JPH0213768B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0213768B2
JPH0213768B2 JP56166551A JP16655181A JPH0213768B2 JP H0213768 B2 JPH0213768 B2 JP H0213768B2 JP 56166551 A JP56166551 A JP 56166551A JP 16655181 A JP16655181 A JP 16655181A JP H0213768 B2 JPH0213768 B2 JP H0213768B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diphthalocyanine
cell
display
lutetium
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56166551A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57120919A (en
Inventor
Kurisutofua Korinzu Girubaato
Jooji Shifuarin Deebitsudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS57120919A publication Critical patent/JPS57120919A/en
Publication of JPH0213768B2 publication Critical patent/JPH0213768B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0025Producing blades or the like, e.g. blades for turbines, propellers, or wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/28Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は金属ジフタロシアニン電子クロミツ
ク・デイスプレイに関し、さらに具体的にはこの
様なデイスプレイにおける電解質に関する。 背景技法 希土類ジフタロシアニン(diphthalocyanines)
は電子クロミツク性を有する、即ち印加される電
場中で酸化もしくは還元の結果その色が変化する
事が知られている有機金属錯体である。おそら
く、これ等の材料のうち周知で最良のものはその
化学式が通常LuH(Pc)2と略されている(ここで
Pc=〔(C32H16N82-〕である)ルテチウム・ジフ
タロシアニンである。この材料の提案された構造
は第1図に示されており、図においてルテチウム
原子はマクロ・サイクルとして知られた種類の2
つの大きなジフタロシアニン環の間にはさまれて
おり、金属ジフタロシアニン分子自体はマクロ・
サイクル錯体として知られている。ルテチウム・
ジフタロシアニン錯体は+2から−1迄の任意の
電荷状態を取り得る。これ等の電荷状態は広範囲
の色、即ち赤(+2)、緑(+1)、青(0)及び
紫色(−1)に対応する。特色ある黄褐色が赤と
緑状態間で見る事が出来る。一価で正に帯電した
(緑色)基の陽イオンは固体中で見られる通常の
安定な形であり、おそらく電荷の中性に関連し
て、その性質が未知である陰イオンを有する。 これ等の性質の早期の研究はP.N.Moskalev及
びI.S.Kirin著の論文“Effect of the electrode
potential on the absorption spectrum of a
rare earth diphthalocyanine layer”、(Optika
i Spektroskopi Vol.29、p220、1970)。この
論文は電解セル中で印加電位でルテチウム・ジフ
タロシアニンの著名な色変化についての実験的結
果を与えている。この実験的装置においては、ジ
フタロシアニンはガラス板上の半導体の酸化錫の
透明薄膜より成る電極上に被覆され、0.1モルの
水性のKCl電解質中に置かれた。電極の電位は飽
和カロメル電極に関連して変化され、結果の色彩
変化が観察された。他のジフタロシアニンも同様
に研究された。 公開ドイツ特許出願第2756551号は電子クロミ
ズムが金属ジメタロシアニン層によつて与えられ
る種々の電子クロミツク表示セルを開示してい
る。例えば、ルテチウム・ジフタロシアニン層が
ガラス基体上に付着された酸化錫デイスプレイ電
極上に形成される。この薄膜は樹脂結合剤中に含
まれ得る。ガラス基板はその中に対向電極及び参
照電極が与えられた封止室の1つの壁をなす。室
には反射型デイスプレイの場合には焼きセツコウ
が充満され、透過型デイスプレイの場合には透明
ゲルが充満される。この充填材料は電解質として
水溶性塩化カリウムで飽和される。勿論他の塩も
使用されている。 この様なルテチウム・ジフタロシアニン層デイ
スプレイは異なる色状態間をサイクルされる時
は、色の強度はもはや観察可能にならなくなる迄
漸次減少する。或る場合においては、ルテチウ
ム・ジフタロシアニン薄膜が下層電極から剥離さ
れる。この様な劣化が生ずる前に得られるサイク
ルの最大数は20―50000以下である。 金属ジフタロシアニン以外にも、いくつかの他
の固体薄膜の電子クロマチツク材料が存在する。
多くの研究が或る無機酸化金属、特に酸化タング
ステン及び酸化モリブデンについてなされて来
た。これ等も又一般に下層の表示電極上に層とし
て形成され、色の変化が電解質を介して表示電極
及び対向電極間に電圧を印加する事によつて発生
される。これ等の2つの材料を使用したデイスプ
レイは液体もしくは半固体(ゲル)であり得、導
電度のための溶解酸もしくは塩より成る電解質の
性質を論じた英国特許第1356120号に開示されて
いる。硫酸もしくはリチウムの塩が酸化タングス
テン材料及び対向電極と両立可能である適当な導
電剤として述べられている。好ましい電解質はポ
リビニル・アルコール中の硫酸のゲルであるが、
水、グリセリン及びエチレン・グリコールの如き
他の溶媒が同様に述べられている。 後にこれ等の型の電解質は、酸化タングステン
を溶解し、色変化と関連する電圧とはあまり違わ
ない電圧で発生する水素による電極に対する損傷
によつて酸化タングステンに対しては不適当であ
る事が発見された。種々のその後の特許(英国特
許第1535594号、英国公開特許出願第2014326号、
米国特許第4110015号、米国特許第4139275号)は
プロトン(水素イオン)のない、副反応を示さ
ず、電子クロミツク薄膜のスイツチング時間(即
ち色を変化させるに要する時間)を長くしない互
換的有機溶媒を開示している。 以下本発明の説明を行なう。上述の如くルテチ
ウム及び他のジフタロシアニン薄膜は異なる色状
態間で繰返しサイクルされた時に色があせ及び破
壊するので、この材料は商業的デイスプレイに使
用出来ない。実用的制限は約50000サイクルであ
る。 本発明の基本は、この欠陥が主に非水溶液性で
他の水酸イオン源を含まない溶媒中に溶解される
導電性塩より成る電解質を使用する事によつて防
止され得るという発見にある。水は全く含まない
か、もしくは少なくとも25%以上含まない。 水酸イオンの作用の機能は完全に理解されては
おらず、OH-イオンが或る電位においてLuH
(Pc)2の単一水素原子(第1図を参照)に関係す
る窒素原子に作用を及ぼすものと信じられてい
る。この様な作用はジフタロシアニンの上方環を
破壊してこれによつてルテチウム原子を溶液中に
解放する効果を有する。ジフタロシアニンの色は
共役π電子系の存在に依存するものと考えられて
