JPS6099190A - Electrochromic display element - Google Patents

Electrochromic display element

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Publication number
JPS6099190A
JPS6099190A JP58205919A JP20591983A JPS6099190A JP S6099190 A JPS6099190 A JP S6099190A JP 58205919 A JP58205919 A JP 58205919A JP 20591983 A JP20591983 A JP 20591983A JP S6099190 A JPS6099190 A JP S6099190A
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JP
Japan
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electrochromic
display element
group
color
electrochromic display
Prior art date
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Pending
Application number
JP58205919A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Yoshikawa
吉川 雅夫
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an electrochromic display element containing a specific novel electrochromic material, leaving little or no color when erased, having high color density, and capable of accepting various kinds of solvents and developing the color over a wide voltage range. CONSTITUTION:The objective display element contains the electrochromic liquid obtained by dissolving (A) a quaternary ammonium salt of formula [R1, R2, R3 and R4 are H, alkyl, alcoxy, (substituted) phenyl, benzyl, naphthyl, anthryl or heterocyclic group; X<-> is anion] (e.g. phenyltrimethylammonium chloride) and optionally (B) a supporting electrolyte (e.g. LiClO4, etc.), in (C) an aprotic polar solvent such as water, alcohol, DMF, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 用いた表示素子さらに詳しくは、そのエレクトロクロミ
ック現象を利用した表示素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a display element used in the technical field, and more particularly to a display element using the electrochromic phenomenon.

従来技術 光の透過体に電解を加えるとき、光の吸収量が増加し電
界をなくすと可逆的に回復するいわゆるエレクトロクロ
ミック現象を利用した表示素子が仰られている。この表
示素子は基本的には対向電極と表示電極との電極間にエ
レクトロクロミック層を介在させたものであり、その層
中にはエレクトロクロミック材料が含有されている。そ
してこの種のエレクトロクロミック材料としては無機材
料として酸化タングステン、酸化モリブデン、水酸化イ
リジウム、五酸化バナジウム、酸化チタンなどが知られ
また有機材料としてビオロゲン化合物、ルテチニウムフ
タロクアニン、アントラキノン化合物などが知られてい
る−1−かしながら、これらの材料は書き込み時間が長
い、発色に必要な印加電圧の許容幅が狭い、消色時が無
色でない、発色濃度が低い、使用可能な溶剤の選択幅が
小さいなどの種種の欠点を有しており、エレクトロクロ
ミック材料としてのすべての条件を満足するものはい壕
だ存在しない。また、上記材料以外に無色←赤の発色を
するエレクトロクロミック表示素子は例が少なくまたコ
ストが高いという問題があるO 目 的 しかるに本発明は消色時に無色咬たFitよとんど着色
せず発色濃度にすぐれ、発色に必要な印加電圧の許容幅
が大きくかつ使用可能な溶剤の選択幅が太きい、新規な
エレクトロクロミック材料を用いた表示素子を提供する
ことを目的とする。
BACKGROUND ART Display elements are said to utilize the so-called electrochromic phenomenon, in which the amount of light absorbed increases when electrolysis is applied to a light transmitting material, and it recovers reversibly when the electric field is removed. This display element basically has an electrochromic layer interposed between a counter electrode and a display electrode, and the layer contains an electrochromic material. As this type of electrochromic material, inorganic materials such as tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium hydroxide, vanadium pentoxide, and titanium oxide are known, and organic materials such as viologen compounds, lutetinium phthalocanine, and anthraquinone compounds are known. However, these materials have a long writing time, a narrow range of applied voltage required for color development, are not colorless when erasing, have a low color density, and have a limited range of usable solvents. It has various drawbacks such as small size, and there is no material that satisfies all the requirements as an electrochromic material. In addition, there are few examples of electrochromic display elements that produce a colorless red color other than the above-mentioned materials, and there is a problem that the cost is high. It is an object of the present invention to provide a display element using a novel electrochromic material, which has excellent color density, has a wide allowable range of applied voltage necessary for color development, and has a wide selection range of usable solvents.

