JP2000338527A - 表示素子 - Google Patents

表示素子

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JP2000338527A
JP2000338527A JP11153604A JP15360499A JP2000338527A JP 2000338527 A JP2000338527 A JP 2000338527A JP 11153604 A JP11153604 A JP 11153604A JP 15360499 A JP15360499 A JP 15360499A JP 2000338527 A JP2000338527 A JP 2000338527A
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JP
Japan
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film
electrochromic
layer
electrode layer
ion storage
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JP11153604A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Ogaki
克彦 大柿
Nobuyuki Itakura
伸行 板倉
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】エレクトロクロミック表示素子において、表示
色の濃度に偏りをなくし、同じ明るさで表示させる。 【解決手段】基板上に構成された電極層、発色型エレク
トロクロミック層、イオン貯蔵膜および電解質層からな
るエレクトロクロミック表示素子において、発色型エレ
クトロクロミック膜とイオン貯蔵膜とを一つの層に形成
し、エレクトロクロミック表示素子を作製する。このエ
レクトロクロミック表示素子は、電極反応が場所によっ
て異なることが無く、表示品質は良好であった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板上に、透
明電極層、電解質層、および発色型エレクトロクロミッ
ク層を形成した、エレクトロクロミック表示素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】透明基板上に、透明電極層、発色型エレ
クトロクロミック層、および電解質層を形成し、さらに
透明基板上に透明電極層を形成したものと対向させた構
成のエレクトロクロミック表示素子において、発色型エ
レクトロクロミック層を文字や数字などの形状にパター
ン化すれば、エレクトロクロミック層の着色と消色によ
り、文字や数字の表示・非表示が可能である。しかし、
この構成では、常に同じ文字あるいは数字を表示するの
みで、表示内容を変えることが出来ない。
【0003】表示内容を変えられるようにするために、
透明基板上に、透明電極層、発色型エレクトロクロミッ
ク層、および電解質層を形成し、さらに透明基板上に透
明電極層と発色型エレクトロクロミック層を形成したも
のと対向配置したエレクトロクロミック表示素子があ
る。該表示素子において、発色型エレクトロクロミック
層を文字や数字などの形状にし、一方の発色型エレクト
ロクロミック層を酸化型エレクトロクロミック材料を用
いて形成し、他方の発色型エレクトロクロミック層を還
元型エレクトロクロミック材料を用いて形成すれば、異
なる表示が可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】基板上に、電極層、エ
レクトロクロミック層、電解質層およびイオン貯蔵膜を
形成し、該エレクトロクロミック層を文字あるいは数字
等の形に、発色型エレクトロクロミック材で成膜した、
エレクトロクロミック表示素子が知られている。
【0005】このようなエレクトロクロミック表示素子
は、エレクトロクロミック膜が電極反応で着色・消色す
ることを利用したものであり、エレクトロクロミック膜
を、文字や数字の形に成膜して、成膜下形を表示するも
のである。
【0006】エレクトロクロミック膜の電極反応は、電
解質膜を挟んで対向配置させた、イオン貯蔵膜あるいは
エレクトロクロミック膜とのあいだで生じ、電極反応の
速度は、電位差によって決定される。
【0007】これまでのエレクトロクロミック表示素子
の膜構成では、表示しようとする文字や数字の形が、電
位差の不均一を生じさせ、場所によって電極反応の反応
