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JP2011248191A - Display element - Google Patents

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JP2011248191A
JP2011248191A JP2010122676A JP2010122676A JP2011248191A JP 2011248191 A JP2011248191 A JP 2011248191A JP 2010122676 A JP2010122676 A JP 2010122676A JP 2010122676 A JP2010122676 A JP 2010122676A JP 2011248191 A JP2011248191 A JP 2011248191A
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JP
Japan
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group
display
display element
electrode
electrochromic
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Pending
Application number
JP2010122676A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaori Ono
香織 大野
Kazunari Nakahara
一成 中原
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multicolor display element that has a high reflectance ratio (contrast) and excellent memory property and durability, and further allows a given color to be developed with a simple control.SOLUTION: A display element comprises a plurality of display electrodes 13a, 13b, 13c provided separately between a transparent substrate 11 and a counter electrode 15. The plurality of display electrodes support electrochromic compounds 16a, 16b, 16c that develop colors different from one another, respectively. The electrochromic compounds 16a, 16b, 16c each include a chemical compound that repeats coloration and decoloration through reversible two-electron reaction.

Description

本発明は、表示素子に関し、更に詳しくは、多色表示が可能なエレクトロクロミック表示素子に関する。   The present invention relates to a display element, and more particularly to an electrochromic display element capable of multicolor display.

近年、パーソナルコンピューターの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化に伴い、従来紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、電子情報を閲覧する機会が益々増大している。   In recent years, with the increase in the operating speed of personal computers, the spread of network infrastructure, the increase in capacity and price of data storage, information such as documents and images provided on printed paper on paper has become easier to use electronic information. Opportunities to obtain and browse electronic information are increasing more and more.

この様な電子情報の閲覧手段として、従来の液晶ディスプレイやCRT、また近年では、有機ELディスプレイ等の発光型が主として用いられているが、特に、電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたってこの閲覧手段を注視する必要があり、これらの行為は必ずしも人間に優しい手段とは言い難く、一般に発光型のディスプレイの欠点として、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、読む姿勢が制限され静止画面に視線を合わせる必要が生じる、長時間読むと消費電力が嵩む等が知られている。   As a means for browsing such electronic information, a conventional liquid crystal display or CRT, and in recent years, a light emitting type such as an organic EL display is mainly used. In particular, when the electronic information is document information, it is relatively long time. It is necessary to pay close attention to this browsing means, and these actions are not necessarily human-friendly means. Generally, as a drawback of light-emitting displays, eyes flicker due to flickering, inconvenient to carry, reading posture is limited It is known that it is necessary to adjust the line of sight to a still screen, and that power consumption increases when read for a long time.

これらの欠点を補う表示手段として、近年、電子ペーパーの開発が盛んに行われている。電子ペーパーは、表示素子が紙のように用いられるところに特徴があるため、CRTや液晶ディスプレイといった従来の表示素子とは異なった特性が要求される。例えば、反射型表示素子であり、かつ、高い白反射率・高いコントラスト比を有すること、高精細な表示ができること、表示にメモリー性があること、低電圧でも駆動できること、薄くて軽いこと、安価であること、などの特性が要求される。このうち特に、紙の様に用いる為の特性として、紙と同等な白反射率、及び、環境への関心の高まりからメモリー性についての要求度が高まっている。   In recent years, electronic paper has been actively developed as a display means to compensate for these drawbacks. Since electronic paper is characterized in that the display element is used like paper, characteristics different from those of conventional display elements such as a CRT and a liquid crystal display are required. For example, it is a reflective display element, has a high white reflectance and a high contrast ratio, can display a high definition, has a memory property, can be driven even at a low voltage, is thin and light, and inexpensive. It is necessary to have characteristics such as Among these, especially as characteristics for use like paper, the degree of demand for memory performance is increasing due to the white reflectance equivalent to that of paper and the increasing interest in the environment.

これまで、電子ペーパー用途の表示素子として、例えば反射型液晶を用いる方式、電気泳動を用いる方式、トナー泳動を用いる方式、などが提案されている。しかしながら、上記のいずれの方式も白反射率が低く、コントラスト比に劣る。   So far, as a display element for electronic paper, for example, a method using a reflective liquid crystal, a method using electrophoresis, a method using toner migration, and the like have been proposed. However, any of the above methods has a low white reflectance and an inferior contrast ratio.

従って、電子ペーパーに必要な特性を兼ね備えた表示素子を開発することは容易ではない。   Therefore, it is not easy to develop a display element having characteristics necessary for electronic paper.

さらに、ある表示素子技術が市場で普及するためには、その表示素子が多色表示可能かどうかが非常に重要な条件になる。しかしながら、前述したいくつかの電子ペーパー用途の表示素子技術において、白反射率、及び、コントラスト比を確保しながら多色表示を行うことは大変困難であり、一般に、多色表示を行うためにはカラーフィルタを設けるが、カラーフィルタ自身が光を吸収し反射率が低下してしまう。また、カラーフィルタは一画素をレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)に3分割するため、表示素子の反射率はさらに低下してしまい、従って、白反射率、及び、コントラスト比の大幅な低下を引き起こし、視認性が非常に悪くなるなどの問題点を有していた。   Furthermore, in order for a certain display element technology to spread in the market, whether or not the display element can perform multicolor display is a very important condition. However, in some of the display element technologies for electronic paper described above, it is very difficult to perform multicolor display while ensuring white reflectance and contrast ratio. Generally, in order to perform multicolor display Although a color filter is provided, the color filter itself absorbs light and the reflectance decreases. In addition, since the color filter divides one pixel into red (R), green (G), and blue (B), the reflectance of the display element further decreases, and accordingly, the white reflectance and the contrast ratio are reduced. This has caused problems such as a significant drop in visibility and a very poor visibility.

一方、上記のようなカラーフィルタを設けず、反射型の表示素子を実現するための有望な技術として、エレクトロクロミック現象を用いる方式がある。   On the other hand, as a promising technique for realizing a reflective display element without providing the color filter as described above, there is a method using an electrochromic phenomenon.

電圧を印加することで、可逆的な酸化還元反応が起こり、可逆的に色が変化する現象をエレクトロクロミズムという。このエレクトロクロミズム現象を引き起こすエレクトロクロミック化合物の発色/消色(以下、発消色)を利用した表示素子が、エレクトロクロミック表示素子である。このエレクトロクロミック表示素子については、反射型の表示素子であること、低電圧で駆動できることから、電子ペーパー用途の表示素子技術の有力な候補として、材料開発からデバイス設計に至るまで、幅広く研究開発が行われている。   Electrochromism is a phenomenon in which a reversible redox reaction occurs by applying a voltage and the color changes reversibly. An electrochromic display element is a display element that utilizes the coloring / decoloring (hereinafter referred to as color erasing) of an electrochromic compound that causes this electrochromic phenomenon. Since this electrochromic display element is a reflective display element and can be driven at a low voltage, it has been widely researched and developed from material development to device design as a leading candidate for display element technology for electronic paper applications. Has been done.

このようなエレクトロクロミック表示素子を利用した多色表示素子には、いくつか公知になっている例があり、例えば複数種のエレクトロクロミック化合物の微粒子を積層したエレクトロクロミック化合物を用いた多色表示素子が開示されて(例えば、特許文献1参照)いる。該文献では、発色を示す電圧の異なる複数の機能性官能基を有する高分子化合物であるエレクトロクロミック化合物を複数積層し、多色表示エレクトロクロミック化合物とした多色表示素子の例が記載されている。   There are some known examples of multicolor display elements using such an electrochromic display element. For example, a multicolor display element using an electrochromic compound in which fine particles of a plurality of types of electrochromic compounds are stacked. Is disclosed (for example, see Patent Document 1). This document describes an example of a multicolor display element in which a plurality of electrochromic compounds, which are polymer compounds having a plurality of functional functional groups with different voltages exhibiting color development, are laminated to form a multicolor display electrochromic compound. .

電極上に多層にエレクトロクロミック層を形成し、その発色に必要な電圧値や電流値の差を利用して多色を発色させる表示素子が開示されて(例えば、特許文献2参照)いる。該文献では、異なる色を発色し、かつ、発色する閾値電圧及び発色に必要な必要電荷量が異なる複数のエレクトロクロミック化合物を、積層または混合して形成した表示層を有する多色表示素子の例が記載されている。   There has been disclosed a display element in which electrochromic layers are formed in multiple layers on an electrode and multiple colors are developed using a difference in voltage value or current value necessary for the color development (see, for example, Patent Document 2). In this document, an example of a multicolor display element having a display layer formed by laminating or mixing a plurality of electrochromic compounds that develop different colors and have different threshold voltages for color development and different charge amounts necessary for color development Is described.

また、表示基板と対向電極間に互いに異なる色を発色するエレクトロクロミック層を有する複数の電極を絶縁膜などで隔離して設けた多色表示素子の例が記載されて(例えば、特許文献3参照)いる。   In addition, an example of a multicolor display element is described in which a plurality of electrodes each having an electrochromic layer that generates different colors between a display substrate and a counter electrode are separated by an insulating film (for example, see Patent Document 3). )

しかし、これらの方式で多色表示を発色させた場合においても、メモリー性に関する課題は未だ残っていた。   However, even when multi-color display is developed by these methods, the problem regarding the memory property still remains.

また、メモリー性が向上したエレクトロクロミック表示素子の例が記載されているが、(例えば、特許文献4参照)フルカラー化の際にITO電極を少なくとも5枚積層しなければならず、素子構成における光学ロスが大きく、白反射率の低下、コントラスト比の劣化などが引き起こされてしまうなどの問題を有していた。更には、有機エレクトロクロミック表示素子特有の耐久性の悪さは未だ十分には改善されておらず、白反射率が高く、コントラスト比に優れ、かつ、メモリー性、及び、耐久性の優れた多色表示装置の実現が求められていた。   In addition, although an example of an electrochromic display element with improved memory characteristics is described (for example, see Patent Document 4), at least five ITO electrodes must be laminated in the case of full color, and the optical structure in the element configuration There are problems such as a large loss, a decrease in white reflectance, and a deterioration in contrast ratio. Furthermore, the poor durability inherent in organic electrochromic display elements has not been sufficiently improved yet, and the white reflectance is high, the contrast ratio is excellent, and the memory characteristics and durability are multicolored. Realization of a display device has been demanded.

特開2003−121883号公報JP 2003-121883 A 特開2006−106669号公報JP 2006-106669 A 特開2009−163005号公報JP 2009-163005 A 国際公開2006/129424号International Publication No. 2006/129424

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、反射率(コントラスト)が高く、メモリー性及び耐久性の良好な表示素子であって、更には、簡便な制御で任意の色を発色させることの可能な多色の表示素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a display element with high reflectivity (contrast), good memory properties and durability, and any color with simple control. An object of the present invention is to provide a multi-color display element capable of developing a color.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.透明基板と対向電極との間に複数の表示電極が隔離して設けられ、前記複数の表示電極には互いに異なる色を発色するエレクトロクロミック化合物が担持されている表示素子において、該エレクトロクロミック化合物が、可逆な2電子反応により着色と消色を繰り返すことを特徴とする表示素子。   1. In a display element in which a plurality of display electrodes are provided separately between a transparent substrate and a counter electrode, and the plurality of display electrodes carry an electrochromic compound that emits different colors, the electrochromic compound is A display element characterized by repeating coloring and decoloring by a reversible two-electron reaction.

