JPS60233186A - 像表示装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、エレクトロケミクロミズムに基き、電気化学
的な酸化還元反応による発消色現象を利用した像表示装
置に関する。

〔従来技術〕

一般に、ある素子が通電によって発色し、また発色通電
とは逆極性の通電により消色するという、電気的特性に
依存した可逆的発消色現象をエレクトロクロミーと称し
ている。エレクトロクロミー現象は印加電圧による物質
内でのカラーセンター生成を基本にした物理的エレクト
ロクロミー現象と、電流による物質の電気分解すなわち
物質の酸化還元に基づいた化学的エレクトロクロミー現
象０２種類に大別される。両者の発色の機構は全く異質
のものであシ、特に後者をエレクトロケミ、クロミズム
と呼んで、物理的エレクトロクロミー現象と区別してい
る。

この様なエレクトロケミクロミズム全利用して発色画像
を形成する＠表示装置が提案され、この装置は、従来の
、例えばけい光表示管、ガス放電管、プラズマ表示素子
、ＬＥＤ、　ＬＣＤ等に比べて種種の利点を有している
。

即ち、駆動電圧が低いこと、メモリー特性があること、
コントラストが良いこと、視野角が広いこと、カラフル
な表示が可能であること、大面積表示が容易であること
、などの点である。このような特性は、可変フィルター
、物性シャッターのような光の透過または反射量を電気
的に制御しようとする装置にとっても、極めて有用であ
る。

かかるエレクトロケミクロミズムに適用される電気応答
性の発消色媒体は、一般に、レドックス反応性有機物質
、電解質、及びこれらを溶解する不活性溶媒全主体に構
成される。なｔムでも、レドックス反応性有機物質につ
いては、例えば、■　未発色物は溶媒に対する溶解度が
高く、発色物は不溶性であること、 ■　発色物は不溶化によシ沈澱することなく電極に被着
すること、 ■　酸化還元電位は溶媒の電解電位よシも充分低いこと
、 等の条件を満たすことが望ましいとされている。

従来、この種のレドックス反応性有機物質として、ジヘ
プチルビオログンジブロマイド、ジーＮ−（ｐ−シアノ
フェニル）ビオロダンジクロライドの如き、４．４’−
ジピリジン誘導体がよく・知られている。これらの化合
物は、例えば臭化カリウム、硫酸第１鉄のような電解質
と共に、水あるいはその他の適宜の溶媒に溶解し、この
電解液に電極を接触させて電圧を印加することにより、
カソード側で還元されて発色するものである。また、こ
の反応は可逆的であり印加電圧極性を反転することによ
り、消色することができる。この種の装置は、米国特許
第３６４２１４９号、同３７１２７０９号、および同３
８５４７９４号明細書などに記載されている。

この様な還元発色に対し、本発明者らは、陽極における
酸化反応によシ発色し、逆極性にすることにより消色す
るタイプの像表示装置を得るべく、鋭意検討した。

この様な発消色機構を有する像表示装置としては、従来
、発消色媒体としてロイコ染料などを利用したものが知
られているが、このものは、くり返し使用による寿命が
短かいこと、発消色媒体中の溶存酸素による発色や光に
よる酸化発色によシ地肌の色が次第に上昇し発色画像の
コントラストがつけにくくなること、などの欠点を有し
ており、未だ実用に至っていない。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的は、陽極側で゛の可逆的な酸化発色
、還元消色によって像を表示することのできるエレクト
ロケミクロミズムによる像表示装置を提供することにあ
る。

本発明の第２の目的は、発消色媒体中の溶存酸素による
発色や光化学的酸化反応による発色を抑制して高コント
ラストの像表示を行なうことができる像表示装置を提供
することにある。

また、本発明の第３の目的は、くり返し寿命の長い酸化
発色型エレクトロクロミー像表示装置を提供することに
ある。

上記目的は、容器内に、少なくとも一対の電極と、電気
応答性の発消色媒体とを収容してなり、前記発消色媒体
中に、下記一般式で示されるトリフェニルイミダゾール
誘導体の少なくとも１種が含有されている像表示装置に
より、達成される。

