JP2005189299A - Electrochemical display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学的な酸化還元反応により画像情報の表示を行う電気化学表示装置に関する。 The present invention relates to an electrochemical display device that displays image information by an electrochemical redox reaction.
近年、ネットワークの普及につれ、従来印刷物として配布されていた文書類が、いわゆる電子書類で配信されるようになってきた。更に、書籍や雑誌などもいわゆる電子出版の形で提供される場合が多くなりつつある。これらの情報を閲覧するために、従来より、コンピュータのCRT(Cathode-Ray Tube;ブラウン管)または液晶ディスプレイが用いられている。 In recent years, with the spread of networks, documents that have been distributed as printed materials have been distributed as so-called electronic documents. Furthermore, books and magazines are often provided in the form of so-called electronic publishing. Conventionally, a CRT (Cathode-Ray Tube) or a liquid crystal display of a computer has been used to browse the information.
しかし、これら発光型のディスプレイでは、人間工学的理由から疲労が著しく、長時間の読書には耐えられないことが指摘されている。また、読む場所がコンピュータの設置場所に限られるという難点もある。 However, it has been pointed out that these light-emitting displays are extremely fatigued for ergonomic reasons and cannot withstand long-time reading. In addition, there is a problem that the reading place is limited to the place where the computer is installed.
最近では、ノート型コンピュータの普及により、携帯型のディスプレイとして使えるものもあるが、それらは主にバックライトによる発光型であることに加えて消費電力との関係で、これも数時間以上の読書に用いることが難しい。また、反射型液晶ディスプレイも開発され、これによれば低消費電力で駆動することができるが、液晶の無表示(白色表示)における反射率は30%であり、紙への印刷物に比べ著しく視認性が悪く、疲労が生じやすく、これも長時間の読書に耐えるものではない。 Recently, some notebook computers can be used as portable displays due to the widespread use of notebook computers. However, these are mainly light-emitting devices using backlights, and are related to power consumption. Difficult to use for In addition, a reflective liquid crystal display has also been developed, which can be driven with low power consumption. However, the reflectance when the liquid crystal is not displayed (white display) is 30%, which is significantly more visible than the printed matter on paper. Poor and prone to fatigue, which also does not withstand prolonged reading.
これらの問題点を解決するために、最近、主に電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させるか、あるいは二色性を有する粒子を電場で回転させることにより着色させたディスプレイが開発されつつある。しかし、このディスプレイでは、粒子間の隙間が光を吸収し、その結果としてコントラストが悪くなり、また駆動する電圧を100V以上にしなければ実用上の書き込み速度(1秒以内)が得られないという難点がある。 In order to solve these problems, recently, a display colored by moving colored particles between electrodes mainly by electrophoresis or rotating particles having dichroism in an electric field has been developed. is there. However, in this display, the gap between the particles absorbs light, resulting in poor contrast, and the practical writing speed (within 1 second) cannot be obtained unless the driving voltage is set to 100 V or higher. There is.
一方、電圧の印加により色が変化することを利用したエレクトロクロミック表示装置(Electro Chromic Display ;ECD)も開発されている。このようなエレクトロクロミック表示装置としては、例えば、H+ などのイオンが入ることにより透明から青色に変化する酸化タングステン(WO3 )、または、酸化あるいは還元により発色する有機材料を用いたものが知られている。これらは、コントラストの高さという点では上記電気泳動方式のものなどに比べて優れているが、黒色の品位が悪い他、マトリクス駆動の必要性がない調光ガラスあるいは時計用ディスプレイの用途として開発が進められているため、現状では、ペーパーライクディスプレイ、あるいは電子ペーパーなどのマトリクス駆動の表示装置用としては用いることは難しい。なお、マトリクス駆動のもの(特許文献1参照)も知られるが、駆動素子は液晶表示装置との組み合わせでその一部を構成するに過ぎない。 On the other hand, an electrochromic display (ECD) utilizing the change in color by applying a voltage has been developed. As such an electrochromic display device, for example, a device using tungsten oxide (WO 3 ) that changes from transparent to blue when ions such as H + enter, or an organic material that develops color by oxidation or reduction is known. It has been. They are superior to the above-mentioned electrophoretic methods in terms of high contrast, but they are developed for dimming glass or watch displays that do not require black matrix quality and have no need for matrix drive. Therefore, at present, it is difficult to use for a matrix-driven display device such as a paper-like display or electronic paper. In addition, although the thing of a matrix drive (refer patent document 1) is also known, a drive element only comprises a part in combination with a liquid crystal display device.
更に、有機材料は、一般的に、耐光性に乏しいので、用途上太陽光や室内光などの光に晒され続けることになる電子ペーパーに用いた場合、長時間使用すると褪色して黒色濃度が低下するという問題が生ずる。 In addition, organic materials generally have poor light resistance, so when used in electronic paper that will continue to be exposed to light such as sunlight and room light, the organic material will fade and have a black density when used for a long time. The problem of deteriorating arises.
そこで、金属イオンを含む白く着色した電解質を介して電極を対向配置し、表示側の電極に金属を析出させることにより画像の書き込みを行い、その析出させた金属を電解質に溶解させることにより画像の消去を行うエレクトロデポジション型表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。これによれば、マトリクス駆動が容易であり、かつコントラストおよび黒色濃度を高くすることが可能となる。
しかしながら、このエレクトロデポジション型表示装置でも、特性、特に寿命が未だ不十分である。寿命悪化の原因として、例えば、表示側の電極に析出させる金属として銀(Ag)を用い、かつ対極側の電極を銀により構成した場合、表示側の電極への銀の析出に伴って、対極側の電極から銀が不可逆的に溶解してしまうことが挙げられる。この対策としては、対極側の電極を白金(Pt)などの溶解しない材料により構成することが考えられる。しかし、表示側の電極における銀の析出は、対極側の電極における銀の溶解と対になっているので、対極側の電極を溶解しない材料により構成すると反応が不安定になってしまい、特に1サイクル目の黒色濃度が不十分になってしまうという問題があった。 However, even with this electrodeposition type display device, the characteristics, particularly the lifetime, are still insufficient. As the cause of the deterioration of the life, for example, when silver (Ag) is used as the metal to be deposited on the display side electrode and the counter electrode side is made of silver, the counter electrode accompanies the deposition of silver on the display side electrode. For example, silver is irreversibly dissolved from the side electrode. As a countermeasure against this, it is conceivable that the counter electrode is made of an insoluble material such as platinum (Pt). However, since the deposition of silver on the display side electrode is paired with the dissolution of silver on the counter electrode, the reaction becomes unstable if the counter electrode is made of a material that does not dissolve. There was a problem that the black density at the cycle was insufficient.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、対極側の電極における酸化還元反応の安定化を図ることができ、1サイクル目から十分な表示品位を実現することができる電気化学表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to stabilize the oxidation-reduction reaction at the electrode on the counter electrode side, and to realize an electric display capable of realizing a sufficient display quality from the first cycle. It is to provide a chemical display device.