2.前記エレクトロクロミック化合物が、可逆な2電子反応によりキノイド構造をとることを特徴とする前記1に記載の表示素子。   2. 2. The display element according to 1, wherein the electrochromic compound has a quinoid structure by a reversible two-electron reaction.

3.前記エレクトロクロミック化合物が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする前記1又は2に記載の表示素子。   3. 3. The display element according to 1 or 2, wherein the electrochromic compound is represented by the following general formula (1).

Figure 2011248191
Figure 2011248191

(式中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、グリシジル基、アクリレート基、メタクリレート基、芳香族基、複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレタン基、アシル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホニル基、スルホンアミド基、アミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ホスホノ基、オキザモイル基から選ばれる少なくとも1種の基を表し、R、Rは各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、グリシジル基、アクリレート基、メタクリレート基、芳香族基、複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレタン基、アシル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホニル基、スルホンアミド基、アミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ホスホノ基、オキザモイル基から選ばれる少なくとも1種の基を表す。Xは−NR−、−S−、−O−を表し、Rは水素原子、水素原子、アルキル基、芳香族基、複素環基、アシル基から選ばれる少なくとも1種の基を表す。)
4.前記エレクトロクロミック化合物とエレクトロクロミック化合物を担持した金属酸化物を含有するエレクトロクロミック層を有することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の表示素子。
(Wherein R 1 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a glycidyl group, an acrylate group, a methacrylate group, an aromatic group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxy group. Carbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, urethane group, acyl group, carbamoyl group, acylamino group, sulfonyl group, sulfonamido group, amino group, halogen atom, cyano group, nitro group, sulfo group, carboxyl Represents at least one group selected from a group, a hydroxyl group, a phosphono group, and an oxamoyl group, and R 2 and R 3 are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, and a glycidyl group. , Acrylate group, methacrylate Group, aromatic group, heterocyclic group, alkoxy group, aryloxy group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, urethane group, acyl group, carbamoyl group, acylamino group, sulfonyl group, sulfone X represents at least one group selected from an amide group, an amino group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a sulfo group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a phosphono group, and an oxamoyl group, and X represents —NR 4 —, —S—. , -O-, and R 4 represents at least one group selected from a hydrogen atom, a hydrogen atom, an alkyl group, an aromatic group, a heterocyclic group, and an acyl group.
4). 4. The display element according to any one of 1 to 3, further comprising an electrochromic layer containing the electrochromic compound and a metal oxide supporting the electrochromic compound.

5.前記エレクトロクロミック化合物は、シリル基を介して前記金属酸化物と化学結合していることを特徴とする前記4に記載の表示素子。   5. 5. The display element according to 4 above, wherein the electrochromic compound is chemically bonded to the metal oxide through a silyl group.

6.前記複数の表示電極のうち、少なくとも1つはイオン透過性の多孔質電極であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の表示素子。   6). 6. The display element according to any one of 1 to 5, wherein at least one of the plurality of display electrodes is an ion-permeable porous electrode.

7.前記複数の表示電極の間に、複数の表示電極を互いに絶縁する為の絶縁膜が設けられていることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の表示素子。   7). 7. The display element according to any one of 1 to 6, wherein an insulating film for insulating the plurality of display electrodes from each other is provided between the plurality of display electrodes.

8.前記絶縁膜は、多孔質無機材料であることを特徴とする前記7に記載の表示素子。   8). 8. The display element according to 7, wherein the insulating film is a porous inorganic material.

本発明により、反射率(コントラスト)が高く、メモリー性及び耐久性の良好な表示素子であって、更には、簡便な制御で任意の色を発色させることの可能な多色の表示素子を提供することができた。   The present invention provides a display element with high reflectance (contrast), good memory and durability, and further capable of developing any color with simple control. We were able to.

本発明の実施の形態に係る表示素子の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the display element which concerns on embodiment of this invention.

以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.

(実施の形態)
図1を参照し、本発明の実施の形態に係る表示素子を説明する。
(Embodiment)
A display element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、本発明の実施の形態に係る表示素子10の構成を模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a display element 10 according to an embodiment of the present invention.

ただし、図1は、本発明の実施の形態に係る表示素子の一例を示すものであり、本発明の実施の形態に係る表示素子は、図1の構成に限定されない。   However, FIG. 1 shows an example of the display element according to the embodiment of the present invention, and the display element according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration of FIG.

最初に、表示素子10の構成について説明する。   First, the configuration of the display element 10 will be described.

図1に示されるように、本発明の実施の形態に係る表示素子10は、表示基板11と、表示基板11に対向されて設けられた対向基板12と、表示基板11と対向基板12とがスペーサ18を介して貼りあわされてセル空間を形成する。   As shown in FIG. 1, a display element 10 according to an embodiment of the present invention includes a display substrate 11, a counter substrate 12 provided to face the display substrate 11, and the display substrate 11 and the counter substrate 12. The cell space is formed by being pasted through the spacer 18.

表示基板11は、表示基板11に形成された第1の表示電極13aと、第1の表示電極13aに接して設けられた第1のエレクトロクロミック層14aと、第1のエレクトロクロミック層14aに接して設けられた絶縁膜22aと、絶縁膜22aに接して設けられた第2の表示電極13bと、第2の表示電極13bに接して設けられた第2のエレクトロクロミック層14bと、第2のエレクトロクロミック層14bに接して設けられた絶縁膜22bと、絶縁膜22bに接して設けられた第3の表示電極13cと、第3の表示電極13cに接して設けられた第3のエレクトロクロミック層14cと、を有する。表示基板11は、上記の積層構造を支持するための基板である。   The display substrate 11 is in contact with the first display electrode 13a formed on the display substrate 11, the first electrochromic layer 14a provided in contact with the first display electrode 13a, and the first electrochromic layer 14a. An insulating film 22a provided in contact with the insulating film 22a, a second display electrode 13b provided in contact with the insulating film 22a, a second electrochromic layer 14b provided in contact with the second display electrode 13b, and a second display electrode 13b. Insulating film 22b provided in contact with electrochromic layer 14b, third display electrode 13c provided in contact with insulating film 22b, and third electrochromic layer provided in contact with third display electrode 13c 14c. The display substrate 11 is a substrate for supporting the above laminated structure.

第1の表示電極13aは、対向電極15に対する電位を制御し、第1のエレクトロクロミック層14aを発色させるための電極である。   The first display electrode 13a is an electrode for controlling the potential with respect to the counter electrode 15 and causing the first electrochromic layer 14a to develop color.

第1のエレクトロクロミック層14aは、第1のエレクトロクロミック化合物16aと、第1のエレクトロクロミック化合物16aを担持する金属酸化物17と、を有する。第1のエレクトロクロミック化合物16aは、酸化還元反応によって発色する部分であり、金属酸化物17は、第1のエレクトロクロミック化合物16aを担持するとともに、発消色を高速で行うためのものである。   The first electrochromic layer 14a includes a first electrochromic compound 16a and a metal oxide 17 that supports the first electrochromic compound 16a. The first electrochromic compound 16a is a portion that develops color by an oxidation-reduction reaction, and the metal oxide 17 is for carrying the first electrochromic compound 16a and performing color development and decoloration at high speed.

絶縁膜22aは、第1のエレクトロクロミック層14aの設けられた第1の表示電極13aと、第2のエレクトロクロミック層14bの設けられた第2の表示電極13bとが、絶縁されるように隔離するためのものである。第1の表示電極13a及び第2の表示電極13bは、対向電極15に対する電位を独立して制御するため、互いに絶縁されなくてはならない。従って、第1の表示電極13aと、第2の表示電極13bとは、絶縁膜22aにより絶縁される。   The insulating film 22a is isolated so that the first display electrode 13a provided with the first electrochromic layer 14a and the second display electrode 13b provided with the second electrochromic layer 14b are insulated. Is to do. The first display electrode 13a and the second display electrode 13b must be insulated from each other in order to control the potential with respect to the counter electrode 15 independently. Therefore, the first display electrode 13a and the second display electrode 13b are insulated by the insulating film 22a.

第2の表示電極13bは、第1の表示電極13aと同様に、対向電極15に対する電位を制御し、第2のエレクトロクロミック層14bを発色させるための電極である。   Similar to the first display electrode 13a, the second display electrode 13b is an electrode for controlling the potential with respect to the counter electrode 15 and causing the second electrochromic layer 14b to develop color.

第2のエレクトロクロミック層14bは、第1のエレクトロクロミック層14aと同様に、第2のエレクトロクロミック化合物16bと、第2のエレクトロクロミック化合物16bを担持する金属酸化物17と、を有する。第2のエレクトロクロミック化合物16bは、第1のエレクトロクロミック化合物16aと同様に、酸化還元反応によって発色する部分であり、金属酸化物17は、第2のエレクトロクロミック化合物16bを担持するとともに、発消色を高速で行うためのものである。なお、第2のエレクトロクロミック化合物16bは、第1のエレクトロクロミック化合物16aと異なる色を発色する。   Similarly to the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b includes a second electrochromic compound 16b and a metal oxide 17 that supports the second electrochromic compound 16b. Similarly to the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b is a portion that develops a color by an oxidation-reduction reaction, and the metal oxide 17 carries the second electrochromic compound 16b and emits light. It is for performing color at high speed. The second electrochromic compound 16b develops a color different from that of the first electrochromic compound 16a.

絶縁膜22bは、第2のエレクトロクロミック層14bの設けられた第2の表示電極13bと、第3のエレクトロクロミック層14cの設けられた第3の表示電極13cとが、絶縁されるように隔離するためのものである。第2の表示電極13b及び第3の表示電極13cは、対向電極15に対する電位を独立して制御するため、互いに絶縁されなくてはならない。従って、第2の表示電極13bと、第3の表示電極13cとは、絶縁膜22bにより絶縁される。   The insulating film 22b is isolated so that the second display electrode 13b provided with the second electrochromic layer 14b and the third display electrode 13c provided with the third electrochromic layer 14c are insulated. Is to do. The second display electrode 13b and the third display electrode 13c must be insulated from each other in order to control the potential with respect to the counter electrode 15 independently. Accordingly, the second display electrode 13b and the third display electrode 13c are insulated by the insulating film 22b.

第3の表示電極13cは、第2の表示電極13bと同様に、対向電極15に対する電位を制御し、第3のエレクトロクロミック層14cを発色させるための電極である。   Similar to the second display electrode 13b, the third display electrode 13c is an electrode for controlling the potential with respect to the counter electrode 15 and causing the third electrochromic layer 14c to develop color.

