JPS6073526A - エレクトロクロミック表示素子 - Google Patents

エレクトロクロミック表示素子

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JPS6073526A
JPS6073526A JP58179112A JP17911283A JPS6073526A JP S6073526 A JPS6073526 A JP S6073526A JP 58179112 A JP58179112 A JP 58179112A JP 17911283 A JP17911283 A JP 17911283A JP S6073526 A JPS6073526 A JP S6073526A
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JP
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Application number
JP58179112A
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English (en)
Inventor
Sakae Tamura
栄 田村
Tsutomu Takamura
高村 勉
Atsuo Imai
今井 淳夫
Shigeru Matake
茂 真竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6073526A publication Critical patent/JPS6073526A/ja
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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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • 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〕 本発明はエレクトロクロミック表示素子(以下ECDと
略す)に係シ、更に詳しくは全固体状ECDに関する。
〔従来の技術的背景とその問題点〕
薄膜固体状のエレクトロクロミック材料と固体電解質を
主要素として構成した所謂全固体状ECDは、ECDに
共通する表示の記憶性があることにくわえて、液漏れの
おそれがないこと、薄型化が可能であることなどの長所
を有し、新へしい表示素子として実用化の検討がすすめ
られている。
固体状エレクトロクロミック材料としてはWo 3やM
oO3,I rOsなどの遷移金属酸化物の他、希土類
金属シフタ日シアニン、ビオロゲン系化合物などの有機
化合物が知られている。
一方、上記した固体状エレクトロクロミック材料と組み
合せて全固体型ECDを構成するだめの固体電解質とし
ては、β−A1203.RbAg4I5+Na5Zr2
−Si2POtz、LiaN、NazYSi401zな
どの無機化合物が知られているが、近年ではポリスチレ
ンスルホン酸樹脂やパー長ロロスルホン酸樹脂などの高
分子電解質および、ポリメチルメタアクリレートなどの
高分子化合物とLiCIO4などの電解質を複合化した
固体状電解質が電解質薄膜の形成が容易である点から着
目され、全固体状ECDの電解質層として多用されてい
る。
上記したエレクトロクロミック材料と固体状電解質を用
いた反射型全固体状ECDは従来第1図に示すようにガ
ラス基板(1)上の透明成極(2)上にエレクトロクロ
ミック材料層(3)を密接して薄膜状に設け、更に、該
エレクトロクロミック材料層(3)の薄膜と密接して顔
料微粒子を分散させた固体電解質層(4)を談け、固体
電解質層(4)上に対電極(5)を設けることによって
構成されている。
このような従来の反射型全固体状ECDは、表示パター
ンとその背景を明瞭にする目的から、ガラス基板+1)
上に設けられた表示パターン用の透明電極(2)上にの
み、エレクトロクロミック材料層(3)を設け、表示パ
ターン用透明電極(2)周囲の色、即ち背景色は固体電
解質層(4)の色を利用するものが主であシ、この背景
色を鮮やかにするため、固体電解質層(4)に顔料微粒
子を分散して混入させなければならなかった。
また、固体電解質層(4)を背景色として使用せずに通
常の状態で着色しているエレクトロクロミック栃料層(
3)を使用した反射型全固体KDDは第2図に示すよう