本発明による電気化学表示装置は、第1電極と第2電極との間に電解質を備えたものであって、電解質は、酸化還元反応により析出および溶解する第1の酸化還元材料と、この第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を示す第2の酸化還元材料とを含むものである。ここで、第1の酸化還元材料としては、還元により金属として析出する金属イオンが挙げられる。第2の酸化還元材料は、酸化還元材料により変色する変色材料であることが好ましい。また、第2の酸化還元材料は、有機材料であることが好ましい。具体的には、第2の酸化還元材料は、ビオロゲン誘導体またはスチリル系化合物が挙げられる。 An electrochemical display device according to the present invention includes an electrolyte between a first electrode and a second electrode, and the electrolyte includes a first redox material that is precipitated and dissolved by a redox reaction, and the first redox material. And a second redox material exhibiting a redox reaction different from the first redox material. Here, examples of the first redox material include metal ions that precipitate as a metal by reduction. The second redox material is preferably a color changing material that changes color by the redox material. The second redox material is preferably an organic material. Specifically, examples of the second redox material include a viologen derivative or a styryl compound.
本発明による電気化学表示装置では、第1の酸化還元材料が析出することにより画像の書き込みが行われ、析出した第1の酸化還元材料が電解質に溶解することにより画像が消去される。また、第1の酸化還元材料の酸化還元反応に伴って、第2の酸化還元材料が第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を示す。 In the electrochemical display device according to the present invention, the image is written when the first redox material is deposited, and the image is erased when the deposited first redox material is dissolved in the electrolyte. Further, the second redox material exhibits a redox reaction different from that of the first redox material accompanying the redox reaction of the first redox material.
本発明による電気化学表示装置によれば、電解質が、第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を行う第2の酸化還元材料を含むようにしたので、第1の酸化還元材料の析出および溶解と対をなす酸化還元反応を安定化させることができ、1サイクル目から十分な表示品位を得ることができる。また、対極側の電極を溶解しない材料により構成することができるので、対極側の電極の不可逆的な溶解に起因する寿命悪化を防止し、電気化学表示装置の寿命を長くすることができる。 According to the electrochemical display device of the present invention, since the electrolyte includes the second redox material that performs a redox reaction different from that of the first redox material, the deposition of the first redox material and The oxidation-reduction reaction paired with dissolution can be stabilized, and sufficient display quality can be obtained from the first cycle. Moreover, since the electrode on the counter electrode side can be made of a material that does not dissolve, it is possible to prevent the life from deteriorating due to irreversible dissolution of the electrode on the counter electrode side and to prolong the life of the electrochemical display device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る電気化学表示装置の概略構成を表すものである。この電気化学表示装置は、例えば、電気化学表示素子10と、この電気化学表示素子10を駆動させるための周辺回路部20とを備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an electrochemical display device according to an embodiment of the present invention. The electrochemical display device includes, for example, an
図2は、図1に示した電気化学表示素子10の概略構成を表すものである。電気化学表示素子10は、第1基板11と第2基板12とが電解質13を介して対向配置された構造を有している。第1基板11の第2基板12と対向する側の面には、画素に対応して複数の第1電極14がマトリクス状に配列され、第2基板12の第1基板11と対向する側の全面には第2電極15が形成されている。また、第1基板11の第2基板12と対向する側の面には、TFT(Thin Film transistor;薄膜トランジスタ)16が画素毎に設けられており、TFT16により第1電極14への通電が制御されるようになっている。すなわち、この電気化学表示装置は、アクティブマトリクス型の駆動機構を有している。更に、第1基板11および第2基板12の側面と電解質13とは封止部材17により封止されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
第1基板11は、透明性を有する材料、具体的には、石英ガラスまたは白板ガラスなどにより構成されている。また、この他にも、例えば、合成樹脂、具体的には、ポリエチレンナフタレート,ポリエチレンテレフタレートあるいはポリカーボネートなどのエステル、または、酢酸セルロースなどのセルロースエステル、または、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素ポリマー、または、ポリオキシメチレンなどのポリエーテル、または、ポリアセタール,ポリスチレン,ポリエチレン,ポリプロピレンあるいはメチルペンテンポリマーなどのポリオレフィン、または、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミドなどのポリイミド、または、ポリアミドにより構成してもよい。これら合成樹脂は、容易に曲がらないような剛性基板状であってもよく、また、可とう性を有するフィルム状の構造体であってもよい。
The
第2基板12は、透明であっても、透明でなくてもよく、例えば、石英ガラス、白板ガラス、ガラスエポキシ材、セラミックス、紙あるいは木材により構成することができる。また、この他にも、第1基板11で説明した合成樹脂により構成するようにしてもよい。なお、第2電極15自体が十分な剛性を有する場合には、第2基板12を不要とした構成とすることも可能である。
The
電解質13は、例えば、溶媒と、酸化還元反応により析出および溶解する第1の酸化還元材料と、この第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を示す第2の酸化還元材料とを含んでいる。これにより、この電気化学表示装置では、第1の酸化還元材料の析出および溶解と対になる酸化還元反応を、第2の酸化還元材料により安定して行わせることができ、1サイクル目から十分な表示品位を得ることができるようになっている。
The
溶媒としては、例えば、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコールあるいはこれらの混合物などの親水性を有するもの、または、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、ブチロラクトン、アセトニトリル、スルホラン、ジメトキシエタン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンあるいはこれらの混合物などの疎水性を有するものが挙げられる。 Examples of the solvent include hydrophilic ones such as water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol or a mixture thereof, or propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, butyrolactone, acetonitrile, sulfolane, dimethoxyethane, ethyl alcohol, isopropyl alcohol. , Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone or a mixture thereof, and the like.
