JPS60217345A - 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］ 本発明は表示セグメントの多いエレクトロクロミック表
示素子（ＥＣＤ）に関するものであり、特にドツト状に
多数の表示セグメントを有するＥＣＤに関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来からＥＣＤは、メモリー性、表示のコントラストが
良い等の利点があり、各種表示素子として利用されるこ
とが望まれているが、駆動時に一時的に液晶表示素子（
ＬＣＤ）に比して大きな電流が流れるため各セグメント
に接続されるリード部の抵抗を低くする必要があること
、ＬＣＤと異なりダイナミック駆動ができなく全セグメ
ントに各々１本のリード部を形成しなくてはならな−山
とから、セグメント数を増加させるとパターン設計が困
難となり、リード部が細くなり、又ひき廻し距離も増加
することから抵抗が増大し、ひいてはＥＣＩ）の応答速
度が著しく低下する傾向があった。

［発明の解決しようとする問題点］ これに対し、ＥＣＤ、ＬＣＤ等においても、リード部を
積層配線したり、セグメントを基板に設けたスルーホー
ルを通して当該基板の裏側に引き出すことも知られてい
たが、積層配線は生産性が悪く、特にドツトマトリクス
のようにセグメントの数が極めて多数になる場合には困
難であり、スルーホールを設ける場合も基板の片面の電
極をその基板を貫通してその基板の裏面に取り出すため
、ＥＣＤのように表示極が表側に形成された場合には表
側からリードをとり出すこととなるため、実用上使用で
きないものであった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる欠点を防止すべくなされたものであり
、透明基板上にＪレフトロクロミック物質層による表示
用の表示電極を設けた表示極基板と、背景材と、対向電
極を形成した対極基板とを電解質を介して対向せしめて
なるエレクトロクロミック表示素子において、スルーホ
ールを形成した対極基板を用い、表示極基板の透明電極
に該スルーホールを通して直接導体材料を接触せしめ、
表示極基板の透明電極と対極基板の裏面の電極とを導体
接続するとともに表示極基板の非表示部分の少なくとも
一部に不透明層を形成したことを特徴とするエレクトロ
クロミック表示素子である。

本発明では、表示極基板の透明電極を反対側の対極基板
の裏側へリード取り出しできるため、セグメントの数が
極めて多数となっても容易にリード取り出しでき、リー
ドの引き廻しによる有効表示面積の減少という欠点を生
じなく、かつ、抵抗が増大することもないため応答速度
が低下しない。

さらに、本発明では表示極基板の非表示部分の少なくと
も一部、特にスルーホーＤ部分に相当する部分に不透明
層が形成され、スルーホールが見えなくされているため
全体の視認性が向上する。

次に図面を参照しつつさらに詳しく説明する。

第１図は本発明の代表的、例の組み立て前の表示極基板
と対極基板の断面図である。

透明基板上には表示電極を構成する透明電極（２）　、
　Ｗ２Ｂのようなエレクトロクロミック（ＥＣ）物質層
（３）が順次所望のパターンで形成され表示極基板（１
）を構成している。

この透明基板は２、ガラス、プラスチックのような透明
な材料の基板であればよく、必要に応じて紫外線吸収剤
、着色剤を含んでいたり、紫外線吸収層、着色層、無反
射コート層、不要表示部のマスク層、文字若しくは図形
の印刷層、アルカリ溶出防止のため若しくは透明電極具
えの防止等のための無機物若しくは有機物の層等を形成
してもよい。

透明電極は、Ｉｎ２Ｏ３、５ｎ０２等の透明電極であれ
ばよく、通常は無色透明のものが使用されるが、場合に
よっては有色透明のものも使用可能である。

エレクトロクロミック物質は、酸化タングステン、酸化
モリブデン、酸化イリジウム等の遷移金属化合物、ビオ
ロゲン化合物、希土類金属−ジフタロシアニン系化合物
錯体等の電圧印加により可逆的に可視光域で着消色又は
変色する物質であれば使用でき、透明電極上に層状に形
成したり、電解質中に分散したりして用いられるが、本
発明では遷移金属化合物を透明電極上に層状に形成した
ものが好ましい。

この層状に形成されるＥＣ物質は透明電極上で所望のパ
ターンに形成され、セグメントを構成する。このパター
ンとしては口字型をはじめ、ドツトマトリクスのように
円若しくは四角形等の小さなドツトパターン、図形パタ
ーン、バーグラフパターン等でもよい。又、電解質に分
散された場合には透明電極のパターンによりｄが定めら
れ、不要部分は絶縁材料でオーバーコートしてもよい。