にガラス基板(1)上およびガラス基板(1)上の透明
電極(2)上にエレクトロクロミック材料層(3)の薄
膜を設け、更にこの上に固体電解質層(4)及び対1シ
極(5)を設けて構成したものであり、エレクトロクロ
ミック材料層(3)の色、即ち酸化も還元も施こしてい
ない状態での色を背景色とし、酸化色もしく還元色をも
って表示を行なっていた。しかしながらエレクトロクロ
ミック材料として適する種類はごく少ないため表示パタ
ーンの表示色とその背景色とのコントラストは不鮮明な
ものでおりその組合せもごく限られていた。
〔発明の目的〕
本発明は全固体状ECDの背景色としてエレクトロクロ
ミック材料の酸化色あるいは還元色を使用表示素子を提
供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は全固体状エレクトロクロミック表示素子におい
て、表示用透明パターンの背景色として酸化あるいは還
元された゛エレクトロクロミック材料を用いることを特
徴とする全固体状エレクトロクロミック表示素子であり
、具体的には、あらかじめ透明電極が設けられた透明の
ガラス基板の略々全域に亘って薄膜状に設けられたエレ
クトロクロミック材料層を化学反応によって酸化もしく
は還元することによってエレクトロクロミック材料層全
域を酸化色もしくは還元色に帯色さぜ、これを背景色と
し、電気化学的反応によってエレクトロクロミック材料
層の表示用の透明′4極と密接する部分のみ色変化を起
させて表示するものである。
表示用の透明電極を設けたガラス基板上に、エレクトロ
クロミック材料層を、真空蒸着など通常用いられる手段
によって設けて後酸化剤もしくは還元剤を含有させた固
体電解質形成用塗料をエレクトロクロミック材料薄膜上
に塗布・乾燥し固体電解質層を形成しこの上に対電極を
設けることによって実施される。
また1本発明は、表示用の透明電極を設けた透明のガラ
ス基板の略々全域に亘って設けられたエレクトロクロミ
ック材料層をガラス基板ごと酸化剤もしくは還元剤を出
解した液体中に浸漬したり酸化性ガス中あるいは還元性
ガス中に放置することによってエレクトロクロミック相
科層を酸化もしくは還元した後に酸化剤や還元剤を含ま
ない通常の固体電解質形成用塗料をエレクトロクロミツ
4り材料層面に塗布・乾燥することによっても実施可能
である。
壕だ、本発明の実施に用いられる固体電解質形 。
成用塗料としては、例えばポリビニルアルコール。
ポリエチレングリコール、ポリビニルビロリドレ。
メチルビニルエーテルと無水マレイン酸共重合体。
カゼイン、ゼラチン、グルー、卵白アルプミ/。
アラビアゴム、セルロース誘導体等の吸湿性高分子物質
と潮解性物質を溶解した塗料が、エレクトロクロミック
材料の可逆的電気化学反応を継続的に行なわせる良好な
固体゛電解質を得る目的に適しており、この塗料にエレ
クトロクロミック材料を酸化する物質もしくは還元する
物質を加えても潮解性電解質の分解を起さないものであ
れば特に支障をきたてない。 ゛ 更に上記した塗料中に表示用の透明側から、表示用の透
明電極の対電極として固体電解質層に密接して設けられ
る成極の影が見えないようにTi02などの顔料微粒子
を分散させてもよい。
また、本発明の実施に用いられる固体電解質形成用塗料
の作成に使用可能な潮解性物質としてはZnCl2.A
A’C/3,5bC73,YCl3.InCl2.In
C1a、GdCl3゜GaCl2.GaCl3.CaC
J’+、CrCl2.CrCl3,5rC12,CsC
CCeCl3.BiCl3.BeCl2 、LaCl3
.BeF2.T#’3 +5nF4+KFtuF6 、
SbF+ IN)I4F 、NH4Br 、ZnBr 
2 、YBr 3 、CdBr 2 、GaBr 3+
CaBr2.SnBr4+CeBr3+BeBr2.M
gBr2.LiBr、AlI3゜Ca I 2 + S
 r I 2 * Na I ghog I 2 HL
 I I +KI 3 e P 5C1l 31 KN
Oz I NaN02 +Al(NOa ) 3+Yb
(NO3) 3 、Y(NO3) 3. In(NO3
) 3.Ga(NO3)’a +Ca (NO3) 2
 、LiNO3,IVIg(NO3) 2 、 (NH
30H)NO3、La(NOa ) 21Zn(NOa
 ) 4 、Hg(NO3) 2 、5e(NO3) 
2 、Ce(NO3) 3 、Tl(k’o3) 31
Th(NO3) 4 、Zn(CA’03 ) 2 、
LiClO3、Ca (CAO3) 2 、 In(C
lOa)、iPb (C103) 2 、AgCl0.
