JP2503553B2 - エレクトロクロミック表示体 - Google Patents
エレクトロクロミック表示体Info
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- JP2503553B2 JP2503553B2 JP62301751A JP30175187A JP2503553B2 JP 2503553 B2 JP2503553 B2 JP 2503553B2 JP 62301751 A JP62301751 A JP 62301751A JP 30175187 A JP30175187 A JP 30175187A JP 2503553 B2 JP2503553 B2 JP 2503553B2
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- JP
- Japan
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- layer
- electrochromic
- ecd
- electrode layer
- counter electrode
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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体（以下ECDと
称する。）に関するもので、食品や医薬品の開封チェッ
クイジケーターとしての利用や時間経過表示体用イジケ
ーター、さらに各種ディスプレイ用途に利用できるもの
に係わる。
称する。）に関するもので、食品や医薬品の開封チェッ
クイジケーターとしての利用や時間経過表示体用イジケ
ーター、さらに各種ディスプレイ用途に利用できるもの
に係わる。
〈従来技術〉 従来よりエレクトロクロミック表示体に関する研究が
数多くなされ、中でもプロトン供給体に関する研究が盛
んである。
数多くなされ、中でもプロトン供給体に関する研究が盛
んである。
エレクトロクロミック表示体に用いるプロトン供給体
としては特開昭53−12348号公報に示されるようなヘキ
サメチレンテトラミン硫酸塩のようなアミンと酸との付
加塩、特開昭56−135826号公報に示されるような尿素−
パラトルエンスルフォン酸が知られており、発明物等は
さらに特開昭57−139721号公報、特開昭57−202523号公
報、特開昭58−116591号公報に於て、アンチモン酸を固
体電解質に用いてすぐれた特性を見出し、実用化させる
までに至り、さらに特開昭60−213548号公報では、その
性能をより一層高めた、改良発明をおこなっている。
としては特開昭53−12348号公報に示されるようなヘキ
サメチレンテトラミン硫酸塩のようなアミンと酸との付
加塩、特開昭56−135826号公報に示されるような尿素−
パラトルエンスルフォン酸が知られており、発明物等は
さらに特開昭57−139721号公報、特開昭57−202523号公
報、特開昭58−116591号公報に於て、アンチモン酸を固
体電解質に用いてすぐれた特性を見出し、実用化させる
までに至り、さらに特開昭60−213548号公報では、その
性能をより一層高めた、改良発明をおこなっている。
これらの方法によりエレクトロクロミック表示体を得
る製造工程の一例を述べると、ガラス基板上に酸化イソ
ジウム、酸化錫よりなる透明電極をパターン状に設け、
さらにかかる透明電極の表示部分に酸化タングステンを
電子ビーム加熱方式の真空蒸着法により約6000Åの厚み
に部分蒸着し、さらに部分蒸着した酸化タングステン層
の周囲に絶縁層を印刷し、それらの上部に固体電解質層
をスクリーン印刷法で設け、さらにその上に対向電極層
をスクリーン印刷法で設け、最後にその上から保護層と
なる樹脂型インキをスクリーン印刷法で全面カバーする
ことにより、エレクトロクロミック表示体を得ることが
できる。
る製造工程の一例を述べると、ガラス基板上に酸化イソ
ジウム、酸化錫よりなる透明電極をパターン状に設け、
さらにかかる透明電極の表示部分に酸化タングステンを
電子ビーム加熱方式の真空蒸着法により約6000Åの厚み
に部分蒸着し、さらに部分蒸着した酸化タングステン層
の周囲に絶縁層を印刷し、それらの上部に固体電解質層
をスクリーン印刷法で設け、さらにその上に対向電極層
をスクリーン印刷法で設け、最後にその上から保護層と
なる樹脂型インキをスクリーン印刷法で全面カバーする
ことにより、エレクトロクロミック表示体を得ることが
できる。
このようにして得られたエレクトロクロミック表示体
は、透明電極と対向電極に適当な電圧を印加、また逆印
加することによって、着消色をくり返すことができる。
は、透明電極と対向電極に適当な電圧を印加、また逆印
加することによって、着消色をくり返すことができる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 従来のエレクトロクロミック表示体は、上記のように
電圧を印加しないと発色しない。したがってECDを着色
させるためには、乾電池などの電源を必要としていた。
すなわち、このような従来型ECDは、電源を含む複雑な
