JPS6123533B2 - - Google Patents

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JPS6123533B2
JPS6123533B2 JP52007117A JP711777A JPS6123533B2 JP S6123533 B2 JPS6123533 B2 JP S6123533B2 JP 52007117 A JP52007117 A JP 52007117A JP 711777 A JP711777 A JP 711777A JP S6123533 B2 JPS6123533 B2 JP S6123533B2
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JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
impregnated layer
cell
ecd
impregnated
Prior art date
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Application number
JP52007117A
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English (en)
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JPS5392151A (en
Inventor
Hiroshi Kuwagaki
Hiroaki Kato
Sadatoshi Takechi
Hiroshi Nakauchi
Yasuhiko Inami
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP711777A priority Critical patent/JPS5392151A/ja
Priority to DE2802728A priority patent/DE2802728C2/de
Priority to CH73278A priority patent/CH622107A5/de
Publication of JPS5392151A publication Critical patent/JPS5392151A/ja
Priority to US06/054,918 priority patent/US4310220A/en
Publication of JPS6123533B2 publication Critical patent/JPS6123533B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は適当に制御された印加電圧により光吸
収特性が変化する現象、所謂エレクトロクロミズ
ムを利用した表示装置{以下ECD
(Electrochromic Display)と称す}のセル構造
に関するものである。 従来のECDの典型的なセル構造の断面図を第
1図に示す。エレクトロクロミツク現象を呈する
酸化タングステン膜3と酸化インジウム透明電極
2より構成される表示電極を形成したガラス基板
1と、対向電極6を形成した皿状ガラス基板7を
シール剤4でシールを行い、両基板の間に電解液
5を保持したものである。電解液5は、硫酸とグ
リセリン混合溶液に、酸化アルミニウム、酸化チ
タン又は、硫酸バリウム等の白い微粉末を分散さ
せたものである。この白色微粉末は、ECDのコ
ントラストを上げる為に白色背景用に分散させた
ものである。 このように形成したECDセルを、熱帯環境の
ような高湿度のもとで温度変化をうけるような状
態で使用したり、貯蔵するときの適性を短時間で
判定するための加速的温湿度サイクル試験法(第
2図)に、かけた所、1サイクル後にガラス基板
1、皿状ガラス基板7に、ヒビが入つたり割れた
りして、セル内の電解液5が流出して、ECDセ
ルの信頼性は全くなかつた。第2図は横軸に時
間、縦軸に温度をとつて示す。 前述の加速的温湿度サイクル試験法(第2図)
は、恒温恒湿槽内に試料を入れて置き、第2図に
示すような温湿度サイクルパターンを40サイクル
繰返した後、試料の諸特性を判定するものであ
る。 温湿度サイクル試験でのECDセルの破損原因
は、次のように考えられる。電解液の熱膨張係数
は、ガラスの約100倍である。又、ECDセル内は
室温で注入した電解液で満たされている。以上の
ことから、温度上昇による電解液の体積膨張を、
セル容器の体積膨張で吸収出来ない為、セルの内
圧が上昇して、ガラス基板が破損したと考えられ
る。温度上昇時のセル内圧を概算する。 セルの内寸を、長さ5.5cm、巾2.5cm、厚さ0.1
cm、電解液をグリセリンと硫酸の混合液とする。
電解液を20℃で注入封止し、セルの温度が70℃に
上昇した時の内圧P70を計算すると、 電解液の体積 V20=5.5×2.5×0.1=1.38(cm3) 70℃になつた時の電解液体積増加量△V70は、 △V70=βV△T グリセリン体積膨張率β=0.47×10-3(℃-1) 温度変化 △T=70−20(℃)よつて △V70=0.032cm3、これより70℃の場合の 電解液の体積 V70=V20+△V70=1.41(cm3) となる。セル容器の体積変化は、容器がガラスで
作られており、電解液の変化に比べて無視出来る
程に小さい。この時のセルの内圧P70は、 P70=V70−V20/K V70+P20 グリセリンの圧縮率 K=22×10-6(atm-1
20℃注入時の内圧P20=1(atm)であるから
P70=1032.6(atm)=1063.5(Kg/cm2)となる。 以上の結果と、一般的にガラス強度約500Kg/cm2