速度が異なり、表示色の濃度に偏りが生じてしまうこと
が多く、表示が同じが明るさで見えないという欠点があ
った。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に構成
された電極層、発色型エレクトロクロミック層、イオン
貯蔵膜および電解質層からなるエレクトロクロミック表
示素子において、発色型エレクトロクロミック膜とイオ
ン貯蔵膜とを一つの層の複合膜とし、少なくとも一つの
側の電極層と基板を透明電極層と透明基板にしたことを
特徴とするエレクトロクロミック表示素子である。
【0009】また、電解質層を挟んで、複合膜、電極層
の順に対向配置したことを特徴とするエレクトロクロミ
ック表示素子である。
【0010】また、電解質層を挟んで、酸化型発色エレ
クトロクロミック膜、還元型発色エレクトロクロミック
膜およびイオン貯蔵膜からなる複合膜とイオン貯蔵膜と
を対向配置したことを特徴とするエレクトロクロミック
表示素子である。
【0011】イオン貯蔵膜と発色型エレクトロクロミッ
ク膜が同一電極層の上にあるため、電極反応においてイ
オン注入濃度の偏りがなく、文字や数字など表示しよう
とするパターンにだけでなくその周囲にも同時に進行
し、発色型エレクトロクロミック膜の反応が場所によっ
て異なることが無くなり、表示の明るさが均一となる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図によって
説明する。図1、図2に本発明のエレクトロクロミック
表示素子の代表的な膜構成を示す。図1は複合膜3を電
解質膜4を挟んで、イオン貯蔵膜6と対向配置させたエ
レクトロクロミック表示素子の膜構成であり、図2は複
合膜3と複合膜3’を、電解質層4を挟んで対向配置さ
せたエレクトロクロミック表示素子の膜構成である。
【0013】エレクトロクロミックの電極反応による着
色・消色を視認できるようにするため、図1,図2の少
なくとも1つの側の基板1と電極層2は透明基板と透明
電極とする。
【0014】電極層2はガラス板やプラスチック板に形
成された金属蒸着膜、あるいはプラスチック板やガラス
板に接着した金属フィルム、あるいは透明なガラス基板
に形成されたITO膜やNESA膜などの透明導電膜で
ある。電極層2の上に複合膜3,3’あるいはイオン貯
蔵膜6を形成するので、基板1と電極層2は、複合膜
3,3’あるいはイオン貯蔵膜6が形成できる耐久性を
必要とする。
【0015】複合膜3、3’は発色型エレクトロクロミ
ック膜とイオン貯蔵膜で形成される。複合膜3,3’の
発色型エレクトロクロミック膜は、プルシアンブルー
(PB)、WO3 、MoO3 、Nb25 、Rh23
またはV25 を蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲル
法、CVD法、または熱CVD法などで成膜したもので
ある。複合膜3,3’のイオン貯蔵膜は、CeO2ーT
iO2、CeO2ーSiO2ーTiO2、CeO2ーSiO2
あるいはCeO2を主成分とするイオン貯蔵膜である。
【0016】図1のイオン貯蔵膜6は、CeO2ーTi
2、CeO2ーSiO2ーTiO2、CeO2ーSiO2
るいはCeO2を主成分とするイオン貯蔵膜である。
【0017】複合膜3,3’および図1のイオン貯蔵膜
は、アルコール類で溶解させた硝酸アンモニウムセリウ
ム、ケイ酸エチルあるいはイソプロピルチタナートの溶
液を、透明電極の上に、スプレー法、ディッピング法あ
るいはローラーコート法などで塗布した後、焼成して成
膜する。
【0018】図1の複合膜3において、酸化型のエレク
トロクロミック材による発色型エレクトロクロミック膜
と還元型のエレクトロクロミック材による発色型エレク
トロクロミック膜を混在させてもよい。
【0019】図2に示すように、複合膜3,3’を電解
質層4を挟んで対向配置する場合、電極反応で複合膜3
の発色型エレクトロクロミック膜が着色したときに、複
合膜3’の発色型エレクトロクロミック膜は消色させ、
逆に、複合膜3のの発色型エレクトロクロミック膜が消
色したときに、複合膜3’の発色型エレクトロクロミッ
ク膜は着色させる必要がある。このため、対向して配置
させる複合膜3,3’のエレクトロクロミック材は、両
方とも、酸化型のエレクトロクロミック材を用いるか、
あるいは還元型のエレクトロクロミック材を用いる。
【0020】電解質層4は、全個体型エレクトロクロミ
ック表示素子を作製する場合は、ポリエチレンオキサイ
ド、またはポリプロピレンオキサイド等のモノマーに過
塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウ
