(57)【要約】  第１の表示状態から第２の表示状態へ不可逆的に切り替え可能な電気化学表示装置は、絶縁表面（１６）を有する基材（１２）と、前記基材（１２）の前記表面（１６）の少なくとも一部に配置された第１の電極（３０）とを含み、前記基材（１２）、少なくともその表面（１６）の前記一部の範囲が光透過性であり、前記基材（１２）と前記第１の電極（３０）の組み合わせの前記透過性が、前記基材（１２）の前記一部の透過性よりも少ない。更に、電気化学表示装置は、第２の電極（３２）と、前記第１の電極（３０）と第２の電極（３２）との間に、該電極と電気的に接触するように配置された電解液（２８）とを含み、前記第１および第２の電極（３０、３２）に電圧を印加すると、前記第１の電極（３０）の材料が前記電解液（２８）に溶解して、前記基材（１２）を少なくとも部分的に露出することによって、第１の表示状態から第２の表示状態に切り替わる。
2007507004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−絶縁表面（１６）を有する基材（１２）と、
−前記基材（１２）の前記表面（１６）の少なくとも一部に配置されている第１の電極（３０）と、
−第２の電極（３２）と、
−前記第１の電極（３０）と前記第２の電極（３２）との間に、これらの電極と電気的に接触するようにして配置されている電解液（２８）と、
を有し、
−前記基材（１２）が、少なくともその表面（１６）の前記一部において、光透過性であり、前記基材（１２）と前記第１の電極（３０）の組み合わせの透過性が、前記基材（１２）の前記一部の透過性よりも低く、
−前記第１および第２の電極（３０、３２）に電圧を印加すると、前記第１の電極（３０）の材料が前記電解液（２８）に溶解して、前記基材（１２）を少なくとも部分的に露出させることによって、第１の表示状態から第２の表示状態に切り替わる、
第１の表示状態から第２の表示状態に不可逆的に切り替え可能な電気化学表示装置。
【請求項２】
複数の第１の電極（３０）または複数の第２の電極（３２）を更に含み、１つまたは複数の前記第１の電極（３０）が、前記電解液（２８）を通して１つまたは複数の前記第２の電極（３２）と電気的に接触している、請求項１に記載の電気化学表示装置。
【請求項３】
前記電解液（２８）で浸漬されており、かつ前記第１の電極（３０）と第２の電極（３２）との間に配置されている少なくとも１つの多孔性要素（５４）をさらに含む、請求項１または２に記載の電気化学表示装置。
【請求項４】
前記多孔性要素（５４）が不織層を含む、請求項３に記載の電気化学表示装置。
【請求項５】
前記基材（１２）が、前記第１の電極（３０）に接続されている少なくとも１つの導電性リードを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項６】
前記第１の電極（３０）が、前記基材（１２）を被覆している金属層（１８）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極（３２）が、別の基材（２０）上に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項８】
前記基材（１２、２０）の少なくとも１つが、前記各電極（３２）に接続されている少なくとも１つの導電性リード（４２、４４）を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項９】
前記電極（３０、３２）の少なくとも１つが、前記各基材（１２、２０）を被覆している金属層（１８）を含む、請求項７または８に記載の電気化学表示装置。
【請求項１０】
前記基材（１２、２０）の少なくとも１つが、前記電解液（２８）で充填されかつ側壁および下部壁を有する少なくとも１つの凹部（２６）を含み、前記側壁および下部壁の少なくとも１つに、前記各電極（３２）が配置されている、請求項９に記載の電気化学表示装置。
【請求項１１】
前記基材（１２）または提供されている場合には別の基材（２０）が、合成フィルム材料を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項１２】
