JP2621919B2 - エレクトロクロミック表示装置 - Google Patents

エレクトロクロミック表示装置

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JP2621919B2
JP2621919B2 JP63099545A JP9954588A JP2621919B2 JP 2621919 B2 JP2621919 B2 JP 2621919B2 JP 63099545 A JP63099545 A JP 63099545A JP 9954588 A JP9954588 A JP 9954588A JP 2621919 B2 JP2621919 B2 JP 2621919B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、表示面の色の変化に部分的な緩急をもたせ
ることができるエレクトロクロミック表示装置に関す
る。
(従来の技術) 電気化学的酸化還元反応によって光吸収特性が変化す
るエレクトロクロミック(以下「EC」という)物質が知
られており、この物質を用いてこれに酸化還元反応を可
逆的に行わせ、これを表示素子として利用したエレクト
ロクロミックディスプレイ(ECD)がある。かかるECDに
よる表示効果を一層向上させるために、同一の表示面上
において色の変化に部分的に緩急をもたせるようにした
ものもある。第7図はその従来例を示す。第7図におい
て、一つの表示電極24とこれに対向して電解質の介在の
下に設けられた対向電極25でなる一つの表示部28と、別
の表示電極26とこれに対向して電解質の介在の下に設け
られた対向電極27でなる別の表示部29とによって一つの
ECDが形成されている。このECDを駆動するための回路
は、各表示部28,29の着色、消色を切り換えるための切
換信号33に基づいて各表示部28,29を各別に駆動するド
ライバー35,36と、一方のドライバー36による一方の表
示部29の駆動を遅延させるための遅延回路34とを有して
なる。
上記従来例において、いま、切換信号33が入力される
と、一方の表示部28はドライバー35によって直ちに駆動
されるのに対し、他方の表示部29は遅延回路34により遅
延されたのちドライバー36によって駆動される。従っ
て、一方の表示部29が他方の表示部28よりも遅れて着色
又は消色され、これによって表示部の色の変化に部分的
な緩急が生じる。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来のエレクトロクロミック表示装置によれば、
表示部の色の変化に部分的な緩急をもたせようとする
と、表示面を複数のセグメントにする必要があるため、
透明導電膜をエッチングしパターンニングしなければな
らず、構造が複雑になるという問題がある。また、駆動
回路には、各表示部ごとに駆動するための複数のドライ
バーと遅延回路が必要であり、回路構成が複雑で高コス
トの回路になるという問題がある。
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、簡単な構造で、しかも簡単な駆動回路
ながら、表示部の色の変化に部分的な緩急をもたせるこ
とができるエレクトロクロミック表示装置を提供するこ
とを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、対向電極の表面積を表示電極の表面積に比
べて小さくすることにより、上記表示電極の反応速度を
部分的に変えたことを特徴とする。
また、対向電極の膜厚を部分的に変え、あるいは、対
向電極と表示電極との配置位置を変えることにより、上
記表示電極の反応速度を部分的に変えてもよい。
(作用) 表示電極における電気化学的酸化還元反応は、対向電
極と対向している部分が早く進行し、他の部分は遅れて
進行するため、同一の表示面における着色、消色に緩急
を生じる。従って、表示電極の表面積に対し対向電極の
表面積を小さくすることにより、また、表示電極と対向
電極との配置位置を相互に異ならせることにより、表示
面の色を部分的に異ならせることができる。
また、対向電極側の膜厚が厚い部分では反応が促進さ
れるため、対向電極の膜厚を部分的に異ならせることに
よっても表示面の色を部分的に異ならせることができ
る。
(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明に係るエレクトロク
ロミック表示装置の実施例を説明する。
第1図において、ガラスでなる透明基板1の一面には
薄膜状の透明導電膜3が形成され、この透明導電膜3に
はEC物質としてのプルシァンブルー(Fe4 3+〔FeII(C
N))(以下「PB」という)の薄膜2が形成され
ている。上記透明導電膜3とPBの薄膜2によって表示電
極4が形成されている。この表示電極4と対向する位置
には、基板5に形成された導電膜7とこの導電膜7に形
成されたEC物質としてのPBの薄膜6でなる対向電極8が
配置されている。上記基板5と導電膜7は透明でもよい
し不透明でもよい。透明導電膜6の膜厚は2400Å、導電
膜7の膜厚は3000Åとした。表示電極4と対向電極8
は、スペーサ11により一定の距離を隔てて対向配置され
