JPS6119996B2 - - Google Patents

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JPS6119996B2
JPS6119996B2 JP51085430A JP8543076A JPS6119996B2 JP S6119996 B2 JPS6119996 B2 JP S6119996B2 JP 51085430 A JP51085430 A JP 51085430A JP 8543076 A JP8543076 A JP 8543076A JP S6119996 B2 JPS6119996 B2 JP S6119996B2
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JP
Japan
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display
display segment
electrode
lead
electrochromic
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JP51085430A
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English (en)
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JPS5310297A (en
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Hiroshi Hamada
Hiroshi Nakauchi
Tadanori Hishida
Kozo Yano
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Priority to CH879177A priority patent/CH614784A5/xx
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G9/00Visual time or date indication means
    • G04G9/08Visual time or date indication means by building-up characters using a combination of indicating elements, e.g. by using multiplexing techniques
    • G04G9/12Visual time or date indication means by building-up characters using a combination of indicating elements, e.g. by using multiplexing techniques using light valves, e.g. liquid crystals
    • 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
    • G02F1/155Electrodes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも一方が透明な2枚の基板
と、該基板の互いに対向する面上に設けた少なく
とも一方は透明な電極と該電極に接触した状態で
挾持されている。電圧もしくは電流により可逆的
に可視光吸収特性の変化する物質(いわゆるエレ
クトロクロミツク物質、以下EC物質と略す。)か
らなる表示装置(いわゆるエレクトロクロミツク
デイスプレイ、以下ECDと略す。)の構成法に関
するものである。
まず、ECDの概要を述べる。ECDには液体状
のEC物質を電気化学的に酸化または還元し、反
応物質を電極上に沈着させるもの、或いは電極面
上に設けられた固体のEC物質を酸化または還元
して表示を行なうものが知られている。
前者の例としては、EC物質としてビオロゲン
を、支持電解質としての臭化カリウムと共に水に
溶解したものを用いる系がある。(C.J.Shoot et
al.、Appl.Phys.Lett.23 64(1973))この系を
用いたECDの構造の模式図を第1図に示す。図
中1は基板、2は表示電極、3は対向電極、4は
参照電極、5はスペーサー、6はEC物質溶液で
ある。この系では表示電極2をある一定の電位
(閾電位)よりも卑な適当な電位に保つて次のよ
うな反応を行なわせ、赤紫色の着色層を沈着させ
る。
A2++e-A+ (無色) A++X-AX↓ (赤紫色) X:Br この状態で表示電極2を駆動回路から電気的に
切り離しておけば着色層は数時間ないし数日間保
持される。(メモリー効果)一方、前記着色状態
の表示電極2を前記閾電位よりも貴なる電位に保
つと逆方向の反応が起り、着色層は酸化され再び
