JP2006227488A - Display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銀の溶解析出を利用した電気化学的な表示素子に関する。 The present invention relates to an electrochemical display element utilizing silver dissolution precipitation.
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 disadvantage of the light-emitting display, 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、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない(メモリー性)反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。 As a display means that compensates for these drawbacks, a reflection type display that uses external light and does not consume power for image retention (memory type) is known, but has sufficient performance for the following reasons. It's hard to say.
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約40%と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は電圧高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なTFT回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、10V以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。また、エレクトロクロミック表示素子は、3V以下の低電圧で駆動が可能であるが、黒色またはカラー色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブルー、グリーン、レッド等)の色品質が十分でなく、メモリー性を確保するため表示セルに蒸着膜等の複雑な膜構成が必要などの懸念点がある。 That is, the method using a polarizing plate such as a reflective liquid crystal has a low reflectance of about 40% and is difficult to display white, and many of the production methods used for producing the constituent members are not easy. In addition, the polymer dispersed liquid crystal requires a high voltage and utilizes the difference in refractive index between organic substances, so that the resulting image has insufficient contrast. In addition, the polymer network type liquid crystal has problems such as a high voltage and a complicated TFT circuit required to improve the memory performance. In addition, a display element based on electrophoresis requires a high voltage of 10 V or more, and there is a concern about durability due to electrophoretic particle aggregation. In addition, the electrochromic display element can be driven at a low voltage of 3 V or less, but the color quality of black or color (yellow, magenta, cyan, blue, green, red, etc.) is not sufficient, and the memory property is low. In order to ensure, there is a concern that the display cell requires a complicated film configuration such as a vapor deposition film.
これら上述の各方式の欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション(以下EDと略す)方式が知られている。ED方式は、3V以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、様々な方法が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。 As a display method that eliminates the drawbacks of each of the above-described methods, an electrodeposition (hereinafter abbreviated as ED) method that utilizes dissolution of metal or metal salt is known. The ED method can be driven at a low voltage of 3 V or less, has advantages such as a simple cell configuration, excellent black-white contrast and black quality, and various methods have been disclosed (for example, Patent Document 1). -3)).
本発明者は、上記各特許文献に開示されている技術を詳細に検討した結果、従来技術では、表示画素数が多くなった場合に、単純マトリックス駆動では画面の切り替え時間に大きな課題があることが判明した。
これを補う方法として、画素毎にスイッチを設けたトランジスタ駆動が知られている(例えば、特許文献4)。しかしながら、この開示技術では、電界効果を利用したトランジスタを用いるため、素子構成が複雑になる、スイッチングにメモリー性がなく消費電力を食う、スイッチングがオンオフであり多値化が難しい等の問題がある。
一方、電気化学トランジスタを用いたエレクトロクロミック表示素子(例えば、特許文献5)も知られているが、表示要素に有機高分子が用いられており、コントラスト比や白黒の色調等の表示性能が十分とは言い難い。
加えて、本発明の課題及び本発明が規定する構成については、一切の言及や示唆がなされていない。
As a method for compensating for this, transistor driving in which a switch is provided for each pixel is known (for example, Patent Document 4). However, this disclosed technique uses a transistor utilizing a field effect, so that the device configuration is complicated, switching has no memory characteristics, consumes power, and switching is on / off, making it difficult to multi-level. .
On the other hand, although an electrochromic display element using an electrochemical transistor (for example, Patent Document 5) is also known, an organic polymer is used as a display element, and display performance such as contrast ratio and black and white color tone is sufficient. It's hard to say.
In addition, there is no mention or suggestion about the subject of the present invention and the configuration defined by the present invention.
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、簡便な部材構成で、画面の切り替え時間を短縮し、かつ表示コントラストが高い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 an object of the present invention is to provide a display element that has a simple member configuration, reduces the screen switching time, and has high display contrast.
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(請求項1)
有機化合物を含む電気化学的活性要素を含む、ソース、ドレイン及び少なくとも1つのゲートと、
ソース接点、ドレイン接点及び少なくとも1つのゲート接点と、
ソース、ドレイン及び少なくとも1つのゲートに、電気的に接触している電解質と、を有する電気化学トランジスタと、
対向電極間にエレクトロデポジション型表示要素を含む表示素子とを有し、
該対向電極の少なくとも一方の電極が、該電気化学トランジスタの該ソース、ドレイン接点のうちの少なくとも1つの接点に電気的に接続されていることを特徴とする表示素子。
(Claim 1)
A source, a drain and at least one gate comprising an electrochemically active element comprising an organic compound;
A source contact, a drain contact and at least one gate contact;
An electrochemical transistor having an electrolyte in electrical contact with the source, drain and at least one gate;
A display element including an electrodeposition type display element between the counter electrodes;
A display element, wherein at least one electrode of the counter electrode is electrically connected to at least one of the source and drain contacts of the electrochemical transistor.
(請求項2)
前記エレクトロデポジション型表示要素が、銀または銀を化学構造中に含む化合物を含有する電解質層を有し、銀溶解析出を生じさせるように対向電極の駆動操作を行なうエレクトロデポジション型表示要素であることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。
(Claim 2)
The electrodeposition type display element is an electrodeposition type display element having an electrolyte layer containing silver or a compound containing silver in a chemical structure and driving the counter electrode so as to cause silver dissolution and precipitation. The display element according to claim 1, wherein the display element is provided.
(請求項3)
前記エレクトロデポジション型表示要素が、下記一般式(1)または(2)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(3)または一般式(4)で表される化合物の少なくとも1種とを含むことを特徴とする請求項2に記載の表示素子。
(Claim 3)
The electrodeposition type display element is at least one compound represented by the following general formula (1) or (2), and at least one compound represented by the following general formula (3) or general formula (4). The display element according to
〔式中、Lは酸素原子またはCH2を表し、R1〜R4は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。〕 [Wherein, L represents an oxygen atom or CH 2 , and R 1 to R 4 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxyalkyl group, or an alkoxy group. ]
〔式中、R5、R6は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。〕 [Wherein, R 5 and R 6 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxyalkyl group or an alkoxy group. ]
〔式中、R7、R8は各々置換または無置換の炭化水素基を表す。ただし、S原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。〕 [Wherein R 7 and R 8 each represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. However, when a ring containing an S atom is formed, an aromatic group is not taken. ]
〔式中、Mは水素原子、金属原子または4級アンモニウムを表す。Zはイミダゾール環類を除く含窒素複素環を表す。nは0〜5の整数を表し、R9は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、カルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、アミノ基、ヒドロキシ基または複素環基を表し、nが2以上の場合、それぞれのR9は同じであってもよく、異なってもよく、お互いに連結して縮合環を形成してもよい。〕
(請求項4)
前記エレクトロデポジション型表示要素に含まれるハロゲンイオンまたはハロゲン原子のモル濃度を[X](モル/kg)とし、前記電解質層に含まれる銀または銀を化学構造中に含む化合物の銀の総モル濃度を[Ag](モル/kg)としたとき、下記式(1)で規定する条件を満たすことを特徴とする請求項2に記載の表示素子。
[Wherein, M represents a hydrogen atom, a metal atom or quaternary ammonium. Z represents a nitrogen-containing heterocyclic ring excluding imidazole rings. n represents an integer of 0 to 5, and R 9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkylcarbonamide group, an arylcarbonamide group, an alkylsulfonamide group, an arylsulfonamide group, an alkoxy group, an aryloxy group Group, alkylthio group, arylthio group, alkylcarbamoyl group, arylcarbamoyl group, carbamoyl group, alkylsulfamoyl group, arylsulfamoyl group, sulfamoyl group, cyano group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, alkoxycarbonyl group, aryl Represents an oxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an acyloxy group, a carboxyl group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an amino group, a hydroxy group or a heterocyclic group, and when n is 2 or more, each R 9 is They may be the same or different, and may be linked together to form a condensed ring. ]
(Claim 4)
The molar concentration of halogen ions or halogen atoms contained in the electrodeposition-type display element is [X] (mol / kg), and the total moles of silver contained in the electrolyte layer or silver contained in the chemical structure in the chemical structure. The display element according to
式(1)
0 ≦ [X]/[Ag] ≦ 0.01
(請求項5)
前記電気化学的活性要素の有機化合物が、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリイソチアフタレン、ポリフェニレンビニレン、及びこれらの誘導体、並びにこれらを含む共重合物から選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。
Formula (1)
0 ≦ [X] / [Ag] ≦ 0.01
(Claim 5)
The organic compound of the electrochemically active element is at least one compound selected from polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyisothiaphthalene, polyphenylenevinylene, and derivatives thereof, and copolymers containing them. The display element according to claim 1.
(請求項6)
前記電気化学的活性要素が、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素から選ばれる無機粒子を、前記有機化合物に対して0.01質量%以上、4質量%以下含むことを特徴とする請求項1に記載の表示素子。
(Claim 6)
The electrochemically active element contains 0.01% by mass or more and 4% by mass or less of inorganic particles selected from titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, and silicon oxide with respect to the organic compound. Item 4. The display element according to Item 1.
本発明によれば、簡便な部材構成で、画面の切り替え時間を短縮し、かつ表示コントラストが高い表示素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a display element with a simple member configuration that shortens the screen switching time and has a high display contrast.
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解説する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行なった結果、有機化合物を含む電気化学的活性要素からなる電気化学トランジスタを駆動回路とし、銀、または銀を化学構造中に含む化合物を含有する電解質層を有し、銀の溶解析出を生じさせるように対向電極の駆動操作を行うエレクトロデポジション型表示素子であって、該電解質層が前記一般式(1)または一般式(2)で表される化合物の少なくとも1種と、前記一般式(3)または一般式(4)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とする表示素子により、簡便な部材構成で、画面の切り替え時間を短縮し、かつ表示コントラストが高い表示素子を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor uses an electrochemical transistor comprising an electrochemically active element containing an organic compound as a driving circuit, and an electrolyte containing silver or a compound containing silver in the chemical structure An electrodeposition type display element having a layer and performing a driving operation of a counter electrode so as to cause dissolution and precipitation of silver, wherein the electrolyte layer is represented by the general formula (1) or the general formula (2) A display element comprising at least one compound selected from the group consisting of at least one compound and at least one compound represented by the general formula (3) or the general formula (4). It has been found that a display element with a short switching time and a high display contrast can be realized, and the present invention has been achieved.