ている。表示電極4側のPBの薄膜2は3mA/cm2で50分間
成膜して膜厚を2000Åとし、対向電極8側のPBの薄膜6
は3mA/cm2で60分間成膜して膜厚を3000Åとした。
表示電極4側のPB膜2と対向電極8側のPB膜6は互い
に対向するように成膜されるが、対向電極8側のPB膜6
の表面積を表示電極4側のPB膜2の表面積に比べて小さ
くし、もって、対向電極8の実質的な表面積を表示電極
4の実質的な表面積に比べて小さくしている。具体的に
は、PBの薄膜2の表面積を20×30mm、他方のPBの薄膜6
の表面積を10×15mmとし、後者の薄膜6を前者の薄膜2
に対し偏らせて配置した。また、対向電極8側の導電膜
7はPBの薄膜6の形成部分以外は塩酸等によってエッチ
ングして除去した。
上記双方のPB膜2,6間にはKClの水溶液でなる電解液
9が満たされている。電解液9は、エチレングリコール
と水との混合液にKClを溶解させたもの、又はエチレン
グリコール液にKClを溶解させたものを使用する。これ
により、0℃以下の低温でもエレクトロクロミック表示
動作が確実に行われる。
なお、電解液9中には多孔質の背景板10を配置する。
この背景板10は、表示電極4側の酸化還元体としてのPB
の薄膜2が着色した場合その着色表示を見易くするため
に、かつ、対向電極8側の酸化還元体としてのPBの薄膜
6が着色した場合その着色が透き通って表示されること
のないように、表示側のPBの薄膜2と対向電極側のPBの
薄膜6との間に介在させる。本実施例では、背景板10と
して「紙」、なかでも通常の紙よりも柔らかく多孔質の
紙で、液体中に存在する沈澱物を濾別するのに用いる所
謂「濾紙」を用い、表示領域全域を覆う面積に形成し
た。背景板10として「紙」を用いる場合、紙はよほど厚
いものを使わない限り電解液が浸透して半透明になる欠
点があるため、上記「濾紙」には電解液中でも溶け出し
たり、脱色しないような染料、塗料、顔料などで着色す
ることが望ましい。これにより良好な表示コントラスト
を得ることができる。本実施例では、濾紙(東洋濾紙
製、No.4A)に、白色背景の場合はポスターカラー或い
は白色修正液(商品名;ミスノン−S)を、彩色背景の
場合にはポスターカラー(商品名;ユニポスカ 三菱鉛
筆製)にて着色した。
表示電極4と対向電極8の間には直流電圧が可逆的に
印加される。第2図はその駆動回路の例を示すもので、
切換信号13に基づいてドライバー12が表示電極4と対向
電極8との間に直流電圧を可逆的に印加する。
いま、第3図に示すように、表示電極4側にマイナ
ス、対向電極8側にプラスの電圧を印加したとする。表
示電極4側のPBの薄膜2では、 Fe4 3+〔FeII(CN)+4K+4e- →K4 +Fe4 2+〔FeII(CN) で示される還元反応が生じ、酸化状態にあって青色であ
ったPBの薄膜2が還元されて消色される。一方、対向電
極8側のPBの薄膜6では上記の反応と逆の反応、即ち酸
化反応を生じ、還元状態にあって無色であったPBの薄膜
6が酸化されて青色に変化する。このとき、還元側から
カリウムイオンK+が電解液9を通じて酸化側に供給さ
れ、また、酸化側には電子e-が供給される。表示電極4
と対向電極8に印加される電源の極性が反転すると、表
示電極4側のPBの薄膜2と対向電極8側のPBの薄膜6の
酸化還元反応は上記の逆になる。PBの薄膜2の色の変化
は透明な基板1及び透明導電膜3を通して外部から見る
ことができ、従って、PBの薄膜2を所望の形に形成して
おけば、表示装置として使用することができる。
このように、上記実施例に係るECDは、一方のPB膜が
酸化するとき他方のPB膜が還元されて互いに補い合う相
補型構造となっており、迅速かつ安定した酸化還元反応
が行われる。
さて、前述のように、対向電極8の表面積は表示電極
4の表面積に比べて小さくしてある。そこでいま、対向
電極8側に対して表示電極4側にプラスの電圧がかけら
れて表示電極4側が着色される場合の動作について説明
する。表示電極4側に発生したカリウムイオンK+は、電
解質9を通ってマイナスの電圧がかけられている対向電
極8側の電子e-に引きつけられる。この引きつけ力が最
も大きいのは表示電極4と対向電極8との距離が最短の
部分、即ち表示電極4と対向電極8とが相対向する部分
であり、この部分において反応速度が早く、この部分が
早く青色に変化する。しかし、ある程度反応が進行する
と対向電極8側の電子e-が飽和状態となるので、反応速
度が鈍くなり、表示電極4のうち対向電極8と対向して
いない部分に反応が広がり、徐々に青色に着色されてい
く。
消色の場合は、表示電極4の対向電極8と対向してい
る部分が早く無色に変化し、それ以外の部分が遅れて無
色に変化する。
このように、上記実施例によれば、表示面を複数のセ
グメントで構成しなくても、また、駆動回路に複数のド
ライバーを用いなくても、かつ、遅延回路を用いなくて
も、対向電極8の表面積を表示電極4の表面積に比べて
小さくするという簡単な構成によって、表示部の色の変
化に部分的な緩急をもたせることができる。
次に、本発明の各種変形実施例について説明する。
第4図の実施例は、対向電極8側のPBの薄膜6の表面
積を表示電極4側のPBの薄膜2の表面積と略同じにして
