JPH03157625A - エレクトロクロミツク表示素子 - Google Patents

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〕 この発明は、表示極のエレクトロクロミック物質と対向
極の対極物質との電解液を介した反応物質の着色変化に
゛よって文字や模様などを表示するエレクトロクロミッ
ク表示素子に関する。

〔従来の技術〕

この種の表示素子の代表的なものとしては、たとえば第
３図に示すように、透光性の表示極基板１の内面に透明
電極層２を介してエレクトロクロミック物質層３を設け
て所要パターンを構成するセグメントに分画された表示
極４とし、対向極基板５の内面に電極層６を介して対極
物質層７を設けて対向極８とし、両基板１．５を方形環
状のスペーサ９を介して対向配置するとともに、内部に
電解液１０を封入して矩形のセルを構成したものがある
。なお、図中の１１は絶縁層、１２は背景材である。

この場合、対向極８を共通電極として所要の表示極４に
電圧を印加することにより、エレクトロクロミック物質
と対極物質との電解液１０を介した反応物質の着色変化
、たとえば、エレクトロクロミツク物質が酸化タングス
テンで電解液中の電解質がリチウム塩であるとき、 ＷＯ，＋ｎＬｉ”＋ｎ　ｅ−；Ｌ　ｉ　ｎＷＯ３（透明
）　　　　　　　　　　　（青色）の着色変化にて所要
パターンの表示がなされる。

ところで、このような表示素子においては、表示極４の
各セグメントおよび対向極に各々対応するリード端子（
図示路）が一般に表示極基板ｌの側縁部に取り付けられ
るが、対向極側の電極層６から上記リード端子への導通
を行うために、従来では、図示の如くセル両側部に両基
板１，５の側縁部とスペーサ９との間で側方へ開く溝部
１３を形成し、この溝部１３に鋼材表面に錫メツキを施
した細長い丸棒状の集電体１４を嵌装して対向極基板５
の電極層６に接触導通させるとともに、この集電体１４
にリード端子を接続する手段が広く採用されている。

ここで、上記の集電体１４は、その直径が組立後のセル
の基板１．５間の距離と一致するように設定され、両基
板１．５とスペーサ９とを対接面間で接着封止する際に
同時に両基板１．５の側縁部間で挟み付は固定するよう
になされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、両基板１．５間の距離は介在するスペー
サ９および接着剤層の厚みにある程度のばらつきがある
ために厳密に一定とはならず、特に量産体制下では多少
の変動が避けられない。

したがって、上記従来構成では、上記距離が集電体１４
の径より大きくなって接触不良を生じたり、逆に小さい
ために接着封止時に通常ガラス製である両基板ｌ、５が
破損することが多々あり、これらによって素子製造にお
ける歩留りが低下するとともに、集電体１４と電極層６
との接触度合の違いに起因した対向極８側の抵抗のばら
つきによって素子の注入電気量が変化し、品質の安定性
に欠けるという難点があった。

この発明は、上述の事情に鑑み、製造時の歩留まりがよ
く、しかも高性能でかつ品質の安定性にすぐれたエレク
トロクロミック表示素子を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
を重ねた結果、対向極側の電極層からリド端子への導通
を行う集電体として特定の金属材料からなる棒状集電体
を使用した場合に、既存の素子の基本構造および製造手
順を何ら改変することなく歩留りを著しく向上でき、し
かも非常に安定した品質で高性能なエレクトロクロミッ
ク表示素子が得られることを見い出し、この発明をなす
に至った。

すなわち、この発明は、片面に透明電極層を介してエレ
クトロクロミック物質層を設けてなる透光性の表示極基
板と、片面に電極層を介して対極物質層を設けてなる対
向極基板とが、両者の電極層側が向き合うように環状ス
ペーサを介して対向配置されて矩形のセルを構成すると
ともに、このセル内に電解液が封入されてなるエレクト
ロクロミック表示素子において、上記セルの外周四辺の
少なくとも一辺部に上記両基板の側縁部と上記環状スペ
ーサとの間で側方へ開く溝部を形成し、この溝部に発泡
金属からなる線状集電体を対向極基板の電極層に接触導
通するように嵌装するとともに、この棒状集電体に対向
極リード端子を接続したことを特徴とするエレクトロク
ロミック表示素子に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明のエレクトロクロミック表示素子は、対向極側
の電極層からリード端子への導通を行う集電体として発
泡金属からなる棒状集電体を用いるが、他の各構成部分
については従来の素子と同様であって差し支えない。

すなわち、上記の発泡金属からなる棒状集電体は、網目
構造の多孔材質であって柔軟性が高く容易に圧縮変形す
る性質を有することから、表示極基板と対向極基板との
設定される対向距離よりも予め両基板対向方向に対応す
る寸法（断面円形の場合には直径）を若干大きいものと
しておくことにより、両基板と介在する環状スペーサと
を接着する際に両基板の間で挟圧されて容易に圧縮変形
し、最終的な上記寸法が常に両基板間の距離と一致する
ことになる。