構成 本発明のエレクトロクロミック表示素子は一般式 (式中、R4、R2、R5およびR4は同じがまたは異
なっていてもよくそしてそれぞれは水素、アルキル基、
アルコキシ基、置換または非置換のフェニル基、ベンジ
ル基、ナフチル基、アントリル基または複素環式基を示
しそしてXoはアニオンを示f)の第4アンモニウム塩
ノエレクトロクロミツク現象を利用したものである。上
記一般式においてR1ないしR4のフェニル基に対すル
置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン
原子、水酸基、アリール基またはアリールオキシ基をあ
げることができる。また、Xeアニオンの例としてはハ
ロゲンイオン、H3O4−1−BF4″′、Ct04−
1PF6−1N05−、スルホン酸イオンおよび水酸基
などをあけることができる。実際の表−水素子では本発
明の上記化合物を含有するエレクトロクロミック液を少
なくとも一方が透明な2枚の電極で構成された表示用セ
ルにサンドインチ状に封入し、該2枚の電極からリード
線をとり出し、電源、回路などに接続した構成と力る。
Structure The electrochromic display element of the present invention has the general formula (wherein R4, R2, R5 and R4 may be the same or different, and each of
It represents an alkoxy group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a heterocyclic group, and Xo represents an anion, and utilizes the quaternary ammonium salt noelectrochromic phenomenon of f). . In the above general formula, examples of the substituent for the phenyl group of R1 to R4 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, an aryl group, and an aryloxy group. Examples of Xe anions include halogen ions, H3O4-1-BF4'', Ct04-
1PF6-1N05-, sulfonic acid ion, hydroxyl group, etc. can be opened. In the actual hydrogen element, an electrochromic liquid containing the above compound of the present invention is sealed in a display cell consisting of two electrodes, at least one of which is transparent, in the form of a sandwich, and leads from the two electrodes. Take out the wire and connect it to the power supply, circuit, etc. and power it.

第1図は本発明のエレクトロクロミック表示素子の一例
を示す概略断面図であり、透明または半透明な表示電極
1を備えた透明基板2と、対向電極(背面電極)3を備
えた支持体4との間にマイラー、テフロンなどの絶縁ス
は−サ5を介してエレクトロクロミック液6を封入し、
シール7で密封したものである。表示電極は酸化インジ
ウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ?L+1r)3R
R41Fk+1割−n3レジc&−14つ+’pシrb
II!ra=L−トL記透明電極材料と同じがあるいは
白金、金、アルミニウムなどの金属で形成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrochromic display element of the present invention, in which a transparent substrate 2 is provided with a transparent or translucent display electrode 1, and a support 4 is provided with a counter electrode (back electrode) 3. An insulating material such as Mylar or Teflon is filled with an electrochromic liquid 6 through a sacrificial material 5, and
It is sealed with Seal 7. Is the display electrode made of indium oxide, tin oxide, or indium tin oxide? L+1r)3R
R41Fk + 10% - n3 register c & - 14 + 'p series rb
II! ra=L−tL The same as the transparent electrode material is alternatively made of a metal such as platinum, gold, or aluminum.

また、支持体はガラス、プラスチックなどの材料からな
る。
Further, the support is made of a material such as glass or plastic.

本発明におけるエレクトロクロミック液は上記一般式の
化合物を主成分とし、その他溶媒および場合によp支持
電解質などを含むものである。上記一般式の化合物をベ
ースとしてそれらの混合物を作成することはもちろん有
効であるが、ある種の別のエレクトロクロミック化合物
を添加して用いるという使用方法も有効である。
The electrochromic liquid in the present invention contains the compound of the above general formula as a main component, and also contains a solvent and, if necessary, a p-supporting electrolyte. Although it is of course effective to prepare a mixture of the compounds of the above general formula as a base, it is also effective to use a method in which certain other electrochromic compounds are added.

一般に、エレクトロクロミック現象は電圧印加で陽極で
の酸化あるいは陰極での還元によりラジカルカチオンお
よび/またはカチオンあるいはラジカルアニオンおよび
/またはアニオンが形成され着色または変色を生じるこ
とでGMさ唾1zt+A+1−aatr=i表−xto
p/FVn+Δ5a−hzトq曽色現象は陰極で起こる
のか陽極で起こるのかいまだ解明されていないがそのエ
レクトロクロミック現象も上述したことと同様に説明さ
れるものと考えられる。
Generally, the electrochromic phenomenon is caused by the formation of radical cations and/or cations or radical anions and/or anions by oxidation at the anode or reduction at the cathode when voltage is applied, resulting in coloration or discoloration. Table-xto
Although it is not yet clear whether the p/FVn+Δ5a-hz sochromatic phenomenon occurs at the cathode or the anode, it is thought that the electrochromic phenomenon can be explained in the same way as described above.

