JPS62200334A - 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ック物質の着消色変化によ
って各種ディスプレイの文字や模様などを表示するエレ
クトロクロミック表示素子に関する。

〔従来の技術〕

この種表示素子の代表的なものとして、たとえば第３図
で示すように、透光性である表示側基板１の内面に表示
電極２ａを介してエレクトロクロミック物質層２ｂを設
け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２とし、対向側基板３の内面に対向電極４ａを介し
て対極物質層４ｂを設けて対向極４とし、対向配置させ
た側基板１．３の両極２．４間に電解液５を封入した素
子が知られる。なお、図中の６は表示電極２ａの保護膜
、７は対向極４％と表示極２との間に設けられた背景材
、８はリード端子、９は対向電極４ａと対同極例のリー
ド端子８とを電気的に接続する導電層、１０は側基板１
．３間の周辺部に介在させたスペーサである。

このような表示素子にあっては、対向電極４ａを共通電
極として所要の表示電極２ａ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５
を介した反応物質の着色変化、たとえばエレクトロクロ
ミック物質が酸化タングステンで電解液の電解質がリチ
ウム塩であるとき、ＷＯｌ（透明）　＋ｎＬ　ｉ”　＋
ｎ　ｅ−；Ｌ、　ｉ　ｎＷＯｆｆ（青色）の反応による
着消色変化にて所要パターンの表示がなされる。

ところで、表示電極２ａとしては、これを通してエレク
トロクロミック物質層２ｂの着色変化を視認する必要が
あるため、従来よりＩＴＯと称されるインジウム−スズ
複合酸化物や酸化スズなどの透明導電膜が用いられてお
り、とくに前者の複合酸化物からなる透明導電膜がこの
種表示素子として有用な低い電気抵抗値を示すことから
一般的に汎用されている。そして上記複合酸化物にて表
示電極を構成した表示素子では、この複合酸化物が電気
化学的に不安定で表示素子の駆動の繰り返しによって次
第に電解液に侵されて劣化する性質を有するため、既述
した第３図で示す構成のように表示電極２ａのエレクト
ロクロミック物質層２ｂで覆われていない部分を保護膜
６で被覆して電解液５から遮断することにより長寿命化
を図るのが普通である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成の表示素子では、表示側基
板１の内面にインジウム−スズ複合酸化物の透明導電膜
を設けてこれをエツチングにてパターン化して表示電極
２ａとしたのち、保護膜６を形成するためにＳｉＯ□な
どを全面蒸着し、この蒸着膜の表示パターン部分つまり
エレクトロクロミック物質層２ｂを形成すべき部分をエ
ツチングにて除去するという繁雑な工程が必要となり、
その製作に多大の労力および時間を費してコスト高とな
る問題点があった。

なお、保護膜６を形成しない表示素子も製作されている
が、これは素子の駆動電圧をかなり低く設定しないと寿
命が著しく短かくなるため、用途的に極めて限定される
。また表示電極２ａを酸化スズにて構成した表示素子で
は、酸化スズが電気化学的に安定であるために保護膜６
を省略できるが、表示電極２ａの電気抵抗値が高く性能
的に劣り、やはり用途面で限定される欠点がある。

したがって、この発明は、表示電極にインジウム−スズ
複合酸化物を使用するエレクトロクロミック表示素子に
おいて、その寿命の短縮および表示性能の低下を招来す
ることなく製作工程の大幅な簡略化とこれに伴うコスト
低減を図ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、表示電極を
インジウム−スズ複合酸化物からなる下層と酸化スズか
らなる上層との２層構造としたものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明の表示素子は、表示電極が上述の如く２層構造
であるため、従来のように保護膜を設けなくてもすぐれ
た表示性能を具備してかつ長寿命である。

すなわち、上記表示電極は、その下層が電気抵抗値の低
いインジウム−スズ複合酸化物にて構成されているので
素子のすぐれた表示性能に必要な良好な導電性を示し、
しかも上層を構成する酸化スズが電気化学的に安定で電
解液に侵されにくいため、この上層が電解液に侵されや
すいインジウム−スズ複合酸化物からなる下層の表面を
保護する保護膜の機能を果たす。

この下層を構成するインジウム−スズ複合酸化物は、従
来よりＩＴＯと称されるもので、その厚みとしては従来
の同様複合酸化物からなる単層構造の表示電極と同程度
、一般には２，０００〜２，５００人程度に設定するの
がよく、薄すぎると表示電極全体としての導電性が低下
して素子の表示性能が悪（なる。また、酸化スズからな
る上層の厚さは、２００Å以上、望ましくは２００−１
，０００人程度、と（に好適には４００〜６００人程度
とするのがより、薄すぎると保護膜としての機能が不充
分になり、逆に厚すぎる場合は上層とエレクトロクロミ
ック物質層との間の電気抵抗が太きくなって表示性能の
低下を招（。

