JPH05224242A - Electrochromic display - Google Patents

Electrochromic display

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JPH05224242A
JPH05224242A JP4056133A JP5613392A JPH05224242A JP H05224242 A JPH05224242 A JP H05224242A JP 4056133 A JP4056133 A JP 4056133A JP 5613392 A JP5613392 A JP 5613392A JP H05224242 A JPH05224242 A JP H05224242A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビオロゲン化合物を利用したEC液を採用す
るECDにおける長寿命化及び2色表示の実現。 【構成】 電解質を用い、その酸化還元反応を利用して
所定の電極上に色素を析出させることで表示を行なうE
CDにおいて、一般式、 【化1】 で示されるビオロゲン化合物を利用してEC液を生成す
る。
(57) [Summary] [Purpose] To achieve long life and two-color display in ECD that employs EC solution using viologen compounds. [Structure] Display is performed by using an electrolyte and using the redox reaction to deposit a dye on a predetermined electrode.
In CD, the general formula: An EC solution is produced using the viologen compound represented by.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規なるビオロゲン化
合物を用いてその酸化還元反応を利用し、所定の位置に
配された電極上に色素を析出させて表示動作をなすエレ
クトロクロミック表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrochromic display device in which a novel viologen compound is used to utilize its redox reaction to deposit a dye on an electrode arranged at a predetermined position to perform a display operation. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電解質であるビオロゲン化合
物を用い、その酸化還元反応を利用して所定の位置に配
された所定の電極上に色素を析出させて表示を行なうよ
うにした、所謂エレクトロクロミック表示装置(以下、
ECDという)が各種提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called electro-luminescent device has been used in which a viologen compound as an electrolyte is used and a redox reaction is used to deposit a dye on a predetermined electrode arranged at a predetermined position for display. Chromic display device (hereinafter,
Various types of ECD) have been proposed.

【0003】液体型ECDとしては、例えばガラス容器
内に表示電極と対向電極を配し、その間にこれら電極と
接して活物質のビオロゲン化合物の水溶液系を充填す
る。そして、電極間に駆動電圧を印加することにより、
ビオロゲン化合物に酸化還元反応を生じさせ、電極板上
に形成されるラジカルにより色素を析出させて、これを
表示に供することを動作原理としている。
As the liquid type ECD, for example, a display electrode and a counter electrode are arranged in a glass container, and an aqueous solution of a viologen compound as an active material is filled in contact with these electrodes between them. Then, by applying a drive voltage between the electrodes,
The principle of operation is to cause a redox reaction in a viologen compound, deposit a dye by radicals formed on an electrode plate, and use this for display.

【0004】このような原理による緑色ECDにおいて
充填されるビオロゲン化合物としては(化4)に示され
るp−シアノフェニルビオロゲンを用いた水溶液系が知
られている。
As a viologen compound to be filled in the green ECD based on such a principle, an aqueous solution system using p-cyanophenyl viologen represented by the chemical formula 4 is known.

【化4】 [Chemical 4]

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このp−シ
アノフェニルビオロゲンと塩の水溶液系では、数10回
程度の着消色反応の維持も困難であった。このように可
逆反応が長期的に維持できない場合、表示装置としての
実用性はない。
However, in the aqueous solution system of p-cyanophenyl viologen and a salt, it was difficult to maintain the color fading reaction about several tens times. If the reversible reaction cannot be maintained for a long time, it is not practical as a display device.

【0006】また、この水溶液系にフェロシアン化合物
を添加して結晶を析出させたうえで例えば塩化カリウム
(KCl )を大量に添加することにより、沈殿物の再溶解
及びこれによる溶液の透明化を可能にすることはできる
が、この場合還元電位が低く表示駆動電圧に対する表示
応答速度が遅いという難点があった。さらに、第2還元
電位で駆動した場合、可逆反応が良好に進行しない。す
なわち、表示色変化は単色のみが可能であり、2色表示
を実現することはできなかった。
Further, a ferrocyanine compound is added to this aqueous solution system to precipitate crystals, and then a large amount of potassium chloride (KCl) is added to redissolve the precipitate and thereby make the solution transparent. However, in this case, the reduction potential is low and the display response speed to the display drive voltage is slow. Furthermore, when driven by the second reduction potential, the reversible reaction does not proceed well. That is, it is possible to change the display color only for a single color, and it is not possible to realize a two-color display.

【0007】また、p−シアノフェニルビオロゲン、フ
ェロシアン化合物及び塩の水溶液系では、脱酸素不足や
塩の添加濃度によっては、表示駆動中や放置中に黒紫色
の沈殿物が生じてしまうことがあり、つまり沈殿物の生
じない安定領域が狭く取り扱いの容易性に欠けていた。
Further, in an aqueous solution system of p-cyanophenyl viologen, a ferrocyanine compound and a salt, a black-purple precipitate may be generated during display driving or while standing, depending on lack of deoxidation and the concentration of added salt. Yes, that is, the stable region where precipitates did not occur was narrow and it was not easy to handle.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みてなされたもので、1000サイクル程度の可逆反
応を維持し、さらに第2還元反応も可逆反応として2色
表示を可能とすることを目的とし、エレクトロクロミッ
ク液として用いるに好適な新規なビオロゲン化合物を用
いたECDを提供する。
The present invention has been made in view of the above problems, and maintains a reversible reaction for about 1000 cycles, and also enables a two-color display as a reversible reaction in the second reduction reaction. The present invention provides an ECD using a novel viologen compound suitable for use as an electrochromic liquid.

