JPS5960424A - 透過型全固体電気発色素子 - Google Patents
透過型全固体電気発色素子Info
- Publication number
- JPS5960424A JPS5960424A JP57169867A JP16986782A JPS5960424A JP S5960424 A JPS5960424 A JP S5960424A JP 57169867 A JP57169867 A JP 57169867A JP 16986782 A JP16986782 A JP 16986782A JP S5960424 A JPS5960424 A JP S5960424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- solid
- electrochromic
- work function
- transparent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/1533—Constructional details structural features not otherwise provided for
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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)
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】
〔)・6明の技術分野〕
本発明はエレクトロクロミー現象を利用した全固体IY
I、:気光色索子に1・’J L、四に詳しくは、低電
圧でも作動し、色4°・こ示が鮮明でコントラストが良
好であり、応答ih4度の大きい全固体電気発色素子に
+31jする。
I、:気光色索子に1・’J L、四に詳しくは、低電
圧でも作動し、色4°・こ示が鮮明でコントラストが良
好であり、応答ih4度の大きい全固体電気発色素子に
+31jする。
〔う1)明の技−1:1的背−七〕
エレクトロクロミー現象を利用する全固体電気発色素子
としては、従来から、第1図に概略図で示した構造のも
のか知られている。即ち、透光性基板1上に形成された
透明電極2と、該電極2に対向する対向′1シ極3と、
両電極2,3間に形成されたWO8等の遷移金属酸化物
から成る発色層4と、該層4に陽イオンを供給する固体
電解質5とから成る。
としては、従来から、第1図に概略図で示した構造のも
のか知られている。即ち、透光性基板1上に形成された
透明電極2と、該電極2に対向する対向′1シ極3と、
両電極2,3間に形成されたWO8等の遷移金属酸化物
から成る発色層4と、該層4に陽イオンを供給する固体
電解質5とから成る。
この素子においては、NrM間に所定の電圧(通常2〜
4V)が印加されると、電解質層5から隣pzする発色
層4に陽イオンが供給され、該発色層4は1リイオンを
受容して発色する。
4V)が印加されると、電解質層5から隣pzする発色
層4に陽イオンが供給され、該発色層4は1リイオンを
受容して発色する。
上記した全固体型電気発色素子は、固体電解質層に、L
i 、Na 、 As等の金属陽イオン導電体を用いる
ものと、クロトン(H)J電体としての誘電体を用いる
もの(以下、これを誘電体層と称する)とに大別される
。
i 、Na 、 As等の金属陽イオン導電体を用いる
ものと、クロトン(H)J電体としての誘電体を用いる
もの(以下、これを誘電体層と称する)とに大別される
。
前者は一般に応答速度が遅く、かつ無色透明な材料が少
ないため素子の着消色コントラストが劣っていた。これ
に対し、佐者はHを可動イオンとしているため応答・・
[II′〔が速く、かった)明な材料が得られるために
素子のユイl消色コントラストが優れている。従って、
(11,在では主に後層の、(≦子が用いられている。
ないため素子の着消色コントラストが劣っていた。これ
に対し、佐者はHを可動イオンとしているため応答・・
[II′〔が速く、かった)明な材料が得られるために
素子のユイl消色コントラストが優れている。従って、
(11,在では主に後層の、(≦子が用いられている。
しかし、本発明、−?らが行なった実験から、員習の抱
子1j次のような問題点を有していることがl111ら
かになった。即ち、 (1)電気発消色作用が、誘電体層と11(接接する対
向電極の材料に・:F、、 <依存する、(9) 対
向″「a極の材料によっては、電気発消色作用を示さな
いなどの問題かめる。
子1j次のような問題点を有していることがl111ら
かになった。即ち、 (1)電気発消色作用が、誘電体層と11(接接する対
向電極の材料に・:F、、 <依存する、(9) 対
向″「a極の材料によっては、電気発消色作用を示さな
