JPS6159489B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6159489B2
JPS6159489B2 JP53015176A JP1517678A JPS6159489B2 JP S6159489 B2 JPS6159489 B2 JP S6159489B2 JP 53015176 A JP53015176 A JP 53015176A JP 1517678 A JP1517678 A JP 1517678A JP S6159489 B2 JPS6159489 B2 JP S6159489B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
coloring
counter electrode
display
electrodes
Prior art date
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Expired
Application number
JP53015176A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54107756A (en
Inventor
Hiroyuki Imataki
Michiko Takahashi
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1517678A priority Critical patent/JPS54107756A/en
Publication of JPS54107756A publication Critical patent/JPS54107756A/en
Publication of JPS6159489B2 publication Critical patent/JPS6159489B2/ja
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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】[Detailed description of the invention]

本発明は、電気化学的な酸化還元反応に基づく
発消色現象を利用した像表示装置に関する。 近年になつて、電気化学的な酸化還元反応によ
り発消色する物質に対し、外部から通電を行なつ
て像表示を行なう素子が注目されてきている。即
ちこの表示装置は、基本的に表示電極、隠ぺいさ
れた対向電極及びこれらの電極に接した発消色媒
体から構成されている。そして表示電極を(−)
極にして通電すると「書き込み」が、又極性を反
転させれば「消去」が、それぞれ行なわれるもの
である。 斯かる装置はエレクトロクロミー素子と呼ば
れ、従来の表示素子(例えば螢光表示管、ガラス
放電管、プラズマ表示素子或いはLED等)とは
異なり非発光型(パツシブ)デイスプレイである
から、明るいところ程良く見え、又長時間見続け
ても目が疲れない等の長所がある。 又、同じ非発光型である液晶表示装置とは異な
り、視野依存性もなく、像のコントラストも高い
表示が行なえる等の長所がある。更に又、斯かる
素子は一度表示した像が、駆動電源を切つても残
存する(メモリー機能)ので、駆動電力が少なく
て済む。 然るに斯かる素子においてはその繰り返し耐久
性の点で実用化に際して数多くの課題が残されて
いる。即ち、「書き込み→メモリー→消去」のサ
イクルを繰り返すと、着色不良、消え残り、色調
変化等の現象が起こり表示効果が著しく損われる
のである。これらの現象は複雑に関係しあつて素
子を劣化させるものであるが、いずれにしても表
示のサイクル中に、電極と発消色媒体との接触界
面において、電子の授受及びそれに伴う化学反応
が可逆的に行なわれないことに関係がある。例え
ば、表示した像をメモリーさせると、表示電極上
に発色種が析出したままになる。エレクトロクロ
ミー素子においては表示電極上で還元反応が起こ
る時、対向電極上では酸化反応が起こり、表示電
極上で酸化反応が起こる時には、対向電極上では
還元反応が起こるという様に酸化還元反応が、表
示及び対向電極上で交互に且つ均等に行なわれる
のが理想的であるが、上述の如く表示電極上に発
色種が長時間存在するとこのバランスがくずれ、
消え残り、発色不良或いは電極の汚染を生ずると
考えられる。又、電極表面は一般に発消色媒体中
の不純物等の存在により部分的に汚染されやす
い。そしていつたん電極表面が汚染されると、発
色が均一に起こらず「見え」が悪くなる。又電圧
印加時に過剰な過渡電流が流れること、或いは電
極表面がいつたん汚染されると電極表面上の電位
分布が部分的に高くなること等が原因となつて、
水の分解が起こり、H2或いはO2の気泡が生ず
る。更に又臭化ビオロゲンタイプの発消色物質と
電解質としてKBrを用いた場合にはBr-イオンの
陽極反応が起こり、電極表面に濃い黄かつ色の析
出物をつくり表示効果が著しく損われる。従つて
上記の如くの種々の欠点を改善し、素子としての
繰り返し耐久性を向上する目的で数多くの提案が
なされている。例えば、参照電極を用いて表示及
び参照電極間の電位差を検出し、フイードバツク
回路を設けて過剰な電圧印加を避けることにより
副反応を抑える方法が知られている。 又、上記の方法の改良方法として電極表面上に
直径10μ程度の小さな穴を無数にあけ、この部分
に参照電極としての機能をもたせ、上記の例と同
様にして副反応を防ぐ方法も知られている。 更に、電圧印加する際に過剰な過渡電流が流
れ、副反応を起こすことを防ぐため、駆動波形を
工夫し、且つ電圧印加を徐々に行なう方法、或い
は発色種が逆起電力を有することを利用して、消
色時には発色時より低い駆動電位を低くする方法
(特開昭51−144662号公報)等も知られている。 然るに、現在のところ、実用的で且つ充分な耐
久性を有するものが得られていない。例えば、参
照電極を用いて表示電極及び参照電極間の電位差
を検出する方法では、消色時においては、有効に
作用せず、消え残りを生ずる。即ちこれは表示電
極と参照電極との間の電位を一定にする為にフイ
ードバツク電流を表示電極及び対向電極間に流す
ため、表示電極及び対向電極間の電位が高くな
り、水或いは補助電解質の電気分解電圧を越えて
しまいOH-イオンが増大する。そのため消色ス
ピードが遅くなるので消え残りを生ずると考えら
れる。又、これらの方法では、7セグメント電極
を用いた場合にその各々にフイードバツク回路が
必要で、構成が複雑になつてしまう。更に又、電
極に無数の穴をあける方法では電極に特別な加工
を必要とする点で極めて実用的でなかつた。 本発明は上記の欠点をすべて改良することを目
的とする。 即ち本発明の目的は、低電位で駆動できる像表
示装置を提供することにある。 本発明の別の目的は消え残りを生じない像表示
