JPS5997189A - エレクトロクロミツク表示素子及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明げ、プロシアンブルー薄膜（以下ＦＢと略す）を
エレクトロクロミンク物質として用いたエレクトロクロ
ミック表示素子（以下Ｅ（３素子と略丁）と、その駆動
方法に関するものである。

ＥＣ素子を駆動する場合、対向を極とエレクトロクロミ
ック電極（以下Ｂｅ電極と略丁）間に電圧會印那するこ
とμ、丁でに知ら扛ている。しかし、］１８Ｃ′磁極と
して、プロシアンブルー薄膜ヲ用いた電極（以下ＦＢ−
ＥＣ電極と略丁）音用いる場合、どのような電圧會印加
丁べきた明確になっていな′Ｖλつだ、また、その対同
電極としてプロシアンブルー薄膜を用いた電極（以下Ｆ
Ｂ対向電極と略丁）をもちいた場合についても、明Ｉｓ
、ＶＣなっていなかった。

不発明では、ｐ、ａ−ＥＯｔ憧と対回＊憧の電極電位を
もとに、両電極間に印加てる電圧全明確にし、新しいＫ
Ｏ材料であるＰＢｉもちいたＰＢ−ＥＣ素子全確災に駆
動すること全目的とし、筐１ζその駆動法をもちいるこ
とに二す確実に駆動するＥＣ素子とすること全目的とし
たものである。

本発明による、ＥＣ素子ならびにその駆動法について、
図面勿参照として一実施例にて、以下に説明する、 プルシアンブルーげ、次の電気化学反応によって看消色
會行う。

ＫＦθ（Ｉｌｌ）Ｆｅ（ロ）（ＯＮ）、　十Ｋ”＋８−
（＃色）　　　ｃ−Ｋ２Ｆθ（ｎ）　Ｆ　ｅ　（１）（
Ｃ”　）６（無色） 上記反応式中、左辺が青色、右辺が無色であり電気化学
的に可逆な酸化還元反応を行う。プルシアンブルー被膜
電極、対極、飽和カロメロ電極（Ｂｏｌｔりを用いた６
極式の駆動においてに、プルシアンブルー被膜電極はＳ
ＣＢに対し、＋０．６Ｖ付近で着色し、−ａ２ｖ付近で
消色する。第１図は３極駆動で、ＩＭＫＯＪｌ　　（Ｐ
Ｈ４，０）’電解液中のプルシアンブルー被膜電極のサ
イクリックポルタモグラムを示す。＋Ｑ、２ｖ付近にピ
ークラ持ち＋０．６ｖ付近で着色が終了し、−０，２Ｖ
付近で消色が終了している。

第２図μ、ＦＢ−４ｉ０素子のＷｒ面図である。１μガ
ラス基板、２ｒＸ透明導電膜、３にＦＢ−ＥＣ電極、４
Ｈ反射板、５げＷＯ，対向電極、６μスペーサー、７ａ
電解質である。ガラス基板１の上に一万μＰＢ−ｖａ電
極５、もう−万にμＷＯ３対同電極５を、それぞれ透明
導電膜２？μさんで設けそれらガラス基板１と、スペー
サー６とによって仕切られた空間に、反射板４を設け、
電解質で満されている。プルシアンブルー被膜げ次の工
うに　５− 作成する。詳しくは特願昭５６−０７９９１２に開示さ
れている。ＨＣｌＯ４にエリＰＨ２に調製した２　０　
ｍＭＦｅ　（ＯＪＯ４）、　溶液と、２０　ｍＭＦｅ（
ＯＮ）６浴液會１．１の容量比で混合し、電解成膜溶液
とする。この醒解成膜浴液に、表示極と′Ｉｔ解成膜の
ための対極を浸し、表示極に一１０μＡ　／　ｃｒＡの
電流密度で電流？流し、電解成膜全行う。表示極の場＠
μ、約９ｒｎＣ／ｃｒＡの電荷密度としている。これに
エリＦＢ−ＥＣ電極３ヶ得るのである。

つぎに駆動方法について説明する。

第１図に示すＰＢ−ＥＣ電極のサイクリックポルタモグ
ラム〃≧ら知れるように、たとえばＰＢ−ＫＯ電極’ｉ
Ｋ、’Ｆｅ”’Ｆθ（ｌｌ’（ＯＮ）６の透明状態とす
るために１ＰＢ−ＦｆＯ電極に対ｓｃＥで＋０．２　Ｖ
以下例えば−〇、２ｖ印加丁れば良いことが分〃する。