いなどの問題かめる。
以上の間鴨点tよ、固体・、1:解脣層として誘電体を
用いた2(コ子において、対向電極材料の、I゛・→択
自由度を一層しく狭めてし′牛う):古14♂となる。
用いた2(コ子において、対向電極材料の、I゛・→択
自由度を一層しく狭めてし′牛う):古14♂となる。
このことは、対向’+lj 4祇を違it: F4−に
した、いわゆるyA過型全固体′Itj:気発l′1′
!、水子を11Jる上で、大きな障害となるものである
。
した、いわゆるyA過型全固体′Itj:気発l′1′
!、水子を11Jる上で、大きな障害となるものである
。
また、1ハニ来、’L9r ’f1ε体層を設けた素子
における対向′I(U極として、11!1常金が用いら
れていたが、この素子にあっては、全特有の黄金色のた
め、表示豚匠の創作範囲が限定されていた。更に1.〃
過型−(h子しこは、通常、金の半透光性薄膜電極が用
いられるが、該電極は透明といっても青緑色であるため
、ζ(;子の着消色コントラストを低下させていた。ま
た、対向電極としては、ニッケルも有効に用いらjlで
いる。
における対向′I(U極として、11!1常金が用いら
れていたが、この素子にあっては、全特有の黄金色のた
め、表示豚匠の創作範囲が限定されていた。更に1.〃
過型−(h子しこは、通常、金の半透光性薄膜電極が用
いられるが、該電極は透明といっても青緑色であるため
、ζ(;子の着消色コントラストを低下させていた。ま
た、対向電極としては、ニッケルも有効に用いらjlで
いる。
−j]1電に、金属を対向電極に用い、電気発色層に隣
1dするm極を透明電極とするーぺ子の表示は、対向電
極の金属1亀を背景としているために、視覚性に劣る。
1dするm極を透明電極とするーぺ子の表示は、対向電
極の金属1亀を背景としているために、視覚性に劣る。
このため、視覚性を補うために、表示を冗分に濃色化さ
せるのが通例であるが、このような処J11を施すと、
電気発色層が劣下して、素子寿命の短縮を招くことにな
る。
せるのが通例であるが、このような処J11を施すと、
電気発色層が劣下して、素子寿命の短縮を招くことにな
る。
従って、対向電極を無色透明化し、素子tr後に置いた
11色紙等を背景にして表示した場合、視覚性が著しく
向上し、ガイ色濃度を低く抑えることができるので、素
子の長寿命化に貢献できる。
11色紙等を背景にして表示した場合、視覚性が著しく
向上し、ガイ色濃度を低く抑えることができるので、素
子の長寿命化に貢献できる。
しかし、前記したように、対向電極の材料は・1jめて
限定されているンでめ、従来の金電極又はニッケル電(
、返を単に無色透明の1ぜ化インゾウム、酸化スズ、ス
ズ添加「ゴg化インジウム(ITO)等の曹膜透明電極
に代替しただけでは、電気発色1IJJ果な充分に奏す
ることができなかったO 従って、上記した欠点のない誘電体Jffiを有する透
過型全固体電気発色素子の開発75(望″!)、itて
いた。
限定されているンでめ、従来の金電極又はニッケル電(
、返を単に無色透明の1ぜ化インゾウム、酸化スズ、ス
ズ添加「ゴg化インジウム(ITO)等の曹膜透明電極
に代替しただけでは、電気発色1IJJ果な充分に奏す
ることができなかったO 従って、上記した欠点のない誘電体Jffiを有する透
過型全固体電気発色素子の開発75(望″!)、itて
いた。
本発明は、色二〈示が鮮明でコントラストも良好で、低
電圧で作rjlIシ、かつ高速応答性をイ1陶えた透過
型全固体電気発色素子の提供を目1!l′Jとする。
電圧で作rjlIシ、かつ高速応答性をイ1陶えた透過
型全固体電気発色素子の提供を目1!l′Jとする。
〔づ13明の概要〕
本!I^明者らは、発消色特性に影響を与えるf17、
極材料を各S研究したところ、電気発色効果力;イ4)
られる対向電極の材料は、Au’?NLなどのイ士y追
函ダ1文の太き鬼金属に限られろという事実を見1.t
l した。本発明は以上の小火を利用して完成さitる
に至ったものである。
極材料を各S研究したところ、電気発色効果力;イ4)
られる対向電極の材料は、Au’?NLなどのイ士y追
函ダ1文の太き鬼金属に限られろという事実を見1.t
l した。本発明は以上の小火を利用して完成さitる
に至ったものである。
即ち、本発明は、一対の透明電極で、遷移金属酸化物か
ら成る電気発色層と誘電体とA1ら成る固体電解質とを
挾持した透過型全固体i4気4ら色素子において、 固体電解質層と直接々する透明電極と該固体電解質との
間に、該固体電解質よりも仕事函数の大きな材料から成
る層を一層以上介在せしめたことを特徴とする。
ら成る電気発色層と誘電体とA1ら成る固体電解質とを
挾持した透過型全固体i4気4ら色素子において、 固体電解質層と直接々する透明電極と該固体電解質との
間に、該固体電解質よりも仕事函数の大きな材料から成