【0009】すなわち、That is,

【化5】 で示されるビオロゲン化合物を用い、このビオロゲン化
合物( 0.001モル以上 0.3モル以下の濃度範囲)に塩を
添加した水溶液系であって、次亜リン酸イオン(H2P
O2 -)及び/又は塩素イオン(Cl- )及び/又は臭素イ
オン(Br- )によるイオン濃度範囲が 0.1モル以上 2.3
モル以下とした水溶液系を生成する。
[Chemical 5] In viologen compound used represented, an aqueous solution system prepared by adding salt to the viologen compound (0.001 mol to 0.3 mol concentration range), hypophosphite ion (H 2 P
O 2 -) and / or chlorine ions (Cl -) and / or bromine ion (Br -) ion concentration ranges by 0.1 mol to 2.3
It produces an aqueous solution system that is less than or equal to molar.

【0010】又、上記(化5)のビオロゲン化合物(
0.001モル以上 0.3モル以下の濃度範囲)と、 0.001モ
ル以上 0.3モル以下の濃度範囲のフェロシアン化合物の
水溶液に、塩を添加した水溶液系であって、次亜リン酸
イオン(H2PO2 -)及び/又は塩素イオン(Cl- )及び/
又は臭素イオン(Br- )によるイオン濃度範囲が0.05モ
ル以上 2.3モル以下である水溶液系を生成する。
The viologen compound of the above (Chemical Formula 5) (
0.001 mol to 0.3 mol concentration range), an aqueous solution of ferrocyanide compounds of the following concentration ranges 0.3 mol 0.001 mol or more, an aqueous solution system with added salt, hypophosphorous acid ion (H 2 PO 2 - ) and / or chlorine ions (Cl -) and /
Or bromine ion (Br -) ion concentration ranges by to form an aqueous solution system is 2.3 mol or less 0.05 mol or more.

【0011】そして、これらを、少なくとも一方が表示
電極となる対向電極間にこれら電極と接して充填される
エレクトロクロミック液(EC液)として採用したEC
Dを構成する。
Then, EC is adopted as an electrochromic liquid (EC liquid) which is filled between the counter electrodes, at least one of which serves as a display electrode, in contact with these electrodes.
Configure D.

【0012】[0012]

【作用】上記(化5)に示したビオロゲン化合物に塩を
添加した水溶液系では、1000サイクル以上で良好な着消
色反応が認められた。また、このビオロゲン化合物とフ
ェロシアン化合物及び塩による上記水溶液系では第2還
元反応においても良好な可逆反応が認められた。
In the aqueous solution system in which a salt is added to the viologen compound shown in (Chemical formula 5), a good color-decoloring reaction was observed after 1000 cycles. In addition, a good reversible reaction was observed in the second reduction reaction in the above aqueous solution system of the viologen compound, the ferrocyanine compound and the salt.

【0013】[0013]

【実施例】本発明におけるECDの構造は図1、図2に
示されるように、2枚のガラス基板1,2が、その周辺
に沿うように設けられたスペーサ3を介して互いに対向
して封着され、両ガラス基板1,2の間に液密空間が形
成されている。そして、この液密空間内にEC液8が充
填されている。
EXAMPLE As shown in FIGS. 1 and 2, the structure of the ECD according to the present invention is such that two glass substrates 1 and 2 are opposed to each other through a spacer 3 provided along the periphery thereof. A liquid-tight space is formed between the glass substrates 1 and 2 which are sealed. Then, the EC liquid 8 is filled in the liquid-tight space.

【0014】各ガラス基板1、2の各内面には、各々電
極4及び5が全面的に被着され、両電極4,5上に例え
ばSiO2層による絶縁層6及び7が被覆されている。電極
4及び5の少なくとも一方は、例えばITO(InとSnの
複合酸化物)による透明電極により成り、両電極4,5
上の絶縁層6,7にはそれぞれ表示すべきパターンに応
じた透孔6a,7aが穿設される。図示の例では『F
M』及び『AM』というパターンの透孔6a,7aが穿
設されている。
Electrodes 4 and 5 are entirely deposited on the inner surfaces of the glass substrates 1 and 2, respectively, and insulating layers 6 and 7 made of, for example, a SiO 2 layer are coated on the electrodes 4 and 5, respectively. .. At least one of the electrodes 4 and 5 is a transparent electrode made of, for example, ITO (composite oxide of In and Sn), and both electrodes 4, 5
The upper insulating layers 6 and 7 are provided with through holes 6a and 7a corresponding to the pattern to be displayed. In the example shown, "F
Through holes 6a and 7a having a pattern of "M" and "AM" are formed.

【0015】また、各ガラス基板1,2の例えば互いに
異なる側縁1a及び2aは、互いに他方のガラス基板
(2,1)と対向することがないように外側に穿設さ
れ、これら各側縁1a,2aは各々電極4及び5が、或
はこれら電極4及び5と連結する導電層が被着され、端
子部4a,5aの導出がなされている。
Further, for example, different side edges 1a and 2a of the glass substrates 1 and 2 are provided outside so as not to face the other glass substrate (2, 1), and these side edges are formed. Electrodes 1 and 2a are respectively coated with electrodes 4 and 5 or a conductive layer which is connected to these electrodes 4 and 5, and terminal portions 4a and 5a are led out.

