JP6222848B2 - 縦型エレクトロクロミック・ディスプレイ - Google Patents
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Description
各画素セルが:
− 2つの異なる視覚的に検出可能な着色状態の間で電気化学的に切換え可能なエレクトロクロミックおよび電気化学的にアクティブな有機ポリマー材料を含む、電気伝導性エレクトロクロミック層;
− 電子伝導性材料を含む対電極層であり、視野方向での前記対電極層が前記エレクトロクロミック層の背後に配置されている、該対電極層;
− 前記エレクトロクロミック層と前記対電極層との間に凝固し空間的に配置されかつこれらの層にイオン接触している、電解質層
を含み;
− 各画素セルがさらに、電子的にかつイオン的に絶縁されており前記エレクトロクロミック層に直接イオン接触して配置された、記号画成層(a symbol defining layer)を含み、該記号画成層が、前記電解質層を取り囲みかつ前記記号の形状を画成する1つまたはそれ以上の開口部を含み;
− 前記記号画成層と前記対電極層との間の前記電解質層が、該記号画成層の前記1つまたはそれ以上の開口部の側面を覆いかつ該側面に延び;かつ
− 前記電解質が:
a)1種またそれ以上のカチオン性ポリマーから選択された、小カチオンを実質的に含まない高分子電解質
を含む組成物を含む、
上記ディスプレイ・デバイスの構成部分を提供する。
− 請求項1に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分と;
− 電源を受けるように配置されたコネクタと
を含む、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスであって;
直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分の対電極層(140)が、個別の電気伝導体によって、前記電源を受けるように配置された前記コネクタに電気接続されて、対電極層(140)に印加される電位を個々に制御できるようになされている
ディスプレイ・デバイスを提供する。
− 請求項1に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分と;
− アドレッシング回路と;
− 電源を受けるように配置されて、前記アドレッシング回路に電気接続されたコネクタと
を含む、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスであって;
直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分の対電極層(140)が、個別の電気伝導体によってアドレッシング回路に電気接続されて、対電極層(140)に印加される電位を個々に制御できるようになされている
ディスプレイ・デバイスを提供する。
− 透明なプラスチック基板により保持されたエレクトロクロミック層を設ける工程であり、前記エレクトロクロミック層が、視覚的に検出可能な異なる着色状態の間で電気化学的に切換え可能であるエレクトロクロミックおよび電気化学的にアクティブな有機ポリマー材料を含んでいる工程;
− 前記エレクトロクロミック層のアクティブ部分を選択する工程;
− 電解質溶液を用意する工程;
− 電解質層を、電解質組成物を使用して前記エレクトロクロミック層の前記アクティブ部分の上に直接印刷する工程であり、電解質層の各部分が、エレクトロクロミック層の1つのアクティブ部分にイオン接触した状態で配置されかつエレクトロクロミック層の任意のその他のアクティブ部分にイオン接触している電解質の一部分から空間的に分離されて配置されている工程;
− 対電極層を、エレクトロクロミック層の各アクティブ部分で前記電解質層の上部にかつ直接イオン接触させた状態で印刷する工程
を含み;
電解質組成物を用意する前記工程が、
a)1種またはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択された、小カチオンを実質的に含まない高分子電解質;
b)電解質組成物のコロイド状分散体を形成する粒状相;
c)架橋網状構造を形成する結合剤系
を含む電解質組成物を用意する工程を含み;
前記エレクトロクロミック層のアクティブ部分を選択する工程が、さらに、記号画成層を前記エレクトロクロミック層上に直接印刷する工程を含み、この記号画成層は、前記エレクトロクロミック層の前記アクティブ部分を取り囲みかつ前記少なくとも2つの記号のそれぞれの形状を画成するものである、上記方法を提供する。
− 電解質中でのイオンの可動性であって、可動性が高いほどスイッチング時間が短くなること;
− 電解質中のイオン可動性ならびに電解質の体積の両方によって決定される、電解質中のイオン電流の大きさ;
− 電気化学的にアクティブなかつ/またはエレクトロクロミック材料に何を選択したか;
− エレクトロクロミック材料の色を変化させるために反応させる必要がある、電気化学的にアクティブなかつ/またはエレクトロクロミック材料の体積;
− 印加電圧の振幅;電圧が高いほどスイッチング時間は短くなり、その逆も同様であること
によって決定されることを理解されたい。
視野方向:視野方向は、観察者が通常それに沿ってディスプレイを見る幾何学的方向である。言い換えれば、視野方向とは、観察者から延びる幾何学的軸の始点を指す方向である。言い換えれば、視野方向は、エレクトロクロミック層の法線ベクトルに一致する。より詳細には、視野方向は、観察者からディスプレイ・デバイスの正面に向かって走る。
単官能性モノマー
本発明で利用することができる(メタ)アクリレート・モノマーには、例えばアクリレートがあり:本発明で利用することができる(メタ)アクリレート・モノマーには、例えばアクリレート:イソアミル−、ステアリル−、ラウリル−、オクチル−、デシル−、イソミリスチル−、イソステアリル−、2−エチルヘキシルジグリコール−、2−ヒドロキシブチル−、ブトキシエチル−、エトキシジエチレングリコール−、メトキシジエチレングリコール−、メトキシポリエチレングリコール−、メトキシプロピレングリコール−、フェノキスエチル−、テトラヒドロフルフリル−、イソボルニル−、2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル−、およびt−ブチルシコヘキシルアクリレートがある。
本発明で機能することができるD−官能性(メタ)アクリレートは、例えばトリエチレングリコール−、テトラエチレングリコール−、ポリエチレングリコール−、トリプロピレングリコール−、ポリプロピレングリコール−、1,4−ブタンジオール−、1,6−ヘキサンジオール−、1,9−ノナンジオール−、ネオペンチルグリコール−、ジメチロールトリシクロデカン−、ネオペンチルグリコール−およびポリテトラメチレングリコールジアクリレートである。
多官能性(メタ)アクリレートの中で、下記のモノマー、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレート、および1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジンを本発明で使用することができる。
インク・ジェット印刷:1〜20
フレキソ印刷:20〜400
スクリーン印刷:1000〜100000
オフセット印刷:1000〜100000
