JPH0726089B2 - Electrochromic display device - Google Patents

Electrochromic display device

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JPH0726089B2
JPH0726089B2 JP60044366A JP4436685A JPH0726089B2 JP H0726089 B2 JPH0726089 B2 JP H0726089B2 JP 60044366 A JP60044366 A JP 60044366A JP 4436685 A JP4436685 A JP 4436685A JP H0726089 B2 JPH0726089 B2 JP H0726089B2
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JP
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group
display device
aryl
alkyl
electrochromic display
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保孝 清水
敏彦 上野
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示装置、特に有機エレクトロクロミック
(EC)材料を用いるエレクトロクロミック表示装置(以
下ECDと略す)に関するものである。
The present invention relates to a display device, particularly an electrochromic display device (hereinafter abbreviated as ECD) using an organic electrochromic (EC) material.

有機EC材料を用いる有機型ECDは、多色化が可能、画像
が鮮明等の原理的長所の故にその実用化が期待されてい
るが、現在まだ実用化には到っていない。その主な理由
の第1は、動作安定性の不充分さにある。従来提案開発
中の代表的有機ECDは、EC材料としてビオロゲンを用い
たものである(文献アプライド・フィジクス・レターズ
(Appl.Phys.Lett.23(1973),P64)が、安定に動作す
るON−OFF繰返し寿命は我々の試験結果でも105回程度で
あり、実用に最低必要とされる寿命106回に比べ不十分
である。この動作劣化の原因は発色−消色(ON−OFF)
に伴うビオロゲンの析出−再溶解現象の可逆性不完全性
に基因すると言われているが厳密なことは不明である。
第2の理由は、表示色がビオロゲン型固有の紫色一色で
あり、表示色多様化の市場要求に十分に対応できない点
である。またビオロゲンの紫色は標準表示色としては必
ずしも適切でない点も市場に受入れられない原因の一つ
となっている。
Organic ECDs that use organic EC materials are expected to be put to practical use because of the principle advantages such as multicoloring and clear images, but they have not yet been put to practical use. The first of the main reasons is insufficient operational stability. A typical organic ECD that has been proposed and developed is one in which viologen is used as an EC material (Reference Applied Physics Letters (Appl.Phys.Lett.23 (1973), P64)), which operates stably. According to our test results, the OFF repeat life is about 10 5 times, which is insufficient compared to the minimum life required for practical use of 10 6 times.The cause of this operation deterioration is coloring-erasing (ON-OFF).
It is said that this is caused by the reversible incompleteness of the viologen precipitation-redissolution phenomenon that accompanies the above, but its strictness is unknown.
The second reason is that the display color is a single purple color peculiar to the viologen type, and it cannot fully meet the market demand for display color diversification. Further, viologen's purple color is not always suitable as a standard display color, which is one of the reasons why it is not accepted in the market.

本発明の目的は、表示装置に適切な表示色を有し、かつ
可逆発色・消色動作も安定で動作電圧が低い新規な有機
型ECDを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel organic ECD having a display color suitable for a display device, stable reversible coloring / decoloring operation, and low operating voltage.

すなわち、本発明は電気化学的に可逆発色・消色が可能
な有機材料及び支持電解質を溶解した溶液と、前記溶液
を挾持する一対の電極基板とを含むエレクトロクロミッ
ク表示装置において、前記有機材料として下記化合物
(I) 〔式中、Rはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、
アラルキルオキシ基、アラルキルチオ基、シクロアルキ
ルオキシ基、シクロアルキルチオ基または を、R1,R2は水素原子、アルキル基、アリール基、ハロ
ゲン原子、ニトロ基または−COR基を、R3,R4は水素原
子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはシク
ロアルキル基を表わす。
That is, the present invention is an electrochromic display device comprising a solution in which an organic material and a supporting electrolyte capable of electrochemically reversible color development / decoloration are dissolved, and a pair of electrode substrates sandwiching the solution, wherein the organic material is Compound (I) below [In the formula, R is an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group,
Aryloxy group, alkylthio group, arylthio group,
Aralkyloxy group, aralkylthio group, cycloalkyloxy group, cycloalkylthio group or , R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, a nitro group or a --COR group, and R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a cycloalkyl group. Represent.