本発明では、透明電極のパターンは表示のパターンより
も少なくとも一部で大きく形成されており、この透明電
極と対極基板のスルーホールが接続されることとなる。

対向基板（４）はＭｎＯ２・カーボン、Ｗｏｗ・カーボ
ン等の対向電極を有し、表示極基板（１）と組み合され
た場合、電解質を間に配置でき、かつ対極基板に設けら
れたスルーホール（５）を通して表示極基板の透明電極
に接続しうるようなスルーホールを有していればよく、
ガラス、プラスチック、セラミック、金属等の基板が使
用でき不透明であってもよい。

この電解質は固体の場合には周辺シール材はなくてもよ
いが、電解質が液体の場合には周辺シール材が必要であ
り、電解質を充填するための空間を形成する。第１図の
例では対極基板がエツチング、プレス成形若しくはサン
ドブラスト等の方法で四部（６）を形成され、かつスル
ーホール部分価は突起（７）が形成されている。この外
、成形ずみのスペーサーを表示極基板と対極基板の間に
はさむこともでき、電解質を充填できるようにされてい
ればよいが、第１図の例のように厚めの基板に四部を形
成することが、シール材の厚みを薄くでき、信頼性が高
く生産性もよい。

このスルーホール（５）の裏側には外部と接続するため
の導体（８）が形成されており、このスルーホール内に
導体材料を充填することにより透明電極（２）と導体（
８）を導電接続する。このスルーホールの孔の大きさは
セグメントの大きさ、加工精度等により異なるが、一般
的には直径０．２〜２ｍｍ程度でよく、長さは電解質層
の厚み及び対極基板の強度等から定まる対極基板の厚み
である０、５〜３ｍｍ程度とされればよい。

又、第１図の例では、スルーホール（５）はその裏側で
やや大きくされてくぼみ（９）を形成している。これは
導体材料をスルーホールに充填する作業をしやすくする
ためであり、表示極基板と対極基板をシーｊ烏にスルー
ホールに導体材料を充填する場合、例えば注射器のよう
なもので導体材料をこのくぼみとスルーホールに注入す
るが、スルーホールが細いため空気が充分排気されず気
泡が残り、導電接続不良を生じ□やすいため、この注入
後、ＥＣＤセルを減圧容器に入れ排気し、気泡を排出し
た後、常圧にもどし導体材料をスルーホール内にすいこ
ませることができ、導電接続の信頼性が向上する。

このスルーホール内に充填する導体材料は、銀、銅、カ
ーボン等の導電性粒子と接着剤とからなるペーストであ
ってもよく、ハンダのような低融点金属であってもよい
。

第２図は、第１図の対極基板の裏面の底面図であり、ス
ルーホール（５）　、　＜ぼみ（８）、導体（８）と外
部取り出し端子（１０）、（１１）を示している。

この導体は、この例のようにくぼみ（８）の周囲に設け
て外部取り出し端子（１０）まで接続しているものでも
よく、この対極基板の裏面にＩＣ等の回路部品をのせる
ための回路基板を構成してもよい。特にくぼみ（８）の
部’Ｅｌはそのくぼみの周囲を環状又はほぼ環状に導体
を形成しておくことが接続の信頼性が高く好ましい。こ
の導体の材料としては、前述の導体材料と同じ材料でも
よく、銅箔等の金属材料でもよく、さらに必要に応じて
その表面にハンダ処理、Ｎｉメッキ処理等がしてあって
もよい。なお端子（１１）は図示されてはいないが対極
基板が接続される端子である。

このような表示極基板（１）と対極基板（４）とは必要
に応じてシール材で接続されセルを構成する。この前に
、表示極と対極の間に背景材（１８）を配置する。

このシール材としては、ガラスフリット。

フッ素樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の材料があ
り、加熱して、紫外線照射により又は２液混合して硬化
されればよい。

又、突起（７）の頂部にも環状にシール材を設けて接着
することが好ましく、スルーホール中の導体材料が電解
質に直接接触しなく、かつ基板が接着しているため例え
ば高温にさ怖主また場合において電解質が膨張しても導
電接続がはずれることを生じにくく信頼性を高くできる
。

このようにしてシールされたセルに、スルーホールを通
じて導体材料を注入充填して導電接続をとるとともに、
図示していない注入口から電解質を充填して注入口を封
止する。

電解質としてはそれ自体ＥＣ物質を含むかＥＣ物質を着
消色又は変色させうるものであればよく、液体、ゲル状
、固体のいずれも使用でき、固体の場合にはシール材は
必ずしも必要としない。この代表的な例としてはプロピ
レンカーボネート、α−ブチロラクトンのような有機溶
媒に過塩素酸リチウムのような支持電解質を溶解したも
のがあり、この外、例えばポリブチルビニラールを溶解
したゲル状も電解質、多孔質フィルムに電解質を含浸さ
せたフィルム状電解質等も使用できる。

