JPS6328285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気的な作用による物質の可逆的な発
色又は発光現象であるエレクトロクロミズムを利
用したエレクトロクロミツク（以下ECと略記す
る）表示装置に関するもので、特に反射型EC表
示装置に於て良好な表示背景を与え、装置の薄型
化も可能とするものである。

EC表示装置は通常表示電極と対向電極及び電
解液から主として構成され、EC物質は表示電極
の一部として透明導電層上に薄膜状に設けられた
り、あるいは電解液中に溶解させて用いられる。
EC物質としては、酸化タングステン、酸化モリ
ブデン、ヨウ化銀等の無機EC物質、及びビオロ
ゲン系化合物等の有機EC物質が知られている。
また電解液としては、硫酸とグリセリンの混合
物、過塩素酸リチウムや臭化カリウム等の電解質
を、水あるいは炭酸プロピレン、酢酸セロソル
ブ、酢酸カルビトール、γ−ブチロラクトン等の
溶媒に溶解させたものが用いられる。

EC表示装置には透過型及び反射型があるが、
一般的にはある背景を与えて着色状態のEC物質
で表示する反射型の装置が検討されており、その
場合、表示の背景を与えるために通常、酸化チタ
ン、硫酸バリウム等の不溶性白色物質が電解液中
に分散混入される。このような白色物質を混入す
ることにより、EC物質の着色状態に於てコント
ラストの大きな表示背景を与え、また対向電極等
を隠蔽することができるが、長時間使用する内に
分散混入した物質が沈澱したり、凝集等によつて
濃度が不均一になつたりすることが多く、EC表
示装置の実用化に於て問題となつている。更にこ
の方法では分散混入し得る物質の種類及び量に限
度があり、実際の装置に適用するには電解液層を
厚くする必要も生じて来る。

これらの問題を解決するために、電解液含浸層
として多孔質体を設けて表示背景とすることが提
案されている。多孔質体としてはセラミツクや樹
脂製の白色多孔質体が用いられるが、セラミツク
の場合は表示面との密着性に劣り、また他の多孔
質体も下地の隠蔽力が不足している等、表示背景
として充分満足し得るものは見あたらない状態で
ある。本発明は、顔料の分散体を超音波の作用で
多孔質体に含浸することにより得られた、多孔性
空間内に顔料を保持した多孔質体を電解液含浸層
として設けることにより、従来にない良好な表示
背景を有するEC表示装置を提出するものである。

本発明に於て顔料は多孔質体の多孔性空間内に
保持されて表示背景を与えるためのものであり、
同時に多孔質体の電解液に対する濡れ性を向上さ
せる役割を持つものである。顔料の例としては、
チタン白、亜鉛華、鉛白、リトポン、チタン黄、
群青、紺青、コバルト青、朱、カドミウム赤、弁
柄、鉄黒、シリカ、アルミナ、タルク、石膏、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、カーボンブラツ
ク、鉄、銅、鉛、錫、アルミニウム等の粉末、各
種有機顔料等が挙げられる。これらの顔料はそれ
ぞれ単独に又は複数種類を同時に用いることがで
きる他、必要に応じて染料、螢光剤等を添加して
表示背景としての効果を高めることも可能であ
る。

