JPS63146979A

JPS63146979A - エレクトロクロミツク機能フイルム

Info

Publication number: JPS63146979A
Application number: JP61294552A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 斉藤　厚; Yoshiichi Kodera; 宣一小寺; Rinjiro Ichikawa; 市川　林次郎
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-18

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】柑（産業上の利用分野）本発明は、電気化学的に可逆発色、消色が可能なエレク
トロクロミック表示装置（以下ＥＣＤという）に利用で
きるエレクトロクロミック機能フィルムに関するもので
ある。またＥＣＤ以外の用途としては、可視光透過可変
フィルター、防げんフィルターなどに応用できる。

（従来の技術）一般にＥＣＤは、エレクトロクロミック材（以下ＥＣ材
という）、電解質、表示電極と対向電極から基本的に構
成され、ＥＣ材は無機系と仔機系の別があり、ＥＣＤと
しては、電解質に液体（電解液）を用いる液体型と、電
解質に固体を用いる固体型の２つのタイプに大別される
。

無機系ＥＣ材としてはＷＯ５、ＭｏＯ２などの遷移金属
酸化物が用いられ、これらは、通常真空蒸着膜により被
着しなければならず、このため大型の素子を形成する場
合には、大きい蒸着装置が必要であり均一な膜厚が得難
いので、歩留りが悪く、コストが上昇するなどの欠点が
ある。

一方有機系ＥＣ材としてはシフタロジアニン金屈６！’
ｆ体、ビオローゲン誘導体類などが最もよく知られてい
るが、シフタロジアニン金属錯体は、無機系ＥＣ材と同
様に通常真空蒸着膜により被着する必要があったり、ま
たビオローゲン誘ＪｊＪ４ＬＪでは、発消色反応の制御
が難しく、表示寿命が短い、また表示精度が低下するな
どの欠点がある。

次に電解質に液体を用いた場合、熱膨張等により液漏れ
の危険があり、そのため電解液か密閉できるセル構成と
共に製造工程が多くなったり、また電解液に硫酸水溶液
を用いた場合は、構成部品の腐食等の問題点がある。

また電解質が固体の場合、たとえばＳ　ｉＯ＊、Ｃａ　
Ｆｚ　１Ｍ　ｇ　Ｆｔ　などの絶縁体を用いた場合は、
それの吸着水によって、着消色反応が起こるため、ＥＣ
Ｄの特性が周囲の環境、特に温度の影響を受け、且つ水
の分解による気泡も発生ずるので信頼性に著しく欠ける
。また、Ｌｉ、Ｎ、β−ＡＱｔＯ，などのイオン伝導材
を用いる場合、室温近傍では高抵抗であるため、動作電
圧が高く応答時間が長くなり、ＥＣ層又は電極と固体電
解質との界面の密着性が十分なく、その界面で反応が生
じやすく寿命が短い等の欠点を有する。

そこで前記種々の問題点を解消する方法として、透明基
板、表示電極、対向電極を除いた他の層（以下着色活物
質層という）を高分子の層にするという研究がされてい
る。たとえば特開昭５８−２０７０２９号公報には、メ
ラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂な
どの高分子に、従来の打機系ＥＣ材（ビオローゲン、ブ
トラチアフルバレン、ピリリウムなど）およびイオン授
受材（ハロゲン化鉛、ハロゲン化アルギルアンモニウム
塩など）を分散させて表示電極上にコーティングさせる
という方法が開示されでいる。

（発明が解決しようとする問題点）ＥＣ材、イオン授受材などの着色活物質層を高分子の層
にするという前記技術は、高分子樹脂にさらに高価なＥ
Ｃ材が必要であること、また該層自体、ガラス基板など
にコーティングによって形成されるため、基板にプラス
チックフィルムを用いた場合、該層を屹燥する時に、基
板フィルムの熱膨張等により、電極が判離したり、断線
する危険が生じるなどの問題点があり、その結果、基板
にプラスチックフィルムを用いることができないので、
ＥＣＤの連続生産ができないなどの問題がある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは前記従来技術の問題点を解消すべく、つま
りＥＣＤにおける着色活物質層を独立したフィルムにす
ることを考え出し、鋭意検討努力した結果、遂に本発明
を完成するに到った。

すなわち本発明は、π結合を有したフィルム形成性高分
子樹脂と、イオン授受材とを含むことを特徴とするエレ
クトロクロミック機能フィルムである。

本発明においてπ結合とはσ結合の結合軸の方向に対し
て直角であるπ電子が結び合ってできた結合であり、炭
素−炭素間、炭素−窒素量、炭素−硫黄間などの二重結
合、芳香族環などに見られる。

またフィルム形成性とはフィルムを形成し得る分子量を
有していることを意味し、高分子樹脂の種類によって異
なるが、約５００以上の分子量を有していることを意味
する。