置換基R,R1,R2,R3,R4において、アルキル鎖、アリール
環は置換されていても良い。〕 を一種または二種以上含むことを特徴とするエレクトロ
クロミック表示装置である。
In the substituents R, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , the alkyl chain and the aryl ring may be substituted. ] It is an electrochromic display device characterized by containing 1 type (s) or 2 or more types.

化合物(I)において置換基Rとしては、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘプチル
基、オクチル基などの分岐状または直鎖状のアルキル
基、フェニル基、トルイル基、ブチルフェニル基、エト
キシフェニル基、ブトキシフェニル基、ヘキシルオキシ
フェニル基などのアリール基、メトキシ基、エトキシ
基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基
などの分岐状または直鎖状のアルコキシ基、メトキシエ
トキシ基、エトキシプロポキシ基、ヘキサフルオロイソ
プロポキシ基、オクタフルオロペントキシ基などの置換
アルコキシ基、フェノキシ基、エチルフェノキシ基、ブ
チルフェノキシ基、ペンチルフェノキシ基、オクチルフ
ェノキシ基、メトキシフェノキシ基、ブトキシフェノキ
シ基、クロルフェノキシ基、メトキシメチルフェノキシ
基、ジメチルフェノキシ基、ジメトキシフェノキシ基な
どのアリールオキシ基、エチルチオ基、プロピルチオ
基、ブチルチオ基、ヘキシルチオ基などのアルキルチオ
基、フェニルチオ基、メトキシフェニルチオ基、メチル
フェニルチオ基などのアリールチオ基、ベンジルオキシ
基、メチルベンジルオキシ基、エトキシベンジルオキシ
基、クロルベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基、α
−メチルベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基、
ベンジルチオ基、メチルベンジルチオ基、メトキシベン
ジルチオ基などのアラルキルチオ基、シクロヘキシルオ
キシ基、シクロペンチルオキシ基、ブチルシクロヘキシ
ルオキシ基、ブトキシシクロヘキシルオキシ基などのシ
クロアルキル基、シクロヘキシルチオ基、メチルシクロ
ヘキシルチオ基などのシクロアルキルチオ基、アミノ
基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミ
ノ基、ヘキシルアミノ基、ジエタノールアミノ基、アニ
リノ基、トルイジノ基、ブチルアニリノ基、ヘキシルア
ニリノ基、ブトキシアニリノ基、ジメチルアニリノ基、
ジメトキシアニリノ基、クロルアニリノ基、シアノアニ
リノ基、N−エチルアニリノ基、ベンジルアミノ基、エ
チルベンジルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などの
アミノ基、R1,R2は水素原子、メチル基、エチル基、ブ
チル基などのアルキル基、フェニル基、メチルフェニル
基、ジメチルフェニル基などのアリール基、クロル原
子、臭素原子、フッ素原子などのハロゲン原子、ニトロ
基またはRが前記の意味を有する−COR基が具体的な置
換基としてあげられる。
In the compound (I), the substituent R is a branched or linear alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, heptyl group, octyl group, phenyl group, toluyl group, butyl group. Aryl group such as phenyl group, ethoxyphenyl group, butoxyphenyl group, hexyloxyphenyl group, methoxy group, ethoxy group, butoxy group, hexyloxy group, branched or linear alkoxy group such as dodecyloxy group, methoxyethoxy Group, ethoxypropoxy group, hexafluoroisopropoxy group, substituted alkoxy groups such as octafluoropentoxy group, phenoxy group, ethylphenoxy group, butylphenoxy group, pentylphenoxy group, octylphenoxy group, methoxyphenoxy group, butoxyphenoxy group, Chlorfenoki Group, methoxymethylphenoxy group, dimethylphenoxy group, dimethoxyphenoxy group and other aryloxy groups, ethylthio group, propylthio group, butylthio group, hexylthio group and other alkylthio groups, phenylthio group, methoxyphenylthio group, methylphenylthio group, etc. Arylthio group, benzyloxy group, methylbenzyloxy group, ethoxybenzyloxy group, chlorobenzyloxy group, phenethyloxy group, α
An aralkyloxy group such as a methylbenzyloxy group,
Aralkylthio group such as benzylthio group, methylbenzylthio group, methoxybenzylthio group, cyclohexyloxy group, cyclopentyloxy group, butylcyclohexyloxy group, cycloalkyl group such as butoxycyclohexyloxy group, cyclohexylthio group, methylcyclohexylthio group, etc. Cycloalkylthio group, amino group, ethylamino group, diethylamino group, dibutylamino group, hexylamino group, diethanolamino group, anilino group, toluidino group, butylanilino group, hexylanilino group, butoxyanilino group, dimethylanilino group ,
Amino groups such as dimethoxyanilino group, chloranilino group, cyanoanilino group, N-ethylanilino group, benzylamino group, ethylbenzylamino group and cyclohexylamino group, R 1 and R 2 are hydrogen atom, methyl group, ethyl group, butyl group Specific examples include an alkyl group such as, a phenyl group, a methylphenyl group, an aryl group such as a dimethylphenyl group, a chlorine atom, a bromine atom, a halogen atom such as a fluorine atom, a nitro group or a -COR group in which R has the above meaning. It can be mentioned as a substituent.

