JPS6360888B2 - - Google Patents

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JPS6360888B2
JPS6360888B2 JP56041632A JP4163281A JPS6360888B2 JP S6360888 B2 JPS6360888 B2 JP S6360888B2 JP 56041632 A JP56041632 A JP 56041632A JP 4163281 A JP4163281 A JP 4163281A JP S6360888 B2 JPS6360888 B2 JP S6360888B2
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electrode
counter electrode
electrochromic
display element
prussian blue
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material

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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】 本発明は電気化学的酸化還元反応を利用した表
示素子に関するもので、更に詳しくは可逆酸化還
元材料としてプルシアンブルー皮膜を形成した導
電材料を対向電極として用いた、対シヨツク性が
向上しかつ大形化の容易なエレクトロクロミツク
表示素子(ECD)に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a display element that utilizes an electrochemical redox reaction. This invention relates to an electrochromic display device (ECD) that has improved performance and can be easily enlarged.

近年、電気化学的酸化還元反応による光吸収特
性の変化を可逆的に行なわせ、表示素子として応
用する、いわゆるエレクトロクロミツク表示素子
の研究が盛んになつている。液晶表示素子、発光
ダイオード(LED)等の他の表示素子と比較し
て、このエレクトロクロミツク表示素子の有する
最大の特徴は、(1)視角が広い、2メモリー性を有
するの2点であると言うことができ、かかる観点
から研究が進められているが、このエレクトロク
ロミツク素子には、これまで大別して2種類のタ
イプが知られている。
In recent years, there has been active research into so-called electrochromic display elements in which light absorption characteristics are reversibly changed by electrochemical redox reactions and applied as display elements. Compared to other display elements such as liquid crystal display elements and light emitting diodes (LEDs), the two most important features of this electrochromic display element are (1) wide viewing angle, and (2) memory properties. Research is progressing from this perspective, and two types of electrochromic devices have been known so far.

第1のものは溶液中に溶解したエレクトロクロ
ミツク物質、例えばビオロゲン誘導体等に電気化
学的酸化還元反応を行なわせ、溶液に不溶性な、
着色した反応生成物を電極上に析出させて表示を
行なうものである。この場合、消色は逆電圧を印
加することにより電極表面に析出している着色物
質を元の物質に戻、溶液中に再溶解させることに
より行なわれる。
The first method is to perform an electrochemical redox reaction on an electrochromic substance, such as a viologen derivative, dissolved in a solution, and to
Display is performed by depositing a colored reaction product on an electrode. In this case, decoloring is performed by applying a reverse voltage to return the colored substance deposited on the electrode surface to the original substance and redissolving it in the solution.

この第1のタイプのエレクトロクロミツク表示
素子として用いられる溶液としては、エレクトロ
クロミツク物質としてヘプチルビオロゲン・ブロ
マイドなどを溶解した臭化カリウム水溶液などが
知られている。
As a solution used for this first type of electrochromic display element, an aqueous potassium bromide solution in which an electrochromic substance such as heptyl viologen bromide is dissolved is known.

第2のものはエレクトロクロミツク物質とし
て、酸化タングステン(WO3)、酸化モリブデン
(MoO3)などの溶液に不溶性な遷移金属酸化物
膜をを用いるものである。このエレクトロクロミ
ツク表示素子は透明基板上に設けた透明電極上に
エレクトロクロミツク薄膜を設け、この薄膜状の
化合物の電気化学的酸化還元反応による光吸収特
性の変化を利用するものであり、この場合発消色
物質は常に電極表面に固定されている。
The second method uses a solution-insoluble transition metal oxide film such as tungsten oxide (WO 3 ) or molybdenum oxide (MoO 3 ) as the electrochromic material. This electrochromic display element has an electrochromic thin film on a transparent electrode provided on a transparent substrate, and utilizes changes in light absorption characteristics due to electrochemical redox reactions of this thin film compound. In this case, the color-developing substance is always fixed on the electrode surface.

