JPS5870214A - エレクトロクロミツク表示素子の製造方法 - Google Patents

エレクトロクロミツク表示素子の製造方法

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JPS5870214A
JPS5870214A JP16961481A JP16961481A JPS5870214A JP S5870214 A JPS5870214 A JP S5870214A JP 16961481 A JP16961481 A JP 16961481A JP 16961481 A JP16961481 A JP 16961481A JP S5870214 A JPS5870214 A JP S5870214A
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film
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浩 浜田
Hiroshi Take
宏 武
Kozo Yano
耕三 矢野
Yasuhiko Inami
井波 靖彦
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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
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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】 本発明はエレクトロクロミック表示素子(以下ECDと
称す)に関し、特に2種類のエレクトロクロミック物質
(以下EC物質と称す)を使用し、それぞれの着色が視
覚効果に寄与する型式のECDに関するものである。
電気化学反応により物質の光吸収特性が変化する現象を
エレクトロクロミズムと称し、このような現象を示す物
質即ちEC物質の中で反応の可逆性が高く視覚効果の良
好な物質を表示装置に応用したものがECDである。E
CDに用いられるEC物質には数多くのものが知られて
いる(例えば、エレクトロニクス昭和55年8月号P、
882〜835)。このEC物質は観点により種々の分
類が可能である。例えば化学組成に着目して無機物と有
機物とに大きく分けることができる。EC反応に伴なう
相変化に着目すれば次のように分類することができる。
液体5固体:析出型 固体a固体のものはEC反応に必要なイオンの供給源と
して固体を用いるか液体(即ち電解液)を用いるかによ
って全固体型と半固体型とに分類される。固体のイオン
供給源としては狭義の本質的に固体電解質を用いる場合
と、誘電体薄膜を用−いる場合とがある。後者では誘電
体薄膜に吸着された水分が分解して生じるH あるいは
0)(−がEC反応に寄与する。本明細書では便宜上両
者をまとめて固体電解質と呼ぶこととする。析出型は、
電解液中に溶解しているEC物質が電気化学反応により
不溶性の膜となって電極面上に析出するものである。単
純液体型ではEC物質は着色反応に於いても液体のまま
であるが、着色種が拡散していくのでニジミが生じると
いう欠点を有する。この欠点を避ける為に工夫されたの
が次の三者である。自己消去型は、電解液中に消去剤を
添加し、拡散していった着色種を化学的に消去するもの
である。拡散型は、電気的に賦勢されていない時に着色
しているように電解液を調製し、電気的に賦勢された時
に消色反応を行なわせ背景材の色が見えるようにしたも
のである。
また、色の変化に注目すれば、単色(無色透明−有色)
、二色あるいは多色(色相が変化する。)に分類できる
。さらに単色のものは還元発色型と酸化発色型とに区分
される。
具体的な例を挙げれば、WO3は無機物、全固体型ある
いは半固体型、単色、還元発色型であり、IrO2は無
機物、全固体型あるいは半固体型、単色、酸化発色型で
ある。ビオロゲンは有機物、析出型、単色、還元発色型
であり、シフタロジアニンルテチウムは有機物、半固体
型、多色である。
表示形態によれば、ポジ表示とネガ表示、透過型と反射
型に区別される。反射型は、さらに金属の反射電極を用
いたものと透明電極を用い素子内部に背景材を設けたも
のとに分けられる。
ECDは電解セルの一種である。ある方向に通電するこ
とにより一方の電極で酸化反応が生じれば他方の電極で
はこれと当量の還元反応が生じ、逆方向に通電すればそ
れぞれの電極で逆の反応が生じる。従来の典型的なEC
Dでは一方の電極(表示電極)での反応による着色、変
色のみを表示に利用し他方の電極(即ち対向電極)は背
景材の背後に視覚的に隠蔽されるように構成されていた
このように対向電極を背景材により隠蔽しなければなら
ない理由は次の通りである。対向電極での電気化学反応
に関与する物質(活物質)として表示電極で反応を起こ
させるEC物質と同じものを用いると表示電極と対向電
極のいずれか一方が着色している時他方は消色しており
、一方が消色していると他方は着色していることになり
このため両者を重ねて見るといずれの状態でも着色して
見え、通電による着消色の変化が観察され難くなるだめ
である。また、対向電極としてカーボン焼結体のように