次に本発明を図面とともに説明する。図は、本発明の表
示装置の一例を示す断面図である。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of a display device of the present invention.

図において、1,2はガラス基板,3はITO(インジウムチン
オキサイド)膜、又は酸化スズ(SnO2)膜からなる表示
電極、4はITO、SnO2又はステンレス、白金等の金属膜
又はカーボン又は鉄錯体とカーボンの混合物をプレスし
た膜から成る対向電極、5は有機EC材料及び支持塩を溶
解せしめたEC溶液、6はアルミナ等のセラミック薄板又
は高分子薄板の如き多孔質性光散乱体である。電極基板
はガラス基板と電極から成っている。前記多孔質性光散
乱体としては、酸化チタン(TiO2)、アルミナ(Al
2O3)の如き絶縁性、もしくは半導体白色粉末を用いて
もよい。前記EC溶液材料として溶媒は極性が大きく電気
化学的に安定なものであれば用いる事ができ、例えばプ
ロピレンカーボネイト、ジメチルフォルムアミド、N−
メチル−2−ピロリドン等の非水溶媒が用いられる。
In the figure, 1 and 2 are glass substrates, 3 is a display electrode made of an ITO (indium tin oxide) film or tin oxide (SnO 2 ) film, and 4 is a metal film such as ITO, SnO 2 or stainless steel, platinum, or carbon or A counter electrode composed of a film obtained by pressing a mixture of an iron complex and carbon, 5 is an EC solution in which an organic EC material and a supporting salt are dissolved, and 6 is a porous light scatterer such as a ceramic thin plate such as alumina or a polymer thin plate. is there. The electrode substrate is composed of a glass substrate and electrodes. Examples of the porous light scatterer include titanium oxide (TiO 2 ), alumina (Al
An insulating or semiconductor white powder such as 2 O 3 ) may be used. As the EC solution material, any solvent can be used as long as it has a large polarity and is electrochemically stable. For example, propylene carbonate, dimethylformamide, N-
A non-aqueous solvent such as methyl-2-pyrrolidone is used.

