JP2006301268A - Image display device and image forming method - Google Patents

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Takashi Kato
隆志 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display element which has high durability, under repeated use. <P>SOLUTION: The present invention is an image display device comprising an electrode layer, a layer including at least one layer of the electrochromic dye, and a layer including a fluorescent whitening agent which can absorb 90% or higher of at least one layer of a light of 200-410 nm, and an image forming method which uses the image display device. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エレクトロクロミック色素を含む画像表示装置及び画像形成方法に関し、特に、特定の蛍光増白剤を含む層を有し、エレクトロクロミック色素を含む画像表示装置、及び該画像表示装置を用いる画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image display device including an electrochromic dye and an image forming method, and more particularly to an image display device including a layer containing a specific fluorescent whitening agent and including an electrochromic dye, and an image using the image display device. It relates to a forming method.

近年、明るく見やすい省消費電力なフルカラー表示材料の提供が求められている。例えば、CRT、PDP、ELD等の自発光型素子は明るく見やすいが、消費電力が大きいという問題がある。また、いわゆる電子ペーパーと呼ばれる画像表示装置として種々の表示方式のものが提案されている。   In recent years, there has been a demand for providing full-color display materials that are bright and easy to see and have low power consumption. For example, self-luminous elements such as CRT, PDP, and ELD are bright and easy to see, but have a problem of high power consumption. Also, various display methods have been proposed as an image display device called so-called electronic paper.

液晶表示素子(LCD)については、透過型LCDはバックライトを使用するため消費電力はやや大きく、視野角依存性があり明るく見やすいとはいえない。また、反射型LCDは省消費電力であるが、視野角依存性があり、カラーフィルタを用いた並置混合法でカラー画像を形成しているが、この方式では白が表現できず、暗い画面になってしまうという問題がある。さらに、反射型表示素子において、素子を2〜3層積層したものについては、構造が複雑となり、製造プロセス確立のための技術的課題は困難であり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。   As for a liquid crystal display element (LCD), a transmissive LCD uses a backlight, and thus consumes a little power, has a viewing angle dependency, and cannot be said to be bright and easy to see. In addition, the reflective LCD consumes less power but has a viewing angle dependency and forms a color image by the side-by-side mixing method using a color filter, but this method cannot express white and produces a dark screen. There is a problem of becoming. Further, in the reflection type display element in which two to three layers of elements are laminated, the structure becomes complicated, and technical problems for establishing a manufacturing process are difficult, and there is a problem that the manufacturing cost becomes high. .

他方、電気化学的な酸化還元反応によって物質の光吸収が可逆的に変化する色素、いわゆるエレクトロクロミック色素(以下、「EC色素」と称する場合あり。)を用いた表示素子に、エレクトロクロミック素子(EC素子)がある。EC素子は、例えば、透明電極間にEC色素を含む薄膜と電解液又は固体電解質とを積層した構造、又は、EC色素を電解液に溶解した構造を持つ。EC素子は、積層したEC色素を含む薄膜と固体電解質とに、透明電極を介して電圧を印加することにより、電気化学的な酸化還元反応によって、EC色素を含む薄膜の全面が可逆的に発消色反応する。   On the other hand, a display element using a dye whose light absorption of a substance reversibly changes by an electrochemical oxidation-reduction reaction, a so-called electrochromic dye (hereinafter sometimes referred to as an “EC dye”) is applied to an electrochromic element ( EC element). The EC element has, for example, a structure in which a thin film containing an EC dye and an electrolytic solution or a solid electrolyte are stacked between transparent electrodes, or a structure in which an EC dye is dissolved in an electrolytic solution. An EC element reversibly generates an entire surface of a thin film containing an EC dye by an electrochemical oxidation-reduction reaction by applying a voltage to the laminated thin film containing the EC dye and the solid electrolyte through a transparent electrode. Decolorization reaction.

EC素子は、駆動電圧が低く、メモリー性があり、光吸収型であるので、強い外光下でも明瞭な視野角依存性のない表示が得られる。このため、自動車用防眩ミラーや調光ガラスとして優れた特性を有している。
また、EC素子は、偏光板等が不要であり、視野角依存性がなく受光型で視認性に優れ、構造が簡単で大型化が容易である。
更に、前記EC色素を含む薄膜の選択により多様な色調が得られ、電子の移動を遮断し酸化還元状態を保持するだけで表示状態を静止できる(即ち、メモリー性を有する。)。
EC素子は、表示状態を維持するのに電力が不要であり、消費電力が少ない等の種々の利点を有する(例えば、特許文献1〜3参照。)。
Since the EC element has a low driving voltage, a memory property, and a light absorption type, a clear display with no viewing angle dependency can be obtained even under strong external light. For this reason, it has the characteristic outstanding as a glare-proof mirror for motor vehicles, and light control glass.
Further, the EC element does not require a polarizing plate or the like, has no viewing angle dependency, has a light receiving type and has excellent visibility, has a simple structure, and can be easily enlarged.
Furthermore, by selecting a thin film containing the EC dye, various color tones can be obtained, and the display state can be stopped (ie, having a memory property) simply by blocking the movement of electrons and maintaining the redox state.
EC elements do not require power to maintain the display state, and have various advantages such as low power consumption (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

一方、光書込み方式は、プラスチック基板上に適用することが可能であるものの、従来のEC素子では、繰り返し使用している際に、紫外線の照射によりEC色素が分解してしまうという課題がある。
紫外線の照射によるEC色素の分解を抑制するために、紫外線を吸収する化合物を含む紫外線吸収層が設置されたEC素子が提案されているが(例えば、特許文献4参照。)、依然として、不十分な場合があった。この提案では、ベンゾトリアゾール系化合物が用いられており、その分光特性から410nmの光は10%以上透過している。
特開平9−120088号公報 特開平7−152050号公報 特開平6−242474号公報 特開平8−271872号公報
On the other hand, although the optical writing method can be applied on a plastic substrate, the conventional EC element has a problem that the EC dye is decomposed by irradiation with ultraviolet rays when repeatedly used.
In order to suppress the decomposition of the EC dye due to the irradiation of ultraviolet rays, an EC element having an ultraviolet absorbing layer containing a compound that absorbs ultraviolet rays has been proposed (for example, see Patent Document 4), but still insufficient. There was a case. In this proposal, a benzotriazole-based compound is used, and 410 nm light is transmitted through 10% or more due to its spectral characteristics.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-120088 JP 7-152050 A JP-A-6-242474 JP-A-8-271872

かかる状況下、発明者が検討したところ、表示性能の高い電子ペーパーを実現するためには、EC素子を作製する必要があるが、紫外線の照射によりEC色素の性能が劣化してしまうという問題があることが分かった。
本発明は上記課題を解決することを目的としたものであって、EC色素が紫外線の照射による分解等で劣化しにくく表示性能の高い画像表示装置、及び該画像表示装置を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
Under such circumstances, the inventors have examined that, in order to realize an electronic paper with high display performance, it is necessary to produce an EC element, but there is a problem that the performance of the EC dye deteriorates due to ultraviolet irradiation. I found out.
An object of the present invention is to solve the above-described problem, and an EC display device that is not easily deteriorated due to decomposition or the like due to ultraviolet irradiation, and has a high display performance, and an image forming method using the image display device The purpose is to provide.

かかる状況のもと、発明者が鋭意検討した結果、下記手段を採用することにより、本発明の課題を解決しうることを見出した。   Under such circumstances, as a result of intensive studies by the inventors, it has been found that the problems of the present invention can be solved by adopting the following means.

<1> 支持体上に、電極層と、少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層と、少なくとも1層の200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収する蛍光増白剤を含む層と、を有することを特徴とする画像表示装置。 <1> On the support, an electrode layer, a layer containing at least one electrochromic dye, and at least one layer containing a fluorescent brightener that absorbs 90% or more of light of 200 nm to 410 nm inclusive. An image display device comprising:

<2> 前記蛍光増白剤を含む層が、更に紫外線吸収剤を含むことを特徴とする前記<1>に記載の画像表示装置。 <2> The image display device according to <1>, wherein the layer containing the fluorescent brightening agent further contains an ultraviolet absorber.

<3> 支持体上に、第一電極層、前記少なくとも1層エレクトロクロミック色素を含む層、光導電層、前記蛍光増白剤を含む層、及び第二電極層を有し、前記第一電極層及び前記第二電極層からなる電極層間に、前記エレクトロクロミック色素を含む層及び前記光導電層を有することを特徴とする前記<1>又は<2>に記載の画像表示装置。 <3> A first electrode layer, a layer containing at least one electrochromic dye, a photoconductive layer, a layer containing the fluorescent brightening agent, and a second electrode layer on the support, the first electrode The image display device according to <1> or <2>, wherein the electrochromic dye-containing layer and the photoconductive layer are provided between electrode layers including the layer and the second electrode layer.

<4> 前記第一電極層及び前記第二電極層の少なくとも一方が透明電極であり、前記電極層間に前記透明電極の一方又は両方に隣接して半導体ナノ多孔質層が設けられ、該半導体ナノ多孔質層が前記少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層であることを特徴とする前記<3>に記載の画像表示装置。 <4> At least one of the first electrode layer and the second electrode layer is a transparent electrode, and a semiconductor nanoporous layer is provided between the electrode layers adjacent to one or both of the transparent electrodes. The image display device according to <3>, wherein the porous layer is a layer containing the at least one electrochromic dye.

<5> 前記少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層が、異なる色に発色する複数のエレクトロクロミック色素を含む層であることを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の画像表示装置。 <5> The method according to any one of <1> to <4>, wherein the layer containing at least one electrochromic dye is a layer containing a plurality of electrochromic dyes that develop different colors. The image display device described.

<6> 前記光導電層が、有機光導電体を主成分とすることを特徴とする前記<3>〜<5>のいずれか1項に記載の画像表示装置。 <6> The image display device according to any one of <3> to <5>, wherein the photoconductive layer contains an organic photoconductor as a main component.

<7> 前記エレクトロミック色素が、有機系色素であることを特徴とする前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の画像表示素子。 <7> The image display element according to any one of <1> to <6>, wherein the electromic dye is an organic dye.

<8> 前記光導電層が、可視光によって導電性が変化することをことを特徴とする前記<3>〜<7>のいずれか1項に記載の画像表示装置。 <8> The image display device according to any one of <3> to <7>, wherein conductivity of the photoconductive layer is changed by visible light.

<9> 前記蛍光増白剤が、ベンゾオキサゾール誘導体であることを特徴とする前記<1>〜<8>のいずれか1項に記載の画像表示装置。 <9> The image display device according to any one of <1> to <8>, wherein the optical brightener is a benzoxazole derivative.

<10> 前記ベンゾオキサゾール誘導体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする前記<9>に記載の画像表示装置。

Figure 2006301268
<10> The image display device according to <9>, wherein the benzoxazole derivative is represented by the following general formula (1).
Figure 2006301268

一般式(1)中、R1及びR4は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルキコキシ基を表し、R2及びR3は、アルキル基を表し、Aは、置換アリール又はエテニル基を表す。 In general formula (1), R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, R 2 and R 3 represent an alkyl group, and A represents a substituted aryl or ethenyl group. To express.

<11> 前記<1>〜<10>のいずれか1項に記載の画像表示装置を用いて、200nm以上410nm以下の光が90%以上吸収され、かつ実質的に410nm以上700nm以下の光によって光書き込みを行うことを特徴とする画像形成方法。 <11> Using the image display device according to any one of <1> to <10>, light of 200 nm to 410 nm is absorbed by 90% or more, and substantially light of 410 nm to 700 nm is absorbed. An image forming method characterized by performing optical writing.

本発明によれば、少なくとも1層の200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収する蛍光増白剤を含む層を有することにより、EC色素が紫外線の照射による分解等で劣化しにくく表示性能の高い画像表示装置、好ましくは光書込み画像表示装置、更にこれら画像表示装置を用いた画像形成方法を提供できる。さらに、光導電層(特に、有機光導電体(層))を有する場合、光導電層の光分解等が抑制されて、耐久性が向上する。   According to the present invention, by having at least one layer containing a fluorescent brightening agent that absorbs 90% or more of light of 200 nm to 410 nm, the EC dye is hardly deteriorated due to decomposition or the like due to ultraviolet irradiation. A high image display device, preferably an optically written image display device, and an image forming method using these image display devices can be provided. Furthermore, when a photoconductive layer (particularly, an organic photoconductor (layer)) is provided, photodecomposition of the photoconductive layer is suppressed and durability is improved.

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。   Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.

