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エレクトロクロミック描画・表示装置

国内特許コード P190015905
整理番号 (S2016-0235-N0,2637)
掲載日 2019年3月22日
出願番号 特願2018-505376
出願日 平成29年2月20日(2017.2.20)
国際出願番号 JP2017006119
国際公開番号 WO2017159221
国際出願日 平成29年2月20日(2017.2.20)
国際公開日 平成29年9月21日(2017.9.21)
優先権データ
  • 特願2016-050278 (2016.3.14) JP
発明者
  • 牧 英之
  • 樋口 昌芳
出願人
  • 学校法人慶應義塾
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 エレクトロクロミック描画・表示装置
発明の概要 基板10と、基板上に配設される下部導電膜12と、下部導電膜上に配設されるエレクトロクロミック材料14及び電解質16と、エレクトロクロミック材料及び電解質上に絶縁性を有するスペーサー22を介して配設される上部透明導電膜24と、上部透明導電膜上に配設される透明フィルム26と、下部導電膜と上部透明導電膜間に電圧を印加する手段(28)とを備え、透明フィルムを上面から押した時に、透明フィルムが湾曲してスペーサーにより形成された隙間が無くなり、上部透明導電膜とその下のエレクトロクロミック材料又は電解質が電気的に接触して局所的に通電され、接触点直下のエレクトロクロミック材料にのみ電界が印加されるようにして、エレクトロクロミック材料の色を局所的に変化させる。これにより、単純な構造で局所的な色変化(着色・消色・変色)が可能なエレクトロクロミック描画・表示装置を提供する。
従来技術、競合技術の概要

電圧・電流を印可することによって、電気化学的な酸化・還元によって色変化が可逆的に得られるエレクトロクロミック材料が知られている。

このようなエレクトロクロミック材料としては、無機材料系や有機材料系がある。無機材料系として、酸化物系(酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ロジウム、酸化ニッケル、酸化クロムなどの酸化物)、金属錯体系(プルシアンブルー、ルテニウムパープルなどの錯体)、窒化物系(窒化インジウムなど)など、様々な材料系がある。有機材料系としては、ビオロゲン系、ロイコ染料系化合物、テレフタル酸化合物、ポリオキソタングステート、ポリマー系(導電性高分子化合物、メタロ超分子ポリマーなど)など、様々な材料系がある。

エレクトロクロミックデバイスでは、エレクトロクロミック材料層と電解質層を電極で挟み、電圧を印可することにより、主に酸化・還元といった電気化学的な反応を利用することで色変化を引き起す。このようなエレクトロクロミックデバイスでは、エレクトロクロミック層には液体型および固体型があり、電解質層には液体型・ゲル型・固体型がある。

このようなエレクトロクロミックデバイスの応用としては、電子ペーパー・ディスプレイ・ファインダーなどの表示デバイスや、調光ガラス・電子カーテン・サングラス・防眩ミラーなどの遮光デバイスが知られている。

電子ペーパー・ディスプレイとしては、ビオロゲン化合物系を用いたフルカラー電子ペーパー(非特許文献1)や、メタロ超分子ポリマーを用いたカラー電子ペーパー(特許文献1)や、プルシアンブルーを用いたもの(非特許文献2)などがある。ファインダーとしては、酸化物系エレクトロクロミック材料を用いたものがある。調光ガラス・電子カーテン・サングラス・防眩ミラーも実用化されている。

また、エレクトロクロミックフィルムに対して、液体もしくは固体の電解質部を先端に取り付けた描具(ペン)を用意して、先端の電解質から発色イオンを注入出して、描画・消去するエレクトロクロミック印字装置がある(特許文献2)。また、適用方法に関して、エレクトロクロミック以外の手法による関連する応用としては、電子ホワイトボードや電子メモ帳(ノート)などがある。

産業上の利用分野

本発明は、エレクトロクロミック描画・表示装置に係り、特に、局所的な電圧・電流のための特別な駆動用電子回路が必要なく、単純な構造で局所的に色変化(着色・消色・変色)させることが可能なエレクトロクロミック描画・表示装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板と、
該基板上に配設される下部導電膜と、
該下部導電膜上に配設されるエレクトロクロミック材料及び電解質と、
該エレクトロクロミック材料及び電解質上に絶縁性を有するスペーサーを介して配設される上部透明導電膜と、
該上部透明導電膜上に配設される透明フィルムと、
前記下部導電膜と上部透明導電膜間に電圧を印加する手段とを備え、
前記透明フィルムを上面から押した時に、該透明フィルムが湾曲して前記スペーサーにより形成された隙間が無くなり、前記上部透明導電膜とその下のエレクトロクロミック材料又は電解質が電気的に接触して局所的に通電され、接触点直下のエレクトロクロミック材料にのみ電界が印加され、該エレクトロクロミック材料の色が局所的に変化するようにしたことを特徴とするエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項2】
基板と、
該基板上に配設される下部導電膜と、
該下部導電膜上に配設されるエレクトロクロミック材料及び電解質と、
導体の描具と、
該描具とエレクトロクロミック材料及び電解質間に電圧を印加する手段とを備え、
前記描具をエレクトロクロミック材料及び電解質に接触させた時に、接触点に局所的に通電され、接触点直下のエレクトロクロミック材料にのみ電界が印加され、該エレクトロクロミック材料の色が局所的に変化するようにしたことを特徴とするエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項3】
前記エレクトロクロミック材料が、前記電解質の下又は上に配設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項4】
前記エレクトロクロミック材料及び電解質の上に導電性膜が配設されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項5】
前記エレクトロクロミック材料が、メタロ超分子ポリマー又は導電性高分子化合物であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項6】
前記エレクトロクロミック材料にカーボンナノチューブが混合されていることを特徴とする請求項5に記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項7】
前記描具に電源が内蔵されていることを特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項8】
前記電圧の大きさや極性を変えることにより、局所的な消去や変色が可能とされていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項9】
前記エレクトロクロミック材料及び電解質上の導電性膜と下部導電膜の間に電圧を印加する手段を備え、全体の消去が可能とされていることを特徴とする請求項4に記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項10】
前記エレクトロクロミック材料及び電解質又は導電性膜に消去用の電極が配設されていることを特徴とする請求項9に記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。

【請求項11】
前記導電性膜に配設した消去用電極からの距離に応じて、距離が離れる程、高い電圧を印加するようにされていることを特徴とする請求項10に記載のエレクトロクロミック描画・表示装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018505376thum.jpg
出願権利状態 公開
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