JPS5935006B2 - display element - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレクトロクロミイ現象を示す表示素子の所謂
゛みえ’’の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in the so-called "view" of a display element exhibiting an electrochromy phenomenon.

本発明に於て、エレクトロクロミイ現象とは、通電によ
つて発色し、前記通電とは逆極性の通電又は加熱又はそ
の両者の組合せによつて可逆的に発消色せしめられ、電
気的極性に依存する現象を総称する。しかしながら実際
の表示素子などに関しては見掛け上極性に依存せずに発
色せしめる事も可能である。エレクトロクロミイ現象を
生ぜしめる機構は必ずしも単一ではないが、多くの場合
、電解質と発色物質とのいわゆる酸化還元反応と見られ
ている。In the present invention, the electrochromy phenomenon is a phenomenon in which a color develops when electricity is applied, and the color develops and disappears reversibly by electricity or heating with a polarity opposite to that of the electricity application, or a combination of both. A general term for phenomena that depend on . However, in actual display elements and the like, it is possible to generate color without depending on the apparent polarity. The mechanism that causes the electrochromy phenomenon is not necessarily single, but in many cases it is considered to be a so-called redox reaction between an electrolyte and a coloring substance.

この場合電解質と発色物質とは必ずしも材料的には区別
されない。同一物質が発色物質であり、同時に電解質と
なり得る場合がある。又別の観点からはフオトクロミイ
の場合と同じく注入電子の色中心への注入による光吸収
特性の変化とする見方も行われており、実際にはこれら
が組合された結果としてエレクトロクロミイ現象が生じ
ているものと理解される。エレクトロクロミイ現象は材
料が本来有する色を電気的に変化せしめるものであるか
ら、その色の組合せは多様である。In this case, the electrolyte and the coloring substance are not necessarily distinguished from each other in terms of materials. The same substance can be a color-forming substance and an electrolyte at the same time. Another view is that, as in the case of photochromy, the change in light absorption characteristics is due to the injection of injected electrons into the color center, and in reality, the electrochromy phenomenon occurs as a result of a combination of these factors. It is understood that Since the electrochromy phenomenon electrically changes the original color of a material, the combinations of colors are diverse.

又表示素子が光を透過し得るか、反射又は散乱するかは
材料自体の性質によつて決まるのではなく、むしろ層の
形成方法によつて決まるので、表示素子として用いる場
合には透過型又は反射型のどちらの型も形成し得る性質
を有している。これらの構成及び前記の多様性、更には
発色が生じてから消去せしめられるまで発色が持続する
という記憶性、また印加電圧値に対応して発色が変移す
る材料も存在することなどによつて多様な応用が考えら
れる為、近年研究が盛んに行われるようになつて来た。Furthermore, whether a display element can transmit, reflect, or scatter light is not determined by the properties of the material itself, but rather by the method of forming the layers. It has the property of being able to form either reflective type. These configurations and the aforementioned diversity, as well as the ability to remember that color development lasts until it is erased from the time it occurs, and the fact that there are also materials whose color development changes in response to the applied voltage value, are diverse. Due to its potential applications, research has been actively conducted in recent years.

代表的な応用例としては、数字表示、文字・記号表示素
子などとして電子式卓上計算機・時計などに用いられる
もの、更に一般的な画像を表示する表示素子として、例
えば掲示板、天気図表示板、道路標識表示板、Ｘ線映像
表示板などに用いられるもの、又光シャツタ一、或いは
フアクシミリ信号記録用として消去して再使用可能なソ
フトフアクシミリ表示体、黒板と同じように書き込み消
去できるライテイングボードなどがある。Typical applications include numeric display elements, character/symbol display elements, etc. used in electronic desktop calculators and clocks, and display elements for displaying general images, such as bulletin boards, weather map display boards, etc. Items used for road sign display boards, X-ray video display boards, etc., optical shirts, soft facsimile displays that can be erased and reused for recording facsimile signals, and writing boards that can be written and erased in the same way as blackboards. and so on.

エレクトロクロミイ現象を示す材料は有機・無機物質に
またがり広範囲に存在している。Materials exhibiting electrochromy phenomena exist in a wide range of organic and inorganic substances.