又Ｐ　Ｂ　　Ｗ　Ｏｉｉ’Ｑ　ｐ　ＫＦ　ｅ（ｍ）Ｆｅ
（Ｉｌ）（ＯＮ　）ａ　（７）ｆｉｒ　色状態にする為
にμ対ＳＣＦで＋ｏ、　２　Ｖ以下例えば＋〇、７Ｖ印
加丁れ印加−ことが分かる。

今ｐ：ｓ−ｇｃ電極の一状態を出現させる為の印７１Ｄ
電位のうち責な電位Ｖ、　ｋ例えば＋Ｏ；７［Ｖ］に設
　６− 定する。もう−状態を出願させる為の印加電位丁なわち
卑な電位Ｖ、′に−０，２Ｖとする。以上対ＳＯＥの値
である。

又Ｗ０３対向を極５における電極電位は測定の結果対５
ＯＦｉでＥ＝＋０．２［Ｖｌで６ツ７ｖ。

以上ＦＢ−ＦｊＯ１！極の貴卑２つの電位Ｖ、　、　Ｖ
、及びＷＯ，対向電極５の電位Ｅを丁べてＳＯＫ基準で
見たものである。

次に実際の駆動において１、参照電極５ＯＦｉを用いず
、ＦＢ−Ｅ１３を極と対向電極間の二億駆動が合理的で
ある。この場合対向電極を基準にしてＦＢ−Ｋ（１！電
極に何Ｖ印加したら良いかを考える必要がある。すなわ
ちＰＢ−Ｅ（：１４極３會電位Ｖ。

の状態にするにμ、■、−ｍ−十０．５［Ｖｌ會、同じ
く電位ｖ２の状態にするには、ｖ、　−Ｅ　＝　−Ｑ、
　ａ　［ｖ〕ｋ　、ＷＯｓ対向電極５に対してＦ　Ｂ　
−Ｋ　Ｏ電極６に印刀口しなくてμならない。第８図は
、その駆動波形を示した電圧波形図である。ｅ、　ｙｌ
＋　０．５　〔ＶＥ　ｔｅ、７１−０．４　［Ｖｌ、　
Ｇｌｑ　０．０　［：ｖｌ、　’ｅｔｒ［１，５［：ｓ
ｌ。

ｔ２μｍ、　０　［Ｓ］、　ｔ３μｍ、５〔Ｓ〕　であ
る。対向′醒極に対して、十０．５　［Ｖｌの電圧ｉ　
１．５　［Ｓ］印加し、次に１．０　［８］の間′電圧
を印加せず、さらに次の１、５　［ｓｌＯ間、−ｏ、ａ
［ｖ］ｉ印加Ｌ７ｔ。ｔ、ノ間にＦＢ−ＥＣ３電極を、
電位ｖｉの状態に、ｔ３の間に電位Ｖ、の状態にするこ
とができた、 第４図げ、ＦＢ−Ｅｃ＋電極とＦＢ対対向他極よるＦＢ
−ＫＯ累子の断面図である。１ｒ′Ｘガラス基板、２は
透明導電膜、３μＦＢ−Ｂｅ電極、６はスペーサー、７
μ電解質、８に対向基板、９μＦＢ対同電極である。ガ
ラス基板１の上に、’ＰＢ−ｆｆｉｏ電極３とＰＥ対同
電極９を、透明導電膜２をμさんで設け、スペーサ−６
、対向基板８とによって仕切ら−ｉ″Ｌ、た空間に、ｉ
ｔ電解質両電極に接するように設けられている。

つぎに駆動法について説明する。ＦＢ−ＥＯｉ１極の一
状態における責な電位ｖ１＝＋０．５［ｖ〕、もう−状
態における卑な電位Ｖ、＝　−０，１［：Ｖ：ｌ　　と
する。またＰＥ対同電極９における電極電位Ｅ−＋０．
３［Ｖｌである。これエリＦＢ−Ｂｅ電極３會電位ｖ１
の状態にするには、Ｖ、−に−＋０．２［Ｖｌ、同じく
電位Ｖ２の状態にするに１ｑＶ２−Ｅ＝−０，４［Ｖ］
’ｉ、ＰＥ対同電極に対してＰＢ−Ｂｅ電極に印加しな
くてほならない。第５図μ、その駆動波形を示した電圧
波形図である。０３μ＋０．２［Ｖｌ、０４μｍ０．４
［ＶＥＧ＆’；ＪＱ、０［Ｖｌ、ｔ、　ｉ　１．５　［
Ｓ］、ｔｉ　’ｌ’Ｘ　１．５　［Ｓ］　Ｔある。ＰＥ
対同電極９に対し１ＰＢ−ＫＯ’＠、極５Ｖｃｔ４の間
＋０．２［：Ｖｌ、ｔ５の間−０，４［Ｖ］金印加した
。