(平均値)であることから、高温時の内圧の上昇
にはガラス基板が耐えられなかつたことが、確認
出来た。 これらの対策として、電解液の体積膨張量△
V70以上の容積をもつ気体を電解液と共存させる
ことにより、液体膨張による内圧上昇を防ぐセル
構造を考察した。この場合のセルの断面図を第3
図に示す。第3図の8が気体を示し、その他の構
成は第1図と同じである。このECDセルで加速
的温湿度サイクル試験を行つてもセルの破損は起
らず、十分効果のあることが確認出来た。 しかしこのような形状では、セルの姿勢が変る
ごとに気体8がセルの内部を移動する。特に、酸
化タングステン膜3又は対向電極6の上に、気体
が位置した場合には、該当電極部分での電気化学
反応が起りにくくなり表示装置としての諸特性が
大きく低下する。又、気体8が表示電極側ガラス
基板1に密着した場合、白色微分末を分散させた
白色背景が不均一となり表示装置としての品位が
著しく低下する。 本発明は、このような従来技術によるECDセ
ル構造とは全く異つた構造をを提唱するものであ
り、エレクトロクロミツク物質の呈脱色反応を律
する電解液を固定の支持媒体中に収納保持して連
搬時の振動や衝撃等に対して安定に電解液を静止
保持するとともに支持媒体に弾性力を利用してエ
レクトロクロミツク物質に電解液の含浸された背
景板兼含浸層を押圧することにより、電解液を有
効にキヤリアの輸送及び電気化学反応に寄与せし
めることを企図するものであり、信頼性、表示品
位及び量産性を十分満足するECDセルを提供し
ようとするものである。 以下、本発明について図面により詳細に説明す
る。 第4図は、本発明によるECDセルの外観を、
第5図は第4図A−A′における断面図を示す。
この構造は、ガラス基板11上に酸化インジウム
透明電極12と酸化タングステン膜13により構
成され、表示文字又は模様に合わせた形状の表示
電極14に第1含浸層15を密着させたものであ
る。第1含浸層15は表示電極14を含む表示領
域をカバーする面積の大きさを持つ。第1含浸層
15として多孔性白色板を用いる。多孔性白色板
において、多孔性は電解液の保持作用更に本構造
では酸化タングステン膜13が電解液で十分被覆
される作用を有し、又白色は、酸化タングステン
膜13の着色一消色時のコントラストを上げる効
果を示す。この他、多孔性白色板は次のような効
果がある。従来例(第1図、第3図参照)では、
電解液中に白色微粉末を分散させて白色背景とし
ているが、時間が経つにつれて白色微粉末が凝集
するため、白色背景に亀裂が生じるという現象が
起つた。しかし、本発明のように多孔性白色板を
用いる構造をとると、このような現象は解決出来
る。多孔性白色板としては、アルミナ(Al2O2
ムライト(3Al2O3・2SiO2)、コージライト
(2MgO・2Al2O3・5SiO2)等で構成されている多
孔性セラミツクス板、又は4フツ化エチレン重合
体、4−6フツ化エチレン重合体等の耐溶剤性有
機物からなる多孔性白色有機膜、これら有機膜に
アルミナ(Al2O3)、酸化チタン(TiO2)硫酸バリ
ウム(BaSO4)等の白色顔料を加え、さらに白さ
を強めた多孔性白色有機膜等を用いる。これら多
孔性白色板の諸特性の具体例を第1表に示す。比
電導度は9.88×10-3(cm-1)の比電導度を有す
る電解液中で、電極間に多孔性白色板を入れて、
測定したものである。これらを用いたECDは、
動作特性、表示品位及び信頼性でいずれも良好な
結果を示した。多孔性白色板とし多孔質白色セラ
ミツクス板を用いる時には、気孔率37%以上、厚
み0.9mm以下のものが最適である。
【表】 第2含浸層16は、電解液の保持、対向電極1
7の電解液による被覆及び、少くとも厚み方向の
弾力性による第1含浸層15の酸化タングステン
膜3への密着作用と、同時に第2含浸層16と対
向電極17との密着作用もある。これにより、酸
化タングステン膜13と対向電極17は、電解液
を介して電気的に良好な結合状態となる。第2含
浸層16の材料としては、アスベスト、ガラス繊
維ろ紙、ポリフロンろ紙、ポリプロピレンなどオ
レフイン系の不織布又はマツト及び微孔性ゴムシ
ート等の如く電解液を収納することができる液体
吸収材でかつ弾性を有するものが用いられる。第
2含浸層16の弾性によつて第1含浸層15は酸
化タングステン膜13へ押圧されかつ第1含浸層
15と第2含浸層16が固定保持される。 第1含浸層15と第2含浸層16共、シール剤
18及び注入孔19と接触しないように層15,
16の全周囲に気体室20を形成する構造をとる
為、シール剤18及び注入孔19は、気体室20
に接触することとなる。よつてこれらの部分は電
解液による劣化作用をほとんど受けなくなり、
ECDセルの信頼性は大きく向上した。さらに電
解液含浸層15,16と気体室20が共存する
為、ECDセルの温度上昇によるセル内圧の増加
はきわめて少ない。電解液は含浸層により固定化
されることから、ECDセルの姿勢が変化して
も、電解液で電極部が常に覆われており、動作特
性の変化はない。又、ECDセルが破損した場合
でも、電解液が含浸層に保持されることから、電
解液が飛散することはない。含浸層は気体室に直
接隣りあつており温度昇降時に電解液の出入が比
較的自由に行われ、基板に内圧が加わることが少
ない。 次に本発明による実施例を述べる。 実施例 1 (第4図、第5図参照) フランジ部にシール剤としてエポキシ系接着剤
(アラルダイトAV138J/HV998チバガイギー製)
を塗布した対向電極17を有する1mmの深さの皿
状ガラス基板21と、酸化インジウム透明電極1
2と酸化タングステン膜13からなる表示電極1