グラビア印刷:20〜200
である。
− 2つの異なる視覚的に検出可能な着色状態の間で電気化学的に切換え可能な、エレクトロクロミックおよび電気化学的にアクティブな有機ポリマー材料を含むエレクトロクロミック層110;
− 電子伝導性材料を含む対電極層140であって、視野方向にある前記対電極層が前記エレクトロクロミック層の背後に配置されている対電極層140;
− 凝固しており、前記エレクトロクロミック層と前記対電極層との間に空間的に配置されかつイオン的に接触している電解質層130;
− 前記エレクトロクロミック層に直接接触して配置された記号画成層120であって、前記電解質層130を取り囲みかつ前記記号の形状を画成する1つまたはそれ以上の開口部121、122を含む記号画成層120
を含む。
製造方法
以下の実施例は、他に指示しない限り、120スレッド/cmおよびスレッド直径34μmを有するスクリーン印刷メッシュを使用するスクリーン印刷を用いてかつ以下に記述される順序で、全て製造した。厚さ125□mのポリエチレンテレフタレート(以下、PETと呼ぶ。)被膜(Policrom Screen製Polifoil Bias)を含む絶縁層105を基板として用意し役立て、その上に、エレクトロクロミック層110を形成するためにPEDOT:PSS(Heraeusにより提供されたClevios SV3スクリーン印刷ペースト)を均一に印刷した。
以下の全ての写真において、ディスプレイは、絶縁層105を通して見るが、スクリーン・メッシュ製造方法での手違いにより、記号画成層は反転していた。一例によれば、得られるディスプレイの鮮明度に対してラッカー層がどのような影響を及ぼすかを調査するために、イオン孤立/絶縁層をディスプレイ・デバイス機構から省き、即ちディスプレイ・デバイスを、PET 105/PEDOT:PSS 110/電解質130/炭素140、150により構成した。
図5a〜dは、連続的なまたは非画素化電解質層を有するディスプレイ・デバイスの写真である。ディスプレイ・デバイスは、電解質層が連続的であること、即ち異なる画素セルに属する電解質部分の間に直接イオン接触があることを除き、上記実験セクションに関して提示された説明に従い生産される。言い換えれば、図4aおよび4bに示されるディスプレイ・デバイスと図5a〜5dに示されるディスプレイ・デバイスとの間の唯一の相違は、画素化/連続電解質層である。図5aは、3つのセグメントが最初に切り換えられ、一方、6つのセグメントはそれらの非切換え状態のままであることを示す。電圧電源の接続解除後、最初に切り換えられたセグメントの固有電圧によって、いくつかのその他のディスプレイ・セルに電位差が生じる。図5bおよび5cは、それぞれ約10/90分後にセグメントがビルト・イン電圧をどのように平衡させたのかを示す。図5dは、波形発生器;方形波、200mHz、2.5V/1.5V還元/酸化を使用することによる、約90分のサイクリング後の横クロス・トークを示す。電位差は、第1の画素セルまたは「PIN」セグメントにのみ印加されるが、横クロス・トークは隣のセグメントを切り換えていることに留意されたい。
図6a〜6cの写真は、ポリカチオン電解質の重要性を示す。ディスプレイ・デバイスは、上記実験セクションに関連して提示された説明に従い生産されるが、3つのディスプレイ・デバイスには異なる電解質を使用した。図6a:電解質は、EMI−ES(エチルメチルイミダゾリウムエチルスルフェート)95重量%をHEC(ヒドロキシエチルセルロース)5重量%に溶かしたものをベースにしたイオン性液体を含む。図6b:電解質は、PSSポリアニオン、ポリ(スチレンスルホネート)40重量%、D−ソルビトール10重量%、グリセリン10重量%、および脱イオン水40重量%をベースにする。図6c:電解質は、ポリカチオンLuviquat Excellence、即ちTiO2粉末(KRONOS製Kronos2300)10重量%を含むBASF製の、ビニルピロリドンと第四級化ビニルイミダゾールとのコポリマーを水溶液に溶かしたものをベースにするUV硬化性電解質である。TiO2は、電解質を白色および不透明にするのに使用される。同じ設定を全てのディスプレイで使用し、即ち、着色は3Vを印加することによって行い、写真は、ディスプレイの着色および電位の接続解除から約3分後に撮影した。図6cで3個の画素セルが切り換えられていないという事実は、対応する対電極の段差被覆が不十分であり、したがって画素セルがディスプレイ製造時に破壊されたことに起因する。図からわかるように、ポリアニオン電解質(図b)もイオン性液体電解質(図6a)も、ポリカチオン電解質を含むもの(図6c)と同程度に画像を鮮明に維持することができない。
ポリイオン電解質および高分子電解質という表現は、本文書では同義に使用する。高分子電解質は、組成物が電気化学セル内で電解質として機能するのに十分なイオンおよびイオン移動度を提供する性質を有する。高分子電解質は可動性対イオンを提供し、組成物全体は、電解質を挟むエレクトロクロミック材料と対電極との間に電解接続性をもたらすためにイオンに移動度を提供する。これは、電解質中のイオン輸送経路が、電極での電気化学的切換えのためにイオン輸送をもたらすのに十分であるべきことを意味する。
結合剤系に含まれる、場合によるポリマー結合剤は、少なくとも1つの重合性部位または重合性基を有するものとする。ポリマー結合剤は、ホモポリマー、またはコポリマー、またはモノマーの任意のその他の組合せであってもよい。本発明に適切な結合剤は、ただ1つの重合性基を有するモノマーを含むポリマーとされる、即ち単官能性モノマーである。例は、モノアクリレートである。ポリマーは、2つ以上の官能基、重合用の部位を有するモノマーを含んでいてもよい。そのようなポリマーのさらなる例は、ジ−およびポリアクリレートであり、好ましくはポリエチレングリコールジアクリレートである。
可塑剤は、電解質がスクリーン・メッシュ内をより良好に流動しかつ電解質のより滑らかな表面層を与えるのを助けるので、印刷品質を維持し高めるのに使用することができる。典型的には、本発明の高分子電解質組成物に含まれる可塑剤は、ポリエチレングリコール(PEG)およびポリプロピレングリコールを含むコポリマーである。可塑剤の例は、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)、Mn 12000である。
電解質組成物は、高温などのさらなる処理中に組成物を安定にする、1種またはそれ以上のプロセス安定化剤も含んでいてもよい。プロセス安定化剤は、組成物を破壊することなくまたは亀裂を生じさせることなく処理に耐えられるようにする。典型的には、電解質組成物は、最高140℃の数分間の熱処理に耐える。プロセス安定化剤は、熱処理中に表面層を無傷のまま保つ。この目的を有するプロセス安定化剤の例は、脂肪族カルボン酸である。好ましくは酸は、高沸点と併せて低融点を有する。より具体的には、安定化剤は、そのDL−形態にある、DL−乳酸とも呼ばれる2−ヒドロキシプロピオン酸であってもよい。この乳酸は、12mmHgで−53℃の融点および122℃の沸点を有する。
粒状相は、分断、ピン・ホール、および亀裂に対して安定なカチオン高分子電解質を提供する目的で、電解質組成物中に存在する。粒状相は、固体粒状相の5から40体積%の量で存在するものとする。
a)高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)粒状相を、工程a)で用意した高分子電解質溶液に、例えば機械式ホモジナイザなどの機械処理を使用することによって分散する工程と;