ＰＢ−ＰＣ電極μ℃４の間に電位Ｖ、の状態に、■。

の間に電位ｖ２の状態にすることができた。

本発明によるＰＢ−ＦｉＯ素子の駆動法ならびにその駆
動法金もちいたＦ　Ｂ　−Ｅ　Ｏ累子は、ＦＢ−１！ｉ
０電極の二状態における責な電極電位■１と、卑な電極
電位Ｖ、と、対向電極電位Ｅをもとに、二状態における
両電極に印加すべき電圧を明確にすることができ、新し
い材料であるＰＢをもちいたＦＢ−ＦｉＯ素子全確実に
駆動することができるという効果をＭする。

＠６図は、ＦＢ−ＫＣ素子の断面図である。１はガラス
基板、２は透明導電膜、３μＦＢ−Ｂｅ電極、４μ反射
板、５σＷＯｓ対同電極、６μスペ　９− 一す−、７げ電解質である。ガラス基板１の上に、−万
はＰＢ−ＥＣ電極、もつ−万にはＷｏ３対回′喧極葡、
それぞれ透明導電膜２才μさんで設け、それらガラス基
板１とスペーサー６によって仕切られた空間に、反射板
４を設け、電解’ｌ　７で満されている。

つぎに駆動法について説明する。ＰＢ−ＥＣ’＠極物質
の、着色状態における電極電位汀、責な電位ｖ、　−＋
ａ、６［ｖｌで、消色状態における電極電位は、卑な電
位Ｖ、＝−０，２［Ｖｌである。またＷＯ３対同電極物
質における、可逆的電気化学反応が吋能な電極電位の最
大値Ｅ、げ、＋０．３［Ｖｌ、最小値Ｅ。

は、−０，４［Ｖｌである。したがって、ＦＢ−Ｆ３０
電極３を着色状態にするにば、Ｖｌ−Ｅ、　＝＋　０．
５［７３以上、同じく消色状態にするＫは、Ｖ、　−Ｋ
２＝十０．２［Ｖ］以下の電圧２ｗｏ３対向電極５に対
してＰＥ−Ｂｏｉｌ極６に印加しなくて汀ならない。

本ＦＢ−ＷＣ素子の駆ｔｎには、着色状態にする時１１
１ｃ＋　０．３　［Ｖ］以上である＋０．８［Ｖｌ、消
色状態にする時に框十α２〔ｖ〕以下である、−０，１
、［Ｖ］會１０− 印加した、 第７図は、ＦＢ−Ｅｃ１！Ｌ極とＰＢ対同′電極による
ＰＢ−ＥＣ素子の断面図である６　１Ｖ：ｉガラス基板
、２は透明導電膜、３ｒＩＰＢ−ＥＣ電極、６はスペー
サー、７ｒＩ電解質、８μ対向基板、９はＰＢ対対電電
極ある。ガラス基板１の上に、ＰＢ−ＥＣ電極３と、Ｐ
ＢＢ向電極９會、透明導電膜２をμさんで設け、スペー
サー６、対同基板８とに工っで仕切られた空間に電解質
’ｉ、ＦＢ−ＥＣ電極３とＦＢＢ向電極９に接する工う
に設けられている。

つぎに駆動法について説明する。第２図でも説明Ｌ７’
Ｃとおり、ＦＢ−Ｂｅｔ極でｙ−１ｖ１＝　＋０．６　
〔Ｖ〕ｖｔ　”’　　Ｏ−２［ｖｌ　である。またＦＢ
Ｂ向電極の可逆的電気化学反応の可能な電極電位の最大
値Ｅ１＝十１．３　［Ｖｌ、最小値Ｆｉ、　＝　−０，
，２〔ｖｌである。したがってＦＢ−ＦｉＯ電極３を着
色状態にするＫに、Ｖ＋　　Ｋｔ　＝−０，７［Ｖｌ　
　以上、同じく消色状態にするにＩ’ｍ、Ｖ、−Ｅ、＝
　０．０　［Ｖ］以下の電圧？、ＰＢＢ向電極に対して
、ＦＢ−ＥＣ電極に印刀口しなくては々らない。したが
って、このＰＢ−ＩＤＣ素子でに、ＰＢ対同電他に対し
てＰＢ−ＢＣ電憧へ、着色状態の時−０，７［Ｖ］以上
である＋０．２［Ｖｌ、消色状態の時０．０　［Ｖ］以
下である−０．６　［Ｖｌを印加した。第８図μ、その
駆動波形である。θ、−＋０．２　［Ｖｌ、　　ｅ６＝
−０，７［Ｖｌ、　Ｇ＝Ｏ〔Ｖｌ、ｔ６−５［渡］、ｉ
；７−５［：渡〕　である。この駆動法にエリ、上記Ｆ
Ｂ−ＥＣ素子を駆動し、１ｏ６サイクル駆動できた。