第3のエレクトロクロミック層14cは、第1のエレクトロクロミック層14aと同様に、第3のエレクトロクロミック化合物16cと、第3のエレクトロクロミック化合物16cを担持する金属酸化物17と、を有する。第3のエレクトロクロミック化合物16cは、第1のエレクトロクロミック化合物16aと同様に、酸化還元反応によって発色する部分であり、金属酸化物17は、第3のエレクトロクロミック化合物16cを担持するとともに、発消色を高速で行うためのものである。なお、第3のエレクトロクロミック化合物16cは、第1のエレクトロクロミック化合物16a、及び、第2のエレクトロクロミック化合物16bと異なる色を発色する。   Similar to the first electrochromic layer 14a, the third electrochromic layer 14c includes a third electrochromic compound 16c and a metal oxide 17 that supports the third electrochromic compound 16c. Similar to the first electrochromic compound 16a, the third electrochromic compound 16c is a portion that develops a color by an oxidation-reduction reaction, and the metal oxide 17 carries the third electrochromic compound 16c and is extinguished. It is for performing color at high speed. The third electrochromic compound 16c develops a different color from the first electrochromic compound 16a and the second electrochromic compound 16b.

対向基板12は、対向基板12上に形成された対向電極15を有する。対向電極15は、対向電極15に対する第1の表示電極13a又は第2の表示電極13b又は第3の表示電極13cの電位を制御し、第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cを発色させるための電極であり、対向基板12は、対向電極15を支持するためのものである。   The counter substrate 12 has a counter electrode 15 formed on the counter substrate 12. The counter electrode 15 controls the potential of the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, or the third display electrode 13c with respect to the counter electrode 15, and the first electrochromic layer 14a or the second electrochromic layer 14b. Or it is an electrode for coloring the third electrochromic layer 14 c, and the counter substrate 12 is for supporting the counter electrode 15.

セル内部の残された空間は、電解質20、白色散乱物21が充填される。   The remaining space inside the cell is filled with the electrolyte 20 and the white scatterer 21.

電解質20は、第1の表示電極13a又は第2の表示電極13b又は第3の表示電極13cと、対向電極15との間でイオンとして電荷を移動させ、第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cの発色を起こすためのものである。   The electrolyte 20 moves electric charges as ions between the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, or the third display electrode 13c, and the counter electrode 15, and the first electrochromic layer 14a or the second electrochromic layer 14a. This causes color development of the electrochromic layer 14b or the third electrochromic layer 14c.

白色散乱物21は、エレクトロクロミック表示素子10を反射型の表示素子として用いる場合に、白色の反射率を向上させるためのものである。白色散乱物21は、白色顔料粒子が分散された電解質20が、セル中に注入されることによって形成される。或いは、白色散乱物21は、白色顔料粒子が分散された樹脂が、対向電極15上に塗布されることによって形成されることもある。   The white scatterer 21 is for improving the white reflectance when the electrochromic display element 10 is used as a reflective display element. The white scattering material 21 is formed by injecting an electrolyte 20 in which white pigment particles are dispersed into a cell. Alternatively, the white scatterer 21 may be formed by applying a resin in which white pigment particles are dispersed on the counter electrode 15.

次に、本発明の実施の形態に係る表示素子10の多色表示の動作について説明する。   Next, the multicolor display operation of the display element 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

表示素子10は、上記説明した構造を有することにより、容易に多色表示が可能である。すなわち、第1の表示電極13aと、第2の表示電極13bと、第3の表示電極13cが、絶縁膜22a、22bを介して隔離して設けられているため、対向電極15に対する第1の表示電極13aの電位と、対向電極15に対する第2の表示電極13bの電位と、対向電極15に対する第3の表示電極13cの電位とを独立して制御することができる。その結果、第1の表示電極13aに接して設けられた第1のエレクトロクロミック層14aと、第2の表示電極13bに接して設けられた第2のエレクトロクロミック層14bと、第3の表示電極13cに接して設けられた第3のエレクトロクロミック層14cと、を独立して発消色させることができる。第1のエレクトロクロミック層14aと、第2のエレクトロクロミック層14bと、第3のエレクトロクロミック層14cとは、表示基板11側に積層して設けられているため、第1のエレクトロクロミック層14a、第2のエレクトロクロミック層14b、第3のエレクトロクロミック層14cの発消色のパターンにより、第1のエレクトロクロミック層14aのみの発色、第2のエレクトロクロミック層14bのみの発色、第3のエレクトロクロミック層14cのみの発色、第1のエレクトロクロミック層14a及び第2のエレクトロクロミック層14bの両方の発色、第1のエレクトロクロミック層14a及び第3のエレクトロクロミック層14cの両方の発色、第2のエレクトロクロミック層14b及び第3のエレクトロクロミック層14cの両方の発色、の6段階の色に変化させることができ、多色表示が可能である。   Since the display element 10 has the above-described structure, multicolor display can be easily performed. That is, since the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, and the third display electrode 13c are provided separately through the insulating films 22a and 22b, the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, and the third display electrode 13c are separated from each other. The potential of the display electrode 13a, the potential of the second display electrode 13b with respect to the counter electrode 15, and the potential of the third display electrode 13c with respect to the counter electrode 15 can be controlled independently. As a result, the first electrochromic layer 14a provided in contact with the first display electrode 13a, the second electrochromic layer 14b provided in contact with the second display electrode 13b, and the third display electrode The third electrochromic layer 14c provided in contact with 13c can be independently developed and decolored. Since the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, and the third electrochromic layer 14c are provided on the display substrate 11 side, the first electrochromic layer 14a, Color development of only the first electrochromic layer 14a, color development of only the second electrochromic layer 14b, third electrochromic, depending on the color development / decoloration pattern of the second electrochromic layer 14b and the third electrochromic layer 14c Color development of only layer 14c, color development of both first electrochromic layer 14a and second electrochromic layer 14b, color development of both first electrochromic layer 14a and third electrochromic layer 14c, second electrochromic layer 14c Chromic layer 14b and third electrochromic Color development of both 14c, can be changed to six levels of color, it is possible multicolor display.

例えば、第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cとして、レッド、グリーン、ブルーの異なる3色を発色する3種類のエレクトロクロミック層が用いられることにより、多色表示が可能である。   For example, as the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, or the third electrochromic layer 14c, three types of electrochromic layers that develop three different colors of red, green, and blue are used. Multi-color display is possible.

また、セル中に白色反射層21が設けられているため、白色の反射率が高く、積層された第1のエレクトロクロミック層14a及び第2のエレクトロクロミック層14b及び第3のエレクトロクロミック層14cに起因する反射率の低下を補うことができ、視認性に優れた多色表示が可能である。   In addition, since the white reflective layer 21 is provided in the cell, the white reflectance is high, and the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, and the third electrochromic layer 14c are stacked. The resulting decrease in reflectance can be compensated, and multicolor display with excellent visibility is possible.

また、第1のエレクトロクロミック層14a及び第2のエレクトロクロミック層14b及び第3のエレクトロクロミック層14cが、各々第1のエレクトロクロミック化合物16a、第2のエレクトロクロミック化合物16b、第3のエレクトロクロミック化合物16cを金属酸化物17に担持した構造を有する場合、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能となる。特に、電子(もしくは正孔)移動度の小さな有機化合物系の材料が第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第3のエレクトロクロミック化合物16cに用いられる場合、第1の表示電極13a又は第2の表示電極13b又は第3の表示電極13cから、第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第3のエレクトロクロミック化合物16cの内部を電子(もしくは正孔)が伝導するのではなく、第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第3のエレクトロクロミック化合物16cより電子(もしくは正孔)移動度の大きな金属酸化物17を経由して電子(もしくは正孔)が伝導することができるため、より高速で発消色が可能になり、その結果、応答速度に優れた多色表示が可能となる。   In addition, the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, and the third electrochromic layer 14c are respectively composed of the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, and the third electrochromic compound. In the case of having a structure in which 16c is supported on the metal oxide 17, a multicolor display excellent in the response speed of color development and decoloration is possible. In particular, when an organic compound-based material having a low electron (or hole) mobility is used for the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the third electrochromic compound 16c, the first display From the electrode 13a, the second display electrode 13b, or the third display electrode 13c, electrons (or holes) pass through the inside of the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the third electrochromic compound 16c. Is not conducted, but via the metal oxide 17 having a higher electron (or hole) mobility than the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the third electrochromic compound 16c. (Or holes) can be conducted Kill for, allows developing and erasing color at a faster rate, as a result, it is possible to multi-color display with excellent response speed.

更に、第1のエレクトロクロミック化合物16a、第2のエレクトロクロミック化合物16b、第3のエレクトロクロミック化合物16cがシリル基を介して金属酸化物17と化学結合をした場合、より強固な結合状態が形成される為、金属酸化物17を経由して電子(もしくは正孔)が繰り返し伝導する場合において、その結合が切断されたり分解する事がなく、より耐久性、信頼性、メモリー性に優れた多色表示が可能となる。   Furthermore, when the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, and the third electrochromic compound 16c are chemically bonded to the metal oxide 17 via a silyl group, a stronger bonding state is formed. Therefore, when electrons (or holes) are repeatedly conducted through the metal oxide 17, the bond is not broken or decomposed, and the multicolor is superior in durability, reliability, and memory properties. Display is possible.

続けて、本発明の実施の形態に係る表示素子10に用いられる材料について説明する。   Next, materials used for the display element 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

最初に、表示基板11及び表示基板11上に形成される各層の材料を説明する。   First, the material of each layer formed on the display substrate 11 and the display substrate 11 will be described.

<基板>
表示基板11の材料としては、透明な材料であれば特に限定されるものではないが、ガラス基板、プラスチックフィルム(ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、シリコン樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、セルロース誘導体、ポリオレフィンなど)等の基板が用いられる。
<Board>
The material of the display substrate 11 is not particularly limited as long as it is a transparent material, but is not limited to a glass substrate, a plastic film (polyester, polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyamide, nylon, polychlorinated). Substrates such as vinyl, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyether sulfone, silicon resin, polyacetal resin, fluororesin, cellulose derivative, and polyolefin) are used.

<表示電極>
第1の表示電極13a及び第2の表示電極13b及び第3の表示電極13cの材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、光の透過性を確保する必要があるため、透明な材料からなる透明電極が用いられる。透明電極の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、BSO(Bismuth Silicon Oxide)等が挙げられる。また、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリセレノフェニレン等、およびそれらの修飾化合物を単独あるいは混合して用いることができるが、好ましくは、ITO、FTO、ATOが用いられ、最も好ましくはITOである。表面抵抗値としては、100Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、0.1〜20μmであるのが一般的である。
<Display electrode>
The material of the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, and the third display electrode 13c is not particularly limited as long as it is a conductive material, but it is necessary to ensure light transmittance. Therefore, a transparent electrode made of a transparent material is used. The material of the transparent electrode is not particularly limited. For example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine-doped tin oxide (FTO), antimony-doped tin oxide (ATO), Examples thereof include indium oxide, zinc oxide, platinum, gold, silver, rhodium, copper, chromium, carbon, aluminum, silicon, amorphous silicon, and BSO (Bismuth Silicon Oxide). In addition, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyparaphenylene, polyselenophenylene, etc., and their modifying compounds can be used alone or in combination, but preferably ITO, FTO, ATO are used, most preferably Is ITO. The surface resistance value is preferably 100Ω / □ or less, and more preferably 10Ω / □ or less. The thickness of the transparent electrode is not particularly limited, but is generally 0.1 to 20 μm.