以下、本発明の表示素子の詳細について説明する。 Details of the display element of the present invention will be described below.
本発明の表示素子は、対向電極間に、金属、または金属を化学構造中に含む化合物を含有する電解質層を有し、該金属の溶解析出を生じさせるように対向電極の駆動操作を電気化学トランジスタを用いて行なうエレクトロデポジション型表示素子である。 The display element of the present invention has an electrolyte layer containing a metal or a compound containing a metal in the chemical structure between the counter electrodes, and the driving operation of the counter electrode is electrochemically performed so as to cause dissolution and precipitation of the metal. This is an electrodeposition type display element using a transistor.
エレクトロデポジション型表示要素は、析出金属の分光吸収変化を利用するために、モル分光吸収係数が高い、析出反応速度が速い等の利点があり、導電性高分子や酸化タングステン等のエレクトロクロミック型表示要素に比較して、表示性能、特に白黒の色調やコントラストに優れる表示要素である。その反面、コントラストが高くできる分、析出反応に応じて大電流が流れるため、アクティブ駆動を行なった場合には、画素毎の各スイッチング素子にもこの大電流に耐えうる特性が必要とされる。スイッチング素子に大電流を流す方法の1つとして、スイッチング部分の断面積を大きくする方法がある。1.エレクトロデポジション型表示要素は上部電極、下部電極の対向電極に挟まれており、表示要素中に白色散乱層を有するため、表示素子観察側からは、下部電極が見えない構成にできる。2.エレクトロデポジション型表示要素の対向電極間距離は通常20μm以上離れており、画像滲み防止の観点から、対向電極の下部電極面積は上部電極面積の約1/10にでき、下部電極周囲にスイッチング部分が配置できる空間を大きくとることができる。3.本発明の電気化学トランジスタは、構造が簡略であり、簡単なプロセス変更によって容易にスイッチング部分の大きさを変更できる。以上の1.〜3.の理由で、エレクトロデポジション型表示素子に電気化学トランジスタを用いた本発明の構成が、他の構成に比較して有利な構成であることを見出した次第である。 Electrodeposition type display element has advantages such as high molar spectral absorption coefficient and high precipitation reaction rate because it uses spectral absorption change of deposited metal. Electrochromic type such as conductive polymer and tungsten oxide Compared with the display element, the display element is excellent in display performance, particularly in black and white color tone and contrast. On the other hand, since a large current flows according to the precipitation reaction as much as the contrast can be increased, when active driving is performed, each switching element for each pixel is required to have a characteristic that can withstand this large current. One method for flowing a large current through the switching element is to increase the cross-sectional area of the switching portion. 1. Since the electrodeposition type display element is sandwiched between the counter electrode of the upper electrode and the lower electrode and has a white scattering layer in the display element, the lower electrode can not be seen from the display element observation side. 2. The distance between the counter electrodes of the electrodeposition type display element is usually 20 μm or more, and from the viewpoint of preventing image bleeding, the area of the lower electrode of the counter electrode can be about 1/10 of the area of the upper electrode. The space where can be placed can be increased. 3. The electrochemical transistor of the present invention has a simple structure, and the size of the switching portion can be easily changed by a simple process change. 1 above. ~ 3. For this reason, it has been found that the structure of the present invention using an electrochemical transistor as an electrodeposition type display element is an advantageous structure as compared with other structures.
(電気化学トランジスタ)
図1は、電気化学トランジスタを駆動するために電圧を印加した図である。
(Electrochemical transistor)
FIG. 1 is a diagram in which a voltage is applied to drive an electrochemical transistor.
図1(a)は、ゲート2端子とソース、ドレインそれぞれ1端子の4端子型のトランジスタの例である。ソース1、ドレイン2間にはソース接点5とドレイン接点6を介してVds電圧が印加されており、第1ゲート3、第2ゲート4間には第1ゲート接点7と第2ゲート接点8を介してVg電圧が印加される接続になっている。又、Vg電圧はスイッチ10で極性を切り換えられる。電解質9は、少なくとも部分的に第1ゲート3、第2ゲート4を覆うと共にソース1、ドレイン2を覆っている。
FIG. 1A shows an example of a four-terminal transistor having two gate terminals and one source and one drain terminal. A Vds voltage is applied between the source 1 and the
図1(b)は、ゲート、ソース、ドレインそれぞれが1端子の3端子型トランジスタの例である。ゲート23とソース1間にゲート接点27とソース接点5を介してVg電圧が印加されるのを除いて図1(a)と同様である。
FIG. 1B shows an example of a three-terminal transistor having one terminal each for gate, source, and drain. Similar to FIG. 1A except that a Vg voltage is applied between the
本発明の電気化学トランジスタは、式(2)で表される電気化学反応をトランジスタ動作の基本とする。式(2)のMは電気化学的活性要素で、外部電圧印加により酸化数が変化して、酸化状態M+、還元状態M-を、外部電圧印加により可逆的に変えうる化合物を含む要素である。式(2)のC+、A-は本発明の電解質中に含まれるイオン種であり、この内A-はMの酸化状態であるM+と対イオンを形成してM+を安定化させる。 The electrochemical transistor of the present invention is based on the electrochemical reaction represented by the formula (2) for transistor operation. M in the formula (2) is an electrochemically active element, and is an element including a compound whose oxidation number is changed by applying an external voltage and reversibly changing the oxidation state M + and the reduction state M − by applying an external voltage. is there. C + and A − in the formula (2) are ionic species contained in the electrolyte of the present invention, and A − forms a counter ion with M + which is the oxidation state of M to stabilize M + . .
式(2)
M0 + C+A- ←→ M+A- + C+ + e-
式(2)で、左辺の状態は電気伝導性が低い状態、右辺の状態は電気伝導性が高い状態となり、この状態を使い分けることによりスイッチング動作が可能となる。
Formula (2)
M 0 + C + A − ← → M + A − + C + + e −
In Equation (2), the state on the left side is a state with low electrical conductivity, and the state on the right side is a state with high electrical conductivity. Switching operation can be performed by properly using this state.
図1(a)の4端子の場合においては、第1ゲート3、第2ゲート4間にVg電圧を第2ゲート4が負電圧となるように印加した時はソース1、ドレイン2間Vdsの電気伝導性は低く、Vg電圧を第1ゲート3が負電圧となるように印加した時は、ソース1、ドレイン2間の電解質接触部分が式(2)右辺の状態に変化して、ソース1、ドレイン2間Vdsの電気伝導性を高めることができる。
In the case of the four terminals in FIG. 1A, when the Vg voltage is applied between the first gate 3 and the second gate 4 so that the second gate 4 becomes a negative voltage, the Vds between the source 1 and the
図1(b)の3端子の場合においては、ゲート23、ソース1間にソース1が負になるようにVg電圧を印加した時はソース1、ドレイン2間Vdsの電気伝導性は低く、ゲート23が負になるようにVg電圧を印加した時は、ソース1、ドレイン2間の電解質接触部分が式(2)右辺の状態に変化して、ソース1,ドレイン2間Vdsの電気伝導性を高めることができる。
またソース、ドレイン、ゲートには電気伝導率を調整するため抵抗を接続することができる。
In the case of the three terminals in FIG. 1B, when a Vg voltage is applied between the
In addition, a resistor can be connected to the source, drain, and gate in order to adjust electric conductivity.
図2は、本発明の電気化学トランジスタと表示素子を接続した一例の平面図である。対向電極間にエレクトロデポジション型表示要素を含む表示素子の該対向電極の少なくとも一方の電極が、該電気化学トランジスタの該ソース、ドレインのうちの少なくとも1つに電気的に接続されていることをしめしている。 FIG. 2 is a plan view of an example in which the electrochemical transistor of the present invention and a display element are connected. That at least one electrode of the counter electrode of the display element including an electrodeposition type display element between the counter electrodes is electrically connected to at least one of the source and drain of the electrochemical transistor; It is tightening.
図3は、本発明の表示素子の断面図である。図2の第1対向電極31と、図3の第1対向電極31は同一部材である。本発明の電気化学トランジスタによる第1対向電極31への通電有無により、第1対向電極31、第2対向電極32間の印加電圧を変化させ、表示要素の金属溶解析出状態を変化させる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the display element of the present invention. The
図3は、1画素の例であるがこの構成により表示素子の1画素を独立に制御でき、また他画素の動作と並列して動作を行えるため表示素子の画面切り換え時間が短縮できる。 FIG. 3 shows an example of one pixel. With this configuration, one pixel of the display element can be controlled independently, and since the operation can be performed in parallel with the operation of other pixels, the screen switching time of the display element can be shortened.
また、本発明の電気化学トランジスタはスイッチングメモリー性があり、画面消去の際は書き込み時のスイッチングの状況をそのまま反映して反転電圧を印加することができ、消去時の消費電力や消去時間を低減できる利点がある。 In addition, the electrochemical transistor of the present invention has a switching memory property, and when erasing the screen, it is possible to apply an inversion voltage reflecting the switching state at the time of writing as it is, thereby reducing power consumption and erasing time during erasing There are advantages you can do.
電気化学的活性要素に用いられる有機化合物としては、導電性高分子を用いることができる。本発明に用いられる導電性高分子材料として、好ましい化合物を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されない。またこれらの化合物とポリスチレンスルホン酸等のアニオンポリマーとの混合物、また、アニオンポリマーとの共重合物をドープ化合物として用いることができる。 As the organic compound used for the electrochemically active element, a conductive polymer can be used. As the conductive polymer material used in the present invention, preferred compounds are listed below, but the present invention is not limited thereto. Moreover, the mixture of these compounds and anionic polymers, such as a polystyrene sulfonic acid, and the copolymer with an anionic polymer can be used as a dope compound.
本発明でいう導電性高分子とは、0.1S/cmよりも大きい導電率を有する高分子化合物のことを言う。本発明に用いられる導電性高分子材料として、好ましい化合物の具体例を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The conductive polymer referred to in the present invention refers to a polymer compound having a conductivity higher than 0.1 S / cm. Specific examples of preferable compounds as the conductive polymer material used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.
また、米国特許第5,504,323号、同第5,523,555号、同第5,331,183号、同第5,454,880号、同第5,196,144号、同第4,145,462号に記載の各導電性高分子材料も好ましく用いることができる。 US Pat. Nos. 5,504,323, 5,523,555, 5,331,183, 5,454,880, 5,196,144, Each conductive polymer material described in US Pat. No. 4,145,462 can also be preferably used.
