JPS601609B2 - エレクトロクロミツク表示素子 - Google Patents

エレクトロクロミツク表示素子

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JPS601609B2
JPS601609B2 JP51091064A JP9106476A JPS601609B2 JP S601609 B2 JPS601609 B2 JP S601609B2 JP 51091064 A JP51091064 A JP 51091064A JP 9106476 A JP9106476 A JP 9106476A JP S601609 B2 JPS601609 B2 JP S601609B2
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JP
Japan
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electrode
front electrode
compound
voltage
electrochromic
Prior art date
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Expired
Application number
JP51091064A
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English (en)
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JPS5317355A (en
Inventor
正親 矢口
陽弘 加藤
茂雄 藤野
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.)
Dai Nippon Toryo Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Toryo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Toryo Co Ltd filed Critical Dai Nippon Toryo Co Ltd
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Publication of JPS601609B2 publication Critical patent/JPS601609B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はェレクトロクロミック(以下ECと略称する)
化合物を用いて像を表示するようにしたEC表示素子に
関するものである。
周知のようにEC化合物とは電子の授受によつて可逆的
に酸化還元反応を起こし、酸化状態と還元状態では異な
った色を呈する物質である。
したがってそのEC化合物に部分的に酸化還元反応を起
こさせれば、この反応を起した部分のみが変色するため
他の部分との色の相違によってパターン表示を行なうこ
とができる。一般に、このようなEC化合物に酸化還元
反応を起こさせるために、直流電圧を印加している。す
なわち、透明な基板上にパターン状に形成された透明な
前面電極とこの透明電極と対向する後面電極との間にE
C化合物を挟持し、その前面電極と後面電極の間に直流
電圧を印加し、前面電極のパターンに対応した部分のE
C化合物に還元もしくは酸化反応を起こさせ、その部分
のEC化合物を変色させることによって表示を行なうの
である。さらにこの表示を消去するためには、表示を行
なう時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加しその部分
のEC化合物を元の状態に復帰せしめていた。しかしな
がら、このような方法によると電圧の極性を反転させる
回路が必要となるため、特に多くの表示部を有する時計
等の素子においては、回路が複雑となり大型化してしま
うという問題があつた。
しかしながら、特開昭52一100381号に示すよう
に本発明者等の実験によれば、還元性EC化合物をェマ
ルジョン、顔料等を分散させた溶液中に溶解させてなる
EC組成物を、そのEC組成物から酸化性雰囲気を本質
的に追放した後、少なくとも一方が透明な相対向する一
対の電極を有するセル内に封入し、その一対の電極を介
して着色電圧を印加し続けると、初期は陰極表面部分の
還元性EC化合物が還元され、陰極表面部分のみが還元
状態の還元性EC化合物の色に着色するが、その後徐々
に陰極表面部分の還元反応が陽極表面部分の酸化反応よ
り律遠状態となり、最終的には素子全体が還元状態の還
元性EC化合物の色に着色し、この着色状態は着色電圧
を除去しても永久的に継続する状態になる。
このように還元状態の還元性EC化合物の色に着色した