本発明においてπ結合を有したフィルム形成性高分子樹
脂とは、たとえば芳香族ジカルボン酸および／または不
飽和脂肪族ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分と、グ
リコール成分とより得られるポリエステル樹脂、芳香族
ジカルボン酸および／または不飽和脂肪族ジカルボン酸
を含むジカルボン酸成分と、ジアミン成分きより得られ
るポリアミド樹脂および縮合多核芳香族樹脂が挙げられ
、具体的にはポリエステル樹脂の原料としてはテレフタ
ル酸、イソフタル酸、フタル酸、フタル酸、１，５−ナ
フタリンジカルボン酸、１．２−ナフタリンジカルボン
酸、２．６−ナフタリンジカルボン酸、１．４−ナフタ
リンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸などの芳
香族ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸としてマレイン
酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、イタコン酸
、グルタコン酸、ジヒドロムコン酸などのオレフィンジ
カルボン酸、ムコ／酸などのジオレフィンジカルボン酸
、力ロヂノイドなどのポリオレフィンジカルボン酸、ア
セチレンジカルボン酸、ブタジェンジカルボン酸などの
ジアセヂレンジカルボン酸、１，３．５−へキサトリイ
ン−１，６−ジカルボン酸などのボリアセヂレンジカル
ボン酸など挙げられ、前記芳香族ジカルボン酸および／
または不飽和ジカルボン酸が全ジカルボン酸成分に対し
て５〜１００モル％、特に２０〜１００モル％含マれる
のが好ましく、他のジカルボン酸としては、シュウ酸、
マロン酸、コバ月Ｌグルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。また
上記ポリエステル樹脂のもう一方の原料であるグリコー
ル成分としては脂肪族または芳香族のものかあり、脂肪
族の中でも飽和炭化水素系と不飽和炭化水素系とがあり
、たとえば、エヂレングリコール、プロピレングリコー
ル、ペアタンジオール、ピナコール、ブヂレングリコー
ル、ネオペンデルグリコール、シクロヘキザンジオール
、ｐ−キシレングリコール、３−ブテン−１，２−ジオ
ール、１．５−へキサジエン−３，４−ジオール、２．
６−ヤクタジイソンー１．８−ジオール、ジエヂレング
リコール、ビスフェノールＡなどか挙げられる。

次にポリアミド樹脂の原料としては前記ポリエステル樹
脂の原料として挙げた芳香族ジカルボン酸および／また
は不飽和ジカルボン酸を含んだジカルボン酸と、ジアミ
ン成分としてメチレンジアミン、エチレンジアミン、テ
トラメヂレンジアミン、ペンタメヂレンジアミン、ヘキ
サメヂレンジアミン、トリメチルへキサメチレンジアミ
ンなどの脂肪族ジアミン、キシリレンジアミン、フェニ
レンジアミン、ナフヂレンジアミンなどの芳香族ジアミ
ンが挙げられ、その他ε−カブロラクム、ラウリックラ
クタムなどのラクタム類、アミツウ７デカノ酸などのア
ミノカルボン酸などを第３成分として配合してもよい。

次に縮合多核芳香族樹脂はナフタレン、アントラセン、
フェナントレン、ピレン、ナフトール、メチルナフタレ
ン、ジヒドロキシナフタレン、ビフェニル、トリフェニ
ルベンゼン、ジヒドロキシジフェニルプロパ／などの多
核芳香族化合物をキシリレングリコールなどのグリコー
ルあるいはトリオキザンなどの環状エーテル化合物によ
り架橋した樹脂である。

本発明においてイオン授受材とは、前記高分子樹脂に相
溶し、該高分子樹脂とイオンを授受し得る物質のことで
あり、たとえば、テトラメチルアンモニウムクロライド
、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロピ
ルアンモニウムクロライト、テトラエチルアンモニウム
クロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テ
トラエチルアンモニウムヨウダイド、テトラプロピルア
ンモニウムフッ化ホウ素、テトラブチルアンモニウムブ
ロマイド、テトラペンチルアンモニウムヨウダイト、テ
トラヘキシルアンモニウムフッ化ホウ素すどのハロゲン
化アルカリアンモニウム塩、過塩素酸リチウム、過塩素
酸ナトリウム、過塩素酸カリウムなどとの過塩素酸アル
カリ金属塩、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化ナトリ
ウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナトリウ
ム、フッ化すヂウム、フッ化ナトリウム、フッ化ホウ素
ナトリウム、フッ化ボウ素すヂウム、フッ化ボスファナ
トリウム、フッ化ヒ素ナトリウムなどのハロゲン化アル
カリ金属塩、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化
カルシウムなどのハロゲン化アルカリ土類金属塩などが
挙げられ、他に過塩素酸銀、フッ化ホウ素銀なども挙げ
られる。本発明では中でもハロゲン化アンモニウム塩が
好ましい。

なお本発明において上記イオン授受材は高分子樹脂に対
して１〜１５０モル％、好ましくは５〜１０モル％配合
される。

上記高分子樹脂とイオン授受材との他に、本発明では高
分子の熱運動性を増し、イオン授受材の解離を促進させ
、フィルム中のイオンの易動度と数を増大させ、イオン
の導電率をさせ、イオンの導電率を増加させるという目
的で、フタル酸エステル、リン酸エステル、アジピン酸
、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族二塩基酸エス
テル、脂肪族ポリエステル等の一般的にポリエステルの
可塑剤として知られているもの、またはＮ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチル−２ピロリドｙ等の高誘電
率化合物などを配合することができる。