【0016】本実施例では上述したガラス基板1、2の
間の液密空間内に、
In this embodiment, in the liquid-tight space between the glass substrates 1 and 2 described above,

【化6】 で示されるビオロゲン化合物、すなわち、4−(p−シ
アノフェニル)−4’−ヘプチルバイピリディニウムブ
ロマイドクロライド(以下、シアノフェニルヘプチルビ
オロゲンと略称する)を利用した水溶液をEC液として
充填するものである。
[Chemical 6] A viologen compound represented by, that is, a solution using 4- (p-cyanophenyl) -4′-heptylbipyridinium bromide chloride (hereinafter abbreviated as cyanophenylheptylviologen) as an EC liquid. is there.

【0017】そして、この液密空間内にEC液を充填
し、両電極4及び5に直流電圧を印加することによっ
て、また、その極性を反転させることによって各電極4
及び5の絶縁層6及び7によって覆われていない各窓6
a及び7a内に濃緑色の着色が生じ、これによって『F
M』『AM』の切換表示が実現される。
Then, the liquid-tight space is filled with an EC liquid, and a DC voltage is applied to both electrodes 4 and 5, and the polarities thereof are reversed, so that each electrode 4 is inverted.
Windows 6 not covered by insulating layers 6 and 7 of
dark green coloring occurs in a and 7a, which causes "F
Switching display of "M" and "AM" is realized.

【0018】以下、本発明にかかるEC液の各種実施例
について得られた各種特性データを示す。EC液のボル
タモグラム及び透過率変化の測定は図3に示すECセル
32を使用して行なった。このECセル32は、EC液
8が収容された容器9内に、一対の対向電極10、11
と参照電極14とが浸透されて成る。一方の電極10
は、ガラス基板上に30Ω/□のシート抵抗を有するIT
O透明導電層12が被着され、このうえに1cm2 の窓1
3aが穿設されたSlO2絶縁層13が被覆されて成る。ま
た、他方の電極11は4cm2 白金板より成り、参照電極
14は、銀/塩化銀電極を使用した。電極10の窓13
aにおける着色−消色に伴う透過率変化は分光光度計を
使用した。また、着色濃度及び電流の時間応答速度の測
定は図4に示す光学系を用いて行なった。31は光源、
32は上記図3のECセル、33は絞り、34はモノク
ロメーター、35は光電子増倍管、38はデジタルメモ
リー、37はX−Yレコーダ、38は電源、39は電流
プローブである。
Various characteristic data obtained for various examples of EC solutions according to the present invention will be shown below. The voltammogram and the change in transmittance of the EC solution were measured using the EC cell 32 shown in FIG. The EC cell 32 includes a pair of counter electrodes 10 and 11 in a container 9 containing an EC liquid 8.
And the reference electrode 14 are permeated. One electrode 10
Is an IT that has a sheet resistance of 30Ω / □ on a glass substrate.
O transparent conductive layer 12 is applied, and a 1 cm 2 window 1
3a is covered with an SlO 2 insulating layer 13 having a hole. The other electrode 11 was made of a 4 cm 2 platinum plate, and the reference electrode 14 was a silver / silver chloride electrode. Window 13 of electrode 10
A spectrophotometer was used for the change in transmittance due to coloring-decoloring in a. Further, the measurement of the coloring density and the time response speed of the electric current was performed using the optical system shown in FIG. 31 is a light source,
32 is the EC cell of FIG. 3, 33 is a diaphragm, 34 is a monochromator, 35 is a photomultiplier tube, 38 is a digital memory, 37 is an XY recorder, 38 is a power supply, and 39 is a current probe.

【0019】まずEC液として、 ・シアノフェニルヘプチルビオロゲン・・・・・0.01 モル ・塩化カリウム(KCl)・・・・・1.0 モル の組成によるものを図3のように容器9内に注入し、電
極10,11間の印加電圧として、+0.4V 〜-0.4V まで
を30mV/秒の電圧掃引速度で実施した場合のボルタモグ
ラムを図5に示す。すなわち、本発明にかかるシアノフ
ェニルヘプチルビオロゲンによる酸化還元反応を表わし
ており、電流が急激に減少する部分である印加電圧-0.2
V 付近から還元が生じて着色(緑色)が有効になされ、
また電流が急激に上昇する部分において電子放出が行な
われて消色がなされていることが分かる。この酸化還元
反応は1000サイクル程度まで可逆反応が良好に行なわれ
た。つまりECDについては、シアノフェニルヘプチル
ビオロゲンはEC液として利用するに好適な材料である
ことが理解される。
First, as an EC solution, a composition having the following composition: cyanophenylheptylviologen ... 0.01 mol.potassium chloride (KCl) .1.0 mol was poured into the container 9 as shown in FIG. FIG. 5 shows a voltammogram when the voltage applied between the electrodes 10 and 11 is + 0.4V to −0.4V at a voltage sweep rate of 30 mV / sec. That is, it represents a redox reaction by cyanophenylheptyl viologen according to the present invention, and the applied voltage of -0.2 which is a portion where the current sharply decreases.
Reduction occurs near V and coloring (green) becomes effective,
Further, it can be seen that electron emission is performed and decoloring is performed in the portion where the current sharply rises. This redox reaction was well reversible up to about 1000 cycles. That is, for ECD, it is understood that cyanophenylheptylviologen is a suitable material for use as an EC liquid.

