JPS5950486A - 電気発色表示素子 - Google Patents
電気発色表示素子Info
- Publication number
- JPS5950486A JPS5950486A JP16088182A JP16088182A JPS5950486A JP S5950486 A JPS5950486 A JP S5950486A JP 16088182 A JP16088182 A JP 16088182A JP 16088182 A JP16088182 A JP 16088182A JP S5950486 A JPS5950486 A JP S5950486A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- display element
- solid electrolyte
- electrolyte layer
- water
- Prior art date
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- Pending
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電気発色表示素子に関し、更に詳しくは、該素
子における固体電解質層の改良に関する。
子における固体電解質層の改良に関する。
し発明の技術的背景とその問題点］
従来、電気発色層として遷移金属酸化物を用いた電気発
色表示素子において、電解質層には、液体イオン導電材
料から成るもの（以下、液体電解賃層と称す）と、固体
イオン導電材料から成るもの（以下、固体電解質層と称
す）との２種類があった。
色表示素子において、電解質層には、液体イオン導電材
料から成るもの（以下、液体電解賃層と称す）と、固体
イオン導電材料から成るもの（以下、固体電解質層と称
す）との２種類があった。
前者の液体電解質層の場合、その発消色応答速度を大き
くし、かつ高いコントラストを得るために、硫酸などの
カテオン移動度の大きい酸類を主体とした電解液が用い
られていた。
くし、かつ高いコントラストを得るために、硫酸などの
カテオン移動度の大きい酸類を主体とした電解液が用い
られていた。
しかし、長期間使用すると、電気発色表示素子から電解
液が漏洩するおそれがあるため、極めて危険である。ま
た、該素子を製造するに際しては電解液を液密に封止す
ることが必要とされ、製造工程の煩雑化及び作業効率の
低下を招いていた。
液が漏洩するおそれがあるため、極めて危険である。ま
た、該素子を製造するに際しては電解液を液密に封止す
ることが必要とされ、製造工程の煩雑化及び作業効率の
低下を招いていた。
そこで、上記欠点を解消するために、固体電解質が開発
されるに余った。この固体電解質層は、電気発色層上に
、蒸着等の物理的成膜法で形成されたＳｊＯ２， ＰＡ
ｇＦ２， ＣａＦ，等から成る無機物の薄膜である。
されるに余った。この固体電解質層は、電気発色層上に
、蒸着等の物理的成膜法で形成されたＳｊＯ２， ＰＡ
ｇＦ２， ＣａＦ，等から成る無機物の薄膜である。
しかし、このように無機物の薄膜を蒸着等により形成す
る場合は、固体電解質層及び前期発色層中にピンホ−ル
等を発生し易いため、両層を挾持する透明電極と対向電
極との間で短絡現象を招くおそれがあった。その結果、
製品化できないものが多数生じ、生産性も低下するため
、実用化するには不適当であった。
る場合は、固体電解質層及び前期発色層中にピンホ−ル
等を発生し易いため、両層を挾持する透明電極と対向電
極との間で短絡現象を招くおそれがあった。その結果、
製品化できないものが多数生じ、生産性も低下するため
、実用化するには不適当であった。
そこで、更に上記欠点をも有さない固体電解質層として
、パーフルオロスルホン酸重合体、スチレンスルホン酸
重合体、アクリル酸重合体等、主にスルホン酸重合体で
あるイオン交換樹脂が用いられるようになった（特開昭
５４−８９６５２号、！ｌη開１１口５４−８９６５３
；１特開１ｉｆｌ５６−９７２６乞″、′持開昭５６−
４７０２５号等明細省参ＩＴＮ）、この固休電解質層に
おいては、イオン交換樹脂中のカチオン（例えばＮａ”
）が発色に関与する。
、パーフルオロスルホン酸重合体、スチレンスルホン酸
重合体、アクリル酸重合体等、主にスルホン酸重合体で
あるイオン交換樹脂が用いられるようになった（特開昭
５４−８９６５２号、！ｌη開１１口５４−８９６５３
；１特開１ｉｆｌ５６−９７２６乞″、′持開昭５６−
４７０２５号等明細省参ＩＴＮ）、この固休電解質層に
おいては、イオン交換樹脂中のカチオン（例えばＮａ”
）が発色に関与する。
しかし、イオン交換樹脂は溶媒に怪怪しにくいため、固
体電解質層を形成するには、ロール圧延法を適用するし
かなく、従って、該方法により形成される層は、数ｍｍ
もの厚さを有していた。このため、これを用いた素子は
、その応答性が極めて悪く、かつ寿命が短いという欠点
を避け得なかつた。即ち、固体電解質が厚くなくと、電
圧を印加した際のカチオン移動速度が小さくなり、電気
発色層を構成する物質、例えば酸化タングステンと該カ
チオンとが反応して着色種であるブロンズを形成する迄
に長時間（１秒以上）を要するためであつた。また、着
色種の数にイオン交換樹脂中のカチオン含有量に依存す
るため、該カチオンの絶対量が少ないイオン交換樹脂を