これら両タイプのエレクトロクロミツク表示素
子は構成が異なるが、エレクトロクロミツク表示
素子の基本構成としては、電気化学的に可逆発消
色の可能な表示材料と電解質とを用い、この電解
質に表示極と対向電極を接触させてなるのであ
り、この表示極と対向電極に電圧を印加し、表示
極における電気化学的酸化あるいは還元反応によ
り表示極をパターン表示し、逆電圧印加により逆
反応をおこし消色を行なうものである。このエレ
クトロクロミツク表示素子の原理より明らかなよ
うに、エレクトロクロミツク表示素子においては
表示極において発消色のために流れた電気量は必
然的に対向電極においても流れなければならな
い。このためエレクトロクロミツク表示素子にお
いては、エレクトロクロミツク物質の特性と同時
に対向電極の特性が極めて重要である。
These two types of electrochromic display elements have different structures, but the basic structure of an electrochromic display element is to use a display material that can be electrochemically reversibly colored and erased, and an electrolyte, and this electrolyte has a display electrode. A voltage is applied between the display electrode and the counter electrode, and a pattern is displayed on the display electrode through an electrochemical oxidation or reduction reaction at the display electrode, and a reverse reaction is caused by applying a reverse voltage to cause the display to disappear. It is something that does color. As is clear from the principle of this electrochromic display element, in an electrochromic display element, the amount of electricity that flows in the display electrode for coloring and erasing must also necessarily flow in the counter electrode. For this reason, in electrochromic display elements, the characteristics of the electrochromic material as well as the characteristics of the counter electrode are extremely important.

従来、第1のタイプのエレクトロクロミツク表
示素子の対向電極としては、金属電極を用い金属
電極上でのハロゲンイオンの酸化反応を対向電極
上での可逆な電気化学的反応として利用するもの
(特開昭48−71380号公報)、銀/塩化銀電極の可
逆的酸化還元反応を利用するもの(特開昭55−
69127号公報)が知られている。これらの対向電
極では電極上の反応生成物がジピリジニウム化合
物と錯体等を形成し、この生成物の逆反応の速度
が遅いこと、あるいは可逆性に欠けるというう欠
点があつた。また、第1のタイプのエレクトロク
ロミツク表示素子の他の対向電極としては
Fe()/Fe()の酸化還元対の可逆反応を対向電極
での反応として利用しようとする提案もなされて
いる(特開昭47−1562号公報)。Fe()/Fe()の可
逆的酸化還元反応は、電解液PHが約2.5以下にお
いてのみ生ずるが、電解液PH2.5以下では、p―
ジシアノフエニルジピリジニウムクロリド以外の
ジピリジニウム化合物をエレクトロクロミツク物
質として用いた場合、発色反応の起る電位以前に
水の分解による水素発生が生じ、装置の破損を招
くなど大きな欠点を有する。
Conventionally, the first type of electrochromic display element uses a metal electrode as the counter electrode and utilizes the oxidation reaction of halogen ions on the metal electrode as a reversible electrochemical reaction on the counter electrode (particularly (Japanese Patent Application Laid-open No. 71380/1983), one that utilizes the reversible redox reaction of a silver/silver chloride electrode (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-71380),
69127) is known. These counter electrodes had the drawback that the reaction product on the electrode formed a complex with the dipyridinium compound, and the reverse reaction rate of this product was slow or lacked reversibility. In addition, as another counter electrode of the first type of electrochromic display element,
There has also been a proposal to utilize the reversible reaction of the redox pair Fe () /Fe () as a reaction at the counter electrode (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1562/1983). The reversible redox reaction of Fe () /Fe () occurs only when the electrolyte pH is about 2.5 or less;
When a dipyridinium compound other than dicyanophenyl dipyridinium chloride is used as an electrochromic substance, hydrogen is generated by decomposition of water before the potential at which the coloring reaction occurs, resulting in major drawbacks such as damage to the device.