したがって、上記の基板間の距離に多少の変動があって
も、この変動分は集電体の圧縮によって吸収されるから
、両基板の破損を生じる恐れがなく、しかも集電体が対
向極基板の表面の導電層に密に圧接され、かつ集電体自
体は全体として連続した金属材質であって導電性にすぐ
れることから、対向極例の電気導通は良好でしかも安定
したものとなり、もって素子全体として注入電気量が安
定化し、とくに量産体制をとった場合でも高性能で一定
した品質の素子を製造できる。

上記の棒状集電体に使用する発泡金属としては、Ｎｉス
ポンジ、Ｎｉ−Ｃｒスポンジなどが挙げられ、空隙率が
８０〜９８％程度のものが好適である。また、その断面
形状は、円形、楕円形、四角形など種々の形状とできる
。

以下に、この発明のエレクトロクロミック表示素子の各
部の構成を第１図および第２図に示す素子構造に基づい
て説明する。なお、各部は集電体１５を除いて既述した
第３図の従来の素子構造と同様であるため、第３図と同
一の符号を付している。

まず、両極基板１．５としては一般にガラスなどの透光
性材料が用いられるが、対向極基板５は非透光性であっ
ても差し支えない０表示極４の電極層２は、Ｉｎ、Ｏｓ
　　Ｓｎｏｗ　　（以下、ＩＴＯという）などの透明性
導電材料からなり、表示極基板ｌの内面に真空蒸着法、
スパッタ法、イオンブレーティング法などの既存の薄膜
形成技術によって形成される。対向極８の電極層６には
、電極層２と同様の透明性導電材料のほか、金、白金の
如き貴金属およびこれらと他の金属との合金などの材料
が使用され、前記同様の薄膜形成技術のほか、金属の場
合では箔状物を圧着あるいは接着する方法によって対向
極基板５の内面全面に形成される。

エレクトロクロミック物質層３としては、ＷＯ２、Ｉ　
ｒｏｔ　、Ｍｏ０＝の如き遷移金属酸化物、プルシャン
ブルーテトラチアフルドレン誘導体、ビオロゲン誘導体
などが使用される。また、対極物質層７としては、活性
炭素繊維、Ｗ　Ｏ３、Ｍ　ｎＯＨ、Ｆｅ！Ｏ＊　　・３
ＷＯｘ２、ＭｏＯ，などが使用される。さらに、電解液
１０としては、着・消色反応に必要なイオン種の移動可
能なものであればよく、たとえばＬｉＢＦ４やＬ　ｉ　
Ｃｌ　Ｏａなどのリチウム塩をγ−ブチロラクトンやプ
ロピレンカーボネートなどの非水系溶媒に溶解したもの
が、代表的に使用される。

エレクトロクロミック物質層３は前記同様の薄膜形成技
術によって透明電極層２上に形成され、対極物質層７は
活性炭素繊維クロスを導電性接着剤にて電極層６上に貼
付するか、あるいは活性炭素繊維以外の上記対極物質と
結合剤と必要に応じてカーボンブラックなどの導電助剤
を含む塗料を電極層６上にスクリーン印刷法などで塗布
硬化して形成される。

また、背景材１２は、対向極８を隠蔽してそれ自身の色
調を表示の背景とするもので、その色調を発現する顔料
をポリテトラフルオロエチレンなどの結合剤成分に分散
した電解液含浸性シート状成形物、あるいは顔料と電解
液ＩＯとのゲル体などが使用される。

方形環状のスペーサ９としてはポリエステル系樹脂など
の合成樹脂成形物やガラスが、絶縁層ｌｌとしてはＳ　
ｉ　Ｏ！などがそれぞれ使用される。

つぎに、両基板１，５とスペーサ９とは形成されるセル
の長手方向両側に側方へ開く溝部１３ができるように寸
法設定されており、この溝部１３゜１３にそれぞれ前記
の発泡金属からなる丸棒状の集電体１５が嵌装されてい
る。ここで、集電体１５としては、第１図の仮想線で示
す嵌装前の直径φが溝１６の幅つまり両基板１．　５間
の距離！よりも若干大きいものが使用され、両基板１．
５とスペーサ９とを接着剤を介して接合する際に両基板
１．５間で挟圧されて上記の寸法差（φ−ｌ）だけ圧縮
変形するようになされている。

第２図における１６ａは対向極リード端子、１６ｂは表
示極リード端子であり、たとえばリン青銅に金メツキを
施したものなどからなる帯状片にて形成されており、い
ずれも三つ段状をなす一端側で表示極基板ｌの側縁部に
固着されている。対向極リード端子１６ａは集電体１５
の各端面１５ａに接合されるか、または表示極１の電極
層２に接合されており、各表示極リード端子１６ｂは表
示極８のエレクトロクロミック物質層３からなる各セグ
メント３ａ　　（図では数字表示用の８字形パターンの
構成単位）に対応した電極層２に接続されている。