電解質が液状の場合には、セルに設けた注入口から注入
すればよく、セル内を複数に区切って一口を複数設けて
もよく、セル側面、セル裏面のいずれに設けてもよい。

又、電解質が固体の場合には、セル化前に電解質を表示
極基板又は対極基板上に積層してからセル化すればよい
。

第３図及び第４図は、本発明のＥＣＤの正面図であり、
第３図は突起（７Ａ）が円筒状に形成された例を示し、
第４図は突起（７Ｂ）が帯状に形成された例を示してお
り、夫々突起にはスルーホール（５Ａ）、　（５Ｂ）が
設けられ破線で示された透明電極（２Ａ）、　（２Ｂ）
に接続されている。なお、周囲のシール部（１２Ａ）　
、（１２Ｂ）に設けられ、破線で示されたものは注入口
（１３Ａ）　、　（１３Ｂ）であり、第４図の例では帯
状の突起とされているのでそれによって仕切られた室の
数だけ注入口が必要であり、この例では３個設けられて
いる。

本発明では、第３図の例のようにセル内部を仕切らなく
ても多数の電極を取り出すことができるもので注入口を
１つとできるものであるが、第４図の例のようにその一
部に仕切壁を設置１ けることに」異なる電解質を注入したり、実質的にスル
ーホールを減少させたり、複数のセグメントを１つに接
続したりして、時分割駆動すること等も可能となる。

第５図は、本発明のセル化後の状態を示す部分断面図で
あり、表示極基板（１）と対極基板（，４）が周沼部で
シールされるとともに、スルーホール（５）付の突起部
（７）の頂部に環状に設けられたシール材（！４）でも
接着されており、セル内部には電解質が充填され背景材
（１８）が配置されている。このスルーホール（５）に
は導電材料（１５）が充填され表示極基板上の透明電極
（２）と対極基板裏面の導体（８）とを接続しており、
スルーホール（５）に対応する表示極基板の表面の部分
には不透明層（１８）が形成されている。

このように突起の頂部をシールで接着しておくことによ
り、温度が上昇して電解質が膨張して、導電接続がはず
れることを生じに＜＜、又導体材料として銀のような粒
子を使用しても導体材料が電解質にふれないためＥＣ物
質への悪　２ 影響を生じなく　Ｅ　ＣＤ禍墳頼性が向上する。

本発明の背景材としては、表示極基板と対極基板との間
にＡｌ２Ｏ３、フッ素樹脂等の多孔質板を挿入して背景
板として用いるとか、表示電極上に背景板及び対向電極
を重ねて形成する等してもよい。

本発明では、表示極基板の外面又は内面の非表示部分に
印刷、蒸着等で文字９図形、マスク等を設けてもよく、
特に非表示部分の少なくとも一部に不透明のマスクであ
る不透明層を設けることにより、表示電極以外の部分を
被い、スルーホール等を見えなくして表示品位を向上さ
せることができる。

この不透明層は、特にスルーホール部分を被うようにす
ることが好ましく、ＥＣ物質のある部分の色と同一色に
しておくことが視認性上好ましい。この色としては、通
常はＥＣ物質の消色時の色、即ち背景材の色に近い色と
一致するようにするものであり、これにより全体の白色
度が上り、コントラストが良く見えるようになる。なお
、逆にこの不透明層をＥ−１４質の着色時の色とほぼ一
致するようにすることも可能である。

［実施例］ 次に実施例を示して説明する。

基本的構造は第１図に示す構造で、パターンは第６図に
示すようなパターンで形成した。

表示極基板は１２ｈｍＸ　１２０ｍｍのガラス基板に、
Ｉ　Ｔｏ　（Ｉｎ２０３−３ｎ０２）透明電極を１４０
０人（約３５Ω／口）蒸着し、次いで第６図のハツチン
グ（１６）で示すように入角形状にＷＯ３を５０００人
蒸着人魚、８ＸＢドツト、ドツトの巾Ａ　＝　１３．５
■、ドツトピッチＢ　＝　１４．５ｍｍを形成した。次
いでこの上にＴｉ’０２顔料を含む樹脂を印刷して樹脂
製の多孔質白色背景板を積層した。

対極基板は、同じ大きさのガラス基板を上述のドツトに
あわせて深さ０　、８ｍｍにエツチングして四部と突起
を形成するとともに、サンドブラストにより約０．５ｍ
ｍ小のスルーホールと基板裏面側の少し大きめのくぼみ
を形成し、対向電極としテＷ＋ａｏｎ９トＶ６０＋３１
！ｌ：　、ｌ’Ｊ−ボンヲ用ａ’さらに基板裏面の銀ペ
ーストによるリードパターンを第２図の如く形成した。