本発明において好ましく用いられる化合物は、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリイソチアフタレン、ポリフェニレンビニレン、及びこれらの誘導体、及びこれらを含む共重合物である。 The compounds preferably used in the present invention are polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyisothiaphthalene, polyphenylene vinylene, and derivatives thereof, and copolymers containing these.
本発明の電気化学的活性要素は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素から選ばれる無機粒子を、前記有機化合物に対して0.01質量%以上、4質量%以下含むことを特徴とする。電気化学的活性要素は、前記導電性高分子を含む有機材料のみからも構成可能であるが、前記無機粒子を0.01質量%以上、4質量%以下添加することにより、溶液状有機物を基板上に付与する際に、溶液の粘度調整が容易に行なえ、作製物の形状均一性が増す利点がある。これらの無機粒子の好ましい平均一次粒径は100nm以下、1nm以上である。 The electrochemically active element of the present invention comprises 0.01% by mass or more and 4% by mass or less of inorganic particles selected from titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, and silicon oxide with respect to the organic compound. To do. The electrochemically active element can be composed of only an organic material containing the conductive polymer. However, by adding 0.01% by mass or more and 4% by mass or less of the inorganic particles, a solution-like organic substance is formed on the substrate. When applied above, there is an advantage that the viscosity of the solution can be easily adjusted and the shape uniformity of the product is increased. A preferable average primary particle size of these inorganic particles is 100 nm or less and 1 nm or more.
本発明の電気化学トランジスタの電解質に用いられる材料としては、電解質が液体である場合には、以下の化合物を電解質中に含むことができる。カリウム化合物としてKCl、KI、KBr等、リチウム化合物としてLiBF4、LiClO4、LiPF6、LiCF3SO3等、テトラアルキルアンモニウム化合物として過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハライド等が挙げられる。また、特開2003−187881号公報の段落番号〔0062〕〜〔0081〕に記載の溶融塩電解質組成物も好ましく用いることができる。さらに、I−/I3−、Br−/Br3−、キノン/ハイドロキノン等の酸化還元対になる化合物を用いることができる。 As a material used for the electrolyte of the electrochemical transistor of the present invention, when the electrolyte is a liquid, the following compounds can be included in the electrolyte. KCl, KI, KBr, etc. as potassium compounds, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 etc. as lithium compounds, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium perchlorate, tetraethylammonium borofluoride as tetraalkylammonium compounds And tetrabutylammonium borofluoride and tetrabutylammonium halide. Moreover, the molten salt electrolyte composition described in JP-A-2003-187881 paragraphs [0062] to [0081] can also be preferably used. Furthermore, a compound that becomes a redox pair such as I− / I 3 −, Br− / Br 3 −, and quinone / hydroquinone can be used.
また、支持電解質が固体である場合には、電子伝導性やイオン伝導性を示す以下の化合物を電解質中に含むことができる。 Further, when the supporting electrolyte is a solid, the following compounds exhibiting electron conductivity and ion conductivity can be contained in the electrolyte.
パーフルオロスルフォン酸を含むフッ化ビニル系高分子、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、トリフェニルアミン類、ポリビニルカルバゾール類、ポリメチルフェニルシラン類、Cu2S、Ag2S、Cu2Se、AgCrSe2等のカルコゲニド、CaF2、PbF2、SrF2、LaF3、TlSn2F5、CeF3等の含F化合物、Li2SO4、Li4SiO4、Li3PO4等のLi塩、ZrO2、CaO、Cd2O3、HfO2、Y2O3、Nb2O5、WO3、Bi2O3、AgBr、AgI、CuCl、CuBr、CuBr、CuI、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl4、LiAlF4、AgSBr、C5H5NHAg5I6、Rb4Cu16I7Cl13、Rb3Cu7Cl10、LiN、Li5NI2、Li6NBr3等の化合物が挙げられる。
Vinyl fluoride polymer containing perfluorosulfonic acid, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, triphenylamines, polyvinylcarbazoles, polymethylphenylsilanes, Cu 2 S, Ag 2 S, Cu 2 Se, AgCrSe 2, etc. F-containing compounds such as chalcogenide, CaF 2 , PbF 2 , SrF 2 , LaF 3 , TlSn 2 F 5 , CeF 3 , Li salts such as Li 2 SO 4 , Li 4 SiO 4 , Li 3 PO 4 , ZrO 2 , CaO , Cd 2 O 3, HfO 2 , Y2O 3, Nb 2 O 5, WO 3, Bi 2 O 3, AgBr, AgI, CuCl, CuBr, CuBr, CuI, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl 4, LiAlF 4, AgSBr , C 5 H 5 NHAg 5 I 6, Rb 4 Cu 16 I 7 Cl 13, Rb 3 Cu 7
また、支持電解質としてゲル状電解質を用いることもできる。電解質が非水系の場合、特開平11−185836号公報の段落番号〔0057〕〜〔0059〕に記載のオイルゲル化剤を用いことができる。 Moreover, a gel electrolyte can also be used as the supporting electrolyte. When the electrolyte is non-aqueous, the oil gelling agents described in paragraphs [0057] to [0059] of JP-A No. 11-185836 can be used.
また電解質層に増粘剤を用いることができ、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。 A thickener can be used for the electrolyte layer, for example, gelatin, gum arabic, poly (vinyl alcohol), hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, poly (vinyl pyrrolidone), 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 acetals) (eg, poly (vinyl formal) and poly (vinyl butyral)), poly (esters), poly (urethanes), phenoxy resins, poly (vinylidene chloride), poly ( Epoch ), Poly (carbonates), poly (vinyl acetate), cellulose esters, poly (amides), hydrophobic transparent binders such as polyvinyl butyral, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, polyester, polycarbonate, polyacrylic acid And polyurethane.
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.
ゲート、ソース、ドレイン接点に用いられる材料としては、公知の電極材料が挙げられる。白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及びこれらの合金、またインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化物、炭素、等が挙げられる。これらの内、銀または銅が、電気伝導率やハンドリングの観点から好ましい。 Examples of materials used for the gate, source, and drain contacts include known electrode materials. Platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, bismuth, and alloys thereof, oxides such as indium tin oxide, indium zinc oxide, tin oxide, indium oxide, and zinc oxide, carbon, etc. Is mentioned. Of these, silver or copper is preferred from the viewpoint of electrical conductivity and handling.
(エレクトロデポジション型表示要素)
本発明の表示素子は、対向電極間に、金属、または金属を化学構造中に含む化合物を含有する電解質層を有し、該金属の溶解析出を生じさせるように対向電極の駆動操作を行なうエレクトロデポジション型表示素子である。該金属化合物としては、ビスマス、銅、銀、リチウム、鉄、クロム、ニッケル、カドミウムが挙げられるが、銀またはビスマスが好ましく、さらに銀が最も好ましい。
(Electrodeposition type display element)
The display element of the present invention has an electrolyte layer containing a metal or a compound containing a metal in the chemical structure between the counter electrodes, and performs an operation of driving the counter electrode so as to cause dissolution and precipitation of the metal. This is a deposition type display element. Examples of the metal compound include bismuth, copper, silver, lithium, iron, chromium, nickel, and cadmium. Silver or bismuth is preferable, and silver is most preferable.
本発明の表示素子においては、電解質層中に一般式(1)または一般式(2)で表される化合物を少なくとも1種と、一般式(3)で表される化合物とを含有することを特徴とする。 In the display element of the present invention, the electrolyte layer contains at least one compound represented by the general formula (1) or the general formula (2) and a compound represented by the general formula (3). Features.
はじめに、本発明に係る一般式(1)で表される化合物について説明する。 First, the compound represented by the general formula (1) according to the present invention will be described.
前記一般式(1)において、Lは酸素原子またはCH2を表し、R1〜R4は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。 In the general formula (1), L represents an oxygen atom or CH 2 , and R 1 to R 4 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxyalkyl group, or an alkoxy group.
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等、シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等、アルコキシアルキル基として、例えば、β−メトキシエチル基、γ−メトキシプロピル基等、アルコキシ基としては、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、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等を挙げることができる。 Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, and the like as aryl groups. Examples of the cycloalkyl group such as phenyl group, naphthyl group and the like include, for example, a cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, an alkoxyalkyl group, for example, a β-methoxyethyl group, a γ-methoxypropyl group and the like, as an alkoxy group, Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, and a dodecyloxy group.
以下、本発明に係る一般式(1)で表される化合物の具体例を示すが、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) according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these exemplified compounds.
次いで、本発明に係る一般式(2)で表される化合物について説明する。 Next, the compound represented by formula (2) according to the present invention will be described.
前記一般式(2)において、R5、R6は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。 In the general formula (2), R 5 and R 6 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxyalkyl group or an alkoxy group.
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等、シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等、アルコキシアルキル基として、例えば、β−メトキシエチル基、γ−メトキシプロピル基等、アルコキシ基としては、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、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等を挙げることができる。 Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, and the like as aryl groups. Examples of the cycloalkyl group such as phenyl group, naphthyl group and the like include, for example, a cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, an alkoxyalkyl group, for example, a β-methoxyethyl group, a γ-methoxypropyl group and the like, as an alkoxy group, Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, and a dodecyloxy group.
以下、本発明に係る一般式(2)で表される化合物の具体例を示すが、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。 Hereinafter, although the specific example of a compound represented by General formula (2) which concerns on this invention is shown, in this invention, it is not limited only to these illustrated compounds.
上記例示した一般式(1)及び一般式(2)で表される化合物の中でも、特に、例示化合物(1−1)、(1−2)、(2−3)が好ましい。 Among the compounds represented by the general formula (1) and the general formula (2) exemplified above, the exemplary compounds (1-1), (1-2), and (2-3) are particularly preferable.