なお、スペーサ９の溝部】３に面する位置に電解液注入
孔を設ける場合は、該注入孔を外部に露呈させるために
集電体に切欠部を形成するか、もしくは集電体１５を２
分割して両分割体の端部間に注入孔が位置するように設
定すればよい。また、集電体１５は、必ずしも第１図の
如くセル長手方向の両側に設けなくてもよく、外周四辺
の少なくとも一辺部に設ければよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、両極基板の側縁部と環状スペーサと
の間で形成される溝部に嵌装されて対向極の電極層から
対向極り−ド端子への電気的導通を行う棒状集電体に発
泡金属を用い、その圧縮変形によって両基板間距離の変
動を吸収できるようにしていることから、セル組立時の
基板の破損ならびに対向極の電極層との接触不良が防止
されて高歩留りで、かつ対向極側の抵抗のばらつきによ
る注入電気量の変化が非常に少な（品質安定性にすぐれ
、量産化に適したエレクトロクロミック表示素子を捷供
できる。

〔実施例〕

以下、この発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例 縦４７．７　ｍｍ、横１６７鶴、厚さ１．１鶴の透明ガ
ラスからなる表示極基板の一面側にＩＴＯを真空蒸着し
て厚さ２，５００人の所定パターンの透明電極層を形成
し、この電極層上に酸化タングステンを真空蒸着して厚
さ６，０００人の７つのセグメントに分画された数字表
示用８字形パターンのエレクトロクロミック物質層を形
成して表示極とした。

なお、この表示極のエレクトロクロミック物質層以外の
表面にはＳｉｎ、を真空蒸着して絶縁層とした。

一方、縦４２．５鶴、横１６５鶴、厚さ１．１鶴の透明
ガラスからなる対向極基板の一面側全面にＩＴＯを真空
蒸着して厚さ２，５００人の電極層を形成したのち、こ
の電極層上に活性炭素繊維クロス（クラレ社製の商品名
ＣＨ−２０）をカーボンレジンインクとプロピレンカー
ボネートとの混合物からなる導電性接着剤により貼り合
わせることにより対極物質層を形成して対向極とした。

つぎに、上記の両基板の表示極と対向極を対向させ、両
基板間に縦４２．５　ｍ、横１６２額の外形で厚さ０．
９４鶴のポリエステル樹脂からなる方形環状のスペーサ
を配置するとともに、両基板の長手方向両側の側縁部と
スペーサとの間で形成される側方へ開く溝部にそれぞれ
直径１．０　ｍ、長さ４３鶴のＮｉスポンジからなる丸
棒状集電体（住友電工社製の商品名セルメット）を介在
させ、またスペーサの内側にＴｉｅ！粉末を分散含有す
るイオン透過性のポリテトラフルオロエチレン膜からな
る青景材を装填した上で、両基板とスペーサとの対接面
をエポキシ系接着剤を介して圧接封止して矩形セルを作
製した。

つぎに、この矩形セルの表示極基板の長手方向に沿う両
側縁部にリン青銅に金メツキを施した帯状片からなる多
数のリード端子を各々の三つ段状の一端側において前記
同様の導電性接着剤を介して固着し、これらのうちの対
向極リード端子については集電体の端面に導電性接着剤
を介して接合するとともに、セル内部に１モル／Ｉ！濃
度のＬｉＣＩＩ　Ｏａを含むプロピレンカーボネートか
らなる電解液を封入し、第１図および第２図で示す構造
のエレクトロクロミック表示素子を作製した。

比較例 集電体として銅の芯材表面に錫メツキを施した直径１．
０　ｍ、長さ４３鶴の丸棒状集電体を使用した以外は、
実施例と同様にして第３図で示す構造のエレクトロクロ
ミック表示素子を作製した。

上記の実施例にて得られた素子１１５個と上記比較例に
て得られた素子１２５個につき、接触不良および基板破
損を生じた不良品個数を調べるとともに、不良品を除い
た残余の素子について注入電気量を測定し、その平均値
と変動幅（素子によるばらつき）を調べたところ、下表
の結果が得られた。

対向極、９・・・方形環状スペーサ、１０・・・電解液
、１３・・・溝部、１５・・・集電体、１６ａ・・・対
向極リード端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）片面に透明電極層を介してエレクトロクロミック
   物質層を設けてなる透光性の表示極基板と、片面に電極
   層を介して対極物質層を設けてなる対向極基板とが、両
   者の電極層側が向き合うように環状スペーサを介して対
   向配置されて矩形のセルを構成するとともに、このセル
   内に電解液が封入されてなるエレクトロクロミック表示
   素子において、上記セルの外周四辺の少なくとも一辺部
   に上記両基板の側縁部と上記環状スペーサとの間で側方
   へ開く溝部を形成し、この溝部に発泡金属からなる棒状
   集電体を対向極基板の電極層に接触導通するように嵌装
   するとともに、この棒状集電体に対向極リード端子を接
   続したことを特徴とするエレクトロクロミック表示素子
   。