808A JP 10280884 A JP10280884 A JP 10280884A JP S60247227 A JPS60247227 A JP S60247227A
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JP59102808A
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English (en)
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Kiyoshi Uchikawa
清 内川
Tatsuo Niwa
達雄 丹羽
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Nikon Corp
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Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/153Constructional details
    • G02F1/1533Constructional details structural features not otherwise provided for

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • 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】 (発明の技術分野) 本発明は新規な透過型エレクトロクロミック(以下、「
エレクトロクロミック」をECと略す)表示装置に関す
る。
(発明の背景) 乾電池程度の電圧を印加することによって発色し、逆電
圧を印加することによっ”ζ元の無色透明に消色するE
C表示装置(以下、ECDと略す)は、日の字型のセブ
ンセグメントを用いた数字その他の表示手段として利用
すべく実用化にむけて盛んに研究されている。その1つ
として−OB 、 Mo(%等の還元発色性EC物質を
用いたECDがある。
これらのEC物質が発色するには、電子(e−)とカチ
オン(X+)の同時注入が必要とされ、発色・消色に伴
う反応式は次のように信じられている。
消色時:WO3+ne +nX ↓↑ ↓↑ 発色時: XnWO3 そして、カチオン(X”)としては、イオン半径の小さ
く移動の容易なHが主として使用されている。これらの
カチオンは常時カチオンである必要はなく、電圧が印加
され電場が形成されたときカチオンが生ずればよいので
、特にH+の場合には水がカチオン供給源として利用さ
れる。水は電場の中で H20→H+01(− に従って分解する。水は極く微量で十分であるらしく、
大気中から自然にWO3層に取り込まれる量の水分でし
ばしば間に合う。
しかしながら、単にWO3層を一対の電極で挟んで電圧
を印加して発色させても、容易に消色することができな
い。何故ならば、消色しようとして逆電圧を印加しても
陰極に通じた電極側から電子(e〜)が流入して来るの
で、もしH”があれば、WO3+ ne + nll 
→1lnWo3の反応か起こって着色するからである。
そのため、WO,層と一方の電極との間に絶縁層例えば
5i02. MgF、を設けたECDが提案された(特
公昭52−46098号)。このECDの絶縁層は、電
子の移動はできないが、OH−イオンの移動は自由であ
り、このOH″″イオンが電気を運び、絶縁層と電極と
の間で 20H−H2O+ (1/ 2 ) 02↑+2e−の
反応に従って電子を陽極側に放出しているものと思われ
る。
つまり発色時には、 (陰極側) WO3+ne +nH−=tlnWO3(
陽極側)n(OH−)→ nH2O+ (n /2 ) 021 +2ne−とい
う反応が推定され、消色時には、 (陽極側) Hnl’103 →WO,+ne−+nH
”(陰極側)n1120+2ne−→ nOH”−+ (n /2 ) H2↑という反応が生
じるものと推定される。
これらの式からも明らかであるが、現実にも特公昭52
−46098号は駆動により水が消費されるので大気中
から速やかに水が供給されないと発色しなくなり、また