駆動回路を付属して利用していたのであり、表示装置と
してかさばり、また高価となっていた。
電圧を印加しないと発色しない。したがってECDを着色
させるためには、乾電池などの電源を必要としていた。
すなわち、このような従来型ECDは、電源を含む複雑な
駆動回路を付属して利用していたのであり、表示装置と
してかさばり、また高価となっていた。
〈問題を解決する為の手段〉 本発明はこの様な点に鑑み考案されたもので、乾電池
など外部電源によってECDに電圧を印加することなく、E
CDの二つの電極端子を短絡させることによっても自己着
色することのできるECDを得るものである。すなわち、
本発明は透明電極上の、エレクトロクロミック体に対し
て対向電極材料を工夫することによって、ECD作成時に
両電極間で、電位差を生じるような材料構成を有し、両
電極端子を短絡することによってECD内部で自己放電を
起こさせ、この際に両電極間で生じるイオンおよび電子
の移動を利用し、ECDを着色させるものである。
など外部電源によってECDに電圧を印加することなく、E
CDの二つの電極端子を短絡させることによっても自己着
色することのできるECDを得るものである。すなわち、
本発明は透明電極上の、エレクトロクロミック体に対し
て対向電極材料を工夫することによって、ECD作成時に
両電極間で、電位差を生じるような材料構成を有し、両
電極端子を短絡することによってECD内部で自己放電を
起こさせ、この際に両電極間で生じるイオンおよび電子
の移動を利用し、ECDを着色させるものである。
本発明によるECDは、乾電池など外部電源がなくても
着色させることができるため、一度だけ着色させること
が必要な用途では電池と組み合わせなくとも使用でき
る。たとえば、食品や医薬品の開封チェックインジケー
ターなどの用途では、開封時にECDが着色することによ
り包装物が開封されたことを示すもので、本考案による
ECDを用いれば包装物に乾電池、ボタン電池など外部電
源を有しなくとも、ECD本体のみで、開封時にECDの両極
端子が短絡されるよう工夫するだけでよい。また、ECD
は高いメモリー性を有しているため、一度着色した状態
を長時間保持する。
着色させることができるため、一度だけ着色させること
が必要な用途では電池と組み合わせなくとも使用でき
る。たとえば、食品や医薬品の開封チェックインジケー
ターなどの用途では、開封時にECDが着色することによ
り包装物が開封されたことを示すもので、本考案による
ECDを用いれば包装物に乾電池、ボタン電池など外部電
源を有しなくとも、ECD本体のみで、開封時にECDの両極
端子が短絡されるよう工夫するだけでよい。また、ECD
は高いメモリー性を有しているため、一度着色した状態
を長時間保持する。
〈発明の詳細な説明〉 第１図は本発明を判り易く説明するための断面説明図
であり、以下第１図を用いて本考案の詳細な説明を行
う。すなわち、透明基板１上に透明電極層２が設けられ
ており、その上にエレクトロクロミック体層３が設けら
れている。エレクトロクロミック体層３の周囲には絶縁
層４が設けられており、上面にはプロトン供給体層５
が、さらに対向電極層６、集電体層７が設けられてお
り、保護層8,9に覆われた構成をもつものである。
であり、以下第１図を用いて本考案の詳細な説明を行
う。すなわち、透明基板１上に透明電極層２が設けられ
ており、その上にエレクトロクロミック体層３が設けら
れている。エレクトロクロミック体層３の周囲には絶縁
層４が設けられており、上面にはプロトン供給体層５
が、さらに対向電極層６、集電体層７が設けられてお
り、保護層8,9に覆われた構成をもつものである。
このような構成を有するエレクトロクロミック表示体
に、エレクトロクロミック体としてWO3（酸化タングス
テン）を用いた場合を例にして述べると、第１図（イ）
で示す部分を負極に、（ロ）で示す部分を陽極に接続し
電圧を印加することにより、（１）式で示される様に、
表示部が無色から灰色がかかった青色に着色し、電極を
逆に切り換えることにより、灰色がかかった青色から無
色へと変わる可逆性を持つECDを得ることができる。
に、エレクトロクロミック体としてWO3（酸化タングス
テン）を用いた場合を例にして述べると、第１図（イ）
で示す部分を負極に、（ロ）で示す部分を陽極に接続し
電圧を印加することにより、（１）式で示される様に、
表示部が無色から灰色がかかった青色に着色し、電極を
逆に切り換えることにより、灰色がかかった青色から無
色へと変わる可逆性を持つECDを得ることができる。
WO3＋nH+＋ne-HnWO3 ……（１） （透明） （灰色かかった青） 本発明による最大の特徴は、第１図（イ）と（ロ）に
電圧を印加しなくとも、（イ）と（ロ）を電気的に短絡
させるだけでECDが着色することにある。
電圧を印加しなくとも、（イ）と（ロ）を電気的に短絡
させるだけでECDが着色することにある。
すなわち、ECDを自己着色させるためには、第１図の
ような構造のECDを作製するにあたって、透明電極層１
に正、集電体層２に負の起電力を生じる材料を選択しな
ければならない。つまりこのことは、エレクトロクロミ