本発明の画像表示装置は、支持体上に、電極層と、エレクトロクロミック色素を含む層と、200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収する蛍光増白剤を含む層と、を有することを特徴とする。
EC色素が紫外線によって分解される場合があったが、本発明では、200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収する蛍光増白剤を含む層を別途設けることで、EC色素の性能が紫外線の照射によっても劣化せず、耐久性を高めることに成功した。
なお、紫外線吸収剤を含有する紫外線吸収層を設ける特開平8−271872号公報等の発明の場合に比べ、蛍光増白剤を含む層を別途設けると、紫外線の照射による劣化を抑制すると同時に、白地表示における白色度が高くなるため、視認性に優れた画像表示が可能となり好適である。
The image display device of the present invention has, on a support, an electrode layer, a layer containing an electrochromic dye, and a layer containing a fluorescent brightening agent that absorbs 90% or more of light of 200 nm to 410 nm. Features.
In some cases, the EC dye is decomposed by ultraviolet rays. In the present invention, by separately providing a layer containing a fluorescent brightening agent that absorbs 90% or more of light of 200 nm or more and 410 nm or less, the performance of the EC dye can be improved. It was not deteriorated by irradiation and succeeded in improving durability.
In addition, compared with the case of the invention such as JP-A-8-271872 in which an ultraviolet absorbing layer containing an ultraviolet absorber is provided, when a layer containing a fluorescent brightening agent is separately provided, at the same time, deterioration due to ultraviolet irradiation is suppressed, Since the whiteness in white background display is increased, it is possible to display an image with excellent visibility.

<支持体>
本発明に用いられる支持体としては、プラスチック基板、ガラス基板、紙、金属基板などが用いられるが、好ましくは、プラスチック基板である。プラスチック基板としては、たとえば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シンジオタクチックポリスチレンン(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルフォン(PSF)、ポリエステルスルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、環状ポリオレフィン、ポリイミド(PI)などが挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート(PET)である。
<Support>
As the support used in the present invention, a plastic substrate, a glass substrate, paper, a metal substrate or the like is used, and a plastic substrate is preferable. Examples of the plastic substrate include triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate ( PAr), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PES), polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, polyimide (PI) and the like. Polyethylene terephthalate (PET) is preferable.

前記樹脂としては、熱膨張係数が30ppm/℃以下のものが好ましい。ここで言う熱膨張係数は、TMA8310(理学電気株式会社製、Thermo Plusシリーズ)にて測定した。例えば、PET(東レルミラー、15ppm/℃),PEN(DuPont−Teijin Q65A 20ppm/℃),PI(宇部興産ユーピレックス、20ppm/℃)、アラミド樹脂(帝人、2ppm/℃)などが上げられる。   The resin preferably has a thermal expansion coefficient of 30 ppm / ° C. or less. The thermal expansion coefficient said here was measured in TMA8310 (The Rigaku Denki Co., Ltd. make, Thermo Plus series). For example, PET (East Reel Miller, 15 ppm / ° C.), PEN (DuPont-Teijin Q65A 20 ppm / ° C.), PI (Ube Industries Upilex, 20 ppm / ° C.), aramid resin (Teijin, 2 ppm / ° C.) and the like can be mentioned.

また、以下にあげる様な、ガラス転移点(Tg)が150℃以上の樹脂に、ゾルゲル法、ガラスクロス、ガラスファイバー等の無機物を添加して、30ppm以下の熱膨張係数を達成しても良い。   Further, by adding an inorganic substance such as a sol-gel method, glass cloth, or glass fiber to a resin having a glass transition point (Tg) of 150 ° C. or higher as described below, a thermal expansion coefficient of 30 ppm or less may be achieved. .

好ましい例としては(括弧内の温度はTgを示す。)、ポリカーボネート樹脂(例えば、出光興産社製、タフロン、PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン樹脂(例えば日本ゼオン(株)製;ゼオノア1600:160℃、JSR(株)製;アートン:170℃)、ポリアリレート樹脂(ユニチカ社製;Uポリマー、PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン樹脂(住友化学社製;ポリエーテルスルホン、PES:220℃)、ポリスルホン樹脂(東レ社製;トレスルホン、PSF:190℃)、ポリエステル樹脂(例えば鐘紡(株)製;O−PET:125℃、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584の実施例1の化合物:162℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂(BCF−PC:特開2000−227603の実施例−4の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート樹脂(IP−PC:特開2000−227603の実施例−5の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616の実施例−1の化合物:300℃以上)のものが挙げられる。また、下記式(A)で表わされるビスフェノールをビスフェノール成分とするポリカーボネート樹脂も好ましい例として挙げられる。   Preferable examples (temperature in parentheses indicates Tg), polycarbonate resin (for example, Idemitsu Kosan Co., Ltd., Toughlon, PC: 140 ° C.), alicyclic polyolefin resin (for example, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd .; ZEONOR 1600) : 160 ° C, manufactured by JSR Corporation; Arton: 170 ° C, polyarylate resin (manufactured by Unitika; U polymer, PAr: 210 ° C), polyethersulfone resin (manufactured by Sumitomo Chemical; polyethersulfone, PES: 220) ° C), polysulfone resin (Toray Industries, Inc .; Tresulfone, PSF: 190 ° C), polyester resin (eg Kanebo Co., Ltd .; O-PET: 125 ° C, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate), cycloolefin copolymer (COC: special Compound of Example 1 of open 2001-150584: 162 ° C., fluo Ring-modified polycarbonate resin (BCF-PC: compound of Example 4 of JP-A 2000-227603: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate resin (IP-PC: compound of Example 5 of JP-A 2000-227603): 205 ° C.) and acryloyl compounds (the compound of Example-1 of JP-A-2002-80616: 300 ° C. or higher). A polycarbonate resin having a bisphenol component represented by the following formula (A) as a bisphenol component is also preferred.

Figure 2006301268
Figure 2006301268

一般式(A)中、R21、R22、R23及びR24は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、Xは、炭素数5〜10のシクロアルキレン基、炭素数7〜15のアラアルキレン基又は炭素数1〜5のハロアルキレン基である。 In the general formula (A), R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X is a cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms and a carbon number It is a 7-15 araalkylene group or a C1-C5 haloalkylene group.

Xで表される炭素数5〜10のシクロアルキレン基として、例えば、1,1−シクロペンチレン基、1,1−シクロヘキシレン基、1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレン基、ノルボルナン−2,2−ジイル基、トリシクロ[5.2.1.0.2.6]デカン−8、8’−ジイル基が挙げられ、特に1,1−シクロヘキシレン基、1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレン基が好適に用いられる。   Examples of the cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms represented by X include 1,1-cyclopentylene group, 1,1-cyclohexylene group, 1,1- (3,3,5-trimethyl) cyclohexylene. Group, norbornane-2,2-diyl group, tricyclo [5.2.1.2.6] decane-8,8'-diyl group, especially 1,1-cyclohexylene group, 1,1 -(3,3,5-trimethyl) cyclohexylene group is preferably used.

Xで表される炭素数7〜15のアラアルキレン基としては、例えば、フェニルメチレン基、ジフェニルメチレン基、1,1−(1−フェニル)エチレン基、9,9−フルオレニレン基が挙げられる。   Examples of the aralkylene group having 7 to 15 carbon atoms represented by X include a phenylmethylene group, a diphenylmethylene group, a 1,1- (1-phenyl) ethylene group, and a 9,9-fluorenylene group.

Xで表される炭素数1〜5のハロアルキレン基としては、2,2−ヘキサフルオロプロピレン基、2,2−(1,1,3,3−テトラフルオロ−1,3−ジシクロ)プロピレン基等が好適に用いられる。   Examples of the haloalkylene group having 1 to 5 carbon atoms represented by X include a 2,2-hexafluoropropylene group and a 2,2- (1,1,3,3-tetrafluoro-1,3-dicyclo) propylene group. Etc. are preferably used.

本発明のプラスチック基板として使用される樹脂の構造単位はそれぞれ1種類だけであっても2種類以上が混合されていてもよい。また本発明の効果を損なわない範囲で上記以外の構造単位を含んでいてもよい。このような他の構造単位は、好ましくは全体の50モル%以下であり、より好ましくは10モル%以下である。また、本発明のプラスチック基板として使用される樹脂には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記以外の樹脂がブレンドされていてもよく、2種以上の樹脂から構成されていてもよい。   The resin used as the plastic substrate of the present invention may have only one type of structural unit, or two or more types may be mixed. Further, structural units other than those described above may be included within the range not impairing the effects of the present invention. Such other structural units are preferably 50 mol% or less, more preferably 10 mol% or less of the whole. In addition, the resin used as the plastic substrate of the present invention may be blended with a resin other than those described above without departing from the gist of the present invention, and may be composed of two or more kinds of resins. .

本発明のプラスチック基板として使用される樹脂の分子量は、数平均分子量で、10,000〜300,000(ポリスチレン換算)であることが好ましく、より好ましくは20,000〜200,000、さらに好ましくは30,000〜150,000である。このような分子量の範囲とすることにより、プラスチック基板の機械的強度をより好ましいものとすることができる。   The molecular weight of the resin used as the plastic substrate of the present invention is preferably a number average molecular weight of 10,000 to 300,000 (polystyrene conversion), more preferably 20,000 to 200,000, still more preferably. 30,000 to 150,000. By setting the molecular weight in such a range, the mechanical strength of the plastic substrate can be made more preferable.

本発明における支持体に用いるプラスチック基板として、耐溶剤性、耐熱性などの観点から架橋樹脂も好ましく用いることができる。架橋樹脂の種類としては熱硬化性樹脂、放射線硬化樹脂のいずれも種々の公知のものを特に制限なく用いることができる。
熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。
架橋方法としては共有結合を形成する反応であれば特に制限なく用いることができ、ポリアルコール化合物とポリイソシアネート化合物を用いて、ウレタン結合を形成するような室温で反応が進行する系も特に制限なく使用できる。ただし、このような系は製膜前のポットライフが問題になる場合が多く、通常、製膜直前にポリイソシアネート化合物を添加するような2液混合型として用いられる。一方で1液型として用いる場合、架橋反応に携わる官能基を保護しておくことが有効であり、ブロックタイプ硬化剤として市販もされている。市販されているブロックタイプ硬化剤として、三井武田ケミカル(株)製B−882N、日本ポリウレタン工業(株)製コロネート2513(以上ブロックポリイソシアネート)、三井サイテック(株)製サイメル303(メチル化メラミン樹脂)などが知られている。また、エポキシ樹脂の硬化剤として用いることのできるポリカルボン酸を保護した下記B−1で表されるようなブロック化カルボン酸も知られている。
As the plastic substrate used for the support in the present invention, a crosslinked resin can also be preferably used from the viewpoint of solvent resistance, heat resistance and the like. As the kind of the cross-linked resin, various known ones can be used without particular limitation for both the thermosetting resin and the radiation curable resin.
Examples of the thermosetting resin include phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, silicone resin, diallyl phthalate resin, furan resin, bismaleimide resin, cyanate resin and the like.
The crosslinking method can be used without particular limitation as long as it is a reaction that forms a covalent bond, and the system in which the reaction proceeds at room temperature using a polyalcohol compound and a polyisocyanate compound to form a urethane bond is not particularly limited. Can be used. However, such a system often has a problem of pot life before film formation, and is usually used as a two-component mixed type in which a polyisocyanate compound is added immediately before film formation. On the other hand, when used as a one-component type, it is effective to protect the functional group involved in the crosslinking reaction, and it is also commercially available as a block type curing agent. As commercially available block type curing agents, B-882N manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., Coronate 2513 manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. (above block polyisocyanate), Cymel 303 manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (methylated melamine resin) ) Etc. are known. A blocked carboxylic acid represented by the following B-1 that protects a polycarboxylic acid that can be used as a curing agent for an epoxy resin is also known.

