JPS6010063B2 - display device - Google Patents

display device

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JPS6010063B2
JPS6010063B2 JP51018096A JP1809676A JPS6010063B2 JP S6010063 B2 JPS6010063 B2 JP S6010063B2 JP 51018096 A JP51018096 A JP 51018096A JP 1809676 A JP1809676 A JP 1809676A JP S6010063 B2 JPS6010063 B2 JP S6010063B2
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JP
Japan
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display
electrode
present
display device
nitrogen compound
Prior art date
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Expired
Application number
JP51018096A
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Japanese (ja)
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JPS52100382A (en
Inventor
信幸 吉池
繁雄 近藤
正一 深井
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気化学的に酸化還元可能な表示材料*と支持
電解質とを電気化学的に不活性な溶媒に溶解した電解液
を用い、該電解液に少なくとも2個以上の電極を接触さ
せてなる表示装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses an electrolytic solution in which an electrochemically redoxable display material* and a supporting electrolyte are dissolved in an electrochemically inert solvent. The present invention relates to a display device in which electrodes of the present invention are brought into contact with each other.

従釆この様な装置は、文献(Appl.Phが.Let
t.、2〆 64(1973))に詳細に記載されてい
る。
Such a device is described in the literature (Appl.Ph.Let
t. , 2, 64 (1973)).

該装置は、表示材料として、ヘプチルバイオロゲンフロ
マィドを使用し、下記第m式による電気化学反応式を利
用して色表示、消去を行っている。すなわち、最初、無
色状態で電解液中に溶解しているバイオロゲン化合物(
i)が、電気化学的に還元をうけ、カチオンモノラジカ
ルとなり、紫色を呈し水に不熔性の塩(ii}を生成し
、表示電極表面上に析出し、色表示を可能としている。
一方、該化合物(ii)は、可逆的に酸化されるので、
例えば、表示極の樋性を反転することにより、初期物質
(i)を再生し色消去を可能としたものである。しかし
、本装置における色表示は、ラジカル物質であるため電
解液中の溶存酸素などによって極めて容易に自己消滅し
てしまし、溶存する酸素を充分除去しないかぎり、表示
像の記憶作用を悪くする。さらに表示、消去の電気化学
的反応に関して、その可逆還元電位が狭いため、表示極
に対する印加電圧を規制し、電気化学反応を可逆電位領
域内で進行させないと、表示装置の寿命を長くできない
。このために、前述の表示極の電位を規制するための基
準電極を、表示極「対極の他に備える必要があり、該装
置の駆動回路も極めて複雑となるなど、種々の欠点ある
いは因難な問題を有しているものである。発明者らは、
上述の問題点を解消するため先にヨウ素イオンと複索環
式化合物イオンX由を使用し下式‘2}の可逆酸化還元
反応を行ない黒かつ色の生成物(X13)を表示極上に
析出、消去させ色表示消去を行なわしめることにより、
綾記憶時間が長くかつより単純化された装置を提供した
This device uses heptyl viologen furomide as a display material, and performs color display and erasure using an electrochemical reaction formula according to the m-th equation below. That is, the biologen compound (which is initially dissolved in the electrolyte in a colorless state)
i) undergoes electrochemical reduction and becomes a cation monoradical, producing a purple-colored, water-insoluble salt (ii), which is deposited on the surface of the display electrode, making color display possible.
On the other hand, since the compound (ii) is reversibly oxidized,
For example, by reversing the channel properties of the display electrode, the initial material (i) can be regenerated and color can be erased. However, since the color display in this device is a radical substance, it is extremely easily self-extinguished by dissolved oxygen in the electrolyte, and unless the dissolved oxygen is sufficiently removed, the memory effect of the displayed image will be impaired. Furthermore, since the reversible reduction potential of electrochemical reactions for displaying and erasing is narrow, the life of the display device cannot be extended unless the voltage applied to the display electrode is regulated and the electrochemical reaction proceeds within the reversible potential region. For this reason, it is necessary to provide a reference electrode for regulating the potential of the display electrode described above in addition to the counter electrode of the display electrode, and the drive circuit of the device becomes extremely complicated, resulting in various drawbacks and problems. The inventors have a problem.
In order to solve the above problem, first, a reversible redox reaction of the following formula '2' was carried out using iodine ions and polycyclic compound ions X, and a black and colored product (X13) was precipitated on the top of the display. , by erasing the color display,
A simpler device with longer memory time is provided.