装置を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、複雑な駆動回路等を
必要としない像表示装置を提供することにある。 或いは本発明の更に別の目的は、電極構成の単
純な像表示装置を提供することにある。 或いは本発明の更に別の目的は電極の劣化を生
じない像表示装置を提供することにある。 上記の目的を達成する本発明とは、電気化学的
な酸化還元反応により可視的変化をもたらす発消
色媒体と、前記媒体に接触した通電用電極とをセ
ル内に収容した像表示装置において、前記電極
が、表示電極、表示電極を発色させる時に使用さ
れる発色用対向電極及び表示電極を消色させる時
に使用させる消色用対向電極とから成ることを特
徴とする像表示装置にある。 以下本発明の構成及び作用等について詳述す
る。 本発明の像表示装置に用いられる発消色物質、
電解質或いは不活性溶媒等に関しては、一般にエ
レクトロミー素子に用いられるものをすべて用い
てよい。 本発明に於いて使用する電気化学的発消色物質
は特に限定されるものではなく、広くレドツクス
反応性無機及び有機物質を挙げることができる
が、以下ではそのうち主に有機系の発消色物質を
例に挙げて説明することにする。 レドツクス反応性有機物質としては、例えば第
4級アンモニウム塩構造を有するピリジニウム化
合物類として、 1・1′−ジメチル−4・4′−ビピリジニウム・
ジブロマイド 1・1′−ジエチル−4・4′−ビピリジニウム・
ジブロマイド 1・1′−ジヘプチル−4・4′−ビピリジニウ
ム・ジブロマイド 1・1′−ジベンジル−4・4′−ビピリジニウ
ム・ジブロマイド N・N′−ジ(P−シアノフエニル)−4・4′−
ビピリジニウム・ジブロライド 2・2′−(ジエチル)ビピリジニウム・ジクロ
ライド N・N′−ジエチル−2・7−ジアザピレニウ
ム・ジクロライド N−ベンジル−4−シアノ−ピリジニウム・ジ
ブロマイド 又、レドツクスインジゲータとして、 サフラニンT ニユートラルレツド インジゴモノスルフオニツクアシツド ジフエニル・アミン ジフエニル・アミン−P−スルフオニツクアシ
ツド P−ニトロ・ジフエニル・アミン ジフエニル・アミン−2・3′−ジカルボキシリ
ツク・アシツド ジフエニル・アミン−2・2′−ジカルボキシリ
ツク・アシツド 等を挙げることができる。 本発明に使用する溶媒としては一般的には水で
あるが、この他にメチルアルコール・エチルアル
コール・エチレングリコール、プロピレンカーボ
ネート・エチレングリコールモノメチルエーテル
アセテート・テトラヒドロフラン・ジオキサン・
ジメチルホルムアミド・ジメチルスルホキシドな
どの非水系溶媒、及び水とこれらの非水系溶媒と
の混合系を挙げることができる。 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、硫酸アンモニウ
ム・硫酸第1鉄・リン酸アンモニウム・過塩素酸
リチウム・硫酸亜鉛アンモニウム・硫酸マグネシ
ウムアンモニウム・硫酸第1鉄アンモニウムなど
が好ましく使用できる。 又本発明の発消色装置に於いては、これらの成
分を溶解した発消色媒体を適当なハウジング内に
収納する際に該媒体中の溶存酸素濃度を5ppm以
下に調整しておくことも望ましい。該媒体中の溶
存酸素を減らすことにより、媒体の副反応を抑え
ることができる。 次に本発明の電極構成等について従来の像表示
装置と対比させながら説明することにする。 先ず従来の装置の基本構成は、第1図の如くで
あり、表示電極1と対向電極2とはガラス等のセ
ル3中に配置され、両電極1,2は電源4に結線
される。セル3の中には、発消色物質、電解質及
び不活性溶媒等から成る発消色媒体5が封入され
ている。電極1,2の材料としては、化学的に安
定なPt、Pd、Au等の金属、又はSnO2、In2O3
TiO2等の金属化合物が用いられる。 一方、本発明の像表示装置の基本構成は第2図
aの如くである。即ち表示電極1、セル3、電源
4及び発消色媒体5に関しては従来装置と同様で
あるが、表示電極1を発色させる時に、(+)極
にして通電される対向電極2(以後発色用対向電
極と称する)、及び表示電極を消色させる時に、
(−)極にして通電される対向電極2′(以後消色
用対向電極と称する)を有している。更に又、2
つの対向電極2及び2′の極性を制御するスイツ
チ4′を有している。第2図aに示す状態では、
表示電極1が(−)極に、発色用対向電極2が
(+)極になつて通電されているので表示電極上
で発色が起こる。又スイツチ4′を破線の様に切
り換えれば、表示電極1が(+)極に、消色用対
向電極2′が(−)極となつて表示電極上の発色
種は消える(このとき消去用対向電極2′上で発
色が起こつている)。なお、ここでは説明のため
に、手動の切り換えスイツチ4′について述べた
が、表示装置を実用化する際には、自動的に電極
の極性を切り換える適当な制御装置或いは駆動回
路が電源4と3つの電極のリード線の間に挿入さ
れる。 本発明では、このように、対向電極を発色用と
消色用に分けることにより、エレクトロクロミー
素子の繰り返し耐久性を改善することができる。
即ち一般にエレクトロミー素子においては、表示
電極或いは対向電極を(−)極にした時には電極
表面上で還元反応が起こり、又(+)極にした時
には、酸化反応が起こるのである。ところが従来
の様に表示電極に対し一枚の対向電極を設けた場
合には貴金属で対向電極を構成しても、この一枚
の対向電極上で酸化還元の両反応が起こり、やは
り電極の劣化が起こりやすかつた。これに対して
本発明では、対向電極を発色用及び還元用に分け
ることによつて上記の欠点を克服できるのであ
る。更に、本発明は、材料の点で、発色用及び消
色用の対向電極を、それぞれ酸化及び還元反応に
強いものを選択することができる。例えば透明電
極のSnO2、In2O3或いはTiO2等の酸化物電極は還
元反応よりも酸化反応に対してより強い耐性を示
し、又金属電極は、酸化反応よりも還元反応に対
してより強い耐性を示す傾向がある。従つて、発
色用対向電極にはSnO2或いはIn2O3等を、消色用
対向電極には金属電極をそれぞれ用いれば、繰り
返し耐久性が改善される。更に又、本発明によれ
ば、発消色のサイクルにおいて、対向電極のいず
れか一方に発色種が析出していない状態が得られ
やすいことも一つの利点である。 或いは又、本発明では発色用及び消色用対向電
極に同じ材料を用いた場合でも、例えばSnO2
いはIn2O3等の酸化物電極を用い、且つ発色用対
向電極の抵抗値よりも消色用対向電極の抵抗値を
大きくすれば、特別な回路によつて発色時よりも
消色時に低電位で駆動する方法と同等の効果を得
ることもできる。 電極の配置或いは形状等は、装置の仕様に応じ
て適宜選択される。例えば表示電極1、発色用対
向電極2或いは消色用対向電極2′は第2図b,
c或いはdに示す如く相対する二つの基板6,7
上にあつても、或いは同一基板6上にあつても良
いし、第2図eに示す如く二つの基板の周辺部又