本発明に係る一般式(1)、(2)で表される化合物は電解質溶媒の1種であるが、本発明の表示素子においては、本発明の目的効果を損なわない範囲でさらに別の溶媒を併せて用いることができる。具体的には、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、2−(N−メチル)−2−ピロリジノン、ヘキサメチルホスホルトリアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,Nジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、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、エタノール、メタノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、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、水等が挙げられる。これらの溶媒の内、凝固点が−20℃以下、かつ沸点が120℃以上の溶媒を少なくとも1種含むことが好ましい。 The compounds represented by the general formulas (1) and (2) according to the present invention are one type of electrolyte solvent. However, in the display element of the present invention, another solvent is used as long as the object effects of the present invention are not impaired. Can be used together. Specifically, tetramethylurea, sulfolane, dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 2- (N-methyl) -2-pyrrolidinone, hexamethylphosphortriamide, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, N, N dimethylformamide, N-methylformamide, butyronitrile, propionitrile, acetonitrile, acetylacetone, 4-methyl-2-pentanone, 2-butanol, 1-butanol, 2 -Propanol, 1-propanol, ethanol, methanol, acetic anhydride, ethyl acetate, ethyl propionate, dimethoxyethane, diethoxyfuran, tetrahydrofuran, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol monobuty Ether, water and the like. Among these solvents, it is preferable to include at least one solvent having a freezing point of −20 ° C. or lower and a boiling point of 120 ° C. or higher.
さらに本発明で用いることのできる溶媒としては、J.A.Riddick,W.B.Bunger,T.K.Sakano,“Organic Solvents”,4th ed.,John Wiley & Sons(1986)、Y.Marcus,“Ion Solvation”,John Wiley & Sons(1985)、C.Reichardt,“Solvents and Solvent Effects in Chemistry”,2nd ed.,VCH(1988)、G.J.Janz,R.P.T.Tomkins,“Nonaqueous Electorlytes Handbook”,Vol.1,Academic Press(1972)に記載の化合物を挙げることができる。 Furthermore, as a solvent which can be used in the present invention, J.P. A. Riddick, W.M. B. Bunger, T.A. K. Sakano, “Organic Solvents”, 4th ed. , John Wiley & Sons (1986). Marcus, “Ion Solvation”, John Wiley & Sons (1985), C.I. Reichardt, “Solvents and Solvent Effects in Chemistry”, 2nd ed. VCH (1988), G .; J. et al. Janz, R.A. P. T.A. Tomkins, “Nonqueous Electronics Handbook”, Vol. 1, Academic Press (1972).
本発明において、電解質溶媒は単一種であっても、溶媒の混合物であってもよいが、エチレンカーボネートを含む混合溶媒が好ましい。エチレンカーボネートの添加量は、全電解質溶媒質量の10質量%以上、90質量%以下が好ましい。特に好ましい電解質溶媒は、プロピレンカーボネート/エチレンカーボネートの質量比が7/3〜3/7の混合溶媒である。プロピレンカーボネート比が7/3より大きいとイオン伝導性が劣り応答速度が低下し、3/7より小さいと低温時に電解質が析出しやすくなる。 In the present invention, the electrolyte solvent may be a single type or a mixture of solvents, but a mixed solvent containing ethylene carbonate is preferred. The addition amount of ethylene carbonate is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less of the total electrolyte solvent mass. A particularly preferable electrolyte solvent is a mixed solvent having a mass ratio of propylene carbonate / ethylene carbonate of 7/3 to 3/7. When the propylene carbonate ratio is larger than 7/3, the ionic conductivity is inferior and the response speed is lowered. When the propylene carbonate ratio is smaller than 3/7, the electrolyte tends to be deposited at a low temperature.
本発明の表示素子においては、上記一般式(1)または(2)で表される化合物と共に、前記一般式(3)で表される化合物を用いることが好ましい。 In the display element of this invention, it is preferable to use the compound represented by the said General formula (3) with the compound represented by the said General formula (1) or (2).
前記一般式(3)において、R7、R8は各々置換または無置換の炭化水素基を表し、これらには芳香族の直鎖基または分岐基が含まれる。また、これらの炭化水素基では、1個以上の窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含んでも良い。ただし、S原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。 In the general formula (3), R 7 and R 8 each represent a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, which includes an aromatic straight chain group or a branched group. Further, these hydrocarbon groups may contain one or more nitrogen atoms, oxygen atoms, phosphorus atoms, sulfur atoms, and halogen atoms. However, when a ring containing an S atom is formed, an aromatic group is not taken.
炭化水素基に置換可能な基としては、例えば、アミノ基、グアニジノ基、4級アンモニウム基、ヒドロキシル基、ハロゲン化合物、カルボン酸基、カルボキシレート基、アミド基、スルフィン酸基、スルホン酸基、スルフェート基、ホスホン酸基、ホスフェート基、ニトロ基、シアノ基等を挙げることができる。 Examples of groups that can be substituted for the hydrocarbon group include amino groups, guanidino groups, quaternary ammonium groups, hydroxyl groups, halogen compounds, carboxylic acid groups, carboxylate groups, amide groups, sulfinic acid groups, sulfonic acid groups, and sulfates. Groups, phosphonic acid groups, phosphate groups, nitro groups, cyano groups and the like.
一般に、銀の溶解析出を生じさせるためには、電解質層中で銀を可溶化することが必要である。例えば、銀と配位結合を生じさたり、銀と弱い共有結合を生じさせるような、銀と相互作用を示す化学構造種を含む化合物等と共存させて、銀または銀を含む化合物を可溶化物に変換する手段を用いるのが一般的である。前記化学構造種として、ハロゲン原子、メルカプト基、カルボキシル基、イミノ基等が知られているが、本発明においては、チオエーテル基も銀溶剤として、有用に作用し、共存化合物への影響が少なく、溶媒への溶解度が高い特徴がある。 Generally, in order to cause dissolution and precipitation of silver, it is necessary to solubilize silver in the electrolyte layer. For example, solubilize silver or a compound containing silver by coexisting with a compound containing a chemical structural species that interacts with silver, such as a coordinate bond with silver or a weak covalent bond with silver. It is common to use a means for converting to an object. As the chemical structural species, halogen atoms, mercapto groups, carboxyl groups, imino groups and the like are known, but in the present invention, the thioether group is also useful as a silver solvent and has little influence on the coexisting compound, It is characterized by high solubility in solvents.
以下、本発明に係る一般式(3)で表される化合物の具体例を示すが、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。 Hereinafter, although the specific example of a compound represented by General formula (3) which concerns on this invention is shown, in this invention, it is not limited only to these illustrated compounds.
3−1:CH3SCH2CH2OH
3−2:HOCH2CH2SCH2CH2OH
3−3:HOCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2OH
3−4:HOCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2OH
3−5:HOCH2CH2SCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2SCH2CH2OH
3−6:HOCH2CH2OCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2OCH2CH2OH
3−7:H3CSCH2CH2COOH
3−8:HOOCCH2SCH2COOH
3−9:HOOCCH2CH2SCH2CH2COOH
3−10:HOOCCH2SCH2CH2SCH2COOH
3−11:HOOCCH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2COOH
3−12:HOOCCH2CH2SCH2CH2SCH2CH(OH)CH2SCH2CH2SCH2CH2COOH
3−13:HOOCCH2CH2SCH2CH2SCH2CH(OH)CH(OH)CH2SCH2CH2SCH2CH2COOH
3−14:H3CSCH2CH2CH2NH2
3−15:H2NCH2CH2SCH2CH2NH2
3−16:H2NCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2NH2
3−17:H3CSCH2CH2CH(NH2)COOH
3−18:H2NCH2CH2OCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2OCH2CH2
NH2
3−19:H2NCH2CH2SCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2SCH2CH2
NH2
3−20:H2NCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2
NH2
3−21:HOOC(NH2)CHCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2CH(NH2)COOH
3−22:HOOC(NH2)CHCH2SCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2SCH2CH(NH2)COOH
3−23:HOOC(NH2)CHCH2OCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2OCH2CH(NH2)COOH
3−24:H2N(=O)CCH2SCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2SCH2C(=O)NH2
3−25:H2N(O=)CCH2SCH2CH2SCH2C(O=)NH2
3−26:H2NHN(O=)CCH2SCH2CH2SCH2C(=O)NHNH2
3−27:H3C(O=)NHCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2NHC(O=)CH3
3−28:H2NO2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SO2NH2
3−29:NaO3SCH2CH2CH2SCH2CH2SCH2CH2CH2SO3Na
3−30:H3CSO2NHCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2NHO2SCH3
3−31:H2N(NH)CSCH2CH2SC(NH)NH2・2HBr
3−32:H2(NH)CSCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2SC(NH)NH2・2HCl
3−33:H2N(NH)CNHCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2NHC(NH)NH2・2HBr
3−34:〔(CH3)3NCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2N(CH3)3〕2+・2Cl-
3-1: CH 3 SCH 2 CH 2 OH
3-2: HOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OH
3-3: HOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OH
3-4: HOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OH
3-5: HOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OH
3-6: HOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH
3-7: H 3 CSCH 2 CH 2 COOH
3-8: HOOCCH 2 SCH 2 COOH
3-9: HOOCCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 COOH
3-10: HOOCCH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 COOH
3-11: HOOCCH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 COOH
3-12: HOOCCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH (OH) CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 COOH
3-13: HOOCCH 2 CH 2 SCH 2
3-14: H 3 CSCH 2 CH 2 CH 2 NH 2
3-15: H 2 NCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 NH 2
3-16: H 2 NCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 NH 2
3-17: H 3 CSCH 2 CH 2 CH (NH 2 ) COOH
3-18: H 2 NCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2
NH 2
3-19: H 2 NCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2
NH 2
3-20: H 2 NCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2
NH 2
3-21: HOOC (NH 2 ) CHCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH (NH 2 ) COOH
3-22: HOOC (NH 2 ) CHCH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH (NH 2 ) COOH
3-23: HOOC (NH 2 ) CHCH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH (NH 2 ) COOH
3-24: H 2 N (═O) CCH 2 SCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SCH 2 C (═O) NH 2
3-25: H 2 N (O =) CCH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 C (O =) NH 2
3-26: H 2 NHN (O = )
3-27: H 3 C (O =) NHCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 NHC (O =) CH 3
3-28: H 2 NO 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SO 2 NH 2
3-29: NaO 3 SCH 2 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 SO 3 Na
3-30: H 3 CSO 2 NHCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 NHO 2 SCH 3
3-31: H 2 N (NH) CSCH 2 CH 2 SC (NH) NH 2 .2HBr
3-32: H 2 (NH) CSCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 SC (NH) NH 2 .2HCl
3-33: H 2 N (NH) CNHCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 NHC (NH) NH 2 .2HBr
3-34: [(CH 3 ) 3 NCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 N (CH 3 ) 3 ] 2 + · 2Cl −
上記例示した各化合物の中でも、本発明の目的効果をいかんなく発揮できる観点から、特に例示化合物3−2が好ましい。 Among the above-exemplified compounds, Exemplified Compound 3-2 is particularly preferable from the viewpoint that the object and effects of the present invention can be exhibited.
