JPS6329734A - 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］ この発明はエレクトロクロミンク物質として酸化タング
ステンを使用しかつ対極物質として活性炭素繊維を用い
た各種ディスプレイなどに利用されるエレクトロクロミ
ック表示素子に関する。

〔従来の技術］ この種の表示素子の代表的なものとして、一対の透光性
基板の一方の内面側に透明電極膜からなる表示電極を介
してエレクトロクロミック物質層を形成して所要パター
ンを構成するセグメントに分画された表示極とし、他方
の基板の内面全面に対向電極を介して対極物質層を設け
て対向極とし、対向配置した側基板の上記両極間に電解
液を封入したものがある。

このような表示素子においては、上記対向電極を共通電
極として所要のセグメントに対応する表示電極に電圧を
印加することにより、エレクトロクロミック物質と対極
物質との電解液を介した反応物質の着色変化で表示がな
されるものである。

そして、上記エレクトロクロミック物質としては、青色
表示の場合、一般的に酸化タングステン（ＷＯ３）が使
用されており、この場合の着色変化は、たとえば電解液
としてリチウム塩を非水系溶媒に溶解したものを用いた
とき、つぎの反応に基づ（ものである。

（透明）　　　　　　　　　　（青色）ところで、上記
の如き酸化タングステンをエレクトロクロミック物質と
して用いた表示素子においては、その対極物質としてタ
ングステン酸鉄などの活性粒子を導電性バインダ中に分
散結着させてなる塗膜のほか、これより注入電気量が高
くて応答特性にすぐれるものとして活性炭素繊維が用い
られている。この活性炭素繊維は通常クロス状物を導電
性接着剤により対向電極上の全面に貼り付けることによ
って対極物質層として取り扱われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、このような活性炭素繊維を対極物質として使
用したエレクトロクロミック表示素子は、上述のとおり
のすぐれた性能を発揮するものの、保存中に徐々に注入
電気量が低下してその本来の性能を保持させにくいとい
う問題があった。

したがって、この発明は、上記問題点を解決して高い注
入電気量を長期にわたって保持しうる保存安定性にすぐ
れるエレクトロクロミック表示素子を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的を達成するための鋭意検討の
過程において、前記注入電気量の低下は活性炭素繊維が
電解液の液性状に悪影響を与えこれが原因でエレクトロ
クロミック物質である酸化タングステンが不活性化され
るためであると考えた。そこで、活性炭素繊維による電
解液への悪影響をさけるための手段につき、さらに検討
を加えた結果、活性炭素繊維を対向電極上の全面に貼り
合わせるために使用する導電性接着剤中に特定の粒子状
化合物を含ませるようにしたときには、上記電解液べの
悪影響が回避されて保存後の注入電気量の低下を大きく
抑制しうるものであることを知り、この発明を完成する
に至った。

すなわち、この発明は、少なくとも表示側が透光性であ
る一対の基板と、表示側基板の内面に表示電極を介して
酸化タングステン薄膜からなる所定パターンのエレクト
ロクロミック物質層を形成してなる表示極と、対向側基
板の内面に対向電極を介して導電性接着剤にて貼り合わ
された活性炭素繊維からなる対極物質層を形成してなる
対向極と、これら両極間に封入された電解液とを有する
エレクトロクロミック表示素子において、上記の導電性
接着剤中に酸化タングステン粒子および／またはタング
ステン酸鉄粒子が含有されていることを特徴とするエレ
クトロクロミンク表示素子に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