本発明は先に提案した装置と同じ原理で複索環式化合物
イオンとして、4ーベンゾィルピリジニウムィオンを用
いることでより長い塚記憶時間を有し、また、着色濃度
の高い、すぐれた表示作用を具備できる表示装置を提供
することを目的とする。
The present invention uses 4-benzoylpyridinium ion as a polycyclic compound ion based on the same principle as the previously proposed device, and has a longer mound storage time, as well as excellent display with high color density. It is an object of the present invention to provide a display device that can provide functions.

本発明の表示、消去原理についてより詳細に説明すると
本表示は上式■において、ヨウ素イオン(1)の電気化
学的酸化反応で表示極上に生成したヨウ素(12)が電
極近傍のヨウ素イオンと複素環式窒素化合物陽イオンX
+とで安定した銭体X13を形成し、該錯体が水溶液に
不溶性であるので表示極表面上にとどまり、黒かつ色の
色表示を可能とし、同時に表示記憶作用を有するもので
ある。
To explain in more detail the display and erasing principle of the present invention, this display is based on the above equation (2), in which iodine (12) generated at the top of the display by an electrochemical oxidation reaction of iodine ions (1) interacts with iodine ions near the electrodes. Cyclic nitrogen compound cation X
+ forms a stable body X13, and since the complex is insoluble in an aqueous solution, it stays on the display surface, making it possible to display black and other colors, and at the same time having a display memory function.

一方、電極の極性を反転することにより、析出した鍔体
は可逆的に還元されて、初期のヨウ素イオンと穣素環式
窒素化合物陽イオンに戻り、色消去が可能となるもので
ある。以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明す
る。
On the other hand, by reversing the polarity of the electrode, the precipitated collar body is reversibly reduced and returns to the initial iodine ions and cyclonitrogen compound cations, making it possible to erase the color. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using Examples.

第1図、第2図は本発明の表示装置の一実施例であり第
1図はその平面図、第2図はその1一r線断面図を示し
たものである。1はガラスなどからなる透明基板、2は
対極用銀電極、3はマスクで表示部分のみ透過で見るこ
とを可能としている。
1 and 2 show an embodiment of the display device of the present invention, with FIG. 1 being a plan view thereof and FIG. 2 being a sectional view taken along the line 11r. Reference numeral 1 denotes a transparent substrate made of glass or the like, 2 a silver electrode for a counter electrode, and 3 a mask which allows only the displayed portion to be seen through transmission.

4は表示極パターンでSn02,ln203,Pt,A
uなどを用いた透明電極であり第1図に示した様な表示
セダメント4a〜4gをもっている。
4 is the display pole pattern Sn02, ln203, Pt, A
It is a transparent electrode using U or the like, and has display cements 4a to 4g as shown in FIG.

各表示セグメントはリード部4a′〜4g′を介して外
部端子4a″〜4g″に通じている。各リード部は、絶
縁性膜(Si02AI203等)7で被覆されている。
5はスベーサで、6は電解液8の注入孔で、電解液注入
後は密封されている。
Each display segment communicates with external terminals 4a''-4g'' via lead portions 4a'-4g'. Each lead portion is covered with an insulating film (Si02AI203, etc.) 7.
5 is a spacer, and 6 is an injection hole for electrolyte 8, which is sealed after the electrolyte is injected.

ここで使用した電解液8は例えばハロゲン化複索環式窒
素化合物とKIとを含有する水溶液である。
The electrolytic solution 8 used here is, for example, an aqueous solution containing a halogenated polycyclic nitrogen compound and KI.