はスペーサー8上にあつても良い。尚これらの図
において基板6は不透明又は透明基板、7は透明
基板、8はスペーサー、9は目かくし板、10は
イオン透過性のスクリーンである。又、電極の形
状は、セグメント電極でもパターン電極でも良
い。 次に斯かる装置の駆動方法について説明する。
先ず、表示電極が負、発色用反対電極が正になる
ように外部電圧を印加する事によつて「書き込
み」が行われる。 次いで、外部電圧を切り回路を開いた状態でメ
モリー効果を示す。「消去」は「書き込み」の際
と極性を逆転させて電圧を印加する事によつて得
られるが、この時は消色用対向電極が使用され
る。 第3図は、代表的駆動パルス印加方式であり、
10は書き込みステツプ、11はメモリーステツ
プ、12は消去ステツプを表わす。 上記駆動方法は最も簡便な二極定電圧方式であ
るが、本発明ではこの他に二極定電流方式、三極
定電位駆動方式も用いてよい。なお三極定電位方
式は表示電極1と対向電極2,2′の他に参照電
極を用いることによつて表示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表示電極1の
電位を一定に保つようにした駆動方式である。こ
の方式はセグメント表示した時には回路が複雑と
なるが、その点を除けば本発明で用いてもよい。 なお、本発明の具体的効果については、実施例
にて、更に詳しく説明する。 実施例 1 以下の手法でセルを作成し、その各々に付い
て、その繰返し使用耐久性を調べた。 ガラスセル中に第2図bの如く棒状電極を配し
た。抵抗値15Ω/cm2の酸化スズ透明電極を表示電
極発色及び消色用対向電極に使用し、電極サイズ
は、各々、2mm×3mmの矩形とした。 又、両電極間は2mmの間隔は2mmとした。 このセルの溶液組成は下記の通りであつた。 電気化学的発消色物質;ヘプチルビオロゲン ブロマイド(0.1M/) 電解質;臭化カリウム(0.3M/) 溶 媒;水 以上で得られた各種セルの作用電極と反対電極
との間に直流電源で−2V(2sec)→0V
(0.5sec)→+2V(2sec)の電位サイクルを印加
して駆動し、発色→メモリー→消色の繰返し耐久
性をチエツクした。本実施例の装置は約2×106
回の繰り返し耐久性を有していた。 なお、ここで謂う繰返し耐久性とは、上記の駆
動方法で、発色→メモリー→消色の繰返しを続け
る際に、電極上の消えのこりあるいは発色ムラが
生ずる迄の繰返し回数で評価したものである。 実施例 2〜5 実施例1と同じ方法で、その専用対向電極の材
質、抵抗値を変化させて、繰返し耐久性をチエツ
クした。その結果を表−1に実施例1及び以下の
比較例の結果と合わせて示す。 比較例 1 第1図の如くの棒状表示電極及び対向電極を第
2図bの如く対向させて配置し(但し電極材料は
SnO2)、それ以外は実施例1と同様にして、繰り
返し耐久性をチエツクした。約5×105回の繰り
返し耐久性を示した。 比較例 2 対向電極にAu蒸着電極を用いること以外は比
較例1と全く同様にして繰り返し耐久性をチエツ
クした。約5〜8×105回の繰り返し耐久性を示
した。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image display device that utilizes color development and fading phenomena based on electrochemical redox reactions. 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to devices that display images by externally supplying electricity to a substance that develops and fades in color through an electrochemical redox reaction. That is, this display device basically consists of a display electrode, a hidden counter electrode, and a color-developing medium in contact with these electrodes. And the display electrode (-)
When the polarity is turned on and energized, "writing" is performed, and when the polarity is reversed, "erasing" is performed. Such a device is called an electrochromy device, and unlike conventional display devices (such as fluorescent display tubes, glass discharge tubes, plasma display devices, or LEDs), it is a non-emissive (passive) display, so it cannot be used in bright places. It has the advantage that it looks reasonably good, and your eyes won't get tired even if you look at it for a long time. Also, unlike the same non-emissive type liquid crystal display device, it has advantages such as no viewing field dependence and display with high image contrast. Furthermore, since the image once displayed by such an element remains even when the driving power is turned off (memory function), the driving power can be reduced. However, many problems remain in such devices regarding their repeated durability when put into practical use. That is, if the cycle of "writing → memory → erasing" is repeated, phenomena such as poor coloring, unerasable areas, and changes in color tone occur, and the display effect is