用いた場合には、充分な発色濃度が得られないという欠
点があった。
体電解質層を形成するには、ロール圧延法を適用するし
かなく、従って、該方法により形成される層は、数ｍｍ
もの厚さを有していた。このため、これを用いた素子は
、その応答性が極めて悪く、かつ寿命が短いという欠点
を避け得なかつた。即ち、固体電解質が厚くなくと、電
圧を印加した際のカチオン移動速度が小さくなり、電気
発色層を構成する物質、例えば酸化タングステンと該カ
チオンとが反応して着色種であるブロンズを形成する迄
に長時間（１秒以上）を要するためであつた。また、着
色種の数にイオン交換樹脂中のカチオン含有量に依存す
るため、該カチオンの絶対量が少ないイオン交換樹脂を
用いた場合には、充分な発色濃度が得られないという欠
点があった。
これらの理由から、この種の材料を用いた表示素子も実
用に供することは困難であった。
用に供することは困難であった。
以上に述べたように、いずれの材料を用いた表示素子に
おいても、何らかの欠点を有しているため、これらの欠
点が全くない電気発色表示素子の開発が望まれていた。
おいても、何らかの欠点を有しているため、これらの欠
点が全くない電気発色表示素子の開発が望まれていた。
〔発Ｕ列の目的−１
本発明は、上記した欠点をいずれも解消した実用性の高
い電気発色表示素子を提供することを目的とする。
い電気発色表示素子を提供することを目的とする。
発明の概要
本発明は、電気発色層と、該層に密着して形成された固
体電解質層とを具備する電気発色表示素子において、前
期固体電解質層が、吸水率３％以上の高分子樹脂及び該
樹脂の吸着水とから成ることを特徴とする。
体電解質層とを具備する電気発色表示素子において、前
期固体電解質層が、吸水率３％以上の高分子樹脂及び該
樹脂の吸着水とから成ることを特徴とする。
本発明表示素子を図に示した実施例に基づき説明する。
図中１はガラスやポリエステル等から成る透明基板、２
，５は各々ＩＩ１２０ｓ ＋Ｓｎ０２＋Ａｕ Ｉ Ａｔ
＋ ＮｔＩＡｇ等から成る表示電極、対抗電極、３はＷ
Ｏ！ｌ，Ｍｏ００３，Ｔｉ０２等の冫修金属酸化物から
成る電気発色層である。
，５は各々ＩＩ１２０ｓ ＋Ｓｎ０２＋Ａｕ Ｉ Ａｔ
＋ ＮｔＩＡｇ等から成る表示電極、対抗電極、３はＷ
Ｏ！ｌ，Ｍｏ００３，Ｔｉ０２等の冫修金属酸化物から
成る電気発色層である。
４は、本発明の最大の特徴をなす固体電解質層である。
該層は、吸水率３％以上、好ましくは５％以上の高分子
樹脂及び、該樹脂の吸着水とから主に構成される。吸水
率が３％未満のときは、発色濃度が低下するため、好ま
しくない。尚、ここで吸水率と、１，ＡＳＴＭＤ５７０
ＶＣ示された規格、すなわち２３℃の水に２４時間浸漬
したきの重量増加量を表わすものである。
樹脂及び、該樹脂の吸着水とから主に構成される。吸水
率が３％未満のときは、発色濃度が低下するため、好ま
しくない。尚、ここで吸水率と、１，ＡＳＴＭＤ５７０
ＶＣ示された規格、すなわち２３℃の水に２４時間浸漬
したきの重量増加量を表わすものである。
上記した高分子樹脂としては、吸水率が３％以上のもの
は、いかなるものでも使用可能である分子構造の観点か
らは、水と水素結合し易い水酸基、カルボニル基、カル
ボキシル基を有するものが好ましい。具体例としては、
ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸、ポリ−２−
ヒドロキシメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリ−２−
ヒドロキシアクリル酸もしくはこれらのエステル、ポリ
アクリルアミド又はこれらの共重合体があげられる。尚
、これらの樹脂を、２置換アルデヒド（例えば、グルタ
ルアルデヒド、テレフタルアルデヒド）、ホウ砂，ビス
アクリルアミド、エチレングリコール、ビスアクリル酸
エステル等の架橋剤を用いて架橋構造としたものも使用
可能であるまた、使用に際しては、上記した樹脂を２種
以上混合してもよい。
は、いかなるものでも使用可能である分子構造の観点か
らは、水と水素結合し易い水酸基、カルボニル基、カル
ボキシル基を有するものが好ましい。具体例としては、
ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸、ポリ−２−
ヒドロキシメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリ−２−
ヒドロキシアクリル酸もしくはこれらのエステル、ポリ
アクリルアミド又はこれらの共重合体があげられる。尚
、これらの樹脂を、２置換アルデヒド（例えば、グルタ
ルアルデヒド、テレフタルアルデヒド）、ホウ砂，ビス
アクリルアミド、エチレングリコール、ビスアクリル酸
エステル等の架橋剤を用いて架橋構造としたものも使用
可能であるまた、使用に際しては、上記した樹脂を２種
以上混合してもよい。
本発明にかかる固体電解質層は、例えば、上記した高分
子樹脂を、水を含む適宜溶媒に溶解し、各種塗布法に応
じて適当な濃度又は粘土とした後、これを電気発色層上
に塗布し、加熱処理を施して水以外の溶媒を除去するこ
とにより形成される。
子樹脂を、水を含む適宜溶媒に溶解し、各種塗布法に応
じて適当な濃度又は粘土とした後、これを電気発色層上
に塗布し、加熱処理を施して水以外の溶媒を除去するこ
とにより形成される。
尚素子形成後の吸着水量は、大気中の水分により一定に