いるので、この共役2重結合系の破壊は色の消失
を生ずる。色の消失は勿論薄膜の物理的破壊によ
つても増強される。 非水性溶媒を使用した電圧ステツプ実験におい
てはルテチウム・ジフタロシアニン薄膜はその
黄/赤及び緑状態間で700万回サイクルされたが、
色強度の劣化もしくは消失は観察されなかつた。
黄褐色状態に対する静電位バルク消去及び静止電
圧の緑色に書戻す選択的一定電流を使用する高速
デイスプレイ装置においては、200万回の寿命が
劣化の微候なく達成された。勿論、すべての非水
性溶媒が適しているわけではない。なんとなれば
これ等の多くは有機金属ジフタロシアニン薄膜を
溶解するからである。外の点では適している他の
溶媒はイオン移動を緩慢にし及びスイツチ時間を
増大させる高粘度の如き他の好ましからざる性質
を有する。好ましい溶媒はポリヒドロ・アルコー
ル、ポリヒドロ・エーテル及びグライム
(glymes)である。これ等のうち最良のものは、
水溶液と比較する時色スイツチ時間が著しく減少
されない点で驚くべきエチレン・グリコールであ
る。驚くべき事には、水の25%迄が寿命に影響を
与える事なく許容され得る。 いくつかの導電性塩が使用され得るが好ましい
塩は有機イオン・ハロゲン化物であり、詳細には
他のフツ化物と同様に、セルのガラスを浸食しな
いテトラエチル・アンモニウム・フロライドであ
る。塩化ナトリウムも同様に好ましい導電性塩で
ありエチレン・グリコールを溶媒とする塩化ナト
リウムの導電度はもし25%迄の水が存在するなら
ば溶媒中の塩化ナトリウムの溶解度を増大する事
によつて著しく改良される。これ等の塩の陰イオ
ンは、これを崩壊させる事なくジフタロシアニン
薄膜を貫通する事が可能でなければならない。特
定の塩は特にエチレン・グリコール溶媒中におい
て最良の導電率及び電気化学反応率を与える様に
選択される。 ルテチウム・ジフタロシアニン錯体に対する仮
想の構造が第1図に示されている。ルテチウム原
子は上下のフタロシアニン環の間にサンドウイツ
チされているところが示されているが、2つの環
の相互配向は必ずしも図示された通りである必要
はない。3つの窒素原子に対する原子価結合は実
線によつて示されており、他の4つの窒素原子に
対する可能な配位結合は破線によつて示されてい
る。上方のフタロシアニン環の中心には追加の水
素原子が示されている。小さな矢印はイミノ基を
形成するためにイソ・インドール基の内部窒素原
子に対するこの水素原子の結合を示している。事
実、この水素原子はイソ・インドール窒素の特定
の1つに関連するのでなく実質的には非局所化さ
れている。 ルテチウム・ジフタロシアニン錯体が破壊され
る機能は明らかでないが、電子分光化学分析によ
つて水溶液もしくは0.1モルのアルカリ溶液のい
ずれかの中での繰返される電解質サイクルが或る
期間にわたつて錯体を破壊する事が実験的に示さ
れている。先ず窒素の割合は水素イオンによつて
おそらくイミノ窒素の位置で、浸食を示して減少
し、究極的にルテチウムが消失する。これはルテ
チウムが解放され溶液中に受渡された事を示す。
水溶液中の単なる浸漬は薄膜に影響を与えない。 本発明に従う実験的表示セル中において使用さ
れるルテチウム・ジフタロシアニンは2つの互換
法によつて調製された。第1の方法では、1、2
ジシアノベンゼン12.9gと混合された酢酸ルテチ
ウム4.6gが開放容器中で3時間、200℃に徐々に
加熱された。反応混合物は室温に冷却され、固体
の生成物は乾燥される前に無水酢酸、アセトン及
びジメチル・フオルムアミドで洗われた。この様
に形成されたルテチウム・ジフタロシアニンは昇
華によつてさらに純化された。 第2の方法では、酢酸ルテチウム0.978gが1、
2ジシアノベンゼン9gと2時間還流され、冷却
後1―ペンタノール中でさらに30分還流された。
この溶液は粗なルテチウム・ジフタロシアンを回
収するために約80℃でフイルタされた。粗な生成
物はn―エタノール中で4回洗われ、そして約90
℃で一夜乾燥された。 さらに生成物を純化するために、1時間無水酢
酸50ml中で還流され、3時間冷却され、次いでフ
イルタされ、アセトンで洗浄された。この過程は
最後にジメチル・フオルムアミド5ml中で(2
回)及びアセトン25ml中で洗浄される前にアセト
ン50ml及びジメチル・フオルムアミド25mlで相次
いで繰返された。この生成物は90℃で一夜乾燥さ
れ最後に2時間110℃で乾燥された。 上述の方法で調製されたルテチウム・ジフタロ
シアニン薄膜の性質を検べた型の実験的表示(デ
イスプレイ)セルは第2図に平面図で示されてい
る。セルはその上に表示電極11の金属パター
ン、導線12及びパツド13が形成されるガラス
基板10より成る。導線12及びパツド13のう
ちの或るものだけが図示されている。この冶金学
的層はフオトレジスト・マスキング及びリフト・
オフ技法によつて画定される相次いで蒸着された
チタン(500Å)及び白金(2000Å)より成る。
接続冶金層を簡単にするために、互いに分離され
た電極に箱状の環のみが形成されている。明らか
に、他のより複雑なパターンが形成され得、もし
くは電極の複雑なマトリツクスが使用され得る
が、後者は多重レベルの接続子を必要とする。 比較的平滑な表面を与え、導線との接触を防止
するために、他のフオトレジストの層が冶金層上
にスピン被覆され、マスクを介して露出され、表
示電極11の金属表面及び接続子パターン13を
露出するために現像された。上述の方法の1つに
よつて準備されたルテチウム・ジフタロシアニン
の2000Å薄膜14が次いで電極11の領域上に蒸
着される。この薄膜の固有抵抗特性は1つの電極
上の薄膜の部分を隣接電極上の薄膜から隔離する
必要がない事を意味する。しかしながら、この様
なアイソレーシヨンはもし望まれるならば適当な
マスキング技法によつて行なわれ得る。 この様なセルの上部及び側面は実験的理由で銅
のプラテン間で基板10上に除去可能にクランプ
される単一のアクリル・モールド15によつて形
成される。セルの上部は第2図にないシリコーン
ごむO―リング・シールによつて下層基板から間
隔が隔てられている。勿論、セルの上部は取りは
ずす必要がない様に表示セル中で基板に永久的に
結合され得る。 セルの上部は液体電解質を導入するための側面
フイラ管16及び熱電対17を受入れる様になつ
ている。白金黒棒18はデイスプレイの対向電極
としての働きを有し、セル側壁を通過する線19
によつて支持されている。最後に堅い線の参照電
極20が同様にセル側壁を通して与えられる。こ
の電極は使用される電解質に依存して銀もしくは
銅で形成され得る。 電解質が充満された時、第2図のセル中に情報
を表示するため、適切な電圧が対向電極18と選
択された表示電極11間に印加される。0電位差
にある時、電極11上のルテチウム・ジフタロシ
アニン薄膜14は緑色を示すが、電位差が変化さ
れる時、電極薄膜は上述の如く色を変化する。 この電位差を変化させるための2つの技法がデ
イスプレイの応用に有用であり、両者は第2図の
セルと共に使用される。これ等の1つは参照電極
20を表示電極11に関連して予定の電位に保持
するためにセルを通して電流を強制するのに、電
位可変器(ポテンシヨスタツト)を使用する電位
可変法である。の場合、可変電流がこの電位を保
持するためにセルを通して流れる。 この他の技法は予定の時間一定電流がセルを通
して強制される一定電流(ガルバノスタチツク)
駆動を使用する事にある。一定電流条件の下にお
ける表示電極の電位変動は参照電極20によつて
モニタされる。 第2図のセルについて実験を行なうために、セ
ル夫々の電位及び電流が変化され得、実験の要求
に従つてその出力が可変期間オン及びオフにスイ
ツチされ得るポテンヨスタツト及びガルバノスタ
チツク法が使用された。これ等の量のマイクロプ
ロセツサ制御のみならず書込み、保持、消去及び
オフ時間が、任意の所望のサイクル中にセルが繰