significantly impaired. These phenomena are intricately related and cause device deterioration, but in any case, during the display cycle, electron transfer and accompanying chemical reactions occur at the contact interface between the electrode and the coloring/decoloring medium. This has to do with the fact that it is not reversible. For example, when a displayed image is memorized, colored species remain deposited on the display electrode. In an electrochromy element, when a reduction reaction occurs on the display electrode, an oxidation reaction occurs on the counter electrode, and when an oxidation reaction occurs on the display electrode, a reduction reaction occurs on the counter electrode. Ideally, this should be done alternately and evenly on the display and counter electrodes, but as mentioned above, if colored species remain on the display electrodes for a long time, this balance will be disrupted.
It is thought that the remaining color may remain, resulting in poor color development or contamination of the electrodes. Further, the electrode surface is generally likely to be partially contaminated due to the presence of impurities in the coloring/decoloring medium. Once the electrode surface becomes contaminated, coloring does not occur uniformly and "visibility" deteriorates. In addition, excessive transient current flows when voltage is applied, or once the electrode surface becomes contaminated, the potential distribution on the electrode surface becomes partially high, etc.
Water decomposition occurs, producing H 2 or O 2 bubbles. Furthermore, when KBr is used as the electrolyte and a viologen bromide color-developing substance, an anodic reaction of Br - ions occurs, forming a dark yellow colored precipitate on the electrode surface, which significantly impairs the display effect. Therefore, many proposals have been made for the purpose of improving the various drawbacks mentioned above and improving the repeated durability of the device. For example, a method is known in which a reference electrode is used to detect the potential difference between the display and reference electrodes, and a feedback circuit is provided to avoid excessive voltage application, thereby suppressing side reactions. Additionally, as an improvement to the above method, it is known that numerous small holes with a diameter of approximately 10 μm are made on the electrode surface, and these holes function as a reference electrode to prevent side reactions in the same manner as in the above example. ing. Furthermore, in order to prevent excessive transient current from flowing when voltage is applied and causing side reactions, it is possible to devise a driving waveform and gradually apply voltage, or to take advantage of the fact that the colored species has a back electromotive force. There is also known a method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 144662/1983) in which the driving potential is lowered during decoloring than when developing color. However, at present, a material that is