第1の酸化還元材料は、析出した状態と溶解した状態とで色が変化することを利用して画素の表示を可能にするためのものである。第1の酸化還元材料としては、還元により金属として析出する金属イオンが挙げられる。金属イオンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ビスマスイオン,銅イオン,銀イオン,鉄イオン,クロムイオン,ニッケルイオンあるいはカドミウムイオンが挙げられる。その中でも特に好ましい金属イオンはビスマスイオンあるいは銀イオンであり、更に好ましいのは銀イオンである。ビスマスイオンおよび銀イオンは、可逆的な反応を容易に進めることができると共に、析出時の変色度が高く、特に、銀イオンはイオン価数が通常1であるので、イオン価数が通常3であるビスマスイオンに比べて、1原子を還元させて金属にするのに必要な電荷量が3分の1となるからである。金属イオンは、例えば、金属塩として溶媒に添加されている。金属塩としては、銀塩であれば、例えば、硝酸銀、ホウフッ化銀、ハロゲン化銀、過塩素酸銀、シアン化銀あるいはチオシアン化銀が挙げられる。金属塩には、いずれか1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The first oxidation-reduction material is for enabling display of pixels by utilizing the change in color between the deposited state and the dissolved state. Examples of the first redox material include metal ions that precipitate as a metal by reduction. Although it does not specifically limit as metal ion, For example, bismuth ion, copper ion, silver ion, iron ion, chromium ion, nickel ion, or cadmium ion is mentioned. Among them, particularly preferable metal ions are bismuth ions or silver ions, and more preferable are silver ions. Bismuth ions and silver ions can easily proceed with a reversible reaction and have a high degree of discoloration during precipitation. In particular, silver ions have an ionic valence of usually 1, so that the ionic valence is usually 3. This is because, compared with a certain bismuth ion, the amount of charge required to reduce one atom to a metal is one third. The metal ion is added to the solvent as a metal salt, for example. Examples of the metal salt include silver nitrate, silver borofluoride, silver halide, silver perchlorate, silver cyanide, and silver thiocyanide as long as they are silver salts. Any 1 type may be used for a metal salt, and 2 or more types may be mixed and used for it.
第2の酸化還元材料は、第1の酸化還元材料の析出および溶解と対になる酸化還元反応を安定化させるためのものである。第2の酸化還元材料は、第1の酸化還元材料とほぼ同期して酸化還元反応を行うことができるように、第1の酸化還元材料の酸化還元電位に近い酸化還元電位を有することが好ましい。また、第2の酸化還元材料は、有機材料であることが好ましい。膜状に形成する必要はなく、電解質13に容易に添加可能であり、かつ添加量の調整も容易であるので、製造工程が簡単になるからである。
The second redox material is for stabilizing the redox reaction paired with precipitation and dissolution of the first redox material. It is preferable that the second redox material has a redox potential close to the redox potential of the first redox material so that the redox reaction can be performed almost synchronously with the first redox material. . The second redox material is preferably an organic material. This is because it is not necessary to form a film, and can be easily added to the
第2の酸化還元材料は、電解質13中において安定に可逆的な酸化還元反応を示すことができるものであれば、酸化還元反応により変色する変色材料に限らず、酸化還元反応により変色しない非変色材料でもよいが、変色材料がより好ましい。第1の酸化還元材料の析出による色の変化と変色材料の変色とを重畳させることにより、第1の酸化還元材料のみの場合よりも応答速度を速めたり、小さい注入電荷量で着色効率を高めることができるからである。
The second oxidation-reduction material is not limited to a color-changing material that changes color by the oxidation-reduction reaction as long as it can exhibit a stable reversible oxidation-reduction reaction in the
変色材料の変色は必ずしも黒でなくてもよい。例えば第1の酸化還元材料として黒に変色する金属イオンと、黒以外の色に変色する変色材料とを用いることにより、黒色濃度または色合いの微妙な調整が容易になり、特に文字情報の読みやすさを高めることができるからである。すなわち、従来では、黒色濃度の調整には注入電荷量の複雑な制御が必要であり、黒の色合いの調整は駆動電圧などの制御により可能ではあるが微妙な調整は難しかった。これに対して、本実施の形態では、例えば青に変色する変色材料を、析出により黒になる銀イオンと併用することにより、青みのある黒などの微妙な色合いをもつ黒の表示も容易に可能となる。 The color change of the color change material is not necessarily black. For example, by using a metal ion that changes to black as the first redox material and a color change material that changes to a color other than black, it is easy to finely adjust the black density or hue, and particularly easy to read character information. This is because the height can be increased. That is, conventionally, the black density adjustment requires complicated control of the injected charge amount, and the black hue can be adjusted by controlling the driving voltage or the like, but it is difficult to make a fine adjustment. On the other hand, in the present embodiment, for example, by using a color-changing material that changes color to blue together with silver ions that become black by precipitation, it is easy to display black with a subtle hue such as bluish black. It becomes possible.
更に、変色材料としては、鮮明な表示に適したコントラストを得るために必要な注入電荷量が小さいものが好ましく、更に、第1の酸化還元材料よりも注入電荷量が小さければより好ましい。応答速度または着色効率を更に高めることができるからである。 Further, as the color changing material, a material having a small injection charge amount necessary for obtaining a contrast suitable for clear display is preferable, and further, it is more preferable that the injection charge amount is smaller than that of the first redox material. This is because the response speed or coloring efficiency can be further increased.
具体的には、変色材料としては、ビオロゲン構造を有するビピリジニウム塩化合物などのビオロゲン誘導体、または、3,3−ジメチル−2−(P−ジメチルアミノスチリル)インドリノ[2,1−b]オキサゾリン(IRPDM)などのスチリル系化合物が挙げられる。また、これらの混合物よりなるレドックス系材料でもよい。中でも、ビオロゲン誘導体が好ましい。注入電荷量が小さく着色効率が優れているからである。また、置換基を変えることにより青、赤紫あるいは緑など様々な色に変化させることができ、色のバリエーションに富むからである。例えば、青に変色するものとしては1,1’−ジ−n−へプチル−4,4’−ビピリジニウムジブロミド(以下、「へプチルビオロゲン」という)が挙げられ、紫色に変色するものとしては1,1’−ジ−n−エチル−4,4’−ビピリジニウムジブロミド(エチルビオロゲン)が挙げられ、赤紫色に変色するものとしては1,1’−ジ−n−へキシル−4,4’−ビピリジニウムジブロミド(ヘキシルビオロゲン)が挙げられる。なお、ビオロゲン誘導体は、着色種がラジカルであるため分子間の相互作用が強く、消え残りが生じやすいという問題があるので、その分子の結晶化を防止するため、電解質13は、ビオロゲン誘導体と共にシクロデキストリンなどの包接化合物を含むことが好ましい。
Specifically, examples of the color changing material include viologen derivatives such as bipyridinium salt compounds having a viologen structure, or 3,3-dimethyl-2- (P-dimethylaminostyryl) indolino [2,1-b] oxazoline (IRPDM). And styryl compounds. Moreover, the redox-type material which consists of these mixtures may be sufficient. Of these, viologen derivatives are preferred. This is because the injected charge amount is small and the coloring efficiency is excellent. Further, by changing the substituent, it can be changed into various colors such as blue, magenta, and green, and there are many color variations. For example, 1,1′-di-n-heptyl-4,4′-bipyridinium dibromide (hereinafter referred to as “heptylviologen”) is exemplified as one that changes to blue. 1,1′-di-n-ethyl-4,4′-bipyridinium dibromide (ethyl viologen) can be mentioned, and 1,1′-di-n-hexyl-4,4 is one that changes to magenta. And '-bipyridinium dibromide (hexyl viologen). The viologen derivative has a problem that the interaction between the molecules is strong because the colored species are radicals, and the undissolved residue is likely to occur. Therefore, in order to prevent crystallization of the molecule, the
変色材料の含有量は、変色材料の着色効率および電解質13への溶解度、求められる色合いなどの表示品位に応じて異なりうる。例えば、着色効率が高い、すなわち必要な注入電荷量が小さいほど、変色材料の含有量は小さくすることができる。また、着色効率の高い変色材料の含有量を大きくし、かつ第1の酸化還元材料の含有量を小さくすることにより、全体として必要な注入電荷量を低減させるようにしてもよい。
The content of the color-changing material may vary depending on the display quality such as the coloring efficiency of the color-changing material, the solubility in the
非変色材料としては、例えばフェロセンが挙げられる。なお、第2の酸化還元材料としては、上記の変色材料および非変色材料のうち、1種または2種以上を用いてもよい。 Examples of the non-discoloring material include ferrocene. In addition, as a 2nd oxidation reduction material, you may use 1 type (s) or 2 or more types among said color change material and non-color change material.