本発明の目的に適した多孔質体としては、樹脂
を延伸により微細な孔径を有する多孔質体とした
ものがその例として挙げられる。

材料としてはポリテトラフルオロエチレン、ポ
リプロピレン、ポリエチレンが適当である。これ
らの多孔質体の製造方法は公知であるが、ポリテ
トラフルオロエチレンを例にとり、その概略を述
べる。ポリテトラフルオロエチレン多孔質体は、
基本的には特公昭42−13560に記載の方法により
製造し得る。先ずポリテトラフルオロエチレン未
焼結粉末に液状潤滑剤を混和し、押出し、圧延等
により所望の形状に成形する。この成形物から液
状潤滑剤を抽出、加熱蒸発等により除去し、ある
いは除去せずして成形物を少なくとも一軸方向に
延伸する。熱収縮防止状態にて焼結温度の327℃
以上の温度に加熱して延伸した構造を焼結固定す
ると強度の向上したポリテトラフルオロエチレン
多孔質体が得られる。この多孔質体は非常に細い
繊維とその繊維により互に連結された結節とから
成るミクロ構造を有しており、その繊維径と長
さ、結節の大きさやそれらの数は延伸と焼結の条
件により変化させ得るため、得られる多孔質体の
孔径と気孔率も自由に決定し得る。本発明の目的
であるEC表示装置に用いる場合、多孔質体の平
均孔径は0.1〜50μｍ、好ましくは１〜20μｍであ
り、多孔質体中に多孔性空間の占める体積率は30
〜90％、好ましくは50〜90％のものが、電気抵抗
の増加の少ない電解液含浸層として適当であつ
た。多孔質体の厚みは自由に選択し得るが、通常
１mm以下のものが用いられる。

この多孔質体は顔料を保持しない状態では電解
液が含浸されると透明あるいは半透明となるため
表示背景としては不適当である。従つて何らかの
方法により顔料を保持させる必要があるが、顔料
を直接樹脂中に混入するという一般的な方法で
は、顔料が均一に樹脂中に分散せず、また混入量
も制約されることが多い。特に上記のポリテトラ
フルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンに最初から顔料を混入して延伸し、均一に顔料
を保持した多孔質体とすることは非常に困難であ
る。そこで顔料を多孔質体の多孔性空間内に保持
させる方法について種々検討した結果、顔料の分
散体を超音波の作用で多孔質体に含浸することに
より得られたものが、本発明の目的で最適である
ことを見出した。顔料の分散体としては多孔質体
の材料に対して濡れ性を示す液体中に顔料を分散
させたものを用いる。その中に多孔質体を浸漬
し、同時に超音波を作用させると顔料は多孔質体
の多孔性空間内に入り込むことになる。多孔質体
が前述のような繊維とその繊維によつて互に連結
された結節とから成るミクロ構造を有する場合に
この方法は特に有効であり、顔料はそのミクロ構
造中に保持されることになる。そのためには顔料
の粒径は多孔質体の孔径より小であることが必要
である。顔料をより多く多孔質体の多孔性空間内
に保持させるには、顔料分散体の超音波の作用に
よる含浸と乾燥を繰返せばよいことがわかつた。
多孔性空間中に顔料の占める体積率は顔料の種類
により異なるが、通常１〜50％のものが、本発明
の目的に適当な多孔質体である。この顔料の量は
表示背景として必要な下地隠蔽力と着色度により
決定されるものである。顔料の分散媒として多孔
質体の材料に対して濡れ性を示さないような表面
張力の大きな液体（例えば水）を用いる場合に
は、特公昭42−8505に記載の方法により予め多孔
質体の多孔性空間を濡れ性を示す液体で満たし、
次いで必要な液体でそれを置換すればよい。ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンを材料とする多孔質体の場合、顔料の分
散媒として、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、アセトン、メチルエチルケト
ン、ヘキサン、界面活性剤水溶液等の表面張力の
小さな液体を用いれば前処理なしで含浸すること
が可能である。

このようにして得られた顔料を保持した多孔質
体は、その多孔性空間内に表示背景として必要な
顔料を均一に保持しており、特にポリテトラフル
オロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンを
材料とする多孔質体の場合には、その耐薬品性良
好なことから電解液に対する耐性に於ても優れた
ものであり、電解液層に用いてもその電気抵抗の
増加も少ないため、この多孔質体を電解液含浸層
としたEC表示装置は、従来にない良好な表示背
景中に鮮明な表示を可能としたものである。更に
多孔質体がポリテトラフルオロエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン等の樹脂を材料とする場
合には、柔軟なため表示電極面との密着性も良好
である。また多孔質体の厚みを例えば0.1mm以下
の極薄としたものでもその表示背景としての効果
は大きく、この多孔質体に含浸して用いられる電
解液の層厚みもそれだけ薄くすることが可能とな
るため、電解液の量が少なくて済み、電解液層の
電気抵抗も低くなるため、それだけ経済的な面で
も有利となる。厚みを薄くし得ることの利点は装
置全体の薄型化にもつながり、特に小型軽量化の
要求される表示装置としても本発明のEC表示装
置は有用である。このような特徴を生かし、本発
明のEC表示装置は、時計、電子卓上計算機、計
測器、制御盤、道路標識、案内板等の表示部分に
使用することができる。