【0020】次に、シアノフェニルヘプチルビオロゲン
とフェロシアン化カリウム(K4Fe(CN)6 )の水溶液に塩
を添加した水溶液系をEC液とする。組成は、 ・シアノフェニルヘプチルビオロゲン・・・・・0.01 モル ・フェロシアン化カリウム・・・・・0.01 モル ・塩化カリウム(KCl)・・・・・1.0 モル ・次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)・・・・・1.0 モル とする。溶液は真空脱泡されて溶存酸素のない状態であ
る。
Next, an EC solution is an aqueous solution system prepared by adding salts to an aqueous solution of cyanophenylheptylviologen and potassium ferrocyanide (K 4 Fe (CN) 6 ). The composition is: cyanophenylheptyl viologen: 0.01 mol, potassium ferrocyanide: 0.01 mol, potassium chloride (KCl): 1.0 mol, sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ).・ ・ ・ ・ ・ 1.0 mol. The solution is vacuum degassed and is free of dissolved oxygen.

【0021】なお、シアノフェニルヘプチルビオロゲン
とフェロシアン化カリウムの溶液は青緑色を呈している
が、これに塩化カリウムを所定量添加溶解することによ
って溶液を透明化させることができる。塩化カリウムの
添加量による透明化効果の差異を図6に示す。すなわ
ち、曲線Aは塩化カリウムの添加量が0モル、曲線Bは
塩化カリウムの添加量が0.05モル、曲線Cは塩化カリウ
ムの添加量が0.55モルの各場合について、透過率を350n
m 〜900nm までの間の波長で示している。図6から塩化
カリウムの添加量が0.55モル以上で、シアノフェニルヘ
プチルビオロゲンとフェロシアン化カリウムの溶液はほ
とんど透明になることが理解される。
Although the solution of cyanophenylheptylviologen and potassium ferrocyanide has a blue-green color, it is possible to make the solution transparent by adding and dissolving a predetermined amount of potassium chloride in the solution. The difference in the clearing effect depending on the amount of potassium chloride added is shown in FIG. That is, curve A has a potassium chloride addition of 0 mol, curve B has a potassium chloride addition of 0.05 mol, and curve C has a potassium chloride addition of 0.55 mol.
It is shown at wavelengths between m and 900 nm. It is understood from FIG. 6 that the solution of cyanophenylheptylviologen and potassium ferrocyanide becomes almost transparent when the amount of potassium chloride added is 0.55 mol or more.

【0022】上記組成のEC液について、第1還元電位
まで印加電圧のスキャンを行なった際の各種測定結果に
ついて、図7〜図11で説明する。図7は、上記測定方
法において、セル32へ印加する電圧を図8のように+
0.6V 電位を1.0secのパルス幅,-0.53V電位を3.0secの
パルス幅として矩形波電圧で駆動した場合の、波長−透
過率の測定結果である。
Various measurement results when the applied voltage is scanned up to the first reduction potential for the EC liquid having the above composition will be described with reference to FIGS. 7 to 11. FIG. 7 shows the voltage applied to the cell 32 in the above measurement method as shown in FIG.
This is the measurement result of wavelength-transmittance when driven with a rectangular wave voltage with a pulse width of 0.6 sec at 1.0 sec and a pulse width of -0.53 V at 3.0 sec.

【0023】これによれば、還元状態において、肉眼で
高い視感度を示す700nm 以下の範囲においては530nm 付
近即ち緑の波長の近傍で高い透過率を示している。つま
り、還元状態で、電極10において緑色の着色表示がな
されることが分かる。
According to this, in the reduced state, a high transmittance is shown near 530 nm, that is, near the wavelength of green, in the range of 700 nm or less, which shows high visual sensitivity to the naked eye. That is, it can be seen that in the reduced state, the electrode 10 is colored and displayed in green.

【0024】また図9はセル32へ印加する電圧を図1
0のような+0.8V 〜-0.4V までの三角波電圧とした場合
におけるボルタモグラムであり、図11はこの電圧スキ
ャン時における波長600nm での透過率を示している。な
お、図9〜図11において〜はそれぞれ同時点での
値を示している。
FIG. 9 shows the voltage applied to the cell 32 as shown in FIG.
FIG. 11 is a voltammogram when a triangular wave voltage of +0.8 V to −0.4 V such as 0 is set, and FIG. 11 shows the transmittance at a wavelength of 600 nm at the time of this voltage scan. In addition, in FIGS. 9 to 11, each of ~ indicates a value at the same point.

【0025】印加電圧を+電位範囲で正方向に掃引して
いくとまずフェロシアン化カリウムの酸化反応が起こ
り、続いて印加電圧の掃引が負方向に転じるとフェロシ
アン化カリウムの還元反応が発生していることが図9か
ら理解されるが、この間は図11から分かるように透過
率変化は認められない。即ち溶液の着消色反応はない。
ところが負方向の掃引が−電位範囲に入り、図中の時
点に達した後は、電流の急激な減少が認められ、また、
透過率も変化している。すなわち、
When the applied voltage is swept in the positive direction in the positive direction, the oxidation reaction of potassium ferrocyanide occurs first, and subsequently, when the sweep of the applied voltage changes to the negative direction, the reduction reaction of potassium ferrocyanide occurs. Can be understood from FIG. 9, but no change in transmittance is observed during this period, as can be seen from FIG. That is, there is no coloration / decoloration reaction of the solution.
However, the sweep in the negative direction fell into the negative potential range, and after the time point in the figure was reached, a sharp decrease in current was observed.
The transmittance is also changing. That is,

【化7】 における左辺から右辺への反応として示されるシアノフ
ェニルヘプチルビオロゲンの還元反応により着色がなさ
れることが分かる。の時点で最も濃い着色が認められ
る。
[Chemical 7] It can be seen that the coloring is performed by the reduction reaction of cyanophenylheptylviologen shown as the reaction from the left side to the right side in. At the time of, the deepest coloring is recognized.