本発明の表示素子においては、電解質層に含まれる銀または銀を化学構造中に含む化合物の銀の総モル濃度を[Ag](モル/kg)とし、電解質層に含まれる上記一般式(3)で表される化合物のチオエーテル基のモル濃度を[−S−](モル/kg)としたとき、2≦[−S−]/[Ag]≦10の条件を持たすことが好ましい。[−S−]/[Ag]が2よりも小さい場合は、銀の溶解性が十分でなく低温時に析出物を生じる欠点がある。また、[−S−]/[Ag]が10よりも大きい場合は、銀の溶解性は十分であるがメモリー性の低下を招く欠点がある。本発明においてさらに好ましい範囲は、2.5≦[−S−]/[Ag]≦5である。 In the display element of the present invention, the total molar concentration of silver contained in the electrolyte layer or the compound containing silver in the chemical structure is [Ag] (mol / kg), and the above general formula (3 When the molar concentration of the thioether group of the compound represented by () is [-S-] (mol / kg), it is preferable to satisfy the condition of 2≤ [-S-] / [Ag] ≤10. When [-S-] / [Ag] is smaller than 2, there is a drawback that the solubility of silver is not sufficient and precipitates are formed at low temperatures. Moreover, when [-S-] / [Ag] is larger than 10, the solubility of silver is sufficient, but there is a drawback that the memory property is lowered. In the present invention, a more preferable range is 2.5 ≦ [−S −] / [Ag] ≦ 5.
本発明の表示素子においては、本発明に係る一般式(1)または(2)で表される化合物と、本発明に係る一般式(3)で表される化合物と共に、前記一般式(4)で表される化合物を電解質層に含有することが好ましい。 In the display element of the present invention, together with the compound represented by the general formula (1) or (2) according to the present invention and the compound represented by the general formula (3) according to the present invention, the general formula (4) It is preferable to contain the compound represented by these in an electrolyte layer.
以下、一般式(4)で表される化合物について説明する。 Hereinafter, the compound represented by Formula (4) will be described.
前記一般式(4)において、Mは水素原子、金属原子または4級アンモニウムを表す。Zはイミダゾール環類を除く含窒素複素環を表す。nは0〜5の整数を表し、R4は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、カルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、アミノ基、ヒドロキシ基または複素環基を表し、nが2以上の場合、それぞれのR4は同じであってもよく、異なってもよく、お互いに連結して縮合環を形成してもよい。 In the general formula (4), M represents a hydrogen atom, a metal atom, or quaternary ammonium. Z represents a nitrogen-containing heterocyclic ring excluding imidazole rings. n represents an integer of 0 to 5, and R 4 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkylcarbonamide group, an arylcarbonamide group, an alkylsulfonamide group, an arylsulfonamide group, an alkoxy group, an aryloxy group Group, alkylthio group, arylthio group, alkylcarbamoyl group, arylcarbamoyl group, carbamoyl group, alkylsulfamoyl group, arylsulfamoyl group, sulfamoyl group, cyano group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, alkoxycarbonyl group, aryl Represents an oxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an acyloxy group, a carboxyl group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an amino group, a hydroxy group or a heterocyclic group, and when n is 2 or more, each R 4 is They may be the same or different, and may be linked together to form a condensed ring.
一般式(4)のMで表される金属原子としては、例えば、Li、Na、K、Mg、Ca、Zn、Ag等が挙げられ、4級アンモニウムとしては、例えば、NH4、N(CH3)4、N(C4H9)4、N(CH3)3C12H25、N(CH3)3C16H33、N(CH3)3CH2C6H5等が挙げられる。 Examples of the metal atom represented by M in the general formula (4) include Li, Na, K, Mg, Ca, Zn, and Ag. Examples of the quaternary ammonium include NH 4 , N (CH 3 ) 4 , N (C 4 H 9 ) 4 , N (CH 3 ) 3 C 12 H 25 , N (CH 3 ) 3 C 16 H 33 , N (CH 3 ) 3 CH 2 C 6 H 5 and the like It is done.
一般式(4)のZで表される含窒素複素環としては、例えば、テトラゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、インドール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンズイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトオキサゾール環等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing heterocycle represented by Z in the general formula (4) include a tetrazole ring, a triazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, a thiadiazole ring, an indole ring, an oxazole ring, a benzoxazole ring, and a benzimidazole ring. Benzothiazole ring, benzoselenazole ring, naphthoxazole ring and the like.
一般式(4)のR4で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、ドデシル、ヒドロキシエチル、メトキシエチル、トリフルオロメチル、ベンジル等の各基が挙げられ、アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル等の各基が挙げられ、アルキルカルボンアミド基としては、例えば、アセチルアミノ、プロピオニルアミノ、ブチロイルアミノ等の各基が挙げられ、アリールカルボンアミド基としては、例えば、ベンゾイルアミノ等が挙げられ、アルキルスルホンアミド基としては、例えば、メタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基等が挙げられ、アリールスルホンアミド基としては、例えば、ベンゼンスルホニルアミノ基、トルエンスルホニルアミノ基等が挙げられ、アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ等が挙げられ、アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ等の各基が挙げられ、アリールチオ基としては、例えば、フェニルチオ基、トリルチオ基等が挙げられ、アルキルカルバモイル基としては、例えば、メチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、ジブチルカルバモイル、ピペリジルカルバモイル、モルホリルカルバモイル等の各基が挙げられ、アリールカルバモイル基としては、例えば、フェニルカルバモイル、メチルフェニルカルバモイル、エチルフェニルカルバモイル、ベンジルフェニルカルバモイル等の各基が挙げられ、アルキルスルファモイル基としては、例えば、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ジエチルスルファモイル、ジブチルスルファモイル、ピペリジルスルファモイル、モルホリルスルファモイル等の各基が挙げられ、アリールスルファモイル基としては、例えば、フェニルスルファモイル、メチルフェニルスルファモイル、エチルフェニルスルファモイル、ベンジルフェニルスルファモイル等の各基が挙げられ、アルキルスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基等が挙げられ、アリールスルホニル基としては、例えば、フェニルスルホニル、4−クロロフェニルスルホニル、p−トルエンスルホニル等の各基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ブトキシカルボニル等の各基が挙げられ、アリールオキシカルボニル基としては、例えばフェノキシカルボニル等が挙げられ、アルキルカルボニル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチロイル等の各基が挙げられ、アリールカルボニル基としては、例えば、ベンゾイル基、アルキルベンゾイル基等が挙げられ、アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチロイルオキシ等の各基が挙げられ、複素環基としては、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、トリアゾール環、セレナゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、チアジン環、トリアジン環、ベンズオキサゾール環、ベンズチアゾール環、インドレニン環、ベンズセレナゾール環、ナフトチアゾール環、トリアザインドリジン環、ジアザインドリジン環、テトラアザインドリジン環基等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換基を有するものを含む。 Examples of the halogen atom represented by R 4 in the general formula (4) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, i- Examples include propyl, butyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, dodecyl, hydroxyethyl, methoxyethyl, trifluoromethyl, benzyl, etc. Examples of the aryl group include phenyl, naphthyl and the like. Examples of the alkylcarbonamide group include acetylamino, propionylamino, butyroylamino and the like. Examples of the arylcarbonamide group include benzoylamino and the like. Examples of the sulfonamide group include methanesulfonyl. Minosulfonyl, ethanesulfonylamino group and the like, arylsulfonamide groups include, for example, benzenesulfonylamino group, toluenesulfonylamino group and the like, and aryloxy groups include, for example, phenoxy and the like, alkylthio Examples of the group include each group such as methylthio, ethylthio, and butylthio. Examples of the arylthio group include phenylthio group and tolylthio group. Examples of the alkylcarbamoyl group include methylcarbamoyl, dimethylcarbamoyl, Examples include ethyl carbamoyl, diethyl carbamoyl, dibutyl carbamoyl, piperidyl carbamoyl, morpholyl carbamoyl and the like, and aryl carbamoyl groups include, for example, phenyl carbamoyl, methyl phenyl carbamoyl Examples include groups such as vamoyl, ethylphenylcarbamoyl, and benzylphenylcarbamoyl. Examples of the alkylsulfamoyl group include methylsulfamoyl, dimethylsulfamoyl, ethylsulfamoyl, diethylsulfamoyl, and dibutylsulfamoyl. Examples of each group include moyl, piperidylsulfamoyl, morpholylsulfamoyl, and arylsulfamoyl groups include, for example, phenylsulfamoyl, methylphenylsulfamoyl, ethylphenylsulfamoyl, benzylphenylsulfamoyl. Examples of the alkylsulfonyl group include a methanesulfonyl group and an ethanesulfonyl group. Examples of the arylsulfonyl group include phenylsulfonyl and 4-chlorophenylsulfonyl. Examples of each group include p-toluenesulfonyl and the like. Examples of the alkoxycarbonyl group include groups such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl and butoxycarbonyl. Examples of the aryloxycarbonyl group include phenoxycarbonyl and the like. Examples of the alkylcarbonyl group include acetyl, propionyl, butyroyl, and the like. Examples of the arylcarbonyl group include a benzoyl group and an alkylbenzoyl group. Examples of the acyloxy group include acetyloxy. , Propionyloxy, butyroyloxy and the like, and examples of the heterocyclic group include oxazole ring, thiazole ring, triazole ring, selenazole ring, tetrazole ring, oxadiazole ring, thiadiazole ring, thiazol ring, and the like. Down ring, a triazine ring, a benzoxazole ring, benzothiazole ring, an indolenine ring, benzimidazole benzoselenazole ring, naphthothiazole ring, triazaindolizine ring, diaza indolizine ring, tetraazacyclododecane indolizine ring group, and the like. These substituents further include those having a substituent.
次に、一般式(4)で表される化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。 Next, although the preferable specific example of a compound represented by General formula (4) is shown, this invention is not limited to these compounds.
上記例示した各化合物の中でも、本発明の目的効果をいかんなく発揮できる観点から、特に例示化合物4−12、4−18が好ましい。 Among the above-exemplified compounds, Exemplified Compounds 4-12 and 4-18 are particularly preferable from the viewpoint that the object and effects of the present invention can be exhibited.