EC物質溶液6に溶解し無色になる。
後者の例としては、WO3をはじめとする遷移
金属酸化物の膜を電解液と共に用いる系がある。
(B.W.Faughnan et al.、RCAReview36 177
(1975))この系を用いたECDの構造の模式図を
第2図に示す。図中7はEC物質の膜、8は電解
液であり、他は第1図と同じである。この系にお
いても、前述と同じように卑の電位にすると着色
し、貴の電位にすると消色する。メモリー効果も
同様に存在する。着色はWO3を用いた場合、青
色である。
着色機構は次のように説明されている。
WO3+xM++xe-x +WO3ex - M+:H+、Li+、Na+、K+etc. WO3膜としては真空蒸着もしくはスパツター
によつて得られる無定形のものが適している。膜
厚は1μm程度が適当である。
第1図、第2図における参照電極4は表示電極
2の電位を検出する為の電極で、両者の電位差が
一定値になるように第3図のような回路で駆動す
る。(定電位駆動)電流は対向電極3から電解液
8に流し込む。あるいは表示電極2と対向電極3
との間に直接駆動電圧を印加してもよい。(定電
圧駆動、第4図参照) 以上ECDの動作原理、及び構造を簡単に述べ
たが次にECDの特長を列挙する。
(1) 視角が非常に広い。
(2) コントラストが良好で視角に依存しない。
(3) 低電圧で駆動できる。(1〜3V程度) (4) 印加電圧を除去した後も数時間ないし数日間
表示状態が持続する。(メモリー効果) (5) 着色濃度は流れた電荷量によつて一義的に決
まる。
(6) 消費エネルギーは表示面積及び着色−消色の
サイクル数に比例する。
以上のような特長を持つECDは、その低電圧
駆動特性を活かした、電池駆動による携帯用電子
機器の表示装置への応用に注目されている。
ところでこのECDによつて第5図のような7
セグメント−日の字型パターンの表示素子を作る
場合、セグメント表示部11から駆動回路に接続
する為に基板1の周縁部に設けた端子部13まで
の間の引き出し部12の抵抗が問題になる。周知
の液晶表示素子の場合、液晶層のインピータンス
に比べてIn2O3、SnO2等の透明電極の抵抗は桁違
いに小さいので引き出し部13での電圧降下は無
視できる。従つて引き出し部のパターンはかなり
自由に設計できる。第6図にその一例を示す。と
ころがECDの場合には流れる電流が大きく電圧
降下が駆動電圧に比べて無視できない大きさにな
る。この事は駆動条件を一定にした場合、電流波
形が引き出し部12の抵抗値によつてかなり変化
する事を示している。第7図に後述の実施例に準
じたECDセル(引き出し部の抵抗はできる限り
小さくしてある)を第3図のように定電位駆動を
行なつた場合、ECDセルの表示電極2とアース
間に直列に挿入した抵抗によつて電流波形が変化
する様子を示す。応答時間(一定の着色濃度に達
するまでの時間)が抵抗値の増大と共に増加す
る。また駆動時間を短かくすると抵抗値の増大と
共に着色濃度が低下する。
さて、第5図のようなパターンの場合、表示セ
グメント部11と基板1の周縁部に設けた端子部
13との間の距離はセグメント毎に異なる。この
場合、引き出し部12を同一幅の帯状にすると抵
抗値がセグメント毎に異なつてしまう。この事は
各セグメントを並列に接続して駆動した時応答時
間または着色濃度の不揃いをもたらし表示品位を
低下させる。
また第8図のように各セグメントの面積がかな
り異なるようなパターンがデザイン上から好まれ
る場合もある。この場合には引き出し部の抵抗値
が同一であると表示セグメントの面積に応じて電
流が異なり、電圧降下の大きさも異つてくる。従
つて前述のように表示品位を低下させる。この難
点を避ける為には透明導電膜の面抵抗を十分小さ
くする事が考えられるが、ある程度以上膜厚を厚
くする事は光の透過率の減少およびコストの増大
をもたらしあまり好ましくない。
本発明はこのような問題点を解決するもので、
表示面積の異なるセグメントを並列に接続して駆
動する場合に電圧降下が等しくなるよう、引き出
し部12の抵抗値がセグメント面積に反比例する
ようにパターン形成するとともに引き出し部12
を定電位で選択駆動することによつて各表示セグ
メントを介して流れる電荷の単位電荷量を全表示
セグメント間で等しくなるように設定し、エレク
トロクロミツク物質の酸化又は還元反応速度を均
一にしたことを特徴とし、各セグメント相互間の
電圧降下を均一にすることによつて応答時間、着
色濃度を各々セグメント毎に同一に設定してい
る。引き出し部12のパターン形成は第8図に示
す如くその形状をフオトエツチング法等で成形す
ることにより、上述の抵抗値を有する引き出し部
12とすることができる。従つて、本発明により
各セグメント間の呈色時の着色濃度及び脱色時の
消色速度が均一に設定され、表示品位は大きく改
良される。
以下好ましい実施例を述べる。
市販のソーダガラス製の基板上に透明導電膜と
してIn2O3を電子ビーム加熱真空蒸着により2000