又、第2のタイプのエレクトロクロミツク表示
素子の対向電極としては、導電体上のWO3の還
元体を利用するもの(特開昭50−50893号公報)、
あるいは白金(特開昭53−33093号公報)、炭素
(特開昭52−73051号公報)、金(特開昭52−58941
号公報)、ニツケル(特開昭56−92523号公報)等
の金属電極のみを利用するものが知られている。
しか、WO3の還元体を用いた際には、還元体の
安定性が悪いため、エレクトロクロミツク表示素
子の保存性能が悪いこと、白金、炭素、金、ニツ
ケル等の金属電極のみを用いる場合は、可逆な電
気化学的酸化還元物質が存在しないため、表示極
の発消色電流が流れるとともに、対向電極上で溶
媒あるいは支持電解質の電気化学的分解反応が生
じ、寿命を大きく低下させる。
Further, as the counter electrode of the second type of electrochromic display element, a type using a reduced form of WO 3 on a conductor (Japanese Patent Application Laid-open No. 50-50893),
Or platinum (JP 53-33093), carbon (JP 52-73051), gold (JP 52-58941)
There are known methods using only metal electrodes such as Nickel (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-92523).
However, when a reduced form of WO 3 is used, the stability of the reduced form is poor, so the storage performance of the electrochromic display element is poor, and when only metal electrodes such as platinum, carbon, gold, or nickel are used. Since there is no reversible electrochemical redox substance, a coloring/discoloring current flows through the display electrode, and an electrochemical decomposition reaction of the solvent or supporting electrolyte occurs on the counter electrode, significantly shortening the service life.

また、両タイプのエレクトロクロミツク表示素
子に共通に使用可能な他の対向電極として、可逆
酸化還元材料粉末、カーボン及びバインダー粉末
とのホツトブレス成形体が開示されている(特開
昭55−69127号公報)。しかしながら、この構成に
よる対向電極の電導度が悪くなり、また可逆酸化
還元材料の酸化還元反応も起りにくくなり、対向
電極としての機能を果し得なくなる。このためバ
インダーは、全重量の1/5〜1/10程度となる。ま
たバインダーの量を少くすることは、対向電極の
真の表面積を増加させことができ、従つて発消色
反応に際しての対向電極の電位変化を抑制するこ
とになり、対向電極に参照電極としての機能を付
与することができ好ましい。しかしながらバイン
ダーの量が少いとホツトプレスにより加圧成形さ
れた対向電極は強度的に極めてもろいものとな
る。このためエレクトロクロミツク表示素子のセ
ルを構成した後、電解液を注入する際に受けるシ
ヨツク、あるいは実際に使用する際に受ける外部
的シヨツクによりカーボンが脱落遊離し、表示極
が汚染され寿命の低下を招くこと、更には、大形
の対向電極を製造するのが困難であるため大形の
エレクトロクロミツク表示素子を作製することが
できないという欠点を有する。。
In addition, as another counter electrode that can be commonly used in both types of electrochromic display elements, a hot-press molded body of reversible redox material powder, carbon, and binder powder has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 55-69127). Public bulletin). However, with this configuration, the electrical conductivity of the counter electrode deteriorates, and the redox reaction of the reversible redox material becomes difficult to occur, making it impossible to function as a counter electrode. Therefore, the binder accounts for about 1/5 to 1/10 of the total weight. In addition, reducing the amount of binder can increase the true surface area of the counter electrode, thus suppressing the potential change of the counter electrode during the color development/decolorization reaction, and making the counter electrode suitable as a reference electrode. It is preferable because it can provide functions. However, if the amount of binder is small, the counter electrode formed under pressure by hot pressing becomes extremely brittle in terms of strength. For this reason, after the cell of an electrochromic display element is constructed, carbon falls off and becomes liberated due to the shock received when injecting the electrolyte or the external shock received during actual use, contaminating the display electrode and shortening its lifespan. Furthermore, it is difficult to manufacture a large-sized counter electrode, making it impossible to produce a large-sized electrochromic display element. .

本発明の目的は、前述のごとき従来の対向電極
に付随する欠点を解消し、安定で、対シヨツク性
が向上し、かつ大形化の容易なエレクトロクロミ
ツク表示素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrochromic display element that is stable, has improved shock resistance, and can be easily enlarged, eliminating the drawbacks associated with conventional counter electrodes as described above.

従つて本発明のエレクトロクロミツク表示素子
は可逆酸化還元材料としてのプルシアンブルー皮
膜を形成した導電材料を対向電極として用いたこ
とを特徴とする。
Therefore, the electrochromic display element of the present invention is characterized in that a conductive material on which a Prussian blue film is formed as a reversible redox material is used as a counter electrode.