つぎに、本発明で使用される一般式 で表わされる第4アンモニウム塩の代表的な例を以下に
あげる。
Next, typical examples of quaternary ammonium salts represented by the general formula used in the present invention are listed below.

化合物園 1 フェニルトリメチルアンモニウムクロライド2 フ
ェニルトリメチルアンモニウムブロマイド3 フェニル
トリメチルアンモニウムヨーダイト4 フェニルトリメ
チルアンモニウムへキサフルオロホスフェート 5 テトラn−プロピルアンモニウムブロマイド6 テ
トラペンチルアンモニウムブロマイド7 ジステアリル
ジメチルアンモニウムクロライド8 ジセチルジメチル
アンモニウムブロマイド9 ジセチルメチルベンジルア
ンモニウムブロマイド10 シミリスチルジメチルアン
モニウムヨーダイト11 ベンジルジメチルステアリル
アンモニウムクロライド12 セチルトリメチルアンモ
ニウムフロマイト13 ベンジルジメチルセチルアンモ
ニウムブロマイド14 ベンジルジメチルセチルアンモ
ニウムパラトルエンスルホネート 15 セチルエチルジメチルアンモニウムブロマイドま
た、本発明で使用される溶媒の例としては、水、アルコ
ール例えばメタノール、エタノール、プロパツール、ブ
タノールなど、非プロトン性極性溶媒例えばジクロルメ
タン、クロロホルム、1.2−ジクロルメタン、アセト
ニトリル、ソロビオニトリル、ベンゾニトリル、アセト
ン、プロピレンカーボネート、ニトロメタン、ニトロベ
ンゼン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン
、ピリジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホヤ
シト、ジメチルアセトアミドなどをあけることができ、
これらは単独または混合系で用いてもよい。また、支持
電解質は特に必要でないが使用する場合は使用溶媒に可
溶の塩が用いられる。その例としては、L1cto4、
LiBF4、NH4ClO4、(CH3)4NC1,’
 (C2H5)4NCt。
Compound Garden 1 Phenyltrimethylammonium chloride 2 Phenyltrimethylammonium bromide 3 Phenyltrimethylammonium iodite 4 Phenyltrimethylammonium hexafluorophosphate 5 Tetra n-propylammonium bromide 6 Tetrapentylammonium bromide 7 Distearyldimethylammonium chloride 8 Dicetyldimethylammonium bromide 9 Dicetylmethylbenzylammonium bromide 10 Simyristyldimethylammonium iodite 11 Benzyldimethylstearylammonium chloride 12 Cetyltrimethylammonium furomite 13 Benzyldimethylcetylammonium bromide 14 Benzyldimethylcetylammonium para-toluenesulfonate 15 Cetylethyldimethylammonium bromide Also, the present invention Examples of solvents used are water, alcohols such as methanol, ethanol, propatool, butanol, aprotic polar solvents such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloromethane, acetonitrile, solobionitrile, benzonitrile, acetone. , propylene carbonate, nitromethane, nitrobenzene, ethyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane, pyridine, dimethylformamide, dimethylsulfoyacto, dimethylacetamide, etc.
These may be used alone or in a mixed system. Further, although a supporting electrolyte is not particularly required, if it is used, a salt soluble in the solvent used is used. Examples include L1cto4,
LiBF4, NH4ClO4, (CH3)4NC1,'
(C2H5)4NCt.

CC2”5)4’NBr5 CC2H3)4NCN、 
CC2F15)4NC1,04、(C2H5)4NBF
4、CCaHq)4Ncto4 、 (C4H9)aN
BFa 、 (C’ 4H9)4NHso4 、AgC
6O4、AgBF4、NaC4,NaBr、 KC/−
、KI、KNO3、Na工04、NaC’tO4:t=
’よびCC2Hs)sNなどをあげることができる。
CC2”5)4'NBr5 CC2H3)4NCN,
CC2F15)4NC1,04, (C2H5)4NBF
4, CCaHq)4Ncto4, (C4H9)aN
BFa, (C'4H9)4NHso4, AgC
6O4, AgBF4, NaC4, NaBr, KC/-
, KI, KNO3, Na 04, NaC'tO4:t=
' and CC2Hs)sN.

実施例 以下に実施例をあけて本発明をさらに躾(−<説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be further explained with examples below, but the present invention is not limited thereto.