支持塩としては第4級アンモニウムと過塩素酸ClO4、ハ
ロゲン、フルオロボレートBF4、フルオロフオスフェイ
トPF6との塩などの第4級アンモニウム塩が用いられ、
0.05〜1.0モル/の濃度で使用される。
As the supporting salt, a quaternary ammonium salt such as a salt of quaternary ammonium with ClO 4 , perchlorate, halogen, fluoroborate BF 4 , and fluorophosphate PF 6 is used.
Used at a concentration of 0.05 to 1.0 mol /.

また、化合物(I)で表わされる化合物としては、たと
えば次のものがあげられる。
Further, examples of the compound represented by the compound (I) include the following.

一般式(I)の化合物は、通常、0.01〜1.0モル/の
濃度で用いられる。
The compound of general formula (I) is usually used at a concentration of 0.01 to 1.0 mol / l.

一般式(I)の化合物は、たとえば、Methoden der Org
anischen Chemie 3C,1979(Georg Thieme Verlag発
行)に記載された方法に従って製造することができる。
Compounds of general formula (I) are, for example, Methoden der Org
anischen Chemie 7 3C, 1979 can be prepared according to the method described in (Georg Thieme Verlag publishing).

電気化学的に可逆発色・消色可能な有機材料として本発
明の化合物を単独で用いれば表示電極と対向電極間に表
示電極が負電圧になったときに発色させる表示装置を構
成できる。更に本発明の化合物と逆極性、すなわち表示
電極が正電圧になつたときに前記本発明の化合物と異な
る色相に発色する化合物(O型化合物)と混合し、表示
電極に印加する電圧の極性を制御することで表示色を変
える事が可能である。
When the compound of the present invention is used alone as an organic material capable of electrochemically reversible color development / decoloration, a display device can be constructed which develops a color between the display electrode and the counter electrode when the display electrode has a negative voltage. Further, the compound of the present invention is mixed with a compound having a polarity opposite to that of the compound of the present invention (O-type compound) that develops a hue different from that of the compound of the present invention when a positive voltage is applied to the display electrode. It is possible to change the display color by controlling.

前記O型化合物としてはテトラチアフルバレン(TT
F)、ピラゾリン誘導体、ジフェニルアミン誘導体、フ
ルオレン誘導体等が知られている。
As the O-type compound, tetrathiafulvalene (TT
F), pyrazoline derivatives, diphenylamine derivatives, fluorene derivatives and the like are known.

次に実施例により、本発明を説明する。Next, the present invention will be described with reference to examples.

実施例1 表示電極及び対向電極を設けられた表示装置に、プロピ
レンカーボネートにテトラブチルアンモニウムアイオダ
イドを0.3モル/及び化合物No.1を0.03モル/の濃
度になるように溶解した溶液を封入した。
Example 1 A display device provided with a display electrode and a counter electrode was filled with a solution prepared by dissolving tetrabutylammonium iodide in propylene carbonate at a concentration of 0.3 mol / m and compound No. 1 at a concentration of 0.03 mol / m.

表示装置の表示電極及び対向電極間に表示電極側が負電
圧となるように電圧1.2〜1.5Vが印加すると、表示面は
白色背景上に鮮明な青色(λmax596nm)の発色を示し、
電圧を0Vまたは極性を逆にすると消色する。
When a voltage of 1.2 to 1.5 V is applied between the display electrode and the counter electrode of the display device so that the display electrode side becomes a negative voltage, the display surface shows a vivid blue (λmax596nm) color on the white background.
The color disappears when the voltage is 0 V or the polarity is reversed.

本装置の発色・消色繰返し動作テストを行ったところ、
非常に高い安定性を示した。
When the repeated coloring / decoloring operation test of this device was conducted,
It showed very high stability.

実施例2〜5 実施例1において、化合物No.1を下記の化合物に変え
て、他は実施例1と同様にして行い、下表の結果を得
た。動作安定性はいずれも良好であった。
Examples 2 to 5 In Example 1, except that the compound No. 1 was changed to the following compound, the same procedure as in Example 1 was carried out, and the results shown in the following table were obtained. The operational stability was good.