本発明において用いる対向電極は導電材料の外
面にプルシアンブルー皮膜を形成したものである
が、このプルシアンブルーはインクや塗料の青色
顔料として従来より多量に利用されている極めて
安定な化合物であり、KFe()〔Fe()(CN)6〕ある
いはFe4 ()〔Fe()(CN)63なる化学式で示される

シアノ錯体であり、一般にフエリシアンカリウム
あるいはフエロシアン化カリウムあるいはその誘
導体と、それ以外の2価あるいは3価の鉄イオン
を含む溶液との混合により直ちに沈澱物として、
あるいは混合により生じた沈澱を後処理すること
により得られ、通常第3a図に示すような対向電
極を被覆する形状の薄膜として得ることは困難で
ある。またプルシアンブルーはアルカリ性にて分
解するが、他の水あるいは有機溶媒には不溶であ
るため、スピンナー法、デイツプコート法等によ
り電極表面にプルシアンブルー薄膜を形成するこ
とはできない。またプルシアンブルーは高温でも
分解するため蒸着法等によつても電極表面にプル
シアンブルー薄膜を形成できない。このため、従
来技術ではプルシアンブルーを皮膜として用いる
ことは極めて困難であつた。しかしながらフエリ
シアン化カリウムと、塩化第二鉄、あるいは硫酸
第二鉄等の3価の鉄塩との混合溶液を用いると、
以下の手法により容易に電極表示にプルシアンブ
ルー皮膜を形成できることが判明した。
The counter electrode used in the present invention has a Prussian blue film formed on the outer surface of a conductive material. Prussian blue is an extremely stable compound that has been used in large quantities as a blue pigment in inks and paints, and KFe () [Fe () (CN) 6 ] or Fe 4 () [Fe () (CN) 6 ] It is an iron cyano complex represented by the chemical formula 3 , and is generally potassium ferricyanide, potassium ferrocyanide, or potassium ferrocyanide. Immediately as a precipitate by mixing the derivative with a solution containing other divalent or trivalent iron ions,
Alternatively, it is obtained by post-processing the precipitate produced by mixing, and it is usually difficult to obtain a thin film having a shape that covers the counter electrode as shown in FIG. 3a. Further, although Prussian blue decomposes in alkalinity, it is insoluble in other water or organic solvents, so it is impossible to form a Prussian blue thin film on the electrode surface by a spinner method, a dip coating method, or the like. Furthermore, since Prussian blue decomposes even at high temperatures, a Prussian blue thin film cannot be formed on the electrode surface by vapor deposition or the like. For this reason, it has been extremely difficult to use Prussian blue as a film in the prior art. However, when a mixed solution of potassium ferricyanide and a trivalent iron salt such as ferric chloride or ferric sulfate is used,
It has been found that a Prussian blue film can be easily formed on an electrode display by the following method.

(1) 上記の混合溶液中に電極を入れ、混合溶液を
還元すると、電極表面にプルシアンブルー皮膜
が形成される。
(1) When an electrode is placed in the above mixed solution and the mixed solution is reduced, a Prussian blue film is formed on the electrode surface.

(2) 上記混合溶液中のイオン種あるいは錯体が還
元される約0.6(対SCE)より卑なアノード溶解
電位を有する金属、例えばNi,Fe,Cu等を上
記混合溶液中に浸漬すると無電解にても溶液中
のイオン種が還元され、金属電極上にプルシア
ンブルー皮膜が析出する。
(2) Ionic species or complexes in the mixed solution are reduced.Metals with an anode dissolution potential less than about 0.6 (relative to SCE), such as Ni, Fe, and Cu, become electroless when immersed in the mixed solution. However, the ionic species in the solution are reduced and a Prussian blue film is deposited on the metal electrode.

(3) スピンナー法、デイツプコート法により、上
記混合溶液の薄層を電極表示に塗布し、乾燥さ
せると、溶液中の両化合物が反応し、電極表面
にプルシアンブルー誘導体が形成される。
(3) When a thin layer of the above mixed solution is applied to the electrode display by a spinner method or dip coating method and dried, both compounds in the solution react and a Prussian blue derivative is formed on the electrode surface.