ック体層４と対向電極層６のもつ酸化還元電位をコント
ロールすることによって、達成される。
ような構造のECDを作製するにあたって、透明電極層１
に正、集電体層２に負の起電力を生じる材料を選択しな
ければならない。つまりこのことは、エレクトロクロミ
ック体層４と対向電極層６のもつ酸化還元電位をコント
ロールすることによって、達成される。
以下に各々の材料について述べる。
本発明に述べるエレクトロクロミック体とは、酸化タ
ングステン、酸化イリジウムなどの遷移金属酸化物や、
ビオロゲン系、希土類フタロシニアン系、アントラキノ
ンナピラゾリン系、スチリル系などの有機色素系のもの
や、さらには電解成膜型の修飾電極型のエレクトロクロ
ミック体等の使用が可能であるが、再現性、信頼性の点
で酸化タングステンが最適である。
ングステン、酸化イリジウムなどの遷移金属酸化物や、
ビオロゲン系、希土類フタロシニアン系、アントラキノ
ンナピラゾリン系、スチリル系などの有機色素系のもの
や、さらには電解成膜型の修飾電極型のエレクトロクロ
ミック体等の使用が可能であるが、再現性、信頼性の点
で酸化タングステンが最適である。
プロトン供給体層５としてはヘキサメチレンテトラミ
ン硫酸塩のようなアミンと酸との付加塩、尿素−パラト
ルエンスルフォン酸やアンチモン酸などの使用が可能で
あり、中でもアンチモン酸が優れた特性を示す。
ン硫酸塩のようなアミンと酸との付加塩、尿素−パラト
ルエンスルフォン酸やアンチモン酸などの使用が可能で
あり、中でもアンチモン酸が優れた特性を示す。
このアンチモン酸は白色の粉末であり、必要に応じ
て、多価アルコール、カルボキシル基含有重合体スルフ
ォン酸基含有重合体等の結着剤と揮発性溶媒を混合、練
り合せてインキ化し、印刷、乾燥することによりエレク
トロクロミック体層上に固体層として積層することがで
きる。
て、多価アルコール、カルボキシル基含有重合体スルフ
ォン酸基含有重合体等の結着剤と揮発性溶媒を混合、練
り合せてインキ化し、印刷、乾燥することによりエレク
トロクロミック体層上に固体層として積層することがで
きる。
本発明に述べる透明電極層２としては、酸化亜鉛、酸
化インジウム、酸化錫などから成るものが使用され、酸
化インジウムに２〜５％の酸化錫が併用された透明電極
を用いると良い結果が得られるが、時にこれに限られた
ものではなく、一般に透明電極として使われているもの
の、全ての適用が可能である。
化インジウム、酸化錫などから成るものが使用され、酸
化インジウムに２〜５％の酸化錫が併用された透明電極
を用いると良い結果が得られるが、時にこれに限られた
ものではなく、一般に透明電極として使われているもの
の、全ての適用が可能である。
本発明に述べる対向電極層６に用いる材料としては、
以下のような構成から成り立つ。すなわち可逆酸化可能
な電極作製用インキの構成はカーボン粉末、合成樹脂バ
インダー、可逆酸化物質及び揮発性溶剤及び印刷適正を
向上させるための添加剤によりなり、カーボン粉末とし
てケッチエンブラック、アセチレンブラックやコンダク
ティブファーナスブラック等のカーボンブラック及びカ
ーボン繊維をあげることができる。
以下のような構成から成り立つ。すなわち可逆酸化可能
な電極作製用インキの構成はカーボン粉末、合成樹脂バ
インダー、可逆酸化物質及び揮発性溶剤及び印刷適正を
向上させるための添加剤によりなり、カーボン粉末とし
てケッチエンブラック、アセチレンブラックやコンダク
ティブファーナスブラック等のカーボンブラック及びカ
ーボン繊維をあげることができる。
バインダーすなわち結着剤としては、アクリル樹脂、
塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、グアナ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、メタクリル酸、等をあげる
ことが出来、主成分たる可逆酸化物質としては鉛、亜
鉛、スズ、ニッケルなどをあげることができる。
塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、グアナ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、メタクリル酸、等をあげる
ことが出来、主成分たる可逆酸化物質としては鉛、亜
鉛、スズ、ニッケルなどをあげることができる。
このような可逆酸化物質を対向電極層に添加すると、
何故にエレクトロクロミック体層にプロトンの如きイオ
ンや電子が供給されるのか、その理由はさだかではない
が、以下のような反応が起っていると考えられる。対向
電極材料として鉛を例にあげて説明すると、鉛はイオン
化しやすく、 Pb（固体）→Pb+＋2e- のように電子を出す。酸化タングステンを有する透明電
極と対向電極を短絡させることによって、鉛から生じた
電子は、酸化タングステンに流れ込み、同時に固体電解
質層からプロトンが導入され表示部に青色のタングステ
ンブルーを形成さる。よって全体としての反応式は、 WO3＋Pb2 +＋2e-＋2H+＋2OH-→HxWO3＋Pb(OH)2 であると思われる。
何故にエレクトロクロミック体層にプロトンの如きイオ