Figure 2006301268
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放射線硬化樹脂としては、ラジカル硬化性樹脂、カチオン硬化性樹脂に大別される。ラジカル硬化性樹脂の硬化性成分としては分子内に複数個のラジカル重合性基を有する化合物が用いられ、代表的な例として分子内に2〜6個のアクリル酸エステル基を有する多官能アクリレートモノマーと称される化合物やウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレートと称される分子内に複数個のアクリル酸エステル基を有する化合物が用いられる。
ラジカル硬化性樹脂の代表的な硬化方法として、電子線を照射する方法、紫外線を照射する方法が挙げられる。通常、紫外線を照射する方法においては紫外線照射によりラジカルを発生する重合開始剤を添加する。なお、加熱によりラジカルを発生する重合開始剤を添加すれば、熱硬化性樹脂として用いることもできる。
カチオン硬化性樹脂の硬化性成分としては、分子内に複数個のカチオン重合性基を有する化合物が用いられ、代表的な硬化方法として紫外線の照射により酸を発生する光酸発生剤を添加し、紫外線を照射して硬化する方法が挙げられる。カチオン重合性化合物の例としては、エポキシ基などの開環重合性基を含む化合物やビニルエーテル基を含む化合物を挙げることができる。
Radiation curable resins are roughly classified into radical curable resins and cationic curable resins. As the curable component of the radical curable resin, a compound having a plurality of radical polymerizable groups in the molecule is used. As a typical example, a polyfunctional acrylate monomer having 2 to 6 acrylate groups in the molecule And compounds having a plurality of acrylate groups in the molecule called urethane acrylate, polyester acrylate, and epoxy acrylate.
As a typical curing method of the radical curable resin, there are a method of irradiating an electron beam and a method of irradiating ultraviolet rays. Usually, in the method of irradiating with ultraviolet rays, a polymerization initiator that generates radicals upon irradiation with ultraviolet rays is added. In addition, if the polymerization initiator which generate | occur | produces a radical by heating is added, it can also be used as a thermosetting resin.
As the curable component of the cationic curable resin, a compound having a plurality of cationic polymerizable groups in the molecule is used, and as a typical curing method, a photoacid generator that generates an acid by irradiation with ultraviolet rays is added, A method of curing by irradiating with ultraviolet rays is mentioned. Examples of the cationically polymerizable compound include a compound containing a ring-opening polymerizable group such as an epoxy group and a compound containing a vinyl ether group.

プラスチック基板において、上記で挙げた熱硬化性樹脂、放射線硬化樹脂のそれぞれ複数種を混合して用いてもよく、熱硬化性樹脂と放射線硬化樹脂を併用しても良い。また、架橋性樹脂と架橋性基を有さないポリマーと混合して用いてもよい。   In the plastic substrate, a plurality of the thermosetting resins and radiation curable resins mentioned above may be mixed and used, or a thermosetting resin and a radiation curable resin may be used in combination. Moreover, you may mix and use a crosslinkable resin and the polymer which does not have a crosslinkable group.

さらに、プラスチック基板として使用される樹脂にこれら架橋性樹脂を混合して用いた場合、得られたプラスチック基板の耐溶剤性、耐熱性、光学特性、強靭性を両立でき好ましい。また、これら樹脂に架橋性基を導入することも可能であり、ポリマー主鎖末端、ポリマー側鎖、ポリマー主鎖中のいずれの部位に架橋性基を有していてもよい。この場合、上記で挙げた汎用の架橋性樹脂を併用せずにプラスチック基板を作製しても良い。   Furthermore, when these crosslinkable resins are used in a mixture with a resin used as a plastic substrate, the solvent resistance, heat resistance, optical properties, and toughness of the obtained plastic substrate can be satisfied. Moreover, it is also possible to introduce a crosslinkable group into these resins, and it may have a crosslinkable group at any position in the polymer main chain terminal, the polymer side chain, or the polymer main chain. In this case, a plastic substrate may be produced without using the general-purpose crosslinkable resin mentioned above.

これらの樹脂は延伸されていても良い。延伸により耐折強度など機械的強度が改善され、取扱性が向上する利点がある。特に延伸方向のオリエンテーションリリースストレス(ASTM D1504、以下ORSと略記する)が0.3〜3GPaであるものは機械的強度が改善され好ましい。ORSは延伸フィルム又はシートに凍結されている、延伸により生じた内部応力である。延伸は、公知の方法が使用でき、例えば樹脂のガラス転移温度(Tg)より10℃高い温度から、50℃高い温度の間の温度で、ロール一軸延伸法、テンター一軸延伸法、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、インフレーション法により延伸できる。延伸倍率は1.1〜3.5倍が好ましく用いられる。   These resins may be stretched. By stretching, mechanical strength such as folding strength is improved, and there is an advantage that handling property is improved. In particular, those having an orientation release stress in the stretching direction (ASTM D1504, hereinafter abbreviated as ORS) of 0.3 to 3 GPa are preferred because the mechanical strength is improved. ORS is the internal stress caused by stretching that is frozen in a stretched film or sheet. For stretching, a known method can be used. For example, a roll uniaxial stretching method, a tenter uniaxial stretching method, a simultaneous biaxial stretching at a temperature between 10 ° C. and 50 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin. The film can be stretched by a method, a sequential biaxial stretching method, or an inflation method. The draw ratio is preferably 1.1 to 3.5 times.

本発明における支持体に用いるプラスチック基板の厚みは、特に規定されないが30μm〜700μmが好ましく、より好ましくは40μm〜200μm、さらに好ましくは50μm〜150μmである。
さらにいずれの場合もヘイズは3%以下が好ましく、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1%以下、全光透過率は70%以上が好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。ヘイズは、ヘイズメーター(例えば、日本電色工業製)によって測定され、全光透過率は、可視・紫外吸収スペクトロスコピーによって測定される。
The thickness of the plastic substrate used for the support in the present invention is not particularly limited, but is preferably 30 μm to 700 μm, more preferably 40 μm to 200 μm, and still more preferably 50 μm to 150 μm.
Further, in any case, the haze is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, further preferably 1% or less, and the total light transmittance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90%. That's it. The haze is measured by a haze meter (for example, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), and the total light transmittance is measured by visible / ultraviolet absorption spectroscopy.

プラスチック基板には、必要により本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、染顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機微粒子、剥離促進剤、レベリング剤及び潤滑剤などの樹脂改質剤を添加しても良い。   For plastic substrates, resins such as plasticizers, dyes and pigments, antistatic agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, inorganic fine particles, release accelerators, leveling agents, and lubricants are used as long as they do not impair the effects of the present invention. A modifier may be added.

前記プラスチック基板は光透過性及び非光透過性のいずれであってもよい。前記支持体として、非光透過性支持体を用いる場合には、光反射性を有する白色の支持体を用いることができる。白色支持体としては、酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料を添加したプラスチック基板が挙げられる。なお、前記支持体が表示面を構成する場合は、少なくとも可視域の光に対して光透過性を有することが必要である。   The plastic substrate may be either light transmissive or non-light transmissive. When a non-light transmissive support is used as the support, a white support having light reflectivity can be used. Examples of the white support include a plastic substrate to which an inorganic pigment such as titanium oxide or zinc oxide is added. In addition, when the said support body comprises a display surface, it needs to have a light transmittance at least with respect to the light of visible region.

<電極層>
本発明で用いる電極層としては、酸化錫−酸化インジウム(ITO)、酸化錫、酸化亜鉛などに代表される金属酸化物が好ましく用いられる。光透過率については、少なくとも50%以上の光透過率を有する透明電極が好ましく用いられる。透明電極については、たとえば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第232〜239頁に記載のものが用いられる。透明電極は、スパッタ法、ゾルゲル法、印刷法により形成することができる。
<Electrode layer>
As the electrode layer used in the present invention, a metal oxide typified by tin oxide-indium oxide (ITO), tin oxide, zinc oxide or the like is preferably used. As for the light transmittance, a transparent electrode having a light transmittance of at least 50% or more is preferably used. As for the transparent electrode, for example, those described in pages 232 to 239 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) are used. The transparent electrode can be formed by a sputtering method, a sol-gel method, or a printing method.

また、反射型光学素子用途の場合、目視方向から見て遠い方の電極としては、酸化錫−酸化インジウム(ITO)、酸化錫、酸化亜鉛などに代表される金属酸化物層の他に、導電性高分子や、カーボン、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、プラチナなどに代表される金属層を用いることができる。   In the case of a reflective optical element, as the electrode far from the viewing direction, in addition to a metal oxide layer represented by tin oxide-indium oxide (ITO), tin oxide, zinc oxide, etc., conductive Or a metal layer represented by carbon, copper, aluminum, gold, silver, nickel, platinum, or the like can be used.

<エレクトロクロミック色素を含む層>
本発明におけるエレクトロクロミック色素(EC色素)を含む層(以下、「EC層」と称する場合あり。)は、エレクトロクロミック色素を含む層であれば特に定めるものではなく、例えば、EC色素が電解質層に含まれてなる層(以下、「電解質EC層」と称する場合あり。)、EC色素が後述する半導体ナノ多孔質層に含まれてなる層等が挙げられる。もちろん、電解質層や半導体層とは別にEC層を構成していてもよい。
<Layer containing electrochromic dye>
The layer containing an electrochromic dye (EC dye) in the present invention (hereinafter sometimes referred to as “EC layer”) is not particularly defined as long as it is a layer containing an electrochromic dye. For example, the EC dye is an electrolyte layer. (Hereinafter, sometimes referred to as “electrolyte EC layer”), a layer in which an EC dye is contained in a semiconductor nanoporous layer described later, and the like. Of course, the EC layer may be configured separately from the electrolyte layer and the semiconductor layer.

前記EC色素は、酸化還元反応により可逆的に黒色に発色又は消色するものであり、具体的には、波長300〜750nmの光透過率が10%以下であることが好ましく、波長350〜700nmの光透過率が10%以下であることがより好ましく、波長400〜600nmの光透過率が10%以下であることがさらに好ましい。このような発色消色挙動を示すEC色素は、特に制限されないが、2種以上のEC色素を併用することが好ましく、具体的な組み合わせについては後述する。   The EC dye is reversibly blackened or decolored by an oxidation-reduction reaction. Specifically, the light transmittance at a wavelength of 300 to 750 nm is preferably 10% or less, and a wavelength of 350 to 700 nm. The light transmittance is more preferably 10% or less, and the light transmittance at a wavelength of 400 to 600 nm is further preferably 10% or less. The EC dye exhibiting such color development and decoloring behavior is not particularly limited, but two or more EC dyes are preferably used in combination, and specific combinations will be described later.

(半導体ナノ多孔質層)
前記半導体ナノ多孔質層は、第一電極層及び第二電極層からなる電極間であって、該電極の内側の表面の少なくとも一方又は両方の表面に形成され、好ましくは両方の電極の表面に形成される場合である。ここで、半導体ナノ多孔質層が形成される側の電極層は透明であることが極めて好ましい。
半導体ナノ多孔質層は、その表面及び内部に、EC色素、必要に応じて電荷移動剤を担持可能な微細孔を多く有するよう、多孔質の構成となっている。
(Semiconductor nanoporous layer)
The semiconductor nanoporous layer is formed between at least one or both of the inner surfaces of the electrodes between the first electrode layer and the second electrode layer, and preferably on the surfaces of both electrodes. It is a case where it is formed. Here, it is extremely preferable that the electrode layer on the side where the semiconductor nanoporous layer is formed is transparent.
The semiconductor nanoporous layer has a porous structure so that the surface and the inside thereof have many micropores capable of supporting an EC dye and, if necessary, a charge transfer agent.

前記半導体ナノ多孔質層は、多層構造、例えば2〜4層構造に形成し、該多層構造の半導体ナノ多孔質層毎に同一種類のEC色素を担持することにより、発色強度を調整でき、発色強度を増強させることができる。また、多層構造の半導体ナノ多孔質層の各層毎に異なる色のEC色素を担持させることにより黒色化を容易達成することができる。   The semiconductor nanoporous layer is formed in a multilayer structure, for example, 2 to 4 layer structure, and the same kind of EC dye is supported on each semiconductor nanoporous layer of the multilayer structure. Strength can be increased. Moreover, blackening can be easily achieved by carrying EC dye of a different color for each layer of the semiconductor nanoporous layer having a multilayer structure.

前記半導体ナノ多孔質層の比表面積は、1〜5000m2/gが好ましく、10〜2500m2/gがより好ましい。ここで、比表面積は窒素ガスの吸着量から求めたBET比表面積を意味する。比表面積が小さすぎるとEC色素の吸着量を増大させることができなり、本発明の目的を達成できなくなる場合がある。 The specific surface area of the semiconductor nano-porous layer is preferably from 1~5000m 2 / g, 10~2500m 2 / g is more preferable. Here, the specific surface area means the BET specific surface area obtained from the adsorption amount of nitrogen gas. If the specific surface area is too small, the adsorption amount of the EC dye cannot be increased, and the object of the present invention may not be achieved.

前記半導体ナノ多孔質層に含まれる半導体微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単体半導体、酸化物半導体、化合物半導体、有機半導体、複合体酸化物半導体、又はこれらの混合物が挙げられ、これらにはドーパントとして不純物が含まれていてもよい。なお、半導体の形態の制限は特になく、単結晶、多結晶、非晶質又はこれらの混合形態であってもよい。   The semiconductor fine particles contained in the semiconductor nanoporous layer are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a single semiconductor, an oxide semiconductor, a compound semiconductor, an organic semiconductor, a composite oxide semiconductor Or a mixture thereof, which may contain impurities as a dopant. There is no particular limitation on the form of the semiconductor, and it may be single crystal, polycrystal, amorphous, or a mixed form thereof.