1 、NaH8O4,Mg (ClO4) 2 、Ca
 (ClO) 2 。
HzSe03+KzSe03.NH45O3NH2、H
zPHO3,に2PH03。
(NH,i )PHOa 、Na2PO4,Na 2P
H03、に202 、P2O5、P2O4。
As2O5+Na2O,P20a+KzS、Na25e
 、C52S、Na2S、Rb25゜HN(zOz 1
KPH202、NaPH202、NH4CN 、KCN
 、Au(’CN) 3 、C5CNNaCN、KOH
,5r(OH) 、CsOH,NaOH,Rb(OH)
 、C82CO3゜Na 2C03、Li 2CO3、
Zn(5CN) 2 、NH4SCN、KSCN、Ca
(5CN) 21NaSCN、Ba(SCN)2+KS
eCN、(NH4)zZn(804)2.5b2(SO
4)2Yb(SO4)+Ga2(SO4)3.HgSO
41KHso4.NaH8O4,5n(SO4)2B 
i 2(804)3 r (NH6) 2804 、 
(PI(4) 2804 、H3PO4、に2■廿04
゜Na2HPO4,KH2PO4,Ca(H2PO4)
2 、(NH,a)282031に2s203゜K2T
e04.に3AsO4,KA802.に2Si03.N
FI4BO2,KBO2゜K2MOO4、(NH4)Z
nCla 、 (NH4)ノーC1l 3 、N0BF
4 、NaNH2。
N1(zOH,Na 2S 2071に4P 207 
、 I(SI(、Na5H,K3ASS 4 、N2H
@CA’ 2I(PO3) x * Yb C1l 3
+ u CIJ 4 + u CZ 5 T SmCA
 3 + F e C1l 3 + Cu C1l 2
 r(NH4)NiC1j 3.VC1j2.VOCl
2.N1(C104)21KNH2,MoOCl4+H
02Br2.N1(N03)z、FeI2.Ti2(S
O4)a、Mn2(SO4)3゜ErCl3.AuCl
3.uC13,PbCl2.MnCl2.RhCl3.
CoBr2゜FeBr 3 、MnBr 2 、MnI
 2 、 PI 3 、Ge I 4 、Nf(4Co
CJi! 3 、Na1V1n04 +MnO3,Cr
0a、Rb55.C0(NO3)2.Fe(SCN)3
.に2C83゜ZnCr2O7,Na2Cr2O7+N
a5(Fe(CN)a)+uozI2.Au2(SO4
)、3PdSO4,08CA2.IrBr4.Cu(N
O3)2.TiCl3.Fe(NOa) 3゜InCl
、NbCl5.NiCl2.ICl3,5eC14,A
lBr3.InBr3゜SmBr3.TlBr3.Ti
Br4.NiBr2.B1Br3.H2PtCA6.H
AuCl、iK2HgI4.AgF、InI3.H02
(NO3)2.(NH4)zce(NO3)6+Pb(
NO3)25Be(NO3)2.Cs02.Li2S、
Na2C831に2(Pt(CN)4)、Fe2(SO
4)a+等から選ばれた少なくとも一睡以上のものが挙
げられ、これらの潮解性物質と強電解質例えばKF 、
KCl、KBr 、KI 、NaF 、Na(J! 、
NaBr 、NaI 。
LiCIC)a等を併用してもよい。
また、前記した潮解性物質のうち、エレクトロクロミッ
ク材料を酸化もしくは還元可能な物質を固体状電解質形
成用塗料に溶解した場合は、特にエレクトロクロミック
材料を酸化あるいは還元する物質を添加しないでもよい
場合がおることはい本発明によれば背景色として顔料を
分散させて混入した固体電解質層を用いなくとも酸化あ
るいは還元されたエレクトロクロミック洞料層を用いる
ことにより表示透明パターンの表示色とのコントラスト
が鮮明な背景色を得ることができる。
〔発明の実施例〕
実施例1 第2図に示したように透明のガラス基板(1)上に設け
た酸化インジウムからなる透明導電膜をエツチング処理
し、表示用の透明電極(2)を形成した後テトラチア7