c)結合剤分子および光開始剤を含む溶液に溶解した結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意した高分子電解質および固体粒状相の分散体を、結合剤系およびその他の成分も含む工程c)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械的混合であってもよい。
a)高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)固体粒状相を、工程a)で用意した高分子電解質溶液に、例えば機械式ホモジナイザなどの機械処理を使用することによって分散する工程と;
c)結合剤分子および光開始剤を含む、溶液に溶解した結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意した高分子電解質および固体粒状相の分散体を、結合剤系およびその他の成分も含む工程c)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械的混合であってもよい。
場合により基板;
第1の電極;
第1の電極に塗布される本発明の電解質組成物の1つまたはそれ以上の層;
対電極
を含んでいてもよく;電解質組成物の各層は、第2の電解質が塗布される前に硬化される。
電気化学セルは、基板上に配置し塗布してもよい。工程a)の基板は、プラスチック材料、任意の繊維材料、織地、または紙の基板から選択することができる。基板は、選択された印刷方法に適切であるとする。
このセクションでは、例示的な電解質組成物について記述する。ここに記述されるこれらのもの以外の電解質を、本発明により使用してもよいことに留意すべきである。ここに記述される電解質は、良好な印刷特性を有する電解質を見出そうと試みた結果である。
a)第四級化窒素原子を含む1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質と;
b)メジアン径が10nmから10μmの間である粒子の固体微粒子相と;
c)結合剤分子を含む結合剤系と;
d)場合により、可塑剤と;
e)場合により、加工助剤と;
f)場合により、表面活性剤と
を含む。
高分子電解質を15〜65質量%の量で;
固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5〜25質量%の量で、それと共に1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から5質量%の量で;
加工助剤を5〜35質量%の量で;
可塑剤を1〜30質量%の量で
含む、電解質組成物である。
a)固体微粒子相を、好ましくは均質化によって、例えば機械式均質化または超音波処理によって、高分子電解質溶液に分散させる工程;
b)結合剤分子および開始剤分子を含む、結合剤系を含む溶液を製造する工程;
c)工程a)の高分子電解質−粒子分散体を、工程b)の結合剤溶液と混合する工程
を含み得る。
a)第四級化窒素含有化合物である1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質と;
b)固体粒子を含む固体微粒子相と;
c)結合剤分子および開始剤分子を含む結合剤系と;
d)場合により、可塑剤と;
e)場合により、加工助剤と;
f)場合により、表面活性剤と
を含み得る。
a)第四級化窒素含有化合物;好ましくは第四級化ポリアミンから選択される化合物;より好ましくは、イオネンのような、ポリマー主鎖中に第四級化アミノ基を含むポリアミン、もしくはペンダント第四級化アミノ基を有するポリマーアミンから選択される化合物;または第四級化ビニルイミダゾリウムのコポリマー、好ましくは第四級化ビニルイミダゾリウム反復単位を40〜99モル%含むコポリマー;または第四級化キトサンである、1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質であって;
最も好ましくはカチオン性ポリマーが、ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)]もしくはポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはこれらのコポリマー;より好ましくは、分子量(Mw)が100000よりも低い、10000から100000の間のような、好ましくは20000から75000の間であり、例えば20000から50000の間であるポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはそのコポリマーから選択される、高分子電解質と;
b)固体粒子を含み;直径が10nmから10μmの間であり;
好ましくはチタン金属酸化物、酸化亜鉛、または可塑性材料から選択される、固体微粒子相と;
c)重合によって架橋網状構造を形成する結合剤分子、ならびに開始剤分子を含み、結合剤分子が、照射により開始されるラジカル重合に適切であり;アルキレングリコールのホモポリマーもしくはコポリマーのモノもしくはジ(メタ)アクリル酸エステル、またはこれらの混合物;好ましくは、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレートのホモもしくはコポリマー、またはこれらの混合物、および照射によって活性化させた開始剤分子(即ち、ラジカル開始剤)から選択され;ジアリールもしくはモノアリールケトンおよび酸化ホスフィン、好ましくは2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンのような水溶性光開始剤、および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドのような長波長光により活性化させた光開始剤の群から選択される、結合剤系;あるいは結合剤系が、開始剤分子と、チオール−エン重合によって架橋網状構造に重合できる分子とを含み、チオールは、高沸点を有する二、三、もしくは多官能性チオールの群、好ましくはトリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ポリ(エチレングリコール)ジチオール、およびエチレングリコールビスチオグリコレートから選択され;さらに、メタクリレートもしくはアリルタイプの1つもしくはそれ以上の重合性基を保持する分子、好ましくは、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールアリルエーテル、また照射によって活性化したラジカル開始剤を一緒に有する1,3,5−トリアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンのような、水に対して溶解性を有する分子から選択され;または、ジアリールもしくはモノアリールケトンおよび酸化ホスフィン、好ましくは2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンのような水溶性光開始剤、および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドのような長波長光によって活性化させた光開始剤の群から選択される、アルケン保持分子を含み、