これらの手法においては、フエリシアン化カリ
ウムに代えて、フエリシアン化ナトリウム等を使
用することもできる。
In these methods, sodium ferricyanide or the like may be used instead of potassium ferricyanide.

本発明においても、前記手法を用いて容易に対
向電極として使用する強度の大きい導電材料の外
面にプルシアンブルー皮膜を形成することができ
る。
Also in the present invention, a Prussian blue film can be easily formed on the outer surface of a strong conductive material used as a counter electrode using the above method.

また本発明においてに、前記導電材料として
SnO2,In2O3等の透明電極、白金、金、ニツケ
ル、鉄、ステンレス、アルミニウム、タンタル、
チタン等の金属の板、網、焼結体、蒸着膜、発泡
体等、あるいは導電性のカーボン不織布、繊維等
を使用することが可能である。なかでも金属の
網、焼結体、発泡体、あるいはカーボンの不織
布、繊維は見掛の面積あたりの電極表面積を大き
くすることができるため、これらの材料から構成
される対向電極は、他の導電材料を用いる場合と
比較して、同一の電荷量を通じた場合、一層対向
電極の電位変化を小さく押えることができ、参照
電極としての機能も持たせることができ好まし
い。
Further, in the present invention, as the conductive material
Transparent electrodes such as SnO 2 , In 2 O 3 , platinum, gold, nickel, iron, stainless steel, aluminum, tantalum,
It is possible to use metal plates such as titanium, nets, sintered bodies, vapor deposited films, foams, etc., or conductive carbon nonwoven fabrics, fibers, etc. Among them, metal nets, sintered bodies, foams, carbon non-woven fabrics, and fibers can increase the electrode surface area per apparent area, so counter electrodes made of these materials are better than other conductive materials. Compared to the case where a material is used, it is preferable to pass the same amount of charge because it is possible to suppress the change in potential of the opposing electrode to a further small value, and it can also function as a reference electrode.

本発明による、前記手法により構成したプルシ
アンブルーを表面に固定した導電材料による対向
電極は、グラフアイトの成形体にみられるもろさ
がないため、電解液注入時、あるいは使用時のシ
ヨツクにより破壊されることがない。また、前記
の手法によると大面積の導電材料を用いることに
より、容易に大面積の対向電極を作成することが
できることは明白である。
The counter electrode of the present invention, which is made of a conductive material with Prussian blue fixed on its surface and constructed by the above-mentioned method, does not have the brittleness seen in graphite molded bodies, so it can be destroyed by electrolyte injection or shock during use. Never. Further, according to the above-described method, it is clear that by using a large-area conductive material, a large-area counter electrode can be easily created.

しかし、導電材料の表面に形成されたプルシア
ンブルー皮膜は膜厚が厚くなると電極表面より落
下することがあり、10μ以下であることが必要で
あつた。
However, when the Prussian blue film formed on the surface of the conductive material becomes thick, it may fall from the electrode surface, so the thickness needs to be 10 μm or less.

また、このプルシアンブルーは、前述の如く、
従来青色顔料として利用されているものであり、
その安定性は明白である。更に、プルシアンブル
ーの還元体も中性乃至酸性の水溶液及びプロピレ
ンカーボネート、アセトニトリル、N,N―ジメ
チルホルムアミド等の有機溶媒中において極めて
安定である。
In addition, this Prussian blue, as mentioned above,
It is traditionally used as a blue pigment,
Its stability is obvious. Furthermore, the reduced form of Prussian blue is extremely stable in neutral to acidic aqueous solutions and organic solvents such as propylene carbonate, acetonitrile, and N,N-dimethylformamide.

従つて本発明のエレクトロクロミツク表示素子
は、プルシアンブルーおよびその還元体を対向電
極用可逆酸化還元材料として利用し、導電材料を
プルシアンブルー皮膜で被覆して成る対向電極を
用いたことにより、安定で、対シヨツク性が改善
され、大形化が可能となつたもので、実用価値が
極めて大である。
Therefore, the electrochromic display element of the present invention utilizes Prussian blue and its reduced form as a reversible redox material for the counter electrode, and uses a counter electrode made of a conductive material coated with a Prussian blue film, thereby achieving stability. The shock resistance has been improved, and it has become possible to increase the size, so it has extremely high practical value.