前記電解液（２８）が、蒸発バリアによって少なくとも部分的に囲まれている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項１３】
前記電解液（２８）が着色されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項１４】
−前記基材を形成しており、かつ前記第１の電極（３０）を提供するために金属処理されている、絶縁性の第１の基材層（１２）と、
−前記第２の電極（３２）を提供するために金属処理されている、絶縁性の第２の基材層（２０）と、
−前記電解液（２８）で浸漬されており、かつ前記基材層（１２、２０）の間に配置されている、多孔性パッド（５４）と、
−前記多孔性パッド（５４）の周囲に配置されている、非導電性シール（５６）と、
を含み、
−前記基材層（１２、２０）は、前記非導電性シール（５６）によって、互いに絶縁されかつ間隔が開けられている、
請求項１に記載の電気化学表示装置。
【請求項１５】
前記第２の基材層（２０）が、導電性経路（４４）を含み、この導電性経路（４４）が前記第２の電極（３２）から絶縁されており、かつ前記第１の基材層（１２）の前記第１の電極（３０）と電気的に接触している、請求項１４に記載の電気化学表示装置。
【請求項１６】
−前記第２の基材層（２０）に複数の第２の電極（３２）が提供されており、
−前記電解液（２８）で浸漬されている前記複数の多孔性パッド（５４）が、前記シール（５６）に囲まれており、かつ
−前記第１の基材層（１２）が、前記多孔性パッド（５６）の配置を覆っている、
請求項１４または１５に記載の電気化学表示装置。
【請求項１７】
−前記第１の基材層（１２）に、複数の第１の電極（３０）が提供されており、
−異なる部分が前記各第１の電極（３０）と重なるようにして、前記多孔性パッド（５４）が配置されており、かつ
−前記シール（５６）が、前記多孔性パッド（５４）の前記異なる部分のそれぞれを囲んでいる、
請求項１４または１５に記載の電気化学表示装置。
【請求項１８】
前記シール（５６）が、接着材料またはヒートシール材料のようなボンディング材料を含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項１９】
−前記基材（１２）が、前記基材（１２）の片側に向かって開いている少なくとも２つの平行な第１のチャネル（８２）を含み、前記第１のチャネル（８２）は、それぞれ前記第１のチャネル（８２）に沿って延在する第１の電極（３０）が提供されている表面を有し、
−第２の基材（２０）が、前記第１の基材（１２）に対向する前記第２の基材（２０）の片側に向かって開いている少なくとも２つの平行な第２のチャネル（８４）を含み、前記第２のチャネル（４８）は、それぞれ前記第２のチャネル（８４）に沿って延在する第２の電極（３２）が提供されている表面を有し、
−前記基材（１２、２０）は、前記第１および第２のチャネル（８２、８４）が対向しかつ互いに交差するようにして、配置されており、
−前記第１および第２のチャネル（８２、８４）が、前記電解液（８２）で充填されており、
−前記第１の電極（２０）の１つおよび前記第２の電極（３２）の１つに前記電圧を印加すると、前記第１の関連するチャネル（８２）が前記関連する第２のチャネル（８４）と交差する領域において、前記１つの第１の電極（３０）の材料が前記電解液（２８）に溶解する、
請求項１に記載の電気化学表示装置。
【請求項２０】
前記第１の電極（３０）と第２の電極（３２）との間の距離が変化している、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の電気化学表示装置。
【請求項２１】
前記対向する電極表面（３０、３２）の少なくとも１つが弓形である、または前記対向する電極表面（３０、３２）が、実質的に平面で、かつ互いに対して傾斜している、請求項２０に記載の電気化学表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の表示状態から第２の表示状態に不可逆的に切り替え可能な電気化学表示装置、特に、信頼性よく動作し、第１の表示状態から第２の表示状態へ切り替えるのにエネルギーを比較的あまり必要としない平坦な設計の不可逆的な双安定電気化学表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なるタイプおよび技術のいくつかの表示（ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  ｏｒ  ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）装置が従来技術において知られている。