、駆動に伴って02ガスや■2ガスが放出されるので層
間剥離を生じるという欠点があった。
そのため、WO3層の隣に「イオン良導体である電子絶
縁層/酸化発色性EC層」を設けた全固体型ECDが提
案された(特開昭56−4679号)。これは酸化発色
性EC層として水酸化イリジウム又は水酸化ニッケルを
使用し、同3の発色時に、陽極側で Ir (On) m + n (OH″″)(無色透明
) ↓ Tr (Oll) 1−pH□0+qH20+ r (
e−)と反応し、−03の消色時に陰極側で Ir (Oll) 12− pi2o+ql12o+ 
r (e−)↓ Tr (0旧11+n(OH″″) と反応するものと考えられている。従って、水が再生さ
れるので水が消費されず、また112ガスや02ガスの
発生もない。
しかしながら、水酸化イリジウム又は水酸化ニッケル層
を使用すると、長時間の高温耐久性試験に供した場合、
消色時にも色が残り、元の無色透明にならず、そのため
発消色のコントラストが低下することが判った。
(発明の目的) 従って、本発明の目的は、水酸化イリジウム又は水酸化
ニッケル層を使用したときの欠点、即ち長時間の高温耐
久性試験に供したときのコントラストの低下を改善する
ことにある。
(発明の概要) 本発明者らは鋭意研究の結果、水酸化イリジウム又は水
酸化ニッケル層と対向電極との2層に代えて、’Ru、
Os、Rb+Pt+Pd及びNiから選ばれた一種また
は二種以上の金属それ自体又はその酸化物もしくは水酸
化物からなる分散質と透明固体導電性分散媒とからなり
、真空薄膜形成技術または厚膜法で形成さた透明電極」
を使用することによって、水酸化イリジウム層の持つ前
記欠点が解消されることを見い出し、本発明を成すに至
った。
従って、本発明は、透明表示電極(A)、還元発色性エ
レクトロクロミック層(B)、必要に応して透明イオン
導電層(C)、及び対向電極(D)からなるエレクトロ
クロミック表示装置に於いて、前記対向電極(D)とし
て、Ru、Os、Rh、Pt、Pd及び旧から選ばれた
一種または二種以上の金属それ自体又はその酸化物もし
くは水酸化物からなる分散質(D 11)と透明固体導
電性分散媒(D 12)とからなり、真空薄膜形成技術
または厚膜法で形成された透明分散電極(Dl)を使用
し、かつ前記(B)、(C)及び(DI)の少なくとも
一層が前記(B)の発色に必要なカチオン又は電圧印加
によってカチオンを放出するカチオン供給源を含むこと
を特徴とするECDを提供する。
本発明に於いて使用される透明表示電極(A)としては
、例えば5n02. In2O3、TTO(In、O,
に5%程度の5n02を混入させたもの)等が挙げられ
る。電極(A)の厚さとしては、透明度及び抵抗にもよ
るが、一般には0.01〜0.5μmである。従って、
電極(A)は一般には、真空蒸着、反応性蒸着、イオン
ブレーティング、反応性イオンブレーティング、スパッ
タリング等の真空薄膜形成技術で作られるが、場合によ
っては有機金属化合物例えば金属アルコラードまたはそ
のオリゴマーの溶液を塗布し、焼成して被膜を形成する
、いわゆる厚膜法で作ってもよい。
還元発色性EC層(B)は既に知られているように非晶
質−03又はMooBが使用される。これらのEC層は
真空薄膜形成技術により、一般に0.01〜数μmの厚
さに形成される。
透明イオン導電層(C)は、本発明0ECDにメモリ性
即ち発色させた後、電圧印加を止めても、発色状態が保
持される性質をもたせるために必要に応じて設けられる
もので、その具体的材料としては次のものが例示される
■少量の水分を含む酸化タンタル(Taz% )、酸化
ニオブ(Nb、05 ) 、酸化ジルコニウム(Zr0
2)酸化チタン(Ti02) 、酸化ハフニウム(Il
fO2)、酸化イツトリウム(Y、O,) 、酸化ラン
タン(La203)、酸化珪素(S102> 、フッ化
マグネシウム、リン酸ジルコニウムあるいはこれらの混
合物質(これらの物質は、電子に対して絶縁体であるが
、プロトン(H+)及びヒドロキシイオン(Oll−)
に対しては良導体である。); ■塩化ナナトリウム塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭
化カリウム、Na5Zr2S+2P0,2、Na14.