EC表示素子において、透明な前面(表示側)電極を陽
極とし、後面電極を陰極として電圧を印加すると、陽極
側の還元性EC化合物が酸化され、還元怪EC化合物の
色が消え、隠ベイ剤であるェマルジョンや顔料の色が表
われる。ここで電圧を除去すると再び陽極側はもとの還
元状態の還元性EC化合物の色にもどる。従って前面電
極を所望のパターン状に形成しおくと、駆動電圧のオン
オフのみによって所望のパターン表示と消去を行うこと
ができる。なお、上記還元性EC化合物とは、可逆的に
酸化還元反応を起し、かつ空気中に存在した状態、すな
わち酸化状態では、無色透明もしくはそれに近い淡色を
呈し、その酸化状態から還元された、還元状態では濃く
着色するEC化合物をいう。このような駆動方法を採用
したEC表示素子は、構造や作用の類似している液晶素
子に比して、寿命が長い、駆動電圧が低い、コントラス
トが良い、応答が速い、製造が簡単である、駆動回路が
簡単である等の数々の利点を持っているにもかかわらず
、液晶素子に比べて消費電力が大きいという欠点を有し
ており、そのために腕時計等の電源を内蔵するものの表
示には使用するのが困難であった。本発明はこのような
事情に鑑みて、低電力で作動させることのできるEC表
示素子を提供することを目的とするものである。
従来、酸化インジウムや酸化スズ等の透明前面電極に対
する後面電極としてはアルミニウム等の反射性電極や化
学的に安定な金や銀が使用されていたが、本発明は上記
EC表示素子において、この後面電極の材質を適当に選
択することによって動作電圧が極めて低くなり、かつそ
の時の電流値も極めて小さくなることを発見したことに
基づくものであり、本発明のEC表示素子は銅、スズ、
鉄、鉛、およびそれを主成分とする合金のうちの1つで
あり、かつ前面電極とは異なる金属によって形成された
後面電極を使用するようにしたことを特徴とするもであ
る。
本発明者等の実験によれば上記のような金属を後面電極
として使用することによって素子の駆動電圧が大中に低
下する。
これは前面電極と後面電極に使用される金属の酸化還元
電位の差によって前面電極と後面電極の間に、EC組成
物を介在させた一種の電池が形成され、その電池の電位
差がEC化合物の酸化還元に寄与するものと考えられる
。上記金属を主成分とする合金としては例えば黄鋼、丹
鋼、青銅、アルミニウム青銅、ベリリウム青銅、リン青
銅、パーマロィ、スズー鉛合金等がある。
また、上記金属およびその金属の中でも篭銅、丹銅、鉄
、スズ−鉛合金等が上記効果及び表示寿命のうえで望ま
しい。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図はEC表示素子に使用する一般的なセルの構造を
示す断面図であり、1は透明な前面電極3を有する透明
基板、2は前面電極3と相対向する後面電極4を保持す
る基板であり、両基板1,2はスべ−サー5を介して適
当な間隙6をおいて相対向せしめられている。本発明の
EC素子はこのようなセル内に、ェマルジョンや顔料を
分散させた溶液中に還元性EC化合物を溶解させてなる
EC組成物を、その組成物から酸化性雰囲気を追放して
封入し、着色電圧を印加して還元性EC化合物を還元状
態にし、組成物全体を還元状態の還元性EC化合物の色
に着色せしめてなるEC表示素子において、前記前面電
極を酸化インジウムもしくは酸化スズのうちのいずれか
一方で形成し、後面電極を前面電極とは異なる金属でか
つ銅、スズ、鉄、鉛およびそれらの金属を主成分とする
合金からなる群から選択される金属の一つによって形成
したことを特徴とするものである。
前面電極3として面抵抗1000/c流の酸化インジウ
ムを使用し、後面電極4としてベリリウム銅を使用して
電極間距離(間隙6)を100仏に設定して第1図に示
すようなセルを作製し、このセルにr・r′ージメチル
ビピリジニウムブロマィドと酸化チタンを水に対してそ
れぞれ2.0重量%、2の重量%添加してなるEC組成
物を注入し、周囲をェポキシ系樹脂で封止して本発明の
一実施例のEC表示素子を作製した。
このEC表示素子に、前面電極がマイナス、後面電極が
プラスになるようにして、電圧を徐々に上昇させながら
電圧を印加した。
この時の電圧電流特性を第2図に曲線Aで示す。このE
C素子はa点に示す0.2V、1肌Aで着色を始めb点
に示す0.4V、20のAで着色度が飽和した。本明細
書ではこの着色度が飽和に達する時の電圧を着色電圧と
称することにする。次に上記と全く同様にして、後面電
極が銅、黄鋼、丹鋼、リン青銅、ベリリウム鋼、鉄、パ
ーマロィ、スズ−鉛合金、スズ、鉛(以上本発明による
)アルミニウム、チタン、ジルコニウム、金、酸化イン
ジウム(以上本発明外)を後面電極としてEC素子を作
製した。
さらに前面電極として面抵抗100/鮒の酸化スズ、後
面電極として丹鋼、鉛、パーマロィを使用し上記と同様
な素子を作製した。これらの各素子の着色電圧とその時