または、水溶性アゾ化合物、ヒドロペルオキシド、および無機ペルオキシド、好ましくは4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、tert−ブチルヒドロペルオキシド、および過硫酸アンモニウム、カリウム、もしくはナトリウムのような水溶性熱開始剤分子の群から選択され、もしくはポリエチレングリコールの単、二官能性アリルエーテルもしくはメタクリル酸エステルから選択される、加熱によって活性化させた開始剤分子を含む、結合剤系と、
d)場合により、好ましくはポリアルキレングリコールから選択され;好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、もしくはこれらの混合物から選択され;最も好ましくはポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)であり;または超分岐ポリオールもしくはポリグリセロール(プロパン−1,2,3−トリオール)から選択される、可塑剤と;
e)場合により、好ましくは脂肪族カルボン酸から選択され;最も好ましくは2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)である、加工助剤と;
f)場合により、好ましくはレシチンおよびポリソルベートから選択され;最も好ましくはポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween 20)である表面活性剤と
を含む、コロイド状分散体の形態である。
高分子電解質は、組成物中の「活性材料」である。高分子電解質は、電気化学セルの電解質として組成物が機能するのに十分なイオンおよびイオン移動性を与える特性を有する。高分子電解質は、可動性の第2のイオンを提供し、組成物全体は、電気化学デバイス内で電解質を挟む電極間に電解質接続性が生成されるよう、イオンに移動性を与える。これは、電解質内のイオン輸送経路が、電極の電気化学的スイッチにイオン輸送をもたらすのに十分であるべきことを意味する。
本明細書に記述される電解質組成物は、固体微粒子相を含む。固体微粒子相は、途切れ、ピン・ホール、および亀裂に対して安定なカチオン性高分子電解質を提供する目的で存在する。
結合剤系(c)とは、本明細書では、結合剤分子、即ち重合反応のための重合性分子および開始剤分子を意味する。重合反応によって、結合剤分子の網状構造が形成され、硬化した被膜の物理的一体性が提供される。結合剤系の目的は、高分子電解質分子を化学的に結合すること、例えば共有結合することではなく、結合剤分子によって形成された結合剤網状構造でのその移動性を低減させることである。
可塑剤(d)は、場合により、硬化した被膜に柔軟性を与えるために、電解質組成物に添加されてもよい。可塑剤は、電解質がスクリーン・メッシュを通してより良好に流動しかつ電解質のより滑らかな表面層を得るのを助けるので、印刷品質を維持し高めるのに使用される。多湿環境では、高分子電解質は、印刷され硬化された組成物の含有物に対して可塑化作用を有する水分子を吸収する。水が存在せず、低湿度では、被膜は硬質になり、イオンを輸送するその能力を失う可能性がある。添加された可塑剤は、そのような被膜に柔軟性を与えることができる。
電解質組成物は、その加工中、例えば昇温のようなさらなる処理中に組成物をより安定で耐久可能にする、1つまたはそれ以上の加工助剤を含んでいてもよい。加工助剤は、組成物を、崩壊または亀裂を生じることなく処理に耐えるようにすることができる。典型的には、電解質組成物は、数分間にわたり最高140℃の熱処理を持ちこたえることができる。加工助剤は、加熱処理中に、表面層を無傷の状態に保つ。この助剤の例は、乾燥条件下で、したがって水が蒸発したときに、固体粒子を分散した状態に保つために場合により添加されてもよい分散助剤である。粒子は、水中に十分に分散させることができるが、被膜が高温で加工されて水が蒸発するにつれ、低揮発性の分散剤が存在しない限り、粒子は凝集体を形成することがあり、これにより被膜の崩壊をもたらす可能性がある。この目的を有する分散助剤の例は、脂肪族カルボン酸である。好ましくは酸は、高沸点と組み合わせて低融点を有する。より具体的には、加工助剤は、そのDL−形態にある、DL−乳酸とも示される2−ヒドロキシプロピオン酸であってもよい。この乳酸は、12mmHgで融点−53℃および沸点122℃を有する。分散助剤は、固体粒子が凝集してコーティングに亀裂を形成させるのを妨げることができる。
電解質組成物の、別の場合による構成成分は、表面活性剤である。表面活性剤は、0.1から2質量%(乾燥含量)の量で存在していてもよい。表面活性剤は、レシチンおよびポリソルベートから選択されてもよい。ポリソルベートの例は、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween 20)である。
コロイドの形態である電解質組成物は、分散媒体も、したがって、液体も含む。高分子電解質組成物に含まれる構成成分に応じて、液体を、水もしくは溶媒またはこれらの混合物から選択してもよい。典型的には、液体は水性液体であり、例えば水であり、または水と低級アルコール、例えばエタノールとを混合したものである。
高分子電解質ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)を15〜65質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を5〜25質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量0.1〜5質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、5〜35質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、1〜30質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)を約23質量%(乾燥含量)の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を約54質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を約6質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量約0.8質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、約11質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、約5質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)を15〜65質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を5〜25質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量0.1〜5質量%で;