<イオン透過性の多孔質電極>
本発明において、複数の表示電極のうち、少なくとも1つはイオン透過性の多孔質電極であることが好ましく、更に好ましくは、第1の表示電極13a以外の表示電極がイオン透過性の多孔質電極であることが好ましい。第2の表示電極13b、第3の表示電極13cがイオン透過性の多孔質電極であることにより、電解質20中のイオンが第2の表示電極13b、第3の表示電極13cを透過することが可能となるため、酸化還元反応に伴う電荷の移動が容易となり、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能である。イオン透過性の多孔質電極の材料としては、前記、第1の表示電極13a及び第2の表示電極13b及び第3の表示電極13cの材料として挙げたものを用いることが可能であるが、イオン透過性の多孔質電極とする為に、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)の微粒子をスピンコート法などにより塗布したり、多孔質の絶縁膜22a、22b上にインジウム錫酸化物(ITO)をスパッタしたり、ポリチオフェンの薄膜を延伸し多孔質化するなどの方法が挙げられる。
<Ion-permeable porous electrode>
In the present invention, at least one of the plurality of display electrodes is preferably an ion permeable porous electrode, and more preferably, the display electrodes other than the first display electrode 13a are ion permeable porous electrodes. It is preferable that Since the second display electrode 13b and the third display electrode 13c are ion-permeable porous electrodes, ions in the electrolyte 20 can pass through the second display electrode 13b and the third display electrode 13c. Therefore, the movement of charges accompanying the oxidation-reduction reaction is facilitated, and multicolor display with excellent response speed of color development / decoloration is possible. As the material of the ion-permeable porous electrode, the materials mentioned as the materials of the first display electrode 13a, the second display electrode 13b, and the third display electrode 13c can be used. In order to obtain a permeable porous electrode, for example, indium tin oxide (ITO) fine particles are applied by spin coating or the like, or indium tin oxide (ITO) is applied on the porous insulating films 22a and 22b. Examples of the method include sputtering and stretching a polythiophene thin film to make it porous.

<エレクトロクロミック化合物>
第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cに含まれる第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第2のエレクトロクロミック化合物16cの材料としては、可逆な2電子反応により着色と消色を繰り返す材料であれば特に限定はされないが、より高いメモリー性及び耐久性と発色性の観点から、好ましくは、可逆な2電子反応によりキノイド構造を有する化合物である。更に好ましくは、前記一般式(1)で表される化合物である。可逆な2電子反応により着色と消色を繰り返す材料を用いることで、可逆な1電子反応の場合に良く見られる様なラジカル状態で長時間存在する必要がなくなり、より安定で耐久性にすぐれた表示素子が実現可能となり、特に、前記一般式(1)で表される化合物を用いることで、よりメモリー性、及び、耐久性に優れ、発色濃度も高い表示素子が可能となる。
<Electrochromic compound>
Of the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the second electrochromic compound 16c included in the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, or the third electrochromic layer 14c. The material is not particularly limited as long as it is a material that repeats coloring and decoloring by a reversible two-electron reaction. However, from the viewpoint of higher memory properties, durability, and color development, a quinoid is preferably formed by a reversible two-electron reaction. It is a compound having a structure. More preferably, it is a compound represented by the general formula (1). By using a material that repeats coloring and decoloring by a reversible two-electron reaction, it is not necessary to exist in a radical state for a long time as often seen in a reversible one-electron reaction, and it is more stable and durable. A display element can be realized, and in particular, by using the compound represented by the general formula (1), a display element that is more excellent in memory property and durability and has a high color density can be realized.

<一般式(1)で表される化合物の説明>
以下、本発明に係る前記一般式(1)で表される化合物について説明する。
<Description of compound represented by general formula (1)>
Hereinafter, the compound represented by the general formula (1) according to the present invention will be described.

一般式(1)において、R、R、Rで表される置換基の具体例としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等)、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基(例えば、プロパルギル基等)、グリシジル基、アクリレート基、メタクリレート基、芳香族基(例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、複素環基(例えば、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、フリル基、ピロリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、セレナゾリル基、スリホラニル基、ピペリジニル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基等)、スルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、エタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基、ヘキサンスルホンアミド基、シクロヘキサンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、ウレタン基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、フェニルウレイド基、2−ピリジルウレイド基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ヘキサノイル基、シクロヘキサノイル基、ベンゾイル基、ピリジノイル基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、アシルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、メチルウレイド基等)、アミド基(例えば、アセトアミド基、プロピオンアミド基、ブタンアミド基、ヘキサンアミド基、ベンズアミド基等)、スルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、フェニルスルフォニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、スルホンアミド基(例えば、メチルスルホンアミド基、オクチルスルホンアミド基、フェニルスルホンアミド基、ナフチルスルホンアミド基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、アニリノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ホスホノ基(例えば、ホスホノエチル基、ホスホノプロピル基、ホスホノオキシエチル基)、オキザモイル基等を挙げることができる。また、これらの基は更にこれらの基で置換されていてもよい。 In the general formula (1), specific examples of the substituent represented by R 1 , R 2 , R 3 include, for example, an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group) , Pentyl group, hexyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclohexyl group, cyclopentyl group, etc.), alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group (eg, propargyl group, etc.), glycidyl group, acrylate group, methacrylate group, aromatic Group (for example, phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, etc.), heterocyclic group (for example, pyridyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, imidazolyl group, furyl group, pyrrolyl group, pyrazinyl group, pyrimidinyl group, pyridazinyl group, selenazolyl group) Group, sliphoranyl group, piperidinyl group, pyrazolyl group, tetrazolyl group Etc.), alkoxy groups (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, cyclopentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy groups (for example, phenoxy group, etc.), alkoxycarbonyl groups (For example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (for example, phenyloxycarbonyl group, etc.), sulfonamide group (for example, methanesulfonamide group, ethanesulfonamide group, Butanesulfonamide group, hexanesulfonamide group, cyclohexanesulfonamide group, benzenesulfonamide group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl) Group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), urethane group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group) , Phenylureido group, 2-pyridylureido group, etc.), acyl group (eg acetyl group, propionyl group, butanoyl group, hexanoyl group, cyclohexanoyl group, benzoyl group, pyridinoyl group etc.), carbamoyl group (eg aminocarbonyl) Group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, 2-pyridyl Minocarbonyl group etc.), acylamino group (eg acetylamino group, benzoylamino group, methylureido group etc.), amide group (eg acetamido group, propionamide group, butanamide group, hexaneamide group, benzamide group etc.), sulfonyl Group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), sulfonamide group (for example, methylsulfonamide group, octylsulfonamide group, phenylsulfone) Amide group, naphthylsulfonamide group, etc.), amino group (eg, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, anilino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom ( For example, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), cyano group, nitro group, sulfo group, carboxyl group, hydroxyl group, phosphono group (for example, phosphonoethyl group, phosphonopropyl group, phosphonooxyethyl group), oxamoyl group Etc. Further, these groups may be further substituted with these groups.

として好ましくは、置換もしくは無置換のアリール基であり、より好ましくは、置換もしくは無置換のフェニル基、最も好ましくは、置換もしくは無置換の4−アミノフェニル基、2−ヒドロキシフェニル基または4−ヒドロキシフェニル基である。フェニル基の2位もしくは4位にヒドロキシ基を有することで、2電子酸化反応によりキノイド構造を容易に形成する為、優れたメモリー性と発色性を両立することが可能となる。 R 1 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, more preferably a substituted or unsubstituted phenyl group, most preferably a substituted or unsubstituted 4-aminophenyl group, 2-hydroxyphenyl group, or 4 -A hydroxyphenyl group. By having a hydroxy group at the 2-position or 4-position of the phenyl group, a quinoid structure is easily formed by a two-electron oxidation reaction, so that both excellent memory properties and color development can be achieved.

及びRとして好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族基、複素環基であり、より好ましくは、R及びRのいずれか一方がフェニル基、他方がアルキル基、更に好ましくはR及びRの両方がフェニル基である。 R 2 and R 3 are preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aromatic group, or a heterocyclic group, more preferably one of R 2 and R 3 is a phenyl group, the other is an alkyl group, and more preferably R 2 and R 3 are both phenyl groups.

Xとして好ましくは>N−Rである。Rは、水素原子、アルキル基、芳香族基、複素環基、アシル基であるが、より好ましくは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数5〜10のアリール基、アシル基である。 X is preferably> N—R 4 . R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group, an aromatic group, a heterocyclic group, or an acyl group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 5 to 10 carbon atoms, or an acyl group. It is.

本発明において、前記一般式(1)で表される化合物は、前記一般式(1)で表される骨格を含有していれば、低分子であっても、高分子であってもよい。   In the present invention, the compound represented by the general formula (1) may be a low molecule or a polymer as long as it contains the skeleton represented by the general formula (1).

本発明においては、第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cに含まれる第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第2のエレクトロクロミック化合物16cが金属酸化物に担持された第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第3のエレクトロクロミック層14cを形成することが好ましく、担持される為にはエレクトロクロミック化合物が金属酸化物に化学吸着、または、物理吸着していることが好ましい。本発明に関わる化学吸着とは金属酸化物表面との化学結合による比較的強い吸着状態であり、物理吸着とは金属酸化物表面との間に働くファンデルワールス力による比較的弱い吸着状態である。本発明においては、化学吸着であることが好ましく、化学吸着としては、−COH、−P=O(OH)、−OP=O(OH)、−SOH、−Si(OR)(Rは、アルキル基を表す。)などを介して化学吸着している場合が挙げられ、好ましくは−COH、−P=O(OH)、−Si(OR)などを介して化学吸着している場合であるが、最も好ましくは、−Si(OR)であり、シリル基を介して金属酸化物と化学結合している場合である。 In the present invention, the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the second electrochromic compound 16a included in the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, or the third electrochromic layer 14c. It is preferable to form the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, or the third electrochromic layer 14c in which the electrochromic compound 16c is supported on the metal oxide. It is preferable that the compound is chemisorbed or physically adsorbed on the metal oxide. The chemical adsorption according to the present invention is a relatively strong adsorption state due to a chemical bond with the metal oxide surface, and the physical adsorption is a relatively weak adsorption state due to van der Waals force acting between the metal oxide surface. . In the present invention, is preferably chemisorption, as the chemisorption, -CO 2 H, -P = O (OH) 2, -OP = O (OH) 2, -SO 3 H, -Si (OR ) 3 (R represents an alkyl group), and the like are mentioned. Preferably, —CO 2 H, —P═O (OH) 2 , —Si (OR) 3 and the like are used. However, it is most preferably -Si (OR) 3, which is chemically bonded to the metal oxide via a silyl group.

