JPS6027002B2 - 制御可能な電気発色式指示装置 - Google Patents

制御可能な電気発色式指示装置

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JPS6027002B2
JPS6027002B2 JP50070091A JP7009175A JPS6027002B2 JP S6027002 B2 JPS6027002 B2 JP S6027002B2 JP 50070091 A JP50070091 A JP 50070091A JP 7009175 A JP7009175 A JP 7009175A JP S6027002 B2 JPS6027002 B2 JP S6027002B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、透明電極と、電気発色層と、この亀気発色層
に直接隣接するキャリア透過性絶縁層と、このキャリア
透過性絶縁層に直接隣接する非分極性電極とを有する制
御可能な電気発色式指示装置に関する。
この種指示装置は米国特許第３５２１９４１号明細書に
より既に公知である。
その１例を第１図に示した。例えばガラスまたは他の透
明物質製の支持板１上に透明電極２としての酸化錫（Ｓ
ｎ０２）、電気発色性物質３としての酸化モリブデン（
Ｍｏｏ３）、キャリア透過性絶縁体４としての酸化桂素
（Ｓｉ０）および第２電極５としての金（Ａｕ）の薄層
が設けられている。
電極２，５に印加されている約６Ｖの電圧ＡＢにより極
性が正しい場合およびキャリア透過性絶縁層４の層厚が
約０．２仏でありかつ電気発色層の層厚が約１仏である
場合約３晩砂後前には殆ど無色であった指示装置が青色
を発する。脱色は電圧の極性反転後約１９砂で行なわれ
る。この場合キャリア透過性絶縁層は１方では電極２と
５との間の短絡形成を阻止し、他方ではキャリアを電気
発色層３に充分伝送させなければならない。
ただ極めて高い電界強度の場合のみ充分な数のキャリア
が絶縁層４を通過して電気発色層３は発色するようにな
る。然るに発色持続時間従って装置の時間的分解能が単
位時間当り電気発色層に進入するキャリアにより決定さ
れ電界強度は任意に上昇させられないので、この種の指
示装置は単に穣優な応動時間しか有しておらず常に高い
電界強度のもとで、すなわち比較的に大きな電圧および
キャリア透過性絶縁層４の厚さを極めてイ・さくして作
動される。そのほかこの種の指示装置においては時間の
経過につれて電極に電解析出物が沈積され、この結果電
気発色セルの寿命が箸るしく短縮される。すなわち本発
明の課題は、電界強度が小さくても高度の時間的分解能
の点で優れており、しかも電気発色層の可逆発色反応お
よび好適な構成により高度の寿命が可能である制御可能
な電気発色式指示装置を提供することである。
この課題は本発明によれば次のように解決される。
即ちキャリア透過性絶縁層は実質的に次に挙げる物質、
即ちイオン電極率が１０‐ｌｏｏ‐１の‐１乃至１０‐
ＩＱ‐１肌‐１の間にある、沃化銀ルビジウム（Ｒｂ４
Ａｇら）、Ｓｉ０２一Ｂ２０３硝子、固体ポリマーのう
ちの少なくとも１つから成る。キャリア透過性絶縁層と
してイオン良導体を使用する場合、僅少な電圧を印加し
ただけでもう発色を行わせるイオンがイオン導体から充
分な程度電気発色層に移動する。
イオン導体の層厚はもはやそれ程薄くなくてもよく０．
２一でなく３０１までの大きさであってもよい。この結
果指示装置の製作が簡易化されるほか電極相互間の絶縁
性も箸るしく改善される、それは絶縁性中間層がより厚
くかつ薄層の場合に生ずる多孔性を有していないからで
ある。非分極性の電極の組込みにより、従来技術による
指示装置使用の際の電極に汝穣される析出物が回避され
る。その理由は例えば陰極とキャリア透過性絶縁層との
境界面に生ずる金属析出を伴なう賜イオン二次反応が抑
圧されるからである。非分極性電極としては混合イオン
一電子導体、例えばＭｘＹ、（但し０＜×＜１であり、
Ｍはアルカリーアルカリ士類金属Ｃｕ．Ａｇ．Ｎ日又は
日を含みＹはＷ０３．Ｍｏｏ８およびＷ０３／Ｍｄ０３
を含む、）の組成を有するタングステン・フロンズおよ
び（または）モリブデン・フロンズを使用すると特に好
適である、その理由はこの種の装置においては、イオン
導体から出る反応性の腸イオンが陰極に受入れられブロ
ンズの分子構造中に組込まれるからである。
この結果陽イオンの、水または酸素との境界面における
反応および妨害性の析出物の沈積が阻止される。次に本
発明をさらに詳細に図に示した実施例について説明する
。
第２図に支持板１に被着これ記号数字２−６で示した酸
化錫（Ｓｎ０２）２、三酸化タングステン（Ｗ０３）３
、沃化銀（Ａｇ１）４、三酸化タングステン（Ｗ０３）
６および金５から成る層を示す。
支持板１としては例えばガラスが選ばれるが他の何等か
の透明物質、例えば合成物質を使用することもできる。