これらはすべて本発明に用いることが可能である。多く
の場合エレクトロクロミイ現象表示層は発色物質と電解
質の組合せから成るが、単独材料も知られている。これ
ら公知の材料は、例えばＢＰｌｌ８６５４ｌなどに示さ
れている。All of these can be used in the present invention. Electrochromic display layers often consist of a combination of a color-forming substance and an electrolyte, but single materials are also known. These known materials are shown, for example, in BPll8654l.

又、エレクトロクロミイ現象を表示するセル構成の代表
的なものの１つは上記ＢＰｌｌ８６５４ｌに於て示され
ているが、そのセル構成に於ては表示部と非表示部の充
分な光学的識別に関して不完全さを伴うことがあつた。In addition, one of the typical cell configurations that display the electrochromy phenomenon is shown in the above BPll8654l, but in that cell configuration, sufficient optical discrimination between display and non-display areas is required. Sometimes there were imperfections.

即ちこれ等物質の範囲に於いてはその背景の色を自由に
選択できなかつたり、又背景が非表示部に於いて透明で
あることに不都合を生じたり、更には背景の色が表示部
の色と明確なコントラストをもたらさない色である等の
支障をきたしていた。本発明はこのような欠点を除去し
、しかも充分本来の機能を損うことなく、安定なしかも
見易い表示素子を提供するものである。In other words, it is not possible to freely select the color of the background within the range of these substances, and it is inconvenient that the background is transparent in the non-display area, and furthermore, the color of the background may be different from that of the display area. This has caused problems such as colors that do not provide a clear contrast with other colors. The present invention eliminates these drawbacks and provides a display element that is stable and easy to see without sufficiently impairing its original function.

即ち、本発明は電極を設けた第１の基板と第２の基板の
間に電気発色材質層と電解質層を有し該電解質層を第１
の基板の側に配置した表示素子において、前記第１の基
板と電解質層の間に第１の光反射性層を有しているとと
もに、前記第２の基板と電気発色材質層の間に非表示部
を形成する第２の光反射性層を有する表示素子を提供す
るものである。That is, the present invention has an electrochromic material layer and an electrolyte layer between a first substrate provided with an electrode and a second substrate, and the electrolyte layer is connected to the first substrate.
In the display element disposed on the side of the substrate, a first light reflective layer is provided between the first substrate and the electrolyte layer, and a non-reflective layer is provided between the second substrate and the electrochromic material layer. A display element having a second light-reflective layer forming a display portion is provided.

以下図面に従つて従来例との比較に於て本発明を更に説
明する。The present invention will be further explained below in comparison with a conventional example with reference to the drawings.

従来、対向する電極間エレクトロクロミイ現象を示す層
を介在してなる電気発色表示素子の構成は第１図に示す
通りである。Conventionally, the structure of an electrochromic display element in which a layer exhibiting an electrochromic phenomenon is interposed between opposing electrodes is shown in FIG.

即ち、透明なガラス板１上に、数字・文字・図形を表示
するパターン状透明電極２を設け、対向する他の透明な
ガラス板３上に電極４を設け、上記両ガラス板間に絶縁
性のスペーサ５を介して、該電極間に、電気発色材質層
６、電解質層７を設けたものである。この表示の操作は
、スイツチ１１にて両電極間に、電源１０の電圧を印加
して、電気発色材質層を発色せしめ、発色部と非発色部
の差を観測者１２が識別するものである。またこれ等の
背後に所定の光源を設け、スクリーン上に該表示パター
ンを投影したり、又は直接透過発色像を観測することに
よつて識別することもできる。That is, a patterned transparent electrode 2 for displaying numbers, letters, and figures is provided on a transparent glass plate 1, an electrode 4 is provided on another transparent glass plate 3 facing the plate, and an insulating layer is formed between the two glass plates. An electrochromic material layer 6 and an electrolyte layer 7 are provided between the electrodes with a spacer 5 interposed therebetween. This display operation involves applying a voltage from a power source 10 between both electrodes using a switch 11 to cause the electrochromic material layer to develop color, and an observer 12 to discern the difference between a colored area and a non-colored area. . Further, identification can also be made by providing a predetermined light source behind these and projecting the display pattern onto a screen, or by directly observing a transmitted color image.