これらのタイプの表示装置の中には、電気クロム表示装置（例えば、独国特許−Ａ−２５  ４５  ３９１号明細書および独国特許−Ａ−１９８  ２５  ３７１号明細書を参照）、エレクトロルネッセント表示装置（例えば、独国特許−Ａ−１００  ４２  ５００号明細書を参照）および普及しているＬＣＤ表示装置がある。さらに、表示状態の変化が、色の化学的に誘導された変化によるものである表示装置が知られている（例えば、欧州特許−Ｂ−０  ０８１  ０３１号明細書および独国特許−Ａ−４４  ４３  ４７０号明細書明細書を参照）。
【０００３】
上に挙げたタイプの表示装置は全て、２つの表示状態のうち１つを維持するには、電力供給エネルギーを提供する必要があるという問題がある。電力が供給されなくなると（例えば、バッテリー等のような電力供給が枯渇することによる）、表示装置は自動的に電力を必要としない表示状態に切り替わる。
【０００４】
米国特許第４，１５６，５５９号明細書および独国特許−Ｂ−２７  ２７  ８５４号明細書には、一方が半透明電極でカバーされ、他方が対向電極を支持する２つの平行なプレートを含む電解表示セルが開示されている。電極と対向電極との間に、溶剤に溶解した金属塩を含有する電解質が配置されている。電極と対向電極は、各端子をいずれか一方の電極に接続するスイッチを介して直流電圧源の正負の端子に接続されている。電解質表示装置の電極を直流電圧源の負の端子に接続すると、電解質の金属塩が、半透明電極に電着して、第１の表示状態を定義するその透過率が変化する。電極が直流電圧源の正の端子に接続されていると、半透明電極に付着した金属塩が電解質に溶解する。これは、すなわち、公知の電解表示装置の表示が再び消される可能性があることを意味しており、それはスイッチが不適切に動作され得る場合、有用な情報が失われる恐れがあるという欠点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、単純な構造を有し、第１の表示状態から第２の表示状態への不可逆的な切り替えを信頼性良く操作可能な、電気化学表示装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、電気化学表示装置が比較的少ないエネルギー量を消費することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、電気化学表示装置が、平坦なストリップ、シートまたはテープのような平坦な構成を有しうるということである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
−絶縁表面を有する基材と、
−基材の表面の少なくとも一部に配置された第１の電極と、
−第２の電極と、
−第１の電極と第２の電極との間に、これらの電極と電気的に接触するように配置された電解液と、
を含み、
基材が、少なくともその表面の一部において光透過性であり、基材と第１の電極の組み合わせの透過性が、基材のこの一部の透過性よりも低く、
−第１および第２の電極に電圧を印加すると、第１の電極の材料が電解液に溶解して、基材を少なくとも部分的に露出させることによって、第１の表示状態から第２の表示状態に切り替わる、第１の表示状態から第２の表示状態へ不可逆的に切り替え可能な電気化学表示装置を提供する。
【０００９】
本発明による電気化学表示装置は第１の基材を含む。基材の少なくとも一部は光透過性である。第１の基材のこの光透過性の部分または領域内に、第１の電極が配置されている。ここでこの第１の電極の材料は、第１の基材と第１の電極の組み合わせの透過性が、第１の電極が配置されている第１の基材の部分の透過性より小さくなるようなものである。第１の基材、または少なくとも第１の電極が適用されている第１の基材の表面は、絶縁性材料から作製される。
【００１０】
本発明による電気化学表示装置は、第２の電極と、両電極の間にそれら電極と電気的に接触して配置される電解質とを有する。