【0026】その後印加電圧の掃引が正方向に転じる
と、前記(化7)の化学式における右辺から左辺への反
応として示されるシアノフェニルヘプチルビオロゲンの
酸化により着色は薄れていき、の時点で消色が達成さ
れる。
Thereafter, when the sweep of the applied voltage shifts to the positive direction, the color fades due to the oxidation of cyanophenylheptylviologen shown as the reaction from the right side to the left side in the chemical formula (Formula 7), and the color disappears at the time. Is achieved.

【0027】次に、上記組成のEC液について、第2還
元電位まで印加電圧のスキャンを行なった際の各種測定
結果について、図12〜図16で説明する。図12は、
セル32へ印加する電圧を図13のように+0.7V 電位を
1.5secのパルス幅,-0.8V 電位を2.5secのパルス幅とし
て矩形波電圧で駆動した場合の、波長−透過率の測定結
果である。図12において下端の包絡線は第1還元状
態、中間の包絡線は第2還元状態を示すことになる。
Next, various measurement results when the applied voltage is scanned up to the second reduction potential for the EC liquid having the above composition will be described with reference to FIGS. Figure 12
The voltage applied to the cell 32 is + 0.7V potential as shown in Fig. 13.
It is the measurement result of the wavelength-transmittance when driven with a rectangular wave voltage with a pulse width of 1.5 sec and a pulse width of -0.8 V of 2.5 sec. In FIG. 12, the envelope at the lower end shows the first reduction state, and the envelope in the middle shows the second reduction state.

【0028】これによれば、肉眼で高い視感度を示す70
0nm 以下の範囲においては第1還元状態で530nm 付近即
ち緑の波長の近傍で高い透過率を示し、また第2還元状
態では530nm 〜700nm の範囲で比較的高い透過率を示し
ている。つまり、第1還元状態で電極10において緑色
の着色表示がなされ、また第2還元状態で電極10にお
いて赤紫色の着色表示がなされることが分かる。
According to this, 70 which shows high visibility with the naked eye
In the range of 0 nm or less, the first reduced state shows high transmittance near 530 nm, that is, near the green wavelength, and the second reduced state shows relatively high transmittance in the range of 530 nm to 700 nm. That is, it can be seen that the electrode 10 is colored in green in the first reduced state, and the electrode 10 is colored in reddish purple in the second reduced state.

【0029】また図14はセル32へ印加する電圧を図
15のように+0.8V 〜-0.7V までの三角波電圧とした場
合におけるボルタモグラムであり、図16はこの電圧ス
キャン時における600nm での透過率を示している。な
お、図14〜図16において〜はそれぞれ同時点で
の値を示している。
FIG. 14 is a voltammogram when the voltage applied to the cell 32 is a triangular wave voltage of +0.8 V to -0.7 V as shown in FIG. 15, and FIG. 16 is a transmission at 600 nm during this voltage scan. Shows the rate. 14 to 16 show values at the same time point.

【0030】前記図9の場合と同様に、印加電圧を+電
位範囲で正方向に掃引していくとまずフェロシアン化カ
リウムの酸化反応が起こり、続いて印加電圧の掃引が負
方向に転じるとフェロシアン化カリウムの還元反応が発
生しているがこの間は透過率変化は発生しない。即ち溶
液の着消色反応はない。ところが負方向の掃引が−電位
範囲に入り、図中の時点に達した後は、電流の急激な
減少が認められ、また、透過率も変化している。すなわ
ち、
As in the case of FIG. 9, when the applied voltage is swept in the positive potential range in the positive direction, the oxidation reaction of potassium ferrocyanide first occurs, and when the sweep of the applied voltage changes to the negative direction, potassium ferrocyanide is subsequently changed. The reduction reaction of 1 occurs, but the transmittance does not change during this period. That is, there is no coloration / decoloration reaction of the solution. However, after the sweep in the negative direction entered the negative potential range, and after reaching the time point in the figure, a sharp decrease in current was observed, and the transmittance also changed. That is,

【化8】 における左辺から右辺への反応として示されるシアノフ
ェニルヘプチルビオロゲンの第1還元反応により着色が
なされることが分かる。すなわちこの時点で電極10に
は緑色の着色がなされている。そしての時点で最も濃
い着色が認められる。
[Chemical 8] It can be seen that the coloring is performed by the first reduction reaction of cyanophenylheptylviologen shown as the reaction from the left side to the right side in. That is, at this point, the electrode 10 is colored green. At that time, the deepest coloring is recognized.