以下に、一般式(1)で表される化合物の具体的化合物例を示すが、本発明ではこれら例示する化合物にのみ限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) are shown below, but the present invention is not limited to these exemplified compounds.

Figure 2011248191
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<金属酸化物>
金属酸化物17の材料としては、特に限定されるものではないが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム(以下アルミナ)、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ケイ素(以下シリカ)、酸化イットリウム、酸素ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物が用いられる。また、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、2種以上が混合され用いられてもよい。電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性を鑑みるに、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化タングステン、から選ばれる一種、もしくはそれらの混合物が用いられたとき、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能である。とりわけ、酸化チタンが用いられたとき、より発消色の応答速度に優れた多色表示が可能である。
<Metal oxide>
The material of the metal oxide 17 is not particularly limited, but titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, aluminum oxide (hereinafter referred to as alumina), zirconium oxide, cerium oxide, silicon oxide (hereinafter referred to as silica), yttrium oxide, Oxygen boron, magnesium oxide, strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcium oxide, ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide Metal oxides mainly composed of vanadium oxide, aluminosilicate, calcium phosphate, aluminosilicate and the like are used. Moreover, these metal oxides may be used independently and 2 or more types may be mixed and used. In view of electrical properties such as electrical conductivity and physical properties such as optical properties, it is selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, alumina, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, and tungsten oxide. When one kind or a mixture thereof is used, multicolor display excellent in response speed of color development and decoloration is possible. In particular, when titanium oxide is used, multicolor display with a more excellent response speed of color development and decoloration is possible.

また、金属酸化物17の形状は、特に限定されるものではないが、第1のエレクトロクロミック化合物16a又は第2のエレクトロクロミック化合物16b又は第3のエレクトロクロミック化合物16cを効率よく担持するために、単位体積当たりの表面積(以下比表面積)が大きい形状が用いられる。例えば、金属酸化物17が、ナノ粒子の集合体であるときは、大きな比表面積を有するため、より効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色の表示コントラスト比に優れた多色表示が可能である。   Further, the shape of the metal oxide 17 is not particularly limited, but in order to efficiently carry the first electrochromic compound 16a, the second electrochromic compound 16b, or the third electrochromic compound 16c, A shape having a large surface area per unit volume (hereinafter referred to as specific surface area) is used. For example, when the metal oxide 17 is an aggregate of nanoparticles, since it has a large specific surface area, the electrochromic compound is more efficiently supported, and a multicolor display excellent in display / decolor display contrast ratio is achieved. Is possible.

<絶縁膜>
絶縁膜22の材料としては、特に限定されるものではないが、好ましくは多孔質絶縁膜が用いられ、多孔質絶縁膜が用いられることにより、電解質20が絶縁膜22を透過することが可能となるため、酸化還元反応に伴う電解質20中のイオンとしての電荷の移動が容易となり、発消色の応答速度に優れた多色表示が可能である。更に好ましくは、シリカ、アルミナ等を含む多孔質無機絶縁膜が用いられ、シリカ、アルミナ等を含む多孔質無機絶縁膜が用いられることにより、絶縁膜22が無機材料であるため、耐久性に優れた多色表示が可能となる。
<Insulating film>
The material of the insulating film 22 is not particularly limited, but a porous insulating film is preferably used. By using the porous insulating film, the electrolyte 20 can pass through the insulating film 22. Therefore, the movement of charges as ions in the electrolyte 20 accompanying the oxidation-reduction reaction is facilitated, and multicolor display excellent in the response speed of color development and decoloration is possible. More preferably, a porous inorganic insulating film containing silica, alumina or the like is used, and since a porous inorganic insulating film containing silica, alumina or the like is used, since the insulating film 22 is an inorganic material, the durability is excellent. Multi-color display is possible.

次に、対向基板12及び対向基板12上に形成される対向電極15の材料を説明する。   Next, the material of the counter substrate 12 and the counter electrode 15 formed on the counter substrate 12 will be described.

<対向基板、対向電極>
対向基板12の材料としては、特に限定されるものではなく、上記表示基板11の材料として挙げたものの他に、例えば、金属基板、セラミック基板等の無機基板など不透明な基板を用いることもできる。
<Counter substrate, counter electrode>
The material of the counter substrate 12 is not particularly limited, and an opaque substrate such as an inorganic substrate such as a metal substrate or a ceramic substrate can be used in addition to the materials described as the material of the display substrate 11.

対向電極15の材料としては、導電性を有する材料であれば、特に限定されるものではない。対向基板12として、ガラス基板、プラスチックフィルムが用いられる場合、対向電極15の材料として、ITO、FTO、酸化亜鉛等の透明導電膜、あるいは白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマスなどの導電性金属およびそれらの合金、カーボン等、透明性を有しない材料でも好ましく用いられる。これらの透明導電膜又は導電性金属からなる対向電極15は、対向基板12にコーティングされ用いられる。一方、対向電極15として、亜鉛等の金属板が用いられる場合、対向基板12が対向電極15を兼ねることも出来る。   The material of the counter electrode 15 is not particularly limited as long as it is a conductive material. When a glass substrate or a plastic film is used as the counter substrate 12, the material of the counter electrode 15 is a transparent conductive film such as ITO, FTO, or zinc oxide, or platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium. , Conductive metals such as bismuth and their alloys, carbon and other non-transparent materials are also preferably used. The counter electrode 15 made of these transparent conductive film or conductive metal is used by being coated on the counter substrate 12. On the other hand, when a metal plate such as zinc is used as the counter electrode 15, the counter substrate 12 can also serve as the counter electrode 15.

また、対向電極上にナノ多孔質構造を有するナノ多孔質電極を設けることができる。ナノ多孔質電極を構成する微粒子の主成分は、Cu、Al、Pt、Ag、Pd、Au等の金属やITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物やカーボンナノチューブ、グラッシーカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、窒素含有カーボン等の炭素電極から選択することができ、好ましくは、ITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物から選択されることである。特に好ましくはTiOである。 In addition, a nanoporous electrode having a nanoporous structure can be provided on the counter electrode. The main components of the fine particles constituting the nanoporous electrode are metals such as Cu, Al, Pt, Ag, Pd and Au, metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 and ZnO, carbon nanotubes, glassy carbon, and diamond. It can be selected from carbon electrodes such as like carbon and nitrogen-containing carbon, and is preferably selected from metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 , and ZnO. Particularly preferred is TiO 2 .

<対極反応層>
対向電極15は、対向電極15上に電気化学活性を示す化合物の層(対極反応層)を有していても良く、対極反応物を対向電極15上に対極反応層として固定化することで、表示素子全体としての電子の授受がスムーズに進行し、かつ、表示素子中の不要な酸化還元反応が抑制される為、第1のエレクトロクロミック層14a又は第2のエレクトロクロミック層14b又は第2のエレクトロクロミック層14cにおける発消色の反応が、より安定かつ高速となる。対極反応物を対向電極15上に固定化する方法としては、−COH、−P=O(OH)、−OP=O(OH)、−SOH、−Si(OR)(Rは、アルキル基を表す。)などの基を介して、対向電極15と対極反応物が化学結合を形成する方法などが挙げられる。
<Counter electrode reaction layer>
The counter electrode 15 may have a layer of a compound exhibiting electrochemical activity (counter electrode reaction layer) on the counter electrode 15, and by immobilizing the counter electrode reactant on the counter electrode 15 as a counter electrode reaction layer, Since the transfer of electrons as a whole of the display element proceeds smoothly and unnecessary oxidation-reduction reactions in the display element are suppressed, the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, or the second The reaction of color development / decoloration in the electrochromic layer 14c becomes more stable and faster. As a method of immobilizing the counter electrode reactant on the counter electrode 15, —CO 2 H, —P═O (OH) 2 , —OP═O (OH) 2 , —SO 3 H, —Si (OR) 3 Examples thereof include a method in which the counter electrode 15 and the counter electrode reactant form a chemical bond via a group such as R represents an alkyl group.

<電解質>
電解質20の材料としては、一般的に、支持塩を溶媒に溶解させたものが用いられる。
<Electrolyte>
As a material for the electrolyte 20, generally, a material in which a supporting salt is dissolved in a solvent is used.

<支持塩>
支持塩としては、電気化学の分野又は電池の分野で通常使用される塩類、酸類、アルカリ類が使用できる。
<Supporting salt>
As the supporting salt, salts, acids and alkalis usually used in the field of electrochemistry or the field of batteries can be used.

塩類としては、特に制限はなく、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩;4級アンモニウム塩;環状4級アンモニウム塩;4級ホスホニウム塩などが使用できる。   There are no particular limitations on the salts, and for example, inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts; quaternary ammonium salts; cyclic quaternary ammonium salts; quaternary phosphonium salts and the like can be used.

塩類の具体例としては、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有するLi塩、Na塩、あるいはK塩が挙げられる。 Specific examples of the salts include halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 -, AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - Li salt having a counter anion selected from, Na salt or K salt is mentioned.

また、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有する4級アンモニウム塩、具体的には、(CHNBF、(CNBF、(n−CNBF、(CNBr、(CNClO、(n−CNClO、CH(CNBF、(CH(CNBF、(CHNSOCF、(CNSOCF、(n−CNSOCF
更には、
Further, halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 , AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - 4 quaternary ammonium salt having a counter anion selected from, specifically, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (n- C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , CH 3 (C 2 H 5 ) 3 NBF 4 , (CH 3 ) 2 (C 2 H 5 ) 2 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NSO 3 CF 3 , (C 2 H 5) 4 NSO 3 CF 3, (n-C 4 H 9 4 NSO 3 CF 3,
Furthermore,

Figure 2011248191
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等が挙げられる。 Etc.

また、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有するホスホニウム塩、具体的には、(CHPBF、(CPBF、(CPBF、(CPBF等が挙げられる。また、これらの混合物も好適に用いることができる。 Further, halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 , AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - phosphonium salt having a counter anion selected from, specifically, (CH 3) 4 PBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 PBF 4 , (C 3 H 7 ) 4 PBF 4 , (C 4 H 9 ) 4 PBF 4 and the like. Moreover, these mixtures can also be used suitably.

本発明の支持電解質としては、4級アンモニウム塩、特に4級スピロアンモニウム塩、および、リチウム塩が好ましい。   The supporting electrolyte of the present invention is preferably a quaternary ammonium salt, particularly a quaternary spiro ammonium salt and a lithium salt.

