JPS61208035A - 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］ 本発明は表示セグメントの多いエレクトロクロミンク表
示素子（Ｅ　ＣＤ）に関するものであり、特にドツト状
に多数の表示セグメントを有するＥＣＤに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来からＥＣＤは、メモリー性、表示のコントラストが
良い等の利点があり、各種表示素子として利用されるこ
とが望まれているが、駆動時に一時的に液晶表示素子（
ＬＣＤ）に比して大きな電流が流札Ｊｊため各セグメン
トに接続されるリード部の抵抗を低くする必要があるこ
と、ＬＣＤと異なりダイナミック駆動ができなく全セグ
メントに各々１本のリード部を形成しなくてはならない
ことから、セグメント数を増加させるとパターン設計が
困難となり、リード部が細くなり、又ひき廻し距離も増
加することから抵抗が増大し、ひいてはＥＣＤの応答速
度が著しく低下する傾向があった。

［発明の解決しようとする問題点］ これに対し、ＥＣＤ、ＬＣＤ等においても、リード部を
積層配線したり、セグメントを基板に設けたスルーホー
ルを通して当該基板の裏側に引き出すことも知られてい
たが、積層配線は生産性が悪く、特にドツトマトリクス
のようにセグメントの数が極めて多数になる場合には困
難であり、スルーホールを設ける場合も基板の片面の電
極をその基板を貫通してその基板の裏面に取り出すため
、ＥＣＤのように表示極が表側に形成された場合には表
側からリードをとり出すこととなるため、実亜黍使用で
きないものであった。

すでに本発明者は、この問題を解決するために、スルー
ホールを形成した対向基板を用い、表示極基板の透明電
極に該スルーホールを通して直接導体材料を接触せしめ
、表示極基板の透明電極と対向基板の裏面の電極とを導
体接続したＥＣＤを提案している。

このＥＣＤでは、表示極基板の透明電極を反対側の対向
基板の裏側へリード取り出しできるため、セグメントの
数が極めて多数となっても容易にリード取り出しでき、
リードの引き廻しによる有効表示面積の減少という欠点
を生じなく、かつ抵抗が増大することもないため応答速
度が低下しないという利点があるが、その構成によって
は、生産性が悪いものもあった。

即ち、表示セグメント数の多くスルーホール毎にディス
ペンサーで導体材料を注入する作業を行なうと１例えば
５×７ドツトの場合には、３５筒所の処理が必要となり
、１５Ｘ　１Ｂドツトの場合には、２４０箇所の処理が
必要とＬｂ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる欠点を防止すべくなされたものであり
、透明基板上にエレクトロクロミック物質による表示用
の表示電極を設けた表示極基板と、対向基板とを有し、
その内部に表示電極と対向電極とを離間しかつ電解質を
介して配置せしめてなるＥＣＤにおいて、内壁に導体を
設けたスルーホールを形成した対向基板を用い、表示極
基板の透明電極に該スルーホールの内壁の導体を介して
表示極基板の透明電極と対向基板の裏面の電極とを導電
接続したことを特徴とするＥＣＤである。

本発明のＥＣＤは、スルーホールを設けた効果である容
易にリード取り出しでき、リードの引き廻しによる有効
表示面積の減少という欠点を生じなく、かつ抵抗が増大
することもないため応答速度が低下しないという利点を
有している上に、スルーホールの内壁に導体を予め形成
しておいて用いることができるため、多数のすＪ、取り
出しの場合においても高い信頼性を有するリード取り出
しが容易にでき、かつその作業性も極めてよいものであ
る。

なお、スルーホールの内壁に導体を予め形成するのには
、ディスペンサーのように１個づつ作業する必要がなく
、例えば印刷法を用いれば極めて作業性よく形成するこ
とができる。

次に図面を参照しつつさらに説明する。

第１図は本発明の代表的例の組み立て前の表示極基板と
対向基板の断面図である。

透明基板上には表示電極を構成する透明電極（２）　、
−ｏ３のようなエレクトロクロミック（Ｅ　Ｃ）物質層
（３）が順次所望のパターンで形成され表示極基板（１
）を構成している。

