DE2735360A1 - Display operating by ion or electron injection - using substance, esp. metal cpd., undergoing rapid change in valency and colour - Google Patents

Display operating by ion or electron injection - using substance, esp. metal cpd., undergoing rapid change in valency and colour

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DE2735360A1
DE2735360A1 DE19772735360 DE2735360A DE2735360A1 DE 2735360 A1 DE2735360 A1 DE 2735360A1 DE 19772735360 DE19772735360 DE 19772735360 DE 2735360 A DE2735360 A DE 2735360A DE 2735360 A1 DE2735360 A1 DE 2735360A1
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Abstract

The display equipment uses a layer contg. a substance (I) undergoing a colour change on ion on electron injection, another layer of ionic conductor (II) and means for producing an electric field perpendicular to the plane of the display., (II) having a high superionic conductivity in a pref. direction, which is parallel to the direction of the electric field, as in DT 27 22 536. The improvement comprises the use of (I) which readily undergoes a change in its electrochemical valency on ion or electron injection. The display gives a rapid response to changes in the electric field.

Description

nAnzeip:evorrichtung"nDisplay: e device "

Zusatz zu (DBP. ... ,,,) Patentanmeldung P 27 22 536.1 Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit wenigstens einer durch Ionen- und Elektroneninjektion verfärbbaren Substanz, welche in einer ersten Schicht enthalten ist, mit einer zweiten Schicht, welche einen Ionenleiter enthält, sowie mit Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, das zumindert auf beide Schichten einwirkt und im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anzeigevorrichtung ausgerichtet ist, wobei der Ionenleiter eine Vorzugsrichtung mit hoher superionischer Leitfähigkeit aufweist und die Vorzugsrichtung des Ionenleiters parallel zur Richtung des elektrischen Feldes gelegt ist, nach Patentanmeldung P 27 22 536.1.Addition to (DBP. ... ,,,) patent application P 27 22 536.1 The invention relates to a display device having at least one by ion and electron injection discolored substance contained in a first layer with a second Layer which contains an ion conductor, as well as means for generating a electric field, which at least acts on both layers and essentially is oriented perpendicular to the plane of the display device, the ion conductor has a preferred direction with high superionic conductivity and the preferred direction of the ion conductor is placed parallel to the direction of the electric field, according to Patent application P 27 22 536.1.

Im Hauptpatent ist eine Anzeigevorrichtung beschrieben, bei der die Änderung der ibsorptionseigenschaften einer verfärbbaren Schicht unter dem Einfluß elektrischer Felder zur bnzeige von Informationen verwendet wird. Diese Anzeigevorrichtung zeichnet sich gegenüber bekannten Anzeigevorrichtungen durch eine höhere Auflösung der darzustellenden Informationen aus. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Anzeigevorrichtung (Figur) befindet sich die verfärbbare Substanz in einer dünnen Schicht 1, welche auf einer dünnen Schicht 2, die den superionischen Leiter enthält, aufgebracht ist. Ein superionischer Leiter ist beispielsweise mono- oder poykristallines Li3N, Es besitzt senkrecht zur C-Achse des hexagonalen Kristallsystems eine superionische, eindimensionale Leitfähigkeit, so daß sich unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes, welches parallel zu dieser Achse gelegt wird, ein eindimensionaler Ionenstrom in Richtung dieses Feldes ausbildet.In the main patent, a display device is described in which the Change in the absorption properties of a discolorable layer under the influence electric fields is used to display information. This display device is characterized by a higher resolution compared to known display devices the information to be displayed. According to a preferred embodiment of this Display device (figure) is the discolored substance in a thin Layer 1, which is on a thin layer 2, which contains the superionic conductor, is upset. A superionic conductor is, for example, mono- or polycrystalline Li3N, It has perpendicular to the C-axis of the hexagonal crystal system a superionic, one-dimensional conductivity, so that under the influence an electrostatic field which is placed parallel to this axis forms a one-dimensional ion current in the direction of this field.

Zum Zwecke der Ansteuerung der Anzeigevorrichtung sind auf der oberen Seite der Schicht 1, sowie der unteren Seite der Schicht 2, zeilen- und spaltenförmig verlaufende Elektrodenbahnen Z1 - W und S1 - 54 aufgebracht. Die auf der Schicht 1, d.h. der verfärbbaren Schicht aufgebrachten Elektrodenbahnen Z1 - Z4, müssen aus einem transparenten, leitfähigen Material, also beispielsweise Sn02 bestehen, während die Bahnen S1 - S4 vorzugsweise auf einem leitfähigen Material hergestellt sind, welches in der Lage ist, die beim Betrieb der Anzeigevorrichtung in die verfärbbare Schicht 1 eindringenden Ionen nachzuliefern.For the purpose of controlling the display device are on the top Side of layer 1, as well as the lower side of layer 2, in rows and columns running electrode tracks Z1 - W and S1 - 54 are applied. The one on the shift 1, i.e. the electrode tracks Z1 - Z4 applied to the discolourable layer consist of a transparent, conductive material, e.g. Sn02, while the tracks S1-S4 are preferably made on a conductive material are, which is capable of changing the colorable during operation of the display device Layer 1 to deliver penetrating ions.