の電流値の測定結果を以下の表に示す。
また、比較のために前後両軍極ともに酸化インジウムで
ある場合の電流電圧特性を第2図に曲線Bで示した。こ
の素子はc点1.8V、2wAで着色を始め、d点2V
、24のAで着色度が飽和に達した。この表から明らか
なように本発明による素子は着色に要する電力(着色電
圧×その時の電流値)が本発明以外のものに比べて大中
に低下している。例えば従来最も汎く使用されている前
面、後面電極とも酸化インジウムの場合に比して1/1
0以下の電力で着色することができた。また特に前面電
極として酸化インジウムを使用し、後面電極として黄鋼
乃至丹鋼を使用した場合、あるいは前面電極として酸化
スズを使用し、後面電極として丹銅を使用した場合には
着色電圧を全くかけすに着色できた。次に表に示した着
色電圧を各素子に2分間隔で樋性を反転しながら24時
間印加し、素子全体がほぼ均一に、y・y′ージメチル
ビピリジウムフロマィドの還元状態の色である青紫色と
なるようにした後、前面電極がプラス、後面電極がマイ
ナスになるようにして、電圧を印加したところ、表示面
の青紫色が消えて酸化チタンの白色が出て表示がなされ
た。
この駆動電圧とその時の消費電力を表の右側に示す。表 なお「一般に着色した拡散型EC素子は電極がどのよう
な金属であっても0.2V〜0.7V程度の低電圧で駆
動(表示をON−OFF)することができるが、ある一
定の電圧以下で駆動すると数時間のうちにコントラスト
が低下し表示が消えてしまう。
例えば前面電極、後面電極ともに酸化インジウムである
素子をIVで駆動したところト初期は一定コントラスト
の表示がなされたが、4時間でコントラストが低下し、
表示が見えなくなってしまった。表に示した駆動電圧は
このようなコントラストの低下を来たさないで長時間駆
動することのできるスレッショルド電圧を示すものであ
る。
表から明らかなように、本発明によるEC素子の駆動電
圧および消費電力は例えば前面電極「後面電極ともに酸
化インジウムを使用した場合に比して極めて小さくなつ
之いる。
【図面の簡単な説明】
第1図はEC表示素子の一般的なセルを示す断面図、第
2図は前面電極に酸化インジウムを、後面電極にベリリ
ウム銅を使用した本発明の一実施例のEC素子の電圧電
流特性を曲線Aで、前面電極、後面電極ともに酸化イン
ジウム使用したEC素子の電圧電流特性を曲線Bで示し
たグラフである。 1,2・・・・・・基板、3・・・・・・前面電極、4
・・・・・・後面電極。 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 還元性エレクトロクロミツク化合物をエマルジヨン
    、顔料等を分散させた溶液中に溶解させてなるエレクト
    ロクロミツク組成物を、そのエレクトロクロミツク組成
    物から酸化性雰囲気を追放した後、透明な前面電極とこ
    の前面電極と対向する後面電極を有するセル内に封入し
    、その両電極を介して着色電圧を印加して前記還元性エ
    レクトロクロミツク化合物を還元状態にし前記組成物を
    還元状態の還元性エレクトロクロミツク化合物の色に着
    色せしめてなるエレクトロクロミツク表示素子において
    、 前記前面電極を酸化インジウムあるいは酸化スズで
    形成し、前記後面電極を前面電極とは異なる金属で、か
    つ銅、スズ、鉄、鉛およびこれらの金属を主成分とする
    合金のうちから選択される1つの金属によって形成した
    ことを特徴とするエレクトロクロミツク表示素子。 2 前記前面電極を酸化インジウムで形成し、前記後面
    電極を黄銅、丹銅のいずれか一方で形成したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項のエレクトロクロミツク表
    示素子。
JP51091064A 1976-07-30 1976-07-30 エレクトロクロミツク表示素子 Expired JPS601609B2 (ja)

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JPS5317355A JPS5317355A (en) 1978-02-17
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US4416516A (en) * 1981-04-14 1983-11-22 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Matrix addressable electrochromic devices
JPS58192000U (ja) * 1982-06-17 1983-12-20 タイガ−スチ−ル工業株式会社 プレス型用ポンチ

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