る層を一層以上介在せしめたことを特徴とする。
本発明素子を第2図に示した概略図に基づき説明する。
本発明水子は、予め透明電極2が形成されているfラス
等の透光性基板1上に、蒸着法又はスAツタ法により、
電気発色層4、誘電体層5′及び中間層6(固体電解質
よりも仕事函数の大きい材料から成る層)を順次積層し
、最後に透明電極2′を形成して成るものである0 透明電極2 + 2’は各々同一でも異なっていてもよ
く、その材料として、IntOs * Snαあるいは
これらの混合物又はIn2O5I SnαにCdO等を
添カロした混合物など常用されるものは全て適用するこ
とができる。本発明では、仕事函数の大きな材料〃蔦ら
成る中間層を介在せしめることにより、電気発色効果が
顕著となった結果、透明電極の材料i1 tut定され
なくなったものである。
等の透光性基板1上に、蒸着法又はスAツタ法により、
電気発色層4、誘電体層5′及び中間層6(固体電解質
よりも仕事函数の大きい材料から成る層)を順次積層し
、最後に透明電極2′を形成して成るものである0 透明電極2 + 2’は各々同一でも異なっていてもよ
く、その材料として、IntOs * Snαあるいは
これらの混合物又はIn2O5I SnαにCdO等を
添カロした混合物など常用されるものは全て適用するこ
とができる。本発明では、仕事函数の大きな材料〃蔦ら
成る中間層を介在せしめることにより、電気発色効果が
顕著となった結果、透明電極の材料i1 tut定され
なくなったものである。
電気発色層4の相打としては、WO3、MoO3。
v20I+等の遷移金属酸化物が用いられる。
誘電体M5’を4j4成する誘電体材料としては、例え
ば、S io HS i02 、 Zr021 Y2O
31Yb20s e S(!203 +CrtOs
T NIO、V2O5+ Mn0z l ’じ
a2()5 + Ge Ot +GdzOs +
TiO2等の金属酸化物p MgFt r CaR*
Lt F r LIIIP b Ft + B I F
t等のハロゲン化物;その他Li5N。
ば、S io HS i02 、 Zr021 Y2O
31Yb20s e S(!203 +CrtOs
T NIO、V2O5+ Mn0z l ’じ
a2()5 + Ge Ot +GdzOs +
TiO2等の金属酸化物p MgFt r CaR*
Lt F r LIIIP b Ft + B I F
t等のハロゲン化物;その他Li5N。
b tN # Al’N r Nt (OH)tがあげ
られる。誘′【(心棒材料はf1+H色)々明であるこ
とが好ましいが、有色であっても、本発明素子の場合、
電気発色効果は5r+を著なので、鮮明なジ示が得られ
る。
られる。誘′【(心棒材料はf1+H色)々明であるこ
とが好ましいが、有色であっても、本発明素子の場合、
電気発色効果は5r+を著なので、鮮明なジ示が得られ
る。
中間層6の拐′*1としては、仕事函数の大きな有色又
は熱電透明材料が用いられる。その具体的な材料として
は、NtO,MnO21C00IV205 +等を含む
Ni * Mn 、 Co 、 Vの1・・禮化物、水
酸化物あるいは1貸化′1(8の水和物が挙げられる。
は熱電透明材料が用いられる。その具体的な材料として
は、NtO,MnO21C00IV205 +等を含む
Ni * Mn 、 Co 、 Vの1・・禮化物、水
酸化物あるいは1貸化′1(8の水和物が挙げられる。
このように、中間層に仕事函数の大きな材料を用いたの
け次の上里由による。
け次の上里由による。
本発明者らは、電気発色層としてwo、 f:用い、誘
゛1゛L体層としてZ r Ot又はMgFtを用いた
電気発色素子において、各種金属電極を用いて電気発色
効果の有無を調べた実験を行なった。その結果を第1表
に示した。
゛1゛L体層としてZ r Ot又はMgFtを用いた
電気発色素子において、各種金属電極を用いて電気発色
効果の有無を調べた実験を行なった。その結果を第1表
に示した。
以上の結果から明らかなように、電気発色効果が発現し
ない電極材料は、いずれも常用される対向電極の材料で
あるAu 、 Niと比べて仕事函数が小さいというこ
とが判明した。
ない電極材料は、いずれも常用される対向電極の材料で
あるAu 、 Niと比べて仕事函数が小さいというこ
とが判明した。
本発明素子においては、上記事実を利用し、誘電体層よ
シも仕事函数の大きな材料から成る中間層を設けたもの
である。
シも仕事函数の大きな材料から成る中間層を設けたもの
である。
このような中間層が存在するとき、両層間にはショット
キー型接合又はp−n型へテロ接合が形成される。従っ
て、誘電体内部では電子が空乏層化され、電子が欠乏す
る。また、接合面の電界により、誘電体層中に含有され
る1T20又はOH基含有化合物からHが生成する。こ
のような状況下にある誘電体層中では電子電流が著しく