ガラス板１に彼着される二酸化錫層２は透明であり電極
として使用される。ＷＱ製の第１電気発色層３は約１０
‐６Ｔｏｍの高真空中で約３００℃において電気加熱合
金白金ボートから蒸着され約５４の厚さである。これに
反し約５ｒの厚さの、沃化銀から成る（イオン電導性の
）キャリア透過性絶縁層４は室温で三酸化タングステン
層に蒸着される。この層の厚さはそれほど薄くなくても
よく５０ムまでになってもよい。次の第２電気発色層６
は室温で被着され従って層３と同じ厚さを有する。一番
終りの金属５は約１仏の厚さでありこの金層を介して約
３Ｖの直流電圧源の極Ａと電気発色性の電極の作用をす
る層６との接触接続がなされる。直流電圧源の第２の極
Ｂは電極２と接続されている。電極６に正電位が印加さ
れると、Ｗ０３層は約５秒後青色に発色される。
この過程を説明すれば、銀イオンＡｇ＋は電界により沃
化銀層内において充分な量形成され三酸化タングステン
層３内に移送される。指示装置の層内では電荷中性が充
足されなければならないので、電気発色層３には陰極２
から電子が供給されそれによって銀イオンと三酸化タン
グステンの還元により青色のタングステン・ブロンズが
形成される。イオン電導性沃化銀層４の過剰の負の荷電
キャリアは陽極の作用をするＷＱ層６を経て導き出され
る。層３内において形成されるタングステン・ブロンズ
ＡｇｘＷ０３は０と０．３との間のすべてのｘ値に対し
多かれ少なかれ強い青色を発色する、この場合ｘ値が４
・さし、ブロンズは以前無色の三酸化タングステン層は
僅かな発色を示すに過ぎない。青色の発色はガラス板１
および二酸化錫電極２を経て良く観察できる。極性反転
すると三酸化タングステン層３は再び約５秒で脱色する
。
この現象の原因は恐らく次の点、すなわちイオン電導性
沃化銀層４内において充分に銀イオンが形成され三酸化
タングステン層６に移送され、このために沃化銀層内の
銀イオンの濃度低下が生じ、従ってイオン電導性層４内
において銀イオンが電気発色層３に隣接する銀の豊富な
領域から、電気発色層６に隣接する銀の乏しい領域に拡
散するためである。すると電気発色層３に隣接する沃化
銀層４の境界層で銀イオンの濃度が低過ぎるようになる
、従って層３から銀イオンがこの領域に拡散進入する。
この銀イオンは、二酸化錫陽極２におけるタングステン
・フロンズの酸化により形成され電界とイオン導体の境
界層における銀イオンの少なくなることに塞いて連続的
に電気発色層３から除去される、従ってほぼ完全な脱色
が行なわれ単に横色がかった沃化銀面が観察される。電
気発色層６は層３の脱色の進行につれてこの場合確かに
青色を発色する。但しこの変化は観察者には認められな
い、その理由は脱色透明な三酸化タングステン層３を通
しては単に藤色がかった沃化銀層４しか認められないか
らである。このようなセルの働きは可逆的であり多週に
わたる使用後も尚使用に耐える、その理由は該セル内で
は元素の銀は析出せず従って短銃各が生じたり色の正し
くない色になったり色が抑えられるのが回避されるから
である。
セルを支障なく働かせるために、特に重要なことは、層
４ができるだけ良好なイオン導体であること、例えば１
０−１と１０‐１０○‐１の‐１との間の導電を示しか
つ電子の通過を殆んど完全に阻止し、従って充分な電界
が形成されるからである。このようなセルは前記実施例
における約０．１仇の指示面の場合約３００レＡを消費
する。イオン導体としては沃化銀のほかに他のすべての
イオン電導性結晶、例えば８−アルミナで特にイオンＬ
ｉ＋，Ｎａ十，Ｋ十，Ｒｂ十，ＣＳ十，ＢＥＨ，ＭｇＨ
，Ｃａ十十，ＢａＨ，Ｓｒ十十，日十，ＮＨ４十，Ｃｕ
十，又はＡｇ十の中の何れか１つを電気発色層中に拡散
させる例えばＬｉＣ１，ＣＵＢｔ，ＣｕｌおよびＲｂ４
Ａｇ１５のような８ーアルミナも使用される。
高度のイオン電導性を有するガラス例えばＳｉ０２一Ｂ
２０３硝子も特に好適である。すなわちケー・オツト（
Ｋ・■ｔｏ）の論文により一「フィジーク・アンド・ケ
ミストリ・オブ・グラセズ（Ｐｈｙｓｉｃｓ ａ肘Ｃｈ
ｅｍｉｓＵｙｏｆＧｌａｓｓｅｓ），Ｚ／１９６６／２
９一組成２弘ｉ２０十５億ｉ０２十２９も０３のガラス
では室温で１−２×１０‐４０‐１仇‐１の間のイオン
電導度が決定され、３４ｉ２０十２机ｉぶ０４十７一（
ＬｉＣＩ）２十億ｉ０２十２８も０３の組成を有するガ
ラスでは約５一１０×１０‐３０‐１肌‐１のイオン電
導度であると考えることができる。結晶イオン導体に比
べてのこの種ガラスの利点は特に、極めて薄いが障害の
ない層を陰極スパッタ法により、あるいはまた簡単なス
クリーンプリント煉付法（ＳｉｅＷｍｃｋ−Ｅｉ風ｒｅ
ｎｎ−企ｃｈｎｉｋ）によっても製作できることとその
イオン電導性が例えば薄膜製作技術により形成される偶
発性の構造特性によっては、大して悪くならないという
ことである。それは、そのガラスが既に非晶質であるか
あるいは多結晶性になっているからである。その上指示
装置のこの種のガラスは高度の寿命が得られる、それは