この表示装置で、表示極4を正極とし、対向銀電極を負
極として、両極間に直流電圧を印加すると、ヨウ素と複
秦環式窒素化合物とからなる錨体が正極に析出し、その
着色体により像表示がなされ、印加電圧を取除いたあと
も、表示像は記憶状態で残されるものである。
In this display device, when the display electrode 4 is used as a positive electrode and the counter silver electrode is used as a negative electrode, and a DC voltage is applied between the two electrodes, an anchor body consisting of iodine and a multi-hata cyclic nitrogen compound is deposited on the positive electrode, and the colored substance is An image is displayed, and even after the applied voltage is removed, the displayed image remains in a memorized state.

ここで、両極間に逆電圧を印加すると「正極上の鍵体は
各イオンに解離して電解液中に溶解し、像の消去が行な
われるものである。このような表示装置に用いる電気化
学的に可逆的な酸化還元機能を有する表示材料としては
、一定電気量の通電を受けたとき、像表示のコントラス
ト(光透過率の変化の割合)が大となるほど好ましく、
また像の記憶時間が長いほど好ましい。
When a reverse voltage is applied between the two electrodes, the key on the positive electrode dissociates into individual ions and dissolves in the electrolyte, erasing the image. As a display material having a reversible oxidation-reduction function, it is preferable that the contrast (rate of change in light transmittance) of image display becomes larger when a certain amount of electricity is applied.
Moreover, the longer the image storage time, the more preferable.

発明者らは、かかる特性について、本発明にもとずく複
秦環式窒素化合物と本発明者らが先に提案した複素環式
窒素化合物について、特性比較試験を行なった。結果を
第1表に示すものである。
The inventors conducted a property comparison test regarding such properties between the multihata cyclic nitrogen compound based on the present invention and the heterocyclic nitrogen compound previously proposed by the present inventors. The results are shown in Table 1.

第1表 ここで、化合物1〜4は先に提案した後素環式窒素化合
物であり、化合物5〜9は本発明にもとずく複秦環式窒
素化合物である。
Table 1 Here, compounds 1 to 4 are the polycyclic nitrogen compounds proposed above, and compounds 5 to 9 are the polycyclic nitrogen compounds according to the present invention.

各実測値は、従来の複素環式窒素化合物の一つであるN
−エチルピリジニウムアィオダィドの特性値を基準とし
て、これに対する比率で比較してある。
Each actual value is N, which is one of the conventional heterocyclic nitrogen compounds.
- Comparisons are made based on the characteristic values of ethylpyridinium iodide in terms of their ratios.

ここで用いた電解液は、ハロゲン化複素環式窒素化合物
0.1Mol/そ(0.1Mol/そで溶解しないもの
は飽和状態)、KIOO.2Mol′〆を含有する水溶
液である。
The electrolytic solution used here was a halogenated heterocyclic nitrogen compound 0.1Mol/so (0.1Mole/so that does not dissolve is in a saturated state), KIOO. It is an aqueous solution containing 2Mol'.

また試験セルの電極間間隔は同一としてある。第1表の
第1欄に示す後記億時間比とは、同一電気量(10mc
′の)を通電して像表示を行ない、その後電圧印加を取
り除いたのち、同一面積での光透過率が一定値に達する
までに消去が行なわれるに要する時間の比率を表わす。
Furthermore, the spacing between the electrodes of the test cells was set to be the same. The post-recording time ratio shown in the first column of Table 1 refers to the same amount of electricity (10mc
It represents the ratio of the time required for erasing until the light transmittance in the same area reaches a certain value after power is applied to display the image, and then the voltage application is removed.

また第2欄の光透過率変化比とは、同一電気量**(l
owc′の)を通電したときの同一面積での光透過率の
大小の比率を表わすものである。
In addition, the light transmittance change ratio in the second column refers to the same amount of electricity**(l
owc') represents the ratio of light transmittance in the same area when current is applied.

第1表に明らかなように、本発明にもとずく分子の基本
骨格に、ペンゾィルピリジニウムをもつ複素環式窒素化
合物は、先に提案したそれと比べ、すぐれた性能を有し
ている。
As is clear from Table 1, the heterocyclic nitrogen compound having penzoylpyridinium in the basic molecular skeleton based on the present invention has superior performance compared to that proposed previously. .