以下、この発明を図面を参考にして詳しく説明する。ま
ず、第１図および第２図はこの発明のエレクトロクロミ
ンク表示素子の一例を示すものである。

図中、１はガラスなどの透光性材料からなる表示側基板
、２は上記同様の透光性材料または非透光性材料からな
る対向側基板、３は上記側基板１゜２間の周辺部に介在
させたガラスやポリエステル樹脂などからなるスペーサ
である。４は表示側基板１の内面に真空蒸着、スパッタ
法、イオンプレーティグ法などの薄膜形成手段によって
形成されたインジウム−スズ複合酸化物（以下、ＩＴＯ
という）などの透明性導電材料からなる厚みが１，００
０〜３，０ＯＯＡ程度の表示電極４ａとこの上に上記同
様の手段にて形成された厚みが３，０００〜１０．０Ｏ
ＯＡ程度の酸化タングステン薄膜からなるエレクトロク
ロミック物質層４ｂとで構成される所定パターンの表示
極である。５は表示電極４ａの露呈表面を覆うＳｉＯ□
などの保護膜である。

６は対向側基板２の内面に形成された厚みが１゜０００
〜３，０ＯＯＡ程度の対向電極６ａとこの上に形成され
た対極物質層６ｂとで構成される対向極であり、上記の
対向電極６ａは、対向側基板２の内面全面に、前記表示
電極４ａと同様の透明性導電材料を被着させるか、ある
いは金、白金などの貴金属やこれらと他の金属との合金
などからなる箔状物を圧着ないし接着することにより形
成される。また、上記の対極物質層６ｂは厚みが２５０
〜８００−程度のクロス状の活性炭素繊維からなり、上
記対向電極６ａ上にカーボンなどの導電性粒子とバイン
ダとを含む導電性接着剤６Ｃによって貼り合わされたも
のである。

そして、上記導電性接着剤６Ｃ中にはこの発明の最も大
きな特徴点とされる酸化タングステン粒子および／また
はタングステン酸鉄粒子が含有されている。酸化タング
ステン粒子には、エレクトロクロミック物質層４ｂを構
成する酸化タングステン薄膜と同一化学組成のＷＯ２の
ほか、ＷＯ□、Ｗ１９Ｏ４８、Ｗ２０Ｏ５８などの化学
組成を有する粒子も含まれる。また、タングステン酸鉄
粒子は通常Ｆｅ２Ｏ３・３ＷＯ８からなる化学組成で表
わされるものが用いられるが、ＷＯ８の酸素が僅かに不
足した化学組成を有するものなどであっても差し支えな
い。これら酸化タングステン粒子およびタングステン酸
鉄粒子はいずれもその平均粒子径が１０〜３００−程度
のものが用いられる。

酸化タングステン粒子および／またはタングステン酸鉄
粒子の含有量としては、導電性接着剤６Ｃ全体の４０〜
８０重量％、特に６０〜８０重量％の範囲が適当である
。この量が少なすぎては後述するこの発明の効果が得ら
れず、また多くなりすぎると導電性の低下により初期の
注入電気量が低下する欠点があり、いずれも好ましくな
い。

なお、導電性接着剤を構成する導電性粒子にはカーボン
粒子のほか、グラファイトなどがあり、またバインダと
してはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂のほか、ポリエ
ステル樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。導電性粒
子はバインダとの合計型量中通常３０〜６０重量％の範
囲で使用される。

７は上記の対向極６と表示極４との間に設けられた背景
材で、対向極６を隠蔽してそれ自身の色調を表示の背景
とするものであり、二酸化チタンなどの顔料さポリテト
ラフルオロエチレン粉末との混合物のシート状成形物を
対向極６上に貼着するか、あるいは顔料と電解液とのゲ
ル体をスクリーン印刷法などで塗着することにより、形
成される。

８は表示側基板１の側縁部に固着された表示極側のリー
ド端子、９は上記同様に固着された対向極側のリード端
子、１０は対向極側のリード端子つと対向電極６ａとを
電気的に接続する銀ペーストなどで形成した導電層、１
１は前記表示極４と対向極６との間にスペーサ３によっ
て封入された電解液であり、一般にＬ　ＩＣＩ　０４な
どのリチウム塩をプロピレンカーボネートなどの非水系
溶媒に溶解したものが使用される。