少なくなっているため、生成したH”U二つの電極間で
形成される外部電界により容易に移動して電気発色層中
に注入又は引去され、電気発色効果が発現する。
キー型接合又はp−n型へテロ接合が形成される。従っ
て、誘電体内部では電子が空乏層化され、電子が欠乏す
る。また、接合面の電界により、誘電体層中に含有され
る1T20又はOH基含有化合物からHが生成する。こ
のような状況下にある誘電体層中では電子電流が著しく
少なくなっているため、生成したH”U二つの電極間で
形成される外部電界により容易に移動して電気発色層中
に注入又は引去され、電気発色効果が発現する。
これに対し、中間層を介在させずに、直接誘電体層上に
該層よりも仕事函数の小さな材質から成る透明′fl!
、極を形成した従来の素子にあっては、誘電体層と弓り
明電極との界面はオーミック接合となって電子電流が/
>if、れ易くなっており、また)Iの生成もないので
、電気発消色効果が当へ現しないことになる。
該層よりも仕事函数の小さな材質から成る透明′fl!
、極を形成した従来の素子にあっては、誘電体層と弓り
明電極との界面はオーミック接合となって電子電流が/
>if、れ易くなっており、また)Iの生成もないので
、電気発消色効果が当へ現しないことになる。
第2表に示した材料を用いて本発明素子を製造した。
即ち、ガラス基板の片面に、まずInzOsを薄j漠状
に蒸着して透明電極を形成した。次に、該電極上にWO
sを真空蒸着して厚さ0.3 pmの電気発色層☆r形
成した後、該発色層上にMgFt又はZ r Oxを真
空蒸着して厚さ0.3μmの締定体層(固体電解質層)
を形成した。ついで、該誘電体J(・1上にNiO又は
v!0Iltl−蒸着して中間層を形成後、該中間層上
にI TO、S nOz 又はI nt Osを蒸着
して透明対向電極を形成し、透過壓全固体’EjC気発
色素子をn 1’:J した。
に蒸着して透明電極を形成した。次に、該電極上にWO
sを真空蒸着して厚さ0.3 pmの電気発色層☆r形
成した後、該発色層上にMgFt又はZ r Oxを真
空蒸着して厚さ0.3μmの締定体層(固体電解質層)
を形成した。ついで、該誘電体J(・1上にNiO又は
v!0Iltl−蒸着して中間層を形成後、該中間層上
にI TO、S nOz 又はI nt Osを蒸着
して透明対向電極を形成し、透過壓全固体’EjC気発
色素子をn 1’:J した。
一方、第2表に併記したように、中間j■の材料トL/
テN t O+ V205又1’j: Z r Ox
を用い、対向fJ 4iの材料としてAA又はITO
を用いた素子及び中間層を有しない素子を、上記と同様
にして製造した、以上の素子について、両’r4極間に
2■の電圧を印加した際の′電気発色効果の有無を調べ
、また、2式子の光学濃度の増加(ΔOD)が0.3と
なるに要した時間をはかり、これを素子の応答性の目安
とした。更に、漸色時の透過率T、非着色時の、り過小
1゛oとしたとき、(To T )/ToX 100
:(%)をもってコントラスト(電気発色性)を表示
した。
テN t O+ V205又1’j: Z r Ox
を用い、対向fJ 4iの材料としてAA又はITO
を用いた素子及び中間層を有しない素子を、上記と同様
にして製造した、以上の素子について、両’r4極間に
2■の電圧を印加した際の′電気発色効果の有無を調べ
、また、2式子の光学濃度の増加(ΔOD)が0.3と
なるに要した時間をはかり、これを素子の応答性の目安
とした。更に、漸色時の透過率T、非着色時の、り過小
1゛oとしたとき、(To T )/ToX 100
:(%)をもってコントラスト(電気発色性)を表示
した。
また非着色時の素子透過率To(%)をもって消色時透
過率を表示した。得られた結果を一括して第2表に示し
た。
過率を表示した。得られた結果を一括して第2表に示し
た。
以上の結果から、本発明に係る透明中間層及び透明対向
電極を形成した素子は、消色時透過率が太きいたうコン
トラストが著しく大きくかつ低電圧でも作動することが
判明した。これに対し、対向電極に非透明なMを用いた
場合、中間層に誘電体層のMgF、よりも仕事函数の小
さいZrO2を用いた場合、及び中間層を設けなかった
場合には、消色時透過率が低いためコントラストが著し
く小さくなるか、又は電気発色効果が認められなかった
。
電極を形成した素子は、消色時透過率が太きいたうコン
トラストが著しく大きくかつ低電圧でも作動することが
判明した。これに対し、対向電極に非透明なMを用いた
場合、中間層に誘電体層のMgF、よりも仕事函数の小
さいZrO2を用いた場合、及び中間層を設けなかった
場合には、消色時透過率が低いためコントラストが著し
く小さくなるか、又は電気発色効果が認められなかった
。
本発明の透過型全固体電気発色素子は、色表示が鮮明で
コントラストも良好であり、かつ低電圧でも作動し、し