反射率の低い物質を用いる場合であっても、そのままで
は表示電極の変化を観察することができないからである
一方、本発明の適用される型0ECDは、表示電極と対
向電極とを区別せず、一方の電極には酸化発色型EC物
質、他方の電極には還元発色型EC物質を設け、両者の
間に固体電解質層を介設した構造を有する、一方向の通
電で両電極のEC物質は同時に着色するが、両者間に背
景材を介設しないだめそれぞれの着色の重ね合わされた
色彩が観察されるので同一電荷量を通電した時のコント
ラスト比は従来のものに比べてはるかに向上する。
反対方向に通電すれば両者は同時に消色されることとな
る。
このような型式のECDに於いて、EC物質を予めパタ
ーン化し、また必要に応じてそれを複数の小部分(セグ
メント)に分割し、それらを選択的に駆動して種々の情
報を表示する場合、従来の製造プロセスでは次のような
点が問題となっていた。即ち、第1のEC物質層、固体
電解質層、第2のEC物質層(これらがこの順に積層さ
れたものを以下着色層と称す)及び絶縁層の4種の層の
それぞれを個々にマスク蒸着、エツチング等の方法でパ
ターン化しなければならず工程が非常に煩雑になる。ま
た、これら4層間相互のパターン合せの精度は非常に高
くしなければならない。この理由は仮に第1のEC層、
固体電解質、第2のEC層の3層が正確に合致して積層
されずはみ出ている部分が存在すると、その部分の応答
時間が非常に遅くなるため縁取りを施したようになり、
表示品位を損なうことになる。まだ絶縁膜は一対の電極
間のリークを防止するだめのものであり従って着色層の
設けられていない部分を完全に覆うように配置しなけれ
ばなければならない。
本発明は以上のような問題を解決するものであり、単一
のマスク部材を用いて第1のEC層、固体電解質層、第
2のEC層から成る着色層及び絶縁膜のパターン化を行
なうことにより工程を簡略化した新規有用なECDの製
造方法を提供することを目的とするものである。
以下本発明を実施例に従って図面を診照しながら詳説す
る。
予め第1の電極の設けられた基板上に全面に絶縁膜を設
け、次いでこの絶縁膜を残すべき部分の上にレジスト層
を設け、レジスト層の設けられなかった部分の絶縁膜を
エツチングにより除去する。
通常のパターン化法ではここでレジストを剥離するが、
以下の実施例ではこのレジストを次に設ける着色層のパ
ターン化のためのリフトオフレジストとして用いる。即
ち、レジストを残したままその上に着色層を積層しその
後にレジストを剥離しその部分の着色層を除去する。こ
のような方法によれば着色層と絶縁膜のエツジは正確に
合致し、オーバーラツプも隙間も生じない。尚、第1の
EC物質層、固体電解質層、第2のEC物質層の3層は
着色層として1層のように扱ったがこれらは順次積層さ
れ同一のレジストで同時にパターン化されるのでそれら
のエツジは揃いズレは生じていないO 尚、ここでは絶縁膜を先に設けその後着色層を設ける場
合の説明を行なったが、着色層と絶縁膜を設ける順序を
入れ換えても全く同様にパターン化できることは当然で
あ7る。
以下、図面に示す実施例について説明する。
第1図乃至第7図は本発明の1実施例を示すECDの製
造工程説明図である。工程(A):基板1の片面に導電
膜を設け、必要に応じてパターン化し第1の電極2とす
る。基板1にはガラス、セラミックが用いられるが場合
によっては高分子材料も使用できる。導電膜にはIn2
O3を主とするITO膜+ 5n02を主とするNES
A膜が用いられる。ITO膜のパターン化は湿式エツチ
ング法NESA膜の場合はリフトオフ法によるのが便利
である。この工程を第1図に示す。工程(B)二次にこ
の上に絶縁膜3を全面に設ける。絶縁膜3としては5i
02.S’i3N4が用いられる。これらを設ける方法
としてはCVD法、スパッタ法イオンブレーティング法
あるいは熱分解法がある。この工程を第2図に示す。工
程(0:次にリード部等の絶縁膜3を残したい部分にス
クリーン印刷等の方法でレジスト4を設ける。レジスト
4としては無機系レジストが好捷しい。有機系レジスト
は樹脂分が主成分で耐熱性に乏しく加熱されると黒化し
剥離し難くなってしまうだめである。まだ後述のEC物
質を設ける際にガスを放出し特性に悪影響を与えるとい
う欠点がある。これに対して無機系レジストはフィラー
分(無機物粉末、炭素、金属粉)を主成分とし、これに
少量の樹脂分と溶剤を加えペースト状にしたもので、予
め焼成することによりフィラー分だけが残り有機系レジ
ストの場合のような問題は生じない。また水、希酸等で
容易に剥離することができる。本実施例ではBaC0a
CaCO3を主成分とするレジスト例えばMSK−42
B (M I NETCH社製)、バニー・・イトS(
日本黒鉛工業社製)が特に良好な結果を与えた。この工
程を第3図に示す。工程(D)二次にレジスト4に覆わ
れていない部分(EC物質を設ける部分及び端子部)の
絶縁膜3をドライエツチング法により除去し、導電膜2
を露出させる。エツチングガスとしてCF4を用いると
S i02のみがエツチングされ導電膜は損傷を受けな
かった。この工程を第4図に示す。工程(E):次に端
子部をマスクしてその他の部分に第1のEC物質層5.
固体電解質層6、第2のEC物質層7を順次積層する。