<溶媒>
溶媒としては、沸点が120〜300℃の範囲にあることが好ましく、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセチルアセトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ブタノール、1−ブタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジエトキシフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリクレジルホスフェート、2エチルヘキシルホスフェート、ジオクチルフタレート、ジオクチルセバケート等が用いられる。その他、支持塩を溶媒に溶解させた液体状の電解質に特に限定されるものではないため、ゲル状の電解質や、ポリマー電解質等の固体電解質も用いられる。
<Solvent>
The solvent preferably has a boiling point in the range of 120 to 300 ° C., for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, butylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran. , 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, polyethylene glycol, butyronitrile, propionitrile, acetylacetone, 4-methyl-2-pentanone, 2-butanol, 1-butanol 2-propanol, 1-propanol, acetic anhydride, ethyl acetate, ethyl propionate, diethoxyfuran, ethylene glycol, diethylene glycol Call, triethylene glycol monobutyl ether, tricresyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, dioctyl phthalate, dioctyl sebacate or the like is used. In addition, since it is not particularly limited to a liquid electrolyte in which a supporting salt is dissolved in a solvent, a gel electrolyte or a solid electrolyte such as a polymer electrolyte is also used.

<白色散乱物>
本発明においては、表示コントラスト及び白表示反射率をより高める観点から、白色散乱物を含有することが好ましく、セル中に白色顔料粒子が分散された電解質20を注入されることによって形成されても良いし、或いは、白色顔料粒子が分散された樹脂が、対向電極15上に塗布されることによって形成されても良いが、好ましくは、白色顔料粒子が分散された電解質を注入する場合である。白色反射層21に含まれる白色顔料粒子の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ、酸化セシウム、酸化イットリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、有機化合物として、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。
<White scattering material>
In the present invention, from the viewpoint of further increasing the display contrast and the white display reflectance, it is preferable to contain a white scatterer, and even if formed by injecting an electrolyte 20 in which white pigment particles are dispersed in a cell. Alternatively, a resin in which white pigment particles are dispersed may be formed by applying the resin on the counter electrode 15, but it is preferable to inject an electrolyte in which white pigment particles are dispersed. Examples of the material of the white pigment particles contained in the white reflective layer 21 include titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silica, cesium oxide, yttrium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, magnesium oxide and zinc hydroxide, magnesium hydroxide. , Magnesium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, alkaline earth metal salt, talc, kaolin, zeolite, acidic clay, organic compounds such as polyethylene, polystyrene, acrylic resin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, benzoguanamine resin, urea -Formalin resin, melamine-formalin resin, polyamide resin or the like may be used alone or in combination, or in a state having voids that change the refractive index in the particles.

本発明では、上記白色粒子の中でも、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から二酸化チタンが好ましく用いられ、特に無機酸化物(Al、AlO(OH)、SiO等)で表面処理した二酸化チタンがより好ましく用いられる。 In the present invention, among the above white particles, titanium dioxide is preferably used from the viewpoint of coloring prevention at high temperature and the reflectance of the element due to the refractive index, and particularly inorganic oxides (Al 2 O 3 , AlO (OH), Titanium dioxide surface-treated with SiO 2 or the like is more preferably used.

<増粘剤>
本発明の表示素子においては、電解質に増粘剤を使用することができ、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポリ(ビニルアルコール)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(アルキレングリコール)、カゼイン、デンプン、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メチルメタクリル酸)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(メタクリル酸)、コポリ(スチレン−無水マレイン酸)、コポリ(スチレン−アクリロニトリル)、コポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(ビニルアセタール)類(例えば、ポリ(ビニルホルマール)及びポリ(ビニルブチラール))、ポリ(エステル)類、ポリ(ウレタン)類、フェノキシ樹脂、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリ(エポキシド)類、ポリ(カーボネート)類、ポリ(ビニルアセテート)、セルロースエステル類、ポリ(アミド)類、疎水性透明バインダーとして、ポリビニルブチラール、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリウレタン等が挙げられる。
<Thickener>
In the display element of the present invention, a thickener can be used for the electrolyte. For example, gelatin, gum arabic, poly (vinyl alcohol), hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, poly ( Vinylpyrrolidone), poly (alkylene glycol), casein, starch, poly (acrylic acid), poly (methyl methacrylic acid), poly (vinyl chloride), poly (methacrylic acid), copoly (styrene-maleic anhydride), copoly ( Styrene-acrylonitrile), copoly (styrene-butadiene), poly (vinyl acetal) s (eg, poly (vinyl formal) and poly (vinyl butyral)), poly (esters), poly (urethanes), phenoxy resins, poly (PVC Redene), poly (epoxides), poly (carbonates), poly (vinyl acetate), cellulose esters, poly (amides), hydrophobic transparent binders such as polyvinyl butyral, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, polyester, Examples include polycarbonate, polyacrylic acid, polyurethane and the like.

これらの増粘剤は2種以上を併用して用いてもよい。また、特開昭64−13546号公報の71〜75頁に記載の化合物を挙げることができる。これらの中で好ましく用いられる化合物は、各種添加剤との相溶性と白色粒子の分散安定性向上の観点から、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ヒドロキシプロピルセルロース類、ポリアルキレングリコール類である。   These thickeners may be used in combination of two or more. Moreover, the compound as described in pages 71-75 of Unexamined-Japanese-Patent No. 64-13546 can be mentioned. Among these, the compounds preferably used are polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidones, hydroxypropyl celluloses, and polyalkylene glycols from the viewpoint of compatibility with various additives and improvement in dispersion stability of white particles.

本発明の表示素子において、増粘剤として好ましいのは、平均重合度100〜500のポリエチレングリコールであり、電解質層の有機溶媒に対して質量比で5〜20%の範囲で添加するのが好ましい。   In the display element of the present invention, polyethylene glycol having an average polymerization degree of 100 to 500 is preferable as the thickener, and it is preferably added in a range of 5 to 20% by mass ratio with respect to the organic solvent of the electrolyte layer. .

<プロモーター>
また、エレクトロクロミック材料の電気化学反応を促進するために、酸化還元されうる補助化合物(プロモーター)を添加しても良い。プロモーターとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知のEC化合物を利用する事が可能であるが、酸化還元メディエーターとして利用する場合は、表示色素として用いるエレクトロクロミック化合物の特性に合わせ、有機合成化学協会誌第43巻第6号(「電気エネルギーを利用する有機合成」特集号)(1985)等に記載されている公知のメディエーターを適宜選択して用いる事が出来る。
<Promoter>
Further, in order to promote the electrochemical reaction of the electrochromic material, an auxiliary compound (promoter) that can be oxidized and reduced may be added. The promoter is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. A known EC compound can be used, but when used as a redox mediator, an electrochromic compound used as a display dye The known mediators described in the Journal of Synthetic Organic Chemistry, Vol. 43, No. 6 (Special Issue on “Organic Synthesis Using Electric Energy”) (1985), etc. .

<その他の添加剤>
本発明の表示素子の構成層には、保護層、フィルター層、ハレーション防止層、クロスオーバー光カット層、バッキング層等の補助層を挙げることができ、これらの補助層中には、各種の化学増感剤、貴金属増感剤、感光色素、強色増感剤、カプラー、高沸点溶剤、カブリ防止剤、安定剤、現像抑制剤、漂白促進剤、定着促進剤、混色防止剤、ホルマリンスカベンジャー、色調剤、硬膜剤、界面活性剤、増粘剤、可塑剤、スベリ剤、紫外線吸収剤、イラジエーション防止染料、フィルター光吸収染料、防ばい剤、ポリマーラテックス、重金属、帯電防止剤、マット剤等を、必要に応じて含有させることができる。
<Other additives>
Examples of the constituent layers of the display element of the present invention include auxiliary layers such as a protective layer, a filter layer, an antihalation layer, a crossover light cut layer, and a backing layer. Sensitizer, noble metal sensitizer, photosensitive dye, supersensitizer, coupler, high boiling point solvent, antifoggant, stabilizer, development inhibitor, bleach accelerator, fixing accelerator, color mixing inhibitor, formalin scavenger, Toning agents, hardeners, surfactants, thickeners, plasticizers, slip agents, UV absorbers, anti-irradiation dyes, filter light absorbing dyes, anti-bacterial agents, polymer latex, heavy metals, antistatic agents, matting agents Etc. can be contained as required.

上述したこれらの添加剤は、より詳しくは、リサーチ・ディスクロージャー(以下、RDと略す)第176巻Item/17643(1978年12月)、同184巻Item/18431(1979年8月)、同187巻Item/18716(1979年11月)及び同308巻Item/308119(1989年12月)に記載されている。   These additives mentioned above are more specifically described in Research Disclosure (hereinafter abbreviated as RD), Volume 176 Item / 17643 (December 1978), Volume 184, Item / 18431 (August 1979), 187. Volume Item / 18716 (November 1979) and Volume 308 Item / 308119 (December 1989).

これら三つのリサーチ・ディスクロージャーに示されている化合物種類と記載箇所を以下に掲載した。   The types of compounds and their descriptions shown in these three research disclosures are listed below.

添加剤 RD17643 RD18716 RD308119
頁 分類 頁 頁 分類
化学増感剤 23 III 648右上 96 III
増感色素 23 IV 648〜649 996〜8 IV
減感色素 23 IV 998 IV
染料 25〜26 VIII 649〜650 1003 VIII
現像促進剤 29 XXI 648右上
カブリ抑制剤・安定剤
24 IV 649右上 1006〜7 VI
増白剤 24 V 998 V
硬膜剤 26 X 651左 1004〜5 X
界面活性剤 26〜7 XI 650右 1005〜6 XI
帯電防止剤 27 XII 650右 1006〜7 XIII
可塑剤 27 XII 650右 1006 XII
スベリ剤 27 XII
マット剤 28 XVI 650右 1008〜9 XVI
バインダー 26 XXII 1003〜4 IX
支持体 28 XVII 1009 XVII
以上、本実施の形態に係るエレクトロクロミック表示素子10によれば、第1の表示電極13aの電位と、第2の表示電極13bの電位、第3の表示電極13cの電位、とを独立して制御し、第1のエレクトロクロミック層14aと、第2のエレクトロクロミック層14bと、第3のエレクトロクロミック層14cとを、簡便な制御で独立して発消色させることができ、更には、反射率(コントラスト)が高く、メモリー性の良好な多色表示素子を提供することが出来る。
Additive RD17643 RD18716 RD308119
Page Classification Page Page Classification Chemical sensitizer 23 III 648 Upper right 96 III
Sensitizing dye 23 IV 648-649 996-8 IV
Desensitizing dye 23 IV 998 IV
Dye 25-26 VIII 649-650 1003 VIII
Development accelerator 29 XXI 648 Upper right Anti-fogging agent / stabilizer
24 IV 649 Upper right 1006-7 VI
Brightener 24 V 998 V
Hardener 26 X 651 Left 1004-5 X
Surfactant 26-7 XI 650 Right 1005-6 XI
Antistatic agent 27 XII 650 Right 1006-7 XIII
Plasticizer 27 XII 650 Right 1006 XII
Slipper 27 XII
Matting agent 28 XVI 650 Right 1008-9 XVI
Binder 26 XXII 1003-4 IX
Support 28 XVII 1009 XVII
As described above, according to the electrochromic display element 10 according to the present embodiment, the potential of the first display electrode 13a, the potential of the second display electrode 13b, and the potential of the third display electrode 13c are independently determined. And the first electrochromic layer 14a, the second electrochromic layer 14b, and the third electrochromic layer 14c can be independently developed and decolored by simple control, and further the reflection A multicolor display element having a high rate (contrast) and good memory property can be provided.