【0031】その後さらに印加電圧を負方向に掃引して
いくと、
After that, when the applied voltage is further swept in the negative direction,

【化9】 における左辺から右辺への反応として示されるシアノフ
ェニルヘプチルビオロゲンの第2還元反応が発生し、こ
れによって電極10における呈示色は、からの間で
緑色から赤紫色へ変色することが明確に認められる。
[Chemical 9] It is clearly recognized that the second reduction reaction of cyanophenylheptylviologen shown as the reaction from the left side to the right side in (1) occurs, whereby the color displayed at the electrode 10 changes from green to red-purple between (1) and (2).

【0032】その後印加電圧の掃引が正方向に転じる
と、前記(化9)の化学式における右辺から左辺への反
応として示されるシアノフェニルヘプチルビオロゲンの
酸化により第1還元状態に復帰していくと赤紫色の呈示
色は再び緑色に変色していき、の時点で電極10にお
ける呈示色は緑色となる。
Thereafter, when the sweep of the applied voltage shifts to the positive direction, the red color is restored when the cyanophenylheptylviologen is oxidized by the reaction shown as the reaction from the right side to the left side in the chemical formula (Formula 9). The purple presentation color changes to green again, and at this point, the presentation color of the electrode 10 becomes green.

【0033】そしてさらに電圧を正方向に掃引していく
と、前記(化8)の化学式における右辺から左辺への反
応として示されるシアノフェニルヘプチルビオロゲンの
酸化により〜の時点で着色は薄れていき、の時点
で消色が達成される。
When the voltage was further swept in the positive direction, the color faded at the time of ~ due to the oxidation of cyanophenylheptylviologen shown as the reaction from the right side to the left side in the chemical formula (Formula 8), Decolorization is achieved at.

【0034】すなわち上記組成によるEC液は第1還元
領域だけでなく第2還元領域においても良好な可逆反応
が認められ、従ってこのEC液を使用することでECD
としては緑色及び赤紫色の2色表示が実現できることが
理解される。
That is, the EC solution having the above composition exhibits a good reversible reaction not only in the first reduction region but also in the second reduction region. Therefore, by using this EC solution, ECD
It is understood that a two-color display of green and magenta can be realized.

【0035】このように2色表示が実現されるシアノフ
ェニルヘプチルビオロゲンとフェロシアン化カリウム
(K4Fe(CN)6 )の水溶液に塩を添加した水溶液系をEC
液とした際の応答速度を図17,図19,図21に示
す。図17,図19,図21の各(a)図は図12にお
いて透過率変化幅がが最も大きいと認められた波長600n
mにおける透過率変化で応答速度を示し、図17,図1
9,図21の各(b)図は応答速度を電流変化により示
している。
Thus, an aqueous solution system in which a salt is added to an aqueous solution of cyanophenylheptylviologen and potassium ferrocyanide (K 4 Fe (CN) 6 ) that realizes two-color display is EC
The response speed of the liquid is shown in FIGS. 17, 19 and 21. Each of FIG. 17, FIG. 19 and FIG. 21 (a) shows the wavelength 600n at which the transmittance change width is the largest in FIG.
The response speed is indicated by the change in transmittance at m, and
9, (b) of FIG. 21 shows the response speed by changing the current.

【0036】なお、この際のEC液の組成は、 ・シアノフェニルヘプチルビオロゲン・・・・・0.02 モル ・フェロシアン化カリウム・・・・・0.02 モル ・塩化カリウム(KCl)・・・・・1.0 モル ・次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)・・・・・1.0 モル とした。The composition of the EC liquid at this time is: cyanophenylheptylviologen ... 0.02 mol.potassium ferrocyanide.0.02 mol.potassium chloride (KCl) ... 1.0 mol. Sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) ... 1.0 mol.

【0037】図17のデータは図18のように+0.44V及
び-0.44Vの電圧を1Hz周期で印加して測定した。また、
図19のデータは図20のように+0.49V及び-0.49Vの電
圧を1Hz周期で印加して測定した。さらに図21は印加
電圧を±0.44〜±0.60の各場合を比較して示したもので
ある。
The data of FIG. 17 was measured by applying a voltage of + 0.44V and -0.44V at a cycle of 1 Hz as shown in FIG. Also,
The data in FIG. 19 was measured by applying voltages of +0.49 V and −0.49 V at a 1 Hz cycle as in FIG. Further, FIG. 21 shows a comparison between the cases where the applied voltage is ± 0.44 to ± 0.60.

【0038】これらの図から分かるようにt1 時点で負
電圧を印加することによりシアノフェニルヘプチルビオ
ロゲンの還元すなわち着色がなされていくが、図17の
ように印加電圧が低いと印加時間を長くしても着色濃度
は或る一定水準以上にはならない。ところがt2 時点で
正電圧を印加すると直ちに消色がなされる。一方、図1
9のように印加電圧を高くすると印加時間とともに着色
濃度が濃くなっていくが、応答時間は曖昧になっている
ことが観察される。しかしながら、いづれにしても本実
施例のEC液は、表示動作の応答速度としては実用上十
分な水準に達していることが認められる。
As can be seen from these figures, by applying a negative voltage at time t 1 , cyanophenylheptylviologen is reduced, that is, colored, but if the applied voltage is low as shown in FIG. 17, the application time is extended. However, the coloring density does not exceed a certain level. However immediately decoloring made by applying a positive voltage at t 2 time. On the other hand, FIG.
It is observed that when the applied voltage is increased as in No. 9, the coloring density increases with the application time, but the response time becomes ambiguous. However, in any case, it is recognized that the EC liquid of this embodiment has reached a practically sufficient level as the response speed of the display operation.