この電解質13は、また、必要に応じて支持電解質塩と着色剤と各種添加剤とを含んでいてもよい。
The
支持電解質塩は、電解質のイオン伝導性を高めることにより、析出溶解材料の析出溶解反応がより効果的に、かつ安定して行われるようにするためのものである。支持電解質塩としては、例えば、塩化リチウム(LiCl),臭化リチウム(LiBr),ヨウ化リチウム(LiI),テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4 ),過塩素酸リチウム(LiClO4 ),ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6 )あるいはトリフルオロメチル亜硫酸リチウム(LiCF3 SO3 )などのリチウム塩、または、塩化カリウム(KCl),臭化カリウム(KBr)あるいはヨウ化カリウム(KI)などのカリウム塩、または、塩化ナトリウム(NaCl),臭化ナトリウム(NaBr)あるいはヨウ化ナトリウム(NaI)などのナトリウム塩、または、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム(N(C2 H5 )4 LiBF4 ),過塩素酸テトラエチルアンモニウム(N(C2 H5 )4 ClO4 ),テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム(N(C4 H9 )4 BF4 ),過塩素酸テトラブチルアンモニウム(N(C4 H9 )4 ClO4 )あるいはテトラブチルアンモニウムハライドなどのテトラアルキル四級アンモニウム塩が挙げられる。これらのテトラアルキル四級アンモニウム塩のアルキル鎖長は不揃いでもよい。支持電解質塩にはいずれか1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The supporting electrolyte salt is for increasing the ionic conductivity of the electrolyte so that the precipitation dissolution reaction of the precipitation dissolution material can be performed more effectively and stably. Examples of the supporting electrolyte salt include lithium chloride (LiCl), lithium bromide (LiBr), lithium iodide (LiI), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), and hexafluorophosphorus. Lithium salt such as lithium acid lithium (LiPF 6 ) or trifluoromethyl lithium sulfite (LiCF 3 SO 3 ), or potassium salt such as potassium chloride (KCl), potassium bromide (KBr), or potassium iodide (KI), or Sodium salt such as sodium chloride (NaCl), sodium bromide (NaBr) or sodium iodide (NaI), or tetraethylammonium tetrafluoroborate (N (C 2 H 5 ) 4 LiBF 4 ),
着色剤は、コントラストを向上させるためのものである。着色剤としては、例えば、無機顔料あるいは有機顔料が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。例えば、銀のように金属の発色が黒色の場合には、白色の隠蔽性の高い材料が好ましい。このような材料として、例えば、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムあるいは酸化アルミニウムなどの無機粒子を使用することができる。また、色素を用いることもできる。色素としては、油溶性染料を用いることが好ましい。 The colorant is for improving contrast. Examples of the colorant include inorganic pigments and organic pigments, and these may be used alone or in combination. For example, when the color of the metal is black, such as silver, a white material with high concealability is preferable. As such a material, for example, inorganic particles such as titanium dioxide, calcium carbonate, silicon oxide, magnesium oxide or aluminum oxide can be used. Moreover, a pigment | dye can also be used. As the pigment, an oil-soluble dye is preferably used.
着色剤の含有量は、無機粒子の場合、電解質13に対して、10質量%〜80質量%であることが好ましく、20質量%〜70質量%であればより好ましく、30質量%〜70質量%であれば更に好ましい。着色剤が少ないと所望の着色が得られず、逆に多いと、着色剤の無機粒子が凝集して白色性(光学濃度)の不均一によるむらを生じたり、イオン量の低下、さらには電解質13の導電性の低下を来すからである。すなわち、この範囲内で着色剤を含有させることにより、これらの不具合を発生することなく、良好な着色状態を実現することが可能となる。
In the case of inorganic particles, the content of the colorant is preferably 10% by mass to 80% by mass with respect to the
一方、色素の場合には、電解質13に対して、10質量%程度でもよい。色素の発色効率は無機粒子に比べてはるかに高いためである。従って、電気化学的に安定した色素であれば、少ない量でもコントラストを向上させることが可能となる。
On the other hand, in the case of a pigment, it may be about 10% by mass with respect to the
添加剤としては、電気化学的な反応、特に金属の析出溶解反応を可逆的、かつ効率的に行うために、成長阻害剤、応力抑制剤、光沢剤、錯化剤あるいは還元剤のいずれか1種または2種以上を混合して含んでいることが好ましい。このような添加剤としては、酸素原子(O)または硫黄原子(S)を有する基を備えた有機化合物が好ましい。例えば、クマリンおよび2−メルカプトベンゾイミダゾールは、金属の析出溶解反応の可逆性を向上させることができると共に、長期保存性および高温保存性においても優れた効果を得ることができるので好ましく、両者を同時に用いることで、より効果が増大するので好ましい。 The additive may be any one of a growth inhibitor, a stress suppressor, a brightener, a complexing agent, or a reducing agent in order to perform an electrochemical reaction, particularly a metal precipitation dissolution reaction reversibly and efficiently. It is preferable to contain seeds or a mixture of two or more kinds. As such an additive, an organic compound having a group having an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S) is preferable. For example, coumarin and 2-mercaptobenzimidazole are preferable because they can improve the reversibility of the metal precipitation dissolution reaction and can also provide excellent effects in long-term storage stability and high-temperature storage stability. Use is preferable because the effect is further increased.