practical and has sufficient durability has not been obtained. For example, a method of detecting the potential difference between the display electrode and the reference electrode using a reference electrode does not work effectively during erasing, and results in residual erasure. That is, in order to keep the potential between the display electrode and the reference electrode constant, a feedback current is passed between the display electrode and the counter electrode, so the potential between the display electrode and the counter electrode becomes high, and the electricity of the water or auxiliary electrolyte increases. The decomposition voltage is exceeded and OH - ions increase. It is thought that this slows down the erasing speed and causes some residue. Furthermore, in these methods, when seven segment electrodes are used, a feedback circuit is required for each of the seven segment electrodes, resulting in a complicated configuration. Furthermore, the method of making numerous holes in the electrode is extremely impractical because it requires special processing of the electrode. The present invention aims to remedy all the above-mentioned drawbacks. That is, an object of the present invention is to provide an image display device that can be driven at a low potential. Another object of the present invention is to provide an image display device that does not leave any residual image. Still another object of the present invention is to provide an image display device that does not require a complicated drive circuit or the like. Yet another object of the present invention is to provide an image display device with a simple electrode configuration. Another object of the present invention is to provide an image display device that does not cause electrode deterioration. The present invention, which achieves the above object, is an image display device in which a coloring/decolorizing medium that causes a visible change through an electrochemical redox reaction and a current-carrying electrode in contact with the medium are housed in a cell. The image display device is characterized in that the electrodes include a display electrode, a coloring counter electrode used when coloring the display electrode, and a color erasing counter electrode used when color erasing the display electrode. The structure, operation, etc. of the present invention will be explained in detail below. A color developing and erasing substance used in the image display device of the present invention,
Regarding the electrolyte or inert solvent, all those commonly used in electromechanical devices may be used. The electrochemical coloring/decolorizing substance used in the present invention is not particularly limited, and can include a wide range of redox-reactive inorganic and organic substances. I will explain this using an example. Examples of redox-reactive organic substances include pyridinium compounds having a quaternary ammonium salt structure, such as 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium.
