JPS63208025A - 高分子表示装置 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、導電性高分子を利用したＥＣＤ型表示装置
に関する。

〔背景技術〕

エレクトロクロミック現象を利用した表示装置は、すで
に、実用されている。

このようなものが、導電性高分子で構成されるようであ
れば、応答性に優れたエレクトロクロミック表示装置が
得られる。

〔発明の目的〕

上記事情に鑑み、この発明は、導電性高分子を利用した
エレクトロクロミンク表示装置を提供することを目的と
する。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、この発明は、エレクトロクロ
ミシティを示す物質を含む導電性高分子と透明樹脂との
複合体からなる発色高分子層と、イオン伝導体層とが２
．対向する二つの電極の間に挟まれてなる高分子表示装
置を要旨とする。

以下に、この発明を、その実施例を表す図面を参照しつ
つ詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる高分子表示装置の一実施例
を表す。この高分子表示装置は、エレクトロクロミシテ
ィを示す物質を含む導電性高分子と透明樹脂との複合体
からなる発色高分子層ｌがイオン伝導体層２と重ね合わ
され、これらが、ガラス基材５上に形成されたイツトリ
ウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明平面電極３
と、アルミニウム蒸着膜等からなる対向平面電極４とで
挟まれ、両電極３，４が電源６に接続されて、この電源
６により電圧を印加されるようになっているものである
。

前記発色高分子層ｌは、模式的に示せば、第２図のごと
き構造を有する。すなわち、エレクトロクロミシティを
示す物質１１を含む導電性高分子１２が透明樹脂１３の
中に分散した形になっているのである。導電性高分子１
２は、そのままでは着色しており、機械的強度にも劣る
。そこで、この発明は、これを透明樹脂１３の中に分散
させて、この問題を解決している。すなわち、透明樹脂
１３と複合させることによって、透明性が高く、機械的
強度に優れる薄膜としているのである。エレクトロクロ
ミシティを示す物質１１は、導電性高分子１２中に取り
込まれているため、溶出しにくい、エレクトロクロミシ
ティを示す物質１１は、ピロールやチオフェンもしくは
その誘導体などから導電性高分子１２を化学的あるいは
電気化学的に酸化重合で合成する際に、その系に共存さ
せておくことで、導電性高分子１２中に取り込まれる。

すなわち、良く知られているように、化学的あるいは電
気化学的に酸化重合で導電性高分子を合成する際にアニ
オン性物質を共存させておくと、導電性高分子とアニオ
ン性物質との複合膜が得られる。そこで、このアニオン
性物質としてエレクトロクロミシティを示す物質を選べ
ば、エレクトロクロミシティを示す導電性高分子膜が得
られるのである。つぎに、導電性高分子１２と透明樹脂
１３との複合は、たとえば、溶媒可溶な透明樹脂をコー
ティングした透明平面電極を正極に用い、ピロールやチ
オフェンもしくはその誘導体などを溶解した電解液中で
電解重合することでなされる。また、酸化剤を含んだ透
明樹脂を透明平面電極にコーティングし、これを、ピロ
ールやその誘導体などの蒸気中に曝すことでなされる。

導電性高分子としては、上記ピロールやチオフェンおよ
びその誘導体のほか、フランおよびその誘導体のような
複素環式化合物、アズレン、インドール、フェノール、
チオフェノールおよびこれらの誘導体のような芳香族化
合物であって、酸化重合できる単量体から得られる重合
物が用いられる。

透明樹脂としては、ポリビニルクロライド、ポリビニル
アルコール、ポリメチレンメタクリレートおよびこれら
の誘導体のような溶媒可溶な透明樹脂が用いられる。

エレクトロクロミシティを示す物質とは、アニオン物質
であって、エレクトロクロミシティを示す物質のリン酸
、スルホン酸、シュウ酸等との複塩か、あるいは、エレ
クトロクロミシティを示す物質にリン酸基、スルホン酸
基などを導入した物質である。以下にその例を示す。

（以下余白） ■タングステン酸の複塩 Ｎａ　３　［１”０４　・１２Ｗ剃 Ｎａ、　［ＳＯ，’ｘＷＯ，，］ Ｎａ［ＮＯ，・ｘＷＯ，］ ■フタル酸誘辱体 ｐ−フタル酸ジメチル骨格とアニオン性基を持つ物質が
適する。

■ジアセチルベンゼン誘導体 ｐ−ジアセチル骨格とアニオン性基を持つ物質が適する
。

■４．４′−ビフェニルジカルボンＭａＲ導体４．４′
−ビフェニルジカルボン酸骨格とアニオン性基を持つ物
質が適する。

■バソフェナンドロリン錯体誘導体 ■ポルフィリン誘導体 ＳＵ、Ｎａ イオン伝導体膜４は、通電機能を持つとともに、特定イ
オンの供給機能も持つ。エレクトロクロミシティを示す
物質１１は、たとえば、電子、イオンの授受により変色
し、その結果、表示を可能とさせるのである。タングス
テン酸類においては、下記の可逆反応で着色・消色現象
が起きる。