この透明基板は、ガラス、プラスチックのような透明な
材料の基板であればよく、必要に応じて紫外線吸収剤、
着色剤を含んでいたり、紫外線吸収層、着色層、無反射
コート層、不要表示部のマスク層、文字若しくは図形の
印刷層、アルカリ溶出防止のため若しくは透明電極見え
の防止等７めの無機物若しくは有機物の層等を形成して
もよい。

透明電極は、　Ｉｎ２Ｏ：＋　、　５ｎ０２等の透明電
極であしｆｆよく、通常は無色透明のものが使用される
が、場合によっては有色透明のものも使用可能である。

エレクトロクロミック物質は、酸化タングステン、酸化
モリブデン、酸化イリジウム等の遷移金属化合物、ビオ
ロゲン化合物、希土類金属−ジフタロシアニン系化合物
錯体等の電圧印加により可逆的に可視光域で着消色又は
変色する物質であれば使用でき、透明電極上に層状に形
成したり、電解質中に分散したりして用いられるが、本
発明では遷移金属化合物を透明電極上に層状に形成した
ものが好ましい。

この層状に形成されるＥＣ物質は透明電極上で所望のパ
ターンに形成され、セグメントを構成する。このパター
ンとしては８宇型をはじめ、ドツトマトリクスのように
円若しくは四角形等の小さなドツトパターン、図形パタ
ーン、バーグラフパターｚ］でもよい。又、電解質に分
散された場合には透明電極のパターンにより表示が定め
られ、不要部分は絶縁材料でオーバーコートしてもよい
。

本発明では、透明電極のパターンは表示のパターンより
も少なくとも一部で大きく形成されており、この透明電
極と対向基板のスルーホールが接続されることとなり、
これにより透明電極と対向基板の裏面の電極がスルーホ
ールの内壁の導体を通して接続される。

なお、この表示極基板のＥＣ物質層（３）の上には、さ
らに背景材（４）が形成されており、後述する対向電極
が表側から見えないようにされている。

この背景材は、Ａｌ２Ｏ３、フッ素樹脂等の多孔質体で
、ＥＣ物質を着消色させるイオンを透過するものであれ
ばよく、板状に形成されものであってもよく、また、Ｅ
Ｃ物質層上に印刷により層状に形成されてもよく、背景
材の後の部分を覆い隠すことができればよい。

対向基板（５）はＭｎＯ２拳カー械ン、　　ＷＯＸ−カ
ーボン等の対向電極を有し、表示極基板（１）と組み合
された場合、電解質を間に配置でき、かつ対向基板に設
けられたスルーホール（６）を通して表示極基板の透明
電極に接続しうるような内壁に導体（７）を形成したス
ルーホールを有していればよく、ガラス、プラスチック
、セラミック、金属等の基板が使用でき不透明であって
もよい。

この電解質は固体の場合には周辺シール材はなくてもよ
いが、電解質が液体の場合には周辺シール材が必要であ
り、電解質を充填するための空間を形成する。第１図の
例では対向基板がエツチング、プレス成形若しくはサン
ドブラスト等の方法で凹部（８）が形成され、かつスル
ーホール部分には突起（９）が形成されている。この外
、成形ずみのスペーサーを表示極基板と対向基板の間に
はさむこともでき、電解質を充填できるようにされてい
ればよいが、第１図の例のように厚めの基板に凹部を形
成することが。

シール材の厚みを薄くでき、信頼性力国〈生産性もよい
。

このスルーホール（８）の内壁には導体（７）が設けら
れるとともに、裏側には外部と接続するための導体（１
０）が形成されており、このスルーホールにより透明電
極（２）と導体（１０）とを導電接続する。

第２図は、第１図の対向基板のスルーホールおよび突起
部分の平面図と断面図である。

このスルーホール（６）の内壁には導体（７）が設けら
れるとともに、裏側には外部と接続するための導体（ｌ
Ｏ）が形成されており、さらにこのスルーホールの表側
には、スルーホールの内壁の導体の端部と接続される未
硬化の導体を設けて、これにより透明電極（２）と対向
基板裏面の導体（１０）とを導電接続する。

なお、この未硬化の導体は、第２図に示すように、突起
の先端部にスルーホールを囲む薄膜の導体、特に環状の
薄膜の導体（１１）を設け、その薄膜の導体の上の一部
に未硬化の導体（１２）をＬωでスルーホールの内壁の
導体の端部と接続されるようにすることにより、透明電
極（２）と対向基板裏面の導体（ｌＯ）との導電接続を
信頼性高く、かつ作業性よく行なうことができる。