Sowohl die Zeilen Z1 - Z4, als auch die Spalten S1 - 84 sind mit insteuervorrichtungen kontaktiert, wobei die Ansteuerung derart vorgenommen wird, daß jeweils eine SnO2-Bahn an negativ ves Potential und jeweils eine Li-Bahn an positives Potential gelegt wird. Die Verfärbung der Schicht 1 erfolgt am Kreuzungspunkt der angesteuerten Elektrodenbahnen. Zur Löschung der eingeschriebenen Informationen müssen lediglich die SnO2-Bahnen auf positives Potential und die Li-Bahnen auf negatives Potential gelegt werden.Both rows Z1 - Z4 and columns S1 - 84 are with control devices contacted, the control being carried out in such a way that one SnO2 path in each case placed on negative potential and one Li path in each case placed on positive potential will. The discoloration of layer 1 takes place at the point of intersection of the activated electrode tracks. To delete the written information, only the SnO2 tracks have to be used to positive potential and the Li tracks are placed on negative potential.

Um die Anzeigevorrichtung auch zur Darstellung rasch wechselnder Vorgänge verwendbar zu machen, ist es notwendig, die verfärbbare Substanz so ZU wählen, daß eine schnelle Um- wandlung vom gefärbten Zustand in den farblosen Zustand, oder einen anders gefärbten Zustand und umgekehrt erfolgen kann.To the display device also to show rapidly changing processes To make it usable, it is necessary to choose the discolored substance so that a quick turnaround change from colored to colorless State, or a differently colored state and vice versa.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine verfärbbare Substanz anzugeben, welche sich durch ein schnelles Ansprechen auf Änderungen des elektrischen Feldes auszeichnest.The invention was therefore based on the object of providing a discolourable substance indicate which is reflected in a quick response to changes in the electrical The field.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verfärbbare Substanz eine durch Ionen- und Elektroneninjektion in ihrer elektrochemischen Wertigkeit leicht änderbare Substanz ist.According to the invention, this object is achieved in that the discolored Substance one through ion and electron injection in their electrochemical value easily changeable substance.

Vorzugsweise wird eine verfärbbare Substanz gewählt, welche in unterschiedlichen Wertigkeitsstufen unterschiedlich gefärbt ist, oder die in wenigstens einer Wertigkeitsstufe farblos ist, kls besonders vorteilhafte Substanzen im Sinne der Erfindung haben sich Verbindungen der Elemente Cu, V, Cr, Mn, Fe, Co und Ni erwiesen, Nachfolgend sollen einige Verfärbungareaktionen unter Verwendung solcher erfindungsgemässer Verbindungen noch näher beschrieben werden. Hierbei soll wiederum von einer Anzeigevorrichtung ausgegangen werden, wie sie im Prinzip in der Figur dargestellt ist, Im ersten Beispiel wird als verfärbbare Substanz CuCl2 verwendet, Diese Substanz ist in Schicht 1 enthalten, welche auf der Schicht 2,die aus einem Fest-Elektrolyten, also z, B, Li3N besteht, aufgebracht ist, Die Elektrodenbahnen Z1 - W können aus einem transparentem leitfähigen Material z,B.A discolourable substance is preferably chosen, which in different Valence levels is colored differently, or in at least one value level is colorless, kls have particularly advantageous substances for the purposes of the invention Compounds of the elements Cu, V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni have been found below are to some discoloration reactions using such according to the invention Connections will be described in more detail. Here, in turn, from a display device be assumed, as it is shown in principle in the figure, in the first example is used as discolourable substance CuCl2, this substance is contained in layer 1, which is on layer 2, which consists of a solid electrolyte, e.g., Li3N, is applied, The electrode tracks Z1-W can consist of a transparent conductive Material e.g.

n02 °2 bestehen, während die Elektrodenbahnen S1 - S4 aus Li bestehen müssen. Dies ist notwendig damit hinreichend viele Li-Ionen nachgeliefert werden können, welche zur Farbreaktion benötigt werden.n02 ° 2, while the electrode tracks S1 - S4 consist of Li have to. This is necessary with a sufficient number Li-ion delivered later which are required for the color reaction.

Die Farbreaktion selbst läuft wie folgt ab: ("Negativ"-Prozess) blau farblos (Positiv" -Pro zess) Beim Negativ-Prozeß muß an die Elektrodenbahnen Z1 - Z4 ein negatives Potential und an die Elektrodenbahnen S1 - 84 ein positives Potential gelegt werden. Beim Positiv-Prozeß verhält es sich gerade umgekehrt.The color reaction itself proceeds as follows: ("Negative" process) blue colorless (Positive "process) In the negative process, a negative potential must be applied to the electrode paths Z1 - Z4 and a positive potential to the electrode paths S1 - 84. In the positive process, the situation is exactly the opposite.