これ等に使用される物質は、透明電極としては、酸化イ
ンジウム（［Ｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、他方
の電極４として、透過型では透明電極、反射型としては
金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が用
いられる。The materials used for these are indium oxide ([N2O3) and tin oxide (SnO2) for the transparent electrode, transparent electrode for the transmission type, and gold (Au) and silver (for the reflective type) for the other electrode 4. Ag), aluminum (Al), etc. are used.

電気発色材質としては遷移金属化合物等が使用される。
なお透明な被膜を形成するものとしては、例えば酸化チ
タン（ＴｌＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化
マグネシウム（Ｍｇ（ト）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ
３）等がある。A transition metal compound or the like is used as the electrochromic material.
Examples of materials that can form a transparent film include titanium oxide (TlO2), tungsten oxide (WO3), magnesium oxide (Mg), and antimony oxide (Sb2O).
3) etc.

電解質としては、例えば硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、塩酸（Ｈ
ＣＩ）及びこれらの酸を含むアルコール溶液、又これ等
強酸と金属より作られる塩、もしくは固体電解質として
酸化鉛（Ｐｂ（ト）、フツ化カルシウム（ＣａＦ２）、
酸化珪素（ＳｉＯ）等がある。Examples of electrolytes include sulfuric acid (H2SO4) and hydrochloric acid (H2SO4).
CI) and alcohol solutions containing these acids, salts made from these strong acids and metals, or solid electrolytes such as lead oxide (Pb), calcium fluoride (CaF2),
Examples include silicon oxide (SiO).

第２図に表示素子の参考例が示されている。FIG. 2 shows a reference example of a display element.

即ち、第２図図示例は前記第１図図示例の電解質層７中
、新らたに光反射性層８が付加されたものである。８は
電解質と直接反応せず、それ自体変質しない材質であり
、電解質の機能を完全に阻止しないものが良く濾紙の如
く多孔性であることが望まれる。That is, the example shown in FIG. 2 has a new light reflective layer 8 added to the electrolyte layer 7 of the example shown in FIG. The material 8 is a material that does not directly react with the electrolyte and does not change its quality, and is preferably a material that does not completely inhibit the function of the electrolyte, and is preferably porous like filter paper.

又、これは表示素子の背景地色を左右するので、好まし
くは白色度の高いものを使用するのがよい。具体例を挙
げればテフロン製の濾紙、不繊布、ガラス繊維等、上述
の如く、電解質の機能を阻止せず、又、それ自体、電解
質によつて変質されないものが用いられる。従来例に於
ては透明地を背景として、６層に生じた発色を観察する
のであるが、本例に於いては、光反射性層（多くの場合
白色）を背景にして、観察者１２は６層に生じた発色を
、あたかも印刷されたものの如く極めて鮮明（高コント
ラスト）に観察することができるのである。Moreover, since this affects the background color of the display element, it is preferable to use one with high whiteness. Specific examples include Teflon filter paper, nonwoven fabric, glass fiber, etc., as mentioned above, which do not inhibit the function of the electrolyte and which are not themselves altered by the electrolyte. In the conventional example, the coloring generated in the six layers is observed against a transparent background, but in this example, the observer 12 uses a light-reflective layer (white in most cases) as a background. The color development in the six layers can be observed extremely clearly (high contrast) as if it were printed.

なお、本発明表示素子に於て、光反射性層は白色のもの
に限定することなく、着色したものを用いてもよい。In addition, in the display element of the present invention, the light reflective layer is not limited to a white one, and a colored one may be used.

第３図は、本発明表示素子の態様が示されている。FIG. 3 shows an embodiment of the display element of the present invention.

第３図図示例に於ては先の第２図図示例に示した８層に
加えて、更に電極と電気発色材質層との間の非表示部に
別の光反射性層９を介在させ背景と表示（発色）部との
コントラストをより強調するようになしたものである。In the example shown in FIG. 3, in addition to the eight layers shown in the example shown in FIG. The contrast between the background and the display (colored) area is further emphasized.