さらに、この突起の先端部の周囲には、シール材（１３
）を配置することが好ましく、表示極基板とスルーホー
ルとの接着を堅固なものとし、例えば高温にさらされた
場合において電解質が膨張しても導電接続が外れること
を生じにくくし、かつ電解質といずれかの導体が接触し
なくできるため、信頼性が向上する。

このシール材（１３）としては、後述する周辺シール材
と同様なシール材が使用でき、周辺シール材と同じ条件
で硬化する材料を使用することが生産性上好ましい。も
ちろん、スルーホール上部のシール材と周辺シール材を
同一の材料を用い同一の印刷工程で印刷すればざらに生
産性がよくなる。

このスルーホールの孔の大きさはセグメントの大きさ、
加工精度等により異なるが、一般的には直径０　＞　２
　ｍ　ｍ程度でよく、長さは電解質層の厚み及び対向基
板の強度等から定まる対向基板の厚みである　０，５〜
３ｍｍ程度とされればよい。

このスルーホールの内壁に形成する導体の材料は、銀、
銅、カーボン等の導電性粒子と接着剤とからなるペース
トが好ましいが、ニッケル等をメー７＋により形成して
もよい。

このスルーホールの表側の薄膜の導体は、導電接続の信
頼性を向上させるために設けることが好ましく、その材
質としては、スルーホール上のシール材の接着力を低下
させたり、セル間隙を大きく狂わせたりする等の悪影響
を与えない厚みであればよく、スルーホールの内壁に形
成す乞導体の材料と同じでもよいが、通常はメッキ、蒸
着等の薄膜の導体を用いることが好ましく、かつ環状に
形成することが好ましい。

さらに、このスルーホールの内壁に形成する導体または
スルーホールの表側の薄膜の導体の上に、部分的に設け
る未硬化の導体の材質としては、スルーホー）ホ函壁に
形成する導体と同様な材料の未硬化の導体が用いられ、
シール材の硬化と同時に硬化して導電接続が形成される
ようにされればよい。

第３図は、第１図の対向基板の裏面の底面図であり、ス
ルーホールの内壁の導体（７）の端部とリードに用いる
裏面の導体（ｌＯ）と外部取り出し端子（１４）、（１
５）を示している。このリードに用いる裏面の導体は、
この例のようにスルーホールの内壁の導体（７）の端部
の周囲に設けて外部取り出し端子（１４）まで接続して
いるものでもよく、この対向基板の裏面にＩＣ等の回路
部品をのせるための回路基板を構成してもよい。特にス
ルーホールの内壁の導体（７）の端部ρ周囲を環状又は
ほぼ環状に導体を形成しておくことがスルーホールの内
壁の導体との接続の信頼性が高く好ましい。

このリードに用いる裏面の導体の材料としては、前述の
スルーホールの内壁の導体と同じ材料でもよく、銅箔、
クロム蒸着等の金属材料でもよく、さらに必要に応じて
也９表面に／・ンダ処理、ニッケルメッキ処理等がして
あってもよい、なお端子（１５）は図示されてはいない
が対向電極が接続される端子である。

このような表示極基板（１）と対向基板（５）とは必要
に応じて周辺シール材で接続されセルを構成する。

このシール材としては、ガラスフリット、フッ素樹脂、
エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の材料があり、加熱して
、紫外線照射により又は２液温合して硬化されればよい
。

このようにしてシールされたセルに、図示していない注
入口から電解質を充填して注入口を封止する。

電解質としてはそれ自体ＥＣ物質を含むか、表示電極上
に形成されたＥＣ０７質を着消色又は変色させうるもの
であればよく、液体、ゲル、固体のいずれも使用でき、
固体の場合には周辺シール材は必ずしも必要としない。

この代表的な例としてはプロピレンカーボネート、γ−
ブチロラクトン等の有機溶媒に過塩素酸りＬ久ムのよう
な支持電解質を溶解したものがあり、この外、例えばポ
リビニルブチラールを溶解したゲル状の電解質、多孔質
フィルムに電解質を含浸させたフィルム状電解質等も使
用できる。