返し駆動され得る様に使用された。使用されるサ
イクルは4つの相次ぐフエイズ:書込み、保持、
消去及びオフによつて定義され得る。保持及びオ
フ状態の両方は単にセルを横切つて電圧が印加さ
れない期間である。すべての実験において、唯1
つの表示電極11がサイクルされた。これ等の電
極の各々の面積は0.01562cm2である。 一連のポテンシヨスタチツク段階実験の結果は
第3図乃至第6図に示されている。これ等の実験
中、第2図に示された如きセルは先ず1モルのフ
ツ化アンモニウム(NH4F)の水溶液で充満され
た。使用される電位段階サイクルは次の通りであ
る。 書込み:ポテンシヨスタチツク0V、100m秒 保持 :0秒 消去 :ポテンシヨスタチツク+700mV、
100m秒 オフ :0秒 このサイクル中、薄膜の赤/茶褐色は消去状態
として見なされ、+700mVの電位の印加によつて
発生される。書込み状態中、色は緑である。使用
されるポテンシヨスタチツク装置においては、参
照電極電位は表示電極に関して制御され、対向電
極は接地される。 第3図は100サイクルの後、実験の開始点にお
ける電位のステツプによる電流の観察された変化
を示している。ゆるやかな曲線はルテチウム・ジ
フタロシアニン薄膜の赤/黄褐色状態(2価の正
帯電)及び緑状態(1価の正帯電)間の漸次の帯
電を示している。 第4図は105サイクルの後の電流変動を示して
いる。観察された電流の急峻な降下はルテチウ
ム・ジフタロシアニンとして残されている薄膜が
極めて少ない事を示している。色の視覚観察は
105サイクル後にわずかに見え得る程度迄前進的
に衰える事を示している。 薄膜が実際に破壊された事は窒素の量の減少及
び極めてわずかのルテチウムが電極上に残されて
いる事を示すESCA技法によつて確認された。 本発明に従うデイスプレイを構成するために類
似のセルはエチレン・グリコール中にフツ化アン
モニウム1モルを含む溶液で充満された。第5図
及び第6図は夫々100及び5×106サイクル後の電
位ステツプ電流変動を示している。この新しい電
解質では、電子クロミツク薄膜に対して色もしく
は他の効果の劣化は観察されないが、セルのガラ
スの或る食刻が注目される。実際的デイスプレイ
の見地から、100m秒に書込み時間はどちらかと
云うと長い。 類似の比較実験はエチレン・グリコール中の他
の導電性の塩でも本発明の長所を示した。塩化ナ
トリウム、塩化リチウム、テトラエチル・アンモ
ニウム・クロライド及びテトラエチル・アンモニ
ウム・フルオライドがすべて使用され、4ケ月間
にわたつて劣化する事なく7×106回の反転が達
成された。これ等のどれもセルのガラスを食刻し
ない。 より高速なスイツチングもしくは少なく共書込
み時間を得ようとするために、一連のガルバノス
タチツク(一定の電流)実験が水及びエチレン・
グリコール電解質中において行なわれた。この結
果は第7図乃至第10図に示されている。第7図
及び第8図の実験において、第2図に示された如
きセルは電解質として水中に1モルのNaClを含
む溶液が充満された。この場合の書込み状態は赤
色と考えられ、陽極の定電流駆動によつて発生さ
れた。消去された状態は緑であり、薄膜はこの状
態に可変電位的に戻された。使用されるサイクル
は 書込み:ガルバノスタチツク+6mA、3m秒 保持 :300m秒 消去 :+150mV、300m秒 オフ :300m秒 第7図はスペクトル・スポツトメータによつて
測定されたこのサイクリング開始時における薄膜
の光学密度(OD)の変動を示している。第8図
はわずか104サイクルの後の光学密度を示してい
る。電子クロミツクの完全な機能停止は明らかで
ある。 電解質がエチレン・グリコール/1M MaCl電
解質で置換される時、電子クロミツク薄膜は3×
104サイクル迄劣化の微候を示さなかつた。しか
しながら、ガルバノスタチツクな陽極書込み中に
達した電位は白金表示電極が部分的に溶解を開始
する如きものであつた。 次にサイクルは赤/黄褐色状態が消去状態と見
なされ、ポテンシヨスタチカルに形成され、緑色
書込み状態が一定電流で陰極的に書込まれる様に
変更された。この新しいサイクルは次の通りであ
る。 消去 :ポテンシヨスタチツク+700mV、50
m秒 オフ :50m秒 書込み:ガルバノスタチツク−1.2mA、10m秒 保持 :50m秒 温度は20℃以上として(この温度以下では白金
電極の隅から若干の水素が発生する)、このサイ
クルは満足すべき事が立証された。同じエチレ
ン・グリコール/1モルNaCl電解質によつて上
述の如きルテチウム・ジフタロシアニン薄膜もし
くは白金電極が影響を受けるという何等の微候も
見られなかつた。第9図は2×106回の反転の後
の光学密度の変化を示す。これは実験の開始時と
実質的に同じである。 第10図は2×106サイクル後に観測される電
位の過渡状態を示し、これ等も又実験の開始時と
同一である。参照電極及び薄膜間のIR電位降下
を含む全陰極の電位の変位は−2500mVを超えな
かつた。この値以下では侵食が生ずる様にはみえ
ない。赤/黄褐色及び緑間並びにその逆の間で薄
膜の色状態を変化させるためにこのサイクル中に
使用される電荷密度は0.77mCcm-2と計算され
た。 本発明に従うデイスプレイのための適切な非水
溶液で低水酸イオンの電解質を選択する際には、
いくつかの因子が溶媒及び導電性塩の両方を選択
する際に考察されなければならない。 (1) 溶媒は電子クロミツク薄膜を溶解してはなら
ない。 (2) 溶媒は以下与えられるべき理由のためにイオ
ン・ハロゲン化物である選択された導電性塩に
対する良好な溶媒でなければならない。 (3) 誘電定数は溶液の導電率を減少させるイオン
の対発生を防止する様に高くなくてはならな
い。 (4) 酸化還元反応中に発生される種との反応性が
低くなくてはならない。 (5) 溶媒は固有抵抗の増大による緩慢なイオン輸
送及び書込み過程を避けるために低い粘度を有
する必要がある。 いくつかの周知の溶媒の誘電定数及び粘度は次
の第1表中に与えられている。
This invention relates to metal diphthalocyanine electrochromic displays and, more particularly, to electrolytes in such displays. Background Techniques Rare earth diphthalocyanines
is an organometallic complex that is known to have electrochromic properties, that is, its color changes as a result of oxidation or reduction in an applied electric field. Perhaps the best known of these materials has the chemical formula usually abbreviated as LuH(Pc) 2 (here
Pc=[(C 32 H 16 N 8 ) 2- ] is lutetium diphthalocyanine. The proposed structure of this material is shown in Figure 1, in which the lutetium atoms are divided into two groups of 2 types known as macrocycles.
It is sandwiched between two large diphthalocyanine rings, and the metal diphthalocyanine molecule itself is macroscopic.