ム、またはトリフルオロメタスルホン酸リチウムの塩を
溶解させたものを層形成し、固体のポリマー層として形
成するか、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)に
プロピレンカーボネイト、またはγブチルラクトン等の
溶液を含浸させ、固体のポリマー層として形成したもの
である。また、プロピレンカーボネイト、またはγブチ
ルラクトン等を液体のまま用いても良い。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。
【0022】実施例1 エタノール溶媒中に硝酸二アンモニウムセリウム0.2
モルとケイ酸エチル0.2モルを溶解させ、塗布溶液と
した。10cmx10cmのITO膜付きガラス基板
(以後ガラス基板と呼ぶ)を洗浄乾燥後、透明導電性膜
をその中央付近に、図4に示すように、「営業中」と
「準備中」の文字になるようにマスキングし、さらに、
基板の裏面にもマスキングを施し、塗布溶液の入ったデ
ィップ層に基板を浸漬させ、5mm/sの速度で引き上げ
て、相対湿度50%、室温25℃で10分乾燥後、45
0℃、10分間焼成し、「営業中」「準備中」の文字の
形を除いたCeO2ーSiO2膜13を得た。
【0023】このCeO2ーSiO2膜を形成したガラス
基板の、「営業中」の文字の形以外の箇所にマスキング
を施し、さらに裏面にもマスキングを施し、フェロシア
ン化カリウム5mモルと塩化第二鉄5mモルの水溶液中
で5μA/cm2の電流密度で電解重合法によりPB膜1
1を「営業中」の文字の形に形成させ、さらに、「準備
中」の文字の形の箇所に、塩化タングステン0.5モル
をエタノール溶液に溶解させた薬液をフレキソ印刷し、
350℃、10分間焼成して、「準備中」の文字の形で
WO3膜12を作製した。
【0024】以上に述べた3回の成膜により、PB膜お
よびWO3膜の発色型エレクトロクロミック膜とCeO2
ーSiO2膜のイオン貯蔵膜からなる複合膜を形成し
た。
【0025】複合膜を形成したガラス基板を作用電極と
し、対極に白金線、参照電極に銀塩化銀電極を用いて、
20mC/cm2のLiイオンを注入した。
【0026】複合膜の作成と同様にして、文字の形をマ
スキングせずに、透明性導電膜の上にCeO2ーSiO2
のイオン貯蔵膜を形成し、このイオン貯蔵膜とイオン注
入後の複合膜とを、プロピレンカーボネート+過塩素酸
リチウム0.1モルの電解液を挟んで対向配置させエレ
クトロクロミック表示素子とした。
【0027】このように作製した表示素子は、交互に
「営業中」「準備中」の文字を表示させたところ、どち
らの文字も均一な濃さで表示できることを確認した。
【0028】実施例2 エタノール溶媒中に硝酸二アンモニウムセリウム0.2
モルとケイ酸エチル0.2モルを溶解させ、塗布溶液と
した。10cmx10cmのITO膜付きガラス基板
(以後基板と呼ぶ)を2枚洗浄乾燥後、それぞれの透明
導電性膜の中央に、図5に示すように、1枚は「営業
中」、2枚目は「準備中」の文字になるようにマスキン
グし、さらに、基板の裏面にもマスキングを施し、塗布
溶液の入ったディップ層に基板を浸漬させ、5mm/sの
速度で引き上げて、相対湿度50%、室温25℃で10
分乾燥後、450℃、10分間焼成し、CeO2ーSiO
2膜7、9を得た。
【0029】次に「営業中」「準備中」の文字の形以外
の箇所にマスキングを施し、さらに裏面にもマスキング
を施し、フェロシアン化カリウム5mモルと塩化第二鉄
5mモルの水溶液中で5μA/cm2の電流密度で電解重
合法によりPB膜8,10を「営業中」「準備中」の文
字の形に形成させた。表示素子作製前にプロピレンカー
ボネート+過塩素酸リチウム0.1モル電解液中で「営
業中」の文字の形で成膜した基板を作用電極とし、対極
に白金線、参照電極に銀塩化銀電極を用いて、20mC
/cm2のLiイオンを注入した。その後、これら2枚の
基板電極を対向させ、電解液にプロピレンカーボネート
+過塩素酸リチウム0.1モルを用いてエレクトロクロ
ミック表示素子を作製した。
【0030】このように作製した表示素子は、交互に
「営業中」「準備中」の文字を表示させたところ、どち
らの文字も均一な濃さで表示できることを確認した。
【0031】比較例1 CeO2ーSiO2膜を作製しない以外は、実施例2と同
様の条件でPB膜を「営業中」「準備中」に形成させ、
表示素子を作製した。それぞれの文字を交互に表示した
ところ、それぞれの文字を交互に均一に表示させること
はできなかった。
【0032】実施例3 フレキソ版は、「営業中」と「準備中」の文字の凸版と