Dibromide 1,1'-diethyl-4,4'-bipyridinium
Dibromide 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium dibromide 1,1'-dibenzyl-4,4'-bipyridinium dibromide N,N'-di(P-cyanophenyl)-4,4' −
Bipyridinium dibrolide 2,2'-(diethyl)bipyridinium dichloride N,N'-diethyl-2,7-diazapyrenium dichloride N-benzyl-4-cyano-pyridinium dibromide Also, as a redox indicator, Safranin T New TRALURED Indigo monosulfonic acid Diphenyl amine Diphenyl amine-P-sulfonic acid P-nitro diphenyl amine Diphenyl amine-2,3'-dicarboxylic acid Diphenyl amine-2・2'-dicarboxylic acid, etc. can be mentioned. The solvent used in the present invention is generally water, but other solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol, propylene carbonate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, tetrahydrofuran, dioxane,
Examples include non-aqueous solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide, and mixed systems of water and these non-aqueous solvents. As an electrolyte, lithium chloride, potassium chloride,
Sodium chloride, potassium bromide, potassium sulfate,
Potassium acetate, potassium phosphate, ammonium sulfate, ferrous sulfate, ammonium phosphate, lithium perchlorate, zinc ammonium sulfate, magnesium ammonium sulfate, ferrous ammonium sulfate, and the like can be preferably used. In addition, in the color developing and decoloring device of the present invention, when storing the color developing and decoloring medium in which these components are dissolved in a suitable housing, the dissolved oxygen concentration in the medium may be adjusted to 5 ppm or less. desirable. By reducing dissolved oxygen in the medium, side reactions in the medium can be suppressed. Next, the electrode structure, etc. of the present invention will be explained in comparison with a conventional image display device. First, the basic configuration of the conventional device is as shown in FIG. 1, in which a display electrode 1 and a counter electrode 2 are arranged in a cell 3 made of glass or the like, and both electrodes 1 and 2 are connected to a power source 4. Inside the cell 3, a coloring/erasing medium 5 made of a coloring/erasing substance, an electrolyte, an inert solvent, etc. is enclosed. The materials for the electrodes 1 and 2 include chemically stable metals such as Pt, Pd, and Au, or SnO 2 , In 2 O 3 ,
Metal compounds such as TiO 2 are used. On the other hand, the basic configuration of the image display device of the present invention is as shown in FIG. 2a. That is, the display electrode 1, the cell 3, the power source 4, and the coloring/decoloring medium 5 are the same as those of the conventional device, but when the display electrode 1 is colored, the counter electrode 2 (hereinafter referred to as coloring When decoloring the counter electrode (referred to as the counter electrode) and the display electrode,
It has a counter electrode 2' (hereinafter referred to as a decoloring counter electrode) which is turned into a (-) pole and is energized. Furthermore, 2
It has a switch 4' for controlling the polarity of the two opposing electrodes 2 and 2'. In the state shown in Figure 2a,
Since the display electrode 1 is energized with the (-) pole and the coloring counter electrode 2 is the (+) pole, color development occurs on the display electrodes. If the switch 4' is switched as shown by the broken line, the display electrode 1 becomes the (+) pole and the counter electrode 2' for erasing becomes the (-) pole, and the colored species on the display electrode disappears. Color development is occurring on the counter electrode 2'. Although the manual changeover switch 4' has been described here for the sake of explanation, when putting the display device into practical use, an appropriate control device or drive circuit that automatically switches the polarity of the electrodes will be connected to the power supplies 4 and 3. inserted between the two electrode leads. In the present invention, by dividing the counter electrode into a coloring electrode and a coloring electrode, the durability of the electrochromic element can be improved.
