JPH0139565B2 - - Google Patents

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JPH0139565B2
JPH0139565B2 JP56137490A JP13749081A JPH0139565B2 JP H0139565 B2 JPH0139565 B2 JP H0139565B2 JP 56137490 A JP56137490 A JP 56137490A JP 13749081 A JP13749081 A JP 13749081A JP H0139565 B2 JPH0139565 B2 JP H0139565B2
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JP
Japan
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electrochromic
material layer
display
conductive filler
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JP56137490A
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English (en)
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JPS5838931A (ja
Inventor
Hiroshi Ono
Katsunori Nishioka
Kenji Nomura
Tatsuo Masumi
Hiroko Deguchi
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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
    • G02F1/1514Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1516Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising organic material
    • G02F1/15165Polymers

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  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電圧印加による酸化・還元反応で
物質の色が可逆的に変化するエレクトロクロミツ
ク(以下ECと略記する)現象を利用したエレク
トロクロミツク表示素子(以下ECD素子と略記
する)に関するものである。
従来用いられているECDにはEC物質として有
機物では主にビオロゲン誘導体が、無機物では主
に酸化タングステンが使われてきた。特にビオロ
ゲン誘導体を用いる系では、ビオロゲン誘導体を
支持電解質とともに水あるいは他の溶媒に溶解し
て得られる無色の溶液層に直流電圧を印加する
と、着色時陰極にあたる表示極上でビオロゲン誘
導体が還元されて着色する。逆電圧を印加すると
酸化されて元に戻り消色する。この反応は可逆的
に進行する。この系に用いられるECD素子の構
造の断面と第1図に示す。図中1は基板、2は透
明な表示電極、3は対向電極、4はEC物質を含
むECD溶液、5はスペーサーである。
従来のビオロゲン誘導体ECD溶液を用いる
ECD素子は溶液型の発消色機構に起因する下記
の欠点があつた。
(イ) 着色、消色時の電極反応がビオロゲン誘導体
分子の電極表面への物質移動過程で律速される
ため高速応答性が期待できない。
(ロ) 対極反応もビオロゲン誘導体の酸化反応であ
るから着色、消色反応の電位が変動し易く、駆
動電圧が変動し、この事に起因する作動不良が
起り易く、長寿命の達成が困難である。
(ハ) 着色状態と消色状態とで溶媒に対する溶解度
が変化し、着色物質が表示電極上に析出しなけ
ればならないという制約を受けるので使用しう
るEC物質が制約される。
この発明は、このような従来の溶液型有機
ECD素子の欠点と除去するためになされたもの
で、表示極上に、EC物質と高分子物質及び導電
性充填物質を混合した材料、又はEC官態基を主
鎖あるいは側鎖にもつ高分子EC物質と導電性充
填物質を混合した材料を膜状に設けることによ
り、高速応答性を有し、かつ長寿命のECD素子
を提供することを目的としている。
上記の様に膜状EC材料層を用いることにより
EC物質が電極上近傍に固定されているためにEC
物質の表示電極面上への移動が不要となり、着
色、消色反応が電荷の移動により律速されるよう
になるとともに、導電性充填剤を混入することに
より、膜性状は多孔性となり、有効表面積の拡大
が図られ、その結果さらに高速応答性が実現され
た。また従来のビオロゲン系ECD溶液を用いた
ECDにみられた表示電極上に析出した着色物質
の結晶化による逆反応の阻害による寿命の低下
が、この方式では本質的に起り得なくなり、長寿
命化が達成された。
また膜状EC材料層中に分散された導電性充填
剤が対向電極に対する陰ペい作用を持ち、表示に
対する良好な背景を提供し、従来のECDに用い
られていた白色背景板が不要となり、素子の構成
が簡素化された。
この発明によるECDセルの構造の断面図を第
2図に示す。図中6は導電性充填剤、EC物質及
び高分子物質、若しくは高分子EC物質からなる
膜状EC材料層、7は電解質溶液又は高分子電解
質であり、対極反応を可逆的に行うレドツクス成
分及び支持電解質を含んでいる。
この発明に用いられるEC物質及びEC官能基と
しては、電圧印加による酸化、還元反応によつて
可逆的に着色、消色する有機EC化合物、有機金
属錯体EC化合物等のEC物質及び有機EC官能基、
有機金属錯体EC官能基等のEC官能基を用いるこ
とができる。
また、高分子物質としてはラジカル重合、イオ