また、アニオン種に起因した副反応に伴い、所望の発色以外の発色が生じる虞があるので、添加剤としては、アニオン種に起因した副反応を抑制するための還元剤または酸化剤のいずれか1種または2種以上を混合して含んでいることが好ましい。例えば、電解質13がハロゲン化物を含有している場合、ハロゲン化物は電位によっては化1、化2あるいは化3に示したような反応によりイオン状態から酸化される場合がある。
In addition, since there is a possibility that color development other than the desired color development may occur due to the side reaction caused by the anionic species, the additive is either a reducing agent or an oxidizing agent for suppressing the side reaction caused by the anionic species. It is preferable that 1 type or 2 types or more are mixed and contained. For example, when the
括弧内の数値は水溶液における標準水素電極(NHE)を基準電極とした標準電極電位である。
The numerical value in the parenthesis is the standard electrode potential with the standard hydrogen electrode (NHE) in the aqueous solution as the reference electrode.
括弧内の数値は水溶液における標準水素電極(NHE)を基準電極とした標準電極電位である。
The numerical value in the parenthesis is the standard electrode potential with the standard hydrogen electrode (NHE) in the aqueous solution as the reference electrode.
括弧内の数値は水溶液における標準水素電極(NHE)を基準電極とした標準電極電位である。
The numerical value in the parenthesis is the standard electrode potential with the standard hydrogen electrode (NHE) in the aqueous solution as the reference electrode.
このような還元剤としては、例えば、トリアルキルアルコールアミン種であるトリエタノールアミンは、長期保存性および高温保存性においても優れた効果を得ることができるので好ましい。 As such a reducing agent, for example, triethanolamine, which is a trialkyl alcohol amine species, is preferable because long-term storage stability and high-temperature storage stability can be obtained.
更に、添加剤としては、着色剤の無機粒子を分散安定化させるためのものを含んでいてもよい。 Furthermore, as an additive, the thing for carrying out dispersion stabilization of the inorganic particle of a coloring agent may be included.
なお、この電解質13は、これら液状の溶媒,析出溶解材料および添加剤などからなる液状のいわゆる電解液とされていてもよいが、更に、これらを保持する高分子化合物を含み、ゲル状とされていてもよい。ゲル状とする場合、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。複数層にする場合、着色剤は複数層に含有させる必要はなく、少なくとも1層に含有させるようにすればよい。
The
高分子化合物としては、例えば、骨格構造が−(−C−C−O−)n −で表されるポリエチレンオキシドあるいはポリプロピレンオキシド、骨格構造が−(−C−C−N−)n −で表されるポリエチレンイミン、または、骨格構造が−(−C−C−S−)n −で表されるポリエチレンスルフィドが好ましく、これらの骨格構造を主鎖構造として枝分かれを有するものであってもよい。また、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデンあるいはポリカーボネートも好ましい。高分子化合物には、いずれか1種を用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the polymer compound include polyethylene oxide or polypropylene oxide having a skeleton structure represented by — (— C—C—O—) n —, and a skeleton structure represented by — (— C—C—N—) n —. Polyethyleneimine or polyethylene sulfide having a skeleton structure represented by — (— C—C—S—) n — is preferable, and these skeleton structures may be branched with a main chain structure. Polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride or polycarbonate is also preferable. Any one of the polymer compounds may be used, or a mixture of two or more may be used.
電解質13の厚みは、無機粒子を着色剤として含む場合、10μm〜100μmであることが好ましく、10μm〜50μmであればより好ましい。薄い方が電極間の抵抗が小さくなり、発色・消色時間の低減や消費電力の低下を図ることができる一方、薄すぎると着色剤の含有量が少なくなるため、白色性(光学濃度)が十分でなく、特に、10μm未満であると、機械的強度が低下してピンホールや亀裂も生じるからである。
The thickness of the
なお、電解質13は、例えば、溶媒に第1の酸化還元材料および第2の酸化還元材料を溶解させたのち、これに必要に応じて、支持電解質塩,着色剤および各種添加剤を添加することにより製造することができる。あるいは、溶媒に必要に応じて、支持電解質塩,着色剤および各種添加剤を添加したのち、これに第1の酸化還元材料および第2の酸化還元材料を溶解させることにより製造するようにしてもよい。また、ゲル状とする場合には、この電解液と高分子化合物とを混合して乾燥させることにより製造することができる。また、この電解液を高分子化合物の出発原料であるモノマーあるいはオリゴマーと混合し、加熱法あるいはUV照射法により、重合あるいは架橋させることにより製造することもできる。なお、この場合、効率的にゲル化を促進させるために、架橋助剤や光増感剤などを併用してもよい。
The
第1電極14は、画素として表示する金属を析出させるものであり、例えば、透明導電性膜により構成されている。具体的には、酸化インジウム(In2 O3 )あるいは酸化スズ(SnO2 )をコーティングしたもの、酸化インジウムと酸化スズとの混合物であるITO(Indium Tin Oxide)よりなるもの、または、これらにスズあるいはアンチモン(Sb)などをドーピングしたものにより構成されることが好ましい。また、酸化マグネシウム(MgO)あるいは酸化亜鉛(ZnO)などにより構成してもよい。
The
第2電極15は、電気化学的に安定な金属により構成されていることが好ましく、中でも、銀(Ag),白金(Pt),クロム(Cr),アルミニウム(Al),コバルト(Co)およびパラジウム(Pd)からなる群のうちの少なくとも1種により構成されることが好ましい。あるいは、ステンレス鋼により構成するようにしてもよい。また、主反応に用いる金属を予めあるいは随時十分に補うことができれば、カーボンにより構成するようにしてもよい。カーボンを使用することで、第2電極15の低価格化を図ることができるからである。また、第1電極14と同じ透明導電性膜により構成するようにしてもよい。
The
封止部材17は、例えば、両面テープまたは接着剤により構成されている。なお、封止部材17を両面テープにより構成する場合にはスペーサとしての機能も兼ねることができる。
The sealing
周辺回路部20は、図1に示したように、信号制御部21と、データ線駆動回路22A,22Bと、ゲート線駆動回路23とを有している。信号制御部21は、信号線24,25,26を介して、データ線駆動回路22A,22Bおよびゲート線駆動回路23とそれぞれ接続されている。データ線駆動回路22A,22Bおよびゲート線駆動回路23は、信号制御部21からの信号により、電気化学表示素子10の各画素を選択的に表示させるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
このような構成を有する電気化学表示装置は例えば図3に示した工程によって製造することができる。 The electrochemical display device having such a configuration can be manufactured by, for example, the process shown in FIG.
