JPS6044666B2 - 電気化学的表示装置 - Google Patents
電気化学的表示装置Info
- Publication number
- JPS6044666B2 JPS6044666B2 JP49092498A JP9249874A JPS6044666B2 JP S6044666 B2 JPS6044666 B2 JP S6044666B2 JP 49092498 A JP49092498 A JP 49092498A JP 9249874 A JP9249874 A JP 9249874A JP S6044666 B2 JPS6044666 B2 JP S6044666B2
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- reaction
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、酸化された状態と還元された状態とて光学的
特性が異なる電解質の呈色変化を利用して、電気的に酸
化還元反応を制御することにより表示を行なわせる電気
化学的表示装置に関するものである。
特性が異なる電解質の呈色変化を利用して、電気的に酸
化還元反応を制御することにより表示を行なわせる電気
化学的表示装置に関するものである。
最近、電極が形成されたセル中にある種の有機化合物を
電解質とする溶液を充填し、電極間に電流を供給して上
記有機化合物に可逆的な酸化還元反応を行なわせること
により、情報を表示させる装置が開発されている。
電解質とする溶液を充填し、電極間に電流を供給して上
記有機化合物に可逆的な酸化還元反応を行なわせること
により、情報を表示させる装置が開発されている。
即ち、上記有機化合物は酸化された状態と還元された状
態とで光学的な特性が異なり、しかも酸化還元反応が可
逆的に行なわれる性質を有するもので、或る一定方向に
電流を供給すると一方の電極に隣接する部分に反応生成
物が生じて呈色現象を生じ、次に逆方向に電流を供給す
ると反応生成物が元の電解質の状態に戻つて呈色現象が
消去され、この呈色・消去を酸化還元反応に対応して可
逆的に反復させることができる。図面は本発明の１実施
例の説明に供する電気化学的表示装置の断面図であり、
以下図面に従つて説明する。
態とで光学的な特性が異なり、しかも酸化還元反応が可
逆的に行なわれる性質を有するもので、或る一定方向に
電流を供給すると一方の電極に隣接する部分に反応生成
物が生じて呈色現象を生じ、次に逆方向に電流を供給す
ると反応生成物が元の電解質の状態に戻つて呈色現象が
消去され、この呈色・消去を酸化還元反応に対応して可
逆的に反復させることができる。図面は本発明の１実施
例の説明に供する電気化学的表示装置の断面図であり、
以下図面に従つて説明する。
透明或いは半透明な材料からなる基板１の背面には、入
射光を前方へ反射するための反射板２が設けられている
。
射光を前方へ反射するための反射板２が設けられている
。
基板１に対向して前面にはガラスやアクリル等の樹脂か
らなる透明板３が設けられ、該透明板３と基板１間に酸
化還元反応によつて呈脱色現象を可逆的に生起する溶液
を充填する所望空隙４を形成するため、スペーサ５が介
挿されている。空隙４内の溶液を空気中の酸素等の外部
環境から完全に遮断するため、上記基板１及び透明板３
は緻密なしかも化学的に安全な材料で構成されているが
、更に空隙４の側壁外周についてもスペーサ５を介挿す
るだけではなく、樹脂或いはガラス等からなるシール材
６を周設してより完全に外気と遮断されたセルを形成し
ている。上記基板１の空隙４と対向する面には所望パタ
ーンに１対の電極７，８が形成されている。該電極７，
８は化学的に安定な白金，金等の貴金属を利用すること
もでき、また酸化スズや酸化インジウム等の透明電極で
形成することもできる。上記構造のセルによつて形成さ
れる空隙４内に発色性物質を含む導電性溶液が充填され
る。本発明による上記充填溶液は、ＢＴ，ＴＴＣ，ＩＮ
ＴまたはＮＴの略号て呼称されるテトラゾリウム塩類（
詳細は後述する）を電解質として、この電解質・を非導