加工助剤または分散助剤DL−乳酸を5〜35質量%の量で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、5〜35質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、1〜30質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)を約21質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を約55質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を約6質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量約0.8質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、約11質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、約6質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
電解質組成物の製造方法は、下記の工程:
a)高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)固体微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に、例えば機械式ホモジナイザで機械的処理を使用することによって分散させる工程と;
c)場合により開始剤分子を、典型的には光開始剤を含む溶液に結合剤分子を溶解させ
た結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系、ならびに加工助剤、可塑剤、および表面活性剤のような他の場合による構成成分も含む工程
c)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械式混合であってもよい。超音波処理による混合も適用可能であってもよい。
a)高分子電解質を含む溶液、好ましくは水溶液を用意する工程と;
b)固体微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に、例えば機械式ホモジナイザのような機械的処理を使用することによって分散させる工程と;
c)結合剤分子および光開始剤を含む、溶液に溶解させた結合剤系を用意する工程と;
d)工程a)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系および他の構成成分も含む工程b)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械式混合であってもよい。
電極は、基板上に付着させてもよく、これは本明細書では「第1の電極」と示され、電解質上に付着させてもよく、これは本明細書では「第2の電極」と示される。印刷可能な電解質組成物を有する電気化学セルを構築するのに使用することができる、印刷可能な電極材料の例は、Clevios S V3(商標)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)(Heraeusにより提供)をベースにしたスクリーン印刷可能なエレクトロクロミック材料、および炭素をベースにした印刷可能な伝導体(DuPontにより提供されるDuPont 7102)である。
結合剤溶液
溶液を、熱を加えかつ光のない状態で、全ての成分がSigma−Aldrichから購入されたIrgacure 2959 1g、Lucerin−TPO 0.8gを、ポリエチレングリコールジアクリレート700 14gに溶解することによって製造した。溶液を、周囲温度に冷却した。
ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)をベースにした印刷可能な高分子電解質
Kronos AS、ノルウェーから購入した二酸化チタン、Kronos 2300(メジアン粒度0.36μm)120gを、70mmのロータ・ステータ高剪断インライン・ミキサを備えたATP Engineering B.V.製のYellow Line Laboratoryミキサを使用して、脱イオン水28gの助けを借りて、BASF GmbH、ドイツから購入したLuviquat Excellenceの40%水溶液130g中に20分間分散させた。実施例1により製造された結合剤溶液を添加した。引き続き、Sigma−Aldrichから共に購入したポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12gおよびDL−乳酸24gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して10分間均質化した。
ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)をベースにした印刷可能な高分子電解質
二酸化チタン、Kronos 2300 120gを、実施例2で記述した混合設備を使用して、Sigma−Aldrichから購入したPDADMA−Cl(「非常に低い分子量」Mw<100000g/モルと標識した)の35%水溶液130g中に20分間分散させた。実施例1により製造された結合剤溶液を添加した。引き続き、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12gおよびDL−乳酸24gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して、15分間均質化した。
アミン相乗剤を有する印刷可能な高分子電解質組成物
二酸化チタンKronos 2300 120gを、インライン高剪断ミキサを使用して、脱イオン水28gの助けを借りて、Luviquat Excellence 130g中に20分間分散させた。実施例1で製造した結合剤溶液を添加した。引き続き、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12g、乳酸24g、およびアミン相乗剤、即ちSartomer SAから購入したSartomer CN 3755 3.5gを添加して、紫外線での開始および照射による硬化中の酸素終端を阻止した。混合物を、インライン剪断ミキサで10分間均質化した。
ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)およびレシチンをベースにした印刷可能な高分子電解質
結合剤溶液を、実施例1の手順に従って、Irgacure 2959 6.98g、Lucerin−TPO 4.95gをポリエチレングリコールジアクリレート700 79.81gに加えて製造した。この結合剤溶液に、Luviquat Excellenceの40%水溶液750.3gを添加し、その後、70mmのロータ・ステータ高剪断インライン・ミキサを備えたATP Engineering B.V.製のYellow Line Laboratoryミキサを使用して、混合した。混合物82.33gに、ポリ(エチレングリコール)400 6.35gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して10分間均質化した。
実施例2で記述した電解質組成物62.1gを、ペンタエリトリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)1.0gと混合した。
実施例2の電解質組成物を使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