電解質が液状の場合には、前述の如くセルに設けた注入
口から注入すればよく、セル内を複数に区切って注入口
を複数設けてもよく、セル側面、セル裏面のいずれに設
けてもよい。ヌ、電解質が固体の場合には、セル化前に
電解質を表示極基板又は対向基板上に積層してからセル
化すればよい。もっとも、本発明の構造のＥＣＤは、液
体乃至は注入口から注入可能な程度の粘性を有するゲル
状の電解質を用いる場合に適した構造である。

第４図及び第５図は、本発明のＥＣＤの正面図であり、
第４図は突起（９Ａ）が円筒状に形成された例を示し、
第５図は突起（９Ｂ）が帯状に形成された例を示してお
り、夫々突起にはスルーホール（ＧＡ）、　（ｆ３Ｂ）
が設けられ、破線で示された通用４Ａ極（２Ａ）、　（
２Ｂ）に接続されている。なお、周囲の周辺シール部（
１８Ａ）　、（１８Ｂ）に設けられ、破線で示されたも
のは注入口（１７Ａ）　、（１７８）であり、第５図の
例では帯状の突起とされているので、それによって仕切
られた室の数だけ注入口が必要であり、この例では注入
口は３個設けられている。もちろん、室の数は１個でも
大面積の場合には注入速度を速くするために複数の注入
口を設けてもよい。

本発明では、第４図の例のようにセル内部を仕切らなく
ても多数の電極を取り出すことができるもので、注入口
を１つとすることができるものであるが、第５図の例の
ように、その一部に仕切壁を設けることにより異なる電
解質を注入したり、実質的にスルーホールを減少させた
り、複数のセグメントを１つに接続したりして時分割駆
動すること等も可能となる。

第６図は、本発明のセル化後の状態を示す部分断面図で
あり、表示極基板（１）と対向基板（５）が周辺部でシ
ールされるとともに、スルーホール（６）付］起部（９
）の頂部に環状に設けられたシール材（１３）でも接着
されており、セル内部には電解質が充填されている。こ
の表示極基板上の透明電極（２）と対向基板裏面のリー
ド用の導体（１０）とは、スルーホール頂面の環状の薄
膜の導体（１１）と接合用の導体（１２）と、スルーホ
ール（６）の内壁の導体（７）により導電接続している
。

以上の説明では本発明の基本的構成部分を示したが、例
えば背景板の代りにＴ　ｉ０２等の顔料粒子を混入した
不透明電解質を用いるとか、表示型極北に背景板及び対
向電極を重ねて形成する等してもよい。

又、表示極基板の外面又は内面の非表示部分に印刷、蒸
着等で文字９図形、マスク等を設けてもよく、特に非表
示部分に不透明のマスクを設けることにより１表示電極
以外の部分を被い、スルーホール等を見えなくして表示
品位を向上させることができる。このマスクの色として
は、ＥＣ物質の消色時の表示色とほぼ同一の色にするこ
とにより、スＪ症が一ホール等がかくされることにより
視認性が向上し、かつ明るく。

コントラストのよい表示が得られる。

次に実施例を示して説明する。

基本的構造は第１図に示す構造で、パターンは第７図に
示すようなパターンで形成した。

表示極基板は、　１５０ｍ■Ｘ　１２０ｍｍのガラス基
板に、　ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−５ｎ０２）透明電極を１
４００人（約３５Ω／口）蒸着し、第７図のパターン（
１８）となるようにエツチングし、次いで第７図のハツ
チング（１９）で示すように六角形状にＷ２Ｂ　を５０
００人蒸着して、１５Ｘ　１Ｂドツト、ドツトの巾Ａ＝
８．８腸■、ドツトピッチＢ　＝　　７．２ｍｍを形成
した。次いでこの上にＴ　ｉＯ＋顔料を含む樹脂を印刷
して樹脂製の多孔質白色背景板を積層した。

対向基板は、同じ大きさのガラス基板を上述のドツトに
あわせて深さ０．３ｍｍにエツチングして凹部と突起を
形成するとともに、サンドブラスト法により約０．５ｍ
ｍφのスルーホールを形成した。次いで、突起の側より
、　０．９ｍｍφの孔径のスクリーン版を用いて銀ペー
スｊＥｊ（デュポン社製ｒａ７ｏ９５．＋）を印刷し、
同時に裏面側から吸引して、この銀ペーストをスルーホ
ール内に引き込み、スルーホール内壁に付与した。その
後、８０°Ｃ１１０分の乾燥を行なった後、対向基板の
裏面に同じ銀ペーストによるリードパターンを第３図の
如く印刷し、　５３０℃迄昇温しで焼きつけた。