That is, in general, in electrome elements, when the display electrode or the counter electrode is set to the (-) pole, a reduction reaction occurs on the electrode surface, and when the display electrode or the counter electrode is set to the (+) pole, an oxidation reaction occurs. However, when a single counter electrode is provided to the display electrode as in the past, even if the counter electrode is made of noble metal, both oxidation and reduction reactions occur on this single counter electrode, resulting in electrode deterioration. was likely to occur. In contrast, in the present invention, the above-mentioned drawbacks can be overcome by dividing the counter electrode into one for color development and one for reduction. Furthermore, in the present invention, materials that are resistant to oxidation and reduction reactions can be selected for the coloring and decolorizing counter electrodes, respectively. For example, oxide electrodes such as transparent electrodes SnO 2 , In 2 O 3 or TiO 2 are more resistant to oxidation reactions than reduction reactions, and metal electrodes are more resistant to reduction reactions than to oxidation reactions. They tend to be highly resistant. Therefore, if a material such as SnO 2 or In 2 O 3 is used for the coloring counter electrode, and a metal electrode is used for the decoloring counter electrode, the repeated durability can be improved. Another advantage of the present invention is that during the color development/discoloration cycle, it is easy to obtain a state in which no coloring species is deposited on either one of the opposing electrodes. Alternatively, in the present invention, even if the same material is used for the coloring and decoloring counter electrodes, an oxide electrode such as SnO 2 or In 2 O 3 is used, and the resistance value is higher than that of the coloring counter electrode. By increasing the resistance value of the color counter electrode, it is possible to obtain the same effect as a method in which a special circuit is used to drive at a lower potential during decoloring than during coloring. The arrangement, shape, etc. of the electrodes are appropriately selected depending on the specifications of the device. For example, the display electrode 1, the counter electrode 2 for color development, or the counter electrode 2' for decolorization are shown in FIG. 2b,
Two opposing substrates 6 and 7 as shown in c or d
It may be placed on the same substrate 6, or it may be placed on the periphery of two substrates or on the spacer 8 as shown in FIG. 2e. In these figures, the substrate 6 is an opaque or transparent substrate, 7 is a transparent substrate, 8 is a spacer, 9 is a blinding plate, and 10 is an ion-permeable screen. Further, the shape of the electrode may be a segment electrode or a pattern electrode. Next, a method of driving such a device will be explained.
First, "writing" is performed by applying an external voltage so that the display electrode is negative and the coloring opposite electrode is positive. Then, the memory effect is exhibited with the external voltage turned off and the circuit open. "Erasing" is achieved by applying a voltage with the polarity reversed from "writing", but in this case a counter electrode for erasing is used. Figure 3 shows a typical drive pulse application method,
10 represents a write step, 11 a memory step, and 12 an erase step. The driving method described above is the simplest two-pole constant voltage method, but in the present invention, a two-pole constant current method and a three-pole constant potential driving method may also be used. Note that the three-electrode constant potential method uses a reference electrode in addition to the display electrode 1 and the counter electrodes 2 and 2' to detect changes in the potential of the display electrodes and automatically adjust the applied voltage. This is a drive method that keeps the potential constant. Although this method requires a complicated circuit when displaying segments, it may be used in the present invention except for this point. Note that specific effects of the present invention will be explained in more detail in Examples. Example 1 Cells were created using the following method, and the durability of each cell was examined for repeated use. A rod-shaped