Known as a cycle complex. lutetium·
Diphthalocyanine complexes can assume any charge state from +2 to -1. These charge states correspond to a wide range of colors: red (+2), green (+1), blue (0) and violet (-1). A distinctive tan color can be seen between the red and green states. The monovalent, positively charged (green) radical cation is the usual stable form found in solids and has an anion whose nature is unknown, probably related to charge neutrality. An early study of these properties was the paper “Effect of the electrode” by PNMoskalev and ISKirin.
potential on the absorption spectrum of a
rare earth diphthalocyanine layer”, (Optika
i Spektroskopi Vol.29, p220, 1970). This paper gives experimental results on the pronounced color change of lutetium diphthalocyanine with applied potential in an electrolytic cell. In this experimental setup, diphthalocyanine was coated onto an electrode consisting of a transparent thin film of semiconducting tin oxide on a glass plate and placed in a 0.1 molar aqueous KCl electrolyte. The potential of the electrode was changed relative to a saturated calomel electrode and the resulting color change was observed. Other diphthalocyanines were investigated as well. Published German Patent Application No. 2756551 discloses various electrochromic display cells in which electrochromism is provided by a metallic dimetalocyanine layer. For example, a lutetium diphthalocyanine layer is formed on a tin oxide display electrode deposited on a glass substrate. This thin film may be contained within a resin binder. A glass substrate forms one wall of a sealed chamber in which a counter electrode and a reference electrode are provided. The chamber is filled with glaze for reflective displays and transparent gel for transmissive displays. This filling material is saturated with water-soluble potassium chloride as electrolyte. Of course, other salts are also used. When such a lutetium diphthalocyanine layer display is cycled between different color states, the intensity of the color gradually decreases until it is no longer observable. In some cases, the lutetium diphthalocyanine film is stripped from the underlying electrode. The maximum number of cycles that can be obtained before such degradation occurs is no more than 20-50,000. In addition to metal diphthalocyanines, several other solid thin film electrochromatic materials exist.
Much research has been done on certain inorganic metal oxides, particularly tungsten oxide and molybdenum oxide. These are also generally formed as a layer on an underlying display electrode, and color changes are produced by applying a voltage between the display electrode and the counter electrode via an electrolyte. Displays using these two materials can be liquid or semi-solid (gel) and are disclosed in British Patent No. 1356120, which discusses the nature of electrolytes consisting of dissolved acids or salts for electrical conductivity. Sulfuric acid or lithium salts are mentioned as suitable conductive agents that are compatible with the tungsten oxide material and the counter electrode. The preferred electrolyte is a gel of sulfuric acid in polyvinyl alcohol, but
Other solvents such as water, glycerin and ethylene glycol have been mentioned as well. These types of electrolytes were later shown to be unsuitable for tungsten oxide due to damage to the electrodes caused by hydrogen, which dissolves the tungsten oxide and is generated at voltages not very different from those associated with color changes. It's been found. Various subsequent patents (UK Patent No. 1535594, UK Published Patent Application No. 2014326,
U.S. Pat. No. 4,110,015, U.S. Pat. No. 4,139,275) is a compatible organic solvent that is free of protons (hydrogen ions), does not cause side reactions, and does not increase the switching time (i.e., the time required to change color) of electrochromic thin films. is disclosed. The present invention will be explained below. As mentioned above, lutetium and other diphthalocyanine films fade and break down when cycled repeatedly between different color states, making this material unsuitable for use in commercial displays. The practical limit is about 50,000 cycles. The basis of the invention lies in the discovery that this defect can be prevented by using an electrolyte consisting primarily of a conductive salt dissolved in a solvent that is non-aqueous and does not contain other sources of hydroxide ions. . Contains no water or at least 25% water. The function of hydroxyl ion action is not completely understood, and the OH - ion at certain potentials
(Pc) 2 is believed to act on the nitrogen atom associated with a single hydrogen atom (see Figure 1). Such action has the effect of breaking the upper ring of diphthalocyanine, thereby releasing lutetium atoms into solution. Since the color of diphthalocyanine is believed to depend on the presence of a conjugated π-electron system, destruction of this conjugated double bond system causes loss of color. Color loss is of course enhanced by physical destruction of the thin film. In voltage step experiments using non-aqueous solvents, a lutetium diphthalocyanine film was cycled 7 million times between its yellow/red and green states;
No deterioration or loss of color intensity was observed.
In a high speed display device using electrostatic bulk erase for the tan state and selective constant current writing back to the quiescent voltage green, a 2 million life cycle was achieved without any sign of degradation. Of course, not all non-aqueous solvents are suitable. This is because many of these dissolve organometallic diphthalocyanine thin films. Other otherwise suitable solvents have other undesirable properties such as high viscosities that slow ion migration and increase switch times. Preferred solvents are polyhydro alcohols, polyhydro ethers and glymes. The best of these is
Ethylene glycol is surprising in that the color switch time is not significantly reduced when compared to aqueous solutions. Surprisingly, up to 25% water can be tolerated without affecting longevity. Although several conductive salts may be used, the preferred salts are organic ionic halides, particularly tetraethyl ammonium fluoride, which, like other fluorides, does not attack the glass of the cell. Sodium chloride is also a preferred conductive salt, and the conductivity of sodium chloride in ethylene glycol can be significantly increased if up to 25% water is present, increasing the solubility of the sodium chloride in the solvent. Improved. The anions of these salts must be able to penetrate the diphthalocyanine membrane without disrupting it. The particular salt is selected to provide the best electrical conductivity and electrochemical reaction rate, especially in ethylene glycol solvent. A hypothetical structure for the lutetium diphthalocyanine complex is shown in FIG. Although the lutetium atom is shown sandwiched between the upper and lower phthalocyanine rings, the mutual orientation of the two rings is not necessarily as shown. The valence bonds to the three nitrogen atoms are shown by solid lines, and the possible coordinate bonds to the other four nitrogen atoms are shown by dashed lines. An additional hydrogen atom is shown in the center of the upper phthalocyanine ring. The small arrow indicates the bonding of this hydrogen atom to the internal nitrogen atom of the iso-indole group to form the imino group. In fact, this hydrogen atom is not associated with any particular one of the iso-indole nitrogens but is substantially delocalized. The function by which the lutetium diphthalocyanine complex is destroyed is not clear, but electron spectrochemical analysis shows that repeated electrolyte cycles in either aqueous or 0.1 molar alkaline solutions destroy the complex over a period of time. It has been experimentally shown that it does. First, the proportion of nitrogen decreases, possibly at the imino nitrogen sites, by hydrogen ions, showing erosion, and ultimately the loss of lutetium. This indicates that lutetium was released and passed into the solution.
Mere immersion in an aqueous solution does not affect the thin film. The lutetium diphthalocyanine used in the experimental display cell according to the invention was prepared by two interchangeable methods. In the first method, 1, 2
4.6 g of lutetium acetate mixed with 12.9 g of dicyanobenzene was slowly heated to 200° C. for 3 hours in an open vessel. The reaction mixture was cooled to room temperature and the solid product was washed with acetic anhydride, acetone and dimethyl formamide before being dried. The lutetium diphthalocyanine thus formed was further purified by sublimation. In the second method, 0.978 g of lutetium acetate is 1,
The mixture was refluxed with 9 g of 2-dicyanobenzene for 2 hours, and after cooling was further refluxed in 1-pentanol for 30 minutes.