前記単体半導体としては、例えば、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、テルル(Te)、などが挙げられる。   Examples of the single semiconductor include silicon (Si), germanium (Ge), and tellurium (Te).

前記酸化物半導体は、金属酸化物で半導体の性質を持つものであり、例えば、TiO2,SnO2、Fe23、SrTiO3、WO3、ZnO、ZrO2、Ta25、Nb25、V25、In23、CdO、MnO,CoO、TiSrO3、KTiO3、Cu2O、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム、などが挙げられる。 The oxide semiconductor is a metal oxide and has semiconductor properties. For example, TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , SrTiO 3 , WO 3 , ZnO, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 Examples thereof include O 5 , V 2 O 5 , In 2 O 3 , CdO, MnO, CoO, TiSrO 3 , KTiO 3 , Cu 2 O, sodium titanate, barium titanate, and potassium niobate.

前記化合物半導体としては、例えば、カドミウムの硫化物、亜鉛の硫化物、鉛の硫化物、銀の硫化物、アンチモンの硫化物、ビスマスの硫化物、カドミウムのセレン化物、鉛のセレン化物、カドミウムのテルル化物、亜鉛のリン化物、ガリウムのリン化物、インジウムのリン化物、カドミウムのリン化物、ガリウム−ヒ素のセレン化物、銅−インジウムのセレン化物、銅−インジウムの硫化物、などが挙げられる。   Examples of the compound semiconductor include cadmium sulfide, zinc sulfide, lead sulfide, silver sulfide, antimony sulfide, bismuth sulfide, cadmium selenide, lead selenide, cadmium Examples include telluride, zinc phosphide, gallium phosphide, indium phosphide, cadmium phosphide, gallium-arsenic selenide, copper-indium selenide, copper-indium sulfide, and the like.

前記有機半導体としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド、等が挙げられる。   Examples of the organic semiconductor include polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyphenylene vinylene, polyphenylene sulfide, and the like.

前記複合体酸化物半導体としては、例えば、SnO2−ZnO、Nb25−SrTiO3、Nb25−Ta25、Nb25−ZrO2、Nb25−TiO2、Ti−SnO2、Zr−SnO2、Bi−SnO2、In−SnO2、などが挙げられる。前記SnO2−ZnOは、比較的大きなZnO粒子(粒径約0.2μm)を中心に周りをSnO2超微粒子(粒径約15nm)で被覆したものであり、両者の複合化は質量比でSnO2:ZnO=70:30〜30:70の範囲であることが好ましい。前記Nb25−SrTiO3、Nb25−Ta25、Nb25−ZrO2、及びNb25−TiO2などのNb25複合体は、Nb25との質量比が8:2〜2:8となるように複合化される。 Examples of the complex oxide semiconductor include SnO 2 —ZnO, Nb 2 O 5 —SrTiO 3 , Nb 2 O 5 —Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 —ZrO 2 , Nb 2 O 5 —TiO 2 , Ti-SnO 2, Zr-SnO 2, Bi-SnO 2, In-SnO 2, and the like. The SnO 2 —ZnO is obtained by coating relatively large ZnO particles (particle size: about 0.2 μm) around the center with SnO 2 ultrafine particles (particle size: about 15 nm). SnO 2: ZnO = 70: 30~30 : is preferably in the range of 70. The Nb 2 O 5 -SrTiO 3, Nb 2 O 5 -Ta 2 O 5, Nb 2 O 5 -ZrO 2, and Nb 2 O 5 complex, such as Nb 2 O 5 -TiO 2 includes a Nb 2 O 5 The mass ratio is 8: 2 to 2: 8.

前記半導体微粒子の形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができ、球形、ナノチューブ状、棒状、ウィスカー状のいずれの形状であっても構わず、形状の異なる2種類以上の微粒子を混合することもできる。前記球形粒子の場合には、平均粒径が0.1〜1000nmが好ましく、1〜100nmがより好ましい。なお、粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を混合しても構わない。また、前記棒状粒子の場合には、アスペクト比が2〜50000が好ましく、5〜25000がより好ましい。   The shape of the semiconductor fine particles is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. The shape may be any of a spherical shape, a nanotube shape, a rod shape, and a whisker shape. Fine particles can also be mixed. In the case of the spherical particles, the average particle size is preferably 0.1 to 1000 nm, and more preferably 1 to 100 nm. Two or more kinds of fine particles having different particle size distributions may be mixed. In the case of the rod-like particles, the aspect ratio is preferably 2 to 50000, and more preferably 5 to 25000.

前記半導体ナノ多孔質層を形成する方法としては、特に制限はなく、半導体の種類に応じて適宜選定することができ、例えば、金属陽極酸化法、陰極析出法、スクリーン印刷法、ゾルゲル法、熱酸化法、真空蒸着法、DC及びRFスパッタ法、化学気相堆積法、有機金属化学気相堆積法、分子線堆積法、レーザーアブレーション法などが挙げられ、また、上記方法を組み合わせて前記半導体ナノ多孔質層を作製することもできる。   The method for forming the semiconductor nanoporous layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of semiconductor. For example, metal anodization, cathode deposition, screen printing, sol-gel method, heat Examples include oxidation, vacuum deposition, DC and RF sputtering, chemical vapor deposition, metal organic chemical vapor deposition, molecular beam deposition, laser ablation, and the like. A porous layer can also be produced.

(酸化物半導体ナノ多孔質層の形成方法)
酸化物半導体(金属酸化物)ナノ多孔質層を形成する1つの方法として、金属酸化物前駆体と、該金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物とを含む溶液中で、前記金属酸化物前駆体を反応させて複合ゲルを生成し、金属酸化物微粒子からなるコロイドの分散ゾルを得る第1の工程と、該ゾルを支持体に塗布し、これを乾燥又は焼成して、前記透明絶縁基板上の透明導電性膜上に微細孔を有する半導体ナノ多孔質層を形成する第2の工程とを含む方法が挙げられる(以下「複合ゲル化法」ということもある)。
(Method for forming oxide semiconductor nanoporous layer)
As one method for forming an oxide semiconductor (metal oxide) nanoporous layer, in a solution containing a metal oxide precursor and a compound having one or more functional groups that interact with the metal oxide precursor A first step of producing a composite gel by reacting the metal oxide precursor to obtain a colloidal dispersion sol composed of metal oxide fine particles, and applying the sol to a support and drying or baking the sol And a second step of forming a semiconductor nanoporous layer having micropores on the transparent conductive film on the transparent insulating substrate (hereinafter also referred to as “composite gelation method”). ).

前記第1の工程では、拡散が規制されたゲル中で金属酸化物微粒子の形成反応が進行するため、粗大粒の形成や粒子の沈降が起こらず、粒径の小さな微粒子が均一に分散したコロイド分散ゾル溶液を得ることができる。いわゆるゾル−ゲル法では、金属酸化物前駆体同士が、例えば金属アルコキシドの場合、加水分解、脱水縮合反応することでゲル化するが、この場合には、−M−O−M−(ここで、Mは金属元素であり、Oは酸素元素である。)の化学的強固な3次元結合のネットワークが形成され、再びゾル化させることはできず、一旦ゲル化すると塗布等の手段による加工ができない。これに対して前記金属酸化物前駆体と、該金属酸化物前駆体と相互作用する化合物とを含む溶液中で、金属酸化物前駆体を反応させて複合ゲルを得る方法では、金属酸化物前駆体と相互作用する化合物の相互作用の性質を利用することで再びゾル化させることができ、優れた加工性を持たせることが可能となる。   In the first step, since the formation reaction of metal oxide fine particles proceeds in a gel whose diffusion is restricted, colloid in which fine particles having a small particle diameter are uniformly dispersed without formation of coarse particles or sedimentation of particles. A dispersed sol solution can be obtained. In the so-called sol-gel method, when metal oxide precursors are, for example, metal alkoxides, they are gelled by hydrolysis and dehydration condensation reaction. In this case, -M-OM- (here , M is a metal element, and O is an oxygen element), a chemically strong three-dimensional bond network is formed and cannot be solated again. Once gelled, it can be processed by means such as coating. Can not. On the other hand, in a method of obtaining a composite gel by reacting a metal oxide precursor in a solution containing the metal oxide precursor and a compound that interacts with the metal oxide precursor, By utilizing the interaction property of the compound that interacts with the body, it can be made into a sol again and can have excellent processability.

ここで、前記金属酸化物前駆体としては、使用する溶媒に可溶である金属ハロゲン化物、金属錯化合物、金属アルコキシド、金属カルボン酸塩あるいはキレート化合物等の金属化合物等が挙げられる。具体的な化合物としては、例えば、TiCl4(四塩化チタン)、ZnCl2(塩化亜鉛)、WCl6(六塩化タングステン)、SnCl2(塩化第一錫)、SrCl6(塩化ストロンチウム)等の金属ハロゲン化物、Ti(NO34(硝酸チタン)、Zn(NO32(硝酸亜鉛)、Sr(NO32(硝酸ストロンチウム)等の硝酸塩や、一般式 M(OR)n(但し、Mは金属元素、Rはアルキル基、nは金属元素の酸化数である。)で表される金属アルコキシド等が挙げられる。 Here, examples of the metal oxide precursor include metal compounds such as metal halides, metal complex compounds, metal alkoxides, metal carboxylates, and chelate compounds that are soluble in the solvent used. Specific examples of the compound include metals such as TiCl 4 (titanium tetrachloride), ZnCl 2 (zinc chloride), WCl 6 (tungsten hexachloride), SnCl 2 (stannous chloride), and SrCl 6 (strontium chloride). Halides, Ti (NO 3 ) 4 (titanium nitrate), Zn (NO 3 ) 2 (zinc nitrate), nitrates such as Sr (NO 3 ) 2 (strontium nitrate), and the general formula M (OR) n (however, M is a metal element, R is an alkyl group, and n is an oxidation number of the metal element.).

前記金属アルコキシドとしては、例えば、亜鉛ジエトキシド、タングステンヘキサエトキシド、バナジルエトキシド、すずテトライソプロポキシド、ストロンチウムジイソプロポキシド等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide include zinc diethoxide, tungsten hexaethoxide, vanadyl ethoxide, tin tetraisopropoxide, strontium diisopropoxide, and the like.

例えば、酸化チタンの金属酸化物層を形成する場合、金属アルコキシドとしては、例えば、チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラノルマルプロポキシド、チタニウムテトラエトキシド、チタニウムテトラノルマルブトキシド、チタニウムテトライソブトキシド、チタニウムテトラターシャリーブトキシド等が好ましく使用できる。   For example, when forming a metal oxide layer of titanium oxide, examples of the metal alkoxide include titanium tetraisopropoxide, titanium tetranormal propoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetranormal butoxide, titanium tetraisobutoxide, and titanium tetra. Tertiary butoxide and the like can be preferably used.

また、前記金属酸化物前駆体と相互作用する官能基としては、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。また、金属酸化物前駆体と相互作用する官能基としては、アミド酸構造のような前記官能基を1種以上有するものでもよい。また、前記金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物は、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アミノ酸構造から選択される官能基を1種以上有する化合物である。特に好ましくは高分子化合物である。このような低分子化合物の具体例としては、ジカルボン酸、ジアミン、ジオール、ジアミド酸等が挙げられる。   Examples of the functional group that interacts with the metal oxide precursor include a carboxyl group, an amino group, and a hydroxyl group. Moreover, as a functional group which interacts with a metal oxide precursor, you may have 1 or more types of the said functional groups like an amic acid structure. The compound having at least one functional group that interacts with the metal oxide precursor is a compound having at least one functional group selected from a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and an amino acid structure. Particularly preferred are polymer compounds. Specific examples of such a low molecular weight compound include dicarboxylic acid, diamine, diol, diamic acid and the like.

また、高分子化合物の具体例としては、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アミド酸構造から選択される官能基を主鎖、側鎖又は架橋部分に1種以上有する高分子化合物が挙げられる。前記高分子化合物の主鎖構造としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン系構造、ポリスチレン系構造、ポリアクリレート系構造、ポリメタクリレート系構造、ポリカーボネート系構造、ポリエステル系構造、セルロース系構造、シリコーン構造、ビニル系重合体構造、ポリアミド系構造、ポリアミドイミド系構造、ポリウレタン系構造、ポリウレア系構造等、又はこれら共重合体構造等の任意の構造を有するものが挙げられる。   Specific examples of the polymer compound include a polymer compound having at least one functional group selected from a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and an amic acid structure in the main chain, side chain, or cross-linked portion. The main chain structure of the polymer compound is not particularly limited, but a polyethylene structure, a polystyrene structure, a polyacrylate structure, a polymethacrylate structure, a polycarbonate structure, a polyester structure, a cellulose structure, Examples thereof include a silicone structure, a vinyl polymer structure, a polyamide structure, a polyamideimide structure, a polyurethane structure, a polyurea structure, etc., or an arbitrary structure such as a copolymer structure.