本発明の表示素子においては、電解質層に含まれる銀または銀を化学構造中に含む化合物の銀の総モル濃度を[Ag](モル/kg)とし、前記電解質層に含まれる前記一般式(4)で表される化合物のメルカプト基のモル濃度を[SM](モル/kg)としたとき、0<[−SM]/[Ag]≦0.1の条件を満たすことが好ましいる。本発明に係る一般式(4)で表され化合物を用いない場合は、電解質層の光安定性が十分でなく、外光による長時間照射や高温環境下で褐色のステインを生じ、その結果、白表示を劣化させたり、黒化銀を核としてさらに銀還元反応が進み、初期状態よりもさらに反射率が低下する。また、[−SM]/[Ag]が0.1を超える場合には、メルカプト化合物の黒化銀溶解作用によりメモリー性が低下する。さらに好ましくは、0<[−SH]/[Ag]≦0.02である。 In the display element of the present invention, the total molar concentration of silver contained in the electrolyte layer or the compound containing silver in the chemical structure is [Ag] (mol / kg), and the general formula ( When the molar concentration of the mercapto group of the compound represented by 4) is [SM] (mol / kg), it is preferable that the condition of 0 <[− SM] / [Ag] ≦ 0.1 is satisfied. When the compound represented by the general formula (4) according to the present invention is not used, the light stability of the electrolyte layer is not sufficient, resulting in long-time irradiation with external light and brown stains under a high temperature environment. The white display is deteriorated, the silver reduction reaction proceeds further with blackened silver as a nucleus, and the reflectance is further lowered than in the initial state. On the other hand, when [-SM] / [Ag] exceeds 0.1, the memory property is lowered by the action of dissolving the blackened silver of the mercapto compound. More preferably, 0 <[− SH] / [Ag] ≦ 0.02.
また、本発明の表示素子においては、電解質層に含まれるハロゲンイオンまたはハロゲン原子のモル濃度を[X](モル/kg)とし、電解質層に含まれる銀または銀を化学構造中に含む化合物の銀の総モル濃度を[Ag](モル/kg)としたとき、0≦[X]/[Ag]≦0.01の条件を持たすことが好ましい。 In the display element of the present invention, the molar concentration of halogen ions or halogen atoms contained in the electrolyte layer is [X] (mol / kg), and silver or silver contained in the electrolyte layer is contained in the chemical structure. When the total molar concentration of silver is [Ag] (mol / kg), it is preferable to have a condition of 0 ≦ [X] / [Ag] ≦ 0.01.
本発明でいうハロゲン原子とは、ヨウ素原子、塩素原子、臭素原子、フッ素原子のことをいう。[X]/[Ag]が0.1よりも大きい場合は、銀の酸化還元反応時に、X−→X2が生じ、X2は黒化銀と容易にクロス酸化して黒化銀を溶解させ、メモリー性を低下させる要因の1つになるので、ハロゲン原子のモル濃度は銀のモル濃度に対してできるだけ低い方が好ましい。本発明においては、0≦[X]/[Ag]≦0.001がより好ましい。ハロゲンイオンを添加する場合、ハロゲン種については、メモリー性向上の観点から、各ハロゲン種モル濃度総和が[I]<[Br]<[Cl]<[F]であることが好ましい。 The halogen atom as used in the field of this invention means an iodine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and a fluorine atom. When [X] / [Ag] is larger than 0.1, X− → X 2 is generated during the redox reaction of silver, and X 2 easily cross-oxidizes with blackened silver to dissolve the blackened silver. Therefore, the molar concentration of halogen atoms is preferably as low as possible relative to the molar concentration of silver. In the present invention, 0 ≦ [X] / [Ag] ≦ 0.001 is more preferable. In the case of adding halogen ions, the halogen species preferably have a total molar concentration of [I] <[Br] <[Cl] <[F] from the viewpoint of improving memory properties.
(電解質)
本発明の表示素子の電解質には、ヨウ化銀、塩化銀、臭化銀、酸化銀、硫化銀、クエン酸銀、酢酸銀、ベヘン酸銀、p−トルエンスルホン酸銀、メルカプト類との銀塩、イミノジ酢酸類との銀錯体、等の公知の銀塩化合物を用いることができる。これらの中でハロゲンやカルボン酸や銀との配位性を有する窒素原子を有しない化合物を銀塩として用いるのが好ましく、例えば、p−トルエンスルホン酸銀が好ましい。
(Electrolytes)
The electrolyte of the display element of the present invention includes silver iodide, silver chloride, silver bromide, silver oxide, silver sulfide, silver citrate, silver acetate, silver behenate, silver p-toluenesulfonate, silver with mercapto Known silver salt compounds such as salts and silver complexes with iminodiacetic acids can be used. Among these, it is preferable to use, as a silver salt, a compound that does not have a nitrogen atom having coordination properties with halogen, carboxylic acid, or silver, and for example, silver p-toluenesulfonate is preferable.
本発明に係る電解質層に含まれる銀イオン濃度は、0.2モル/kg≦[Ag]≦2.0モル/kgが好ましい。銀イオン濃度が0.2モル/kgより少ないと希薄な銀溶液となり駆動速度が遅延し、2モル/kgよりも大きいと溶解性が劣化し、低温保存時に析出が起きやすくなる傾向にあり不利である。 The silver ion concentration contained in the electrolyte layer according to the present invention is preferably 0.2 mol / kg ≦ [Ag] ≦ 2.0 mol / kg. If the silver ion concentration is less than 0.2 mol / kg, it becomes a dilute silver solution, and the driving speed is delayed. If it is greater than 2 mol / kg, the solubility deteriorates, and precipitation tends to occur during low-temperature storage, which is disadvantageous. It is.
その他の電解質材料は、前述の電気化学トランジスタの電解質と同種のものを用いることができる。 As the other electrolyte material, the same type as the electrolyte of the electrochemical transistor described above can be used.
(電解質添加の白色粒子)
本発明の表示素子においては、電解質層が白色粒子を含むことが好ましい。
(White particles with added electrolyte)
In the display element of the present invention, the electrolyte layer preferably includes white particles.
本発明に係る白色粒子としては、例えば、二酸化チタン(アナターゼ型あるいはルチル型)、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、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、ガラス、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。 Examples of the white particles according to the present invention include titanium dioxide (anatase type or rutile type), barium sulfate, calcium carbonate, aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide and zinc hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, and phosphoric acid. Magnesium hydrogen, alkaline earth metal salt, talc, kaolin, zeolite, acid clay, glass, 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、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛が好ましく用いられる。また、無機酸化物(Al2O3、AlO(OH)、SiO2等)で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えて、トリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンを用いることができる。 In the present invention, among the white particles, titanium dioxide, zinc oxide, and zinc hydroxide are preferably used. In addition, titanium dioxide surface-treated with inorganic oxides (Al 2 O 3 , AlO (OH), SiO 2, etc.), in addition to these surface treatments, trimethylolethane, triethanolamine acetate, trimethylcyclosilane, etc. Titanium dioxide subjected to organic treatment can be used.
これらの白色粒子のうち、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、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。 Of these white particles, it is more preferable to use titanium oxide or zinc oxide from the viewpoint of coloring prevention at high temperature and the reflectance of the element due to the refractive index.
(電解質添加の増粘剤)
本発明の表示素子においては、電解質層に前述の電気化学トランジスタに記載したのと同様の増粘剤を用いることができる。
(Thickener added with electrolyte)
In the display element of the present invention, the same thickener as described in the above-mentioned electrochemical transistor can be used for the electrolyte layer.
(電解質層のその他の添加剤)
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 for electrolyte layer)
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 agent, hardener, surfactant, thickener, plasticizer, slip agent, UV absorber, irradiation prevention dye, filter light absorption dye, anti-bacterial agent, polymer latex, heavy metal, antistatic agent, matting agent 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。 More specifically, these additives described above are described in detail in Research Disclosure (hereinafter abbreviated as RD), Volume 176 Item / 17643 (December 1978), Volume 184, Item / 18431 (August 1979), Volume 187. 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 分類 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
(層構成)
本発明の表示素子の対向電極間の構成層について、更に説明する。
Additive RD17643 RD18716 RD308119
Page Classification Page Classification Page
Sensitizing
Desensitizing
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
Binder 26 XXII 1003-4 IX
(Layer structure)
The constituent layers between the counter electrodes of the display element of the present invention will be further described.
本発明の表示素子に係る構成層として、正孔輸送材料を含む構成層を設けることができる。正孔輸送材料として、例えば、芳香族アミン類、トリフェニレン誘導体類、オリゴチオフェン化合物、ポリピロール類、ポリアセチレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリトルイジン誘導体、CuI、CuSCN、CuInSe2、Cu(In,Ga)Se、CuGaSe2、Cu2O、CuS、CuGaS2、CuInS2、CuAlSe2、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2O3、MoO2、Cr2O3等を挙げることができる。 As a constituent layer according to the display element of the present invention, a constituent layer containing a hole transport material can be provided. Examples of hole transport materials include aromatic amines, triphenylene derivatives, oligothiophene compounds, polypyrroles, polyacetylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polythienylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyaniline derivatives, polytoluidine derivatives, CuI, CuSCN CuInSe 2 , Cu (In, Ga) Se, CuGaSe 2 , Cu 2 O, CuS, CuGaS 2 , CuInS 2 , CuAlSe 2 , GaP, NiO, CoO, FeO, Bi 2 O 3 , MoO 2 , Cr 2 O 3 Etc.
