JPS5828312B2 - 電気化学的表示装置の動作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気化学的表示装置の動作方法に関するもので
ある。

溶液性の電解質に酸化還元により着色する。

例えばビオローゲンの臭化物のような物質、あるいは金
属を析出する物質を加え、透明な表示極の電位をこれら
物質の析出領域と溶解領域との間に保つことにより、そ
れぞれ書き込みあるいは消去を行なうことは既に行われ
て来ている。

この場合、着色物質、あるいは金属の析出溶解は、流す
電気量に比例して行なわれ、応答も速く、表示が見る角
度に影響されることもなく、析出物は反対方向に電流を
流さぬ限り溶解しないので記憶作用がある特徴を有する
が、析出溶解を可逆的に行なうために、電位をサイトリ
アクションの行なわれないように正確に制御する必要が
あるとか、消費電力が液晶表示装置に較べて大きいとか
、あるいは電解質が液体であることに伴なう漏液などの
欠点を有していた。

本発明は、イオン導電体層の片側に電気化学的電荷受授
によって像形成と消去が可逆的に繰返されて表示が行な
われる表示極を配し、かつ上記イオン導電体層の他の片
側に対極を配した電気化学的表示装置において、上記イ
オン導電体層に高イオン導電はを有するＡｇ＋イオンあ
るいはＣ１＋イオン導電注固体電解質を、また、上記対
極にＰｔあるいはＰｄ族の金属黒、活性炭を主体とする
カーボンの中から選ばれた材料をそれぞれ用い、通電に
よる像形成時、上記対極で電荷受授が行われない分極性
電極としての動作を行わせ、像消去に際しては、上記表
示極と上記対極を短絡して上記対極に蓄えられた電荷を
放電させることによって像消去を行うことを特徴とする
もので、これにより漏液の問題をなくした上で、特に消
費電力の低減を図るものである。

以下に図面を用い本発明の説明を行う。

まず、本発明の実施例における表示装置を第１図、第２
図に示す。

図において、１は表示極であり、これは透明で金属の析
出、溶解を行なっても電気化学的に不活性な物質、例え
ば酸化錫Ｓ ｎＯ２にアンチモンＳｂをドープしたもの
、酸化インジュームＩｎ ２０３に錫Ｓｎをドープした
もの、あるいは白金Ｐ１または金ＡＵを薄く蒸着したも
のを用いる。

酸化錫Ｓ ｎＯ２を主体とするものは、塩化錫５ｎＣＩ
４と塩化アンチモンＳｂＣ■３の塩酸水溶液を約４００
℃に加熱したガラス４あるいは固体電解質２上に滴下し
熱分解して作成し、酸化インジュームＩｎ２Ｏ３も同様
に塩化インジュームＩｎＣｌと塩化錫５ｎＣＩ２の塩酸
水溶液から滴下熱分解して作成する。

蒸着金属表示極もガラス４あるいは固体電解質２上に蒸
着する。

固体電解質２はカチオン伝導はを有したもので、Ａｇ３
ＳＩ ｔ、 ＲｂＡｇ４Ｉ５ 、 Ａｇ１ｇ１１５Ｐ２
０７ 。

Ａｇ７Ｉ、ＰＯ２，ＡｇＡｌ１，０１□、Ａｇ６Ｉ４Ｗ
Ｏ４，ＫＡｇ４ ＣＮＩ４ ＋のようなＡｇ＋イオン導
電は固体電解質、あるいはＣＬ１７ Ｃ６Ｈｌ ２ Ｎ
４ ＣＨ３Ｂ ｒＢ 、Ｃｕ ７ Ｃ６Ｈｌ ２ Ｎ２
（ＣＨ５）２Ｂ ｒ９のようなＣｕ＋イオン導電は固体
電解質を粉末成型したものを用いる。

厚さは０．５ ｍｍ位がよい。それより薄いと析出銀に
よる短絡の恐れがあり、又厚くなるといたずらにオーム
抵抗損失を増大する。

なおここで上記Ｃｕ＋イオン導電は固体電解質としての
Ｃｕ ７ Ｃａ Ｈｔ ２ Ｎ４ ＣＨａ Ｂｒｇ 。

Ｃｕ７Ｃ６Ｈ１２Ｎ２ （ＣＨ３）２Ｂｒｇについて説
明する。

Ｃｕ７Ｃ６Ｈ１２Ｎ４ＣＩ（Ｊ３ｒ３はＣｕＢｒにＣ６
Ｈ１２Ｎ４ＣＨ３Ｂ ｒすなわち〈トにゝ矢・ＣＨ３Ｂ
ｒを分子比で７二Ｎ＝と−Ｊ １の割合になるように加えることにより得られる。

またＣｕ７Ｃ６Ｈ１□Ｎ２（ＣＨ５）２Ｂｒ９は同じ＜
ＣｕＢｒに□棒 ＣａＨｔ□Ｎ２（ＣＨ３Ｂｒ）２すなわちＢｒＣＨ３・
ＮＮ−ＣＨ３Ｂｒ℃−ノ を分子比で７＝１の割合になるように加えることにより
得られる。