ＷＯ３（透明）　　＋ｘｅ−＋ｘＭ”　；　ＭＸ　ＷＯ
ｓ（青）ここに、Ｍ”　　：　　Ｈ”　、　Ｌｉ”　、
　Ｎａ”このような現象を起こすためには、電子の供給
源となる電極とともに、イオンの供給源となるイオン伝
導体膜２が必要となるのである。透明平面電極３と対向
平面電極４との間に電圧が印加されると、エレクトロク
ロミシティを示す物質１１が変色し、その結果、表示が
可能となるのである。

イオン伝導体としては、たとえば、下記の酔う　　　　
・なものがある。

（ａｌ　　無機プロトン伝導体 Ｈｚ　Ｐ　Ｗ＋ｚＯ４ｏ　・２９　Ｈ２０ＨＵＯ２ＰＯ
□　・４Ｈ２０ （ｂ）　　無機リチウムカチオン伝導体Ｌｉ、Ｎ Ｌ　ｉ　１４２　ｎ　　（Ｇ　ｅ　０４）４（Ｃ１無機
ナトリウムカチオン伝導体 Ｎａｚ　０・１１ＡＩｚ　０３ Ｎａ＝　Ｚｒｚ　Ｓ　ｉｚ　Ｐｏｅｔ （ｄ）　　有機プロトン伝導体 スルホン基、リン酸基を有するイオン交換樹脂 ＤｕＰｏｎｔ社製　　Ｎａｆｉｏｎ オルガノ社製　　　　アンバーライト Ｄｏｗ社製　　　　　ダウエックス （ｅ）　　有機ナトリウム、リチウムカチオン伝導体ジ
ベンゾ−１８−クラウン−６＋Ｘ （Ｘ　＝ＬｉＦ　＋　ＬｉＣ１＋　ＬｉＢｒ　、　Ｌｉ
Ｃ１０４）ポリエチレンオキサイド　＋　Ｙ （Ｙ　＝＝ＮａＳＣＮ　＋　ＮａＢＦ４＋　ＮａＣ１０
４ＩＬｉＳＣＮ　＋ＬｉＢＦ４．　ＬｉＣ１０４） ポリアクリロニトリル　＋　ＬｉＣ１０゜ポリ酢酸ビニ
ル　＋　ＬｉＣＩＯ４ ポリフッ化ビニリデン　＋　ＬｉＣ１０゜以上の説明に
参考となる文献を、以下に示す。

（１）　　Ｏｓａｌａｕ　Ｎｉｗａ＋Ｍａｋｏｔｏ　Ｉ
（ｉｋｉｔａ　　ａｎｄ　ＴｏｓｈｉａｋｉＴａｍａｍ
ｕｒａ　：　Ａｐｐｌ　、Ｐｈｙｓ、Ｌｅ　ｔ　ｔ＋　
Ｖｏｌ、４６．　Ｎｏ、　４　、４４４　（１９８５（
２１Ｍａｋｏｔｏ旧ｋｉｔａ、Ｏｓａｍｕ　Ｎｉｗａ、
Ａｋｉｏ　５ｕｏｉｔａａｎｄ　Ｔｏｓｈｉａｋｉ　Ｔ
ａｍａｍｕｒａ：Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、
Ｖｏｌ。

２４、Ｎｏ、２．Ｌ７９（１９８５） （３）　　Ｏｓａｍｕ　Ｎｉｗａ、Ｍａｋｏｔｏ　Ｈｉ
ｋｉｔａ　ａｎｄ　ＴｏｓｈｉａｋｉＴａｍａｍｕｒａ
：Ｂｕｌｌ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、Ｊｐｎ、、Ｎｏ、３＋
３３４（１９８６）（４１Ｔｏｍｏｋａｚｕ　Ｉｙｏｄ
ａ　ａｎｄ　５ｈｉｎ＋１ｄｚｕ、Ｍｅｍｂｒａｎｅ。

１１　（２）　、７ｌ−８２（１９８６）（５１Ｔ、Ｓ
ｈｉｍｉｄｚｕ、Ｔ、Ｉｙｏｄａ　ａｎｄ　Ｋ、Ｆｕｋ
ｕｉ、化繊講演集第４２集、　７９−８６　（１９８５
）以下に、この発明の実施例を示す。

（実施例１） ネサガラス表面にポリビニルクロライド（ＰＶＣ）のシ
クロヘキサノン１０　ｗｔ％溶液をキャスティングし乾
燥して、厚み５〜８μｍのＰｖＣ膜修飾電極を作製した
。これを正極にし白金板を負極にして、以下の電解液中
で、０℃、６０秒間、１．５Ｖの条件で、定電圧電解重
合を行って、ポリピロール、リンタングステン酸、Ｐｖ
Ｃの複合体膜からなる発色高分子層が表面に形成された
ネサガラス電極を得た。