また、本発明フィルムを用いてＥＣＤを作製したときに
白色背景を得るためにアルミナ、酸化チタン等の白色微
粉末やＩ　Ｔｏ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化スズ被覆酸
化チタン、酸化スズ被覆硫酸バリウム等の導電性微粉末
を混合してもよい。

次に本発明フィルムを形成する方法としては、」二記各
々の化合物の混合物あるいはさらに溶剤を配合して、溶
解押出し法、ヒートプレス法、溶液流延法、スピンコー
ド法、スプレーコート法、ディップコート法などの方法
を用いてフィルム形成される。

なお溶剤を用いる場合、その溶剤としては各高分子樹脂
を溶解させるものであればいずれでもよいが、たとえば
テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル
類、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチル
ケトンなどのケトン類、Ｎ、Ｎ’−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、プロピレンカーボネ
ート、γ−ブチロラクトンなどの高誘電率化合物、トル
エンなどあるいはそれらの混合物が挙げられる。

（実施例）以下に示す実施例により本発明を具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お実施例において「部」は「重量ル、アゼライン酸２５
モル、エヂレングリコール２７．５モル、ネオペンチル
グリコール２２．５モルから成る共重合ポリエステル５
部と、テトラブチルアンモニウムブロマイド１部とをテ
トラヒドロフランに溶かし離けい剤付きＰＥＴフィルム
にコーティングし、８０℃で５ｈｒ朝燥して、厚さ２μ
ｍのフィルムを作成した。このフィルム両側にポリエチ
レンテレフタレート基板上にＩＴＯを真空蒸着した透明
電極基板を密着させてＥＣＤを作成した。

得られたＥＣＤにおいて、対向電極に対して表示電極に
一４ｖの電圧を印加すると赤色の表示が表われ、逆電圧
を印加すると消色した。

実施例２ナフタレ／とトリオキサン各々等モルからなる縮合多核
芳香族樹脂５部と、テトラブチルアンモニウム１部とを
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、ネサガラスに
コーティングし、８０°Ｃで５ｈｒ乾燥して、厚さ２μ
ｍのフィルムを作成した。このフィルム上にネサガラス
基板を密着させ、調光ガラスを作成した。

このように作成した調光ガラスにおいて、対向電極に対
して表示電極に一４ｖの電圧を印加すると緑色の表示が
現われ、逆電圧を印加すると消色した。

実施例３テレフタル酸４２．５モル、トリメヂルヘキザメチレン
ジアミン３５モル、ヘキサメヂレンジアミン７．５モル
、ラクタム７．５モルから成る共重合ナイロンを５部、
テトラブチルアンモニウムブロマイド１部、およびフタ
ル酸ジエチル５部をＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（Ｄ
ＭＦ）に溶かし、金屑シート上にコーティングし、８０
℃で５ｈｒｔ燥して、厚さ２μｍのフィルムを作成した
。このフィルム上に実施例１で用いた透明電極基板を密
着させて、さらに以上の積層構造の周囲をエポキシ樹脂
で被覆して、このように作成したＥＣＤにおいて、対向
電極に対して表示電極に＝４ｖの電圧を印加すると赤色
の表示が現われ、逆電圧を印加すると消色した。

（発明の効果）本発明エレクトロクロミック機能フィルムは、これに表
示電極、対向電極および透明基板を積層することにより
、簡単に全国体型ＥＣＤを作成するこ七ができ、得られ
たＥＣＤには１）液漏れの危険がないので保存寿命が長くなる。

２）薄型化か容易。　３）多色表示が可能。　４）駆動
寿命が長くなる。　５）大型化が容易。　６）簡単なシ
ーリングまたはシーリングが不要なためセル作成が簡単
。　７）基板との密着性がよい。　８）周囲の環境、特
に湿度の影響を受けず、耐環境性が高い。　９）連続生
産できるため生産性高く、製造コストが低い。等の効果
がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）π結合を有したフィルム形成性高分子樹脂と、イ
オン授受材とを含むことを特徴とするエレクトロクロミ
ック機能フィルム。
（２）高分子樹脂が、芳香族ジカルボン酸および／また
は不飽和脂肪族ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分と
、グリコール成分とより得られるポリエステル樹脂であ
る特許請求の範囲第（１）項記載のエレクトロクロミッ
ク機能フィルム。
（３）高分子樹脂が、芳香族ジカルボン酸および／また
は不飽和脂肪族ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分と
、ジアミン成分とより得られるポリアミド樹脂である特
許請求の範囲第（１）項記載のエレクトロクロミック機
能フィルム。
（４）高分子樹脂が縮合多核芳香族樹脂である特許請求
の範囲第（１）項記載のエレクトロミック機能フィルム
。