JPS6033255B2

JPS6033255B2 - エレクトロクロミツク表示装置

Info

Publication number: JPS6033255B2
Application number: JP53084312A
Authority: JP
Inventors: 利幸小倉; 泰介三好
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1985-08-01
Also published as: JPS5511245A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気化学的発色現象を利用したェレクトロク
ロミック表示装置において、電気化学的発色層の形成に
関するものである。

従来のェレクトロクロミック表示装置は、同じ非発光型
の液晶表示装置に比べ、表示の鮮やかさにおいては、は
るかに優れているものの、特に、応答が遅い、寿命が短
い等の欠点がある。

半固体のェレクトロクロミツク表示装置の一般的な構造
は第１図に示すようになっている。

上下二枚の基板１，２はスベーサ３を介して対向し、セ
ルを構成している。上基板１は透明ガラス基板であり、
セル内側の面上には透明な電極４が設けられ、さらにそ
の上に酸化タングステン等の電気化学的発色層５が形成
されている。下基板２は不透明でもよく、例えば、ステ
ンレス基板とし、セル内側の面上にカーボン等の対向電
極６が設けられている。

上下二枚の基板１，２の間のセル空間には、電解液７が
封入されている。

電解液としては、電解質の硫酸に、溶媒としてのグリセ
リン等のアルコールと、電気ィヒ学的発色現象こ対する
白色背景としての酸化チタン等の白い粉末を混合したも
のが多く使われる。以上で述べた構造のェレクトロクロ
ミック表示装置において、電極４を対向電極６に対して
負電位にすると、電気化学的発色層５は発色する。

電位の極性を逆にすれば、電気化学的発色層５は消色す
る。発色機構は、電解質中の正電荷イオン（Ｍ＋）と電
極４からの電子の両方が、電気化学的発色層５、例えば
、酸化タングステン膜に注入されてタンングステンフロ
ンズを作ると説明されている。

幻け十十Ｗ。３十Ｘｅ−こＭ支Ｗ。

３ｅＸ（１｝（消色）（発色）従来の
ェレクト。

クロミック表示装置では、電気化学的発色層５は電気化
学的発色物質を上基板１の法線方向から約０．５仏ｍ以
上垂直蒸着することにより形成される。電気化学的発色
層５が酸化タングステン膜の場合に、電解質に硫酸の３
０％水溶液を用い、電極４と対向電極６の間に士１．５
Ｖの電圧印加で酸化タングステン膜の発色、消色を行な
う。

酸化タングステン膜の腰厚が約０．５仏ｍの場合、発色
時間（酸化チタン等の白色背景を基準反射率１００％と
し、反射率が８０％以上の消色状態から４０％の発色濃
度まで達するのに要する時間）は約０．９秒、消色時間
（反射率が４０％の発色濃度から消色して８０％まで戻
るのに要する時間）は約１秒と秒表示をするには応答が
遅い。

また、発色、消色の繰り返し寿命は２〜４十１ぴ回と短
かし、。寿命に関しては、寿命ゐ短い理由として、１．
５Ｖの印加電圧により電解質中のプロトンが還元されて
水素ガスとなり、この発生期の水素が酸化タングステン
膜を破壊するためと推定される。

寿命を短くする原因と推定される水素ガスの発生を抑え
るために、印加電圧を低くし±１．０Ｖとすると、寿命
は約１×１び回と延びるが、発色時間が約１秒、消色時
間が約２秒と応答が遅くなる。また、水素ガスの発生を
無くすために、電解質に硫酸の代わりにプロトンを含ま
ない過塩素酸リチウムを用いると、ＩＭプロピレンカー
ボネート溶液にして土１．５Ｖの電圧印加で、寿命が５
〜８×１ぴ回と延びるが、発色時間が約１．４秒、消色
時間が約２秒と応答が遅い。

上記の欠陥は、電気化学的発色層に酸化モリブデン、酸
化バナジウム等を用いても同様である。

従来のェレクトロクロミック表示装置では、電気化学的
発色層の膜厚を薄くするほど応答が遅く、寿命が短くな
ったり、寿命を長くするために印加電圧を低くしたり、
電解質を代えても応答が遅くなるというように、いずれ
かの欠点を除去しようとすれば、他の欠点がより悪くな
ってしまつ。本発明は、上記の欠点を除去し、発色濃度
を損うことなく、応答が速くかつ寿命が長いェレクトロ
クロミック表示装置を提供することを目的としたもので
ある。

本発明のェレクトロクロミック表示装置では、電気化学
的発色物質を、第２図に示すように蒸発方向９，１２の
基板法線方向１４からの角度で定義される蒸着角度１５
をｌｏｏ〜９００で斜め蒸着し、かつ二以上の異なる方
向から斜め黍着して電気化学的発色層を形成することを
特徴としている。

蒸着において、基板法線方向から華直蒸着した場合、蒸
着膜はピンホール等の欠陥はあるが、第３図に示すよう
に基板に蒸着物質が単に堆積されるだけの形状になる。

これに対して、斜め蒸着の場合、自己陰影効果があり、
たとえば、Ｌ．ＡＧ℃ｏｄ−ｍａｎｅｔａｌ．，Ｔ
ＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ
，Ｖｏｌ．２４，Ｐ．７９５，１９７７．に論じられて
いる第４図に示すような蒸着物質の柱状蒸着層１７を形
成すると考えられている。そこで、二以上の異なる方向
から斜め蒸着することにより、蒸着膜の表面構造は第４
図以上に複雑になると考えられる。