electrode was placed in the glass cell as shown in FIG. 2b. A tin oxide transparent electrode with a resistance value of 15 Ω/cm 2 was used as a counter electrode for coloring and decolorizing the display electrode, and the electrode size was each a rectangle of 2 mm x 3 mm. Further, the distance between both electrodes was 2 mm. The solution composition of this cell was as follows. Electrochemical coloring/decolorizing substance: Heptyl viologen bromide (0.1M/) Electrolyte: Potassium bromide (0.3M/) Solvent: Water A DC power source was connected between the working electrode and counter electrode of the various cells obtained above. -2V (2sec) → 0V
It was driven by applying a potential cycle of (0.5 sec) → +2V (2 sec), and the durability was checked by repeating coloring → memory → decoloring. The device of this example has approximately 2×10 6
It had durability over multiple cycles. The repeated durability referred to here is an evaluation based on the number of times the process of coloring → memory → decoloring is repeated using the above-mentioned driving method until there is a fading mark or uneven coloring on the electrode. . Examples 2 to 5 Using the same method as in Example 1, the durability was repeatedly checked by changing the material and resistance value of the dedicated counter electrode. The results are shown in Table 1 together with the results of Example 1 and the following comparative examples. Comparative Example 1 A rod-shaped display electrode and a counter electrode as shown in Fig. 1 are arranged facing each other as shown in Fig. 2b (however, the electrode material is
(SnO 2 ), and the durability was repeatedly checked in the same manner as in Example 1 except for that. It showed durability after being repeated about 5×10 5 times. Comparative Example 2 Durability was repeatedly checked in exactly the same manner as Comparative Example 1 except that an Au vapor-deposited electrode was used as the counter electrode. The durability was shown to be repeated approximately 5 to 8×10 5 times.

【表】 上記の表−1からわかるように、本発明によれ
ば、いずれの実施例においても繰り返し耐久性が
大巾に改善される。又「見え」或いはレスポンス
特性においても良好な結果が得られた。
[Table] As can be seen from Table 1 above, according to the present invention, the repeated durability is greatly improved in all the examples. Good results were also obtained in terms of "visibility" or response characteristics.

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

第1図は電気化学的発消色装置の基本構成図、
第2図aは本発明の装置の基本構成の説明略示
図、第2図b,c,d及びeは電極配置例を示す
断面図、第3図は駆動信号の波形図である。 1は表示電極、2は発色用対向電極、2′は消
色用対向電極、3はセル、4は電源、4′は切り
換えスイツチ、5は発消色媒体、9は目かくし
板、10はイオン透過性のスクリーン、11は書
き込みステツプ、12はメモリーステツプ、13
は消去ステツプ。
Figure 1 is a basic configuration diagram of an electrochemical color developing and decoloring device.
FIG. 2a is a schematic diagram illustrating the basic configuration of the device of the present invention, FIGS. 2b, c, d, and e are sectional views showing examples of electrode arrangement, and FIG. 3 is a waveform diagram of a drive signal. 1 is a display electrode, 2 is a counter electrode for color development, 2' is a counter electrode for decolorization, 3 is a cell, 4 is a power supply, 4' is a changeover switch, 5 is a color development/decolorization medium, 9 is a blinding plate, and 10 is a Ion-permeable screen, 11 is a writing step, 12 is a memory step, 13
is the erase step.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電気化学的な酸化還元反応により可視的変化
をもたらす発消色媒体と前記媒体に接触した通電
用電極とをセル内に収容した像表示装置におい
て、前記電極が表示電極、表示電極を発色させる
時に使用されるSnO2又はIn2O3の酸化物で形成さ
せた発色用対向電極、及び表示電極を消色させる
時に使用される前記発色用電極と同様の物質で形
成された消色用対向電極を有し、且つ前記消色用
対向電極の抵抗値が発色用対向電極よりも大きい
ことに特徴を有する像表示装置。
1. In an image display device in which a coloring/decolorizing medium that causes a visible change through an electrochemical redox reaction and a current-carrying electrode in contact with the medium are housed in a cell, the electrode causes the display electrode to develop color. A counter electrode for coloring made of an oxide of SnO 2 or In 2 O 3 which is sometimes used, and a counter electrode for decoloring made of the same material as the coloring electrode used to decolor the display electrode. An image display device comprising an electrode, and the resistance value of the decoloring counter electrode is larger than that of the coloring counter electrode.
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