以上の構成から明らかなように、この種の素子によれば
、リード端子８，９を介して表示極４と対向極６との間
に所要の電圧を印加することにより、表示極４のエレク
トロクロミック物質層４ｂを構成する酸化タングステン
と対向極６の対極物質層６ｂを構成する活性炭素繊維と
の電解液１１を介した反応物質の着色変化、つまり青色
変化により、表示側基板１の表面に所望のパターンが表
示される。そして、その際上記対極物質層６ｂが注入電
気量の増大に寄与する活性炭素繊維からなるために、上
記表示の応答特性に非常にすぐれたものとなる。

一方、対極物質層６ｂを構成する活性炭素繊維は電解液
に悪影響を与えてエレクトロクロミック物質層４ｂを構
成する酸化タングステン薄膜の不活性化現象を招き、長
期保存後の注入電気量を低下させるという欠点があるが
、この欠点は前記導電性接着剤６ｃ中に酸化タングステ
ン粒子および／またはタングステン酸鉄粒子を含有させ
たことにより解消される。すなわち、上記の粒子は背景
材７や対極物質層６ｂを浸透してくる電解液１１と接触
し、この電解液１１の活性炭素繊維による悪影響を低減
するべく作用して、エレクトロクロミック物質層４ｂを
構成する酸化タングステン薄膜の不活性化現象を防止し
、これにより、長期保存後の注入電気量の低下が少なく
なって応答特性の安定化が確保される。

なお、活性炭素繊維による酸化タングステン薄膜の不活
性化現象の詳細については必ずしも明らかとはいえない
が、以下の如く推定される。すなわち、活性炭素繊維は
通常の炭素繊維を水蒸気やその他の処理剤で賦活処理し
てその比表面積を著しく大きくしたものであり、このよ
うな繊維を非水系溶媒にリチウム塩を溶解させてなる電
解液に浸漬すると酸化タングステン薄膜中へのリチウム
イオンの取り込みが過度に進行することになり、その結
果として酸化タングステン薄膜の不活性化現象をみるこ
とになるものと思われる。

これに対し、この発明では、既述のとおり、活性炭素繊
維からなる対極物質層６ｂを対向電極６ａ上に設けるた
めの導電性接着剤６ｃ中に前記特定の粒子を含ませたこ
とにより、エレクトロクロミック物質層４ｂとしての酸
化タングステン薄膜へのリチウムイオンの浸入が少なく
なって、長期保存後でも注入電気量の大幅な低下がみら
れない保存安定性にすぐれたものとなるものと推定され
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、活性炭素繊維を対
向電極上に貼り合わせて対極物質層を形成するための導
電性接着剤中に酸化タングステン粒子および／またはタ
ングステン酸鉄粒子を含有させるようにしたことにより
、初期の注入電気量が高くてかつこの電気量を長期にわ
たって保持しつる応答特性にすぐれるエレクトロクロミ
ック表示素子を提供することができる。

［実施例］ 以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例１ 縦４０期、横１２０露、厚さ１．１朋の透明ガラス製の
表示側基板の一面に、厚さ１．５０ＯＡのＩＴｏからな
る所定パターンの表示電極とこの上に厚さ５，０ＯＯＡ
の酸化タングステン薄膜からなる数字表示用の８字形パ
ターン（７セグメントにて構成）が基板横方向に６個配
列された形状のエレクトロクロミック物質層とを、それ
ぞれ真空蒸着法により形成するとともに、基板および表
示電極の露出面に厚さ５，０ＯＯＡの５ｉｎ２保護膜を
設けて表示極とした。