Å蒸着した。この時の面抵抗は20Ωsq・であつ
た。次にEC物質としてWO3を抵抗加熱により蒸
着した。蒸着条件は、基板温度350℃、膜厚5000
Å、蒸着速度10Å/sec、圧力5×10-4torr.(O2
リーク)である。ついでフオトエツチング法によ
り表示セグメントa〜g及び電極引き出し部12
のパターンニングを第8図に示す通り行つた。即
ち表示セグメントa〜gに対する各電極引き出し
部は、各表示セグメントの面積に反比例する抵抗
値を持つ形状のパターンで形成される。因みに各
セグメントの表示面積はa、d:6.8mm2、b、
c:4.2mm2、g:6.0mm2であり、引き出し部の抵抗
値はa、d:約60Ω、b、c:約100Ω、g:約
70Ωとなつた。尚使用したフオトレジストはAZ
−119A、現像液はAZ−303A(以上Shipley社
製)であり、WO3膜のエツチングはフオトレジ
ストの現像液で現像と同時に行ない、In2O3のエ
ツチングはFeCl3−Hcl混合液で行なつた。表示
に不要な引き出し部12はエポキシ樹脂(R−
2401/H−160、ソマール工業製)で被覆した。
対向電極にはガラス基板上に塗布した黒鉛ペース
ト(エブリオーム#30日本黒鉛製)を使用した。
厚さ1mmのガラス製スペーサー5を介して前記2
種の基板を貼合せて第2図のようなECDセルを
構成した。電解液として、セロソルブアセテート
(CH3COOC2H4OC2H5)にLiclO4を10mol/の割
合で溶解したものに白色背景を与える為にBaSO4
を前記溶液と重量比1:1で混合し、練り合わせ
てペースト状にしたものを前記ECDセルに注入
した。このセルを第3図に示す定電位駆動回路
で、In2O3の参照電極4に対してa〜gの各セグ
メントを並列に接続し、0.8〜1.0V卑の電位に保
てば200msec以内に3.36mc(10mc/cm2)の電荷
が流れ、コントラスト比10:1以上の均一な表示
が得られた。またセグメントの電位をIn2O3の参
照電極に対して、1.0〜1.5V貴に保てば200msec
以内に書込時とほぼ等量の電荷が逆方向に流れ、
再び元の非着色状態にもどつた。この時にも応答
時間のバラツキはほとんどみとめられなかつた。
尚、ここでのコントラスト比とは、590nmの単
色光の反射率の比である。(島津UV−200及び積
分球使用)
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はECDセルの構造の一例の断
面図、第3図はECDの定電位駆動回路図、第4
図はECDの定電圧駆動回路図、第5図は7セグ
メント日の字型パターンの一例、第6図はLCD
−クロツク用パターンの一例、第7図はECDセ
ルに直列につないだ抵抗値の変化による電流時間
特性図、第8図は本発明による7セグメント日の
字型パターンの一例を示す。 a〜gは表示セグメント、12は電極引き出し
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 透明基板上に形成された複数の表示セグメン
    ト電極と対向基板上に形成された対向電極間に介
    設されたエレクトロクロミツク物質に通電するこ
    とにより、通電方向及び流れる電荷量に応答して
    前記エレクトロクロミツク物質の酸化還元反応を
    可逆的に生起せしめ、可視光吸収特性の変化に基
    く呈脱色状態を前記表示セグメント電極に選択的
    に反復させることにより表示を実行するエレクト
    ロクロミツク表示装置に於いて、前記表示セグメ
    ント電極の引き出し部の各々の形状を前記各表示
    セグメント電極の面積比に略々反比例する抵抗値
    となるように成形して前記表示セグメント電極の
    各引き出し部へ選択的に略々定電位の駆動電流を
    並列に付与するとともに前記表示セグメント電極
    を介して流れる単位電荷量を前記表示セグメント
    電極間で略々等しくすることにより酸化還元反応
    速度に律せられた着色濃度及び消色速度を前記各
    表示セグメント電極間で均一にしたことを特徴と
    するエレクトロクロミツク表示装置。
JP8543076A 1976-07-16 1976-07-16 Electrochromic display device Granted JPS5310297A (en)

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CH879177A CH614784A5 (en) 1976-07-16 1977-07-16 Electrochromic display element

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JPS5310297A JPS5310297A (en) 1978-01-30
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