【００１１】
第１の電極を電圧源の正電位に接続し、第２の電極を負の電位に接続して、電極に電圧を印加すると、第１の電極の材料が電解質に溶解する結果、第１の基材が少なくとも部分的に露出して、透過性が変化する。これは、第１の電極によりカバーされている部分において第１の基材が比較的低い透過性を有する第１の表示状態から、第１の電極によりカバーされている部分において第１の基材が比較的高い透過性を有する第２の表示状態に切り替わるものとして観察される。
【００１２】
本発明による電気化学表示装置の特徴は、第１の電極が配置された基材が絶縁材料を含むということである。すなわち、第１の電極の材料が電解質に溶解する結果、自動的に、第２の電極に対して、電解質を通して電気回路が遮断される。より具体的には、電解質の基材側の導体のみ（すなわち、第１の電極）が破壊され、かつ第１の電極のある基材の表面が絶縁性であるため、電解質に電流が流れることができない。従って、電圧源の極性を切り替えても、第１の電極が電解質に溶解する第１の基材の領域内、すなわち第１の電極が第１の基材から除去される第１の基材の領域内では、電流の流れが逆にならない。
【００１３】
本発明による電気化学表示装置は、比較的単純で、信頼性良く機能する構造を有している。この本発明による電気化学表示装置では、基材層が電解液と接触する領域に電極を備えている２枚の基材層間に捕捉された層の形態で電解液が存在する。電解液は、電解液を囲み、適所に保持し、かつ２枚の基材層間のスペーサ要素としても作用する要素によって、保持させることができる。電解液で浸漬した多孔性材料を２枚の基材層間に配置するのが好ましい。この場合、毛管力によって、電解液が多孔性材料から出るのが防止される。これによれば、基材層と多孔性材料を囲む環形保持要素は、液体シーリング特性を有する必要はない。しかしながら、好適な材料により実現可能な電解液周囲の蒸発バリアを、基材、電極および環形保持要素に提供するのが好適である。蒸発バリア材料は基本的に、当業界で公知である。
【００１４】
更に、本発明による電気化学表示装置の電力消費は、薄い第１の電極を用いることによって、比較的低くすることができる。これについて、第１の電極の材料を溶解するのに僅かなエネルギーしか必要としないようなサブミクロン範囲（すなわち、１〜１００ｎｍ）の厚さを有する第１の電極が最も好ましい。
【００１５】
最後に、電解液への第１の電極の溶解はかなりゆっくりと行うことができ、これは、電源の必要とされる電力をかなり減少させる。すなわち、第１の電極の溶解プロセスのためには、非常に僅かの電流で十分であり、これは結果として電力消費を少なくする。すなわち、本発明による装置の操作電圧源として用いるバッテリー等が、寿命の問題やその他の理由のために電流をあまり発生させなくても、第１の表示状態から第２の表示状態へと信頼性良く切り替えるようにして、本発明による電気化学表示装置を操作することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態において、電気化学表示装置は、第１の電極と第２の電極をそれぞれ備えた複数の表示セルを含むことができる。各表示セルは第１および第２の電極を備えることができる。しかしながら、表示セルの全て（または一部）が、共通の第２の電極と個々の第１の電極とを有することも可能である。
【００１７】
既に上述した通り、電解液は多孔性要素に浸漬するのが好ましい。かかる多孔性要素の一例は不織層である。泡材料のようなその他の多孔性要素も可能である。
【００１８】
更に、電極を与えるために、金属層で被覆した基材層を用いるのが好ましい。かかる設計においては、一方の基材に、各基材の電極から絶縁された導電性パッドを提供することができる。ここでは、基材とそれらの間の電解液層をサンドイッチ構造にしたときに、導電性パッドは、他方の基材の金属層と電気的に接触する。
【００１９】
電解液に浸漬した多孔性要素の代わりに、少なくとも１つの基材は、電解液が充填されており、かつ各電極がその中に配置されている少なくとも１つの凹部を有することができる。かかる設計において、他方の基材は、基材の凹部をカバーする（覆う）ためのカバー層と見なすことができる。
【００２０】