ピロール　　　　　　　　０．１Ｍ リンタングステン酸ナトリウム ０．００１　Ｍ 水（溶媒） 上記ネサガラス電極の発色高分子層上に、下記組成の溶
液をキャスティングし乾燥して、ＰＥ０−　Ｌ　ｔ　Ｂ
　Ｆ　ａなるリチウムイオン伝導体層を形成した。

ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ） １０　ｗｔ％ ＬｉＢＦａ　　　　　　　　０．５ｗｔ％アセトニトリ
ル（溶媒） 上記リチウムイオン伝導体層上に、蒸着により、Ａｌ対
向平面電極を形成した。

このようにして得られたエレクトロクロミック表示装置
は、ネサガラスを用いて電極形成を行っているので、ガ
ラス基材上にＩＴＯ透明電極が形成された構造のものと
なっている。このものに、了りの電圧を印加すると、透
明−紺色のエレクトロクロミシティを示した。

（実施例２） ネサガラス表面に、ＰｖＣのシクロヘキサノン１０　ｗ
ｔ％溶液をキャスティングし乾燥して、厚み５〜８μＩ
のＰｖＣ膜修飾電極を作製した。これを正極にし白金板
を負極にして、以下の電解液中で、０℃、６０秒間、８
ｖの条件で、定電圧電解重合を行って、ポリチオフェン
、リンタングステン酸、ｐｖｃの複合体膜からなる発色
高分子層が表面に形成されたネサガラス電極を得た。

チオフェン　　　　　　　０．１Ｍ リンタングステン酸ナトリウム ０．００１　Ｍ 水（溶媒） 上記ネサガラス電極の発色高分子層上に、下記組成の溶
液をキャスティングし乾燥して、ＰＥ０−ＬｌＢＦ、な
るリチウムイオン伝導体層を形成した。

ＰＥＯ１０ｗｔ％ 、　　ＬｉＢＦ４　　　　　　　　０．５ｗｔ％アセト
ニトリル（溶媒） 上記リチウムイオン伝導体層上に、蒸着により、Ａｌ対
向平面電極を形成した。

このようにして得られたエレクトロクロミツ・り表示装
置に、８．２ｖの電圧を印加すると、透明→紺色のエレ
クトロクロミシティを示した。

（実施例３） ネサガラス表面に、ＰｖＣのシクロへキサノン１０　ｗ
ｔ％溶液をキャスティングし乾燥して、厚み５〜８μｍ
のｐｖｃ膜修飾電極を作製した。これを正極にし白金板
を負極にして、以下の電解液中で、０℃、６０秒間、８
ｖの条件で、定電圧電解重合を行って、ポリチオフェン
、リンタングステン酸、ｐｖｃの複合体膜からなる発色
高分子層が表面に形成されたネサガラス電極を得た。

チオフェン　　　　　　　０．１・ｉ リンタングステン酸ナトリウム ０．００１　　Ｍ 水（溶媒） 上記ネサガラス電極の発色高分子層上に、デュポン社製
のイオン交換樹脂ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）溶液をキ
ャスティングし乾燥した。このキャスティング層はプロ
トン伝導体層となる。この上に、ＡＩ蒸着対向平面電極
を形成した。

このようにして得られたエレクトロクコミック表示装置
に、９．３ｖの電圧を印加すると、透明−紺色のエレク
トロクロミシティを示した。

〔発明の効果〕

この発明にかかる高分子表示装置は、エレクトロクロミ
シティを示す物質を含む導電性高分子と透明樹脂との複
合体からなる発色高分子層と、イオン伝導体層とが、対
向する二つの電極の間に挟まれてなるものであって、エ
レクトロクロミシティを示す物質の種類を変えることで
、種々の色を出すことが出来る。導電性高分子を発色層
のマトリックスとしているため、応答速度が速い。すべ
てが固体からなるため、液体型のごとき液漏れが起きな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる高分子表示装置の一実施例を
表す断面図、第２図はその発色高分子層の模式的断面図
である。 １・・・発色高分子層　２・・・イオン伝導体層　３・
・・透明平面電極　４・・・対向平面電極 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第２図 手３Ｊ静市正書（自発 昭和６２年　６月　５日 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名
　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　代表取締役藤井貞夫 ４、代理人 な　　　し ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１１明細書第２頁第１６行に「イツトリウム」とある
を、「インジウム」と訂正する。 （２）明細書第８頁第１５行に「酔う」とあるを「よう
」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトロクロミシティを示す物質を含む導電性
   高分子と透明樹脂との複合体からなる発色高分子層と、
   イオン伝導体層とが、対向する二つの電極の間に挟まれ
   てなる高分子表示装置。