(Zrstxp3−XO,、、N a s Y S +
 + 012、llbAg、I、等の固体電解質; ■水又はプロトン供給源含有合成樹脂、例えばメタクリ
ル酸β−ヒドロキシエチルと2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸との共重合体、含水メタクリ
ル酸メチル共重合体のような含水ビニル重合体、含水ポ
リエステルなど;■電解液、例えば硫酸、塩酸、リン酸
、酢酸、酪酸、しゅう酸のような酸またはその水溶液、
水酸化ナトリウム、′水酸化カリウムのようなアルカリ
の水溶液、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウ
ム、硫酸リチウムのような固体強電解質の水溶液; ■半固体ゲル電解質、例えば電解質水溶液をゲル化剤例
えばポリビニルアルコール、CMC,寒天、ゼラチン等
でゲル化させたもの; などが挙げられる。
従って、透明イオン導電層(C)は、真空薄膜形成技術
、厚膜法、封入、注入、塗布、その他の手段で形成され
る。(C)層の厚さは材料によってo、ooi μm−
IN位まで様々となる。
対向電極は、本発明に於いては分散質(Dll)と透明
固体導電性分散媒(D I2)とから成る透明分散電極
(Dl)を使用するが、まず分散質(Dll)について
説明する。
分散質(D 11)は、Ru、Os、Rh、Pt、Pd
及びNiから選ばれた一種または二種以上の金属それ自
体又はその酸化物もしくは水酸化物からなるが、なかで
も酸化物もしくは水酸化物が好ましい。
分散媒(D 12)としては、例えばSnO2+ In
2O3゜ITO,ZnO等の透明固体導電性化合物が使
用される。
このような透明分散電極(Dl)の製造法を説明すれば
次の通りである。以下の説明でり、は分散質(D 11
)を構成する金属単体を、Mloはその酸化物を意味し
、Mlは分散媒(Dl2)を構成する金属単体を、M、
0はその酸化物を意味する。
(i)抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波加熱又はレー
ザービーム加熱による真空蒸着:(i−a)非反応性の
場合 蒸発源材料として ◎M、、MIO 0Ml0゜ を使用する。
(i−b)反応性の場合 02ガスの存在下に活性化手段(例えば高周波印加又は
加熱)と共に、 蒸発源材料として ◎M、、 Mlo 0M2.M20 を使用する。
(ii )高周波スパッタリング: (ii −a )非反応性の場合 不活性ガスの存在下に、多元又は複合ターゲットとして
、 1 ◎M、 、 M、 0 0Ml0 を使用する。
(ii−b)反応性の場合 02ガス(不活性ガスを加えてもよい)の存在下に、多
元又は複合ターゲットとして、0M1. M、 0 0M2.M20 を使用する。
(iii )直流スパッタリング: 0□ガス(不活性ガスを加えてもよい)の存在下に、多
元又は複合ターゲットとして、0M1 0M2 を使用する。
(iv )その他 前記(i) 、(ii) 、(iii)のいずれかの方
法で、MlとMlとの混合金属薄膜を形成した後、加熱
例えば250〜300 ”cに加熱することにより酸化
して、MlとM2Oとの分 2 散層(Dl)又はMloとM2Oとの分散層(DI)に
変える。この方法が可能なMlとしては、Sn、 In
などが挙げられる。
なお、先にMloは酸化物を意味すると述べたが、水が
Mloの近くに存在する場合には、Mlo ・H,0は
Ml (OH)2とも書けることから理解されるように
、酸化物ではなく水酸化物とも受け取れる。従って、分
散質(Dll)を構成する金属の酸化物と水酸化物とは
厳密に区別されるものではない。
ともかく分散質(Dll)は透明分散媒(D 12)中
に極微粒状態で分散していることが必要で、そのために
分散層(DI)の製造には、上述の真空薄膜形成技術を
利用することが好ましい。また、分散層(DI)は有機
金属化合物例えば金属アルコラードまたはそのオリゴマ
ーの混合液を塗布し、焼成して被膜を形成する厚膜法で
形成してもよい。