その非晶質または多結晶性の構造のために極めて頻繁な
充放電サイクルの場合でも構造変化のおそれが殆んどな
いからである。例えば過弗化スルフオン酸のようなイオ
ン電導性重合体も適当なイオン導体である。電気発色層
として使用するために三酸化タングステンのほかに金属
、マンガン，モリブデン，ニオブ，パラジウム，白金，
レニウム，チタン，バナジウムおよびタングステンの全
酸化物と酸化物混合物例えばＭｏｏ３およびＷ０３が推
奨される。非分極性電極として使用するためには、ＭＸ
Ｙ（但し式中ＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，ＣＳ，Ｂｅ，
Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，日，ＮＨ４およびＡｇ含み、
ＹはＷ０３，Ｍｏｏ３およびＷ０３／Ｍｏｏ３を含みか
つＸは○と１との間にある）の組成を有するブロンズ類
、さらに水素含有パラジウム、および白金ならびにグラ
ファィトーアルカリ金属合金例えばＣＮａｘ（但し式中
ｘ＜０．１である）および少量のアルカリ添加物を有す
る銀およびタングステンの硫化物およびセレン化物例え
ばＡｇ２Ｓ，Ａ軸Ｓｅ，ＷＳ２およびＷＳｅ２が特に好
適である。この種のブロンズ類はイオンならびに電子を
発生し小さいｘ−値でその色が変わるかあるいはブロン
ズ化されていない電気発色層内における色を変化させる
。大きな文一値の場合には、透明イオン導体の場合この
プ。ンズ類は良好な色コントラストに寄与する。裏側の
観察者と反対側の電極６としてＬｊｘＷ０３（但し式中
ｘ〜ｏ、７〜ｏ、８５）製の亀極を使用しイオン導体と
して大体Ｓｉ０２一Ｂ２０３製の透明、イオン電導性ガ
ラスを使用すると脱色した前方の電気発色層３のところ
に部分的に変色した電気発色層３の青線色に対して顕著
な色コントラストを形成する背景の黄金色が認められる
。
図面の慈単な説明 第１図は既存技術による電気発色式指示装置の断面略線
図で、第２図は本発明による電気発色式指示装置の断面
略線図である。
１……支持板（ガラス板）、２……酸化錫（Ｓｎ０２）
層（透明電極）、３……電気発色層（ＷＱ）、４・・…
・キャリア透過性絶縁層（Ａｇ１）、６…・・・非分極
性電極（Ｗ０３）、５・…・・電極（Ａｕ）、Ａ，Ｂ・
・・・・・極。
第１図 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 透明電極２と電気発色層６と、該電気発色層に直接
    隣接するキヤリア透過性絶縁層７と、該キヤリア透過性
    絶縁層に直接隣接する非分極性電極８とを有する制御可
    能な電気発色式指示装置において、キヤリア透過性絶縁
    層７は実質的に次に挙げる物質、即ち、 イオン電極率
    が１０＾−＾１＾０Ω＾−＾１ｃｍ＾−＾１乃至１０＾
    −＾１Ω＾−＾１ｃｍ＾−＾１の間にある、沃化銀ルビ
    ジウム（Ｒｂ＿４ＡｇＩ＿５）、ＳｉＯ＿２−Ｂ＿２Ｏ
    ＿３硝子、固体ポリマーのうち少なくとも１つから成る
    ことを特徴とする制御可能な電気発色式指示装置。
JP50070091A 1974-06-12 1975-06-10 制御可能な電気発色式指示装置 Expired JPS6027002B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH8011/74 1974-06-12
CH801174A CH573155A5 (ja) 1974-06-12 1974-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5140096A JPS5140096A (ja) 1976-04-03
JPS6027002B2 true JPS6027002B2 (ja) 1985-06-26

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ID=4333777

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JP50070091A Expired JPS6027002B2 (ja) 1974-06-12 1975-06-10 制御可能な電気発色式指示装置

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US (1) US3971624A (ja)
JP (1) JPS6027002B2 (ja)
CH (1) CH573155A5 (ja)
DE (2) DE2433044C2 (ja)
FR (1) FR2274940A1 (ja)
GB (1) GB1502340A (ja)
NL (1) NL7506919A (ja)

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