まず、図3(A)に示したように、例えば、ガラスなどよりなる第1基板11上に、公知の半導体製造技術によりTFT16を形成したのち、蒸着あるいはスパッタリングによりITOなどよりなる第1電極14を形成する。このとき、第1電極14を形成するに先立って、第1基板11と第1電極14との結着性を向上させる処理を第1基板11に施してもよい。次いで、図3(B)に示したように、例えば、第1基板11にUVオゾン処理を施して第1基板11の洗浄および表面改質を行う。
First, as shown in FIG. 3A, for example, a
また、図3(C)に示したように、例えば、ガラスなどによりなる第2基板12上に、例えば、蒸着、スパッタリング、あるいはめっきにより白金よりなる第2電極15を形成する。このとき、第2電極15を形成するに先立って、予め第2基板12に第2電極15とは異なる金属薄膜を形成したのち第2電極15を形成するような、第2基板12と第2電極15との結着性を向上させるための処理を施してもよい。また、カーボンを例えば樹脂を用いてインク化し、第2基板12に印刷するか、もしくは、その他ドライプロセスによる成膜により、第2基板12上にカーボンよりなる第2電極15を形成するようにしてもよい。
As shown in FIG. 3C, the
次いで、電解質13をゲル状とする場合には、図3(D)に示したように、例えば、第1基板11上に電解質13を形成する。そののち、図3(E)に示したように、例えば、第1基板11に電解質13を介して第2基板12を真空貼り合わせ法により貼り合わせる。その際、第1電極14と第2電極15とを対向配置させる。続いて、図3(F)に示したように、例えば、第1基板11,第2基板12および電解質13などの側面を封止部材17により封止し、必要に応じて、電解質13を熱または紫外線などにより架橋させる。最後に、電気化学表示素子10の周辺に周辺回路部20を設ける。以上により、図1に示した電気化学表示装置が完成する。
Next, when the
また、この電気化学表示装置は、図4に示した工程によっても製造することができる。 The electrochemical display device can also be manufactured by the process shown in FIG.
まず、先の製造方法と同様に、第1基板11上にTFT16および第1電極14を順次形成したのち、第1基板11にUVオゾン処理を施す。また、第2基板12上に第2電極15を形成する。そののち、図4(A)に示したように、例えば、第1基板11と第2基板12とを封止部材17を用いて所定の間隔で対向配置させる。続いて、図4(B)に示したように、例えば、図示しない注入口から、例えば、真空注入法により流動性のある電解質13を注入し、その後、図4(C)に示したように、例えば、注入口を接着剤31などにより封止し、必要に応じて、電解質13を熱または紫外線などにより架橋させる。最後に、電気化学表示素子10の周辺に周辺回路部20を設ける。以上により、図1に示した電気化学表示装置が完成する。
First, after the
この電気化学表示装置では、周辺回路部20により、入力した画像信号に基づいて第1電極14と第2電極15との間に所定の電圧が印加され、これら第1電極14と第2電極15との間に存在する電解質13中の金属イオンが第1電極14に移動し、第1電極14において金属イオンが還元されて第1電極14に金属が析出し、書き込みが行われる。析出した金属は第1基板11を通して画像として認識される。一方、第1電極14と第2電極15との間に所定の逆電圧が印加されると、第1電極14に析出した金属が酸化されて電解質13に金属イオンとなって溶解し、消去が行われる。その際、電解質13が第1の酸化還元材料としての金属イオンと第2の酸化還元材料とを含むので、金属イオンの酸化還元反応に伴って、第2の酸化還元材料による酸化還元反応が生じる。よって、金属イオンの析出および溶解と対をなす酸化還元反応が安定して行われ、1サイクル目から十分な表示品位が得られる。
In this electrochemical display device, a predetermined voltage is applied between the
このように本実施の形態では、電解質13が、第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を示す第2の酸化還元材料を含むようにしたので、第1の酸化還元材料の析出および溶解と対をなす酸化還元反応を安定して行わせることができ、1サイクル目から十分な表示品位を得ることができる。また、第2電極15を溶解しない白金により構成することができるので、第2電極15の不可逆的な溶解に起因する寿命悪化を防止し、電気化学表示装置の寿命を長くすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
特に、第2の酸化還元材料を、酸化還元反応により変色する変色材料とすれば、第1の酸化還元材料の析出による色の変化と変色材料の変色とを重畳させることにより、第1の酸化還元材料のみの場合よりも応答速度を速めたり、小さい注入電荷量で着色効率を高めることができる。また、黒以外の色に変色する変色材料を用いるようにすれば、黒色濃度または色合いの微妙な調整を容易に行うことができ、特に文字情報の読みやすさを向上させることができる。特に、第2の酸化還元材料を、ビオロゲン誘導体とすれば、注入電荷量が小さく豊富な色を表現できるので、黒色濃度または色合いの微妙な調整を更に容易に行うことができる。 In particular, if the second oxidation-reduction material is a color-changing material that changes color by oxidation-reduction reaction, the first oxidation-reduction material is superimposed by superimposing the color change caused by precipitation of the first oxidation-reduction material and the color change of the color-change material. The response speed can be increased as compared with the case of using only the reducing material, and the coloring efficiency can be increased with a small amount of injected charge. If a color-changing material that changes to a color other than black is used, fine adjustment of the black density or hue can be easily performed, and in particular, the readability of character information can be improved. In particular, if the second oxidation-reduction material is a viologen derivative, it is possible to express an abundant color with a small amount of injected charge, and therefore, it is possible to further easily adjust the black density or the hue.