両者を相対向させる一方、対向電極8側のPBの薄膜6の
膜厚を、薄い部分6a、厚い部分6bというように部分的に
変えたものである。
対向電極8側のPBの薄膜6の膜厚が厚くなるほど表示
電極4側に発生する電子の数に比べて余裕があるので、
PBの薄膜6の膜厚が厚い部分に対向する表示電極4側の
PBの薄膜2の部分の反応速度が早くなり、PBの薄膜6の
膜厚が薄い部分に対向する表示電極4側のPBの薄膜2の
部分の反応は遅くなる。その結果、表示面の色の変化に
部分的に緩急をもたせることができる。
第5図の実施例は、対向電極8側の導電膜7の膜厚
を、薄い部分7a、厚い部分7bというように部分的に変え
たものである。上記導電膜7はその膜厚が厚いほど電圧
が高くなり、その部分の反応速度が早くなる。例えば、
1000Åの膜厚7aの部分では反応速度が約30秒、3000Åの
膜厚7bの部分では反応速度が約10秒であった。このよう
に、反応速度が部分的に異なる結果、表示面の色の変化
に部分的な緩急をもたせることができる。
第6図の実施例は、表示電極4側のPBの薄膜2と対向
電極8側のPBの薄膜6との表面積を略同じにする一方、
両者の配置位置を変えて互いに千鳥状にずらしたもので
ある。この実施例によれば、表示電極4側のPBの薄膜2
と対向電極8側のPBの薄膜6とが最短距離にある部分の
反応が早く進行し、両者の距離が遠くなる部分の反応は
遅れる。その結果、この実施例の場合も、表示面の色の
変化に部分的な緩急をもたせることができる。
以上説明した各実施例では、EC物質としてPBを用いて
いたが、その他のEC物質、例えば酸化タングステン(WO
3)、酸化モリブデン(MoO3)等を用いても差支えな
い。
表示電極及び対向電極の基板としては、例えばガラス
を用いる。特に、表示電極側の基板は、これを通して色
の変化を見る必要があるため、透明な材質を用いる。
電解質としては、液体に限らず固体の電解質を用いて
もよい。
対向電極側のPBの薄膜又は導電膜の膜厚を変化させる
場合、2段階の変化に限らず数段階に変化させてもよ
い。また、対向電極側の表面積を表示電極側の表面積に
対して変える場合、必ずしも2対1の関係にする必要は
なく、適宜の関係にして差支えない。
また、図示の実施例は何れも相補型のECDになってい
たが、必ずしも相補型に限られるものではなく、対向電
極側にPBの薄膜がなく、導電膜のみが形成されている形
式のものでも本発明を適用することができる。
(発明の効果) 本発明によれば、対向電極の表面積を表示電極の表面
積に比べて小さくし、あるいは、対向電極の膜厚を部分
的に変え、又は、対向電極と表示電極との配置位置を変
えることにより、表示電極の反応速度を部分的に変える
ようにしたため、表示面を複数のセグメントで構成しな
くても、また、駆動回路に複数のドライバーを用いなく
ても、かつ、遅延回路を用いなくても、簡単な構成によ
って、表示部の色の変化に部分的な緩急をもたせること
ができる。
また、本発明によれば、部分的に徐々に色の変化が進
行するため、従来のECDのようなデジタル的な表示でな
く、アナログ的な表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るエレクトロクロミック表示装置の
一実施例を示す断面図、第2図は同上実施例の駆動回路
の例を概念的に示すブロック図、第3図は上記実施例の
動作を示す模式図、第4図は本発明の別の実施例を示す
断面図、第5図は本発明のさらに別の実施例を示す断面
図、第6図は本発明のさらに別の実施例を示す断面図、
第7図は従来のエレクトロクロミック表示装置及びその
駆動回路の例を概念的に示すブロック図である。 1……表示電極、8……対向電極、9……電解質。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方が透明である2枚の基板の
    一方に表示電極、他方に対向電極を設け、表示電極と対
    向電極との間に電解質を介在させてなるエレクトロクロ
    ミック表示装置であって、上記対向電極の表面積を上記
    表示電極の表面積に比べて小さくすることにより、上記
    表示電極の反応速度を部分的に変えたことを特徴とする
    エレクトロクロミック表示装置。
  2. 【請求項2】少なくとも一方が透明である2枚の基板の
    一方に表示電極、他方に対向電極を設け、表示電極と対
    向電極との間に電解質を介在させてなるエレクトロクロ
    ミック表示装置であって、上記対向電極の膜厚を部分的
    に変えることにより、上記表示電極の反応速度を部分的
    に変えたことを特徴とするエレクトロクロミック表示装
    置。
  3. 【請求項3】少なくとも一方が透明である2枚の基板の
    一方に表示電極、他方に対向電極を設け、表示電極と対
    向電極との間に電解質を介在させてなるエレクトロクロ
    ミック表示装置であって、上記対向電極と上記表示電極
    との配置位置を変えることにより、上記表示電極の反応
    速度を部分的に変えたことを特徴とするエレクトロクロ
    ミック表示装置。
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