銀塩を用いる場合、紫外線による固体電解質の分解を防
ぐためガラス４を褐色に着色させる。

３は分極性の対極で、電子伝導性をもちかつ電気化学的
に不活性な表面積の大きい物質、例えば白金またはパラ
ジウム族の金属ブラックあるいは経済的見地から椰子殻
炭のような活性炭を主体としたカーボン粉末と固体電解
粉末とを混合成型したものが普通用いられる。

これら白金またはパラジウム族の金属ブラックおよび活
性炭は５００〜１５００ｍ’／ ｇの比表面積を有する
ものが適している。

５は対極３の中に埋込まれたネット状集電板、６は樹脂
枠で内部への水分の滲入を防ぎ、構成材料を保持するた
めのものである。

１′および５′は表示極および分極性の対極のためのリ
ードである。

つぎにこの表示装置の作動原理を説明する。

表示極１を陰極として電流を流すと、流れた電気量に比
例した金属の析出が起り、表示極が黒く着色する。

一方この際対極３では、その単位表面積当りの電気量に
比例して上昇する端子電圧が表示極に用いた固体電極質
の分解電圧（Ａｇ＋イオン導電は電解質の場合約０．６
７Ｖ、Ｃｕ＋イオン導電注電解質の場合約０．６０Ｖ）
以下である限り、電気化学的反応が起らず界面にアニオ
ンが蓄積し、対極には正の電荷が蓄積していわゆる分極
現象が生ずる。

対極には前述のような粉末を成型して用いているため、
対極全体としての真の表面積が犬でしたがって表示極で
の像形成にあずかった電気量による対極の端子電圧の上
昇を固体電解質の分解電圧以下にとどめることが充分可
能である。

第３図左側に像形成時に流した全電気量に比例して対極
の端子電圧が上昇することを示す。

以上のように表示極に像形成するに当たっては、対極の
端子電圧が電解質の分解電圧に達する迄の範囲内で行な
われる。

なお対極の端子電圧が電解質の分解電圧を越えると対極
上ではアニオンの電荷受授が行われるようになり、それ
以上の電荷の蓄積は行われない。

つまり、端子電圧が分解電圧以下であれば、対極は大容
量のコンデンサとして作用し、その容量は単位容積当り
の静電容量で約１０Ｆ／ｃ１１ｔに達する。

これに分解電圧を掛けた値が通電可能な電気量で、それ
以下の通電ならば、この装置の作動に支障は起らない。

この端子電圧は、通電を止めると電圧（ＩＲ＋表示極の
分極電圧）ドロップ分だけ低下するが、その状態で長時
間保持される。

実験では、分解電圧近くまで通電して止めたもので９０
〜９８％／月の保持であった。

保持力は電子伝導性が小さな電解質を用いるほど大きい
。

逆に電子伝導性が大きいほど電圧低下が大きく、放電し
た電気量だけ析出金属は酸化消失する。

消去は端子を短絡して行なう。対極に蓄積した電気量は
、析出金属が溶解するに要する電気量に全く等しいので
、短絡により消失を行なうことが可能となる。

理論的には電流が流れなくなるには無限時間を要するこ
とになるが、電流が完全に流れ終らずに金属が表示極に
僅かに残っていても透明性を回復するので短時間で消去
を完了する。

第３図右側に短絡による消去を行ったときの経過時間と
消去電流との関係を示す。

なお第３図は室温（２５℃）下で測定した場合を示す。

なおここで、表示極の書込みがなされた状態と消去がな
された状態をコントラストで表すと１対１０以上となり
肉眼による表示の読取りに充分なものとなる。

以上のように本発明によると、表示装置がすべて固体の
材料からなっていて漏液の心配がない上に、表示消去に
電力が不要となり、従来の表示装置の約半分の通電量及
び消費電力となる。

これらは１／１０のコントラストでそれぞれ１５ｍＣ／
Ｃｒ？Ｌ及び７．５ ｍＪ ／−であり、表示記憶作用
があるので、従来の液晶表示装置の消費電力数ｔｔＷ／
ｃｒ？ｔに較べても１時間以上の表示では消費エネルギ
ーが少ない利点がある。

また、液晶のように見る角度による影響を受けないとい
う利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における電気化学的表示装置の
縦断面図、第２図は同上面図、第３図は書込み時の通電
電気量と端子電圧との関係および消去時の経過時間と消
去電流との関係を示す図である。 １・・・・・・表示極、２・・・・・・固体電解質、３
・・・・・・分極性電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イオン導電体層の片側に電気化学的電荷受授によっ
   て像形成と消去が可逆的に繰返されて表示が行なわれる
   表示極を配し、かつ上記イオン導電体層の他の片側に対
   極を配した電気化学的表示装置において、上記イオン導
   電体層に電子伝導性の小さなＡｇ＋イオンあるいはＣｕ
   ＋イオン導電導電体固体電解質い、また、上記対極にＰ
   ｌあるいはＰｄ族の金属黒、活性炭を主体とするカーボ
   ンの中から選ばれた材料を用い、通電による像形成時、
   上記対極で電荷受授が行われない分極は電極としての動
   作を行わせ、像消去に際しては、上記表示極と上記対極
   を短絡して上記対極に蓄えられた電荷を放電させること
   によって像消去を行うことを特徴とする電気化学的表示
   装置の動作方法。