(基板)
本発明で用いることのできる基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。また、シンジオタクチック構造ポリスチレン類も好ましい。これらは、例えば、特開昭62−117708号、特開平1−46912、同1−178505号の各公報に記載されている方法により得ることができる。更に、ステンレス等の金属製基盤や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルムに反射層を設けた支持体、特開昭62−253195号(29〜31頁)に支持体として記載されたものが挙げられる。RDNo.17643の28頁、同No.18716の647頁右欄から648頁左欄及び同No.307105の879頁に記載されたものも好ましく使用できる。これらの支持体には、米国特許第4,141,735号のようにTg以下の熱処理を施すことで、巻き癖をつきにくくしたものを用いることができる。また、これらの支持体表面を支持体と他の構成層との接着の向上を目的に表面処理を行っても良い。本発明では、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理を表面処理として用いることができる。更に公知技術第5号(1991年3月22日アズテック有限会社発行)の44〜149頁に記載の支持体を用いることもできる。更にRDNo.308119の1009頁やプロダクト・ライセシング・インデックス、第92巻P108の「Supports」の項に記載されているものが挙げられる。その他に、ガラス基板や、ガラスを練りこんだエポキシ樹脂を用いることができる。
(substrate)
Examples of the substrate that can be used in the present invention include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polycarbonates, cellulose acetate, polyethylene terephthalate, polyethylene dinaphthalene dicarboxylate, polyethylene naphthalates, polyvinyl chloride, polyimide, and polyvinyl acetal. Synthetic plastic films such as polystyrene can also be preferably used. Syndiotactic polystyrenes are also preferred. These can be obtained, for example, by the methods described in JP-A Nos. 62-117708, 1-46912 and 1-178505. Further, a metal substrate such as stainless steel, a paper support such as baryta paper and resin coated paper, and a support provided with a reflective layer on the plastic film, supported by JP-A-62-253195 (pages 29-31) The thing described as a body is mentioned. RDNo. 17643,
(電極)
本発明の表示素子においては、対向電極の少なくとも1種が金属電極であることが好ましい。金属電極としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及びそれらの合金等の公知の金属種を用いることができる。金属電極は、電解質中の銀の酸化還元電位に近い仕事関数を有する金属が好ましく、中でも銀または銀含有率80%以上の銀電極が、銀の還元状態維持の為に有利であり、また電極汚れ防止にも優れる。電極の作製方法は、蒸着法、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、CVD法等の既存の方法を用いることができる。
(electrode)
In the display element of the present invention, it is preferable that at least one of the counter electrodes is a metal electrode. As the metal electrode, for example, known metal species such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, bismuth, and alloys thereof can be used. The metal electrode is preferably a metal having a work function close to the redox potential of silver in the electrolyte. Above all, silver or a silver electrode having a silver content of 80% or more is advantageous for maintaining the reduced state of silver. Excellent in preventing dirt. As an electrode manufacturing method, an existing method such as an evaporation method, a printing method, an ink jet method, a spin coating method, or a CVD method can be used.
また、本発明の表示素子は、対向電極の少なくとも1種が透明電極であることが好ましい。透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化物)、Indium Zinc Oxide(IZO:インジウム亜鉛酸化物)、酸化スズ(FTO)、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。電極をこのように形成するには、例えば、基板上にITO膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ITO膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。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。 In the display element of the present invention, it is preferable that at least one of the counter electrodes is a transparent electrode. The transparent electrode is not particularly limited as long as it is transparent and conducts electricity. For example, Indium Tin Oxide (ITO: Indium Tin Oxide), Indium Zinc Oxide (IZO: Indium Zinc Oxide), Tin Oxide (FTO), Indium Oxide, Zinc Oxide, Platinum, Gold, Silver, Rhodium, Copper, Chromium, Examples thereof include carbon, aluminum, silicon, amorphous silicon, and BSO (Bismuth Silicon Oxide). In order to form the electrode in this manner, for example, an ITO film may be vapor-deposited on the substrate by a sputtering method or the like, or an ITO film may be formed on the entire surface and then patterned by a photolithography method. 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.
(表示素子のその他の構成要素)
本発明の表示素子には、必要に応じて、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子を用いることができる。
(Other components of the display element)
In the display element of the present invention, a sealant, a columnar structure, and spacer particles can be used as necessary.
シール剤は外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エンーチオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。 Sealing agent is for sealing so as not to leak outside, and is also called sealing agent, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, enthiol resin, silicone resin, modified polymer resin A curing type such as a thermosetting type, a photocuring type, a moisture curing type, an anaerobic curing type, etc. can be used.
柱状構造物は、基板間の強い自己保持性(強度)を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、且つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が1〜40%であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。 The columnar structure provides strong self-holding (strength) between the substrates, for example, a columnar body, a quadrangular columnar body, an elliptical columnar body, a trapezoidal array arranged in a predetermined pattern such as a lattice arrangement. A columnar structure such as a columnar body can be given. Alternatively, stripes arranged at predetermined intervals may be used. This columnar structure is not a random array, but can be properly maintained at intervals of the substrate, such as an evenly spaced array, an array in which the interval gradually changes, and an array in which a predetermined arrangement pattern is repeated at a constant period. The arrangement is preferably considered so as not to disturb the display. If the ratio of the area occupied by the columnar structure in the display area of the display element is 1 to 40%, a practically sufficient strength as a display element can be obtained.
一対の基板間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。 A spacer may be provided between the pair of substrates for uniformly maintaining a gap between the substrates. Examples of the spacer include a sphere made of resin or inorganic oxide. Further, a fixed spacer having a surface coated with a thermoplastic resin is also preferably used. In order to hold the gap between the substrates uniformly, only the columnar structure may be provided, but both the spacer and the columnar structure may be provided, or instead of the columnar structure, only the spacer is used as the space holding member. May be used. The diameter of the spacer is equal to or less than the height of the columnar structure, preferably equal to the height. When the columnar structure is not formed, the diameter of the spacer corresponds to the thickness of the cell gap.
(スクリーン印刷)
本発明においては、シール剤、柱状構造物、電極パターン等をスクリーン印刷法で形成することもできる。スクリーン印刷法は、所定のパターンが形成されたスクリーンを基板の電極面上に被せ、スクリーン上に印刷材料(柱状構造物形成のための組成物、例えば、光硬化性樹脂など)を載せる。そして、スキージを所定の圧力、角度、速度で移動させる。これによって、印刷材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写される。次に、転写された材料を加熱硬化、乾燥させる。スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する場合、樹脂材料は光硬化性樹脂に限られず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニールエーテル樹脂、ポリビニールケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニールピロリドン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂等が挙げられる。樹脂材料は樹脂を適当な溶剤に溶解するなどしてペースト状にして用いることが望ましい。
(Screen printing)
In the present invention, a sealant, a columnar structure, an electrode pattern, and the like can be formed by a screen printing method. In the screen printing method, a screen on which a predetermined pattern is formed is placed on an electrode surface of a substrate, and a printing material (a composition for forming a columnar structure, such as a photocurable resin) is placed on the screen. Then, the squeegee is moved at a predetermined pressure, angle, and speed. Thereby, the printing material is transferred onto the substrate through the pattern of the screen. Next, the transferred material is heat-cured and dried. When the columnar structure is formed by the screen printing method, the resin material is not limited to a photocurable resin, and for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or an acrylic resin or a thermoplastic resin can also be used. As thermoplastic resins, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl acetate resin, polymethacrylate resin, polyacrylate resin, polystyrene resin, polyamide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, fluororesin, polyurethane resin , Polyacrylonitrile resin, polyvinyl ether resin, polyvinyl ketone resin, polyether resin, polyvinyl pyrrolidone resin, saturated polyester resin, polycarbonate resin, chlorinated polyether resin and the like. The resin material is preferably used in the form of a paste by dissolving the resin in an appropriate solvent.
以上のようにして柱状構造物等を基板上に形成した後は、所望によりスペーサーを少なくとも一方の基板上に付与し、一対の基板を電極形成面を対向させて重ね合わせ、空セルを形成する。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しながら加熱することにより、貼り合わせて、表示セルが得られる。表示素子とするには、基板間に電解質組成物を真空注入法等によって注入すればよい。あるいは、基板を貼り合わせる際に、一方の基板に電解質組成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組成物を封入するようにしてもよい。 After the columnar structure or the like is formed on the substrate as described above, a spacer is provided on at least one of the substrates as desired, and the pair of substrates are overlapped with the electrode formation surfaces facing each other to form an empty cell. . A pair of stacked substrates is heated while being pressed from both sides, whereby the display cells are obtained. In order to obtain a display element, an electrolyte composition may be injected between substrates by a vacuum injection method or the like. Alternatively, when the substrates are bonded together, the electrolyte composition may be dropped on one substrate, and the liquid crystal composition may be sealed simultaneously with the bonding of the substrates.
(表示素子駆動方法)
本発明の表示素子においては、析出過電圧以上の電圧印加で黒化銀を析出させ、析出過電圧以下の電圧印加で黒化銀の析出を継続させる駆動操作を行なうことが好ましい。この駆動操作を行なうことにより、書き込みエネルギーの低下や、駆動回路負荷の低減や、画面としての書き込み速度を向上させることができる。一般に電気化学分野の電極反応において過電圧が存在することは公知である。例えば、過電圧については「電子移動の化学−電気化学入門」(1996年 朝倉書店刊)の121ページに詳しい解説がある。本発明の表示素子も電極と電解質中の銀との電極反応と見なすことができるので、銀溶解析出においても過電圧が存在することは容易に理解できる。過電圧の大きさは交換電流密度が支配するので、本発明のように黒化銀が生成した後に析出過電圧以下の電圧印加で黒化銀の析出を継続できるということは、黒化銀表面の方が余分な電気エネルギーが少なく容易に電子注入が行なえると推定される。
(Display element driving method)
In the display element of the present invention, it is preferable to perform a driving operation in which silver black is precipitated by applying a voltage equal to or higher than the precipitation overvoltage, and silver black is continuously precipitated by applying a voltage lower than the precipitation overvoltage. By performing this driving operation, the writing energy can be reduced, the driving circuit load can be reduced, and the writing speed as a screen can be improved. It is generally known that overvoltage exists in electrode reactions in the electrochemical field. For example, overvoltage is described in detail on page 121 of “Introduction to Chemistry of Electron Transfer—Introduction to Electrochemistry” (published by Asakura Shoten in 1996). Since the display element of the present invention can also be regarded as an electrode reaction between the electrode and silver in the electrolyte, it can be easily understood that overvoltage exists even in silver dissolution precipitation. Since the magnitude of the overvoltage is governed by the exchange current density, it is possible to continue silver black precipitation by applying a voltage equal to or lower than the precipitation overvoltage after the formation of silver black as in the present invention. However, it is estimated that electron injection can be easily performed with little extra electric energy.
(商品適用)
本発明の表示素子は、電子書籍分野、IDカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェーカード、運転免許証、病院の診察カード、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
(Product application)
The display element of the present invention can be used in an electronic book field, an ID card field, a public field, a traffic field, a broadcast field, a payment field, a distribution logistics field, and the like. Specifically, keys for doors, student ID cards, employee ID cards, various membership cards, convenience store cards, department store cards, vending machine cards, gas station cards, subway and railway cards, bus cards, Cash cards, credit cards, highway cards, driver's licenses, hospital examination cards, health insurance cards, Basic Resident Registers, passports, electronic books, etc.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to this.