This solution was filtered at approximately 80°C to recover the crude lutetium diphthalocyanate. The crude product was washed four times in n-ethanol and ca.
It was dried overnight at ℃. To further purify the product, it was refluxed for 1 hour in 50 ml of acetic anhydride, cooled for 3 hours, then filtered and washed with acetone. The process ended in 5 ml of dimethyl formamide (2
times) and repeated successively with 50 ml of acetone and 25 ml of dimethyl formamide before washing in 25 ml of acetone. The product was dried at 90°C overnight and finally at 110°C for 2 hours. An experimental display cell of the type in which the properties of lutetium diphthalocyanine thin films prepared in the manner described above were tested is shown in plan view in FIG. The cell consists of a glass substrate 10 on which metal patterns of display electrodes 11, conductive lines 12 and pads 13 are formed. Only some of the conductors 12 and pads 13 are shown. This metallurgical layer consists of photoresist masking and lifting.
It consists of successively deposited titanium (500 Å) and platinum (2000 Å) defined by off technique.
To simplify the connecting metallurgy layer, only box-shaped rings are formed on the electrodes separated from each other. Obviously, other more complex patterns can be formed or complex matrices of electrodes can be used, although the latter requires multiple levels of connectors. To provide a relatively smooth surface and prevent contact with the conductive lines, another layer of photoresist is spin-coated onto the metallurgical layer and exposed through a mask, covering the metal surface of the display electrode 11 and the connector pattern. Developed to expose 13. A 2000 Å thin film 14 of lutetium diphthalocyanine prepared by one of the methods described above is then deposited over the area of electrode 11. This resistive property of the film means that there is no need to isolate the portion of the film on one electrode from the film on an adjacent electrode. However, such isolation can be achieved by appropriate masking techniques if desired. The top and sides of such a cell are formed by a single acrylic mold 15 removably clamped onto the substrate 10 between copper platens for experimental reasons. The top of the cell is spaced from the underlying substrate by a silicone waste O-ring seal not shown in FIG. Of course, the top of the cell can be permanently bonded to the substrate in the display cell so that it does not need to be removed. The upper part of the cell is adapted to receive a side filler tube 16 for introducing liquid electrolyte and a thermocouple 17. The platinum black rod 18 functions as a counter electrode for the display, and the wire 19 passing through the cell side wall
Supported by. Finally, a rigid wire reference electrode 20 is also provided through the cell sidewall. This electrode can be made of silver or copper depending on the electrolyte used. When filled with electrolyte, an appropriate voltage is applied between the counter electrode 18 and the selected display electrode 11 to display information in the cell of FIG. At zero potential difference, the lutetium diphthalocyanine film 14 on the electrode 11 exhibits a green color, but when the potential difference is changed, the electrode film changes color as described above. Two techniques for varying this potential difference are useful in display applications, and both are used with the cell of FIG. One of these is a potential variable method that uses a potentiostat to force a current through the cell to hold the reference electrode 20 at a predetermined potential in relation to the display electrode 11. . , a variable current flows through the cell to maintain this potential. Another technique is constant current (galvanostatic) where a constant current is forced through the cell for a predetermined time.
It consists in using a drive. The potential variation of the display electrode under constant current conditions is monitored by the reference electrode 20. To perform experiments on the cell of FIG. 2, a potentiostatic and galvanostatic method was used in which the potential and current of each cell could be varied and its output could be switched on and off for variable periods according to the requirements of the experiment. Ta. These amounts of microprocessor control as well as write, hold, erase and off times were used so that the cell could be driven repeatedly during any desired cycle. The cycle used is four successive phases: write, hold,
Can be defined by erase and off. Both the hold and off states are simply periods in which no voltage is applied across the cell. In all experiments, only one
One display electrode 11 was cycled. The area of each of these electrodes is 0.01562 cm 2 . The results of a series of potentiostatic step experiments are shown in FIGS. 3-6. During these experiments, a cell such as that shown in FIG. 2 was first filled with a 1 molar aqueous solution of ammonium fluoride (NH 4 F). The potential step cycle used is as follows. Writing: Potentiometer 0V, hold for 100ms: Erase 0s: Potentiometer +700mV,
100 msec Off: 0 sec During this cycle, the red/brown color of the thin film is considered as a blank state and is generated by applying a potential of +700 mV. During the write state, the color is green. In the potentiometer used, the reference electrode potential is controlled with respect to the display electrode and the counter electrode is grounded. FIG. 3 shows the observed change in current with step in potential at the starting point of the experiment after 100 cycles. The gradual curve shows the gradual charging of the lutetium diphthalocyanine thin film between the red/tan state (bivalent positive charge) and the green state (monovalent positive charge). Figure 4 shows the current variation after 10 5 cycles. The steep drop in current observed indicates that very little of the thin film of lutetium diphthalocyanine remains. Visual observation of colors
It shows a progressive decline to the extent that it is barely visible after 10 5 cycles. That the film was indeed destroyed was confirmed by the ESCA technique, which showed a reduction in the amount of nitrogen and very little lutetium left on the electrode. To construct a display according to the invention, a similar cell was filled with a solution containing 1 mole of ammonium fluoride in ethylene glycol. FIGS. 5 and 6 show the potential step current fluctuations after 100 and 5×10 6 cycles, respectively. With this new electrolyte, no degradation of color or other effects to the electrochromic film is observed, but some etching of the cell glass is noted. From a practical display standpoint, the write time of 100 msec is rather long. Similar comparative experiments demonstrated the advantages of the present invention with other conductive salts in ethylene glycol. Sodium chloride, lithium chloride, tetraethyl ammonium chloride and tetraethyl ammonium fluoride were all used and 7 x 10 6 inversions were achieved without deterioration over a period of 4 months. None of these etches the glass of the cell. In an attempt to obtain faster switching or less co-write time, a series of galvanostatic (constant current) experiments were performed using water and ethylene.