次いで、突起部分を環状にマスキングしたのち、対向電
極の下地となる裏電極蒸着を行なうと同時に、突起部分
に環状電極、即ち環状の薄膜の導体を形成した。この時
の環状電極から端子までの抵抗値は約１Ωであった。

対向電極としてＷ＋　６０４９とＶ６Ｏ１３とカーボン
をシート状に形成し、突起部分をよけるため孔を明けた
ものを用いた。なお、対向電極も裏電極と導電接続しこ
の裏電極を２個所のスルーホールにより対向基板裏面に
導電接続した。

この表示極基板と対向基板を周辺シール部と突起部の頂
部でエポキシ系シール材により加熱シールした。

次いで注入口から過酸素酸リチウムを溶解したプロピレ
ンカーボネートを注入して注入口を封ｌ二した。

このＥＣＤセルは、スルーホールから端子までの抵抗値
は１Ω程度であり、１．５ｖで８＋ａＣ／ｃｍ２の着色
を得るのに要した時間は５００ｍ５ｅｃ〜１０００１０
０Ｏと良い性能を示した。

また、ドツトの一部が点灯しないという導電接続不良を
生じたスルーホールについては、スルーホール内の間隙
にエポキシ系導電ペーストを手作業により注入すること
により容易に回復でき、歩留を向上させることができた
。

本発明の実施例が大型化した多数のセグメントを有する
ＥＣＤにおいて作業性、表示性能ともに優れていること
がわかる。

［効果］ このように本発明のＥＣＤは、表示電極を対向基板裏面
へスルーホールの内壁にあらかじめ形成した導体を用い
て導電接続しているので、リ一」抵抗を低く、かつ信頼
性よく導電接続でき、セグメント数の多いＥＣＤにおい
て速い応答速度のＥＣＤを得ることができる優れたもの
である。

さらに、スルーホール内への導体形成を印刷法により行
なえるため、従来の手作業による導体の注入に比して生
産性が極めてよく、所要時間が著しく短縮される利点も
有している上に、もしその一部に導通不良を生じたとし
ても、スルーホールの中央の孔に導電ペーストを注入す
ることにより、容易にその修復ができるものであり、今
後さらに種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の例の組み立て前の断面図。 第２図は、第１図の対向基板のスルーホールの部分を示
す拡大断面図とその平面図。 第３図は、本発明の対向基板の裏面を示す例の底面図。 第４図及び第５図は、本発明の例の平面図。 第６図は、−＝ｔＪ明の例の組み立て後の部分断面図。 第７図は、本発明の実施例の表示極基板の部分平面図。 表示極基板　　：　１ 透明電極　　　：　　２，２Ａ、２Ｂ ＥＣ物質層　　：　３ 背景材　　　　：　４ 対向基板　　　：　５ スルーホール　：　　６，６Ａ、６Ｂ 第　１　図 第　２　図 第　３　口 早　４　図 多　う　図 盛　６　躬 第　７　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上にエレクトロクロミック物質による表
   示用の表示電極を設けた表示極基板 と、対向基板とを有し、その内部に表示電極と対向電極
   とを離間しかつ電解質を介して配置せしめてなるエレク
   トロクロミック表示素子において、内壁に導体を設けた
   スルーホールを形成した対向基板を用い、表示極基板の
   透明電極に該スルーホールの内壁の導体を介して表示極
   基板の透明電極と対向基板の裏面の電極とを導電接続し
   たことを特徴とするエレクトロクロミック表示素子。
2. （２）対向基板が、電解質を充填する凹部を有し、該凹
   部内には貫通孔を有する突起が形成され、該突起の頂部
   において表示極基板の透明電極と接続してなる特許請求
   の範囲第１項記載のエレクトロクロミック表示素子。
3. （３）突起の頂部に環状電極部を形成する特許請求の範
   囲第２項記載のエレクトロクロミック表示素子。
4. （４）突起の頂部に環状シール部を形成する特許請求の
   範囲第２項または第３項記載のエレクトロクロミック表
   示素子。
5. （５）環状電極部上に導体材料を形成する特許請求の範
   囲第３項記載のエレクトロクロミック表示素子。