実施例1
《電気化学トランジスタの作製》
ポリエチレンテレフタレート上にポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)にポリスチレンスルホン酸をドープした導電性高分子水溶液(固形分1%)を乾燥厚み0.2μm、図2のパターンになるようにスクリーン印刷を用いて付与し、60℃で1時間乾燥した。
Example 1
<< Production of electrochemical transistor >>
Screen-printed poly (3,4-ethylenedioxythiophene) on poly (3,4-ethylenedioxythiophene), a conductive polymer aqueous solution doped with polystyrene sulfonic acid (solid content 1%), with a dry thickness of 0.2 μm and the pattern shown in FIG. And dried at 60 ° C. for 1 hour.
次いで、銀ペーストインクを用いて、ソース接点、ドレイン接点、ゲート接点、第1対向電極を形成した。次いでポリスチレンスルホン酸(33質量%)、グリセロール(8質量%)、D−ソルビトール(8質量%)水溶液を、図2に示す位置に乾燥厚みが10μmになるように塗布し、60℃で1時間乾燥した。 Next, using silver paste ink, a source contact, a drain contact, a gate contact, and a first counter electrode were formed. Next, an aqueous solution of polystyrene sulfonic acid (33% by mass), glycerol (8% by mass) and D-sorbitol (8% by mass) was applied to the position shown in FIG. Dried.
《表示素子の作製》
〔表示要素1の作製〕
(電解質液1の作製)
ジメチルスルホキシド2.5g中に、ヨウ化ナトリウム90mg、ヨウ化銀75mgを加えて完全に溶解させた後に、酸化チタン(一次平均粒径30nm)0.5gを加えて超音波分散機にて酸化チタンを分散させた。この溶液にポリビニルアルコール(重合度4500、ケン化度87〜89%)を150mg加えて120℃に加熱しながら1時間攪拌し、電解質液1を得た。
<< Production of display element >>
[Production of display element 1]
(Preparation of electrolyte solution 1)
After adding 90 mg of sodium iodide and 75 mg of silver iodide in 2.5 g of dimethyl sulfoxide and completely dissolving it, 0.5 g of titanium oxide (primary average particle size 30 nm) is added and titanium oxide is added using an ultrasonic disperser. Was dispersed. 150 mg of polyvinyl alcohol (polymerization degree 4500, saponification degree 87-89%) was added to this solution, and it stirred for 1 hour, heating at 120 degreeC, and the electrolyte solution 1 was obtained.
(表示素子1の作製)
電解質液1に平均粒子径50μmのポリアクリル製の球形ビーズを体積分率が10%になるように加えて攪拌した溶液を、第1対向電極の上に塗布し、その上からITO電極を挟み込んで、9.8kPa圧力で押圧し、周辺部をオレフィン系封止剤で封止して表示素子を作製した。
(Preparation of display element 1)
A solution obtained by adding polyacrylic spherical beads having an average particle diameter of 50 μm to the electrolyte solution 1 so as to have a volume fraction of 10% is applied onto the first counter electrode, and the ITO electrode is sandwiched between them. Thus, pressing was performed at a pressure of 9.8 kPa, and the peripheral portion was sealed with an olefin-based sealant to produce a display element.
(駆動、評価)
ゲート接点とソース接点間に0V、0.3V、0.6V,0.9Vの電圧(Vg)をそれぞれ20秒間印加した。その後、ソース接点と第2対向電極間に1.5Vの電圧を200m秒印加し、ミノルタ製分光測色計CM−3700dによりITO電極上面から550nmにおける反射率を測定した。得られた結果を表1に示す。
(Drive, evaluation)
A voltage (Vg) of 0 V, 0.3 V, 0.6 V, and 0.9 V was applied for 20 seconds between the gate contact and the source contact. Thereafter, a voltage of 1.5 V was applied between the source contact and the second counter electrode for 200 msec, and the reflectance at 550 nm from the upper surface of the ITO electrode was measured with a Minolta spectrocolorimeter CM-3700d. The obtained results are shown in Table 1.
表1で明らかな様に、本発明の表示装置は、電気化学トランジスタのスイッチング制御により表示要素の反射率を変化できることが分かった。 As is apparent from Table 1, it was found that the display device of the present invention can change the reflectance of the display element by switching control of the electrochemical transistor.
表1の状態からソース接点と第2対向電極間にそれぞれ−1.5Vの電圧を400m秒印加したところ反射率はそれぞれ64%にもどりスイッチングメモリー性があることがわかった。 From the state of Table 1, when a voltage of −1.5 V was applied between the source contact and the second counter electrode for 400 msec, the reflectivity returned to 64% and it was found that there was a switching memory property.
次に、この状態からゲート接点とソース接点間にそれぞれ0,−0.3,−0.6、−0.9Vを印加しソース接点と第2対向電極間に1.5Vの電圧を200m秒印加したところ、反射率はそれぞれ64%でありスイッチ初期状態にもどることがわかった。 Next, from this state, 0, -0.3, -0.6, and -0.9 V are applied between the gate contact and the source contact, respectively, and a voltage of 1.5 V is applied between the source contact and the second counter electrode for 200 milliseconds. When applied, the reflectivity was 64%, and it was found that the switch returned to the initial state.
実施例2
実施例1の表示素子1の電解質液1を、電解質液2に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。得られた結果を表2に示す。表2で明らかな様に、表示装置2は、電気化学トランジスタのスイッチング制御により表示要素の反射率を変化でき、実施例1よりさらに高コントラストな表示素子が得られることが分かった。
Example 2
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the electrolyte solution 1 of the display element 1 of Example 1 was changed to the
(電解質液2の作製)
プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート(質量比7/3)2.5g中に、p−トルエンスルホン酸銀100mg、3,6−ジチア−1,8−オクタンジオール150mg、メルカプトトリアゾール1mgを加えて完全に溶解させた後に、酸化チタン(一次平均粒径30nm)0.5gを加えて超音波分散機にて酸化チタンを分散させた。
(Preparation of electrolyte solution 2)
In 2.5 g of propylene carbonate / ethylene carbonate (mass ratio 7/3), 100 mg of silver p-toluenesulfonate, 150 mg of 3,6-dithia-1,8-octanediol and 1 mg of mercaptotriazole were added and completely dissolved. Thereafter, 0.5 g of titanium oxide (primary average particle size 30 nm) was added, and the titanium oxide was dispersed with an ultrasonic disperser.
この溶液にポリビニルアルコール(重合度4500、ケン化度87〜89%)を150mg加えて120℃に加熱しながら1時間攪拌し、電解質液2を得た。
150 mg of polyvinyl alcohol (polymerization degree 4500, saponification degree 87-89%) was added to this solution, and it stirred for 1 hour, heating at 120 degreeC, and the
実施例3
以下に示す内容以外は、実施例1または2と全く同様にして表示素子3〜8を作製し、同様の評価を行った。
Example 3
Except for the contents described below, display elements 3 to 8 were produced in the same manner as in Example 1 or 2, and the same evaluation was performed.
表示素子3は、表示素子1の導電性高分子水溶液に二酸化ケイ素(平均一次粒径30nm)を固形分0.2%添加した。 In the display element 3, silicon dioxide (average primary particle size 30 nm) was added to the conductive polymer aqueous solution of the display element 1 in a solid content of 0.2%.
表示素子4は、表示素子1のヨウ化ナトリウムを臭化リチウム、ヨウ化銀を塩化ビスマスに変更した。 In the display element 4, the sodium iodide of the display element 1 was changed to lithium bromide and the silver iodide was changed to bismuth chloride.
表示素子5は、表示素子2のプロピレンカーボネート/エチレンカーボネートをジメチルホルムアミドに変更した。
For the display element 5, the propylene carbonate / ethylene carbonate of the
表示素子6は、表示素子5の3,6−ジチア−1,8−オクタンジオールを除き、メルカプトイミダゾールを300mgに変更した。 In the display element 6, the 3,6-dithia-1,8-octanediol of the display element 5 was removed, and mercaptoimidazole was changed to 300 mg.
表示素子7は、表示素子5のメルカプトトリアゾールを除いた。 For the display element 7, the mercaptotriazole of the display element 5 was excluded.
表示素子8は、表示素子2のp−トルエンスルホン酸銀を臭化銀に変更した。
In the display element 8, the silver p-toluenesulfonate of the
評価結果を表3に示す。表3で明らかな様に、表示素子3〜8は、電気化学トランジスタのスイッチング制御により表示要素の反射率を変化でき、本発明の要件を満たす表示素子が高コントラストであることが分かった。 The evaluation results are shown in Table 3. As apparent from Table 3, it was found that the display elements 3 to 8 can change the reflectance of the display element by switching control of the electrochemical transistor, and the display elements satisfying the requirements of the present invention have high contrast.
1 ソース
2 ドレイン
3 第1ゲート
4 第2ゲート
5 ソース接点
6 ドレイン接点
7 第1ゲート接点
8 第2ゲート接点
9 電解質
10 スイッチ
23 ゲート
27 ゲート接点
31 第1対向電極
32 第2対向電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
ソース接点、ドレイン接点及び少なくとも1つのゲート接点と、
ソース、ドレイン及び少なくとも1つのゲートに、電気的に接触している電解質と、を有する電気化学トランジスタと、
対向電極間にエレクトロデポジション型表示要素を含む表示素子とを有し、
該対向電極の少なくとも一方の電極が、該電気化学トランジスタの該ソース、ドレイン接点のうちの少なくとも1つの接点に電気的に接続されていることを特徴とする表示素子。 A source, a drain and at least one gate comprising an electrochemically active element comprising an organic compound;
A source contact, a drain contact and at least one gate contact;
An electrochemical transistor having an electrolyte in electrical contact with the source, drain and at least one gate;
A display element including an electrodeposition type display element between the counter electrodes;
A display element, wherein at least one electrode of the counter electrode is electrically connected to at least one of the source and drain contacts of the electrochemical transistor.
式(1)
0 ≦ [X]/[Ag] ≦ 0.01 The molar concentration of halogen ions or halogen atoms contained in the electrodeposition-type display element is [X] (mol / kg), and the total moles of silver contained in the electrolyte layer or silver contained in the chemical structure in the chemical structure. The display element according to claim 2, wherein when the concentration is [Ag] (mol / kg), the condition defined by the following formula (1) is satisfied.
Formula (1)
0 ≦ [X] / [Ag] ≦ 0.01
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