上記から明らかな通り、第１の電極が電解液に溶解すると、光透過性の第１の基材を通して外側から電解液が見える。電解液の目視性を向上するために、着色電解液を用いるのが好ましい。
【００２１】
組み立てた状態で、シールを電解液の周囲に配置する。このシールは、電気化学表示装置の基材の接続も行う接着材料やヒートシール材料のようなボンディング材料を含むことができる。
【００２２】
上述したように、本発明の電気化学表示装置では、第１の電極が配置されている基材の表面が絶縁材料でできているので、第１の電極が溶解すると電解液に対する電気的な接触が遮断される。溶解プロセス中、電気的接触が提供されない第１の電極の材料の島状部分が残留し、それによってこの部分が電解液は溶解しないことがある。第１の電極の表面が平滑でその厚さが均一な場合には、これを防止することができる。しかしながら、これには、第１の電極を製造するための正確な製造工程、および表示装置を組み立てるための正確な組み立て工程を必要とする。
【００２３】
第１の電極内の隔離された島状部分の形成を防止するには、第２の電極に対して第１の電極を傾けること、または第１の電極およびその基材を湾曲させて、電極間の距離を電極の異なる領域間で異ならせることが好ましい。溶解プロセスは、第２の電極に対して最も距離が近い第１の電極の領域で始まる。溶解プロセス中、第１の電極と電解液を通る電流の流れを維持するために、第２の電極に対して最も距離が遠い第１の電極の領域に、第１の電極と電圧電源との間の電気的接続を配置しなければならない。この設計により、第１の電極の制御された溶解勾配が得られ、第１の電極に島状部分が形成されるのが防止される。
【００２４】
本発明を図面を参照して更に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面に、本発明による異なる電気化学表示装置を示す。個々の実施形態の同じ部分は同じ参照番号で示してある。
【００２６】
本発明による電気化学表示装置の基本的な構造および機能を、図１〜３に示す第１の実施形態を参照して説明する。
【００２７】
図１に、電気化学表示装置１０の断面図を示す。装置１０は、ガラス板を含む光透過性の第１の基材１２を含む。第１の基材１２は、２つの主面１４、１６を有しており、表面１６には、例えば、蒸着により形成される金属層１８がある。金属層１８は、ＣｒまたはＣｕを含み、厚さは、好ましくは１０〜５０ｎｍである。例えば、１００ｎｍを超えるこれ以外の層の厚さも可能である。金属層１８は、第１の基材１２の光透過性を、金属層１８の厚さに応じた程度まで減少する。
【００２８】
図１の装置１０は、例えば、主面２２および２４を有するプラスチック成形基材である第２の基材２０を含む。第２の基材２０には、主面２２に開いたキャビティ２６がある。この表面２２は、第１の基材１２の金属層１８と接触して、両基材がサンドイッチ構造を形成する。キャビティ２６には、本実施形態ではＮａＣｌ水溶液を含む電解液２８が充填されている。その他の電解液材料も可能であり、当業者には明白である。
【００２９】
キャビティ２６に延在する領域内の金属層１８は第１の電極３０を形成し、一方、第２の電極３２はキャビティ２６の下部または側壁に配置されている。電極３０および３２は、両方とも電解液２８と物理的および電気的に接触している。
【００３０】
図１から分かる通り、電源３４からの電圧は、スイッチ３６を操作することにより、金属層１８および第２の電極３２に印加することができる。電圧源３４の正の電位を、第１の基材１２の金属層１８、すなわち、第１の電極３０に印加し、負の電位を第２の電極３２に印加すると、電解液と、変質して電解液に溶解する第１の電極３０間の電気化学反応の結果として、電解液２８に電流が流れる。従って、第１の電極３０、すなわち、キャビティ２６の領域内の金属層１８は除去され（図２参照）、上から見ると、装置１０の透過性が変化して、電解液２８および／またはキャビティ２６が見えるようになる（図３参照）。
【００３１】
金属層１８および電解液２８に上述した材料を用いて、金属層１８と第２の電極３２間の全体の抵抗を測定したところ約１０ｋΩであった。約３Ｖの一般的なバッテリー電圧を用いると、約０．１〜１ｍＡの電流が流れる。約１０ｍｍ2のサイズ、厚さ約５０ｎｍの第１の電極３０を取り外すには、上述した構造の装置１０で１〜２０秒必要であることが分かった。
【００３２】