【0039】さらに、本実施例におけるEC液では、表
示駆動中や放置中に黒紫色の沈殿物が生じない安定領域
が広く、組成系において溶液の調整が容易であり、また
沈殿物が生じないことから長寿命化の達成が観察され
た。
Further, the EC liquid of this embodiment has a wide stable region in which no black-purple precipitate is generated during display driving or standing, and the solution is easy to prepare in the composition system, and no precipitate is generated. Therefore, the achievement of a longer life was observed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明のECDで
は、前記した(化1)のビオロゲン化合物をEC液とし
て利用することにより、著しく性能を向上させることが
できることが理解される。すなわち、ビオロゲン化合物
と塩の水溶液系をEC液とした場合、1000サイクル程度
の良好な可逆反応を維持し従ってこのECDは十分実用
的である。そしてまた、ビオロゲン化合物とフェロシア
ン化合物及び塩の水溶液系をEC液とした場合において
は、107 回以上の可逆反応が得られ、かつ、第2還元
反応も可逆反応として認められ、従ってこのECDでは
2色表示が可能となるという大きな効果を奏するもので
ある。
As described above, in the ECD of the present invention, it is understood that the performance can be remarkably improved by using the above-mentioned viologen compound (Formula 1) as the EC liquid. That is, when the EC solution is an aqueous solution of a viologen compound and a salt, a good reversible reaction of about 1000 cycles is maintained, and thus this ECD is sufficiently practical. Further, when an aqueous solution system of a viologen compound, a ferrocyanine compound and a salt is used as an EC solution, a reversible reaction of 10 7 times or more is obtained, and the second reduction reaction is also recognized as a reversible reaction. Has a great effect that two-color display is possible.

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

【図1】本発明によるECDの実施例の平面図である。1 is a plan view of an embodiment of an ECD according to the present invention.

【図2】本発明によるECDの実施例のA−A断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of the embodiment of the ECD according to the present invention.

【図3】本発明のECDにおけるEC液の特性測定用セ
ルの斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a cell for measuring a characteristic of an EC liquid in the ECD of the present invention.

【図4】本発明のECDにおけるEC液の特性測定用光
学系のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of an optical system for measuring a characteristic of an EC liquid in the ECD of the present invention.

【図5】本発明のECDにおけるビオロゲン化合物と塩
によるEC液のボルタモグラムである。
FIG. 5 is a voltammogram of an EC solution containing a viologen compound and a salt in the ECD of the present invention.

【図6】本発明のECDにおけるビオロゲン化合物とフ
ェロシアン化合物と塩によるEC液に対するKCl 添加効
果の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing the effect of adding KCl 3 to an EC solution by viologen compound, ferrocyanine compound and salt in ECD of the present invention.

【図7】本発明のECDにおけるEC液の第1還元電位
までの電圧印加時の波長−透過率特性図である。
FIG. 7 is a wavelength-transmittance characteristic diagram when a voltage up to the first reduction potential of the EC liquid in the ECD of the present invention is applied.

【図8】図7の波長−透過率特性測定時の印加電圧の波
形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram of an applied voltage when measuring the wavelength-transmittance characteristic of FIG. 7.

【図9】本発明のECDにおけるビオロゲン化合物とフ
ェロシアン化合物と塩によるEC液の第1還元電位まで
の印加電圧掃引時のボルタモグラムである。
FIG. 9 is a voltammogram when an applied voltage is swept up to the first reduction potential of the EC liquid by the viologen compound, the ferrocyanine compound, and the salt in the ECD of the present invention.

【図10】図9の測定時の印加電圧の波形図である。10 is a waveform diagram of an applied voltage during the measurement of FIG.

【図11】図9の測定に対応する透過率変化の測定図で
ある。
11 is a measurement diagram of a change in transmittance corresponding to the measurement of FIG.

【図12】本発明のECDにおけるEC液の第2還元電
位までの電圧印加時の波長−透過率特性図である。
FIG. 12 is a wavelength-transmittance characteristic diagram when a voltage up to the second reduction potential of the EC liquid in the ECD of the present invention is applied.

【図13】図12の波長−透過率特性測定時の印加電圧
の波形図である。
13 is a waveform diagram of an applied voltage when the wavelength-transmittance characteristic of FIG. 12 is measured.

【図14】本発明のECDにおけるビオロゲン化合物と
フェロシアン化合物と塩によるEC液の第2還元電位ま
での印加電圧掃引時のボルタモグラムである。
FIG. 14 is a voltammogram at the time of applied voltage sweep up to the second reduction potential of the EC liquid by the viologen compound, the ferrocyanine compound, and the salt in the ECD of the present invention.

【図15】図14の測定時の印加電圧の波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram of an applied voltage during the measurement of FIG.

【図16】図14の測定に対応する透過率変化の測定図
である。
16 is a measurement diagram of a transmittance change corresponding to the measurement of FIG.

【図17】本発明のECDにおけるEC液の応答速度の
測定図である。
FIG. 17 is a measurement diagram of a response speed of an EC solution in the ECD of the present invention.

【図18】図17の測定時の印加電圧の波形図である。FIG. 18 is a waveform diagram of an applied voltage during the measurement of FIG.