It was carried out in glycol electrolyte. The results are shown in FIGS. 7-10. In the experiments of FIGS. 7 and 8, a cell such as that shown in FIG. 2 was filled with a solution containing 1 molar NaCl in water as the electrolyte. The written state in this case is considered to be red, and was generated by constant current driving of the anode. The erased state was green, and the membrane was returned to this state at a variable potential. The cycles used are write: galvanostatic +6 mA, 3 msec hold: 300 msec erase: +150 mV, 300 msec off: 300 msec. Figure 7 shows the optical properties of the thin film at the beginning of this cycling as measured by a spectral spotmeter. It shows the variation in density (OD). Figure 8 shows the optical density after only 10 4 cycles. It is clear that electronic chromic has completely stopped functioning. When the electrolyte is replaced with ethylene glycol/1M MaCl electrolyte, the electrochromic thin film is
10 No signs of deterioration were shown until 4 cycles. However, the potential reached during galvanostatic anode writing was such that the platinum display electrode began to partially dissolve. The cycle was then changed such that the red/tan state was considered the erase state and was formed potentiostatically, and the green write state was written cathodically with constant current. This new cycle is as follows. Erase: Potentiometer +700mV, 50
Off for ms: 50 ms Write: Galvanostatic - 1.2 mA, Hold for 10 ms: 50 ms Assuming the temperature is 20°C or higher (below this temperature, some hydrogen will be generated from the corners of the platinum electrode), this cycle is satisfactory. What should have been done was proven. There was no evidence that the same ethylene glycol/1M NaCl electrolyte affected the lutetium diphthalocyanine thin film or the platinum electrode as described above. FIG. 9 shows the change in optical density after 2×10 6 inversions. This is essentially the same as at the beginning of the experiment. FIG. 10 shows the potential transients observed after 2×10 6 cycles, which are also the same as at the beginning of the experiment. The displacement of the total cathode potential, including the IR potential drop between the reference electrode and the membrane, did not exceed -2500 mV. Erosion does not appear to occur below this value. The charge density used during this cycle to change the color state of the film between red/tan and green and vice versa was calculated to be 0.77 mCcm -2 . In selecting a suitable non-aqueous, low hydroxide electrolyte for the display according to the invention,
Several factors must be considered in selecting both the solvent and the conductive salt. (1) The solvent must not dissolve the electrochromic thin film. (2) The solvent must be a good solvent for the selected conductive salt, which is an ionic halide for reasons to be given below. (3) The dielectric constant must be high to prevent ion pairing, which reduces the conductivity of the solution. (4) It must have low reactivity with species generated during redox reactions. (5) The solvent needs to have low viscosity to avoid slow ion transport and writing processes due to increased resistivity. The dielectric constants and viscosities of some well known solvents are given in Table 1 below.

【表】 ド
[Table]

【表】 質
この表からエチレン・グリコールが最良の選択
であるが、もし遅い書込み過程が許容可能ならば
グリセロールも使用可能である。従つて多価アル
コールが最も適切な溶媒であると考えられる。他
の溶媒の周知の性質に基づいて、同様に或るポリ
エーテル及びグライム(glyme)が適切である事
が予測出来る。 導電性塩の選択については、これ等は出来るだ
け高い導電率を与えるために選択された溶媒中で
十分に可溶性でなければならない。高い導電率は
セルを横切るIR降下を制限し、かくして陰極の
ガルバノスタチツクな駆動中に陰極の変位の損傷
を減少させるために望ましい。選択された塩はセ
ルの成分と反応してはならず、電子クロミツク薄
膜を破壊してはならない。ルテチウム・ジフタロ
シアニンの場合には、もし塩の陰イオンが大きけ
れば、これ等はサイクルの陽極部分中に薄膜を破
砕する傾向を有する。この理由のために、イオン
化ハロゲン化物特に塩化物及びフツ化物が適当で
あると考えられる。 次の表はいくつかの異なる導電性の塩を有する
種々にエチレン・グリコールに基づく電解質に対
するデイスプレイのサイクリング実験の結果を与
える。表示の如く、或る場合には或る割合の水が
エチレン・グリコールに加えられた。比較のため
にあげると、20℃における1モルのNaCl水溶液
の導電率は約10-1オーム-1cm-1である。 サイクルの回数が或る回数より大きいとして示
されている場合には、この事は示された回数のサ
イクルの後にも色もしくはLuH(Pc)2薄膜の劣化
が観察されず、実験が単に時間的理由もしくは
LuH(Pc)2と関係しないという理由のために終了
された事を意味している。
Table: Quality From this table, ethylene glycol is the best choice, but glycerol can also be used if a slow writing process is acceptable. Therefore, polyhydric alcohols are considered to be the most suitable solvents. Based on the known properties of other solvents, it can be expected that certain polyethers and glymes will be suitable as well. Regarding the selection of conductive salts, these should be sufficiently soluble in the chosen solvent to give as high a conductivity as possible. High conductivity is desirable to limit the IR drop across the cell and thus reduce cathode displacement damage during galvanostatic actuation of the cathode. The salt selected must not react with the components of the cell and must not destroy the electrochromic film. In the case of lutetium diphthalocyanine, if the salt anions are large, they have a tendency to fracture the membrane during the anodic portion of the cycle. For this reason, ionized halides, especially chlorides and fluorides, are considered suitable. The following table gives the results of display cycling experiments for various ethylene glycol based electrolytes with several different conductivity salts. In some cases a proportion of water was added to the ethylene glycol as indicated. For comparison, the conductivity of a 1 molar aqueous solution of NaCl at 20°C is about 10 -1 ohm -1 cm -1 . If the number of cycles is indicated as being greater than a certain number, this means that no color or degradation of the LuH(Pc) 2 thin film is observed after the indicated number of cycles and the experiment is simply due to the temporal reason or
This means that it was terminated for reasons unrelated to LuH (Pc) 2 .

【表】
がれた。
上述の表においては、ポテンシヨスタチツク・
ステツプ・サイクルは保持もしくは消去期間なく
700mV及び0V間にあり、間隔は0.5秒である。ガ
ルバノスタチツク・サイクルは5m秒間で3mA
であり(NaClの場合は1.2mA、10m秒)これに
続いてポテンシヨスタチツク消去が続く。 達成可能な導電率は或る場合、特に塩化ナトリ
ウムの場合は溶媒中の塩の溶解度によつて制限さ
れる。しかしながら導電率はポテンシヨスタチツ
ク・サイクル中において悪影響を与える事なくエ
チレン・グリコール中に25%迄の水を添加する事
によつてかなり増大し得る。 塩化リチウムの如き他の塩はより可溶性ではあ
るが濃度を増大しても導電率は増大しない。テト
ラ・エチル・アンモニウム・フロライド
(C2H54NFは示されたものよりも高い濃度では
可溶性であり、溶解される1モリ当り最高の導電
率を与える。同様に、他のフツ化物と異なつて、
これはセルのガラスを侵食するとは思えない。 同様に導電率は示されたすべての塩に対し温度
と共に増大する。最適の温度範囲は30〜40℃であ
る。この温度範囲は同様に塩化物が導電性塩とし
て使用される時に白金が溶解する傾向を減少す
る。 塩化物が使用される時、銀の参照電極が上述の
如き実験において使用された。しかしながら、フ
ツ化物が使用される時は参照電極を銅に変える必
要がある。 上述の実験はルテチウム・ジフタロシアニンの
電子クロミツク薄膜ですべての場合に行なわれ
た。しかしながら開示された水でない溶媒の使用
によつて固体中の電気的に発生されるラジカルの
種の安定性のために、本発明は錫、すべてのラン
タニド、スカンジウム及びイツトリウム及び同様
に安定な非放射アクチニドの如き他の周知の電子
クロミツク金属ジフタロシアニンでも利点がある
事が予測される。本発明は電子クロミツクである
ジフタロシアニンの任意の置換体でも利点がある
と考えられる。 本発明の詳細な説明は次の本発明に従う電子ク
ロミツク・デイスプレイの2つの好ましい実施例
で終る事にする。 実施例 1 ルテチウム・ジフタロシアニンで被覆された表
示電極を有する第2図に関連して説明された表示
セルは次の組成の電解質で充満された。 エチレン・グリコール <100% 水 痕跡量 NaCl 1モル 上記セルは次のサイクルに従つて2×106サイ
クル駆動された。 書込み:ガルバノスタチツク 1.2mA、10m秒 保持 :50m秒 消去 :ポテンシヨスタチツク+700mV、50
m秒 オフ :50m秒 この期間中温度は20±5℃に保持された。 この時間の終りにおいて、色もしくは薄膜の構
造の劣化は観察され得なかつた。白金の溶解は生
じない。 実施例 2 ルテチウム・ジフタロシアニンで被覆された表
示電極を有する第2図に関連して説明された表示
セルは次の組成の電解質で充満された。 エチレン・グリコール 75% 水 25% NaCl 1モル このセル5×106サイクルの間500m秒間隔
700mV/0Vポテンシヨスタチツク・ステツプ・
サイクルを受けた。薄膜の可視的劣化は生じなか
つた。 実施例 3 ルテチウム・ジフタロシアニンで被覆された表
示電極を有する第2図に関連して説明された表示
セルはエチレン・グリコール中に溶解された2モ
ルのテトラエチル・アンモニウム・フロライドよ
り成る電解質で充満された。 このセルは次のサイクルに従つて3×105サイ
クル間駆動された。 書込み:ガルバノスタチツク 4mA、1m秒 保持 :500m秒 消去 :ポテンシヨスタチツク+600mV、50
m秒 オフ:500m秒 この期間中温度は20±5℃に保持された。この
期間の終りに、色もしくはLuH(Pc)2薄膜の構造
の劣化は観察されなかつたが、セル製造中の誤つ
た処理のために下層のガラス基板からの白金の若
干の剥離が見られた。
【table】
It fell apart.