殊に分子の基本骨格が、2−ペンゾィルピリジニウム、
3ーベンゾイルピリジニウムあるいは4ーベンゾィルピ
リジニウムをもつ場合、これらを比較すると4ーベンゾ
ィルピリジニウム系の複素環式窒素化合物がすぐれてい
た。
In particular, the basic skeleton of the molecule is 2-penzoylpyridinium,
In the case of 3-benzoylpyridinium or 4-benzoylpyridinium, when these were compared, the 4-benzoylpyridinium-based heterocyclic nitrogen compound was superior.

また、第1表では、複素環式窒素化合物のハロゲン塩と
して、沃素あるいは臭素化物の例を示してあるが、他の
ハロゲン元素を用いることもできる。
Further, although Table 1 shows examples of iodine or bromide as the halogen salt of the heterocyclic nitrogen compound, other halogen elements can also be used.

本発明に係わる物質の他の典型的な例としては、ベンゾ
ィルピリジニウムィオン種として、第2表に示すものが
あげられる。
Other typical examples of substances according to the present invention include those shown in Table 2 as benzoylpyridinium ion species.

第2表 本発明は、更には式 において、置換基公,,R2は例示以外の置換基を用い
ることができる。
Table 2 In the present invention, substituents other than those exemplified may be used for R2 in the formula.

本発明に係わる複素環式窒素化合物は、通例の方法によ
り製造できるが、R,をアルキル基とする場合、他の置
換基と比べ合成収率が高い傾向にあった。
The heterocyclic nitrogen compound according to the present invention can be produced by a conventional method, but when R is an alkyl group, the synthesis yield tends to be higher than when using other substituents.

また、特性上、R,がアルキル基である場合、ァルキル
基の炭素数がますと、電解液中への溶解度が低下する傾
向がみられた。
Furthermore, due to the characteristics, when R is an alkyl group, the solubility in the electrolyte tends to decrease as the number of carbon atoms in the alkyl group increases.

この場合、望ましくは炭素数1から8を有するアルキル
基が良好であった。以上、本文に記載するように、本発
明は、表示コントラストにすぐれ、像記憶時間が長く、
寿命安定性に富んだ電気化学的方法による表示装置を提
供できる。
In this case, an alkyl group having preferably 1 to 8 carbon atoms was preferable. As described above, the present invention has excellent display contrast, long image storage time,
It is possible to provide a display device using an electrochemical method that is highly stable over a lifetime.

また、この装置は、電気化学的に制御可能な、色フィル
ター、光モジュレータ等、光可変素子として広く応用で
き、工業的価値の大なるものである。
Furthermore, this device can be widely applied as electrochemically controllable light variable elements such as color filters and light modulators, and has great industrial value.

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

第1図は本発明の一実施例における表示装置の平面図、
第2図は第1図の1−1′線における断面図である。 1…・・・透明基板、2・・・・・・銀電極、8・・…
・ハロゲン化複秦環式窒素化合物とKIとを含有する水
溶液。 第1図 第2図
FIG. 1 is a plan view of a display device in an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view taken along line 1-1' of FIG. 1. 1...Transparent substrate, 2...Silver electrode, 8...
- An aqueous solution containing a halogenated double cyclic nitrogen compound and KI. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電気化学的に可逆酸化還元可能な表示用材料として
、少なくともヨウ素イオンと次式で示される4−ベンゾ
イルピリジニウムイオン▲数式、化学式、表等がありま
す▼ (式中R_1はアルキル基、R_2はクロル基またはメ
チル基を示す)を電解液中に含有させたことを特徴とす
る表示装置。
[Claims] 1. As display materials that can be electrochemically reversibly redoxed, there are at least iodine ions and 4-benzoylpyridinium ions represented by the following formula ▲ mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (in the formula, R_1 is A display device characterized in that an alkyl group (R_2 represents a chloro group or a methyl group) is contained in an electrolytic solution.
JP51018096A 1976-02-20 1976-02-20 display device Expired JPS6010063B2 (en)

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JPS52100382A JPS52100382A (en) 1977-08-23
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