第１図は、この発明に係るエレクトロクロミック表示素
子の構造例を示す・ 図中の１１はガラスなどの透光性材料からなる表示側基
板、１２は透光性または非透光性材料からなる対向側基
板、１３はインジウム−スズ複合酸化物からなる下Ｊｌ
ｌ　４ａおよび酸化スズからなる上Ｊｌｉ１４ｂの２層
構造を有する表示電極１４とエレクトロクロミック物質
層１５とで構成される表示極、１６は対向電極１７とそ
の上に設けられた対極物質層１８とで構成される対向極
、１９は背景材、２０は電解液、２１はリード端子、２
２は導電層、２３はスペーサである。

ここで、表示極１３を形成するには、第２図（Ａ）で示
すように表示側基板１１の一面側に下層１４ａのインジ
ウム−スズ複合酸化物と上層１４ｂの酸化スズを真空蒸
着法、スパッタ法、イオンブレーティング法などの既存
の薄膜形成技術によって順次被着させたのち、この二重
被着層を従来の１層構造の表示電極の場合と同様に第２
図（Ｂ）ノ如り所要パターンにエツチングして表示電極
１４を形成する。なお、このエツチングにおいては下層
１４ａが上Ｎ１４ｂよりもエツチング液に侵されやすい
ため、下層１４ａの周辺部が凹状となる。つぎに表示電
極１４を形成した基板１１の全面にフォトレジストを塗
着して表示パターン部分のレジスト膜を除去したのち、
残るレジスト膜をマスクとしてエレクトロクロミック物
質を上記同様の薄膜形成技術によって被着させ、この被
着層の表示パターン部分以外を除去して第２図（Ｃ）の
如くエレクトロクロミック物質層１５を形成する。

エレクトロクロミック物質１ｉ１５および電解液２０と
しては、表示色に応じて種々の材料の組み合わせが存在
するが、最も汎用される青色表示の場合、エレクトロク
ロミック物質層１５として酸化タングステン（Ｗ　Ｏｉ
）、電解液２０としてＬｉＣｌＯ４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
のが代表的に使用される。

また対向電極１７は、インジウム−スズ複合酸化物など
の透明性導電膜を前記同様の薄膜形成技術によって被着
形成するか、もしくは金、白金などの貴金属またはこれ
らと他の金属との合金からなる箔状物を圧着あるいは接
着して形成される。

さらに対極物質Ｎ１８は、活性炭素繊維からなるシート
を貼着するか、もしくはタングステン酸鉄（Ｆ　ｅ　ｚ
　Ｏｘ　・３　ＷＯ３）、酸化タングステン、二酸化マ
ンガン（ＭｎＯ□）などの対極物質と結合剤と必要に応
じてカーボンブラックなどの導電助剤を含む塗料をスク
リーン印刷法などで塗布して硬化させることにより形成
される。

なお、背景材１９は、対同極１６を隠蔽してそれ自身の
色調を表示の背景とするもので、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したり、顔料とポリテ
トラフルオルエチレン粉末などの結合剤との混合物をシ
ート状に成形したものが使用される。また導電層２２と
しては銀ペーストなどが用いられる。

〔発明の効果〕

この発明に係るエレクトロクロミック表示素子は、表示
極の表示電極がインジウム−スズ複合酸化物からなる下
層と酸化スズからなる上層との２層構造であり、この表
示電極の導電性が電気抵抗値の低い下層にて主体的に担
われて非常に良好であるためにすぐれた表示性能を示し
、しかも上層が下層の保護膜として機能するから、表示
電極が電解液にて侵されて劣化することがな（長寿命で
あり、その製作において従来のように繁雑な工程による
保護膜の形成を行う必要がないので製作工程の大幅な簡
略化およびコスト低減を図ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を比較例と対比して説明する。

実施例１ 縦１２７Ｎ、横１２７Ｎ、厚さ１．１　ｎの透明ガラス
からなる表示側基板の一面側にインジウム−スズ複合酸
化物を２．０００人の厚さに真空蒸着し、さらにこの上
に酸化スズ（ＳｎＯ□）を１００人の厚さに真空蒸着し
たのち、両蒸着膜を所定パターンにエツチングして上下
２層構造の透明導電膜からなる表示電極を形成した。

