JPH03100525A

JPH03100525A - エレクトロクロミックディスプレイ

Info

Publication number: JPH03100525A
Application number: JP23713489A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamamoto; 信幸山本; Nobuhiro Sakuta; 作田　伸広
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-25

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】（産業上の利用分野）本発明はエレクトロクロミックディスプレイ（以下ＥＣ
Ｄと略称する）に関する。詳しくは応答速度が安定した
ＥＣＤを提供するものである。

（従来の技術）ＥＣＤ素子は電圧を印加することにより、無機あるいは
有機物質に起こる可逆的な色変化を利用した表示素子で
あり、液晶に比べて視野角依存性がなく見易さの点で優
れ、またメモリー機能を有し、低電圧駆動ができるなど
の特徴を有している。

従来のＥＣＤは第１図に示す構成からなっている。

即ち、従来０ＥＣＤは透明基板ｌ上にパターン状の透明
電極２を形成し、該透明電極２の表示部をなすパターン
状にエレクトロクロミック物質（以下ＥＣと略称する）
３、電解質４、対向電極５が積層され、表示部とネガパ
ターンとなる部分に絶縁層６が有り、前記対向電極５上
に集電体層７及びリード部８が形成され、一番上部に絶
縁層として保護層９が全面を覆っている。

（従来の技術の問題点）従来の集電体層７及びリード部８は、一般に導電フィラ
ーと樹脂バインダー、揮発性溶媒の混練インキを塗布、
乾燥したものが用いられる。しかし、集電体層及びリー
ド部を形成するための原料である集電体ペーストもしく
は、リード部ペーストは、高温で乾燥硬化するものが多
く、この場合、電解質が熱に対して影響を受けやすく、
高温下におかれることで、電解質層の電気抵抗が上がり
応答速度が低下する。また、前記集電体ペーストもしく
はリード部ペーストが低温で乾燥硬化するものを使用し
ようとすれば、硬化した集電体もしくはリード部は、高
温で硬化する集電体の抵抗に比べて高抵抗となり、応答
速度が低下する。

（問題を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決し、ＥＣＤの特性と信鯨性
を向上させることを目的とするものである。かかる目的
は本発明で提案するＥＣＤによってことごとく解決され
る。

即ち、本発明は、透明導電層２、ＥＣ層３、電解質層４
及び対向電極層５を順次積層し且つＥＣ層３、電解質層
４及び対向電極層５の積層物が絶縁体６によって複数の
区画に分割されたＥＣＤ素子と接続端子１６を有する配
線パターン１１を形成した配線基板１０とを、該ＥＣＤ
素子の対向電極層５と、該配線基板１０の接続端子１６
との間が導電体１３を介して導通ずるように、接合させ
たことを特徴とするＥＣＤである。

本発明のＥＣＤの製法は特に限定されるものではなく如
何なる方法で製造してもよいが一般には、ＥＣＤ素子と
配線基板とを別々に製造し、両者を導通するように重合
させる方法が好ましく採用出来る。例えば透明基板上に
、透明導電層、ＥＣ層、電解質層及び対向電極層を順次
積層し、且つＥＣ層、電解質層及び対向電極層の積層物
が、絶縁体によって複数の区画に分割されたＥＣＤ素子
よりなる表示側基板と、接続端子を有する配線パターン
を形成した配線基板とを別々に作製し、前記表示側基板
の対向電極層と配線基板の接続端子との間に導電体を介
して両者が導通するように重合わせることによりＥＣＤ
を製造するのが好ましい。

この方法を採用することにより、表示側基板は、配線パ
ターン形成の際の乾燥による熱の影響を避けることがで
き、電解質の特性の劣化を防ぐことができるし、また、
配線基板の方は、高温に耐えうる基板を用いることで、
配線パターンに高温で乾燥硬化するペーストが使用でき
、それによって、低抵抗の配線パターンを得ることがで
きる利点が発揮される。さらにまた表示側基板と配線基
板とを貼り合わせたことにより、ＥＣＤ素子の裏面を配
線基板が覆うことになり、周囲をシール剤で封止するこ
とにより、信転性の高いＥＣＤが得られる。