Aバレンをエレクトロクロミック材料層(3)としてガ
ラス基板(1)の表示用の透明電極(2)形成面に真空
蒸着装置を用いて蒸着した。
このテトラチアフルバレンのエレクトロクロミック材料
層(3)は黄色をしており、厚さは約100OAであっ
た。
次に、酸化剤としてNa25zOsの0.001 no
n水溶液中に浸漬したところ、テトラチア7A/バレン
のエレクトロクロミック層(3)は紫色に変色した。
1だ、重合度2400のポリビニルアルコール5gと重
合度400のポリエチレングリコール5gを100gの
純水に溶解し、白色顔料であるTiO2微粒子30gお
よび潮解性電解質であるCaCl216gをそれぞれ分
散・溶解し固体電解質形成用塗料を得た。尚、 TiO
2やCaCl2を分散・溶解する際の攪拌によって塗料
に気泡が含まれるので約30gのメチルアルコールを消
泡剤として添加し、更に、300メツシユのステンレス
製金網で前記固体電解質形成用塗料を口過することによ
って塗料中に含まれる気泡を除去した。
このようにして得た固体電解質形成用塗料を前記赤色化
したテトラチアフルバレンの薄膜上に塗布した後、80
°Cの高温槽中で乾燥し厚さが略々0.1朋の固体電解
質M(4)を形成した後、固体電解質層(4)面にAu
を真空蒸着して対電極(5)を設けた。
この対1こ極(5)を陽極とし、あらかじめガラス基板
(1ンに設けた表示用の透明4極(2)に−1,OVo
ltを印加したところ、0.5秒以内で透明d極(2)
と接しているテトラチアフルバレンのエレクトロクロミ
ック材料層(3)のみが元の緑色に変色した。即ち、以
上の工程により背景色が紫色で黄色に発色する反射型全
固体状ECDが容易に得られた。
+ 1.OVolt印加しないかぎりは紫色に戻らない
ことを確認した。
また本発明の実施によれば、希土類金属ジタロシアニン
のエレクトロクロミズム現象の如く、ECDを構成する
対電極(5)間の電圧とその極性によってすみれ色から
青緑黄赤と連続的に着色が変化するエレクトロクロミッ
ク材料層(3)の背景色を上記色の中から所望の色を任
意に選択することができる。
また本発明の実施によれば固体化した電解質中に含まれ
る酸化剤あるいは還元剤によるエレクトロクロミック材
料の酸化反応もしくは還元反応は通常起シに<<、日本
化学会第38秋季年会予稿集報告番号ZAO7で示され
たエレクトロクロミック材料層(3)の還元包中に酸化
色の表示を行なう液体状ECDと異なり、表示の記憶性
も損なわれない。
実施例2゜ 重合度が2400のポリビニルアルコール5gi合度4
00のポリエチレングリコール5 g ’e 100 
gの純水に溶解し、この溶液にTiQ2微粒子30gお
よびCaC#216 gをそれぞれ添加し、らいかい器
を用いて攪拌し、分散・溶解した。攪拌中に生ずる気泡
はメチルアルコールを約30g添加することによって消
泡した。更に、N’azSzOsを約0.1g添加し、
本発明にかかる固体電解質形成用塗料を得た。
上%pした塗料中に、蓮明′電極(2)上に黄色のテト
ラチアフルバレンからなるエレクトロクロミック材料層
(3)を薄膜状に設けたガラス基板(1)を浸漬し毎分
1 cmの速度でひき上げ、テトラチアフルバレンのエ
レクトロクロミック材料層(3)上に塗料膜を形成した
。この塗料を塗布したことにより、黄色のテトラチアフ
ルバレンは紫色のテトラチアフルバレンに変色した。
更に実施例と同様にし、塗膜を乾燥後光示用の透明【返
(2)の対電J啄して固体電解質膜面に金を真空蒸着し
、メ・]嵯電極5)を陽極として表示用の透明4極(2
)に−1,OVolt印加したところ透明電極(2)と
接しているテトラチアフルバレンエレクトロクロミック
材料層(3)のみが紫色から黄色に変色し、鮮やかな表
示パターンが得られた。