維持することができる。
維持することができる。
塗布法としては、例えば、スピニング塗布法（スピンナ
ー法）、浸漬法、ローラ塗布法、スプレー塗布法があげ
られる。また、溶媒としては、水と低沸点の溶媒との混
合溶媒が好ましい。低沸点の溶媒としたのは、加熱処理
による溶媒除去を容易に行なうためと、含水量の極端な
低下を防ぐためである。このような低沸点溶媒としては
、例えば、メタノール、エタノールがあけられる。
ー法）、浸漬法、ローラ塗布法、スプレー塗布法があげ
られる。また、溶媒としては、水と低沸点の溶媒との混
合溶媒が好ましい。低沸点の溶媒としたのは、加熱処理
による溶媒除去を容易に行なうためと、含水量の極端な
低下を防ぐためである。このような低沸点溶媒としては
、例えば、メタノール、エタノールがあけられる。
尚、上記高分子樹脂溶液中にＴｉｅ， ， Ａｔ２０．
， ＋ＺｎＯ，ＺｒＯ２，￥２０ｓ等の白色顔料を添加
（〜で、白色背景の反射型セルとすることもできる。こ
の場合は、得られる表示素子の発色表示が鮮明となるた
め、一層好ましいものとなる。
， ＋ＺｎＯ，ＺｒＯ２，￥２０ｓ等の白色顔料を添加
（〜で、白色背景の反射型セルとすることもできる。こ
の場合は、得られる表示素子の発色表示が鮮明となるた
め、一層好ましいものとなる。
以上に説明した固体電解質層においては、吸水性高分子
樹脂に吸着された水が発色に関与する。
樹脂に吸着された水が発色に関与する。
即ち、吸着水から解離したＨ”一が電気発色層の構成材
料と結合し、着色種となるのである。
料と結合し、着色種となるのである。
こうした電解質層は、スピンナー法等によって塗布され
、薄くかつ均一で、しかもピンホ−ル等を生じることな
く形成されるため、発色層との密着性が極めて良好であ
る。また従米のイオン交換樹脂を用いた電解質層は、水
をほとんど含有せずに、該樹脂中に含むＮａ＋のカチオ
ンが発色に関与するものであって、そのカチオン数は限
られていたのに対し、本発明素子では吸着水が発色に関
与し、その水分量は極めて多く、また樹脂の選択により
、その量を更に増加して発色濃度を高位に保持すること
が可能となる。
、薄くかつ均一で、しかもピンホ−ル等を生じることな
く形成されるため、発色層との密着性が極めて良好であ
る。また従米のイオン交換樹脂を用いた電解質層は、水
をほとんど含有せずに、該樹脂中に含むＮａ＋のカチオ
ンが発色に関与するものであって、そのカチオン数は限
られていたのに対し、本発明素子では吸着水が発色に関
与し、その水分量は極めて多く、また樹脂の選択により
、その量を更に増加して発色濃度を高位に保持すること
が可能となる。
実施例１〜実施例７
ガラス基板上にパターン化された透明な導電膜（表示電
極）を形成し、更に該膜上に厚さ０．３μｍの酸化タン
グステン膜（電気発色層）を蒸着法により形成した。
極）を形成し、更に該膜上に厚さ０．３μｍの酸化タン
グステン膜（電気発色層）を蒸着法により形成した。
次に、酸化タングステン膜上に第１表に示した吸水性高
分子樹脂を塗布し、これを乾燥して、固体電解質層とし
た。
分子樹脂を塗布し、これを乾燥して、固体電解質層とし
た。
ついで、固体電解質層上に金を蒸着し、対向電極を形成
した後、相対湿度８０％、室温の恒温恒湿槽に２０時間
放置することにより電気発色表示素子を製造した。
した後、相対湿度８０％、室温の恒温恒湿槽に２０時間
放置することにより電気発色表示素子を製造した。
得られた素子の動作特性を第１表に併記した。
尚、表中、応答時間とは、１．５Ｖ印加したときのコン
トラスト化が３となるまでに要する時間である。
トラスト化が３となるまでに要する時間である。
比較例には、固体電解質としてＮＡＦ Ｉ ＯＮ（＋Ｉ
ｅ品名、弗素系イオン交換樹脂、デュポン社製）を用い
た素子を使用した。
ｅ品名、弗素系イオン交換樹脂、デュポン社製）を用い
た素子を使用した。
実施例８〜実施例１２
第２表に示した架橋剤を用いて架橋した吸水性高分子樹
脂を用いたこと意外は、前期実施例と同様に素子を製造
した。
脂を用いたこと意外は、前期実施例と同様に素子を製造
した。
得られた素子の動作特性を第２表に併記した。
以上の結果から明らかなように、本発明素子は低電圧駆
動でも極めて応答性の良好であることが判明した。
動でも極めて応答性の良好であることが判明した。
本発明においては、溶液状の高分子樹脂を塗布するため
、薄膜状に均一でかつピンホール等のない固体電解質層
が形成される。従って、本発明素子は短絡現象を生じる
ことがなく、極めて応答性に優れ、かつ長寿命である。
、薄膜状に均一でかつピンホール等のない固体電解質層
が形成される。従って、本発明素子は短絡現象を生じる
ことがなく、極めて応答性に優れ、かつ長寿命である。
また、本発明素子は、発色に関与するカチオン数が極め
で多いため、充分な発色濃度を確保し得るものである。
で多いため、充分な発色濃度を確保し得るものである。
図面は、本発明電気発色表示素子の構成例を示した縦断
面図である。 １・・・透明基板、２・・表示電極、３・・電気発色層
、４・・固体電解質層、５・・対向電極。
面図である。 １・・・透明基板、２・・表示電極、３・・電気発色層
、４・・固体電解質層、５・・対向電極。
Claims (3)
- （１）電気発色層と、該層に密着して形成された固体電
解質層とを具備する電気発色表示装置において、 前記固体電解質層が、吸水率３％以上の高分子樹脂及び
