JPS6328286B2 - - 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
が、下地の隠蔽力が不足していたり、電解液層の
電気抵抗の増加が過大となつたりするため、未だ
表示背景として実用的に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、表示電極と対向電極の間に電解液含
浸層として顔料を保持する多孔質体を設けた装置
に於て、該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し、該
多孔質体の平均孔径が0.1〜50μｍ、多孔性空間の
多孔質体中に占める率が30容量％以上であり、か
つ該多孔性空間内に少なくとも顔料を保持し、該
顔料の多孔性空間中に占める率が１〜50容量％で
あることを特徴とするEC表示装置を提出するも
のであり、従来にない良好な表示背景を有するも
のである。

本発明に於て多孔質体は電解液含浸層として表
示電極と対向電極の間に設けられるもので、その
多孔性空間内に顔料を保持して下地を隠蔽し、着
色した表示背景を与える目的を持つものである。
従つて多孔質体の特性としては、顔料を保持し得
る孔径を有し、表示背景として必要な量の顔料を
多孔性空間内に保持してもなお電解液層の電気抵
抗の増加を最小限にし得るに足るだけの充分な多
孔性を有することが必要である。多孔質体の孔径
は顔料の粒径より大であることを要求されるが、
一方大きくなり過ぎると肉眼で判別されるように
なり、表示背景の均一性に問題が生ずることにな
る。このような観点から、後述するような一般的
な顔料を用いる場合、多孔質体の平均孔径が0.1
〜50μｍ、多孔性空間の多孔質体中に占める率
が、30容量％以上のものが適当であることを見出
した。多孔質体の材料は電解液に侵されないもの
であれば特に限定する必要なはいが、最も適当な
例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
プロビレン、ポリエチレンが挙げられる。特にこ
れらの材料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、上記の孔径と多孔性の特性を
満足するに加え、その柔軟性からくる表示面への
密着性の良さ、及びそのミクロ構造からくる顔料
保持性能の点で非常に優れたものであることがわ
かつた。

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
約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、本発明に適し
た孔径と多孔性は容易に得られる。またこのよう
なミクロ構造を有する多孔質体を用いると、顔料
はそのミクロ構造中に保持されることになり、そ
の点でも本発明に適したものである。

本発明は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。

これらの顔料を多孔質体の多孔性空間中に保持
させるには顔料の分散体を多孔質体に含浸すれば
よい。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。ポリテトラフルオロエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン等の疎水性材料の多孔質
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よい。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。多孔質体の顔料保持量は、下地
を隠蔽し、表示背景として適当な着色を行なうに
必要な量以上であることを要するが、多孔質体の
多孔性空間を埋めてしまう程の量となると電解液
層の電気抵抗の増加が過大になり、本発明の目的
には供し得なくなる。また疎水性材料の多孔質体
を用いる場合には、電解液に対する濡れ性を付与
するに必要な量以上の顔料を保持させることも必
要である。このような観点から、前述の一般的な
顔料を用いる場合、顔料の多孔性空間中に占める
率が１〜50容量％のものが適当であることを見出
した。特に顔料が50容量％以上の酸化チタンを含
有する場合には、顔料の多孔性空間中に占める率
が２〜25容量％のものが適当であつた。

本発明の多孔質体の形状は特に限定されるもの
ではないが、一般的にはシート状のものが用いら
れることが多い。シート状の多孔質体の厚みは
0.03〜２mm程度が通常の範囲であるが、この範囲
の厚みを有する多孔質体を使用する場合、その顔
料の量を多孔質体の単位面積当りの量で表現する
と、面積１m²当り３ml以上であることが良好な表
示背景を与えるに必要な量であることがわかつ
た。

本発明の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が少ないため、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の増加も少ないため、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、酸化チタン
90％含有）120ｇを加えて分散混合した。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87％、厚み0.1mmの多孔質膜フロ
ロポアFP−1000（住友電工製）シートに上記の分
散液を含浸し、水洗後加熱乾燥した。この含浸、
水洗、乾燥の操作を更に２回繰返して得られたシ
ート状多孔質体は多孔性空間内にチタン白顔料を
保持したもので、顔料の多孔性空間中に占める率
は15容量％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着色で表示され、これ迄
にない鮮明な表示であつた。

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、酸化チタン78％含有）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5.0μ
ｍ、気孔率80％、厚み0.38mm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保持したシート状多
孔質体を得た。この多孔質体に於て顔料の多孔性
空間中に占める率は６容量％であつた。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
   て顔料を保持する多孔質体を設けた装置に於て、
   該多孔質体が繊維と該繊維によつて互に連結され
   た結節とからミクロ構造を有し、該多孔質体の平
   均孔径が0.1〜50μｍ、多孔性空間の多孔質体中に
   占める率が30容量％以上であり、かつ該多孔性空
   間内に少なくとも顔料を保持し、該顔料の多孔性
   空間中に占める率が１〜50容量％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 多孔質体が厚さ0.03〜２mmのシート状であ
   り、かつ面積１m²当り３ml以上の顔料を保持する
   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 顔料が50容量％以上の酸化チタンを含有し、
   かつ該顔料の多孔性空間中に占める率が２〜25容
   量％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ミツク表示装置。 ４ 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。 ５ 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。