Clevios GmbHから購入したPEDOT:PSS、Clevios SV−3の第1の電極パターンを、120−34メッシュ・ウェブを使用して、透明なプラスチック基板(1040)上にスクリーン印刷した。引き続き、実施例2の組成物を使用して電解質パターンを印刷し、2回硬化することにより、実施例2に記載される電解質(1030)の二重層を得た。電解質パターンを120−34メッシュ・ウェブで印刷し、UV硬化した(Aktiprint T28−1 UVドライヤ、ベルト速度は最大速度の30%に設定)。第2の電極パターン(1020)を、DuPontから購入した7102、炭素をベースにした伝導性インクを使用して印刷し、140℃で3分間、熱硬化した。実施例7で記述される、印刷したエレクトロクロミック試験構造の図面を、図8に示す。まず、エレクトロクロミック電極パターン1010を透明プラスチック基板上に印刷した。次いで電解質層を、基板1040の一部分およびエレクトロクロミック・パターン1010の一部分の上に印刷した(十分な量の白色顔料が組成物に提供されることを前提として、得られるデバイスでは透明白色ではない。)。最後に、第2の電極パターン1020を電解質の上部に印刷した。
実施例3の電解質インクを使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
実施例3の電解質組成物を使用すること以外、実施例7の手順に従った。
実施例4の電解質インクを使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
実施例4の電解質組成物を使用すること以外、実施例7の手順に従った。
実施例7の印刷されたエレクトロクロミック・ディスプレイ画素の試験
試験画素を、実施例7で印刷された試験構造から切り取った。電極を電源に接続して、エレクトロクロミックPEDOT:PSS電極が陰極に接続されかつ炭素電極が陽極に接続されるようにした。電圧を印加した後、電流を、経過時間に対してプロットした。エレクトロクロミックPEDOT:PSS画素は、切換え中に還元することにより濃青色に変わった。ここで使用した電圧は3Vであった。図9aには、図8aに示す試験構造から切り取られる試験画素が示され、図9cには、切換え前(白色)が示される。図9dでは、実施例10で記述されるように、画素を切り換えた後の画素(陰が付けられている)を見ることができる。図10では、実施例10により電極上に3Vを印加した後の、試験画素内を流れる電流を時間に対してプロットした場合の曲線が得られる。視覚上、画素は、約1秒後に切り換わるように見える。
実施例8の印刷されたエレクトロクロミック・ディスプレイ画素の試験
電気化学セル(1001)としての試験画素を、実施例8で印刷された試験構造から切
り取り、実施例10に記述されるように試験した。図11では、実施例11により電極上に3Vを印加した後の、試験画素内を流れる電流を時間に対してプロットした場合の曲線が得られる。視覚上、画素は、約1秒後に切り換わるように見える。
実施形態1
a)第四級化窒素含有化合物である1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質と;
b)好ましくは1から10000nmの間の直径を有する固体粒子を含む微粒子相と;
c)結合剤分子を含む結合剤系と;
d)場合により、可塑剤と;
e)場合により、加工助剤と;
f)場合により、表面活性剤と
を含む、コロイド状分散体の形態である電解質組成物。
高分子電解質が結合剤系の一部を形成しない、実施形態1による電解質組成物。
a)第四級化窒素含有化合物;
好ましくは、第四級化ポリアミンから選択される化合物;より好ましくは、イオネンのような、ポリマー主鎖中に第四級化アミノ基を含むポリアミン、もしくはペンダント第四級化アミノ基を有するポリマーアミンから選択される化合物;または、第四級化ビニルイミダゾリウム反復単位を有するコポリマーであって、好ましくは第四級化ビニルイミダゾリウム反復単位を40〜99モル%含むコポリマー;または第四級化キトサン
である、1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質であって;
より好ましくは、カチオン性ポリマーは、ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)]もしくはポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはこれらのコポリマーから選択され;最も好ましくは、カチオン性ポリマーは、分子量(Mw)が100000よりも低く、好ましくは10000から100000の間であり;より好ましくは20000から75000の間である、ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはそのコポリマーから選択される、該高分子 電解質と;
b)固体粒子を含み;好ましくは直径が10nmから10μmの間であり;好ましくは酸化チタン、酸化亜鉛、可塑性材料、またはこれらの混合物から選択される、微粒子相と;
c)重合によって架橋網状構造を形成する結合剤分子を開始剤分子と共に含み、該結合剤分子は、照射により開始されるラジカル重合に適切である、結合剤系と;
d)場合により、好ましくはポリアルキレングリコールから選択され;好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、もしくはこれらの混合物から選択され;より好ましくはポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)であり;または超分岐ポリオールもしくはポリグリセロール(プロパン−1,2,3−トリオール)から選択される、可塑剤と;
e)場合により、好ましくは脂肪族カルボン酸から選択され;最も好ましくは2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)である、加工助剤と;
f)場合により、好ましくはレシチンおよび(1つまたはそれ以上の)ポリソルベートから選択される、表面活性剤と
を含む、実施形態1または2のコロイド状分散体の形をとる電解質組成物。
固体微粒子相の量が、電解質組成物の15から65体積%(乾燥含量)である、実施形態1〜3のいずれかの電解質組成物。
高分子電解質を10から65質量%の量で;好ましくは10から25質量%、好ましくは20質量%の量で;
固体微粒子相を15〜65質量%の量で;好ましくは40から60質量%、より好ましくは50から55質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5〜25質量%の量で;好ましくは5から10質量%の量で、1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から5質量%;好ましくは0.1から2質量%の量で;
加工助剤を5〜35質量%の量で;好ましくは6から14質量%の量で;
可塑剤を1から30質量%の量で;好ましくは1から10質量%の量で、より好ましくは3から8質量%の量で;かつ
表面活性剤を0.1から2質量%の量で
含む(乾燥含量として)、実施形態1〜4のいずれかの電解質組成物。