ン重合、縮合重合等より得られる広範囲の高分子
物質及び上記EC官能基を高分子の主鎖又は側鎖
に導入できる高分子物質を用いることができる。
また、導電性充填剤としては、望ましくは色調
が白色で、粉末状をなし膜状EC材材料層6を構
成する高分子物質、EC物質及び電解質溶液と共
存して安定な材料が必要である。上記条件を満足
するものとして酸化インジウム・スズ(ITO),
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いわゆる導電性粉
体と称する材料の中から広範囲に選択できる。
以下実施例を挙げてこの発明をさらに詳細に説
明する。
実施例 1 EC物質としてベンジルビオロゲンを用い、高
分子物質としてはビニル系ポリマーで側鎖に四級
アンモニウム塩構造を有する水に不溶な高分子電
解質を用い、導電性充填剤として導電性酸化亜鉛
粉体(酸化亜鉛を還元雰囲気中で焼成後粉砕した
もの)を用いた。
EC物質と高分子物質をモル比で1対2の割合
で混合し、これと導電性粉体を重量比1対3の割
合で混合して、メタノール溶液とした。この溶液
をスピナーにより透明ガラス板1上に設けた
SnO2表示電極2上に塗布し、導電性充填剤混合
EC材料層6を設けた。この膜状EC材料層6を設
けた表示極2とスペーサー5を介して対向極3を
有するECD素子を構成し、電解質溶液として
0.3M/のK2SO4水溶液を注入した。このよう
にして試作したECD素子に表示電極2を陰極と
して約1.7Vの直流電圧を印加すると、表示電極
2上のEC材料層6が紫色に変化した。この状態
で電圧の極性を逆転すると元の白色に戻つた。着
色、消色時の応答速度は共に40msecと高速応答
性を示し、繰り返し表示に対しても非常な安定性
を示した。
実施例 2 EC材料としてポリスチレンスルホン酸とビオ
ロゲンとの反応より合成した高分子EC物質に導
電性充填剤として酸化スズ被覆酸化チタン粉体を
重量比1対5の割合で混合して、ジオキサン、塩
酸、水溶液を調整した。この溶液を用い透明ガラ
ス板上に設けたSnO2表示電極上にスピナーによ
り、EC材料層を設けた。この膜状EC層を設けた
表示極とスペーサーを介して対向極を有する
ECDセルを構成し、電解質溶液として0.3M/
のK2SO4水溶液を注入した。このようにして試作
したECD素子に表示電極を陰極として約1.5Vの
直流電圧を印加すると、表示電極上のEC材料層
が紫色に変化した。この状態で電圧の極性を逆転
すると元の白色に戻つた。着・消色時の応答速度
は共に30msecと高速応答性を示し、繰り返し表
示に対しても非常な安定性を示した。
実施例 3 EC物質としてベンジルビオロゲンを用い、高
分子物質としてはビニル系ポリマーで側鎖に四級
アンモニウム塩構造を有する水に不溶な高分子電
解質を用い、導電性充填剤として酸化スズ粉体を
用いた。
EC物質をモル比で1:2の割合で混合し、こ
れと導電性粉体を重量比1:3の割合で混合し
て、メタノール溶液とした。この溶液をスピナー
により透明ガラス板上に設けたSnO2表示電極上
に塗布し、導電性充填剤混合EC材料層を設けた。
この膜状EC層を設けた表示極上に充填水に浸せ
きしたフツ化スルホン酸樹脂を重ね、さらに対向
極を有するガラス裏板をさらに重ね、端部をシー
ル材でシールすることによりECD素子を構成し
た。
このようにして試作したECD素子に表示電極
を陰極として約2.0Vの直流電圧を印加すると、
表示電極上のEC材料層が紫色に変化した。この
状態で電圧の極性を逆転すると元の白色に戻つ
た。
着・消色時の応答速度は共に40msecと高速応
答性を示し、繰り返し表示に対しても非常な安定
性を示した。
この発明は透明な表示電極の面上を覆う有機エ
レクトロクロミツク物質を含む膜状に形成された
エレクトロクロミツク材料層を備えた表示素子に
おいて、上記エレクトロクロミツク材料層が、有
機エレクトロクロミツク物質と導電性充填剤とバ
インダとなる高分子物質との混合物、又は有機エ
レクトロクロミツク官能基を主鎖または側鎖に有
する高分子物質と導電性充填剤との混合物で形成
したものであることを特徴とするもので、高速応
答性が得られるとともに長寿命化が図れる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のECD素子の断面図、第2図は
この発明の一実施例の断面図である。 図において、1はガラス基板、2は表示電極、
3は対向電極、4はEC・電解質溶液、5はスペ
ーサー、6は膜状EC材料層、7は電解質溶液、
あるいは高分子電解質である。なお、図中同一番
号はそれぞれ同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明な表示電極の面上を覆う有機エレクトロ
    クロミツク物質を含む膜状に形成されたエレクト
    ロクロミツク材料層を備えた表示素子において、
    上記エレクトロクロミツク材料層が、有機エレク
    トロクロミツク物質と導電性充填剤とバインダと
    なる高分子物質との混合物、又は有機エレクトロ
    クロミツク官能基を主鎖または側鎖に有する高分
    子物質と導電性充填剤との混合物で形成したもの
    であることを特徴とするエレクトロクロミツク表
    示素子。 2 両電極間に高分子電解質を充填した特許請求
    の範囲第1項記載のエレクトロクロミツク表示素
    子。
JP56137490A 1981-09-01 1981-09-01 エレクトロクロミツク表示素子 Granted JPS5838931A (ja)

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JP5888644B2 (ja) * 2011-12-05 2016-03-22 国立大学法人 千葉大学 エレクトロクロミック表示素子及びエレクトロクロミック表示素子の製造方法
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