該樹脂の吸着水とから成ることを特徴とする電気発色表
示素子。 - （２）前記高分子樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリ
メタクリル酸、ポリ−２−ヒドロキメタクリル酸、ポリ
アクリル酸、ポリ−２−ヒドロキシアクリル酸もしくは
これらのエステル、ポリアクリルアミド又はこれらの共
重合体である特許請求の範囲第１項の電気発色表示素子
。 - （３）前記高分子樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリ
メククリル酸、ポリ−２−ヒドロキシメタクリル酸、ポ
リアクリル酸、ポリ−２−ヒドロキシアクリル酸もしく
はこれらのエステル、ポリアクリルアミド又はこれらの
共重合体を架橋して成る樹脂である特許請求の範囲第１
項記載の電気発色表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16088182A JPS5950486A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 電気発色表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16088182A JPS5950486A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 電気発色表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950486A true JPS5950486A (ja) | 1984-03-23 |
Family
ID=15724384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16088182A Pending JPS5950486A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 電気発色表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238027A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-23 | Canon Inc | エレクトロクロミツク素子 |
| JPS6444424A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-16 | Alpine Polyvision Inc | Light modulation cell |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53143346A (en) * | 1977-05-20 | 1978-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electric color-developing element |
| JPS54115147A (en) * | 1978-02-13 | 1979-09-07 | American Cyanamid Co | Electrochrom apparatus |
| JPS5646212A (en) * | 1979-05-03 | 1981-04-27 | Ebauches Sa | Electrolytic polymer for electrooptical device |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16088182A patent/JPS5950486A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53143346A (en) * | 1977-05-20 | 1978-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electric color-developing element |
| JPS54115147A (en) * | 1978-02-13 | 1979-09-07 | American Cyanamid Co | Electrochrom apparatus |
| JPS5646212A (en) * | 1979-05-03 | 1981-04-27 | Ebauches Sa | Electrolytic polymer for electrooptical device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238027A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-23 | Canon Inc | エレクトロクロミツク素子 |
| JPS6444424A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-16 | Alpine Polyvision Inc | Light modulation cell |
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