第１の基材１２に用いる材料としてガラスの代わりに、任意の種類の合成材料のような他の非導電性材料を用いることができる。また、金属層１８にＣｒおよびＣｕ以外の金属も用いることができる。また、異なる電解液も用いることができる。しかしながら、電圧を印加する限りは、金属層１８を電解液２８に対して不活性とするよう注意を要する。更に、電解液を囲む材料は、キャビティ２６を乾燥から守る蒸発または拡散バリアとならなければならない。
【００３３】
図４〜７に、本発明による第２の電気化学表示装置４０を示す。本実施形態において、第１の基材１２は、銅層１８によりその表面１６が部分的にカバーされている（図５参照）。第１の基材１２は、ガラスで作成したり、合成フィルム層として提供される。
【００３４】
第２の基材２０は、立体成形回路（ｍｏｌｄｅｄ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｄｅｖｉｃｅ）（ＭＩＤ）技術により製造された射出プラスチック基材である。この技術によって、ＰＣＢの当業者には基本的に公知な通り、三次元印刷回路基材（ＰＣＢ）および配線をプラスチック基材に作成することができる。図４によると、本実施形態においては、３つのキャビティ２６が第２の基材２０の主面２２に成形されている。また、この主面２２には、キャビティ２６の下部の各第２の電極３２で終わる導電性トレース４２が形成されている。追加の導電性トレース４４は、組み立てた装置（図６）において、金属層１８と物理的、従って、電気的に接触するような位置で、基材２０の主面２２に形成される（図４参照）。
【００３５】
組み立てた状態で（図６参照）、銅層１８は、電解液２８が充填されたキャビティ２６をカバーする。第１の基材１２は光透過性であるが、キャビティ２６および電解液２８は、金属層１８の存在のために、ディスプレイの上側からは見えない（図６）。
【００３６】
電圧源３４は、導電性トレース４２および４４に接続されている。負の電位の電圧源３４の各導電性トレース４２への接続はスイッチ３６によりなされる。これらのスイッチの１つを閉じると、そのスイッチ３６に関連したキャビティ２６の領域内の金属層１８が電解液２８に溶解して、上側から装置４０を見たときにキャビティおよび電解液を見ることができる。
【００３７】
全体が平坦な設計で、信頼性のある機能を備えた単純な構造の更なる電気化学表示装置を図８および９に示す。図８において、本発明による装置５０の個々の要素が見える。装置５０の第２の基材２０は、その主面の１つが金属処理された第１のフィルムにより形成される。
【００３８】
電解液２８で浸漬した不織パッド５４が、第２の基材２０の金属層５２に配置されている。電解液は、水、塩水または当業者に公知のその他電解液とすることができる。不織パッド５４は、任意の好適なファイバー、特に、ＰＰ、ＰＥまたはその他ポリマーまたはポリオレフィン材料のような合成ファイバーで作成することができる。不織パッド５４は、毛管力のために浸漬した電解液を維持しながら、多孔性構造を与える。
【００３９】
不織パッド５４の上に配置されているのは、周囲が枠となるように中心にスルーホール５８を有する構造化両面接着パッド５６である。両面接着パッド５６は、同じく下側に金属層１８が設けられる第１の基材１２によりカバーされ、金属部分が、接着パッド５６のスルーホール５８により画定される領域内で不織パッド５４および電解液と接触する。本実施例において、金属層５２は、物理蒸着または化学蒸着によりアルミニウム、クロム、銅またはその他材料から作成することができる。金属層５２の厚さはおよそ１０〜５００ｎｍである。金属層５２が基材２０の光透過性フィルム層の透過性を減じる限りは、その他の厚さ範囲も可能であり、このときは５０μｍ〜１ｍｍの範囲の厚さが好ましい。
【００４０】
図９に、上述した装置５０の構造の断面図を示す。
【００４１】
電圧源３４から両基材１２および２０の金属部分（金属部分は、不織パッド５４および電解液２８の領域外の構造化両面接着パッド５６により絶縁されている）に電圧を印加すると、第１の電極３０を画定する領域内の金属層１８は電解液２８に溶解して、パッド５４および電解液２８を装置５０の上側から見ることができる。
【００４２】