In einem zweiten Beispiel soll die Umwandlung einer farbigen Substanz in eine anders gefärbte Substanz gezeigt werden0 Eine Änderung gegenüber dem vorangehenden Beispiel ergibt sich nur bei der Schicht 1, die nunmehr eine andere verfärbbare Substanz (V205) enthält, sowie bei den Spalten S1 - S4, welche andere zur Farbreaktion benötigte Ionen (H+) nachzuliefern haben, Die Farbreaktion bei diesem Beispiel verläuft folgendermaßen braunrot schwarz Die Spalten 51 - 24 müssen hier mit einem protonenabgebenden Material, also z.B, einer festen Säure, wie etwa Phosphor- Molybdänsäurebiegt sein.Bei einlegen eines negativen Potentials an die Zeilen Z1 - Z4 und eines positiven Potentials an die Spalten 81 - S4 ist eine Farbverschiebung von braunrot zu schwarz zu beobachten, Um die Farbverschiebung in umgekehrter Richtung. ablaufen zu lassen ist lediglich eine Umwandlung der Zeilen und Spalten erforderlich.In a second example, the conversion of a colored substance into a differently colored substance is to be shown0 There is only a change compared to the previous example for layer 1, which now contains a different colorable substance (V205), as well as for columns S1 - S4, which other ions (H +) required for the color reaction have to be supplied, The color reaction in this example proceeds as follows brown red black Columns 51-24 must be bent with a proton-donating material, e.g. a solid acid such as phosphorus molybdic acid. When a negative potential is applied to rows Z1-Z4 and a positive potential to columns 81-S4, there is a color shift from brownish red to black to observe the color shift in the opposite direction. To run, all that is necessary is to convert the rows and columns.

Solche Reaktionen sind prinzipiell mit allen Substanzen möglich, bei denen ein elektrochemischer Wertigkeitswechsel leicht zu bewerkstelligen ist und die zudem eine ausreichende Eigenleitfähigkeit aufweisen.Such reactions are in principle possible with all substances where an electrochemical change in valence is easy to accomplish and which also have sufficient intrinsic conductivity.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (4)

Patentansprüche 12 Anzeigevorrichtung mit wenigstens einer durch Ionen- und ektroneninjektion verfärbbaren Substanz, welche in einer ersten Schicht enthalten ist, mit einer zweiten Schicht, welche einen Ionenleiter enthält, sowie mit Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, das zumindest auf beide Schichten einwirkt und im wesentlichen senkrecht zur Ebene der bnzeigevorrichtung ausgerichtet ist, wobei der Ionenleiter eine Vorzugsrichtung mit hoher superionischer Leitfähigkeit aurweist und die Vorzugsrichtung des Ionenleiters parallel zur Richtung des elektrischen Feldes gelegt ist, nach Patentanmeldung P 27 22 536, dadurch gekennzeichnet, daß die verfärbbare Substanz eine durch Ionen- und Elektroneninaektion in ihrer elektrochemischen Wertigkeit leicht änderbare Substanz ist.Claims 12 display device with at least one ionic and electron injection discolorable substance contained in a first layer is, with a second layer, which contains an ion conductor, and with means to generate an electric field that acts at least on both layers and is oriented substantially perpendicular to the plane of the display device, wherein the ion conductor has a preferred direction with high superionic conductivity and the preferred direction of the ion conductor parallel to the direction of the electrical Field is laid, according to patent application P 27 22 536, characterized in that the discolourable substance is an electrochemical one by ion and electron ionization Valence is easily changeable substance. 2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verfärbbare Substanz eine in unterschiedlichen Wertigkeitsstufen unterschiedlich gefärbte Substanz ist.2. Display device according to claim 1, characterized in that the discolored substance is different in different valence levels colored substance is. 3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verfärbbare Substanz eine in wenigstens einer Wertigkeitsstufe farblose Substanz ist.3. Display device according to claim 1 or claim 2, characterized in that that the discolored substance is colorless in at least one valency level Substance is. 4. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verfärbbare Substanz aus Verbindungen der Elemente Cu, V, Cr, Mn, Fe, Co oder Ni besteht.4. Display device according to claims 1 to 3, characterized in that that the discolored substance from compounds of the elements Cu, V, Cr, Mn, Fe, Co or Ni exists.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0519921A4 (en) * 1989-07-13 1992-06-26 Atochem North America Electrochromic element, materials for use in such elelent, processes for making such element and such materials and use of such element in an electrochromic glass device.
US5266626A (en) * 1989-02-22 1993-11-30 Norsolor Thermoplastic elastomer based on an ethylene/α-olefin copolymer and on polynorbornene

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