さらに、前記カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アミド酸構造から選択される官能基を主鎖、側鎖又は架橋部分に1種以上有する高分子化合物としては、金属酸化物前駆体と相互作用の形態が適当である観点から、側鎖にカルボキシル基を有するポリアクリル酸の使用が特に好ましい。
前記金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する高分子化合物は、相互作用する官能基を有する高分子化合物とカルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アミド酸構造を有さない前記同様の主鎖構造を有する高分子化合物との共重合体であってもよい。前記金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する高分子化合物は、目的に応じて、2種以上の混合系、又はカルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アミド酸構造を有さない前記同様の主鎖構造を有する高分子化合物との混合系を使用してもよい。前記金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する高分子化合物の平均重合度は、100〜10000000が好ましく、5000〜250000がより好ましい。
Furthermore, as a polymer compound having at least one functional group selected from the carboxyl group, amino group, hydroxyl group, and amic acid structure in the main chain, side chain, or cross-linked portion, the polymer compound interacts with the metal oxide precursor. From the viewpoint of suitable form, the use of polyacrylic acid having a carboxyl group in the side chain is particularly preferred.
The polymer compound having one or more functional groups that interact with the metal oxide precursor is a polymer compound having a functional group that interacts with the carboxyl group, the amino group, the hydroxyl group, or the amic acid structure. It may be a copolymer with a polymer compound having the same main chain structure. The polymer compound having at least one functional group that interacts with the metal oxide precursor has a mixed system of two or more, or a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and an amic acid structure, depending on the purpose. A mixed system with a polymer compound having a main chain structure similar to that described above may be used. The average degree of polymerization of the polymer compound having one or more functional groups that interact with the metal oxide precursor is preferably 100 to 10000000, more preferably 5000 to 250,000.

前記溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類や、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサン、ベンゼン等の金属酸化物前駆体を溶解し、かつ金属酸化物前駆体とは反応しないものであれば用いることができる。   As the solvent, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, and metal oxide precursors such as formamide, dimethylformamide, dioxane and benzene can be dissolved and do not react with the metal oxide precursor. Can be used.

以下、金属酸化物前駆体として金属アルコキシドを用いた場合を例として、半導体ナノ多孔質層の形成方法を詳しく説明する。   Hereinafter, the method for forming a semiconductor nanoporous layer will be described in detail by taking as an example the case of using a metal alkoxide as the metal oxide precursor.

まず、前記金属アルコキシドを前記溶媒(例えば、アルコール類等の有機溶媒)に添加する。さらに、前記金属アルコキシドを部分的に加水分解するのに必要な水と、触媒として、塩酸、硝酸、硫酸又は酢酸等の酸類を添加する。ここで添加する水及び酸類の量は、用いる前記金属アルコキシドの加水分解性の程度に応じて適宜選択することができる。
次に、得られる前記混合溶液を攪拌しながら乾燥窒素気流下で室温(例えば25℃。以下、室温について同じ。)〜150℃、好ましくは、室温〜100℃で加熱又は還流する。前記還流温度及び時間についても、用いる前記金属酸化物前駆体の加水分解性に応じて適且選択することができる。
前記還流の結果、前記金属アルコキシドは部分的に加水分解された状態になる。即ち、前記混合溶液に含まれる前記水の量は、前記金属アルコキシドのアルコキシル基を十分に加水分解するには十分でない程度少量であるため、一般式:M(OR)nで表される前記金属アルコキシドにおいては、その総ての−OR基は加水分解されず、結果として部分的に加水分解された状態になる。この部分的に加水分解された状態の前記金属アルコキシドにおいては、重縮合反応は進行しない。このため、前記金属アルコキシド間において−M−O−M−の鎖は形成されていても、前記金属アルコキシドはオリゴマー状態となる。このオリゴマー状態にある前記金属アルコキシドを含む前記還流後の混合溶液は、無色透明で粘度の上昇もほとんどない。
First, the metal alkoxide is added to the solvent (for example, an organic solvent such as alcohol). Further, water necessary for partially hydrolyzing the metal alkoxide and an acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or acetic acid are added as a catalyst. The amount of water and acids added here can be appropriately selected according to the degree of hydrolyzability of the metal alkoxide used.
Next, the obtained mixed solution is heated or refluxed at room temperature (for example, 25 ° C., hereinafter, the same applies to room temperature) to 150 ° C., preferably at room temperature to 100 ° C. in a dry nitrogen stream while stirring. The reflux temperature and time can also be appropriately selected according to the hydrolyzability of the metal oxide precursor used.
As a result of the reflux, the metal alkoxide is partially hydrolyzed. That is, since the amount of the water contained in the mixed solution is small enough not to sufficiently hydrolyze the alkoxyl group of the metal alkoxide, the metal represented by the general formula: M (OR) n In alkoxides, all of the —OR groups are not hydrolyzed, resulting in a partially hydrolyzed state. In the partially hydrolyzed metal alkoxide, the polycondensation reaction does not proceed. For this reason, even if the chain | strand of -MOMM is formed between the said metal alkoxides, the said metal alkoxide will be in an oligomer state. The mixed solution after reflux containing the metal alkoxide in the oligomer state is colorless and transparent and hardly increases in viscosity.

次に、前記還流後の混合溶液の温度を室温に下げ、該混合溶液にカルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アミノ酸構造から選択される官能基を1種以上有する高分子化合物(好ましくは、ポリアクリル酸)を添加する。この場合、本来アルコール類等の有機溶媒には溶解しにくい前記高分子化合物が、この混合溶液には容易に溶解し透明ゾルが得られる。これは、前記高分子化合物のカルボキシル基と前記金属アルコキシドとが塩形成反応により結合し、高分子錯体状の化合物が形成されるためであると考えられる。この透明ゾルは、通常、無色透明な均一溶液である。   Next, the temperature of the mixed solution after reflux is lowered to room temperature, and the mixed solution is a polymer compound (preferably a polyvalent compound having at least one functional group selected from a carboxyl group, an amino group, a hydroxy group, and an amino acid structure). (Acrylic acid) is added. In this case, the polymer compound that is originally difficult to dissolve in an organic solvent such as alcohols is easily dissolved in the mixed solution to obtain a transparent sol. This is considered to be because the carboxyl group of the polymer compound and the metal alkoxide are bonded by a salt formation reaction to form a polymer complex compound. This transparent sol is usually a colorless and transparent uniform solution.

この透明ゾルにさらに過剰量の水を加えて、室温〜150℃、好ましくは室温〜100℃程度に保持してさらに反応を継続させることにより、数分(例えば、5分)から1時間程度で該透明ゾルがゲル化し、前記高分子化合物と前記金属アルコキシドとの架橋状構造を有する複合ゲルが形成される。   By adding an excessive amount of water to the transparent sol and maintaining the reaction at room temperature to 150 ° C., preferably about room temperature to 100 ° C., the reaction is continued for several minutes (for example, 5 minutes) to about 1 hour. The transparent sol is gelled to form a composite gel having a crosslinked structure of the polymer compound and the metal alkoxide.

得られる複合ゲルをさらに室温〜90℃(通常、80℃程度)で5〜50時間保持し反応を継続させると、該複合ゲルは再び溶解し半透明な金属酸化物微粒子コロイド分散ゾルが得られる。これは、前記金属アルコキシドの加水分解反応により重縮合反応が進行するとともに、前記高分子化合物と前記金属アルコキシドとによる塩構造が分解して、金属酸化物微粒子とカルボン酸エステル等とに変化することによるものである。   When the resulting composite gel is further maintained at room temperature to 90 ° C. (usually about 80 ° C.) for 5 to 50 hours and the reaction is continued, the composite gel is dissolved again to obtain a translucent metal oxide fine particle colloidal dispersion sol. . This is because the polycondensation reaction proceeds due to the hydrolysis reaction of the metal alkoxide, and the salt structure of the polymer compound and the metal alkoxide is decomposed to change into metal oxide fine particles and carboxylic acid esters. Is due to.

以上により得られた半透明な金属酸化物微粒子コロイド分散ゾルを、基板上に設けられた電極層に塗布後、乾燥又は焼成することにより、微細孔を有した金属酸化物膜が形成される。   The semitransparent metal oxide fine particle colloidal dispersion sol obtained as described above is applied to an electrode layer provided on a substrate, and then dried or baked to form a metal oxide film having fine pores.

前記塗布法は、特に限定なく公知の方法で行うことができる、具体的には、ディップコーティング法、スピンコーティング法、ワイヤーバー法、スプレーコーティング法が挙げられる。また、乾燥には、例えば、風乾、オーブン等の乾燥器を用いて行う乾燥、真空凍結乾燥が可能である。また、ロータリーエバポレーター等の機器を用いて溶媒を蒸発させる方法でもよい。この場合、乾燥の温度、時間等を目的に応じて適且選択することができる。   The coating method can be performed by a known method without any particular limitation. Specific examples include a dip coating method, a spin coating method, a wire bar method, and a spray coating method. In addition, for example, air drying, drying using an oven or the like, and vacuum freeze drying are possible for drying. Moreover, the method of evaporating a solvent using apparatuses, such as a rotary evaporator, may be used. In this case, the drying temperature, time, etc. can be appropriately selected according to the purpose.

また、乾燥温度により、前記金属酸化物微粒子コロイド分散ゾルを乾燥させ、前記溶媒を含む液体成分の除去しただけは、前記高分子化合物又はその反応生成物が除去できないことがある。かかる場合には、さらにこれらを除去し純粋な金属酸化物とするため、焼成を行うのが好ましい。前記焼成は、例えば炉等を用いて行うことができ、焼成の温度としては用いた前記官能基を有する高分子化合物の種類により異なるが、低温であることが多層化を図る上で好適であり、約100℃〜700℃が好ましく、100℃〜400℃がより好ましい。   Further, the polymer compound or the reaction product thereof may not be removed only by drying the metal oxide fine particle colloidal dispersion sol at a drying temperature and removing the liquid component containing the solvent. In such a case, it is preferable to perform firing in order to remove these further to obtain a pure metal oxide. The firing can be performed using, for example, a furnace, and the firing temperature varies depending on the type of the polymer compound having the functional group used, but a low temperature is suitable for multi-layering. About 100 ° C to 700 ° C is preferable, and 100 ° C to 400 ° C is more preferable.

前記焼成により、金属酸化物微粒子の結晶化と金属酸化物微粒子の焼結が起こると同時に、有機高分子成分が熱分解して消失する。   The firing causes crystallization of the metal oxide fine particles and sintering of the metal oxide fine particles, and at the same time, the organic polymer component is thermally decomposed and disappears.

前記半導体ナノ多孔質層の形成においては、拡散が規制された複合ゲル中で金属酸化物微粒子の形成反応が進行するため、粗大粒子の形成や、粒子の沈降による凝集等が起こらず、粒径の小さな超微粒子が均一に分散した金属酸化物微粒子コロイド分散ゾルを得ることができる。   In the formation of the semiconductor nanoporous layer, the formation reaction of metal oxide fine particles proceeds in a composite gel in which diffusion is regulated, so that formation of coarse particles, aggregation due to sedimentation of particles does not occur, and the like. A metal oxide fine particle colloidal dispersion sol in which small ultrafine particles are uniformly dispersed can be obtained.

前記半導体ナノ多孔質層の金属酸化物微粒子の大きさ、金属酸化物微粒子凝集構造の周期、金属酸化物微粒子凝集相と空隙相との体積比等については、例えば、前記金属酸化物前駆体に対する、金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物の添加量と、前記金属酸化物前駆体と金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物とを合わせた固形成分の前記混合溶液全体に対する割合で、所望の程度に制御することができる。   Regarding the size of the metal oxide fine particles of the semiconductor nanoporous layer, the period of the metal oxide fine particle aggregate structure, the volume ratio of the metal oxide fine particle aggregate phase and the void phase, etc., for example, relative to the metal oxide precursor The addition amount of the compound having at least one functional group that interacts with the metal oxide precursor is combined with the compound having at least one functional group that interacts with the metal oxide precursor and the metal oxide precursor. The ratio of the solid component to the whole mixed solution can be controlled to a desired level.