以下図面を参照し本発明を更に詳細に説明す
る。
The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第1図はおよび第2図にそれぞれ本発明の一例
のエレクトロクロミツク表示素子を示す。
FIG. 1 and FIG. 2 each show an electrochromic display element according to an example of the present invention.

第1図において1はガラス等の透明基板で、こ
の上にSnO2等よりなる透明導電性電極2を設け
る。この透明電極は一般に50〔Ω/□〕以下の低
い抵抗、80〔%〕以上の高い光透過性のものを用
いる。この透明電極上のパターン部及び電極リー
ド接続部以外に、SiO,SiO2,MgF2,ポリエチ
レン等の絶縁性被膜3を設ける。一方背面基板4
上に対向電極5を設け、図示するようにスペーサ
ー7を介して表示極(透明電極のパターン部)と
対向電極を平行に保持する。表示極と対向電極5
との間には多孔質アルミナ等から成る光散乱板6
を設ける。次いでエレクトロクロミツク物質を溶
解した電解質溶液9をセル内に注入し、注入口を
エポキシ樹脂8にて封止する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transparent substrate made of glass or the like, on which a transparent conductive electrode 2 made of SnO 2 or the like is provided. This transparent electrode generally has a low resistance of 50 [Ω/□] or less and a high light transmittance of 80 [%] or more. An insulating film 3 made of SiO, SiO 2 , MgF 2 , polyethylene, etc. is provided in addition to the pattern portion and the electrode lead connection portion on the transparent electrode. On the other hand, the rear board 4
A counter electrode 5 is provided on top, and the display electrode (transparent electrode pattern portion) and the counter electrode are held in parallel with each other via a spacer 7 as shown in the figure. Display electrode and counter electrode 5
A light scattering plate 6 made of porous alumina etc.
will be established. Next, an electrolyte solution 9 in which an electrochromic substance is dissolved is injected into the cell, and the injection port is sealed with an epoxy resin 8.

このようにして構成したエレクトロクロミツク
表示素子は、表示極と対向電極間に適宜な電圧を
印加すると電解質溶液中のエレクトロクロミツク
物質が発色し、逆に両電極間に逆電圧を印加する
と表示部の像は消色し、示の透明状態に戻る。
In the electrochromic display element constructed in this way, when an appropriate voltage is applied between the display electrode and the counter electrode, the electrochromic substance in the electrolyte solution develops a color, and conversely, when a reverse voltage is applied between the two electrodes, a display is displayed. The color of the image disappears and it returns to its transparent state.

第2図は第1図のエレクトロクロミツク表示素
子とは構成上エレクトロクロミツク物質より成る
表示極を透明基板上に設けた点が異なる他の例の
エレクトロクロミツク表示素子を示すものであ
る。
FIG. 2 shows another example of an electrochromic display element which differs from the electrochromic display element of FIG. 1 in that a display electrode made of an electrochromic material is provided on a transparent substrate.

実施例 1 長さ50mm×幅30mmのニツケル(Ni)板を対向
電極用導電材料12として用い、これを塩化第二
鉄及びフエリシアン化カリウムを各々0.05〔M/
〕溶解した溶液に15秒間浸漬し、表面に350Å
の厚さのプルシアンブルー膜10を形成し、KCl
の1〔M/〕水溶液中で電解還元して対向電極
を作製した。第3図aおよびbに、このようにし
て作成した対向電極の断面図および平面図を示
す。尚図面中11は対極用リード線である。
Example 1 A nickel (Ni) plate with a length of 50 mm and a width of 30 mm was used as the conductive material 12 for the counter electrode, and ferric chloride and potassium ferricyanide were each 0.05 [M/
] Immerse in the dissolved solution for 15 seconds and apply 350 Å to the surface.
Form a Prussian blue film 10 with a thickness of
A counter electrode was prepared by electrolytic reduction in a 1 [M/] aqueous solution. FIGS. 3a and 3b show a cross-sectional view and a plan view of the counter electrode thus prepared. In addition, numeral 11 in the drawing is a lead wire for a counter electrode.