本発明の更なる実施形態を図１０に示す。この装置６０において、第２の基材２０は、例えば、標準ＦＲ４材料でできた従来の印刷回路基材（ＰＣＢ）である。従来のエッジング技術により、ＰＣＢ基材２０に、第２の電極３２で終わる、鉛の個々の導電性トレース４２を構築する。本実施形態では、矩形領域、特に正方形の隅部に配置された４つの第２の電極３２がある。追加の導電性トレース４４もまたＰＣＢ基材２０に構築される。
【００４３】
第２の電極３２と、各電極３２を囲むＰＣＢ基材２０の領域とをカバーするように、電解液に浸漬された４つの不織パッド５４が配置されている。
【００４４】
不織パッド５４の配置の上に、不織パッド５４と位置合せされた４つのスルーホール５８のある両面接着パッド５６を配置する。接着パッド５６は、下側が金属層１８で被覆された透明基材１２によりカバーされる。金属層は、全不織パッド５４と、従って、浸漬される電解液およびＰＣＢ基材２０の追加の導電性トレース４４と接触する。金属層１８の他の領域は、接着パッド５６を介してＰＣＢ基材２０から絶縁されている。
【００４５】
導電性トレース４４と１つの導電性トレース４２の間に電圧を印加すると、各導電性トレース４２に関連した不織パッド５４の電解液に電流が流れ、関連した不織パッド５４をカバーする領域内の金属層１８が除去されて、パッド５４と電解液が光透過性基材１２を通して見えるようになる。
【００４６】
本発明の別の実施形態を図１１に示す。図１１の装置７０の実施形態は、基材１２と２０の機能を逆にして、図１０の装置６０と同様に構築される。図１１によれば、第２の基材２０は、金属処理表面５２を有する合成材料の薄いフィルム層を含む。電解液２８で浸漬した不織パッド５４が、金属層５２に配置されている。構造化両面接着パッド５６は、不織パッド５４の上部に配置されて、そのパッド５４に、そしてパッド５４を囲む領域内で基材２０に接合している。４つのスルーホール５８が接着パッド５６に形成されている。絶縁性合成材料の基材層１２が接着パッド５６をカバーする。基材１２の下側には、金属層１８があり、この金属層は、例えば、金属層１８をカットすることにより与えられた溝により互いに分離された４つの部分７２を含むような構造となっている。
【００４７】
図１１から分かる通り、基材１２の末端部分７４は基材２０から側方に突出しており、基材２０の端部７６は基材１２から突出している。両基材の突出領域内で、金属層５２および１８は接触して、スイッチ３６により金属層１８の個々の部分に電圧を供給する電圧源３４に接続される。図１１の下方に、装置７０の表示状態が示されており、金属層１８の部分７２のうち１つが電圧源３４の正の電位に接続されていて、基材１２の各領域において表示がなされている。
【００４８】
本発明の他の実施形態を図１２〜１４を参照してより詳細に説明する。本実施形態は、マトリックス状構造で提供され、絶縁光透過性の第１の基材１２と第２の基材２０とを含む電気化学表示装置８０に関する。両基材１２および２０は、各対向面１６、２２に構築され、平行な第１のチャネル８２と平行な第２のチャネル８４をそれぞれ備えており、チャネル８２、８４の両組が互いに交差している。第１の基材１２の第１のチャネル８２の少なくとも下部領域８６は、電圧を印加したときに電解液と相互作用する任意の好適な材料の金属コーティング１８によりカバーされている。また、第２のチャネル８４の少なくとも下部表面８８および／または側部表面９０は金属コーティング３２によりカバーされている。金属コーティング１８および３２は、チャネル８２および８４のそれぞれの第１および第２の電極を提供する。
【００４９】
基材１２および２０は、チャネル８２および８４が互いに交差するように配置されている。基材１２および２０間のチャネルにより画定される空間には電解液２８が充填されている（図１２には図示されていないが図１４には図示されている）。更に、基材１２および２０の外側端部９１で、装置８０はシールされて（図示せず）、電解液２８は基材１２および２０間から漏れない。
【００５０】