なお、対向電極も２個所のスルーホールにより対極基板
裏面に導電接続した。

この表示極基板と対極基板を周辺シール部と突起剖の頂
部でエポキシ系シール材により加熱シールし、スルーホ
ールに銀ペーストを注射針で注入し、減圧容器に入れ減
圧してスルーホール中の気泡を排気し、常圧にもどすこ
とによりスルーホール中に銀ペーストを充填し、これを
硬化させ透明電極（１７）と導電接続させた。これによ
り減圧中にくぼみがあるため気泡が逃げる時に銀ペース
トを飛散させなく、信頼性のよい導電接続がとれた。

次いで注入口から過酸素酸リチウムを溶解したプロピレ
ンカーボネートを注入して注入口を封止した。

その後、ガラス化粧用のインクを白色；黒色：緑色＝３
００：ｌ：１の重量比で混合して、表　５ 示極基縦傷表側のスルーホールに対応する部分に印刷し
た。

このＥＣＵセルは、スルーホールから端子までの抵抗値
は１Ω程度であり、　１．５ｖで１１１ｍＣ７ｃ璽２の
着色を得るのに要した時間は８ＱＯｍｓｅｃ〜１５００
ｍｓｅｃであった。これは上述の表示極基板の透明電極
（約３５Ω／口）をリードとして引きまわすとすると長
さ１０ｃ層でｔ７Ｊ３５０Ωにもなりこの応答速度は１
０倍以上と外ってしまい、本発明の実施例が大型化した
多数のセグメントを有するＥＣＤにおいて優れているこ
とがわかる。

さらに、このＥＣＤセルは、消色時においては、表面に
印刷されたインクの色と消色部の色とがほとんど同じで
あり、数ｍ離れて見る状態においてはその区別はつかず
、全面にわたって白色度の優れたものであり、着色した
ドツトとのコントラストが極めて良く、視認性のよいも
のであった。

［効果］ このように本発明のＥＣＤは、表示電極を対　６ 極基板裏面〜ス西ホールを通して導電接続しているので
、リード抵抗を低くかつ信頼性よく導電接続でき、セグ
メント数の多いＥＣＤにおいて速い応答速度でかつ視認
性の良いＥＣＤを得ることができる優れたものであり、
今後さらに種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の例の組み立て前の断面図。 第２図は、本発明の対極基板の裏面を示す例の底面図。 第３図及び第４図は、本発明の例の平面図。 第５図は１本発明の例の組み立て後の部分断面図。 第６図は、本発明の実施例の表示極基板の部分平面図。 表示極基板：　１　、透明電極：　２．２Ａ　、　２Ｂ
。 ＥＣ物質層；　８　、　対極基板：　４スルーホール：
　５．５Ａ　、　５Ｂ、　背景材：１８、第１　目 第　２　図 第５図 ＄６図 手続補正書（自効 昭和６０年３月ｌデ日 特許庁長官　志賀学殿 ！、事件の表示 昭和６０年特許願第２５１９１号 ２、発明の名称 エレクトロクロミック表示素子 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　（
００４）旭硝子株式会社 ４、煙状 ５、補正命令の日付 自発補正 ６、補正により増加する発明の数　なし７、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 （１）明細書第４頁第１行乃至第２行の［エレクトロク
ロミック物質層」を「エレクトロクロミック物質」に訂
正する。 （２）明細書第１１頁第１３行の「α−ブチロラクトン
」を「γ−ブチロラクトン」に訂正する。 （３）明細書第１１頁第１５行乃至第１６行の「ポリブ
チルビこラール」を「ポリビニルブチラール」に訂正す
る。 （４）明細書第１５頁第１０行の「蒸着し、」の後に「
第６図のパターン（１７）　（ハツチングで示すパター
ン（１８）も含む）となるようにエツチングし、」を加
入する。 （５）明細書第１６頁第１８行の「過酸素酸リチウム」
を「過塩素酸リチウム」に訂正する。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上にエレクトロクロミック物質による表
   示用の表示電極を設けた表示極基板と、背景材と、対向
   電極を形成した対極基板とを電解質を介して対向せしめ
   てなるエレクトロクロミック表示素子において、スルー
   ホールを形成した対極基板を用い、表示極基、板の透明
   電極に該スルーホールを通して直接導体材料を接触せし
   め、表示極基板の透明電極と対極基板の裏面の電極とを
   導電接続するるエレクトロクロミンク表示素子。
2. （２）対極基板が、電解質を充填する凹部を有し、該凹
   部内には貫通孔を有する突起が形成され、該突起の頂部
   において表示極基板の透明型−榎襲接続してなる特許請
   求の範囲第１項記載のエレクトロクロミック表示素子。
3. （３）突起の頂部に環状シール部を形成する特許請求の
   範囲第２項記載のエレクトロクロミック表示素子。