電性溶媒例えば水、アルコール、ジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等に所
定量（重量％で１０％以下）だけ混合した呈脱色反応の
可逆性ひ発色状態と消色状態のコントラスト比が良好な
もので構成され、この溶液は空隙４内に脱気系て注入及
び封止される。上記溶液が充填されたセルの電極間にス
レツシヨールド電圧以上の電圧（約１〜２Ｖ）を印加す
ると、溶液中に酸化還元反応が生じてその結果、陰極側
近辺に周囲溶液とは光学的特性が異なる反応生成物即ち
発色性物質が生成され、電圧が印加された電極の形状に
対応した情報が表示される。次にスイッチ等を切換えて
電極間の極性を反転した電圧を印加すると、上記反応生
成物は逆の酸化反応を起こして、先に情報を表示してい
た電極近辺の反応生成物は元の電解質に戻り、発色状態
は消失して表示されていた情報は消去される。代つて他
方の電極側に発色状態が現われるが、他方の電極を表示
に差し支えない空隙の隅等に配設することによつて、先
の電圧印加方向て表示された情報を次の印加電圧の極性
を反転することによつて消去することができる。上記電
解質の電気的制御による酸化還元反応は通電方向に律せ
られて可逆的に行なわれることが必要であるが、本発明
の電解質はこの条件を満し、印加電圧の極性を切り換え
ることによつて情報の現出及ひ消去を電気的に繰り返し
制御することができる。
らなる透明板３が設けられ、該透明板３と基板１間に酸
化還元反応によつて呈脱色現象を可逆的に生起する溶液
を充填する所望空隙４を形成するため、スペーサ５が介
挿されている。空隙４内の溶液を空気中の酸素等の外部
環境から完全に遮断するため、上記基板１及び透明板３
は緻密なしかも化学的に安全な材料で構成されているが
、更に空隙４の側壁外周についてもスペーサ５を介挿す
るだけではなく、樹脂或いはガラス等からなるシール材
６を周設してより完全に外気と遮断されたセルを形成し
ている。上記基板１の空隙４と対向する面には所望パタ
ーンに１対の電極７，８が形成されている。該電極７，
８は化学的に安定な白金，金等の貴金属を利用すること
もでき、また酸化スズや酸化インジウム等の透明電極で
形成することもできる。上記構造のセルによつて形成さ
れる空隙４内に発色性物質を含む導電性溶液が充填され
る。本発明による上記充填溶液は、ＢＴ，ＴＴＣ，ＩＮ
ＴまたはＮＴの略号て呼称されるテトラゾリウム塩類（
詳細は後述する）を電解質として、この電解質・を非導
電性溶媒例えば水、アルコール、ジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等に所
定量（重量％で１０％以下）だけ混合した呈脱色反応の
可逆性ひ発色状態と消色状態のコントラスト比が良好な
もので構成され、この溶液は空隙４内に脱気系て注入及
び封止される。上記溶液が充填されたセルの電極間にス
レツシヨールド電圧以上の電圧（約１〜２Ｖ）を印加す
ると、溶液中に酸化還元反応が生じてその結果、陰極側
近辺に周囲溶液とは光学的特性が異なる反応生成物即ち
発色性物質が生成され、電圧が印加された電極の形状に
対応した情報が表示される。次にスイッチ等を切換えて
電極間の極性を反転した電圧を印加すると、上記反応生
成物は逆の酸化反応を起こして、先に情報を表示してい
た電極近辺の反応生成物は元の電解質に戻り、発色状態
は消失して表示されていた情報は消去される。代つて他
方の電極側に発色状態が現われるが、他方の電極を表示
に差し支えない空隙の隅等に配設することによつて、先
の電圧印加方向て表示された情報を次の印加電圧の極性
を反転することによつて消去することができる。上記電
解質の電気的制御による酸化還元反応は通電方向に律せ
られて可逆的に行なわれることが必要であるが、本発明
の電解質はこの条件を満し、印加電圧の極性を切り換え
ることによつて情報の現出及ひ消去を電気的に繰り返し
制御することができる。
酸化還元反応によつて生成される物質の色は、テトラゾ
リウム塩の種類及び溶媒によつて異なるが、例えば溶媒
としてＤＭＦ，ＤＭＳＯやメタノールを使用した場合夫
々次の表に示した色を呈する。発色性物質のテトラゾリ