かも高速応答性に優れている等のin特性を有している
ため、その工業的価値は大である。
コントラストも良好であり、かつ低電圧でも作動し、し
かも高速応答性に優れている等のin特性を有している
ため、その工業的価値は大である。
第1図は従来の全固体電気発色素子の概略図、第2図は
、本発明の透過型全固体電気発色素子の概略図である。 1・・・透光性基板、2,2′・・・透明電極、3・・
・対向1d本坂、 4・・・市;気発色層、 5・・・
l>・I ft<電;汀ノl(層、 5′・・・誘′:
1体ハ・L 6・・・中間層。 第1図 第2図 117
、本発明の透過型全固体電気発色素子の概略図である。 1・・・透光性基板、2,2′・・・透明電極、3・・
・対向1d本坂、 4・・・市;気発色層、 5・・・
l>・I ft<電;汀ノl(層、 5′・・・誘′:
1体ハ・L 6・・・中間層。 第1図 第2図 117
Claims (1)
- 一対の透明電極で、遷移金属酸化物から成る1u気発色
層と誘電体とから成る固体ミツ9゛ト質とを挾持した透
過型全固体′1↓L気発色素子において、固体電解質層
と直接々する透明電極と該固体m解質との間に、該固体
電解質よりも仕事函数の大きな材料から成る層を−Ji
1以上介在せしめたことを特徴とする’JW過型全固体
FFj気発色素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57169867A JPS5960424A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 透過型全固体電気発色素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57169867A JPS5960424A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 透過型全固体電気発色素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5960424A true JPS5960424A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15894412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57169867A Pending JPS5960424A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 透過型全固体電気発色素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5960424A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6275423A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | Nec Corp | 光応答性高分子薄膜素子とその製造方法 |
JP2002130734A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588028A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-03 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Solid electrochromic element |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57169867A patent/JPS5960424A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588028A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-03 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Solid electrochromic element |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6275423A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | Nec Corp | 光応答性高分子薄膜素子とその製造方法 |
JP2002130734A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
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