第９図は、ＦＢ−Ｆ２Ｃ’区極と、ＰＢ対対電電極有す
るＰＢ−ＥＣ素子の断面図である。１μガラス基板、２
げ透明電極、３ｒｘＰＢ−ｗｃ電１ｍ、４は反別板、６
μスペーサー、７′μ電解質、９μＰＢ対向畦極である
。ガラス基板１の上に、−万はＰ　Ｂ−Ｗ　Ｃｆ４Ｊｄ
ｉ　５、もう−万に１ＦＢ対同電極９會、透明導′醒膜
２ヶμさんで設け、それらガラス基板１とスペーサー６
に−よって仕切られた空間に反別板４を設け、ＰＢ−Ｅ
Ｃ電極３とＰＢＢ向電極９に接する工うに電解質が設け
ら扛ている。

つぎに駆動法について説明する。第７図でも説明したと
おり、ＦＢ−ｗｏ１１１極のＶ、　＝　＋０．６　［Ｖ
：］。

Ｖｔ＝−０，２［Ｖｌ　テあり、’Ｅ７ｊＰＢ対同電極
ノＥ＋＝＋１．３　［Ｖｌ、　ｌｎ、＝−０，２（Ｖｌ
　　である。し罠がってＦＢ−１！ｉｏ’４極３を着色
状態にするにμ、ｖｌＬ　＝　　”　７　［Ｖ］以上、
消色状態にするにＤｚ　ｖｔ−Ｅｔ　＝　０．０　［Ｖ
］以下の電圧金、ＦＢＢ向電極９に対してＦＢ−１１０
電極３へ印加しなくてはならない。したがって、このＦ
Ｂ−ＲＣ素子にｉ、ＦＢＢ向電極９に対してＦ　Ｂ　−
Ｋ　Ｏ電極３へ、着色状態の時−０，７［Ｖ］以上であ
る−０．２［Ｖｌ、消色状態の時ＣＬ　Ｏ［Ｖ］以下で
ある一ｔ　ｏ　［Ｖ］全印加した。

第１０図μ、この’ＰＢ−Ｂｅ素子を駆動した駆動回路
全示す電気回路図である。１０に０．２　［Ｖｌの定電
圧電源、１１に１．０〔ｖｌの定電圧電源、１２μ５．
０　［Ｖｌの定電圧電源、１ｘｒｔｓ［Ｖ］駆動のリレ
ー、１４ぼスイッチ、１５１１−ｆｆＰＢ−Ｂｅ電極用
出力端子、１６μＦＢ対向電極用出力端子である。

定電圧電源１０と定電電源１１の正電圧出力端子は接続
されＦＢＢ向電極用端子１６に接続されている。また定
電圧電源１０の負電圧出力端子はり１５− レー１３の一万の入力端子に、定電圧電源１１の負電圧
出力端子ｉ　１Ｊレー１３のもう一万の入力端子に、そ
れぞれ接続されている。リレー１３のコイル入力端子の
一万μ、スイッチ１４に、もう−万の入力端子ば、定電
圧電源１２の正電圧出力端子に、′また、スイッチ１４
のもう一万の端子汀、定電圧電源１２の正電圧出力端子
に接続されている。スイッチ１４全オン、オフさせるこ
とにエリ、リレーが切り変り、ＦＢ−ＥＣ電極出力端子
１５には、ＦＢＢ向電極出力端子１６に対して、−０，
２［Ｖｌと−１，ｏ　［ｖｌの電圧が出力される。

以上述べたように本発明によるＰＢ−ＦｉＯ素子の駆動
法ならびに、その駆動法をもちい７ζＰＢ−ＥＣ素子汀
、ＦＢ−ＥＯ電極物質と対同電極物質の特性音もとに、
両電極間に印加する電圧全明確にすることかでき、新し
いＥＣ材料であるＦＢ全もちいたＦ　Ｂ＝−１１０素子
會確実に駆動することができるという効果金有する。