【図19】本発明のECDにおけるEC液の応答速度の
測定図である。
FIG. 19 is a measurement diagram of the response speed of the EC solution in the ECD of the present invention.

【図20】図19の測定時の印加電圧の波形図である。20 is a waveform diagram of an applied voltage during the measurement of FIG.

【図21】本発明のECDにおけるEC液の応答速度の
測定図である。
FIG. 21 is a measurement diagram of the response speed of the EC solution in the ECD of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ガラス基板 4,5 電極 8 EC液 1, 2 glass substrate 4,5 electrode 8 EC liquid

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年4月7日[Submission date] April 7, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】液体型ECDとしては、例えばガラス容器
内に表示電極と対向電極を配し、その間にこれら電極と
接して活物質のビオロゲン化合物の水溶液系を充填す
る。そして、電極間に駆動電圧を印加することにより、
ビオロゲン化合物に酸化還元反応を生じさせ、還元反応
で電極板上に析出するラジカルにより発色し、酸化反応
でラジカルがイオン化し消色する動作原理を使用した表
示方法である。
As the liquid type ECD, for example, a display electrode and a counter electrode are arranged in a glass container, and an aqueous solution of a viologen compound as an active material is filled in contact with these electrodes between them. Then, by applying a drive voltage between the electrodes,
This is a display method using an operating principle in which a redox reaction is caused in a viologen compound, color is developed by radicals deposited on an electrode plate by the reduction reaction, and radicals are ionized and decolorized by the oxidation reaction.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質を用い、その酸化還元反応を利用
して所定の電極上に色素を析出させて表示を行なうよう
にしたエレクトロクロミック表示装置において、 少なくとも一方が表示電極となる対向電極間にこれら電
極と接して充填されるエレクトロクロミック液が、一般
式、 【化1】 で示されるビオロゲン化合物を使用して成ることを特徴
とするエレクトロクロミック表示装置。
1. An electrochromic display device in which an electrolyte is used and a redox reaction is utilized to deposit a dye on a predetermined electrode for display, and at least one of the electrodes is a display electrode between opposed electrodes. The electrochromic liquid filled in contact with these electrodes is represented by the general formula: An electrochromic display device comprising a viologen compound represented by:
【請求項2】 電解質を用い、その酸化還元反応を利用
して所定の電極上に色素を析出させて表示を行なうよう
にしたエレクトロクロミック表示装置において、 少なくとも一方が表示電極となる対向電極間に、これら
電極と接して、 0.001モル以上 0.3モル以下の濃度範囲の一般式、 【化2】 で示されるビオロゲン化合物に、塩を添加した水溶液系
であって、次亜リン酸イオン(H2PO2 -)及び/又は塩素
イオン(Cl- )及び/又は臭素イオン(Br- )によるイ
オン濃度範囲が 0.1モル以上 2.3モル以下である水溶液
系が、エレクトロクロミック液として充填されているこ
とを特徴とするエレクトロクロミック表示装置。
2. An electrochromic display device in which an electrolyte is used and a redox reaction is used to deposit a dye on a predetermined electrode for display, and at least one of the electrodes is a display electrode between opposing electrodes. , In contact with these electrodes, a general formula in the concentration range of 0.001 mol or more and 0.3 mol or less, A viologen compound represented in, an aqueous solution system with added salt, hypophosphorous acid ion (H 2 PO 2 -) and / or chlorine ions (Cl -) and / or bromine ion - ion concentration by (Br) An electrochromic display device, characterized in that an aqueous solution system having a range of 0.1 mol or more and 2.3 mol or less is filled as an electrochromic liquid.
【請求項3】 電解質を用い、その酸化還元反応を利用
して所定の電極上に色素を析出させて表示を行なうよう
にしたエレクトロクロミック表示装置において、 少なくとも一方が表示電極となる対向電極間に、これら
電極と接して、 0.001モル以上 0.3モル以下の濃度範囲の一般式 【化3】 で示されるビオロゲン化合物と、 0.001モル以上 0.3モ
ル以下の濃度範囲のフェロシアン化合物の水溶液に、塩
を添加した水溶液系であって、次亜リン酸イオン(H2PO
2 -)及び/又は塩素イオン(Cl- )及び/又は臭素イオ
ン(Br- )によるイオン濃度範囲が0.05モル以上 2.3モ
ル以下である水溶液系が、エレクトロクロミック液とし
て充填されていることを特徴とするエレクトロクロミッ
ク表示装置。
3. An electrochromic display device in which an electrolyte is used and a redox reaction is used to deposit a dye on a predetermined electrode for display, and at least one of the electrodes is a counter electrode between opposing electrodes. , In contact with these electrodes, the general formula in the concentration range of 0.001 to 0.3 mol An aqueous solution system in which a salt is added to an aqueous solution of a viologen compound represented by and a ferrocyanine compound in a concentration range of 0.001 mol or more and 0.3 mol or less, wherein the hypophosphite (H 2 PO
2 -) and / or chlorine ions (Cl -) and / or bromine ion (Br -) ion concentration ranges by is 2.3 mol or less 0.05 mol aqueous system, and characterized in that it is filled electrochromic solution Electrochromic display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012042922A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 J Touch Corp Electrically-discoloring module formed by binding organic and inorganic materials, and display device coupled with module thereof
JP2018092153A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 国立大学法人千葉大学 Multicolor electrochromic device and displaying method using the same

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