本発明０ＥＣＤを構成する各層の厚みは特に限定的では
なく、ＥＣＤの機能を発揮しうるものであればよい。一
般に好適に採用される代表的なものを例示すると次ぎの
通りである。上記透明基板上に積層される透明導電層は
一般に１５０〜５０００人、ＥＣ層は１０００〜７００
０人、電解質層は１０００人〜２００μｍ及び対向電極
層は１０００人〜２００μ輪のそれぞれの範囲から適宜
選定すればよい。また配線基板に形成される配線パター
ンの厚みも特に限定的ではなく必要に応じて決定すれば
よいが一般には５００人〜３０μ−の範囲から選べば好
適である。更に接続端子は配線パターンとは別に設ける
ことも出来るが一般には配線パターンの端部を接続端子
とするのがしばしば製造上、有利である。

本発明のＥＣＤの構成要素ではないが一般には第２図に
示すようにＥＣＤ素子は透明基板１に積層されている。

該透明基板は特に限定されず公知の素材が使用できるか
、一般には透明ガラス：ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリイミドフ
ィルム、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステルフ
ィルム等の合成樹脂製フィルム等を使用すると好適であ
る、また上記透明基板は形状の安定性を考慮し、厚み２
５μ−〜３鶴の範囲で選定するのが一般的である。

本発明におけるＥＣＤ素子は透明導電層２、ＥＣ層３、
電解質層４及び対向電極５を主な構成要素として構成さ
れている。

該構成要素の各層は特に制限されず公知の物質が使用出
来るが一般に好適に使用されるものを例示すれば次ぎの
通りである。

透明導電層としては、一般に、酸化インジウム−酸化ス
ズ（以下ＩＴＯと略称する）、酸化スズ、酸化亜鉛、酸
化チタン等の酸化物半導体膜；金、銀等の薄膜等が使用
される。前記透明導電層は、スパッタリング、真空蒸着
、イオンブレーティング、スプレー法、ゾル−ゲル法、
ＣＶＤ法等の公知の方法によって形成する方法が好適に
採用できる。

またＥＣ層は、ＥＣ物質を含む層であればよい。

ＥＣ物質としては、例えば無定形酸化タングステンが最
も代表的であるが、その他にも、有機色素、金属錯体、
遷移金属化合物などが適宜採用される。

該ＥＣ層の形成方法としては、真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティング、プラズマＣＶＤ等の公知の
方法が採用できる。

更にまた分解質層はイオン伝導が可能であるものであれ
ば特に制限なく使用出来る。一般には粉末状固体電解質
を高分子体に結合剤としてペースト化し、後に硬化させ
たちの；アルカリ金属塩を高分子体でペースト化し後に
硬化させたちの；固体電解質の薄膜で形成したもの等が
好適に使用される。該固体電解質は一般にチタン酸、ス
ズ酸、アンチモン酸、ジルコニウム酸、二オグ酸、タン
タル酸等の固体酸類が、また結合剤としての高分子体は
一般にアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、
メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ポリアルキレンオキサ
イド、ポリエチレンイミン、ポリホスファゼン化合物等
を単独で又は混合して用いられる。またペースト化する
ために必要に応じて使用される溶媒は一般に酢酸エチレ
ングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジメトキシエタン
、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン、テトラハイ
ドロフラン、プロピレンカーボネート、ジメチルホルム
アミド、ジメチルスルホキシド等がそれぞれ好適に使用
される。また前記アルカリ金属塩は有機酸のナトリウム
、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩が好適に使用
され、就中リチウム塩が好適である。好適に使用される
ものを具体的に例示すると、過塩素酸リチウム、テトラ
フロロホウ酸リチウム、ヘキサフロロリン酸リチウム、
トリフロロ酢酸リチウム、トリフロロメタンスルホン酸
リチウム、チオシアン酸リチウム等である。

上記電解質層の形成方法は対象とする電解質層の種類に
応じて適宜採用すればよいが、一般にはスピンナー法；
スクリーン印刷法；スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ
等の物理蒸着法等を採用すればよい。

更にまた本発明における対向電極層は特に限定されず、
公知のものが使用しうる。一般には結合剤の存在下又は
不存在下に酸化還元物質、導電性粉末を混合して使用す
ればよい、該結合剤は前記高分子体が好適に使用される
。また該酸化還元物質としては、酸化タングステン、酸
化モリブデン、酸化チタン等の酸化物が一般的である。

更にまた該導電性粉末としては、酸化スズ、ＩＴＯ等の
金属酸化物導電性粉末及びカーボン、金属等の導電性粉
末が用いられる。

本発明における配線基板としては、特に限定はなく公知
のものが使用出来例えばガラス、プラスチック板、セラ
ミック板等が好適に使用される。

また配線基板に形成する配線パターンは導電性を有する
ものであれば特に制限されず使用出来、−般には例えば
、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属をスパッタリン
グ、プラズマ、ＣｖＤ、真空蒸着等の方法で形成したも
のを使用することができる。あるいは、公知の厚膜ペー
ストを用いてスクリーン印刷により形成したものを使用
してもよい。