実施例6 表示電極と対向電極が設けられた表示装置に、プロピレ
ンカーボネートにテトラブチルフルボロレートを0.3mol
/,化合物No.1を0.02mol/及び2−アミノフルオレ
ンを0.02mol/の濃度になるように溶解した溶液を封入
した。
Example 6 In a display device provided with a display electrode and a counter electrode, 0.3 mol of tetrabutylfulborolate was added to propylene carbonate.
A solution in which 0.02 mol / of compound No. 1 and 0.02 mol / of 2-aminofluorene were dissolved was enclosed.

表示装置の表示電極及び対向電極間に表示電極側が負電
圧となるように電圧−1.5〜2.0Vを印加すると、表示面
は白色背景上に鮮明な青色の発色を示し、電圧を0V又は
+0.5V程度印加すると消色した。更に表示電極が正電圧
となるように電圧+1.5〜2.0Vを印加すると、青色の発
色が得られ、電圧を0V又は−0.5V程度印加すると速やか
に消色した。
When a voltage of −1.5 to 2.0 V is applied between the display electrode and the counter electrode of the display device so that the display electrode side has a negative voltage, the display surface shows a vivid blue color on a white background and the voltage is 0 V or +0. The color disappeared when about 5V was applied. Further, when a voltage of +1.5 to 2.0 V was applied so that the display electrode had a positive voltage, a blue color was obtained, and when a voltage of about 0 V or -0.5 V was applied, the color rapidly disappeared.

実施例7 実施例6の2−アミノフルオレンのかわりに4,4′−ビ
ス(ジメチルアミノ)ジフェニルアミン0.02モルを用い
た以外は実施例7と同一に構成した表示装置は、表示装
置に正電圧を印加した場合、緑の発色が得られた以外は
実施例6と同じ効果が得られた。
Example 7 A display device having the same configuration as in Example 7 except that 0.02 mol of 4,4′-bis (dimethylamino) diphenylamine was used in place of 2-aminofluorene of Example 6 was used. When applied, the same effects as in Example 6 were obtained except that green color was obtained.

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

図は本発明の一実施例を示す図である。図中1,2はガラ
ス基板,3は表示電極,4は対向電極,5はEC溶液,6は多孔質
性光散乱体である。
The figure shows an embodiment of the present invention. In the figure, 1 and 2 are glass substrates, 3 is a display electrode, 4 is a counter electrode, 5 is an EC solution, and 6 is a porous light scatterer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気化学的に可逆発色・消色が可能な有機
材料及び支持電解質を溶解した溶液と、前記溶液を挾持
する一対の電極基板とを含むエレクトロクロミック表示
装置において、前記有機材料として下記化合物(I)を
一種または二種以上含むことを特徴とするエレクトロク
ロミック表示装置。 〔式中、Rはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、
アラルキルオキシ基、アラルキルチオ基、シクロアルキ
ルオキシ基、シクロアルキルチオ基または を、R1,R2は水素原子、アルキル基、アリール基、ハロ
ゲン原子、ニトロ基または−COR基を、R3,R4は水素原
子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはシク
ロアルキル基を表わす。 置換基R,R′,R1,R2,R3,R4において、アルキル鎖、アリ
ール環は置換されていても良い。〕
1. An electrochromic display device comprising a solution in which an organic material capable of electrochemically reversible color development and decolorization and a supporting electrolyte are dissolved, and a pair of electrode substrates sandwiching the solution, wherein the organic material is An electrochromic display device comprising one or more of the following compounds (I). [In the formula, R is an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group,
Aryloxy group, alkylthio group, arylthio group,
Aralkyloxy group, aralkylthio group, cycloalkyloxy group, cycloalkylthio group or , R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, a nitro group or a -COR group, and R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a cycloalkyl group. Represent. In the substituents R, R ′, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , the alkyl chain and the aryl ring may be substituted. ]
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