ウム塩として、上記４種以外のＭＴＴ等のその他のテト
ラゾリウム塩を用いた場合には、呈脱色反応に良好な可
逆性が得られず、繰り返し寿命も短いため表示装置とし
て使用するには望ましくない。
リウム塩の種類及び溶媒によつて異なるが、例えば溶媒
としてＤＭＦ，ＤＭＳＯやメタノールを使用した場合夫
々次の表に示した色を呈する。発色性物質のテトラゾリ
ウム塩として、上記４種以外のＭＴＴ等のその他のテト
ラゾリウム塩を用いた場合には、呈脱色反応に良好な可
逆性が得られず、繰り返し寿命も短いため表示装置とし
て使用するには望ましくない。
次の表は本発明に用いられるテトラゾリウム塩（ＢＴ，
ＴＴＣ，ＩＮＴ，ＮＴ）とそれ以外のテトラゾリウム塩
（ＭＴＴ，ＮＢＴ，ＴＮＢＴ）の性能特性を実験により
求めた結果を示すものである。これらの各テトラゾリウ
ム塩の分子構造式は東京化成工業（株）等より発行され
ている資料等に於いても詳述されていることであるが次
の如く表わされる。
ＴＴＣ，ＩＮＴ，ＮＴ）とそれ以外のテトラゾリウム塩
（ＭＴＴ，ＮＢＴ，ＴＮＢＴ）の性能特性を実験により
求めた結果を示すものである。これらの各テトラゾリウ
ム塩の分子構造式は東京化成工業（株）等より発行され
ている資料等に於いても詳述されていることであるが次
の如く表わされる。
上表より明らかな如く上記（１）乃至（Ｉｖ）のテトラ
ゾリウム塩を用いることにより呈脱色反応の可逆性が良
好てコントラスト比が高く繰り返し寿命の長い表示置が
得られる。
ゾリウム塩を用いることにより呈脱色反応の可逆性が良
好てコントラスト比が高く繰り返し寿命の長い表示置が
得られる。
一般に表示装置としてはオ＊ネンーオフ繰り返し寿命が
１万回以上あれば可逆性の良好なものとして使用に耐え
ることができる。上記（１）乃至（Ｉｖ′）以外のテト
ラゾリウム塩の分子構造式は次の如く表わされる。尚、
上表のデータを得るための実験条件は次の如く設定して
いる。
１万回以上あれば可逆性の良好なものとして使用に耐え
ることができる。上記（１）乃至（Ｉｖ′）以外のテト
ラゾリウム塩の分子構造式は次の如く表わされる。尚、
上表のデータを得るための実験条件は次の如く設定して
いる。
即ち、使用した溶媒はＤＭＦ′（ジメチルホルムアミド
ニＨＣＯＮ（ＣＨ３）２）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホ
キシドニＣＨ３ＳＯＣＨ３）、メタノール（メチルアル
コールニＣＨ３ＯＨ）で溶解されるテトラゾリウム塩の
濃度は重量で１０％に設定した。印加電圧は約１〜２ボ
ルト、電流密度は約３〜６１１１Ａ／ｄ、電圧印加時間
は書込み２秒、消去２秒、オン−オフサイクル４秒周期
に設定した。また測定温度は２０℃前後てあつた。測定
に使用したセルは全て同一で添付図面に示す構造を有し
、両電極は図に示す如く同一基板上に配置されている。
各テトラゾリウム塩についてコントラストを上表の如く
定め、電圧印加時間を書込み及び消去ともそれぞれ２秒
間に設定した場合に必要な書込み電圧■ッ、消去電圧Ｖ
Ｅび電荷量を各テトラゾリウム塩毎に求めると次の表の
如くとなる。ＢＴ，′ＩＴＣ，ＩＮＴ及びＮＴは良好な
表示特性を得る上で必要なコントラスト３：１の表示条
件を満たすために必要な電荷量が８ｎ１ｃ／Ｃｌｔであ
り、電圧印加時間２秒間て書込むために必要な書込み電
圧■ぃはＢＴで１．１Ｖ１他のＴＴＣ，ＩＮＴ及びＮＴ
で１．３Ｖ１消去に必要な電圧■。
ニＨＣＯＮ（ＣＨ３）２）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホ
キシドニＣＨ３ＳＯＣＨ３）、メタノール（メチルアル
コールニＣＨ３ＯＨ）で溶解されるテトラゾリウム塩の
濃度は重量で１０％に設定した。印加電圧は約１〜２ボ
ルト、電流密度は約３〜６１１１Ａ／ｄ、電圧印加時間
は書込み２秒、消去２秒、オン−オフサイクル４秒周期
に設定した。また測定温度は２０℃前後てあつた。測定
に使用したセルは全て同一で添付図面に示す構造を有し
、両電極は図に示す如く同一基板上に配置されている。
各テトラゾリウム塩についてコントラストを上表の如く
定め、電圧印加時間を書込み及び消去ともそれぞれ２秒