本発明における絶縁体は特に限定されず公知のものが使
用出来る。好適に使用出来る代表的なものを例示すれば
、光硬化型もしくは架橋重合型樹脂や熱硬化型樹脂が使
用出来る。更に具体的には例えば０Ｐ−１０１０（電気
化学工業（製）製）　　ＦＣＲ−８０（（株）アサヒ化
学研究所）、９２７−１０Ｅ（ブレースジャパン（株）
製）（以上いずれも商品名）などが好適に使用できる。

本発明においてＥＣＤ素子の対向電極層５と配線基板の
接続端子との間に介在させる導電体は特に限定されず電
気的な導通が出来るものであれば如何なるものであって
もよい。一般に好適に使用されるのは導電性ペーストを
スクリーン印刷などでパターン化し、その後硬化して使
用する態様である。該導電性ペーストは公知のものが特
に限定されず使用出来るが、一般には、グラファイト、
カーボン、パラジウム、銀等の導電性粉末を高分子体よ
りなる前記結合剤と前記溶媒の存在下又は不存在下に、
アセトフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロチオキサ
ントン、アリルケトン化合物、過酸化ベンゾイル、アゾ
ビスイソブチルニトリル等の光又は熱−重合開始剤と混
合して調整したものが好適に使用出来る。

本発明０ＥＣＤは前記各構成要素で構成されていれば十
分な効果を伴った機能を発揮するが、該機能をより安定
して発揮させるために、第２図に示すようにＥＣＤ素子
が大気と接する場所にはエポキシ系接着剤、エポキシア
クリレート系接着剤、ポリエステル系接着剤、ゴム系接
着剤、シリコン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤
、ウレタンアクリレート系接着剤のような素材でシール
した封止部１５を設けるのが好ましい。また本発明のＥ
ＣＤにあってはＥＣＤ素子と配線基板との間が前記の通
り対向電極層と接続端子との間を導電体を介在させて接
合されているが、該対向電極層を接続端子との接続部以
外は絶縁体を積層することで充填するのが好ましい。特
に対向電極は大気中の湿分によっても吸湿して劣化する
傾向があるので、該対向電極の吸湿防止の面からも該絶
縁体の積層は好ましい態様である。また該絶縁体は後述
する実施例でも明らかなようにＥＣＤ素子と配線基板と
を別々に製造して、両者を重合わせる態様を採用する場
合はＥＣＤ素子の対向電極面を吸湿防止のために予め絶
縁性の保護層を積層する場合が多いので、この場合は配
線基板上に配線パターン部を除き予め絶縁性の保護性を
設けておき、両者を重ね合わせるとき接着層を介して両
者の保護層を接着させるような態様とすると好適である
。

上記保護層は前記絶縁体と同じ材質が使用出来、また上
記接着層は公知の接着性材料が特に限定されず使用出来
る。例えば一般には次ぎのような接着性材料を使用すれ
ばよい。

例えばｕｖ−ｉｏｏｏ　（ソニーケミカル（株）の商品
名）に代表されるエポキシアクリレート系接着剤のよう
な光硬化性接着剤；ケミットＲ−１８８（東しく株）の
商品名）に代表されるポリエステル系ホントメルト接着
剤のようなホントメルト接着剤；９２７−１０Ｅ（ブレ
ースジャパン（株）の商品名）に代表される熱硬化型エ
ポキシ接着剤のような熱硬化型接着剤等が好適に使用出
来る。

本発明のＥＣＤは、ＥＣＤ素子の対向電極層５と配線基
板の接続端子１６との導通を直接導電体１３を介在させ
ることも出来るし、第３図に例示するように更に集電体
層７を介在させて対向電極層５に集電体層７を積層し該
集電体層７と接続端子１６との間を導電体１３で接合す
ることも出来る。特に第３図に示すように、ＥＣＤ素子
の分割された区画からはみ出した部分に集電体層を介し
て導電体１３を設けた態様は好ましい。該集電体層は特
に限定されず公知のものが使用出来るが、一般には、カ
ーボン、グラファイト、酸化スズ粉末、ＩＴＯ粉末、ニ
ッケル金属粉末、ステンレス金属粉末、銅粉末、金、銀
、白金、パラジウム粉末等の導電性フィラーとアクリル
、塩化ビニル、エポキシ、メラミン、アルキッド樹脂等
の樹脂バインダーとを前記溶媒で混合して導電性のペー
ストを調整し、該ペーストを対向電極層５に印刷し、硬
化させて構成すればよい。該硬化に際して温度が高かす
ぎるとＣＥＤ素子の劣化を招く場合があるので一般には
８０〜１５０℃の温度で硬化、例えば加圧プレスするよ
うにするのが好ましい。