高分子電解質が、第四級化ポリアミン;好ましくはポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)またはそのコポリマー;より好ましくはポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)またはそのコポリマーを含み、その分子量(Mw)が100000未満である、実施形態1〜5のいずれかの電解質組成物。
高分子電解質が、第四級化ビニルイミダゾリウム反復単位を有するコポリマーであり、好ましくはそのコポリマーは、第四級化ビニルイミダゾリウム反復単位を40〜99モル%含み;好ましくは高分子電解質が、ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロライド)−co−(1−ビニルピロリドン)]である、実施形態1〜5のいずれかの電解質組成物。
結合剤系が、重合によって架橋網状構造を形成する重合性物質から選択される;好ましくはアルキレングリコールのホモポリマーもしくはコポリマーのモノもしくはジ(メタ)アクリル酸エステル、またはこれらの混合物から選択される;好ましくはポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)モノアクリレート、またはこれらの混合物のホモもしくはコポリマーである;より好ましくは、ポリエチレングリコールおよび多官能性メルカプタンの単もしくは二官能性アリルエーテルもしくはメタクリル酸エステルから選択される;好ましくは、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)モノアクリレート、またはこれらの混合物のホモもしくはコポリマーである、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、実施形態1〜7のいずれかの電解質組成物。
微粒子相が顔料粒子を含み、好ましくは顔料が、二酸化チタン(TiO2)顔料粒子または酸化亜鉛(ZnO)顔料粒子である、実施形態1または8の電解質組成物。
加工助剤が添加され、好ましくは加工助剤が乳酸であり、より好ましくはDL−乳酸である、実施形態1〜9のいずれかの電解質組成物。
表面活性剤を含み、好ましくは表面活性剤がレシチンまたはポリソルベートである、実施形態1〜10のいずれかの電解質組成物。
スクリーン印刷、フラットベッド印刷、または輪転印刷のための、実施形態1〜11のいずれかの電解質組成物。
下記の工程:
a)高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)固体微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に分散させる工程と;
c)結合剤分子および開始剤分子を含む、溶液に溶解させた結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系を含む工程c)の溶液と混合する工程と
を含む、実施形態1〜12のいずれかの電解質組成物の製造方法。
62 電子伝導体
64 アドレッシング回路
66 電源
68 ホルダ
105 透明基板
110 エレクトロクロミック層
120 記号画成層
121〜129 開口部
130 電解質層
140 対電極層
150 画素電極層
160 保護層
710 エレクトロクロミック層
720 記号画成層
730 電解質層
740 対電極層
750 画素電極層
1010 第1の電極
1020 第2の電極
1030 電解質
1040 基板
Claims (21)
- 少なくとも1個の画素セル(2、3)を含み、各画素セル(2、3)が、オン状態とオフ状態との間で繰り返し切換え可能な記号を表示するために配置されている、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分であって、
各画素セル(2、3)が:
− 2つの異なる視覚的に検出可能な着色状態の間で電気化学的に切換え可能なエレクトロクロミックおよび電気化学的にアクティブな有機ポリマー材料を含む、電気伝導性エレクトロクロミック層(110);
− 電子伝導性材料を含む対電極層(140)であり、視野方向での前記対電極層(140)が前記エレクトロクロミック層(110)の背後に配置されている、該対電極層(140);
− 前記エレクトロクロミック層(110)と前記対電極層(140)との間に凝固し空間的に配置されかつこれらの層にイオン接触している電解質層(130)
を含み、
− 各画素セル(2、3)がさらに、電子的にかつイオン的に絶縁されており前記エレクトロクロミック層(110)に直接イオン接触して配置された、記号画成層(120)を含み、該記号画成層(120)が、前記電解質層(130)を取り囲みかつ前記記号の形状を画成する1つまたはそれ以上の開口部(121〜129)を含み;
− 前記記号画成層(120)と前記対電極層(140)との間の前記電解質層(130)が、該記号画成層(120)の前記1つまたはそれ以上の開口部(121〜129)の側面を覆いかつ該側面に延び;かつ
− 前記電解質が:
a)1種またそれ以上のカチオン性ポリマーから選択された、カチオンの20重量%未満が1000g/molより低い分子量を有する分子量分布を有するカチオンを含む高分子電解質
を含む組成物を含む、
上記ディスプレイ・デバイスの構成部分。 - 各対電極層(140)は、各対電極層(140)に印加される電位の個々の制御が可能になるように、個別の電気伝導体によって外部電源に接続可能である、請求項1に記載の
直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。 - 前記少なくとも1個の画素セル(2、3)は、前記1つまたはそれ以上の開口部(121〜129)の正面、および視野方向に見られる前記エレクトロクロミック層(110)の正面に配置された、いかなる電極も含まない、請求項1または2に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- 前記少なくとも1個の画素セル(2、3)は、視野方向に見られる対電極層(140)の背後に配置されたいかなる電極も含まない、請求項1または3に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- ディスプレイ・デバイスは、少なくとも2個の画素セル(2、3)を含み、前記電解質層(130)は、隣接する画素セル(2、3)の間でイオン的に分離され、
前記対電極層(140)は、隣接する画素セル(2、3)の間で電子的に分離されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。 - 前記エレクトロクロミック層(110)は、隣接する画素セル(2、3)の間を連続的に延びる、請求項4に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- 前記記号画成層(120)は、連続的でありかつ前記記号を形成する開口部(121〜129)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- 前記対電極層(140)は、電気伝導性炭素を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- 電解質層(130)の色および記号画成層(120)の色は、オフ状態にあるディスプレイの視覚的外観が、電解質層(130)の色および記号画成層(120)の色が実質的に異なっていた場合に比べて表示される記号がそれほど識別できないようなものとなるように、実質的に同じである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- 前記ディスプレイ・デバイスは、異なる形状を有する少なくとも2つの記号を表示するように配置された固定画像ディスプレイ・デバイスである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分。