前記対向電極を用い、第1図に示すエレクトロ
クロミツク表示素子を作製した。尚電解質溶液9
として、N,N′―ジヘプチル―4,4′―ジピリジ
ニウムクロライドを0.05〔M/〕、KClを1
〔M/〕溶解した水溶液を用いた。この電解液
を表示セルに注入した際、対向電極の破壊は生じ
なかつた。表示極に、対向電極に対して−0.6
〔V〕の電圧を印加すると表示極は発色し、正の
電圧を印加すると消色が速かに進行した。発色の
ための電圧及び印加時間を−0.6〔V〕(0.5秒)、
消去のための電圧及び印加時間+0.3V〔1秒〕に
て繰り返し寿命試験を行なつたところ、5×105
回以上経過しても表示、消去の特性には何ら変化
を示さなかつた。また実際にこの表示素子を落下
させて耐衝撃性を調べたが透明基板のガラスが破
壊したが対向電極の破損は見られなかつた。
An electrochromic display element shown in FIG. 1 was produced using the counter electrode. In addition, electrolyte solution 9
As, N,N'-diheptyl-4,4'-dipyridinium chloride is 0.05 [M/], KCl is 1
[M/] A dissolved aqueous solution was used. When this electrolyte was injected into the display cell, the counter electrode did not break. −0.6 to the display electrode and to the counter electrode
When a voltage of [V] was applied, the display electrode developed color, and when a positive voltage was applied, the color rapidly disappeared. The voltage and application time for color development were -0.6 [V] (0.5 seconds),
A repeated life test was performed using an erasing voltage and application time of +0.3V [1 second], and the result was 5×10 5
No change was observed in the display and erasing characteristics even after the test was repeated several times. Furthermore, this display element was actually dropped to examine its impact resistance, and although the glass of the transparent substrate was broken, no damage to the counter electrode was observed.

実施例 2 実施例1において用いた対向電極用導電材料と
して、実施例1のニツケル板にかえてカーボン繊
維(日本カーボン製)を使用した。その表面積は
見掛の表面積の23倍であつた。各々0.01〔M/〕
の硫酸第二鉄及びフエリシアン化カリウムを含む
溶液にカーボン繊維を浸漬し、見掛の表面積当り
2.3mA/cm2の電流密度にて40秒間、電解還元を行
ない、その表面にプルシアンブルー薄膜を形成
し、対向電極として使用した。他は実施例1と同
様に構成し、エレクトロクロミツク表示素子を作
成した。この表示素子につき実施例1と同様の条
件でその特性を調べた結果、実施例1とほとんど
同様の特性を示した。
Example 2 As the conductive material for the counter electrode used in Example 1, carbon fiber (manufactured by Nippon Carbon) was used instead of the nickel plate of Example 1. Its surface area was 23 times the apparent surface area. 0.01 [M/] each
carbon fibers are soaked in a solution containing ferric sulfate and potassium ferricyanide, and
Electrolytic reduction was performed at a current density of 2.3 mA/cm 2 for 40 seconds to form a Prussian blue thin film on the surface, which was used as a counter electrode. The rest of the structure was the same as in Example 1, and an electrochromic display element was produced. The characteristics of this display element were examined under the same conditions as in Example 1, and as a result, it showed almost the same characteristics as in Example 1.

実施例 3 対向電極用導電材料として、カーボンの不織布
(日本カーボン製)を使用した。この不織布の表
面積は、見掛の表面積の約4.5倍であつた。この
不織布を、塩化第二鉄及びフエリシアン化カリウ
ム0.01〔M/〕を溶解した水溶液に浸漬し、
0.9mA/cm2(見掛の表面積)にて30秒間、陰極と
して電解を行い、その表面にプルシアンブルー皮
膜を形成した。このようにして作成した対向電極
と、電解質として過塩素酸リチウムを1〔M/
〕、プロピレンカーボネートに溶解した溶液を
使用し、透明電極2上にエレクトロクロミツク物
質としてWO3の薄膜13を表示極として有する
第2図に示すエレクトロクロミツク表示素子を作
成した。
Example 3 A carbon nonwoven fabric (manufactured by Nippon Carbon) was used as the conductive material for the counter electrode. The surface area of this nonwoven fabric was about 4.5 times the apparent surface area. This nonwoven fabric was immersed in an aqueous solution containing 0.01 [M/] of ferric chloride and potassium ferricyanide,
Electrolysis was performed as a cathode at 0.9 mA/cm 2 (apparent surface area) for 30 seconds to form a Prussian blue film on the surface. The counter electrode prepared in this way and lithium perchlorate as an electrolyte were
], using a solution dissolved in propylene carbonate, an electrochromic display element as shown in FIG. 2 was prepared having a thin film 13 of WO 3 as an electrochromic material on a transparent electrode 2 as a display electrode.