即ち、金属酸化物前駆体と焼成する官能基を1種以上有する化合物の添加量を増やすと、得られる半導体ナノ多孔質層における空隙相の体積比が増し、前記金属酸化物前駆体と金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物とを合わせた固形成分の前記混合溶液全体に対する割合を減らすと、得られる金属酸化物微粒子凝集構造の周期が小さくなり、空隙相の密度は増すが、金属酸化物微粒子そのものの大きさは大きくなる。   That is, when the addition amount of the compound having one or more functional groups to be fired with the metal oxide precursor is increased, the volume ratio of the void phase in the obtained semiconductor nanoporous layer is increased, and the metal oxide precursor and the metal oxide are oxidized. If the ratio of the solid component combined with the compound having at least one functional group that interacts with the precursor of the compound to the whole mixed solution is reduced, the cycle of the resulting metal oxide fine particle aggregated structure becomes smaller, and the density of the void phase However, the size of the metal oxide fine particles themselves increases.

前記金属酸化物前駆体に対する、金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物の添加量は、前記固形成分の前記混合溶液全体に対する割合に応じて異なり適宜選択可能であり、一般には質量比で0.1〜1が好ましく、さらには0.2〜0.8が好ましい。このような範囲とすることにより、−M−O−M−の大きな3次元ネットワークが形成されて複合ゲルの再溶解の妨げとなるのをより効果的に防ぎ、マクロ孔が少ない緻密な半導体ナノ多孔質層がよりできやすくする。また、逆に添加量を上げて、1を超えると比較的大きな空隙が生じ透明な半導体ナノ多孔質層となりやすい。   The addition amount of the compound having one or more functional groups that interact with the metal oxide precursor with respect to the metal oxide precursor can be appropriately selected depending on the ratio of the solid component to the whole mixed solution, In general, the mass ratio is preferably 0.1 to 1, and more preferably 0.2 to 0.8. By setting it as such a range, it is possible to more effectively prevent the formation of a large three-dimensional network of -M-OM- and hinder the re-dissolution of the composite gel, and the dense semiconductor nanometer with few macropores. Make the porous layer easier. On the other hand, if the addition amount is increased to exceed 1, relatively large voids are generated, and a transparent semiconductor nanoporous layer tends to be formed.

前記固形成分の前記混合溶液全体に対する割合としては、前記金属酸化物前駆体と金属酸化物前駆体と相互作用する官能基を1種以上有する化合物の添加量に応じて異なるため適宜選択可能であるが、一般には1〜10質量%が好ましく、2〜5質量%がより好ましい。前記割合が、1質量%未満であると、複合ゲル化反応の進行が遅く、流動性の高い透明ゾル状態で金属酸化物微粒子が形成され、粗大な微粒子が形成されてしまい、一方、10質量%を超えると透明ゾルから複合ゲルへの進行が速く均一な複合ゲルが得られないことがある。   The ratio of the solid component to the entire mixed solution can be appropriately selected because it varies depending on the amount of the metal oxide precursor and the compound having one or more functional groups that interact with the metal oxide precursor. However, generally 1-10 mass% is preferable and 2-5 mass% is more preferable. When the proportion is less than 1% by mass, the progress of the complex gelation reaction is slow, and metal oxide fine particles are formed in a transparent sol state with high fluidity, and coarse particles are formed, whereas 10% by mass. If it exceeds 50%, the progress from the transparent sol to the composite gel is fast, and a uniform composite gel may not be obtained.

以下に、金属アルコキシドとしてタングステンヘキサエトキシドを用いた場合を例にして、酸化タングステン多孔質層の形成方法についてさらに詳しく説明する。   Below, the case where tungsten hexaethoxide is used as the metal alkoxide is taken as an example, and the method for forming the tungsten oxide porous layer will be described in more detail.

まず、タングステンヘキサエトキシドをアルコールに添加して混合溶液を調製する。この際アルコールには、水と、触媒としての酸とが添加されるが、該水は、タングステンヘキサエトキシドに対して0.1倍モル〜等モルが好ましく、該酸は、タングステンヘキサエトキシドに対して0.05倍モル〜0.5倍モルが好ましい。得られる混合溶液を、例えば、室温〜80℃で攪拌しながら乾燥窒素気流下で還流する。ここでの還流温度及び時間は、80℃で30分〜3時間程度が好ましい。この還流の結果、透明な混合溶液が得られる。   First, tungsten hexaethoxide is added to alcohol to prepare a mixed solution. In this case, water and an acid as a catalyst are added to the alcohol, and the water is preferably 0.1 mole to equimolar to tungsten hexaethoxide, and the acid is tungsten hexaethoxide. The molar amount is preferably 0.05 times to 0.5 times mol. The resulting mixed solution is refluxed under a stream of dry nitrogen with stirring, for example, at room temperature to 80 ° C. The reflux temperature and time here are preferably about 30 minutes to 3 hours at 80 ° C. As a result of this reflux, a transparent mixed solution is obtained.

この混合溶液中では、タングステンヘキサエトキシドは部分的に加水分解された状態になっており、オリゴマー状態にある。この混合溶液の温度を室温まで下げ、ポリアクリル酸を添加する。本来アルコールには溶けにくいポリアクリル酸が、この混合溶液には容易に溶解し無色の透明ゾルが得られる。これは、ポリアクリル酸のカルボン酸とタングステンヘキサエトキシドとが塩形成反応により結合し、高分子錯体状の化合物が形成されているためである。この透明ゾルにさらに過剰量の水を加えて、室温〜80℃に保持すると数分間〜1時間程度で該透明ゾルがゲル化し、ポリアクリル酸とタングステンヘキサエトキシドとを少なくとも含む架橋構造の複合ゲル化が形成される。   In this mixed solution, tungsten hexaethoxide is partially hydrolyzed and is in an oligomer state. The temperature of the mixed solution is lowered to room temperature and polyacrylic acid is added. Polyacrylic acid, which is essentially insoluble in alcohol, dissolves easily in this mixed solution, and a colorless transparent sol is obtained. This is because the carboxylic acid of polyacrylic acid and tungsten hexaethoxide are bonded by a salt formation reaction to form a polymer complex compound. When an excessive amount of water is further added to this transparent sol and kept at room temperature to 80 ° C., the transparent sol gels in about several minutes to 1 hour, and a composite of a crosslinked structure containing at least polyacrylic acid and tungsten hexaethoxide Gelation is formed.

この複合ゲルを80℃程度で5〜50時間保持すると、該複合ゲルは再び溶解し半透明なゾルが得られる。これは、タングステンヘキサエトキシドの加水分解反応及び重縮合反応が進行するとともに、ポリアクリル酸とタングステンヘキサエトキシドとの塩構造が分解して、酸化チタンとカルボン酸エステルとに変化するためである。   When this composite gel is held at about 80 ° C. for 5 to 50 hours, the composite gel is dissolved again to obtain a translucent sol. This is because the hydrolysis and polycondensation reaction of tungsten hexaethoxide proceeds, and the salt structure of polyacrylic acid and tungsten hexaethoxide decomposes to change into titanium oxide and carboxylic acid ester. .

得られたゾル溶液を、ディップコーティング法等によって適当な基板に塗布し、約100℃〜600℃の高温に加熱する。この加熱により酸化タングステン微粒子の結晶化と酸化タングステン微粒子同士の焼結が進行すると同時に、高分子相が熱分解し、酸化タングステンが相分離状態に凝集した膜状の酸化タングステン微粒子が形成されることとなる。   The obtained sol solution is applied to a suitable substrate by a dip coating method or the like and heated to a high temperature of about 100 ° C. to 600 ° C. With this heating, crystallization of tungsten oxide fine particles and sintering between the tungsten oxide fine particles proceed, and at the same time, the polymer phase is thermally decomposed to form film-like tungsten oxide fine particles in which tungsten oxide is aggregated in a phase separated state. It becomes.

タングステンヘキサエトキシドに対するポリアクリル酸の量としては、重量比で0.3〜0.7が好ましい。前記質量比を0.3以上にすることにより、−M−O−M−の大きな3次元ネットワークが形成されることによってゲルが溶解しない場合が生ずるのを防ぎ、0.7以下とすることにより、比較的大きな空隙が生じ透明な層となることをより効果的に防ぐことができる。   The amount of polyacrylic acid relative to tungsten hexaethoxide is preferably 0.3 to 0.7 by weight. By setting the mass ratio to 0.3 or more, it is possible to prevent the case where the gel does not dissolve due to the formation of a large three-dimensional network of -MOMM, and to 0.7 or less. It is possible to more effectively prevent a relatively large void from being formed and forming a transparent layer.

また、タングステンヘキサエトキシドとポリアクリル酸との固形成分の前記混合溶液全体に対する割合としては、1〜10質量%が好ましい。前記割合を1質量%以上とすることにより、複合ゲル化反応の進行が遅く、流動性の高いゾル状態で酸化タングステン微粒子が形成され、粗大な酸化タングステン微粒子が形成されうることをより効果的に防ぐことができる。一方、10質量%以下とすることにより、透明ゾルから複合ゲルへの進行が速く均一な複合ゲルが得られなくなる場合をより起こりにくくできる。   Moreover, as a ratio with respect to the said whole mixed solution of the solid component of tungsten hexaethoxide and polyacrylic acid, 1-10 mass% is preferable. By making the ratio 1% by mass or more, the progress of the composite gelation reaction is slow, and tungsten oxide fine particles can be formed in a highly fluid sol state, so that coarse tungsten oxide fine particles can be formed more effectively. Can be prevented. On the other hand, when the content is 10% by mass or less, the case where a uniform composite gel cannot be obtained with a rapid progress from the transparent sol to the composite gel can be more unlikely to occur.

(化合物半導体ナノ多孔質層の形成方法)
前記化合物半導体ナノ多孔質層の形成方法としては、(1)電解析出法、(2)化学浴堆積法、(3)光化学堆積法があり、具体的には以下に示すとおりである。
(Method for forming compound semiconductor nanoporous layer)
Examples of the method for forming the compound semiconductor nanoporous layer include (1) electrolytic deposition, (2) chemical bath deposition, and (3) photochemical deposition, and are specifically described below.

(1)電解析出法
前記電解析出法は、少なくとも堆積される元素のイオンを含む電解質中に、透明絶縁基板上の透明導電性膜を形成した電極と、該電極に対向する電極とを配置し、これら電極間で電気化学的に酸化還元反応を起こし、前記化合物半導体層を、透明導電性膜を形成した電極上に形成するものである。「表面技術」Vol.49,No.1,3頁,1998年を参照できる。
(1) Electrolytic Deposition Method The electrolytic deposition method includes an electrode in which a transparent conductive film on a transparent insulating substrate is formed in an electrolyte containing at least ions of elements to be deposited, and an electrode facing the electrode. It arrange | positions and raise | generates an oxidation-reduction reaction electrochemically between these electrodes, The said compound semiconductor layer is formed on the electrode in which the transparent conductive film was formed. “Surface Technology” Vol. 49, no. See pages 1, 3 and 1998.

(2)化学浴堆積法
前記化学浴堆積法は、少なくとも堆積されるイオンを1種以上含む溶液中に、透明絶縁基板上の透明導電性膜を形成した電極を配置し、前記溶液の温度調整とイオン濃度調整とにより還元反応を起こし、前記化合物半導体層を電極上に形成するものである。「Journal of Applied Physics」vol.82,2,655,1997を参照できる。
(2) Chemical bath deposition method In the chemical bath deposition method, an electrode on which a transparent conductive film is formed on a transparent insulating substrate is placed in a solution containing at least one kind of deposited ions, and the temperature of the solution is adjusted. And the ion concentration adjustment causes a reduction reaction to form the compound semiconductor layer on the electrode. “Journal of Applied Physics” vol. 82, 2, 655, 1997.

(3)光化学堆積法
前記光化学堆積法は、少なくともチオ硫酸ナトリウム及び金属イオンを1種以上含む溶液中に、透明絶縁基板上に透明導電性膜を形成した電極を配置し、該電極に紫外線を照射して光反応を生じさせ、前記化合物半導体層を電極上に形成するものである。「Japan Journal Applied Physics」vol36,L1146,1997年を参照できる。
(3) Photochemical deposition method In the photochemical deposition method, an electrode in which a transparent conductive film is formed on a transparent insulating substrate is placed in a solution containing at least one kind of sodium thiosulfate and metal ions, and ultraviolet rays are applied to the electrode. Irradiation causes a photoreaction, and the compound semiconductor layer is formed on the electrode. Reference can be made to “Japan Journal Applied Physics” vol 36, L 1146, 1997.