一般式： （式中、Ｘｌ、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ、ベン
ゼン環のイミダゾール環との結合部位に対して〇−又は
ｐ−位置換のハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基
、アルキルアミノ基又は水素原子を表わす。Ｙｌ及びＹ
２は、それぞれ、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキ
シ基、アルキルアミノ基又は水素原子である。）〔発明
の実施態様〕 エレクトロケミクロミズムにその基礎をおく本発明の像
表示装置は、少なくとも、光透過性又は光反射性の作用
電極、その対極（通常は対向電極あるいは反対電極と呼
ばれる）からなる一対の電極と、電流の通過によシ酸化
・還元状態が可逆的に変化し、作用電極の外観に検知し
うる変化をもたらすことができる、電気化学的発消色物
質及び電解質ならびにこれらの溶媒からなる電気応答性
の発消色媒体とを収容してなる容器（）・ウジング）に
より構成することができる。

かふる装置における電気化学的発消色物質は、電子を収
受又は付与することができ、これにより、通常、スペク
トルの可視領域に高い吸光度を有するラジカルに変化す
る。

装置の一般的構成は、第１図に示した如く、作用電極１
と対向電極２がガラス等のセル３゛内に動部され、各電
極が導線５，６によりて電源部４に結線されている様な
構成となっている。セル３内には、電気応答性の発消色
媒体７が封入される。

次に、かかる装置の駆動方式は以下の如くである。

即ち、まず作用電極１が正、対向電極２が負になるよう
に外部から直流電圧を印加するときに生ずる作用電極１
に対する書込み、２番目に、外部電圧を切り回路を開い
た場合に生ずるメモリー作用（作用電極１上の書込みが
持続する）、三番目には、書込み時と極性を逆転して作
用電極側が負、対向電極側が正となるように、外部から
直流電圧を印加することで作用電極上の書込みの消去、
と続く３段階の駆動ステップがある。

第２図は、代表的駆動パルス印加方式を示した図であシ
、８は書込みステップ、９はメモリーステップ、１０は
消去ステップ、′のそれぞれの場合　１の作用電極の電
位を示している。

この駆動方式は、最も簡便な二極定電圧方式であるが、
この他に、二極定電流方式、三極定電位駆動方式が知ら
れており、本発明においてもこれらの駆動方式を何れも
応用することができる。

三極定電位駆動方式は、作用電極および対向電極のほか
に、参照電極を用いることによって、作用電極の電位の
変動を検知して、自動的に印加電圧を調節し、作用電極
の電位を一定に保つようにした駆動方式である。

本発明は、以上述べた様な構成及び作用を有する像表示
装置において、前記−ｉ式のトリフェニルイミダゾール
誘導体の少なくとも１種を発消色　□媒体中に含有せし
めたことを、特徴としている。

本発明において、前記セル内に収容される発消色媒体は
、一般に１電気化学的発消色物質、電解質及びこれらの
溶媒を主成分として組成される。

前記−般式のトリフェニルイミダゾール誘導体は、との
うち電気化学的発消色物質として用いることができる。

前記一般式のトリフェニルイミダゾール誘導体の、発消
色媒体中における濃度は、その構造、あるいは使用する
溶媒の差異によって多少変動し、絶対的な値ではないが
、発消色媒体中にモル濃度　。

とじて、Ｉ×１０〜ＬＭ、更には１×１０−〜ＩＭ。

特に０．０２〜０．３Ｍであることが好ましい。

発消色媒体に使用する電解質としては、塩化リチウム、
塩化カリウム、塩化ナトリウム、臭化カリウム、硫酸カ
リウム、酢酸カリウム、リン酸カリウム、硫酸第１鉄、
過塩素酸カリウム、硫酸亜：二；：７：二：τ丁二゛″
”パ″′”発消色媒体に使用する好ましい溶媒としては
、水、メチルアルコール、エチルアルコール、エチレン
□グリコール、プロピレンカーｙｊ？ネート、エチレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒド
ロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムブミドなど
の非水系溶媒、及び水とこれら非水系溶媒との混合溶媒
金挙げることができる。