本発明を更に詳細に説明するために以下実施例及び比較
例を挙げて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。

実施例１第２図に示すような本発明のＥＣＤを下記の方法で製造
した。

ガラス基板ｌ上に、ＩＴＯ２の薄膜（厚さ１０００人）
をスパッタリング法で形成し透明導電層を積層した６次
いでそのＩＴＯＺ上に一〇、を約４５００人の厚さで蒸
着し、２０層３を形成した０次いで２０層３をホトリソ
グラフィの手法を用いてバターニングした。次いで、上
記パターニングしたＥＣＪｉａ上に下記の組成の紫外線
硬化型電解質をスクリーン印刷し、紫外線を照射するこ
とにより電解質を硬化させ、厚さ３０μ−電解質層４を
形成した。

紫外線硬化型電解質は、ポリエーテル型ウレタンジアク
リレート系プレポリマー（アートレジン０Ｎ−１３００
（商品名）根土工業（株）製）４０重量部、ポリエチレ
ングリコール平均分子量２００（和光純薬（株）製）１
００重量部、メトキシポリエチレングリコールメタクリ
レート（ＮＫエステルＭ９０Ｇ　（商品名）新中村化学
工業（株）製）１１０重量部、ポリエチレングリコール
ジメタクリレー）（ＮＫエステル４Ｇ　　（商品名）新
中村化学工業（株）製）４５重量部、及びジペンタエリ
スリトールへキサアクリレート（ＮＫエステルＡＤＰ−
６（商品名）新中村化学工業（株）製）１０重量部に、
過塩素酸リチウム３０重量部を溶解させ、さらに二酸化
チタン２００重量部を加えたものに、光重合開始剤とし
てダロキュア１１７３　（商品名、メルク・ジャパン（
株）製）を３重量パーセント混合したものを用いた。

次に、２０層３、電解質層４及び対向電極層５の積層物
が絶縁体で区画される区画部分に紫外線硬化樹脂ＲＩＧ
（Ｎ１８０３ホワイト（商品名）、（株）セイコアドバ
ンス製）よりなる絶縁体６（厚さ３０μ麟）をスクリー
ン印刷により形成した。

続いて、電解質層４上に、下記の組成の紫外線硬化型対
向電極をスクリーン印刷し、対向電極層５　（厚さ１０
μ鴎）を形成した。

紫外線硬化型対向電極は、前記紫外線硬化型電解質の樹
脂組成から酸化チタンを取り除いたものに、導電性粉末
Ｗ−１（商品名、三菱金属（株）製）酸化チタンの微粉
末上に酸化アンチモンを１９ｗｔ％ドープした酸化スズ
を被覆した白色導電性粉末を６５重量パーセント混練し
たものを用いた。

次に、上記で形成したＥＣ素子の対向電極層５の接続端
子部と導電体を介して接合する部分に紫外線硬化樹脂Ｒ
ＩＧ　（無黄変ベース（商品名）、（株）セイコ・アド
バンス製）を用いて、スクリーン印刷により保護層９（
厚さ１０μ−）を形成した。

また別に、ガラス基板１０を用い、該基板上に金ペース
ト（Ｄ−２４７（商品名）ノリタケカンパニーリミテド
製）を約８μ鋼の厚みに印刷し、約６３０℃の高温で焼
成し配線パターン１１を形成した０次に、配線基板の接
続端子１６となる配線パターンの端部を除いた部分に、
スクリーン印刷により厚み１０μ−の絶縁層１２を形成
した。さらに、接続端子の部分には、下記の組成の導電
性ペーストをスクリーン印刷し、厚み５０μの導電体を
形成した。

導電性ペーストは、熱可塑性高分子飽和ポリエステル系
樹脂ケミット（Ｒ−１８８（商品名）東しく株）製）１
００重量部とグラファイト粉末（５ＦＧ−８２（商品名
）昭和電工（株）製）６０重量部とブチルセルソルブア
セテ−）　（ＢＣＡ）を混練したものを用いた。