なお、本実施の形態に係る電気化学表示装置では、電気化学表示素子10を図2に示した以外の構成としてもよい。例えば、図5に示したように、第1電極14を第1基板11の全面に形成し、第2電極15をマトリクス状に複数形成すると共に、TFTを第2基板12上に画素に対応して形成し、第2電極15への通電を制御するようにしてもよい。この場合、第2電極15はTFT全体を覆うように形成することが好ましい。また、第1基板11の第2電極15と対向する部分を除いた領域に図示しない絶縁層を形成するようにしてもよい。なお、図5においては、電解質,TFTを省略して表している。
In the electrochemical display device according to the present embodiment, the
また、図6に示したように、第1電極14を第1基板11にストライプ状に形成し、第2電極15を第2基板12にストライプ状に形成し、第1電極14と第2電極15とが互いに直交するように対向配置させるようにしてもよい。なお、図6では、電解質および封止部材を省略して表している。
In addition, as shown in FIG. 6, the
更に、図7に一例を示したように、金属の析出溶解反応の進み具合を第1電極14および第2電極15の影響を受けることなく正確に検知するための銀などよりなる第3電極18を設けるようにしてもよい。この第3電極18により電気化学表示素子10の駆動を的確に制御し、信頼性を向上させることができる。なお、第3電極18は、電気化学表示素子10の構造に応じて適宜の形状および適宜の場所に形成するようにすればよく、例えば、蒸着,スパッタリングあるいはめっきにより形成することができる。
Further, as shown in FIG. 7 as an example, the
なお、このように電気化学表示素子10を図2に示した以外の構成とした場合には、周辺回路部20等の構成は電気化学表示素子10の構成に応じて適宜変更すればよい。
When the
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。 Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
(実施例)
電気化学表示素子10を備えた電気化学表示装置を作製した。まず、ジメチルスルホキシド(DMSO)とγ−ブチロラクトン(γBL)とを、ジメチルスルホキシド:γ−ブチロラクトン=3:2の体積比で混合した溶媒に、LiI,ヘプチルビオロゲンおよびAgIをそれぞれ750mmol/l,60mmol/lおよび500mmol/lとなるように溶解させると共に、トリエタノールアミンと、クマリンと、2−メルカプトベンゾイミダゾールとを67mmol/l、5g/l、5g/lとなるように添加し、電解液を作製した。
(Example)
An electrochemical display device including the
次いで、この電解液とポリエーテル樹脂とを電解液:ポリエーテル樹脂=5:2の質量比で混合したのち、更に、これに二酸化チタン(IV)をポリエーテル樹脂に対して6倍の質量比で添加し、ホモジナイザーおよび自転・公転方式ミキサーで均一に分散させた。更に、これに重合開始剤として有機過酸化物(日本油脂社製「パーへキシル(登録商標)ND」)をポリエーテル樹脂に対して2質量%の割合で添加し、自転・公転方式ミキサーで攪拌することにより前駆体溶液を作製した。 Next, the electrolyte solution and the polyether resin are mixed at a mass ratio of electrolyte solution: polyether resin = 5: 2, and further, titanium dioxide (IV) is added to the polyether resin at a mass ratio of 6 times that of the polyether resin. And uniformly dispersed with a homogenizer and a rotation / revolution mixer. Furthermore, an organic peroxide (“Perhexyl (registered trademark) ND” manufactured by NOF Corporation) as a polymerization initiator was added to this at a ratio of 2% by mass with respect to the polyether resin. A precursor solution was prepared by stirring.
ITOよりなる第1電極14が形成されたガラスよりなる第1基板11と、白金よりなる第2電極15が形成されたガラスよりなる第2基板12とを、厚さ80μmの両面テープ(テサテープ社製「tesa(登録商標)4980」)よりなる封止部材17を用いて貼り合わせた。なお、この両面テープは、第1基板11と第2基板12との間のスペーサを兼ねた。
A
続いて、真空注入法により前躯体溶液を第1基板11と第2基板12との間の空間に注入したのち、恒温槽中において90℃で10分間加熱することにより前躯体溶液をゲル化させ、電解質13を形成した。そののち、注入口および貼り合わせの端面を接着剤により封止し、電気化学表示素子10を作製した。最後に、電気化学表示素子10の周辺に周辺回路部20を設けた。得られた電気化学表示装置について、導電率を測定したところ、18×10-4S・cm-1であった。
Subsequently, after the precursor solution is injected into the space between the
(比較例)
ヘプチルビオロゲンを含まない電解質を用いたことを除き、他は実施例と同様にして電気化学表示装置を作製した。得られた比較例の電気化学表示装置についても、導電率を測定したところ、18×10-4S・cm-1と実施例と同等であった。
(Comparative example)
An electrochemical display device was fabricated in the same manner as in the Examples except that an electrolyte containing no heptyl viologen was used. The electrical conductivity of the obtained electrochemical display device of the comparative example was also measured and was 18 × 10 −4 S · cm −1 , which was the same as that of the example.
作製した実施例および比較例の電気化学表示装置について、それぞれサイクリックボルタンメトリ法により酸化還元電位を調べた。その際、電位掃引範囲は−1.2Vないし+1.1V、電位掃引速度は50mV/sとした。得られた実施例のサイクリックボルタモグラムを図8および図9に示し、比較例のサイクリックボルタモグラムを図10および図11に示す。なお、図9は図8の点線で囲まれた部分を拡大して表すものであり、図11は図10の点線で囲まれた部分を拡大して表すものである。 For the produced electrochemical display devices of Examples and Comparative Examples, the redox potential was examined by the cyclic voltammetry method. At that time, the potential sweep range was −1.2 V to +1.1 V, and the potential sweep speed was 50 mV / s. The cyclic voltammogram of the obtained example is shown in FIG. 8 and FIG. 9, and the cyclic voltammogram of the comparative example is shown in FIG. 10 and FIG. 9 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 8, and FIG. 11 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG.
図8ないし図11から分かるように、実施例のサイクリックボルタモグラムでは、銀の還元によるピークのほかに、約−0.6Vおよび約−1.0Vでヘプチルビオロゲンの還元によるピークが観察されたが、比較例のサイクリックボルタモグラムではそのようなことは認められなかった。すなわち、電解質13が、第1の酸化還元材料として銀イオンと、第2の酸化還元材料として酸化還元反応により変色するヘプチルビオロゲンとを含むようにすれば、ヘプチルビオロゲンの変色と銀の析出とを重畳して起こさせることができることが分かった。
As can be seen from FIGS. 8 to 11, in the cyclic voltammograms of the examples, in addition to the peaks due to the reduction of silver, peaks due to the reduction of heptyl viologen were observed at about −0.6 V and about −1.0 V. This was not observed in the cyclic voltammogram of the comparative example. That is, if the
また、実施例および比較例の電気化学表示装置について、電圧を−2.0V,−2.4Vおよび−2.8Vと変化させてそれぞれ書き込みおよび消去を行い、駆動特性および表示特性を評価した。書き込みは、上記の電圧を、必要濃度(絶対反射率10%、光学濃度(オプティカルデンシティ;OD)1.0)に達するまでの時間印加することにより行い、一方、消去は、光学濃度を初期状態に復帰させるため任意の電圧を任意の時間印加した。1回の書き込みおよび1回の消去を1サイクルとして10サイクル繰り返し、各サイクルの間には、光学濃度が初期状態に復帰するまでの休止時間をとった。光学濃度の測定方法は、水平に設置した電気化学表示装置の垂直上方から波長670nmのレーザ光を照射し、入射光から30°傾いた斜め上方で受光した反射光の強度を光学濃度に換算することにより求めた。駆動特性としては、10サイクル目において、電圧印加後、必要濃度に達するまでの時間(応答時間)を調べた。また、表示特性としては、光学濃度が1.0となるのに要した電荷量を調べた。それらの結果を図12に示す。
In addition, with respect to the electrochemical display devices of Examples and Comparative Examples, the voltage was changed to −2.0 V, −2.4 V, and −2.8 V, respectively, and writing and erasing were performed, and driving characteristics and display characteristics were evaluated. Writing is performed by applying the above voltage for the time required to reach the required density (
図12から分かるように、ヘプチルビオロゲンを含む実施例では、ヘプチルビオロゲンを含まない比較例に比べて、応答時間および必要電荷量のいずれについても良好な結果が得られた。すなわち、電解質13が、第1の酸化還元材料として銀イオンと、第2の酸化還元材料として酸化還元反応により変色するヘプチルビオロゲンとを含むようにすれば、ヘプチルビオロゲンの変色と銀の析出とを重畳させて、より速く、濃い表示を行い、高速応答性を得ることができると共に、注入電荷量を低減することができることが分かった。
As can be seen from FIG. 12, in the example containing heptyl viologen, better results were obtained for both the response time and the required charge amount than the comparative example not containing heptyl viologen. That is, if the
なお、上記実施例では、ビオロゲン誘導体について具体的に例を挙げて説明したが、上述した効果はその構造に起因するものと考えられる。よって、他のビオロゲン誘導体を用いても同様の結果を得ることができる。また、上記実施例では、ゲル状の電解質を用いる場合について説明したが、電解液を用いても同様の結果を得ることができる。 In the above embodiment, the viologen derivative has been described with a specific example. However, the above-described effects are considered to be attributable to the structure. Therefore, similar results can be obtained using other viologen derivatives. Moreover, although the said Example demonstrated the case where a gel-like electrolyte was used, the same result can be obtained even if it uses electrolyte solution.