ンや電子が供給されるのか、その理由はさだかではない
が、以下のような反応が起っていると考えられる。対向
電極材料として鉛を例にあげて説明すると、鉛はイオン
化しやすく、 Pb（固体）→Pb+＋2e- のように電子を出す。酸化タングステンを有する透明電
極と対向電極を短絡させることによって、鉛から生じた
電子は、酸化タングステンに流れ込み、同時に固体電解
質層からプロトンが導入され表示部に青色のタングステ
ンブルーを形成さる。よって全体としての反応式は、 WO3＋Pb2 +＋2e-＋2H+＋2OH-→HxWO3＋Pb(OH)2 であると思われる。
以上のことから、このような材料系は、WO3の標準電
極電位より大きく卑な電位を示す物質が適当と考えられ
る。しかし、対向電極層は、固体電解質と直接接触して
いるため電解質に対して安定な材料を選択しなくてはな
らない。
極電位より大きく卑な電位を示す物質が適当と考えられ
る。しかし、対向電極層は、固体電解質と直接接触して
いるため電解質に対して安定な材料を選択しなくてはな
らない。
本発明に述べる集電体層７としては金属粉末を導電性
フィラーとし、これに合成樹脂バインダー揮発性溶剤を
加え混練インキ化したものを塗布、乾燥して、集電体層
７とすることにより発色応答性が向上する。これは対向
電極層６に導電性が乏しいためこれを加えることにより
対極で電圧降下がおこるためであり、対向電極層６上に
上記の集電体層７を積層することにより、電圧降下がな
くなり応答性が向上するものと考えられる。金属粉末と
してはAg、Pb、Ni、Cu等を挙げることができる。
フィラーとし、これに合成樹脂バインダー揮発性溶剤を
加え混練インキ化したものを塗布、乾燥して、集電体層
７とすることにより発色応答性が向上する。これは対向
電極層６に導電性が乏しいためこれを加えることにより
対極で電圧降下がおこるためであり、対向電極層６上に
上記の集電体層７を積層することにより、電圧降下がな
くなり応答性が向上するものと考えられる。金属粉末と
してはAg、Pb、Ni、Cu等を挙げることができる。
本発明に述べる絶縁層４としては、ポリスチレン系樹
脂、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など絶縁性の
高い樹脂が適当である。
脂、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など絶縁性の
高い樹脂が適当である。
本発明に述べる透明基板１としては、ポリエステル、
ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルチタク
リレート、ポリメチルペンテン、塩化ビニル等の透明性
の良好な合成樹脂製のフィルムやシート又はガラス板等
が適当である。
ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルチタク
リレート、ポリメチルペンテン、塩化ビニル等の透明性
の良好な合成樹脂製のフィルムやシート又はガラス板等
が適当である。
本発明に述べる保護層8,9としては、ポリエステル系
樹脂、エポキシ系樹脂など、ガスバリアー性の高い樹脂
が適当である。
樹脂、エポキシ系樹脂など、ガスバリアー性の高い樹脂
が適当である。
〈実施例〉 （１）厚さ125μｍの透明導電性フィルム（商品名:T−C
OAT F3−125帝人（株）社製，基板：ポリエステル）に
酸化タングステン（WO3）を電子ビーム蒸着法にて約600
0Åの厚みで蒸着を行なった。
OAT F3−125帝人（株）社製，基板：ポリエステル）に
酸化タングステン（WO3）を電子ビーム蒸着法にて約600
0Åの厚みで蒸着を行なった。
（２）次に（１）で得られたWO3膜蒸着フィルム上に、
下記処方からなるインキにて絶縁層を表示部とネガパタ
ーンに約30μｍ厚みでスクリーン印刷法にて設けた。
下記処方からなるインキにて絶縁層を表示部とネガパタ
ーンに約30μｍ厚みでスクリーン印刷法にて設けた。
（３）次に（２）で得られた印刷パターン上に下記の処
方から成るインキにてプロトン供給体層を約150μｍの
厚みでスクリーン印刷法にて設けた。
方から成るインキにてプロトン供給体層を約150μｍの
厚みでスクリーン印刷法にて設けた。
更に（３）で得られた印刷パターン上に、下記の処方
から成るインキにて対向電極層を約30μｍの厚みでスク
リーン印刷法にて設けた。
から成るインキにて対向電極層を約30μｍの厚みでスク
リーン印刷法にて設けた。
（４）更に（４）で得られた印刷パターン上に銀系導電
ペースト（藤倉化成社製：商品名ドータイトXC−74）を
約30μｍの厚みで塗布し、第１図に示すECDを得た。
ペースト（藤倉化成社製：商品名ドータイトXC−74）を
約30μｍの厚みで塗布し、第１図に示すECDを得た。
（６）更に本実施例では、ECDの保護層として、第１図
（イ），（ロ）から電極リード線をとり出した後、光硬
化型樹脂をECDの裏面から塗布することにより、耐性の
向上を計った。
（イ），（ロ）から電極リード線をとり出した後、光硬
化型樹脂をECDの裏面から塗布することにより、耐性の
向上を計った。
（７）（６）で得られたECDは、第１図（イ），（ロ）