実施例3 透す]のカラス基板(1)上に設けた歌化インジウムか
らなる透明導電膜をエツチング処理して表示用のカ明准
極(2)を形成した後、テトラチアフルバレンをエレク
トロクロミック材料層(3)として、ガラス基板(IJ
の表示、用の透明電極(2)形成面に真空蒸着した。こ
のテトラチアフルバレン蒸着膜は黄色をしておシ、厚さ
は約1000Xであった。
このようにして得たテトラチアフルバレン薄膜をガラス
基板(1)ごと0. I N + H2O2水溶液に浸
したところ、テトラチアフルバレンのエレクトロクロミ
ック材料層(3)は紫色に変色した。
仄に、実施例1で用いた固体電解質形成用塗料を紫色の
エレクトロクロミック材料層(3)の薄膜面に塗布し、
実施例1と同様にして反射型全固体状ECDを得た。得
られたECDは背景色が紫色で表示色が黄色の鮮明な表
示累子として実用に供し得るものであった。
実施例4゜ エレクトロクロミック材料層(3)としてルテチウムと
フタロシアニンの錯体を用いた以外は、実施例へ2と同
様にして反射′型金固体状ECDを旬た。
得られたECDの背景色は、赤色で金製の対電極(5)
に対して、表示用の透明電極(2)に−1,0VoAt
印加したとき青色の表示色が現われ対電極(5)に対し
表示用の透明−極(2)に1.5VoAt印加したとき
、表示用の透明電極(2)上のエレクトロクロミック材
料層(3)は赤色に叢化した。
尚、ルテチウムとフタロシアニンの化合物は、緑色でめ
り1本実施例で得られた反射型全固体状I!;CDの鰺
示色は、黄色から緑色、青色等透明4極(2)に印加す
る電圧によって変化させることも可能でめった。
【図面の簡単な説明】
図面はエレクトロクロミック表示素子の従来例および本
発明の実施例を示すもので、第1図は固体電解質層を背
景色として用いた従来のエレクトロクロミック表示素子
の拡大断面図、第2図はエレクトロクロミック材料層を
背景色として用いた従来および本発明の実施例のエレク
トロクロミック表示素子の拡大断面図である。 lニガラス基板、2:透明成極、3:エレクトロクロミ
ック材料層、4:固体電解質層、5:対電極。 (7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑(ほか1
名) 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電食固体状のエレクトロクロミック表示素子において、
    表示用透明パターンの背景色として酸化あるいは還元さ
    れたエレクトロクロミック材料を用いることを特徴とす
    る反射型全固体状のエレクトロクロミック表示素子。
JP58179112A 1983-09-29 1983-09-29 エレクトロクロミック表示素子 Pending JPS6073526A (ja)

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JP58179112A JPS6073526A (ja) 1983-09-29 1983-09-29 エレクトロクロミック表示素子

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013534329A (ja) * 2010-08-17 2013-09-02 エシロール アンテルナシオナル (コンパニー ジェネラル ドプティック) エレクトロクロミック物品の製造方法
JP2013186183A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Toppan Tdk Label Co Ltd エレクトロクロミック材料を用いたセキュリティーラベル

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