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電気化学表示素子の構造について具体的に例を挙げて説明したが、他の構造としてもよい。例えば、図示しないが、電解質を不織布や多孔質性のフィルムに含浸するようにしてもよい。また、電解質13と第2電極15との間に、イオンを導入および放出できる材料よりなる層、または酸化還元反応を行う材料よりなる層を設けるようにしてもよい。その場合、イオンを導入および放出できる材料よりなる層、または酸化還元反応を行う材料よりなる層は、例えばカーボン(C)を含むことが望ましい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, the structure of the electrochemical display element has been described with a specific example, but other structures may be used. For example, although not shown, an electrolyte may be impregnated into a nonwoven fabric or a porous film. Further, a layer made of a material that can introduce and release ions or a layer made of a material that performs an oxidation-reduction reaction may be provided between the
更に、例えば、上記実施の形態および実施例において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、第1の酸化還元材料としては、金属イオン以外の他の材料を用いてもよい。また、第1の酸化還元材料は、黒以外の色に変色するものでもよい。この場合、例えば第1の酸化還元材料として黒以外の色に変色する金属イオンと、第2の酸化還元材料として黒に変色する変色材料とを用いることにより、黒色濃度または色合いの微妙な調整を行うようにしてもよい。更に、電解質13に添加される着色剤は、白以外のものでもよい。
Furthermore, for example, the materials and thicknesses of the respective layers described in the above embodiments and examples, or the film formation method and film formation conditions are not limited, and other materials and thicknesses may be used. It is good also as a film | membrane method and film-forming conditions. For example, as the first redox material, a material other than metal ions may be used. Further, the first redox material may be changed to a color other than black. In this case, for example, by using a metal ion that changes color to a color other than black as the first redox material and a color change material that changes color to black as the second redox material, fine adjustment of the black density or hue is performed. You may make it perform. Furthermore, the colorant added to the
加えて、上記実施の形態および実施例では、電気化学表示装置が電気化学表示素子10を一つ有する場合について説明したが、電気化学表示素子10を複数個平面状に配列するようにしてもよい。例えば三原色の画素の各画素をそれぞれ一つの電気化学表示素子10として分離したものでもよい。
In addition, in the above-described embodiments and examples, the case where the electrochemical display device has one
更にまた、上記実施の形態および実施例では、表示領域が複数の画素に分けられた場合について説明したが、表示領域全体が一つの画素を構成するものでもよい。 Furthermore, although cases have been described with the above embodiment and examples where the display area is divided into a plurality of pixels, the entire display area may constitute one pixel.
加えてまた、上記実施の形態および実施例では、黒と白との表示を行う場合について説明したが、本発明の電気化学表示装置はモノカラー、マルチカラーまたはフルカラーのいずれにも適用可能である。 In addition, in the above-described embodiment and examples, the case where black and white are displayed has been described. However, the electrochemical display device of the present invention can be applied to any of mono-color, multi-color, and full-color. .
本発明による電気化学表示装置は、特に電子ブック端末など文字情報を表示する用途に好適であるが、記号、画像などの表示にも用いることができる。 The electrochemical display device according to the present invention is particularly suitable for use in displaying character information such as an electronic book terminal, but can also be used for displaying symbols and images.
また、本発明による電気化学表示装置は、表示装置としての用途のほか、反射または透過光量の調節などの調光機能を生かして、光シャッターあるいは光通信機器などへの応用も可能である。 Further, the electrochemical display device according to the present invention can be applied to an optical shutter or an optical communication device by utilizing a dimming function such as adjustment of reflected or transmitted light amount in addition to the use as a display device.
10…電気化学表示素子、11…第1基板、12…第2基板、13…電解質、14…第1電極、15…第2電極、16…TFT、17…封止部材、18…第3電極、20…周辺回路部、21…信号制御部、22A,22B…データ線駆動回路、23…ゲート線駆動回路、24,25,26…信号線、31…接着剤。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電解質は、酸化還元反応により析出および溶解する第1の酸化還元材料と、この第1の酸化還元材料とは異なる酸化還元反応を示す第2の酸化還元材料とを含む
ことを特徴とする電気化学表示装置。 An electrochemical display device comprising an electrolyte between a first electrode and a second electrode,
The electrolyte includes a first redox material that is precipitated and dissolved by a redox reaction, and a second redox material that exhibits a redox reaction different from the first redox material. Chemical display device.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The electrochemical display device according to claim 1, wherein the first redox material is a metal ion precipitated as a metal by reduction.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The first oxidation-reduction material is at least one member selected from the group consisting of bismuth ions, copper ions, silver ions, iron ions, chromium ions, nickel ions, and cadmium ions. Electrochemical display device.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein the second redox material is at least one of a color-changing material that changes color by a redox reaction and a non-color-changing material that does not change color by a redox reaction.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The electrochemical display device according to claim 1, wherein the second redox material is an organic material.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The electrochemical display device according to claim 1, wherein the second redox material is a viologen derivative or a styryl compound.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The electrochemical display device according to claim 1, wherein the first electrode is a transparent electrode.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 2. The electrochemical display device according to claim 1, wherein the first electrode is made of at least one of tin (IV) oxide (SnO 2 ) and indium oxide (III) (In 2 O 3 ).
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。 The electrochemical display device according to claim 1, wherein the second electrode is a metal electrode.
ことを特徴とする請求項1記載の電気化学表示装置。
The electrochemical display device according to claim 1, wherein the second electrode is made of platinum (Pt) or stainless steel.
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