In the table above, the potentiometer
Step cycles have no hold or erase period
It is between 700mV and 0V, and the interval is 0.5 seconds. Galvanostatic cycle is 3mA for 5ms
(1.2 mA, 10 msec for NaCl) followed by potentiometer cancellation. The achievable conductivity is limited in some cases by the solubility of the salt in the solvent, particularly in the case of sodium chloride. However, conductivity can be increased considerably by adding up to 25% water to ethylene glycol during potentiometer cycling without adverse effects. Other salts, such as lithium chloride, are more soluble but do not increase conductivity with increasing concentration. Tetra ethyl ammonium fluoride (C 2 H 5 ) 4 NF is soluble at concentrations higher than those shown and gives the highest conductivity per molyte dissolved. Similarly, unlike other fluorides,
I don't think this will erode the glass of the cell. Similarly, conductivity increases with temperature for all salts shown. The optimal temperature range is 30-40°C. This temperature range also reduces the tendency of platinum to dissolve when chloride is used as the conductive salt. When chloride was used, a silver reference electrode was used in the experiments as described above. However, when fluoride is used it is necessary to change the reference electrode to copper. The experiments described above were carried out in all cases on electrochromic thin films of lutetium diphthalocyanine. However, due to the stability of the electro-generated radical species in solids through the use of the disclosed non-aqueous solvents, the present invention is suitable for use with tin, all lanthanides, scandium and yttrium, and similarly stable non-radiative It is anticipated that other well-known electrochromic metal diphthalocyanines, such as actinides, would also have advantages. It is contemplated that the present invention would benefit from any substitution of electrochromic diphthalocyanine. The detailed description of the invention concludes with the following two preferred embodiments of electrochromic displays according to the invention. Example 1 The display cell described in connection with FIG. 2 having a display electrode coated with lutetium diphthalocyanine was filled with an electrolyte of the following composition. Ethylene Glycol <100% Water Trace NaCl 1 mole The cell was operated for 2×10 6 cycles according to the following cycle. Writing: Galvanostatic 1.2mA, 10ms hold: 50ms erase: Potentiometer +700mV, 50
msec off: 50 msec The temperature was maintained at 20±5°C during this period. At the end of this time no deterioration of the color or structure of the film could be observed. No dissolution of platinum occurs. Example 2 The display cell described in connection with FIG. 2 having a display electrode coated with lutetium diphthalocyanine was filled with an electrolyte of the following composition. Ethylene glycol 75% Water 25% NaCl 1 mol This cell 5x10 500 msec intervals during 6 cycles
700mV/0V potentiometer step
received the cycle. No visible deterioration of the thin film occurred. EXAMPLE 3 The display cell described in connection with FIG. 2 having a display electrode coated with lutetium diphthalocyanine was filled with an electrolyte consisting of 2 moles of tetraethyl ammonium fluoride dissolved in ethylene glycol. Ta. The cell was driven for 3×10 5 cycles according to the following cycles. Writing: Galvanostatic 4mA, 1ms hold: 500ms erase: Potentiometer +600mV, 50
msec off: 500 msec The temperature was maintained at 20±5°C during this period. At the end of this period, no degradation of the color or structure of the LuH(Pc) 2 thin film was observed, but some delamination of the platinum from the underlying glass substrate was observed due to incorrect handling during cell fabrication. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はルテチウム・ジフタロシアニン錯体の
提案された構造を示した図である。第2図はルテ
チウム・ジフタロシアニンが被覆された表示電極
を有する実験的な表示セルを示した図である。第
3図は1モルのNH4Fを含む水溶液電解質で充満
された第2図の表示セルの電位ステツプ・サイク
ルの開始時における電流の時間変動を示した図で
ある。第4図は105サイクル後の第3図と同一セ
ル中の電流の時間変動を示した図である。第5図
は本発明に従う非水性電解質(エチレン・グリコ
ール中1モルのNH4F)が充満された第2図の表
示セルの電位ステツプ・サイクルの開始時におけ
る電流の時間変動を示した図である。第6図は5
×106サイクル後の第5図と同一セル中の電流の
時間変化を示した図である。第7図はセルが1モ
ルのNaClを含む水溶液電解質で充満された時に
交互のポテンシヨスタチツク/ガルバノスタチツ
ク・ステツプ・サイクルの開始時における第2図
のセルのルテチウム・ジフタロシアニンの光学密
度の時間変動を示した図である。第8図は104
イクル後の第7図と同一セルの光学密度の時間変
動を示した図である。第9図はセルが本発明に従
う水でない電解質(エチレン・グリコール中1モ
ルのNaCl)で充満された時の第7図及び第8図
と同一のステツプ・サイクルの2×106サイクル
の光学密度の時間変動を示した図である。第10
図は第9図と同一ステツプ・サイクル及び同一セ
ルの2×106サイクル後における電位遷移を示し
た図である。 10……ガラス基板、11……表示電極、12
……導電体線、13……パツド、14……ルテチ
ウム・ジフタロシアニン薄膜、15……アクリ
ル・モールド、16……側面フイラ管、17……
熱電対、18……対向電極、19……支持線、2
0……参照電極。
FIG. 1 shows the proposed structure of the lutetium diphthalocyanine complex. FIG. 2 shows an experimental display cell having a display electrode coated with lutetium diphthalocyanine. FIG. 3 shows the time variation of the current at the beginning of a potential step cycle for the display cell of FIG. 2 filled with an aqueous electrolyte containing 1 mole of NH 4 F. FIG. 4 is a diagram showing the time variation of the current in the same cell as FIG. 3 after 10 5 cycles. FIG. 5 shows the time variation of the current at the beginning of a potential step cycle for the display cell of FIG. 2 filled with a non-aqueous electrolyte (1 mole NH 4 F in ethylene glycol) according to the invention; be. Figure 6 is 5
FIG. 5 is a diagram showing the time change of the current in the same cell as in FIG. 5 after ×10 6 cycles. FIG. 7 shows the optical density of lutetium diphthalocyanine in the cell of FIG. 2 at the beginning of an alternating potentiostatic/galvanostatic step cycle when the cell is filled with an aqueous electrolyte containing 1 molar NaCl. FIG. FIG. 8 is a diagram showing the temporal variation of the optical density of the same cell as FIG. 7 after 10 4 cycles. FIG. 9 shows the optical density for 2×10 6 cycles of the same step cycle as in FIGS. 7 and 8 when the cell is filled with a non-aqueous electrolyte (1 molar NaCl in ethylene glycol) according to the invention. FIG. 10th
This figure shows the potential transition after 2×10 6 cycles of the same step cycle and the same cell as in FIG. 9. 10...Glass substrate, 11...Display electrode, 12
... Conductor wire, 13 ... Pad, 14 ... Lutetium diphthalocyanine thin film, 15 ... Acrylic mold, 16 ... Side filler tube, 17 ...