- − 請求項1に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分と;
− 電源を受けるように配置されたコネクタと
を含む、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスであって;
直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分の対電極層(140)が、個別の電気伝導体によって、前記電源を受けるように配置された該コネクタに電気接続されて、対電極層(140)に印加される電位を個々に制御できるようになされている、上記ディスプレイ・デバイス。 - − 請求項1に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分と;
− アドレッシング回路と;
− 電源を受けるように配置されて、前記アドレッシング回路に電気接続されたコネクタと
を含む、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスであって;
直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分の対電極層(140)が、個別の電気伝導体によってアドレッシング回路に電気接続されて、対電極層(140)に印加される電位を個々に制御できるようになされている、上記ディスプレイ・デバイス。 - オフ状態とオン状態との間で繰り返し切換え可能な少なくとも1つの記号を選択的に表示するように配置された、直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分を生産する方法であって:
− 透明なプラスチック基板により保持されたエレクトロクロミック層(110)を設ける工程であり、前記エレクトロクロミック層(110)が、視覚的に検出可能な異なる着色状態の間で電気化学的に切換え可能であるエレクトロクロミックおよび電気化学的にアクティブな有機ポリマー材料を含んでいる工程;
− 前記エレクトロクロミック層(110)のアクティブ部分を選択する工程;
− 電解質溶液を用意する工程;
− 電解質層(130)を、電解質組成物を使用して前記エレクトロクロミック層(110)の前記アクティブ部分の上に直接印刷する工程であり、電解質層(130)の各部分が、エレクトロクロミック層(110)の1つのアクティブ部分にイオン接触した状態で配置されかつエレクトロクロミック層(110)の任意のその他のアクティブ部分にイオン接触している電解質の一部分から空間的に分離されて配置されている工程;
− 対電極層(140)を、エレクトロクロミック層(110)の各アクティブ部分で前記電解質層(130)の上部にかつ直接イオン接触させた状態で印刷する工程
を含み;
電解質組成物を用意する前記工程が、
a)1種またはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択された、カチオンの20重量%未満が1000g/molより低い分子量を有する分子量分布を有するカチオンを含む該高分子電解質;
b)電解質組成物のコロイド状分散体を形成する粒状相;
c)架橋網状構造を形成する結合剤系
を含む電解質組成物を用意する工程を含み;
前記エレクトロクロミック層(110)のアクティブ部分を選択する工程が、さらに、記号画成層(120)を前記エレクトロクロミック層(110)上に直接印刷する工程を含み、記号画成層(120)は、前記エレクトロクロミック層(110)の前記アクティブ部分を取り囲みかつ前記少なくとも2つの記号のそれぞれの形状を画成するものである、上記方法。 - 記号画成層(120)を印刷する前記工程は、前記少なくとも2つの記号を形成する開口部(121〜129)を含む連続記号画成層(120)を設ける工程をさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 電解質層(130)を印刷する工程は、電解質層(130)が記号画成層(120)の1つまたはそれ以上の開口部(121〜129)の側面を覆いかつ該側面に延びるように、前記記号画成層(120)と前記対電極層(140)との間に電解質層(130)を印刷する工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 請求項1〜10のいずれかにより配置された直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分に電気化学反応を限定するための、電解質および記号画成層(120)の使用であって、電解質が、カチオンの20重量%未満が1000g/molよりも低い分子量を有している分子量分布を有するカチオンを含んだポリカチオン電解質である、上記使用。
- 請求項1〜10のいずれかにより配置された直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分に電気化学反応を限定するための、電解質および記号画成層(120)の使用であって、電解質が、カチオンの15重量%未満が1000g/molよりも低い分子量を有している分子量分布を有するカチオンを含んだポリカチオン電解質である、上記使用。
- 請求項1〜10のいずれかにより配置された直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分に電気化学反応を限定するための、電解質および記号画成層(120)の使用であって、電解質が、カチオンの10重量%未満が1000g/molよりも低い分子量を有している分子量分布を有するカチオンを含んだポリカチオン電解質である、上記使用。
- 請求項1〜10のいずれかにより配置された直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分に電気化学反応を限定するための、電解質および記号画成層(120)の使用であって、電解質が、カチオンの5重量%未満が1000g/molよりも低い分子量を有している分子量分布を有するカチオンを含んだポリカチオン電解質である、上記使用。
- 請求項1〜10のいずれかにより配置された直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの構成部分に電気化学反応を限定するための、電解質および記号画成層(120)の使用であって、電解質が、カチオンの3重量%未満が1000g/molよりも低い分子量を有している分子量分布を有するカチオンを含んだポリカチオン電解質である、上記使用。
- 前記エレクトロクロミック層(110)と前記対電極層(140)との間に、前記エレクトロクロミック層(110)の還元によって着色を引き起こす電位差を提供する工程を含む、電源を受けるように配置された前記コネクタに電気接続された電源をさらに含んでいる請求項11または12に記載の直接アドレス指定可能なディスプレイ・デバイスの動作。
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