の間の電極間に約0.3Vの起電力を生じており、（イ）と
（ロ）を短絡させることにより、△OD約0.5の着色濃度
を得ることができた。
の間の電極間に約0.3Vの起電力を生じており、（イ）と
（ロ）を短絡させることにより、△OD約0.5の着色濃度
を得ることができた。
〈発明の効果〉 このようにして、得られたECDは、電源を含む複雑な
駆動回路を要せず、両電極間を短絡させるのみで着色さ
せる事が可能であるため、表示装置としてかさばらず、
安価に得られるものである。
駆動回路を要せず、両電極間を短絡させるのみで着色さ
せる事が可能であるため、表示装置としてかさばらず、
安価に得られるものである。
このようなECDは、開封チェックインジケターや時間
経過表示体など各種インジケーターとして簡便に利用で
きる利点がある。
経過表示体など各種インジケーターとして簡便に利用で
きる利点がある。
第１図は、本発明のエレクトロクロミック表示体の一実
施例を示す断面説明図である。 １…透明基板 ２…透明電極層 ３…エレクトロクロミック体層 ４…絶縁層 ５…プロトン供給体層 ６…対向電極層 ７…集電体層 8,9…保護層
施例を示す断面説明図である。 １…透明基板 ２…透明電極層 ３…エレクトロクロミック体層 ４…絶縁層 ５…プロトン供給体層 ６…対向電極層 ７…集電体層 8,9…保護層
Claims (1)
- 【請求項１】透明基板上に設けられた透明電極層と対向
電極層との間に少なくともエレクトロクロミック体層と
プロトン供給体層を設けてなるエレクトロクロミック表
示体において、前記、透明電極層と対向電極層を電気的
に短絡させることにより、エレクトロクロミック体層に
イオンおよび電子を供給できる可逆酸化物質を対向電極
層に付与したことを特徴とするエレクトロクロミック表
示体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62301751A JP2503553B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | エレクトロクロミック表示体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62301751A JP2503553B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | エレクトロクロミック表示体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01142621A JPH01142621A (ja) | 1989-06-05 |
| JP2503553B2 true JP2503553B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=17900726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62301751A Expired - Lifetime JP2503553B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | エレクトロクロミック表示体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503553B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2690536B1 (fr) * | 1992-04-28 | 1994-06-17 | Saint Gobain Vitrage Int | Vitrage electrochrome. |
| FR2791147B1 (fr) * | 1999-03-19 | 2002-08-30 | Saint Gobain Vitrage | Dispositif electrochimique du type dispositif electrocommandable a proprietes optiques et/ou energetiques variables |
| FR2908229B1 (fr) * | 2006-11-03 | 2023-04-28 | Saint Gobain | Couche transparente a haute conductivite electrique avec grille metallique a tenue electrochimique optimisee adaptee pour subir un traitement thermique de type bombage, ou trempe |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62301751A patent/JP2503553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01142621A (ja) | 1989-06-05 |
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