次に配線基板の接続端子部を除いた部分に接着層１４（
厚み５０μ−）として、前記熱可塑性高分子飽和ポリエ
ステル系樹脂（Ｒ−１８８（商品名）、東しく株）製）
をＢＣＡに溶解したものをスクリーン印刷した。

次いで、前記製造したＥＣ素子対向電極層の接続端子部
と配線基板の接続端子部が重なるように両者を貼り合わ
せ、１５０℃で１０秒間熱圧着を行ない、ＥＣＤ素子と
配線パターンとの導通をとった。

上記で得られたＥＣＤの対向電極と配線パターン間での
抵抗は約５Ωであった。

最後に、周囲を紫外線硬化型接着剤ｕｖ　−ｉｏｏ。

（商品名、ソニーケミカル（株）製）で封止し、ＥＣＤ
を完成した。

上記方法で作製したＥＣＤは、配線パターンをＥＣＤ素
子とは、別の配線基板上に形成したことによりＥＣＤ素
子が、熱の影響を受けることもなく、また、配線も高温
硬化のインキが用いられることから印加電圧１．５　Ｖ
のもとで着色濃度Δ００−０．３を周期１秒で得た。こ
れは第１図に示すような従来０ＥＣＤが、Δ０Ｄ＝０．
３を得るのに周期２秒かかっていたのに比べ、応答性が
２倍になったことになる。

また、ＥＣＤ素子の裏面を配線基板が覆う構成となるた
め従来のＥＣＤの寿命が温度６０℃、湿度９０％の環境
下では１００ｈｒであったものが、本発明のＥＣＤでは
１０００ｈｒに延びた。

実施例２第３図に示すような本発明０ＥＣＤを下記の方法で製造
した。

ガラス基板１上に実施例１と同様にＩＴＯ膜２を形成し
、さらに実施例１と同じ手順、方法で、ＥＣ層３、電解
質層４、絶縁層６、及び対向電極層５をそれぞれ形成し
た０次いで対向電極層の一区画とｖＡ縁層の一部にわた
る部分にカーボンペースト（ＦＴＵ−２０（商品名）（
株）アサヒ化学研究所製）を用い、厚み１０μｍの集電
体層７をスクリーン印刷で形成した。

次に、絶縁層６上に形成された集電体層７の部分を除い
た部分に、実施例１と同じ材質、方法で、保護層９を形
成した。これにより、接続端子部がＥＣＤ素子の区画外
に設けられることになり、配線パターンを形成する導電
性ペーストに、銀、ニッケル等のマイグレーションのあ
る金属系の導電フィラーを用いても表示部への金属の析
出はなく、安価にＥＣＤを得ることができた。

本実施例で得た第３図に示すＥＣＤの応答速度は、Δ０
Ｄ＝０．３を得るのに周期１秒であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＥＣＤの断面図であり、第２図は、本
発明の実施例を示す断面図であり、第３図は、本発明の
他の実施例を示す断面図である。それぞれ各数値は下記のものを示す。 ■・・・透明基板、２・・・透明導電層、３・・・ＥＣ
層、４・・・電解質層、５・・・対向電極層、６・・・
絶縁体、７・・・集電体層、８・・・リード部、９・・
・保護層、ＩＯ・・・配線基板、１１・・・配線パター
ン、１２・・・絶縁層、１３・・・導電体、１４・・・
接着剤、１５・・・封止部、１６・・・接続端子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明導電層（２）、エレクトロクロミック物質層
（３）、電解質層（４）及び対向電極層（５）を順次積
層し且つエレクトロクロミック物質層（３）、電解質層
（４）及び対向電極層（５）の積層物が絶縁体（６）に
よって複数の区画に分割されたエレクトロクロミックデ
ィスプレイ素子と接続端子（１６）を有する配線パター
ン（１１）を形成した配線基板（１０）とを、該エレク
トロクロミックディスプレイ素子の対向電極層（５）と
、該配線基板（１０）の接続端子（１６）との間が導電
体（１３）を介して導通するように、接合したことを特
徴とするエレクトロクロミックディスプレイ。
（２）エレクトロクロミックディスプレイ素子と配線基
板との接合が対向電極層（５）と接続端子（１６）との
間を該対向電極層（５）に集電体層（７）を積層し該集
電体層（７）を介して導電体（１３）が接合されている
請求項第１項記載のエレクトロクロミックディスプレイ
。