従って、電気化学的発色層５において、二以上の異なる
方向かから斜め蒸着により形成された蒸着層は、基板法
線方向から垂直蒸着した黍着層１６に比べ、電解液７と
の接触面積は著しく広くなり、電解液７から電気化学的
発色層５へ正電荷イオンの単位時間当りの注入量が増え
、｛１’式によるタングステンブロンズの形成量が多く
なり、発色濃度が上がる。

つまり、同じ発色濃度を得るのにする時間が短くなり、
応答が遠くなる。以下実施例により説明する。

実施例１上基板１は透明ガラス基板であり、セル内側の面上には
吹き付け法によりＳｎ０２透明電極を設けた。

次にベルジャー内を３×１０‐６Ｔｏｎの真空度に排気
した後、基板加熱１５０００で、蒸発方向が基板法線方
向から２００になるような蒸発源８と基板法線方向から
４５ｏになるような蒸発源１１とを設けて、各々の蒸発
方向の基板への射影１０，１３を互いに直交させ、上記
二方向から同時に斜め葵着を施して、透明電極上に約０
．５↓ｍの酸化タングステン膜を形成した。下基板２は
セラミック基板で、セル内側の面上に金の対向電極を設
けた。

上下二枚の基板１，２の間のセル空間に注入する電解液
７としては、装置の寿命を長くする目的で、電解質の過
塩素酸リチウムのＩＭプロピレンカーボネート溶液に白
色背景としての酸化チタンを混合したものを用いた。

このセルに十１．５Ｖの電圧に印加して発色、消色を繰
り返すと、発色時間は約０．５秒、消色時間は約１秒、
寿命は１〜２×１び回であった。

従来の、酸化タングステンを華直蒸着したもので、本実
施例１と同じ電解質の過塩素酸リチウムを用いたものと
比べて、応答、寿命の特性の向上は著しく、また、従来
のもので電解質に硫酸を用いたものと比べても、応答の
特性は同程度ながらも寿命は著しく長くなっている。実
施例２実施例１と同一のセル構成で二方向から同時に酸化タン
グステンを斜め蒸着するが、各々の蒸着角度を基板法線
方向から３５ｏと７５０とし、膜厚を０．３山ｍとした
ものである。

このセルに±１．５Ｖの電圧を印加して発色、消色を繰
り返すと、発色時間は約０．３秒、消色時間は約１秒、
寿命は２〜５×１び回であった。

実施例２は、従来のもので、電解質に過塩素酸リチウム
、あるいは硫酸のいずれを用いたものと比べても、応答
、寿命共に特性の向上が著しい。実施例３上基板１は
透明ガラス基板であり、セル内側の面上には吹き付け法
によりＳｎ０２透明電極を設けた。

この上に、酸化タングステンの第一層の蒸着腰として、
蒸発方向が基板法線方向から２００の蒸発源より約０．
２５仏ｍ斜め蒸着して形成し、酸化タングステンの第二
層の蒸着膜として、蒸発方向が基板法線方向から４５ｏ
の蒸発源より約０．２５ｒｍ斜め蒸着した。ここで、両
蒸発方向の基板への各々の射影の間の角度は６０ｏとし
た。二層の蒸着は同一ベルジャー内で行ない、真空度は
、２×１ぴＴｏｒｒで、基板温度は１５０ｑｏである。

下基板２はステンレス基板で、セル内側の面上にカーボ
ンの対向電極を設けた。上下二枚の基板１，２の間のセ
ル空間内に注入する電解液７としては、硫酸の３０％水
溶液とグリセリンを１：１の重量比で混合したものに白
色背景としての酸化チタンを加えたものを用いた。

このセルに十１．０Ｖの電圧を印加して発色、消色を繰
り返すと、発色時間は約０．２秒、消色時間は約１秒、
寿命は３〜５×１び回であった。実施例３は、従来のも
ので電解質に硫酸を用いたものと比べ、応答、寿命共に
特性の向上が著しい。以上詳述したように、本発明は、
電気化学的発色層の形成に、電気化学的発色物質を１ｏ
ｏ〜９０ｏで斜め蒸着し、かつ二以上の異なる方向から
斜め蒸着するという新規な方法を適用することにより、
発色濃度を損うことなく、応答が速くかつ寿命が長いェ
レクトロクロミック表示装置を可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は半固体のェレクトロクロミツク表示装置の一般
的な構造の断面図、第２図は本発明における蒸着方法の
説明図、第３図は垂直蒸着による蒸着層の断面図、第４
図は斜め蒸着による蒸着層の断面図である。１．．・上基板、２・・・下基板、３・・・スベーサ、
４・・・・・・電極、５…・・・電気化学的発色層、６
・・・・・・対向電極、７・・・・・・電解液、８，１
１・・・・・・蒸発源、９，１２・・・・・・蒸着方向
、１０，１３蒸発方向の基板への射影、１４・・・・・
・基板法線方向、１５…・・・蒸着角度、１６・・・・
・・蒸着層、１７・・…・柱状蒸着層。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１電気化学的発色現象を利用したエレクトロクロミツ
ク表示装置において、電気化学的発色物質を蒸発方向の
基板法線方向からの角度で定義される蒸着角度を１０°
〜９０°で斜め蒸着し、かつ、二以上の異なる方向から
の斜め蒸着することにより基板上に設けられた透明電極
上に電気化学的発色層を形成することを特徴とするエレ
クトロクロミツク表示装置。