かくして構成したエレクトロクロミツク表示素
子は対極に対して表示−1.0V(1秒)、消去+
1.0V(1秒)の矩形波を表示極に印加し、繰返し
寿命試験を行なつた結果、5×105回以上経過し
ても何等表示特性には変化が見られなかつた。ま
た電解液注入時及び使用時に受けるシヨツクに対
しても対向電極の破壊は生じなかつた。
The electrochromic display element thus constructed has a display voltage of -1.0V (1 second) and an erase voltage of +
As a result of a repeated life test by applying a 1.0 V (1 second) square wave to the display electrode, no change was observed in the display characteristics even after 5×10 5 cycles or more. Further, the counter electrode did not break due to shocks received during electrolyte injection and use.

尚実施例において、表示材料としてN,N′―
ジヘプチル―4,4′―ジピリジニウムクロライド
及びWO3薄膜を使用したエレクトロクロミツク
表示素子についてのみ示したが、他の表示材料、
例えばジ―p―シアノフエニル―4,4′―ジピリ
ジニウムクロライド、モリブデンオキサイド、ア
クリジン誘導体等、一連のエレクトロクロミツク
物質を使用したエレクトロクロミツク表示素子に
本発明が適用されることはエレクトロクロミツク
表示素子の原理においても自明のものである。
In the examples, N, N′-
Although only electrochromic display elements using diheptyl-4,4'-dipyridinium chloride and WO 3 thin film are shown, other display materials,
For example, the present invention is applicable to electrochromic display elements using a series of electrochromic substances such as di-p-cyanophenyl-4,4'-dipyridinium chloride, molybdenum oxide, and acridine derivatives. The principle of the element is also self-evident.

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

第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一例のエ
レクトロクロミツク表示素子の断面図、第3図a
は本発明において用いる対向電極の断面図、第3
図bは第3図aの対向電極の平面図である。 1……透明電極、2……導電性透明電極、3…
…絶縁性皮膜、4……背面基板、5……対向電
極、6……光散乱板、7……スペーサ、8……封
止用樹脂、9……電解質溶液、10……プルシア
ンブルー皮膜、11……対向電極用リード線、1
2……対向電極用導電材料、13……WO3薄膜。
FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views of an electrochromic display element according to an example of the present invention, and FIG.
is a cross-sectional view of the counter electrode used in the present invention;
Figure b is a plan view of the counter electrode of Figure 3a. 1... Transparent electrode, 2... Conductive transparent electrode, 3...
... Insulating film, 4 ... Back substrate, 5 ... Counter electrode, 6 ... Light scattering plate, 7 ... Spacer, 8 ... Sealing resin, 9 ... Electrolyte solution, 10 ... Prussian blue film, 11...Lead wire for counter electrode, 1
2... Conductive material for counter electrode, 13... WO 3 thin film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電気化学的酸化還元反応を利用したエレクト
ロクロミツク表示素子においいて、プルシアンブ
ルー皮膜を形成した導電材料を対向電極として用
いたことを特徴とするエレクトロクロミツク表示
素子。 2 プルシアンブルー皮膜の膜厚が10μ以下であ
る特許請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミ
ツク表示素子。
[Scope of Claims] 1. An electrochromic display element using an electrochemical redox reaction, characterized in that a conductive material on which a Prussian blue film is formed is used as a counter electrode. 2. The electrochromic display element according to claim 1, wherein the Prussian blue film has a thickness of 10 μm or less.
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