実施例 1 先に例示しfcFJ)1の化合物を0.1モル/lとな
るよつK N、N−ジメチルホルムアミドに溶解した液
をNK8Aガラスの間に13μmのマイラスペーサを介
してはさみ込んでエレクトロクロミック素子を作製した
。この素子は透明であった。この素子の両電極に6Vの
直流電圧を印加したところ赤く着色した。次に電圧を1
5Vにしたところ色がやや濃くなった他は6V印加と同
様であった。電圧をOvにしたところ透明に戻った。
Example 1 A solution of the previously exemplified compound fcFJ) 1 dissolved in KN,N-dimethylformamide at a concentration of 0.1 mol/l was sandwiched between NK8A glasses via a 13 μm mylar spacer. An electrochromic device was fabricated. This element was transparent. When a DC voltage of 6 V was applied to both electrodes of this element, the element was colored red. Next, increase the voltage to 1
When 5V was applied, the color was slightly darker, but the results were the same as when 6V was applied. When the voltage was set to Ov, it returned to transparency.

次に6■印加→Q V offをくり返しても同様な結
果となった。
Next, the same result was obtained even after repeating 6■ application→Q V off.

以上の結果は本発明の素子が無色−赤の変化を示し、印
加電圧幅の大きなエレクトロクロミック表示素子である
ことを示している。
The above results show that the device of the present invention exhibits a colorless-red change and is an electrochromic display device with a wide applied voltage range.

実施例 2 先に例示した罎2の化合物を0.2モル/lとしLiC
tO4をα2モル/lとなるようにジメチルスルホキク
ト中に溶解した液を用いて実施例1と同様の素子を作製
し、同様に電圧印加したところ無色−赤色の変化が祷ら
れた。
Example 2 LiC
A device similar to that of Example 1 was prepared using a solution in which tO4 was dissolved at α2 mol/l in dimethyl sulfokite, and when voltage was applied in the same manner, a change from colorless to red was expected.

実施例 3〜4 実施例1で用いfct&11の化合物を先に例示した尚
11およびNQ15−の化合物でそれぞれ置き換えそし
て濃度を0,2モル/lに変えた以外には実=施例1と
同様にして素子を作製し、実施例1と同様に電圧印加し
たところ、無色−赤色の変化が得られた。
Examples 3-4 Same as Example 1, except that the fct&11 compound used in Example 1 was replaced with the previously exemplified compounds of 11 and NQ15-, respectively, and the concentration was changed to 0.2 mol/l. When an element was prepared and a voltage was applied in the same manner as in Example 1, a colorless-red color change was obtained.

効果 本発明のエレクトロクロミック表示素子は消色時に無色
またはほとんど着色せず発色濃度が高く、発色に必要な
印加電圧幅が広く(すなわち高電圧にすれば速いスイッ
チングが可能となる〕しかも種々の溶媒が使用可能とい
う効果を奏する。
Effects The electrochromic display element of the present invention is colorless or hardly colored when decolored, has a high coloring density, has a wide range of applied voltage necessary for coloring (that is, high voltage enables fast switching), and can be used with various solvents. This has the effect that it can be used.

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

第1図は本発明のエレクトロクロミック表示素子の一例
を示す概略断面図である。 1・・・表示電極、2・・・透明基板、6 対向電極、
4・・・支持体、5・・・スは−サ、6・ エレクトロ
クロミック液。 特許出細入 株式会社 リ コ − −1゛
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the electrochromic display element of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Display electrode, 2... Transparent substrate, 6 Counter electrode,
4...Support, 5...S-S, 6. Electrochromic liquid. Patent withdrawal Ricoh Co., Ltd. − −1゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一般式 (式中、R1、R2、R3およびR4は同じかまたは異
なっていてもよくそしてそれぞれは水床、アルキル基、
アルコキシ基、置換または非置換のフェニル基、ベンジ
ル基、ナフチル基、アントリル基−または複累環式基を
示し、そしてXoはアニオンを示す)の第4アンモニウ
ム塩のエレクトロクロミック現象を利用した表示素子。
[Claims] General formula (wherein R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and each represents an aqueous base, an alkyl group,
A display element that utilizes the electrochromic phenomenon of a quaternary ammonium salt of an alkoxy group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a bicyclic group, and Xo represents an anion. .
JP58205919A 1983-11-04 1983-11-04 Electrochromic display element Pending JPS6099190A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107195A (en) * 2010-10-29 2012-06-07 Chiba Univ Composition for electrochromic device, and electrochromic display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107195A (en) * 2010-10-29 2012-06-07 Chiba Univ Composition for electrochromic device, and electrochromic display device

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