間に設定した場合に必要な書込み電圧■ッ、消去電圧Ｖ
Ｅび電荷量を各テトラゾリウム塩毎に求めると次の表の
如くとなる。ＢＴ，′ＩＴＣ，ＩＮＴ及びＮＴは良好な
表示特性を得る上で必要なコントラスト３：１の表示条
件を満たすために必要な電荷量が８ｎ１ｃ／Ｃｌｔであ
り、電圧印加時間２秒間て書込むために必要な書込み電
圧■ぃはＢＴで１．１Ｖ１他のＴＴＣ，ＩＮＴ及びＮＴ
で１．３Ｖ１消去に必要な電圧■。
は４種とも１．５Ｖであつた。一方、ＭＴＴはコントラ
ストを２：１に定めた場合であつても１２ｒ１１Ｃ／ｄ
の電荷量を必要とし、２秒間て書込むための電圧は１．
５Ｖを必要とした。従つて、着色効率は本発明のテトラ
ゾリウム塩に比較して悪くなる。ＮＢＴは１２ｒＴ１Ｃ
／ｄの電荷量を要しても使用に耐えるほどのコントラス
トを得ることはできなかつた。また′ＩＮＢＴは材料特
性より電荷量として６ｍｃ／ＣＴｌしか電流が流れす、
この電荷量で使用に耐えるコントラストを得ることは不
可能てあつた。テトラゾリウム塩と非導電性溶媒の組み
合せを適当に選ふことにより、電圧印加時に生じる反応
生成物として溶媒に溶解し難い物質を生成することがで
き、印加電圧を解除した後も表示を保持させる即ち記憶
効果を得ることができ、例えばＢＴまたはＮＴのジテト
ラゾリウム塩をＤｒｌｖ４Ｆ′，ＤＭＳＯ或いはメタノ
ール等の溶媒に溶解した液体で記憶効果が得られる。
ストを２：１に定めた場合であつても１２ｒ１１Ｃ／ｄ
の電荷量を必要とし、２秒間て書込むための電圧は１．
５Ｖを必要とした。従つて、着色効率は本発明のテトラ
ゾリウム塩に比較して悪くなる。ＮＢＴは１２ｒＴ１Ｃ
／ｄの電荷量を要しても使用に耐えるほどのコントラス
トを得ることはできなかつた。また′ＩＮＢＴは材料特
性より電荷量として６ｍｃ／ＣＴｌしか電流が流れす、
この電荷量で使用に耐えるコントラストを得ることは不
可能てあつた。テトラゾリウム塩と非導電性溶媒の組み
合せを適当に選ふことにより、電圧印加時に生じる反応
生成物として溶媒に溶解し難い物質を生成することがで
き、印加電圧を解除した後も表示を保持させる即ち記憶
効果を得ることができ、例えばＢＴまたはＮＴのジテト
ラゾリウム塩をＤｒｌｖ４Ｆ′，ＤＭＳＯ或いはメタノ
ール等の溶媒に溶解した液体で記憶効果が得られる。
本発明のテトラゾリウム塩はこの記憶効果の点でも良好
な結果が得れている。以上詳説した如く本発明によれは
非導電性溶媒に電解質としてＢＴ，ＴＴＣ，ＩＮＴ，Ｎ
Ｔより選定されたテトラゾリウム塩を溶解した溶液をセ
ル中に充填して表示装置を構成することにより、呈脱色
反応の繰り返し寿命が長く、また脱色時の消え残り現象
がなく表示に際してのコントラスト及び信頼性の高い表
示装置が得られる。セル構造に関しても非常に薄い形状
の表示装置を得ることができ、表示パターンを着色表示
する電解質即ちテトラゾリウム塩の反応生成物は溶媒に
溶解し難い物質で構成されるため、印加電圧を表示期間
中常時印加することなく着色表示パターンを印加電圧解
除後も記憶保持することのてきる低消費電力型の表示装
置となる。また表示動作を制御するスレツシヨールド電
圧が低くて済むため駆動回路の設計が容易になり、消費
電力も他の表示装置に比べて小さくなる。更に溶媒とテ
トラゾリウム塩の組み合せを選ぶことにより、赤、橙、
緑、青、紫等の他の有機化合物に比べて多種類の色彩を
得ることができ、また表示情報を記憶することができる
ため、呈色反応に要する時間に比べて同一パターンの表
示を比較的長時間行なう場合に特に有効な技術であり、
この特性を利用すれば応用範囲の広い電気的化学表示装
置となる。
な結果が得れている。以上詳説した如く本発明によれは
非導電性溶媒に電解質としてＢＴ，ＴＴＣ，ＩＮＴ，Ｎ
Ｔより選定されたテトラゾリウム塩を溶解した溶液をセ
ル中に充填して表示装置を構成することにより、呈脱色
反応の繰り返し寿命が長く、また脱色時の消え残り現象
がなく表示に際してのコントラスト及び信頼性の高い表
示装置が得られる。セル構造に関しても非常に薄い形状
の表示装置を得ることができ、表示パターンを着色表示
する電解質即ちテトラゾリウム塩の反応生成物は溶媒に