(複合体酸化物半導体ナノ多孔質層の形成方法)
前記複合体酸化物半導体ナノ多孔質層は、上記方法により形成した酸化物半導体ナノ多孔質層上にさらにゾルゲル法により酸化物半導体ナノ多孔質層を形成し、複合化する方法、又は2種類の酸化物半導体粒子を混合したペーストを電極上に塗布する方法、などが挙げられる。
(Formation method of composite oxide semiconductor nanoporous layer)
The composite oxide semiconductor nanoporous layer is a method in which an oxide semiconductor nanoporous layer is further formed by a sol-gel method on the oxide semiconductor nanoporous layer formed by the above method, or two types of composites are formed. Examples thereof include a method of applying a paste mixed with oxide semiconductor particles on an electrode.

具体的には、酸化物半導体コロイド水溶液に酢酸を滴下し、乳鉢でよく混合したゲル状溶液に対して複合対象となる酸化物半導体粉末、アルコールを少しずつ加えてよく混合する。さらに、界面活性剤を加えてよく混合し、これを、フッ素ドープ型酸化スズ導電性膜ガラス(FTO)電極にホットプレート(100〜120℃)上で噴霧塗布し、焼成することにより、半導体微粒子の結晶化と半導体微粒子同士の焼成とが進行し、所望の多孔質を有する複合体酸化物半導体ナノ多孔質層を形成する。   Specifically, acetic acid is dropped into an aqueous oxide semiconductor colloid solution, and the oxide semiconductor powder and alcohol to be combined are added little by little to the gel solution mixed well in a mortar and mixed well. Further, a surfactant is added and mixed well, and this is spray-coated on a hot plate (100 to 120 ° C.) on a fluorine-doped tin oxide conductive film glass (FTO) electrode and baked, thereby producing semiconductor fine particles. Crystallization and firing of semiconductor fine particles proceed to form a composite oxide semiconductor nanoporous layer having a desired porosity.

(EC色素)
EC色素は、前記半導体ナノ多孔質層の表面及び内部の微細孔に担持されると共に、必要に応じて、電解質層中に溶解乃至分散された状態で含有されることが好ましい。
EC色素としては、電気化学的な酸化反応及び還元反応の少なくとも一方により黒色に発色又は消色する作用を示す限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機系色素、金属錯体系色素などが好適に挙げられ、好ましくは有機系色素である。これらEC色素は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(EC dye)
The EC dye is preferably supported on the surface and internal micropores of the semiconductor nanoporous layer and, if necessary, contained in a dissolved or dispersed state in the electrolyte layer.
The EC dye is not particularly limited as long as it exhibits an effect of developing or erasing black by at least one of an electrochemical oxidation reaction and a reduction reaction, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an organic dye And metal complex dyes are preferred, and organic dyes are preferred. These EC dyes may be used alone or in combination of two or more.

前記金属錯体系色素としては、例えば、プルシアンブルー、金属−ビピリジル錯体、金属フェナントロリン錯体、金属−フタロシアニン錯体、メタフェリシアニド、これらの誘導体などが挙げられる。   Examples of the metal complex dye include Prussian blue, metal-bipyridyl complex, metal phenanthroline complex, metal-phthalocyanine complex, metaferricyanide, and derivatives thereof.

前記有機系色素としては、例えば、(1)ピリジン化合物類、(2)導電性高分子類、(3)スチリル化合物類、(4)ドナー/アクセプター型化合物類、(5)その他有機色素類、などが挙げられる。   Examples of the organic dye include (1) pyridine compounds, (2) conductive polymers, (3) styryl compounds, (4) donor / acceptor type compounds, (5) other organic dyes, Etc.

前記(1)ピリジン化合物類としては、例えば、ビオローゲン、ヘプチルビオローゲン(ジヘプチルビオローゲンジブロミド等)、メチレンビスピリジニウム、フェナントロリン、アゾビピリジニウム、2,2−ビピリジニウム錯体、キノリン・イソキノリン、などが挙げられる。   Examples of the (1) pyridine compounds include viologen, heptyl viologen (diheptyl viologen dibromide, etc.), methylenebispyridinium, phenanthroline, azobipyridinium, 2,2-bipyridinium complex, quinoline / isoquinoline, and the like.

前記(2)導電性高分子類としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンジアミン、ポリアミノフェノール、ポリビニルカルバゾール、高分子ビオローゲンポリイオンコンプレックス、TTF、これらの誘導体などが挙げられる。   Examples of the conductive polymer (2) include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyphenylenediamine, polyaminophenol, polyvinylcarbazole, polymer viologen polyion complex, TTF, and derivatives thereof.

前記(3)スチリル化合物類としては、例えば、2−[2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]−3,3−ジメチルインドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、2−[4−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]−1,3−ブタジエニル]−3,3−ジメチルインドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、2−[2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]−3,3−ジメチル−5−メチルスルホニルインドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、2−[4−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]−1,3−ブタジエニル]−3,3−ジメチル−5−スルホニルインドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、3,3−ジメチル−2−[2−(9−エチル−3−カルバゾリル)エテニル]インドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、2−[2−[4−(アセチルアミノ)フェニル]エテニル]−3,3−ジメチルインドリノ[2,1−b]オキサゾリジン、などが挙げられる。   Examples of the (3) styryl compounds include 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (Dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl]- 3,3-dimethyl-5-methylsulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethyl-5 -Sulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 3,3-dimethyl-2- [2- (9-ethyl-3-carbazolyl) ethenyl] indolino [2,1-b] oxazolidine 2- [2- [4- (acetylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethyl-indolino [2,1-b] oxazolidine, and the like.

前記(4)ドナー/アクセプター型化合物類としては、例えば、テトラシアノキノジメタン、テトラチアフルバレン、などが挙げられる。   Examples of the (4) donor / acceptor type compounds include tetracyanoquinodimethane and tetrathiafulvalene.

前記(5)その他有機色素類としては、例えば、カルバゾール、メトキシビフェニル、アントラキノン、キノン、ジフェニルアミン、アミノフェノール、Tris−アミノフェニルアミン、フェニルアセチレン、シクロペンチル化合物、ベンゾジチオリウム化合物、スクアリウム塩、シアニン、希土類フタロシアニン錯体、ルテニウムジフタロシアニン、メロシアニン、フェナントロリン錯体、ピラゾリン、酸化還元指示薬、pH指示薬、これらの誘導体、などが挙げられる。   Examples of (5) other organic dyes include carbazole, methoxybiphenyl, anthraquinone, quinone, diphenylamine, aminophenol, Tris-aminophenylamine, phenylacetylene, cyclopentyl compound, benzodithiolium compound, squalium salt, cyanine, rare earth Examples include phthalocyanine complexes, ruthenium diphthalocyanines, merocyanines, phenanthroline complexes, pyrazolines, redox indicators, pH indicators, and derivatives thereof.

また、前記EC色素としては、酸化状態では無色乃至極淡色を示し、還元状態で発色する還元発色型のもの、還元状態では無色乃至極淡色を示し、酸化状態で発色する酸化発色型のもの、還元状態でも酸化状態でも発色を示し、還元又は酸化の程度により数種類の色が発現する多色発色型のもののいずれであってもよく、目的に応じて適宜選択することができる。   Further, as the EC dye, a reduction coloring type that shows colorless or ultra-light color in the oxidation state and develops color in the reduction state, an oxidation coloring type that shows colorless or ultra-light color in the reduction state and develops color in the oxidation state, It may be any of the multicolor coloring types that exhibit color development in the reduced state or the oxidized state, and develop several kinds of colors depending on the degree of reduction or oxidation, and can be appropriately selected according to the purpose.

前記EC色素において、酸化還元反応により黒色に発色又は消色するものの組み合わせとしては、酸化発色型色素の組み合わせであれば、2−{2−〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕エテニル}−3,3−ジメチル−5−ホスホノインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンと、2−{2−〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕−1,3−ブタジエニル}−3,3−ジメチル−5−カルボキシルインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンと、2−{2−〔4−(メトキシ)フェニル〕エテニル}−3,3−ジメチル−5−ホスホノインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンの組み合わせ、等が挙げられる。また、還元発色型色素の組み合わせであれば、ビス−(2−ホスホノエチル)−4,4’−ビピリジニウムジブロミドと、〔β−(10−フェノチアジル)プロポキシ〕ホスホン酸の組み合わせ、などが挙げられる。   In the EC dye, a combination of coloring and decoloring black by oxidation-reduction reaction is 2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl} -3, 3-dimethyl-5-phosphonoindolino [2,1-b] oxazoline and 2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl} -3,3-dimethyl-5 Carboxyindolino [2,1-b] oxazoline and 2- {2- [4- (methoxy) phenyl] ethenyl} -3,3-dimethyl-5-phosphonoindolino [2,1-b] oxazoline Combination, etc. are mentioned. Examples of the combination of reducing coloring dyes include a combination of bis- (2-phosphonoethyl) -4,4'-bipyridinium dibromide and [β- (10-phenothiazyl) propoxy] phosphonic acid.

前記半導体ナノ多孔質層の表面及び内部にEC色素を担持させる方法としては、特に制限はなく、公知の技術を使用できる。例えば、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート等の塗布法、電界析出法、電界重合法や担持させる化合物の溶液に浸す自然吸着法等の方法を適宜選ぶことができる。中でも自然吸着法は、金属酸化物層の微細孔のすみずみまでムラなく確実に機能性分子を担持させうる、特別な装置を必要としない、多くの場合は単分子層程度であり必要以上に余分な量がつかない等の多くの利点を有しており好ましい方法である。   There is no restriction | limiting in particular as a method to carry | support EC pigment | dye on the surface and the inside of the said semiconductor nanoporous layer, A well-known technique can be used. For example, a dry process such as a vacuum deposition method, a coating method such as spin coating, an electric field deposition method, an electric field polymerization method, or a natural adsorption method in which a solution of a compound to be supported is immersed can be appropriately selected. Above all, the natural adsorption method does not require special equipment that can support functional molecules evenly throughout the fine pores of the metal oxide layer and does not require special equipment. It has many advantages such as no extra amount and is a preferred method.

具体的には、EC色素の溶液中に良く乾燥した半導体ナノ多孔質層を有する透明基板を浸漬するか、色素の溶液を半導体ナノ多孔質層に塗布する方法を用いることができる。前者の場合、浸漬法、ディップ法、ローラ法、エアーナイフ法等が使用可能である。浸漬法の場合、色素の吸着は室温で行ってもよいし、特開平7−249790号公報に記載されているように加熱還流して行ってもよい。また、後者の塗布方法としては、ワイヤーバー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテン法、スピン法、スプレー法等がある。   Specifically, a method of immersing a transparent substrate having a well-dried semiconductor nanoporous layer in an EC dye solution or applying a dye solution to the semiconductor nanoporous layer can be used. In the former case, an immersion method, a dip method, a roller method, an air knife method or the like can be used. In the case of the dipping method, the dye may be adsorbed at room temperature, or may be carried out by heating and refluxing as described in JP-A-7-249790. Examples of the latter application method include a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain method, a spin method, and a spray method.

前記EC色素を溶解する溶媒としては、例えば、水、アルコール類(メタノール、エタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール等)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等)、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素(ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等)、エーテル類(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等)、ジメチルスルホキシド、アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセタミド等)、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、3−メチルオキサゾリジノン、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、炭酸エステル類(炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等)、ケトン類(アセトン、2−ブタノン、シクロヘキサノン等)、炭化水素(へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエン等)やこれらの混合溶媒が挙げられる。   Examples of the solvent for dissolving the EC dye include water, alcohols (methanol, ethanol, t-butanol, benzyl alcohol, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), nitromethane, Halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.), dimethyl sulfoxide, amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), N -Methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ketones (acetone, 2 − Thanong, cyclohexanone), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.) or mixed solvents thereof.

前記EC色素の吸着量は、例えば、半導体ナノ多孔質層の単位表面積(1m2)当たり0.01〜100mmolが好ましい。また、EC色素の半導体微粒子に対する吸着量は、半導体微粒子1g当たり0.01〜100mmolの範囲であるのが好ましい。また、EC色素の電解質中濃度は、0.001〜2mol/lが好ましく、0.005〜1mol/lがより好ましい。
従って、EC色素が、半導体ナノ多孔質層に含まれるとは、半導体ナノ多孔質層の表面にEC色素が塗布されている場合も含む趣旨である。
もちろん、本発明のEC色素は、必ずしも半導体ナノ多孔質層に含める必要はなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、他の層に含めてもよいことは上述のとおりである。
The adsorption amount of the EC dye is preferably 0.01 to 100 mmol per unit surface area (1 m 2 ) of the semiconductor nanoporous layer, for example. Further, the adsorption amount of the EC dye to the semiconductor fine particles is preferably in the range of 0.01 to 100 mmol per 1 g of the semiconductor fine particles. The concentration of the EC dye in the electrolyte is preferably 0.001 to 2 mol / l, and more preferably 0.005 to 1 mol / l.
Therefore, the EC dye is included in the semiconductor nanoporous layer is intended to include the case where the EC dye is applied to the surface of the semiconductor nanoporous layer.
Of course, the EC dye of the present invention is not necessarily included in the semiconductor nanoporous layer, and may be included in other layers as long as it does not depart from the spirit of the present invention.