Thermocouple, 18... Counter electrode, 19... Support wire, 2
0...Reference electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 表示電極、対向電極及び電子クロミツク性を
示す金属ジフタロシアニン若しくはジフタロシア
ニンの置換体より成る表示電極層及び前記表示電
極層に接触し、溶媒中に溶解された導電性塩を含
む液体電解質を有する電子クロミツク表示セルに
おいて、前記溶媒は、0乃至25%重量未満の水を
含み、前記電解質は、水酸イオン源を含まないこ
とを特徴とする電子クロミツク表示セル。 2 上記溶媒は多価アルコール、多価エーテルも
しくはグライムもしくはそれ等の混合物である事
を特徴とする上記特許請求の範囲第1項記載の電
子クロミツク表示セル。 3 溶媒はエチレン・グリコールである事を特徴
とする上記特許請求の範囲第1項記載の電子クロ
ミツク表示セル。 4 上記導電性塩は塩化ナトリウムである事を特
徴とする上記特許請求の範囲第1項記載の電子ク
ロミツク表示セル。 5 上記電子クロミツク性を示す金属ジフタロシ
アニン錯体はルテチウム・ジフタロシアニンであ
る事を特徴とする上記特許請求の範囲第1項記載
の電子クロミツク表示セル。
[Scope of Claims] 1. A display electrode, a counter electrode, a display electrode layer made of a metal diphthalocyanine or a substituted product of diphthalocyanine exhibiting electrochromic properties, and a conductive salt in contact with the display electrode layer and dissolved in a solvent. An electrochromic display cell having a liquid electrolyte comprising: wherein the solvent contains from 0 to less than 25% by weight of water, and wherein the electrolyte does not contain a source of hydroxide ions. 2. The electronic chromic display cell according to claim 1, wherein the solvent is polyhydric alcohol, polyhydric ether, glyme, or a mixture thereof. 3. The electronic chromic display cell according to claim 1, wherein the solvent is ethylene glycol. 4. The electrochromic display cell according to claim 1, wherein the conductive salt is sodium chloride. 5. The electrochromic display cell according to claim 1, wherein the metal diphthalocyanine complex exhibiting electrochromic properties is lutetium diphthalocyanine.
JP56166551A 1980-09-20 1981-10-20 Electrochromic indication cell Granted JPS57120919A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8030465 1980-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57120919A JPS57120919A (en) 1982-07-28
JPH0213768B2 true JPH0213768B2 (en) 1990-04-05

Family

ID=10516198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56166551A Granted JPS57120919A (en) 1980-09-20 1981-10-20 Electrochromic indication cell

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS57120919A (en)
DE (1) DE3137281A1 (en)
FR (1) FR2492476B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456337A (en) * 1981-12-07 1984-06-26 Rockwell International Corporation Chemically coupled color-changing display
US4583926A (en) * 1983-10-07 1986-04-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vane structure for vane type air pumps
US4828369A (en) * 1986-05-28 1989-05-09 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Electrochromic device
BE1016754A6 (en) 2005-09-02 2007-06-05 Raemdonck Joris Van METHOD FOR THE PREPARATION OF NATURAL FIBER STRENGTHENED THERMOHARDIC OR THERMOPLASTIC POLYMER COMPOSITES AND THEIR VARIOUS APPLICATIONS AS A CONSTRUCTION MATERIAL.
CN115311967B (en) * 2022-02-17 2023-04-25 郑州航空工业管理学院 Outdoor advertisement cabinet capable of circularly displaying advertisements

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1509953A (en) * 1918-12-30 1924-09-30 Westinghouse Electric & Mfg Co Fan
US3370785A (en) * 1966-06-09 1968-02-27 Gen Motors Corp Fluid flow control mechanism
FR1543035A (en) * 1966-10-25 1968-10-18 Henry Crossley Packings Ltd Projectile belts and their manufacturing process
DE1628286A1 (en) * 1966-10-29 1970-08-20 Eugen Haenle Wing suspension for acial blower
US3512908A (en) * 1968-09-16 1970-05-19 Black & Decker Mfg Co Vane construction for pneumatic device
US3808130A (en) * 1972-06-19 1974-04-30 Dow Corning Self-lubricating bearings and other machine elements and a process for their manufacture
GB1505833A (en) * 1974-12-24 1978-03-30 Plastic Res Lab Wood substitute and preparation thereof
DE2600972A1 (en) * 1976-01-13 1977-03-31 Herbert Prof Dipl Ing Hoelz Self-lubricating radial vane pump - with vanes made from fibre reinforced polymeric materials or carbon and sliding in grooves lined with PTFE

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57120919A (en) 1982-07-28
FR2492476B1 (en) 1987-09-18
DE3137281A1 (en) 1982-05-27
FR2492476A1 (en) 1982-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4427267A (en) Metal diphthalocyanine electrochromic displays and electrolytes therefor
GB1564266A (en) Picture display cell with memory effect
JPS58219527A (en) Electrode containing electric multicolor polymer film and display device using same
US5122896A (en) Electrochromic display device with the counter electrode being preliminarily held in reduced or oxidized state
US5215821A (en) Solid-state electrochromic device with proton-conducting polymer electrolyte and Prussian blue counterelectrode
EP0698226A4 (en) Complementary surface confined polymer electrochromic materials, systems, and methods of fabrication therefor
KR20030040361A (en) Fast-switching reversible electrochemical mirror(rem)
US5332530A (en) Solid gel electrolytic material for modulating light
US5209980A (en) Transparent counterelectrodes
JP2002517799A (en) Electrochrome display device with supply line insulated from electrochrome media
JPH04308819A (en) Solid-phase electro-chromic product
EP0495220A1 (en) Electrolyte material and light modulation devices using the same
JPH0213768B2 (en)
EP0017977B1 (en) Electrochromic display device
US4073570A (en) Electrochromic display device
US5071233A (en) Electrochromic device with oxymethylene-polyoxyethylene electrolyte
EP0995146A2 (en) Electrochromic device
JPS6020754B2 (en) electrolytic display cell
JPS6328289B2 (en)
Bruinink Electrochromic display devices
US5410426A (en) Electrochromic system
US4198124A (en) Electro-optic display device
JPS61238028A (en) Electrochromic element
JPS6063272A (en) Cell type electrochromic display element
JP2650777B2 (en) Method for producing polyaniline