凹版をそれぞれ作製し、フレキソ印刷装置を用いで印刷
した。印刷薬液は、硝酸二アンモニウムセリウム0.2
モルとケイ酸エチル0.15モルおよびイソプロピルチ
タナート0.05モルをエタノール溶液に溶解させたも
のを使用した。まず、30cmx30cmの透明導電性
基板(NESA膜付きガラス基板)を洗浄乾燥後、凹版
を用いて「営業中」、「準備中」の文字以外部分に塗布
し、実施例1と同じ条件で焼成しCeO2ーSiO2膜を
作製した。次に、塩化タングステン0.5モルをエタノ
ール溶液に溶解させた薬液を凸版を用いて、「営業中」
と「準備中」の文字のみに塗布し、350℃、10分間
焼成しWO3膜を作製した。この塗膜の膜厚は、100
nmでクラックもなく均一な膜であった。
【0033】表示素子作製前にプロピレンカーボネート
+過塩素酸リチウム0.1モル電解液中で「営業中」
「準備中」の基板を作用電極、対極に白金線、参照電極
に銀塩化銀電極を用いて、30mC/cm2のLiイオン
を注入した。
【0034】このように作製した表示素子も各文字の透
過率は全体に均一で非常にクリアに文字を電圧操作によ
り交互に表示させることができた。
【0035】実施例4 実施例3において作製した「営業中」の文字の複合膜に
対して、文字の部分をイオン貯蔵膜、文字の周囲を発色
型エレクトロクロミック膜で作製した他は、全て実施例
3と同様にした表示素子を作製した。この実施例の表示
素子も、実施例3と同様に、表示全体が均一で非常に鮮
明な表示をすることが出来た。
【0036】
【発明の効果】本発明は、均一な明るさで様々な表示が
行える高性能のエレクトロクロミック表示素子を提供す
ることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】複合膜とイオン貯蔵膜を電解質層を挟んで対向
配置させたエレクトロクロミック表示素子の膜構成を示
す概略断面図。
【図2】複合膜と複合膜を電解質層を挟んで対向配置さ
せたエレクトロクロミック表示素子の膜構成を示す概略
断面図。
【図3】従来のエレクトロクロミック表示素子の膜構成
を示す概略断面図。
【図4】実施例1に示す複合膜3の平面図。
【図5】実施例2に示す複合膜3,3’の平面図。
【符号の説明】
1 基板 2 電極層 3 複合膜 4 電解質層 5 発色型エレクトロクロミック層 6、7,9,13 イオン貯蔵膜 8,10,11,12 発色型エレクトロクロミック膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2K001 AA02 BB18 BB23 CA04 CA08 CA18 CA20 CA22 DA02 DA03 DA04 DA11 DA19 5C094 AA03 AA55 BA21 CA15 DA13 EA05 EB02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に構成された電極層、発色型エレク
    トロクロミック層、イオン貯蔵膜および電解質層からな
    るエレクトロクロミック表示素子において、発色型エレ
    クトロクロミック膜とイオン貯蔵膜とを一つの層の複合
    膜とし、少なくとも一つの側の電極層と基板を透明電極
    層と透明基板にしたことを特徴とするエレクトロクロミ
    ック表示素子。
  2. 【請求項2】電解質層を挟んで、複合膜、電極層の順に
    対向配置したことを特徴とする請求項1記載のエレクト
    ロクロミック素子。
  3. 【請求項3】電解質層を挟んで、酸化型発色エレクトロ
    クロミック膜、還元型発色エレクトロクロミック膜およ
    びイオン貯蔵膜からなる複合膜とイオン貯蔵膜とを対向
    配置したことを特徴とする請求項1記載のエレクトロク
    ロミック素子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007102197A (ja) * 2005-09-12 2007-04-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 全固体型反射調光エレクトロクロミック素子及びそれを用いた調光部材
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CN113791510A (zh) * 2021-08-06 2021-12-14 河北光兴半导体技术有限公司 用于电致变色玻璃的制备系统

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