(表示基板1の作製)
表示電極及びエレクトロクロミック層の作製は以下のように行った。第1の表示電極として酸化スズの透明導電性薄膜が前面に形成されたガラス基板に、酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製、SP210)と、例示化合物(1)−61の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を4/2.4の比率で混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第1のエレクトロクロミック層を形成した。続いて、8/2の組成比を有するZnS/SiOをスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって絶縁膜を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって、第2の表示電極とした。次に、酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製、SP210)と、例示化合物(1)−62の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を4/2.4の比率で混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第2のエレクトロクロミック層を形成した。続いて、8/2の組成比を有するZnS/SiOをスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって絶縁膜を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって、第3の表示電極とした。次に、酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製、SP210)と、例示化合物(1)−63の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を4/2.4の比率で混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第3のエレクトロクロミック層を形成した。
(Preparation of display substrate 1)
The display electrode and the electrochromic layer were produced as follows. On a glass substrate having a transparent conductive thin film of tin oxide formed on the front surface as a first display electrode, a titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) and 5% by mass of Exemplified Compound (1) -61 2 , 2,3,3-tetrafluoropropanol solution mixed at a ratio of 4 / 2.4 is applied by spin coating, and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form the first electrochromic layer. Formed. Subsequently, an insulating film was formed by depositing ZnS / SiO 2 having a composition ratio of 8/2 to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Thereafter, an ITO film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method to obtain a second display electrode. Next, a titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) and a 5 mass% 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound (1) -62 at a ratio of 4 / 2.4 The mixed coating solution was applied by a spin coating method and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form a second electrochromic layer. Subsequently, an insulating film was formed by depositing ZnS / SiO 2 having a composition ratio of 8/2 to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Thereafter, an ITO film was formed to a thickness of 100 nm by sputtering to form a third display electrode. Next, a titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) and a 5 mass% 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound (1) -63 at a ratio of 4 / 2.4 The mixed coating solution was applied by a spin coating method and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form a third electrochromic layer.

(対向基板1の作製)
ガラス基板からなる対向基板の全面に、酸化スズからなる対向電極を形成した。酸化スズの透明導電性薄膜が全面に形成されたガラス基板の上面に、1次粒径30nmの酸化スズ粒子(三菱マテリアル社製)の20質量%水分散液を、スピンコート法により厚さ約2μmになるように塗布した。その後、400℃で1時間焼結させ、対向基板1を作製した。
(Preparation of counter substrate 1)
A counter electrode made of tin oxide was formed on the entire surface of the counter substrate made of a glass substrate. A 20 mass% aqueous dispersion of tin oxide particles (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) having a primary particle size of 30 nm is formed on the upper surface of a glass substrate on which a transparent conductive thin film of tin oxide is formed on the entire surface by spin coating. It apply | coated so that it might become 2 micrometers. Then, it was made to sinter for 1 hour at 400 degreeC, and the counter substrate 1 was produced.

<表示素子1の作製>
表示基板1と対向基板1を75μmのスペーサを介して貼り合わせ、セルを作製した。テトラブチルアンモニウムパークロレート0.025gを炭酸プロピレン2.5gに溶解させた溶液に、一次粒径300nmの酸化チタン粒子(石原産業株式会社製)を35質量%分散させ、電解質溶液を調製し、セル内に封入することで表示素子1を作製した。
<Preparation of display element 1>
The display substrate 1 and the counter substrate 1 were bonded to each other through a 75 μm spacer to produce a cell. 35% by mass of titanium oxide particles (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having a primary particle size of 300 nm are dispersed in a solution in which 0.025 g of tetrabutylammonium perchlorate is dissolved in 2.5 g of propylene carbonate to prepare an electrolyte solution. The display element 1 was produced by enclosing it in the inside.

(表示基板2の作製)
前記表示基板1の作製方法において、例示化合物(1)−62の代わりに、下記化合物Aを用いた以外は同様にして、表示基板2を作製した。
(Preparation of display substrate 2)
A display substrate 2 was produced in the same manner as in the production method of the display substrate 1 except that the following compound A was used instead of the exemplified compound (1) -62.

Figure 2011248191
Figure 2011248191

<表示素子2の作製>
前記表示素子1の作製方法において、表示基板1の代わりに、表示基板2を用いた以外は同様にして、表示素子2を作製した。
<Preparation of display element 2>
A display element 2 was manufactured in the same manner as in the method for manufacturing the display element 1 except that the display substrate 2 was used instead of the display substrate 1.

(表示基板3の作製)
前記表示基板1の作製方法において、例示化合物(1)−61の代わりに例示化合物(1)−64を、例示化合物(1)−62の代わりに例示化合物(1)−65を、例示化合物(1)−63の代わりに例示化合物(1)−66を用いた以外は同様にして、表示基板3を作製した。
(Preparation of display substrate 3)
In the method for producing the display substrate 1, the exemplified compound (1) -64 is substituted for the exemplified compound (1) -61, the exemplified compound (1) -65 is substituted for the exemplified compound (1) -62, and the exemplified compound ( 1) A display substrate 3 was produced in the same manner except that the exemplary compound (1) -66 was used instead of -63.

<表示素子3の作製>
前記表示素子1の作製方法において、表示基板1の代わりに、表示基板3を用いた以外は同様にして、表示素子3を作製した。
<Preparation of display element 3>
A display element 3 was manufactured in the same manner as in the manufacturing method of the display element 1 except that the display substrate 3 was used instead of the display substrate 1.

(表示基板4の作製)
前記表示基板1の作製方法において、第1のエレクトロクロミック層上、及び、第2のエレクトロクロミック層上に、ZnS/SiO絶縁膜に代えて、ポリオレフィン系多孔質絶縁膜(ハイポア、旭化成イーケミカルズ社製)を積層した以外は同様にして、表示基板4を作製した。
(Preparation of display substrate 4)
In the manufacturing method of the display substrate 1, a polyolefin-based porous insulating film (Hypore, Asahi Kasei E Chemicals Co., Ltd.) is used instead of the ZnS / SiO 2 insulating film on the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The display substrate 4 was produced in the same manner except that the product was made by stacking.

<表示素子4の作製>
上記表示素子1の作製において、表示基板1の代わりに、表示基板4を用いた以外は同様にして、表示素子4を作製した。
<Preparation of display element 4>
In the production of the display element 1, the display element 4 was produced in the same manner except that the display substrate 4 was used instead of the display substrate 1.

(表示基板5の作製)
上記表示電極1の作製において、酸化スズの透明導電性薄膜が全面に形成されたガラス基板に、例示化合物(1)−61の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第1のエレクトロクロミック層を形成した。続いて、8/2の組成比を有するZnS/SiOをスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって絶縁膜を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって、第2の表示電極とした。次に、例示化合物(1)−62の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第2のエレクトロクロミック層を形成した。続いて、8/2の組成比を有するZnS/SiOをスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって絶縁膜を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって、第3の表示電極とした。次に、例示化合物(1)−63の5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第3のエレクトロクロミック層を形成し、表示基板5を作製した。
(Preparation of display substrate 5)
In the production of the display electrode 1, a 5% by mass 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound (1) -61 was spun onto a glass substrate on which a transparent conductive thin film of tin oxide was formed on the entire surface. The first electrochromic layer was formed by applying the coating method and performing an annealing treatment at 120 ° C. for 10 minutes. Subsequently, an insulating film was formed by depositing ZnS / SiO 2 having a composition ratio of 8/2 to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Thereafter, an ITO film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method to obtain a second display electrode. Next, a 5% by mass 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound (1) -62 was applied by a spin coating method, and annealed at 120 ° C. for 10 minutes, whereby the second electrochromic was performed. A layer was formed. Subsequently, an insulating film was formed by depositing ZnS / SiO 2 having a composition ratio of 8/2 to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Thereafter, an ITO film was formed to a thickness of 100 nm by sputtering to form a third display electrode. Next, a 5% by mass 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound (1) -63 was applied by spin coating, and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form a third electrochromic. A layer was formed, and the display substrate 5 was produced.

(表示素子5の作製)
前記表示素子1の作製方法において、表示基板1の代わりに、表示基板5を用いた以外は同様にして、表示素子5を作製した。
(Preparation of display element 5)
A display element 5 was manufactured in the same manner as in the manufacturing method of the display element 1 except that the display substrate 5 was used instead of the display substrate 1.

(表示基板6の作製)
表示電極及びエレクトロクロミック層の作製は以下のように行った。第1の表示電極として酸化スズの透明導電性薄膜が前面に形成されたガラス基板に、酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製、SP210)と、下記化合物Bの5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を4/2.4の比率で混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第1のエレクトロクロミック層を形成した。続いて、8/2の組成比を有するZnS/SiOをスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって絶縁膜を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法により100nmの膜厚になるように製膜することによって、第2の表示電極とした。次に、酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製、SP210)と、下記化合物Cの5質量%2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を4/2.4の比率で混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第2のエレクトロクロミック層を形成し、表示基板6を作製した。
(Preparation of display substrate 6)
The display electrode and the electrochromic layer were produced as follows. As a first display electrode, a titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) and 5% by mass of the following compound B 2,2,3 are formed on a glass substrate having a transparent conductive thin film of tin oxide formed on the front surface. , 3-tetrafluoropropanol solution mixed at a ratio of 4 / 2.4 was applied by spin coating, and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form a first electrochromic layer. Subsequently, an insulating film was formed by depositing ZnS / SiO 2 having a composition ratio of 8/2 to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Thereafter, an ITO film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method to obtain a second display electrode. Next, a coating liquid in which a titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) and a 5 mass% 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of the following compound C are mixed at a ratio of 4 / 2.4. Was applied by spin coating and annealed at 120 ° C. for 10 minutes to form a second electrochromic layer, thereby producing a display substrate 6.

Figure 2011248191
Figure 2011248191

<表示素子6の作製>
前記表示素子1の作製方法において、表示基板1の代わりに、表示基板6を用いた以外は同様にして、表示素子6を作製した。
<Preparation of display element 6>
A display element 6 was manufactured in the same manner as in the manufacturing method of the display element 1 except that the display substrate 6 was used instead of the display substrate 1.

(発消色試験)
素子の発消色測定は、大塚電子株式会社製分光測色計LCD−5000を用いて拡散光を照射することにより行った。電圧の印加には、株式会社東方技研社製ファンクションジェネレータFG−02を用いた。
(Color development test)
The color development / decoloration measurement of the element was performed by irradiating diffused light using a spectrocolorimeter LCD-5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. For voltage application, a function generator FG-02 manufactured by Toho Giken Co., Ltd. was used.