つぎに、この基板の表示電極を設けた一面側全面にフォ
トレジストを塗着して所定の表示パターンを形成し、こ
のパターン部分のみを除去したレジスト膜をマスクとし
て酸化タングステンを５，０００人の厚さに真空蒸着し
、パターン部分以外の蒸着膜およびレジスト膜を除去し
てエレクトロクロミック物質層を形成した。

一方、縦１２７鶴、横１２７ｆｉ、厚さ１．１　ｍｖｓ
の透明ガラスからなる対向側基板の一面側全面にインジ
ウム−スズ複合酸化物を２．５００人の厚さに真空蒸着
して対向電極を形成したのち、この対向電極上に厚さ５
００μｍの活性炭素繊維からなるシート（クラレ社製の
商品名ＣＨ−２０）を貼着して対極物質層を形成し、さ
らにこの上に二酸化チタン５０重量部とポリテトラフル
オルエチレン粉末５０重量部の混合物からなる厚さ３０
０μｍのシート状成形物を貼着して背景材を形成した。

そして、上記側基板を表示極と対向極とが向かい合う形
で周辺部に厚さ７５０μｍのガラス製方形環状スペーサ
を介在して対向配置して接着封止するとともに、内部に
１モル濃度のＬ　ｉ　Ｃｌ’Ｏａを含むプロピレンカー
ボネート溶液に１重量％の純水を添加してなる電解液３
ｍ１ｌを封入し、さらにリード端子の取付けと銀ペース
ト塗布による導電層の形成を行い、第１図で示す構成の
エレクトロクロミック表示素子を作製した。

実施例２ 表示電極の酸化スズからなる上層の厚さを２００人とし
た以外は実施例１と同様にしてエレクトロクロミック表
示素子を作製した。

実施例３ 表示電極の酸化スズからなる上層の厚さを５００人とし
た以外は実施例１と同様にしてエレクトロクロミック表
示素子を作製した。

実施例４ 表示電極の酸化スズからなる上層の厚さを１，０００人
とした以外は実施例１と同様にしてエレクトロクロミッ
ク表示素子を作製した。

比較例１ 表示側基板の一面側にインジウム−スズ複合酸化物を２
．０００人の厚さに真空蒸着し、この蒸着膜を実施例１
と同様にエツチングして単層構造の表示電極を形成した
のち、この形成面全面に５ｔＯ２を５．０００人の厚さ
に真空蒸着して保護膜を形成し、さらにこの保護膜の表
示パターンを形成すべき部分をエツチングによって除去
し、つぎに実施例１と同様にフォトレジストによる表示
パターンの形成を行い、以降は実施例１と同様にしてエ
レクトロクロミック表示素子を作製した。

比較例２ 表示電極をインジウム−スズ複合酸化物からなる厚さ２
．０００人の単層構造とした以外は実施例１と同様にし
てエレクトロクロミック表示素子を作製した。

以上の実施例および比較例の表示素子を各複数個用いて
１．４Ｖ、２Ｈｚの条件で着消色駆動を行い、各駆動回
数ごとに表示素子を分解して表示電極の状態を調べた。

その結果を下表に示す。なお、表中の評価はつぎのとお
りである。

○・・・異常なし Δ・・・一部溶解が認められる ×・・・全体的に溶解が認められる 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（実施例１〜４）は、１００万
回の駆動後でも表示電極に異常が認められず、とくに表
示電極の上層の厚みが２００Å以上のもの（実施例２〜
４）では従来の５ｔＯ２からなる保護膜を設けたもの（
比較例１）と同等に２００万回以上の駆動後でも異常が
なく、非常に長寿命であることが判る。これに対して表
示電極がインジウム−スズ複合酸化物の単層構造でＳｉ
Ｏ□の保護膜を設けていない表示素子（比較例２）では
１００万回の駆動後でも表示電極の溶解を生じることが
判る。なお、この試験過程の表示電極に異常がない状態
においては、各素子の青色表示の色調には目視観察上で
全く差異がなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエレクトロクコミック表示素子の構
造例を示す縦断面図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は同表示素
子の表示極の形成工程を順次示す要部縦断面図、第３図
は従来のエレクトロクロミック表示素子の縦断面図であ
る。

Claims (3)

【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が対
   向配置され、表示側基板の内面に表示電極を介してエレ
   クトロクロミック物質層を設けてなる表示極が形成され
   、対向側基板の内面に対向極が形成され、上記両極間に
   電解液が封入されてなるエレクトロクロミック表示素子
   において、上記表示電極がインジウム−スズ複合酸化物
   からなる下層と酸化スズからなる上層との２層構造であ
   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）酸化スズからなる上層の厚みが２００Å以上であ
   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）エレクトロクロミック物質層が酸化タングステン
   からなる特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記
   載のエレクトロクロミック表示素子。