基材１２および２０の電極３０および３２は、それぞれ、マトリックスディスプレイのラインおよびカラム電極のように制御することができる。図１３に、表示装置８０がカラムおよびラインマルチプレクサ９２、９４によりどのようにして制御されて、特定の電極に選択的に電圧を印加するかの概略を示す。マルチプレクサ９２、９４はコントローラ９６により制御される。図１３に示すこの状況において、電極３０の材料を最初に溶解するのに十分な操作電圧が、ライン３の第１の電極３０とカラム２の第２の電極３２の間に印加される。従って、ライン３とカラム２の交差点に配置されたピクセル９８に操作電圧が供給されて、この領域内の電極３０の材料が電解液２８に溶解する結果、その領域内の第１の基材１２の透過性が増大して、第１の表示状態（透過性なし）から第２の表示状態（透過性）へと切り替わる。
【００５１】
図１〜１１に示す実施形態に関連して用いることのできる他の特定の特徴を図１４を参照して以下に説明する。図１２および１４から分かる通り、第２のチャネル８４の下部８８は僅かに傾斜していて、第２のチャネル８４の一方の側壁にある両電極間の距離が他方の側壁よりも大きい。溶解プロセスは、第２の電極３２に対する電極の距離が最も短い第１の電極３０の領域内で始まる。溶解プロセスは、第２の基材３２の傾斜により定義される所定の勾配に従って続く。この状況については図１４により詳細に示されている。この特定の設計により、第１の電極３０の領域内の島状部分の形成が防止できる。金属層１８の他の領域とは接触したり接続していない金属層１８の材料により島状部分は画定される。かかる島状部分の形成を防止する別の構成には、電極３０、３２のうち少なくとも１つの湾曲設計が含まれる。すなわち、第２のチャネル８４の側部表面９０間に頂点のある凸形状の第２の電極３２だと、頂点とは逆の第１の電極３０の領域内で溶解プロセスが開始され、溶解プロセスは、第２のチャネル８４の側部表面９０に向かって続く。
【００５２】
本発明による電気化学表示装置は概して表示目的で用いることできる。例えば、１つの目的は、時間表示装置としての装置の使用である。時間表示装置においては、装置に電圧を印加するためのスイッチは、所定の時間の経過に基づいて制御される。かかる用途においては、製品の経年変化または寿命を表示することができる。時間表示装置のある特定な用途は、容器中の血液またはその他材料の齢を表示する表示手段である。
【００５３】
本発明を特定の例証の実施形態を参照して説明および例証してきたが、本発明はこれら例証の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の真の範囲から逸脱することなく変更および修正を行えることは分かるであろう。従って、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内のかかる変更および修正は全て本発明に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】装置の基本的な機能と、第１の電極が存在する第１の表示状態を示す第１の実施形態による電気化学表示装置の断面図である。
【図２】第１の電極が溶解した第２の表示状態にある図１の装置の断面図である。
【図３】第２の表示状態にある装置の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による複数の（本実施形態においては３つの）表示セルを有する電気化学表示装置の２つの基材の１つの等測図である。
【図５】組み立てた状態にある第２の実施形態による表示装置の等測図である。
【図６】表示セルが動作していないときの図５の表示装置の平面図である。
【図７】１つの表示セルが動作しているときの図５の表示装置の平面図である。
【図８】更なる実施形態による電気化学表示装置の個々の部分および両表示状態にある組み立てた表示装置を示す。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】第４の実施形態による電気化学表示装置の個々の部分および両表示状態にある組み立てた表示装置を示す。
【図１１】第５の実施形態による電気化学表示装置の個々の部分および両表示状態にある組み立てた表示装置を示す。
【図１２】本発明による電気化学表示装置の更なる（第６の）実施形態の部分断面の等測図である。
【図１３】装置を制御する制御回路と共にある図１２の電気化学表示装置の概略を示す。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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