表示素子1〜5は、電圧を印加しない状態で白色を示し、次に、第1の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、イエロー色に発色した。次に、第2の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、マゼンタ色に発色した。次に、第3の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、シアン色に発色した。さらに、第1の表示電極及び第2の表示電極及び第3の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、黒色に発色した。   The display elements 1 to 5 show white in the state where no voltage is applied. Next, when the first display electrode is connected to the positive electrode, the counter electrode is connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V is applied, the color is yellow. . Next, when the second display electrode was connected to the positive electrode, the counter electrode was connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, a magenta color was developed. Next, when the third display electrode was connected to the positive electrode, the counter electrode was connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was developed to cyan. Furthermore, when the first display electrode, the second display electrode, and the third display electrode were connected to the positive electrode, the counter electrode was connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was black.

比較例の表示素子6は、電圧を印加しない状態で白色を示し、次に、第1の表示電極を負極に、対向電極を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、青色に発色した。次に、第2の表示電極を負極に、対向電極を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、緑色に発色した。次に、第3の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、シアン色に発色した。さらに、第1の表示電極及び第2の表示電極を負ける極に、対向電極を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、黒色に発色した。   The display element 6 of the comparative example shows white in a state where no voltage is applied, and then, when the voltage of 2.5 V is applied with the first display electrode connected to the negative electrode and the counter electrode connected to the positive electrode, the color is blue. . Next, when the second display electrode was connected to the negative electrode, the counter electrode was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was green. Next, when the third display electrode was connected to the positive electrode, the counter electrode was connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was developed to cyan. Further, when the counter electrode was connected to the positive electrode to the electrode that lost the first display electrode and the second display electrode and a voltage of 2.5 V was applied, the color was black.

(反射率の評価)
作製した表示素子1〜5の電圧を印加していない状態での白色表示での波長550nmでの反射率と、表示素子1〜5の第1の表示電極及び第2の表示電極及び第3の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、2.5Vの電圧を1.5秒間印加し黒色を表示させたときの波長550nmでの反射率をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計CM−3700dで測定した。
(Evaluation of reflectance)
The reflectance at a wavelength of 550 nm in white display in a state where the voltage of the manufactured display elements 1 to 5 is not applied, the first display electrode, the second display electrode, and the third of the display elements 1 to 5 When the display electrode is connected to the positive electrode, the counter electrode is connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V is applied for 1.5 seconds to display black, the reflectance at a wavelength of 550 nm is a spectral colorimeter CM manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd. It was measured at −3700d.

一方、表示素子6は、電圧を印加していない状態での白色表示での波長550nmでの反射率と、第1の表示電極及び第2の表示電極を負極に、対向電極を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを1.5秒間印加し黒色を表示させたときの波長550nmでの反射率を同様に測定した。   On the other hand, the display element 6 connects the reflectance at a wavelength of 550 nm in white display in a state where no voltage is applied, the first display electrode and the second display electrode to the negative electrode, and the counter electrode to the positive electrode. The reflectance at a wavelength of 550 nm when a voltage of 2.5 V was applied for 1.5 seconds to display black was measured in the same manner.

(メモリー性の評価)
次に、黒表示させた表示素子1〜6に関して、回路オープンの状態で反射率が10%上昇するのに要する時間を求め、これをメモリー性の尺度とした。上昇時間が長いほど、メモリー性に優れていることを示す。
(Evaluation of memory)
Next, for the display elements 1 to 6 displayed in black, the time required for the reflectivity to increase by 10% in the circuit open state was obtained, and this was used as a measure of the memory property. The longer the rise time, the better the memory.

(耐久性の評価(反射率5%変動回数))
作製した表示素子表示素子1〜5の第1の表示電極及び第2の表示電極及び第3の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、2.5Vの電圧を1.5秒間印加し黒色を表示させたときの波長550nmでの反射率と、第1の表示電極及び第2の表示電極及び第3の表示電極を負極に、対向電極を正極に繋ぎ、2.5Vの電圧を1.5秒間印加し白色を表示させたときの波長550nmでの反射率と、をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計CM−3700dで繰り返し測定し、白反射率もしくは黒反射率が5%以上変動するのに要する回数を求め、これを耐久性の尺度とした。変動回数が大きいほど、耐久性に優れていることを示す。
(Durability evaluation (reflectance 5% fluctuation frequency))
The first display electrode, the second display electrode, and the third display electrode of the produced display element display elements 1 to 5 are connected to the positive electrode, the counter electrode is connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V is applied for 1.5 seconds. The reflectance at a wavelength of 550 nm when displaying black, the first display electrode, the second display electrode, and the third display electrode are connected to the negative electrode, the counter electrode is connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V is set to 1. The reflectance at a wavelength of 550 nm when white is displayed by applying for 5 seconds is repeatedly measured with a spectral colorimeter CM-3700d manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd., and the white reflectance or black reflectance is 5% or more. The number of times required to change was obtained and used as a measure of durability. It shows that it is excellent in durability, so that the frequency | count of fluctuation is large.

一方、表示素子6は、第1の表示電極及び第2の表示電極を負極に、対向電極を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを1.5秒間印加し黒色を表示させたときの波長550nmでの反射率と、第1の表示電極及び第2の表示電極を正極に、対向電極を負極に繋ぎ、電圧2.5Vを1.5秒間印加し黒色を表示させたときの波長550nmでの反射率とを同様に測定した。   On the other hand, the display element 6 has a wavelength of 550 nm when the first display electrode and the second display electrode are connected to the negative electrode, the counter electrode is connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V is applied for 1.5 seconds to display black. Reflectance at a wavelength of 550 nm when the first display electrode and the second display electrode are connected to the positive electrode, the counter electrode is connected to the negative electrode, and a voltage of 2.5 V is applied for 1.5 seconds to display black. The rate was measured in the same way.

Figure 2011248191
Figure 2011248191

すなわち、本発明の表示素子は、電圧を印加する表示電極を第1の表示電極と第2の表示電極と第3の表示電極との間で選択することにより容易に多色表示が可能で、表1に記載の結果より明らかな様に、本発明の構成を満たす表示素子1〜5は、比較例の表示素子6に対し、メモリー性が大幅に向上し、また、白表示時の反射率が高く、黒表示時の反射率が低い為、コントラストの高い画像表示が可能である。   That is, the display element of the present invention can easily perform multicolor display by selecting a display electrode to which a voltage is applied between the first display electrode, the second display electrode, and the third display electrode, As is apparent from the results shown in Table 1, the display elements 1 to 5 satisfying the configuration of the present invention have significantly improved memory performance as compared with the display element 6 of the comparative example, and the reflectance at the time of white display. Since the reflectivity is high and the reflectance during black display is low, it is possible to display an image with high contrast.

10 表示素子
11 表示基板(透明基板)
12 対向基板
13a 第1の表示電極
13b 第2の表示電極
13c 第3の表示電極
14a 第1のエレクトロクロミック層
14b 第2のエレクトロクロミック層
14c 第3のエレクトロクロミック層
15 対向電極
16a 第1のエレクトロクロミック化合物
16b 第2のエレクトロクロミック化合物
16c 第3のエレクトロクロミック化合物
17 金属酸化物
18 スペーサ
20 電解質
21 白色散乱物
22a、22b 絶縁膜
10 Display element 11 Display substrate (transparent substrate)
12 counter substrate 13a first display electrode 13b second display electrode 13c third display electrode 14a first electrochromic layer 14b second electrochromic layer 14c third electrochromic layer 15 counter electrode 16a first electro Chromic compound 16b Second electrochromic compound 16c Third electrochromic compound 17 Metal oxide 18 Spacer 20 Electrolyte 21 White scatterer 22a, 22b Insulating film

Claims (8)

透明基板と対向電極との間に複数の表示電極が隔離して設けられ、前記複数の表示電極には互いに異なる色を発色するエレクトロクロミック化合物が担持されている表示素子において、該エレクトロクロミック化合物が、可逆な2電子反応により着色と消色を繰り返すことを特徴とする表示素子。   In a display element in which a plurality of display electrodes are provided separately between a transparent substrate and a counter electrode, and the plurality of display electrodes carry an electrochromic compound that emits different colors, the electrochromic compound is A display element characterized by repeating coloring and decoloring by a reversible two-electron reaction. 前記エレクトロクロミック化合物が、可逆な2電子反応によりキノイド構造をとることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。   The display element according to claim 1, wherein the electrochromic compound has a quinoid structure by a reversible two-electron reaction. 前記エレクトロクロミック化合物が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示素子。
Figure 2011248191
(式中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、グリシジル基、アクリレート基、メタクリレート基、芳香族基、複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレタン基、アシル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホニル基、スルホンアミド基、アミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ホスホノ基、オキザモイル基から選ばれる少なくとも1種の基を表し、R、Rは各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、グリシジル基、アクリレート基、メタクリレート基、芳香族基、複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレタン基、アシル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホニル基、スルホンアミド基、アミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ホスホノ基、オキザモイル基から選ばれる少なくとも1種の基を表す。Xは−NR−、−S−、−O−を表し、Rは水素原子、水素原子、アルキル基、芳香族基、複素環基、アシル基から選ばれる少なくとも1種の基を表す。)
The display element according to claim 1, wherein the electrochromic compound is represented by the following general formula (1).
Figure 2011248191
(Wherein R 1 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a glycidyl group, an acrylate group, a methacrylate group, an aromatic group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxy group. Carbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, urethane group, acyl group, carbamoyl group, acylamino group, sulfonyl group, sulfonamido group, amino group, halogen atom, cyano group, nitro group, sulfo group, carboxyl Represents at least one group selected from a group, a hydroxyl group, a phosphono group, and an oxamoyl group, and R 2 and R 3 are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, and a glycidyl group. , Acrylate group, methacrylate Group, aromatic group, heterocyclic group, alkoxy group, aryloxy group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, urethane group, acyl group, carbamoyl group, acylamino group, sulfonyl group, sulfone X represents at least one group selected from an amide group, an amino group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a sulfo group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a phosphono group, and an oxamoyl group, and X represents —NR 4 —, —S—. , -O-, and R 4 represents at least one group selected from a hydrogen atom, a hydrogen atom, an alkyl group, an aromatic group, a heterocyclic group, and an acyl group.
前記エレクトロクロミック化合物とエレクトロクロミック化合物を担持した金属酸化物を含有するエレクトロクロミック層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示素子。   The display element according to claim 1, further comprising an electrochromic layer containing the electrochromic compound and a metal oxide supporting the electrochromic compound. 前記エレクトロクロミック化合物は、シリル基を介して前記金属酸化物と化学結合していることを特徴とする請求項4に記載の表示素子。   The display element according to claim 4, wherein the electrochromic compound is chemically bonded to the metal oxide via a silyl group. 前記複数の表示電極のうち、少なくとも1つはイオン透過性の多孔質電極であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示素子。   6. The display element according to claim 1, wherein at least one of the plurality of display electrodes is an ion-permeable porous electrode. 前記複数の表示電極の間に、複数の表示電極を互いに絶縁する為の絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示素子。   The display element according to claim 1, wherein an insulating film for insulating the plurality of display electrodes from each other is provided between the plurality of display electrodes. 前記絶縁膜は、多孔質無機材料であることを特徴とする請求項7に記載の表示素子。   The display element according to claim 7, wherein the insulating film is a porous inorganic material.
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