一方、縦３６闘、横１１６期、厚さ１．１鰭の透明ガラ
ス製の対向側基板の一面全面に、厚さ１，５００ＡのＩ
ＴＯからなる対向電極を真空蒸着法により形成し、この
上にＷＯ３とカーボンレジンインク（液力社製の商品名
ＲＰ−１０；フェノールノボラック型エポキシ樹脂とカ
ーボン粒子とを含むペースト）とプロピレンカーボネー
トとの重量比５：５：１．５の混合物からなる導電性接
着剤溶液を１００μ厚にスクリーン印刷し、これに活性
炭素繊維クロス（クラレ社製商品名ＣＨ２０）を圧接し
て２００°Ｃで４時間加熱処理することにより、対向電
極上に導電性接着剤にて貼り合わされた上記クロスから
なる対極物質層を形成して対向極とした。なお、導電性
接着剤（固型分のみ）中に占めるＷＯ３の含有量は５０
］ｉｆｉ％であった。

そして、上記の側基板を、表示極と対向極とが向かい合
う形で、かつ両極間に二酸化チタン顔料とポリテトラフ
ルオロエチレン粉末との混合物の厚さ２００ＪＡのシー
ト状成形物（住友電気工業社製の商品名ポアロン）から
なる背景材を介在させ、さらに周辺部に厚さ０．８　ｙ
ｒｍのポリエステル樹脂製環状スペーサを介在させて対
向配置し、エポキシ系接着剤にて密着封止するとともに
、内部に１モル／ｌのＬｉＣ４０４を溶解させたプロピ
レンカーボネート溶液に１体積％の純水を添加してなる
電解液約３ｍｅを封入した。最後に、リード端子の取り
付けと銀ペースト塗布による導電層の形成を行い、第１
図および第２図に示す構成のエレクトロクロミック表示
素子を作製した。

実施例２〜２０ 対極物質層形成用の活性炭素繊維クロスを対向電極上に
貼り合わせるために使用する導電性接着剤溶液として、
後記衣に示す重量組成からなる混合物を使用した以外は
、実施例１と同様にして第１図および第２図に示す構成
の１９種のエレクトロクロミック表示素子を得た。なお
、各素子の導電性接着剤（固型分のみ）中に占める酸化
タングステン粒子またはタングステン酸鉄粒子の含有量
は、後記表に示されるとおりであった。

比較例 対極物質層形成用の活性炭素繊維クロスを対向電極上に
貼り合わせるために使用する導電性接着剤溶液として、
カーボンレジンインクとプロピレンカーボネートとの混
合液を用いた以外は、実施例１と同様にして比較用のエ
レクトロクロミック表示素子を得た。

上記の実施例および比較例に係る各表示素子の性能を調
べるために、表示極と対向極との間に±１．２Ｖ、０．
６秒の方形波交流電圧を印加し、そのときに流れる電気
量つまり注入電気量を測定した。

また、その後各素子を４５°Ｃの恒温槽中に１００日間
保存したのち取り出し、上記同様にして注入電気量を測
定し、これと上記初期の注入電気量とから、１００日間
保存後の注入電気量の保持率を求めた。これらの結果は
、下記の表に示されるとおりであった。

上記の結果から明らかなように、この発明に係るエレク
トロクロミック表示素子は初期の注入電気量が高くてか
つこの電気量を長期にわたって良好に保持しうるもので
あることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエレクトロクロミック表示素子の一
例を示す断面図、第２図は第１図■部分の拡大断面図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表示側が透光性である一対の基板と、
   表示側基板の内面に表示電極を介して酸化タングステン
   薄膜からなる所定パターンのエレクトロクロミック物質
   層を形成してなる表示極と、対向側基板の内面に対向電
   極を介して導電性接着剤にて貼り合わされた活性炭素繊
   維からなる対極物質層を形成してなる対向極と、これら
   両極間に封入された電解液とを有するエレクトロクロミ
   ック表示素子において、上記の導電性接着剤中に酸化タ
   ングステン粒子および／またはタングステン酸鉄粒子が
   含有されていることを特徴とするエレクトロクロミック
   表示素子。
2. （２）酸化タングステン粒子および／またはタングステ
   ン酸鉄粒子が導電性接着剤中４０〜８０重量％の割合で
   含有されてい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。