１４−

【図面の簡単な説明】

第１図Ｈ１ＰＪＩ膜のサイクリックポルタモグラム、第
２図はＢｅ素子全示す断面図、第３図は第２図で示すＥ
ＣＣ素子部駆動た電圧波形図、第４図はＦＢ対対電電極
有するＥＣ素子の断面図、第５図げ第を図で示す’ＭＣ
ＭＣ金子全駆動電圧波形図、第６図はＥＣ素子を示す断
面図、第７図μＦＢ対回′醒極會有するＥＣ素子の断面
図、第８図に第７図で示すＥＣ素子を駆動した電圧波形
図、第９図μＰＢ対同！極を有するＥＣ素子の断面図、
第１０図μ第８図で示すＥＣ素子を駆動した電気回路図
である。 １・・・ガラス基板　２・・・透明導％膜　３　・ＦＢ
−ＥＣＣ他極４・・・反射板　５・・・ＷＯ３対同１！
極　６・・・スペーサー　７・・・電解質　８・・・対
同基板９・・ＦＢＢ向電極　１０・・・０．２　［Ｖ］
定邂圧電源１１・・・１．０　［Ｖ］定電圧電源　１２
・・・５．０　［Ｖ］足電圧電源　１３・・・リレー　
１４・・・スイッチ　１５・・・ＦＢ−ＥＣ電極出力端
子　１６・・・対同電極出力端子　”Ｉ　＋０２＋’３
３＋θ４＋ｅ５１θ５　”’Ｐ　Ｂ　　Ｗ　Ｃ″％極印
７ＪＩ］電圧　ｔｌ　＋　ｔ２　＋　ｔ３　ｔ　ｔ、　
＋　ｊ！ｌ　＋　ｔ６　＋　ｔ７　　・・・時間、であ
る。 以　　　上 出願人　株式会社第二祠工合 第２図 Ｏγ　ｌ 第３図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一つ以上の対同電極と、プルシアンブルー薄膜の
   形成された一つ以上のエレクトロクロミック電極と、そ
   れら両電極に接する電解質を有するエレクトロクロミン
   ク表示素子の駆動方法において、プロシアンブルーエレ
   クトロクロミック電極物質の二状態における責な電極電
   位ｋｖｘ、卑な電極電位ｋＶｔとし、対向電極電位ＱＢ
   とした場合、プロシアンブルーエレクトロクロミック電
   極ｋ　−状態にする時にｔ’！、Ｖｌ−Ｅ以上の電圧を
   、又他の一状態にする時にはＶ、−Ｆｔ以下の電圧全各
   々対向電極に対してプロシアンブルーエレクトロクロミ
   ック電極に印加すること？特徴とするエレクトロクロミ
   ック表示素子の駆動方法。 （２、特許請求の範囲第１項において対向１１極とＵ゛
   、てプロシアンブルー薄膜の形成された対向電極を用い
   ることを％徴としたエレクトロクロミック表示素子の駆
   動方法。 （３）ｔ￥ｊ許請求の範囲第１項において、対向電極物
   質の可逆的電気化学反応が可能な対向電極電位の最大ｉ
   ＊　ｋ　Ｉｔ　、同じく最小値ｋｉｔとした場合、プロ
   シアンブルーエレクトロクロミック電極全着色状態にす
   る時にｒＩＶ＋　　ｇ、以上の電圧を、又消色状態にす
   る時にはｖｌｌ　　’ｈ以下の電圧上対向電極に対して
   プロシアンブルーエレクトロクロミック電極に印加する
   ことを特徴とするエレクトロクロミック表示素子の駆動
   方法。 （４）特許請求の範囲第３項において対向電極としてプ
   ロシアンブルー薄膜が形成された対向電極電位いること
   を特徴とするエレクトロクロミック表示素子の駆動方法
   。 （５）一つ以上の対同電極とプルシアンブルー薄膜の形
   成された一つ以上のエレクトロクロミック電極と、それ
   ら両電極に接する１１ｇ、解質全有するエレクトロクロ
   ミンク表示素子において、プロシアンプルーエレクトロ
   クロミツク電極物質の二状態における責な電極電囲をｖ
   ｌ、卑な電極電位上Ｖ。 とし、対向電極電位ｉＥとした場合、プロシアンブルー
   エレクトロクロミック電極上−状態にする時にμＶ、−
   に以上の電圧を、又他の一状態にする時ににＶ、−に以
   上の電圧を、又他の一状態にする時にμＶｔ−に以下の
   電圧を各々対間′屯極に対してプロシアンブルーエレク
   トロクロミックｔｉに印加すること全特徴とするエレク
   トロクロミンク表示素子。