溶解し難い物質で構成されるため、印加電圧を表示期間
中常時印加することなく着色表示パターンを印加電圧解
除後も記憶保持することのてきる低消費電力型の表示装
置となる。また表示動作を制御するスレツシヨールド電
圧が低くて済むため駆動回路の設計が容易になり、消費
電力も他の表示装置に比べて小さくなる。更に溶媒とテ
トラゾリウム塩の組み合せを選ぶことにより、赤、橙、
緑、青、紫等の他の有機化合物に比べて多種類の色彩を
得ることができ、また表示情報を記憶することができる
ため、呈色反応に要する時間に比べて同一パターンの表
示を比較的長時間行なう場合に特に有効な技術であり、
この特性を利用すれば応用範囲の広い電気的化学表示装
置となる。
図は本発明の１実施例を示す表示装置の断面図である。
Claims (1)
- １ 溶液封止用セルを構成する前面基板と背面基板間に
発色性電解質を溶媒に溶解した溶液を充填し、表示パタ
ーンを有する１対の電極を介して前記溶液に通電すると
ともに通電方向を切換えることにより前記電極近傍に生
起する可逆的発消色変化に基いて表示を実行する電気化
学的表示装置に於いて、前記発色性電解質が、（ｉ）▲
数式、化学式、表等があります▼（ｉｉ）▲数式、化学
式、表等があります▼（ｉｉｉ）▲数式、化学式、表等
があります▼（ｉｖ）▲数式、化学式、表等があります
▼で表わされるテトラゾリウム塩であることを特徴とす
る電気化学的表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49092498A JPS6044666B2 (ja) | 1974-08-12 | 1974-08-12 | 電気化学的表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49092498A JPS6044666B2 (ja) | 1974-08-12 | 1974-08-12 | 電気化学的表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5119996A JPS5119996A (ja) | 1976-02-17 |
| JPS6044666B2 true JPS6044666B2 (ja) | 1985-10-04 |
Family
ID=14055955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49092498A Expired JPS6044666B2 (ja) | 1974-08-12 | 1974-08-12 | 電気化学的表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044666B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589927B2 (ja) * | 1976-03-02 | 1983-02-23 | シャープ株式会社 | エレクトロクロミツク表示装置 |
| JPH01230026A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Agency Of Ind Science & Technol | エレクトロクロミック電極 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4871380A (ja) * | 1971-12-23 | 1973-09-27 |
-
1974
- 1974-08-12 JP JP49092498A patent/JPS6044666B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4871380A (ja) * | 1971-12-23 | 1973-09-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5119996A (ja) | 1976-02-17 |
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