第1のEC物質層5.第2のEC物質層7のいずれか一
方は還元発色性EC物質としてW2BあるいはMoO3
、他方は酸化発色性EC物質としてNiOあるいはIr
O2とし、真空蒸着、スパッタ、イオンブレーティング
等の方法で層設する。また、固体電解質層6としてはL
i3N等の純固体電解質あるいは5i02.CaF2M
gF2等のポーラスな蒸着膜が用いられる。ポーラスな
蒸着膜では吸着された水分がEC反応に必要なイオンの
供給源となる。
この工程を第5図に示す。工程(F)二次に希塩酸でレ
ジスト4を剥離すると第1のEC物質層5、固体電解質
層6、第2のEC物質層7が所望の表示パターン形状に
成形される。この工程を第6図に示す。工程(G):最
後に第2の電極8となる導電膜を第2のEC物質層7と
接するように層設してECDが完成される。この後必要
に応じて保護の為に樹脂コーティングを施したり、保護
板を貼付けてもよい。尚、着色層はパターン化されセグ
メント毎に分離されているので第2の電極8の方は分割
する心安はない。基板1、第1の電極2、第2の電極8
のいずれもが実質的に透明であれば透過型ECDとなり
両全面のいずれからでも表示パターンを観察することが
できる、1捷だ、基板1としてガラス又はセラミックに
観料を混入して得られる白色または淡色の不透明基板を
用いるかあるいは電+li2,8のいずれか一方に金属
膜を用いると反射型となる。
表示パターンをセグメントに分割しない場合には、基板
1と第1の電極2を金属板で兼用することができる。反
射型ではいずれの場合も表示と背景が密着しており、液
晶表示素子に見られるような視差を生じないので、良好
な視覚効果を得ることができる。
以Fの説明では絶縁膜3を先に設け、ドライエツチング
によりパターン化したが、これとは逆に先に第1のEC
物質層5、固体電解質層6、第2のEC物質層7を順次
積層し、これらを先ずドライエツチングによりパターン
化してから絶縁膜3を設け、この絶縁膜3の不要部分を
リフトオフ法で除去してもよい。本発明によれば単一の
レジストで第1のEC物質層、固体電解質、第2のEC
物質層絶縁膜の4者をパターン化することができ、しか
もそれらのエツジは雫ましい状態に揃えることができる
だめ、表示素子としてその効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図は本発明の1実施例を示すE CDの
製造工程説明図であるO l・・基板、2・第1の電極、3 絶縁膜、4・・・レ
ジスト、5・・第1のEC物質層、6・一固体電解質層
、7 ・第2のEC物質層、8−第2の電極。 代理人 弁理士  福 士 愛 彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、固体電解質層を介して酸化発色性EC層と還元発色
    性EC層を積層した着色層と絶縁層をリフトオフ法で平
    面的にパターン成形することにより相互の隣接部の着色
    境界を表示パターンに合致せしめることを特徴とするエ
    レクトロクロミック表示素子の製造方法。
JP16961481A 1981-10-22 1981-10-22 エレクトロクロミツク表示素子の製造方法 Granted JPS5870214A (ja)

Priority Applications (4)

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JP16961481A JPS5870214A (ja) 1981-10-22 1981-10-22 エレクトロクロミツク表示素子の製造方法
US06/434,502 US4505021A (en) 1981-10-22 1982-10-15 Method for manufacturing an electrochromic display device
DE19823238860 DE3238860A1 (de) 1981-10-22 1982-10-20 Elektrochrome anzeigevorrichtung und verfahren zu deren herstellung
GB08230028A GB2110865B (en) 1981-10-22 1982-10-21 Method of manufacture of an electrochromic display device

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JPH0128928B2 JPH0128928B2 (ja) 1989-06-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0212793A (ja) * 1988-06-30 1990-01-17 Pioneer Electron Corp 多色化固体表示装置の製造法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0212793A (ja) * 1988-06-30 1990-01-17 Pioneer Electron Corp 多色化固体表示装置の製造法

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