なお、具体例を挙げれば、電気発色材質としてＷＯ３を
用いた場合、その発色は濃紺となり、前記８及び９層を
白色としておけば、消色時は全面、白色の背景となり、
発色時に於て、白色の背景に鮮明な紺のパターンが観察
される。又、この場合別の効果として、９層を白色とし
、８層に例えば赤色等着色したものを用いれば、表示素
子の非作動時、（消色時）に於ても、白地に着色（〜赤
色）パターンが観察され、更に表示素子の作動時に於て
、赤色から紺色への変色が観察できることとなり表示の
態様が増大する。本発明表示素子の更に別の参考態様が
第４図に示される。To give a specific example, when WO3 is used as the electrochromic material, the color is dark blue, and if the 8th and 9th layers are white, the entire surface becomes a white background when decoloring.
When the color develops, a clear navy blue pattern is observed on a white background. In this case, another effect is that if the 9th layer is white and the 8th layer is colored, for example, red, the white background will be colored (~ A red) pattern can be observed, and furthermore, when the display element is activated, a color change from red to dark blue can be observed, increasing the appearance of the display. Yet another reference embodiment of the display element of the present invention is shown in FIG.

第４図図示例は両面表示の一例であり、６層の消色時に
於て、観察眼１２及び１３は各々光反射性層８，９を観
察し、発色時に於て、９層を背景として、６層の発色を
観察する。The illustrated example in FIG. 4 is an example of double-sided display. When the 6th layer is decolored, the viewing eyes 12 and 13 observe the light reflective layers 8 and 9, respectively, and when the 6th layer is colored, the 9th layer is used as the background. , observe the color development of the 6 layers.

本例に於ては、同一電源により、同時に両面の表示が行
なえる。これに対し、第４図図示例の電極４／を除き、
電極２，２′間に切換スイツチを介して電源をつなぐと
交互の両面表示が可能となる。即ち、１−２側が発色パ
ターンを観察している時は、１３側が消色を、１２側が
消色を観察している時は、１３側が発色パターンを観察
するが如きである。本発明に於て、表示素子中に前述の
光反射性層を介在せしめることにより、非表示部と表示
部との明確なコントラストが得られ、しかも背景の色が
用いる他の材質の色に左右されず、自由に選択できると
言う利点がある。In this example, display on both sides can be performed simultaneously using the same power source. On the other hand, except for the electrode 4/ in the example shown in FIG.
By connecting a power source between the electrodes 2 and 2' via a changeover switch, alternate double-sided display becomes possible. That is, when the 1-2 side observes the colored pattern, the 13th side observes the decoloring, and when the 12th side observes the decolored, the 13th side observes the colored pattern. In the present invention, by interposing the above-mentioned light reflective layer in the display element, a clear contrast between the non-display area and the display area can be obtained, and the color of the background is independent of the color of other materials used. It has the advantage of being free to choose.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来のエレクトロクロミイ現象を利用した表
示素子の構成の一例を示す説明図、第２図及び第４図は
、表示素子構成の参考例を示す説明図、第３図は本発明
表示素子の態様を示す説明図である。 １，３・・・・・・基板、２，２ζ・・・・・（透明電
極）、４，４ζ・・・・・電極、５・・・・・・スペー
サー、６・・・・・・電気発色材質層、７・・・・・・
電解質層、８，９・・・・・・光反射性層、１０・・・
・・・電源、１１・・・・・・切換スイツチ、１２，１
３・・・・・・観察眼。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a display element using the conventional electrochromy phenomenon, FIGS. 2 and 4 are explanatory diagrams showing reference examples of the display element configuration, and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an aspect of an invention display element. 1,3...Substrate, 2,2ζ...(transparent electrode), 4,4ζ...electrode, 5...spacer, 6... Electrochromic material layer, 7...
Electrolyte layer, 8, 9... Light reflective layer, 10...
...Power supply, 11...Selector switch, 12,1
3...Observing eyes.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 電極を設けた第１の基板と第２の基板の間に電気発
色材質層と電解質層を有し、該電解質層を第１の基板の
側に配置した表示素子において、前記第１の基板と電解
質層の間に第１の光反射性層を有しているとともに、前
記第２の基板と電気発色材質層の間に非表示部を形成す
る第２の光反射性層を有することを特徴とする表示素子
。1. In a display element having an electrochromic material layer and an electrolyte layer between a first substrate provided with an electrode and a second substrate, the electrolyte layer being disposed on the first substrate side, the first substrate and an electrolyte layer, and a second light-reflective layer forming a non-display area between the second substrate and the electrochromic material layer. Characteristic display elements.