発消色媒体中には、以上の電気化学的発消色物　質、電
解質及び溶媒のほかに、媒体の経時安定性等を向上させ
る目的で、界面活性剤、錯化剤、−緩衝液等の各種添加
剤を適宜加えてもよい。

本発明の像表示装置においては、これらの成分を溶解し
た発消色媒体を、適宜のセル（）・ウジング）内に収容
する際に、媒体中の溶存酸素濃度全５　ｐｐｍ以下に調
整しておくことが好ましい。媒体中の溶存酸素を減らす
ことにより、メモリー可能時間を伸ばすことができ、同
時に、寿命の点でも良い結果を得ることができる。

また、電極の構成材料としては、各種の低抵抗金属、例
えば銅、アルミニウム、白金、・臂うジウみ、金等のほ
か、酸化スズあるいは酸化インジウム等の金属酸化物、
あるいは光導電性物質を挙げることができる。本発明に
おいては、以上の電極材料のなかでも、比較的に化学的
に安定なもの（例えば白金、・臂ラジウム、金等の貴金
属）を使用するのが好ましい。これら材料の選択、ある
いはセル内での配置等は、対象とする装置の仕様に応じ
て任意に行なうことができる。

以下に具体的実施例を示して、本発明の像表示装置の作
用効果について、更に詳しく説明する。

実施例１〜１０ 抵抗値１５Ω／ｃｒｎ２の酸化スズ膜を使用して、これ
を作用電極および対向電極として第１図に示したセル中
に配置した。又、各電極は、２ｗｓＸ３ｍｍの矩形とし
、両電極間の間隔を２叫とした。このセル中に下記表−
１に示した発消色物質、電解質および溶媒を主成分とし
て用いた発消色媒体管収容した。発消色物質および電解
質の濃度はそれぞれ０．０５Ｍおよび０．１Ｍとした。

かくして得られた像表示装置について、駆動電位、レス
ポンス、発色濃度、寿命等について測定し、発色濃度及
び寿命については、結果を表−２に示した。尚寿命は、
電極汚染、消え残シなどの不都合を生ずるまでのサイク
ル数で示した。

表−２ 〔発明の効果〕 本発明の像表示装置によれば、陽極側での可逆的な酸化
発色、還元消色に基いてくり返して発色画像を形成する
ことができ、ホつ発消色媒体中の溶存酸素による発色や
光化学的酸化反応による発色全抑制して、高コントラス
トの像表示を行なうことができる。しかも、発消色のサ
イクルを多数回くり返した後においてもこの様な高コン
トラストの像表示が維持発揮される極めて長寿命の酸化
発色型エレクトロクロミー発色画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の像表示装置の構成を示した模式図、第
２図はこの装置の駆動方式の概要を、作用電極の電圧の
変化によって示した、説明図である。 １．２・・・電極、３・・・セル、４・・・電源部、５
，６・・・導線、７・・・電気応答性の発消色媒体、８
・・・書き　□込みステップ、９・・・メモリーステッ
プ、１０・・・消去ステップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内に、少なくとも一対の電極と、電気応答性
   の発消色媒体とを収容してなる像表示装置において、前
   記発消色媒体中に、下記一般式で示されるトリフェニル
   イミダゾール誘導体の少なくとも１種が含有されている
   ことを特徴とする像表示装置。 一般式： （式中、Ｘｌ、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４け、それぞれ、ベン
   ゼン環のイミダゾール環との結合部位に対して〇−又は
   ｐ−位置換のハロダン原子、アルキル基、アルコキシ基
   、アルキルアミノ基又は水素原子ヲ表わす。Ｙｌ及びＹ
   ２ハ、それぞれ、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキ
   シ基、アルキルアミノ基又は水素原子である。）（２）
   発消色媒体中におけるトリフェニルイミダゾール誘導体
   のモル濃度がｌＸｌ０−５〜ＩＭの範囲である特許請求
   の範囲第（１）項記載の像表示装置。