これにより、透明な分散電極(Dl)が得られる。
透明分散層(Dl)の膜厚としては、一般に0゜005
μm〜11■位あれば十分である。
先に述べたように還元発色性EC層(B)の発3 色にはカチオンが必要であり、層(B)、層(C)及び
層(Dl)の少なくとも1層にはカチオンまたは電圧印
加によりカチオンを放出するカチオン供給源を含ませる
ことが必要であるが、層(B)および層(Dl)に含ま
せる場合にはカチオンは実用上プロトン(H+)に限ら
れ、カチオン供給源は実用上、水(H2O)に限られる
。水の場合には、ECDの製造時に格別含有させること
をしなくとも、しばしば大気中から自然に層中に侵入す
る。
こうして本発明0ECDが構成される。本発明のECD
は、一般には表示電極(A)、EC層(B)、場合によ
りイオン導電層(C)、分散電極(Di)の3層又は4
層構造からなるが、第2A図及び第2B図に示すような
構造であってもよい。
図中、(E)は補助電極である。
このECDに1.0〜1.8ボルト程度の直流電圧を印
加すると0.01〜数秒で青色に発色し、この発色状態
は(C)層が存在する場合には電圧印加を止めても比較
的長時間保持され、同程度の逆電圧4 を印加すると、発色に要した時間よりやや短時間で元の
無色透明に戻る。時間はかかるが電極(A)と(Dl)
を短絡しても消色する。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
(実施例1) ガラス基板(S)を用意し、その上に下記条件:蒸発源
:金属Sr+、金属Rhの2元系真空度: 5 XIO
Torr 02分圧: 3 XIOTorr 基板温度=20°C の下に高周波イオンブレーティングにより、酸化レテニ
ウムを分散質(Dll)とし酸化スズを分散媒(Dl2
)とする膜厚700人の透明分散電極(Dl)を形成さ
せた。この分散電極(Dl)は、分散質(Dll)の割
合は20重量%であり、シート抵抗は500Ω/口であ
った。
次にその上に下記条件: 蒸発源: Ta2% 真空度:5X10−≦ Torr 5 4 0□分圧: 4 XIOTorr 基板温度:150℃ の下に真空蒸着により、膜厚5000人の透明イオン導
電層(C)を形成させた。
その上に更に下記条件: 蒸発源:WO2 真空度: 5 XIOTorr Ar分圧: 4 xlo−” Torr基板温度:15
0°C の下に真空蒸着により、膜厚500〇への透明な非晶胃
弱03層(B)を形成させた。
最後に一03層(B)の上に下記条件:蒸発源: In
20B と5n02との混合物真空度: 5 xio 
Torr 計分圧: 3 xio−’ Torr 基板温度:150°C の下に高周波イオンブレーティングにより、膜厚250
0人の透明表示電極(A)を形成させた。
こうして、第1図に示す構造を有するECDが得られた
。このECDをエポキシ樹脂で封1トした6 後、電極(A)、(DI)を通じて1.4ボルトの発色
電圧を印加すると、400 m5ecで青色に発色し、
発色時の透過率(Tc)は波長λ−600nmで20%
であり、この発色状態は電圧印加を止めても保持された
。次に−1,4ボルトの消色電圧を印加すると、350
 m5ecで元の無色透明に戻り、消色時の透過率(T
b)は80%であった。
(実施例2) 実施例1で用いたガラス基板(S)を用意し、その上に
下記条件: 蒸発源: In2O3とSnO□との混合焼結体(IT
O)と金属Rhの混合ターゲット 真空度: 5 xlOTorr Ar分圧:’ 5 Xl0−’ Torr基板温度:室
温 の下に高周波スパッタリングにより、金属Rhを分散質
(Dll)とし、In2O3と5n02との混合物を分
散媒(Dl2)とする膜厚約500人の透明分散電極(
Di)を形成した。この透明分散電極(DI)は分散質
(D 11)の割合が25%であり、シート抵7 抗は180Ω/口であった。
以下、実施例1と同様に透明イオン導電層(C> 、 
wo、層(B)及び表示電極(A)を形成させ、ECD
を作成した。
エポキシ樹脂で封止後、発消色テストを行うと、+1.