4を形成したガラス基板11と間に、気孔率49%
の多孔質白色セラミツク基板(C−3 日本陶器
製)からなる第1含浸層15とガラス繊維ろ紙
(GA−100 東洋科学産業製)からなる第2含浸
層16を狭み込んで固定する。更に、これら基板
に10Kg/cm2の圧力を加えて固定したまま、電気オ
ーブン中で、120℃で1時間加熱し、シール剤1
8を硬化する。この後、0.1torrの減圧下で注入
孔19を、過塩素酸リチウム1mol/濃度のカ
ルビトールアセテート溶液からなる電極液に浸し
たまま、常圧にする。すると、圧力差により電解
液は、ECDセル内に充填される。これを再び減
圧下に置くと、含浸層に含まれなかつた電解液
は、ECDセル外に放出される。含浸層の電解液
保持量は、0.8〜0.9g/cm2である。再び常圧にし
た後、注入孔11をシリコーン樹脂(KE47−
RTV 信越化学製)で封止する。以上のように
して製作したECDを加速的温湿度サイクル試験
にかけたところ、特性の変化もなく本発明の絶大
な効果が確認出きた。また厚み方向に弾性力のあ
る第2含浸層のため第1含浸層16の酸化タング
ステン膜への密着性、対向電極との密着性が大き
くなり、酸化タングステン膜と対向電極とが電解
液を介して良好に電気的結合され、EC動作が良
好である。 実施例 2 (第6図参照) ECDセルの製造方法は、実施例1と同様であ
るが、厚み方向に弾力性を有しかつ白色で多孔性
であるポリフロンろ紙(PP−2 東洋科学産業
製)1種類を含浸層25としたECDである。 実施例 3 (第7図参照) ECDセルの製作方法は、実施例1と同様であ
るが、第1含浸層26に、厚み方向に弾力性を有
し、電解液中では白色又は透明になる含浸層とし
てガラス繊維ろ紙(GA−100 東洋科学産業製)
を用い、第2含浸層27として多孔質白色セラミ
ツク板(C−3 日本陶器製)、第3含浸層28
として、厚み、方向に弾力性を有するガラス繊維
ろ紙(GA−100 東洋科学産業製)を用いて、3
層からなる含浸層により構成されているECDで
ある。電極面に接する部分の含浸層が弾力性を有
しているので、電極面と含浸層及び電解液の密着
性は大いに改善されたものである。 以上本発明の説明において、酸化タングステン
のような無機固体膜を用いる型式のECDについ
てのみ説明したが、ECDのもう一つの型式、即
ちヘプチルピオロゲンのハロゲン塩等の有機物よ
りなるEC現象を呈する物質を溶液に溶解し、電
気化学反応によりラジカルカチオンが共存するハ
ロゲンイオンと塩を生成し電極に析出し、この析
出したラジカル塩が可視光を吸収し、酸化される
と再びイオンとなり解難するものにも本発明は適
用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のECDセルの断面図、第2図
は加速温湿度サイクル試験法での1サイクルの温
湿度パターン図、第3図は従来例のECDセルの
断面図、第4図は本発明による一実施例のECD
セルの平面図、第5図は第4図A−A′における
断面図、第6図、第7図は本発明によるそれぞれ
別の実施例のECDセルの断面図である。 12は透明電極、13は酸化タングステン膜、
14は表示電極、15は第1含浸層、16は第2
含浸層、17は対向電極、25は含浸層、26は
第1含浸層、27は第2含浸層、28は第3含浸
層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エレクトロクロミツク物質を有する表示電極
    に接して多孔性背景板から成る第1の電解液含浸
    層を設け、該第1の電解液含浸層に重畳して弾性
    を有する液体吸収材から成る第2の電解液含浸層
    を設け、前記エレクトロクロミツク物質の呈脱色
    反応を律する電解液を前記第1及び第2の電解液
    含浸層に収納保持するとともに前記表示電極へ前
    記第1の電解液含浸層を押圧せしめたことを特徴
    とするエレクトロクロミツク表示装置。
JP711777A 1977-01-24 1977-01-24 Electrochromic indicator Granted JPS5392151A (en)

Priority Applications (4)

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JP711777A JPS5392151A (en) 1977-01-24 1977-01-24 Electrochromic indicator
DE2802728A DE2802728C2 (de) 1977-01-24 1978-01-23 Elektrochrome Anzeigezelle
CH73278A CH622107A5 (ja) 1977-01-24 1978-01-24
US06/054,918 US4310220A (en) 1977-01-24 1979-07-05 Electrochromic display with one porous separator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5532024A (en) * 1978-08-25 1980-03-06 Sharp Corp Electrochromic display device
JPS5660417A (en) * 1979-10-23 1981-05-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Electrochromic display device

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