以下に実施例を示すが、本発明の範囲はこれら
によつて限定されるものではない。

実施例 １ イソプロピルアルコール１に対してチタン白
顔料タイペークCR−90（石原産業製）150ｇを加
えて分散混合した。この分散液を金属容器に入
れ、周波数28KHz、出力1200Wの超音波振動子上
に設置した。超音波を作用させながら分散液中
に、ポリテトラフルオロエチレンを材料とする、
平均孔径10.0μｍ、気孔率86％、厚み0.1mmの多孔
質膜フロロポアFP−1000（住友電工製）シートを
15秒間浸漬し、水洗後加熱乾燥した。次いでシー
トの上下面を逆にして再び上記と同様の超音波の
作用による含浸、水洗、乾燥の操作を繰返した。
得られたシート状多孔質体は多孔性空間内にチタ
ン白顔料を体積率で12％保持したものであつた。

この顔料を保持したシート状多孔質体を酸化タ
ングステンをEC物質とするEC表示装置の電解液
層に組込み、過塩素酸リチウムを1.0M濃度にγ
−ブチロラクトンに溶解させた溶液を電解液とし
て含浸した。このEC表示装置に於ては多孔質体
を組込んだことによる電解液層の電気抵抗の増加
の割合は数％にとどまり、表示方向に電圧を印加
すると白色背景中に青色で表示され、これ迄にな
い鮮明な表示であつた。

また白色顔料と共に少量の螢光剤を添加して得
られた多孔質体をEC表示装置に組込んだ場合に
は、その増白効果により表示背景の白色度は一段
と優れたものであつた。

実施例 ２ 顔料としてチタン黄顔料タイペークイエロー
TY−70（石原産業製）を用いて実施例１と同様
の操作により、ポリテトラフルオロエチレンを材
料とする、平均孔径5.0μｍ、気孔率82％、厚み
0.35mmの多孔質膜フロロポアFT−500（住友電工
製）シートを処理して、多孔性空間内にチタン黄
顔料を体積率で７％保持したシート状多孔質体を
得た。この多孔質体をEC表示装置の電解液層に
組込んだものは黄色背景中に表示され、実施例１
と同様の良好な結果を与えた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表示電極と対向電極の間に電解液含浸層とし
   て多孔質体を設けた装置に於て、該多孔質体が、
   顔料の分散体を超音波の作用で含浸することによ
   り得られた、多孔性空間内に顔料を保持した多孔
   質体であることを特徴とするエレクトロクロミツ
   ク表示装置。 ２ 多孔質体が繊維と該繊維によつて互に連結さ
   れた結節とから成るミクロ構造を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のエレクトロ
   クロミツク表示装置。 ３ 多孔質体の材料がポリテトラフルオロエチレ
   ンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のエレクトロクロミツク表示装置。 ４ 多孔質体の材料がポリプロピレン又はポリエ
   チレンであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のエレクトロクロミツク表示装置。 ５ 多孔質体の平均孔径が0.1〜50μｍであり、顔
   料の粒径が該平均孔径より小であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のエレクトロクロ
   ミツク表示装置。 ６ 多孔質体中に多孔性空間の占める体積率が、
   30〜90％であり、該多孔性空間中に顔料の占める
   体積率が１〜50％であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のエレクトロクロミツク表示
   装置。