4 vで250 m5ec 、 Tc=25%であり、
−1,4Vで200 m5ec 、 Tb=75%(λ
−600 nm)であった。
(比較例1) 厚さ0.15μmのITO対向電極(D)の形成された
ガラス基板(S)を用意し、その電極(D)の上に下記
条件: 蒸発源:金属Ir 真空度: 5 Xl0−’ Torr −十 02分圧: 3 XIOTorr 基板温度:20℃ の下に高周波イオンブレーティングにより、酸化イリジ
ウムだけからなる膜厚700人の透明EC層を形成させ
た。
その後、実施例1と同様に(C)、(B)及び8 (A>層を積層してECDを作成し封止したところ、得
られたECDは発色電圧印加前から、やや褐色に着色し
ており、大気中で±1.54ルー・のOoj。
511z交流電圧を500分印加しても、完全には無色
透明にならなかった。消色した後、発消色テストを行っ
たところ、150 m5ecでTc = 15%、 1
00 m5ecでTb = 50%であった。
(高温耐久性試験) 実施例1.2及び比較例1で作成した封止ECDを、コ
ントラスト比をめた上で80℃、200時間の高温耐久
性試験に供し、その後コントラスト比をめた。この結果
を下記第1表に示す。尚、コントラスト比は次のように
めた。
コントラスト比−1og (TI/T2)T1−消色時
の飽和透過率(%) T2−発色時の飽和透過率(%) 測定波長λ−600nm 第1表(高温耐久性試験データ) (発明の効果) 以上の通り、本発明によれば、製造後に着色のない無色
透明なECDが得られ、しかも高温耐久性試験後にコン
トラストの低下の極めて少ないECDが得られる。また
、従来の水酸化イリジウムまたは水酸化ニッケル層が不
要であるので、ECD全体の構造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例1にかかるECDの断面図で
ある。第2A図及び第2B図は、本発明の他の実施例に
がかるECDの断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 A・・・透明表示電極 B・・・還元発色性EC層 C・・・透明イオン導電層 Dl・・・透明分散電極(対向電極) E・・・補助電極 S・・・基板 出願人 日本光学工業株式会社 代理人渡辺 隆男 1 0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 透明表示電極(A)、還元発色性エレクトロクロミック
    層(B)、必要に応じて透明イオン導電層(C)及び対
    向電極(D)からなるエレクトロクロミック表示装置に
    於いて、 前記対向電極(D)として、Ru、 Os、 Rh、 
    Pt、 Pd及びNiから選ばれた一種または二種以上
    の金属それ自体又はその酸化物もしくは水酸化物からな
    る分散質(Dll)と透明固体導電性分散媒(D I2
    )とからなり、真空薄膜形成技術又は厚膜法で形成され
    た透明分散電極(Dl)を使用し、かつ前記(B)、(
    C)、及び(Dl)の少なくとも一層が前記(B)の発
    色に必要なカチオンまたは電圧印加によってカチオンを
    放出するカチオン供給源を含むことを特徴とする透過型
    エレクトロクロミック表示装置。
JP59102808A 1984-05-22 1984-05-22 透過型エレクトロクロミツク表示装置 Pending JPS60247227A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2688614A1 (fr) * 1992-03-16 1993-09-17 Schlumberger Ind Sa Carte a memoire electronique avec affichage de la consommation du solde disponible dans sa memoire.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2688614A1 (fr) * 1992-03-16 1993-09-17 Schlumberger Ind Sa Carte a memoire electronique avec affichage de la consommation du solde disponible dans sa memoire.
EP0564012A1 (fr) * 1992-03-16 1993-10-06 Schlumberger Industries Carte à mémoire électronique avec affichage du solde disponible dans sa mémoire

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