(電荷移動剤)
電荷移動剤は、前記EC色素と同様に、半導体ナノ多孔質層の表面及び内部の微細孔に担持され、電解質層又は光導電性層中に溶解ないし分散された状態で含有されることが好ましい。なお、電荷移動剤の半導体ナノ多孔質層への担持はEC色素と同様の方法で行うことができる。前記電荷移動剤とEC色素とを併用することにより、両者の同時発色による加色効果、両者の相互作用にして酸化還元反応がスムーズに進行し、発色効率がより向上する。
(Charge transfer agent)
Like the EC dye, the charge transfer agent is preferably supported on the surface and internal micropores of the semiconductor nanoporous layer and contained in a state dissolved or dispersed in the electrolyte layer or the photoconductive layer. . The charge transfer agent can be supported on the semiconductor nanoporous layer by the same method as for EC dyes. By using the charge transfer agent and the EC dye in combination, a redox reaction proceeds smoothly due to the color-adding effect by the simultaneous color development of both, and the interaction between the two, and the color development efficiency is further improved.

前記電荷移動剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、エレクトロクロミック性を示すものが好適であり、例えば、ヒドラゾン、フェノチアジンなどが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The charge transfer agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, those exhibiting electrochromic properties are suitable, and examples thereof include hydrazone and phenothiazine. It can use individually or in combination of 2 or more types.

前記電荷移動剤の吸着量は、例えば、半導体ナノ多孔質層の単位表面積(1m2)当たり0.01〜100mmolが好ましい。また、電荷移動剤の半導体微粒子に対する吸着量は、半導体微粒子1g当たり0.01〜100mmolの範囲であるのが好ましい。また、電荷移動剤の電解質中濃度は、0.001〜2mol/lが好ましく、0.005〜1mol/lがより好ましい。 The amount of adsorption of the charge transfer agent is preferably 0.01 to 100 mmol per unit surface area (1 m 2 ) of the semiconductor nanoporous layer, for example. The amount of charge transfer agent adsorbed on the semiconductor fine particles is preferably in the range of 0.01 to 100 mmol per gram of semiconductor fine particles. The concentration of the charge transfer agent in the electrolyte is preferably 0.001 to 2 mol / l, and more preferably 0.005 to 1 mol / l.

<光導電層>
本発明の画像表示装置には、光導電層を有することも好ましく、該光導電層は、例えば、電荷発生剤を含む電荷発生層と、電荷輸送剤を含む電荷輸送層から構成される。また、光導電層に含まれる電荷発生剤が電荷を発生させ、或いは電流増倍現象を生じさせるのに必要な波長より短い波長を有する光を用いて、光書込み表示を行うことができるが、可視光によって光導電層の導電性が変化することが好ましい。
<Photoconductive layer>
The image display device of the present invention preferably includes a photoconductive layer, and the photoconductive layer includes, for example, a charge generation layer containing a charge generation agent and a charge transport layer containing a charge transfer agent. In addition, it is possible to perform optical writing display using light having a wavelength shorter than that required for the charge generating agent contained in the photoconductive layer to generate a charge or cause a current multiplication phenomenon. The conductivity of the photoconductive layer is preferably changed by visible light.

(電荷発生剤)
電荷発生剤は、例えばc−Si(結晶性シリコン)、a−Se(非晶性セレン)、又はa−SiC(非晶性炭化シリコン)等の無機半導体である光導電体からなる。光導電層は、光電変換過程で生成されたキャリアを電流増幅機構によって倍増させる光導電体からなってもよい。
なお、光導電層は、その他の有機光導電体を用いるものであってもよい。この場合、無機シリコン半導体等にみられるアバランシェ効果以外の電流増倍現象(光誘起電子注入)を得ることができるため、光導電層としては有機光導電体を主成分とすることが好ましい。この有機光導電体としては、例えばペリレン顔料、キナクリド顔料、又はナフタレンテトラカルボン酸誘導体等を挙げることができる。
有機光導電体の電荷発生材料として、具体的には、ベンズイミダゾールペリレン(BZP)、キナクリドン、ナフタレンテトラカルボン酸を挙げることができる。
(Charge generator)
The charge generating agent is made of a photoconductor that is an inorganic semiconductor such as c-Si (crystalline silicon), a-Se (amorphous selenium), or a-SiC (amorphous silicon carbide). The photoconductive layer may be made of a photoconductor that doubles carriers generated in the photoelectric conversion process by a current amplification mechanism.
The photoconductive layer may use another organic photoconductor. In this case, since a current multiplication phenomenon (photo-induced electron injection) other than the avalanche effect seen in inorganic silicon semiconductors can be obtained, the photoconductive layer is preferably composed mainly of an organic photoconductor. As this organic photoconductor, a perylene pigment, a quinaclide pigment, a naphthalene tetracarboxylic acid derivative, etc. can be mentioned, for example.
Specific examples of charge generating materials for organic photoconductors include benzimidazole perylene (BZP), quinacridone, and naphthalenetetracarboxylic acid.

(電荷輸送剤)
電荷輸送剤は、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデイン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ジエン化合物等が挙げられる。
(Charge transport agent)
Charge transport agents include, for example, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone Derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline polymers , Conductive polymer oligomers such as thiophene oligomers and polythiophenes, and diene compounds.

<電解質層>
前記電解質層は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、EC色素及び/又は電荷移動剤を含有することが好ましく、EC色素及び電荷移動剤としては、上述したものの中から適宜選択して用いることができるが、半導体ナノ多孔質層に担持させたEC色素や電荷移動剤と同じものが好ましい。前記電解質層の形態としては、(1)液体、(2)固体、(3)ゲル状のいずれであっても構わない。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but preferably contains an EC dye and / or a charge transfer agent, and the EC dye and the charge transfer agent include those described above. However, it is preferable to use the same EC dye or charge transfer agent supported on the semiconductor nanoporous layer. The electrolyte layer may be any of (1) liquid, (2) solid, and (3) gel.

(1)液体の電解質層の場合、前記電解質層が液体の場合には、I−/I3-、Br-/Br3-、キノン/ヒドロキノン対等のレドックス対(酸化還元対)を含み、電極間を十分な速度で輸送可能な電解質等の電荷輸送性物質を溶媒に溶かして用いることが好ましい。 (1) In the case of a liquid electrolyte layer, when the electrolyte layer is a liquid, it includes redox pairs (redox couples) such as I− / I 3− , Br / Br 3− , quinone / hydroquinone pairs, It is preferable to use a charge transporting substance such as an electrolyte that can be transported at a sufficient speed in a solvent.

前記電解質としては、例えば、ヨウ素、臭素、LiI、NaI、KI、CsI、CaI2、LiBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBr2等の金属ハロゲン化物、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等のアンモニウム化合物のハロゲン化塩、メチルビオロゲンクロリド、ヘキシルビオロゲンブロミド等のアルキルビオロゲン、ハイドロキノン、ナフトハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン、フェロセン、フェロシアン酸塩等の鉄錯体等の少なくとも1種を用いることができるが、これに限定するものではない。
また、ヨウ素とヨウ化リチウム等の組合せのように、予めレドックス対(酸化還元対)を生成させる複数の電解質を混合して用いると、EC素子の性能、特に電流特性を向上させることが可能となる。これらの中でも、ヨウ素とアンモニウム化合物、ヨウ素と金属ヨウ化物の組合せ等が好適に挙げられる。
As the electrolyte, for example, iodine, bromine, LiI, NaI, KI, CsI , CaI 2, LiBr, NaBr, KBr, CsBr, metal halides such as CaBr 2, tetraethylammonium iodide, tetrapropylammonium iodide Halogenated salts of ammonium compounds such as tetrabutylammonium bromide, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide and tetrabutylammonium bromide, alkyl viologens such as methyl viologen chloride and hexyl viologen bromide, polyhydroxy such as hydroquinone and naphthohydroquinone At least one of iron complexes such as benzene, ferrocene, and ferrocyanate can be used, but is not limited thereto.
In addition, when a plurality of electrolytes that generate redox pairs (redox pairs) in advance, such as a combination of iodine and lithium iodide, are used, it is possible to improve the performance of the EC element, particularly the current characteristics. Become. Among these, a combination of iodine and an ammonium compound, iodine and a metal iodide, and the like are preferable.

これらの電解質を溶解する溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のアルコール類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の非プロトン性極性溶媒、水等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。   Solvents for dissolving these electrolytes include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ethers such as dioxane, diethyl ether and ethylene glycol dialkyl ether, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol and the like Alcohols, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate and ethylene carbonate, water, and the like can be used, but are not limited thereto.

前記溶媒における前記電解質の電解質濃度としては、0.001〜2mol/Lが好ましく、0.005〜1mol/Lがより好ましい。電解質濃度を0.001mol以上とすることにより、キャリアとしての機能がより効果的に保たれ、特性を十分に保つことができる。一方、2mol/L以下とすることにより、キャリアとしての機能がより効果的に保たれ、また、電解質溶液の粘性が高くなり過ぎるのを防ぎ、電流の低下をより効果的に抑止できる。   The electrolyte concentration of the electrolyte in the solvent is preferably 0.001 to 2 mol / L, and more preferably 0.005 to 1 mol / L. By setting the electrolyte concentration to 0.001 mol or more, the function as a carrier can be more effectively maintained and the characteristics can be sufficiently maintained. On the other hand, by setting it to 2 mol / L or less, the function as a carrier can be maintained more effectively, the viscosity of the electrolyte solution can be prevented from becoming too high, and a decrease in current can be more effectively suppressed.

(2)固体の電解質層の場合前記電解質層が固体の場合には、イオン導電性又は電子伝導性を示すいずれの物質であってもよく、例えば、AgBr、AgI、CuCl、CuBr、CuI、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl4、LiAlF4、等のハロゲン化物、AgSBr、C55NHAg56、Rb4Cu167Cl13、Rb3Cu7Cl10等の無機復塩、LiN、Li5NI2、Li6NBr3等の窒化リチウム及びその誘導体、Li2SO4、Li4SiO4、Li3PO4等のリチウムの酸素酸塩、ZrO2、CaO、Gd23、HfO2、Y23、Nb25、WO3、Bi23、及びこれらの固溶体等の酸化物、CaF2、PbF2、SrF2、LaF3、TISn25、CeF3等のフッ化物、Cu2S、Ag2S、Cu2Se、AgCrSe2等のカルコゲニド、フッ化ビニル系高分子にパーフルオロスルホン酸を含む高分子(例えば、ナフィオン)、有機電荷輸送性物質として、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等の化合物、トリフェニルアミン等の芳香族アミン化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール化合物やポリメチルフェニルシラン等のシラン化合物を用いることができるが、これに限定されるものではない。 (2) In the case of a solid electrolyte layer When the electrolyte layer is solid, it may be any substance exhibiting ionic conductivity or electronic conductivity, for example, AgBr, AgI, CuCl, CuBr, CuI, LiI. , LiBr, LiCl, LiAlCl 4, LiAlF 4, halides etc., AgSBr, C 5 H 5 NHAg 5 I 6, Rb 4 Cu1 6 I 7 Cl 13, Rb 3 Cu 7 Cl 10 and the like of the inorganic Fukushio, LiN, Lithium nitride such as Li 5 NI 2 , Li 6 NBr 3 and derivatives thereof, lithium oxyacid salts such as Li 2 SO 4 , Li 4 SiO 4 , Li 3 PO 4 , ZrO 2 , CaO, Gd 2 O 3 , HfO 2 , Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , oxides such as these solid solutions, CaF 2 , PbF 2 , SrF 2 , LaF 3 , TISn 2 F 5 , CeF 3, etc. Fluoride, Cu Chalcogenides such as 2 S, Ag 2 S, Cu 2 Se, AgCrSe 2 , polymers containing perfluorosulfonic acid in vinyl fluoride polymers (for example, Nafion), polythiophene, polyaniline, polypyrrole as organic charge transport materials And the like, aromatic amine compounds such as triphenylamine, carbazole compounds such as polyvinyl carbazole, and silane compounds such as polymethylphenylsilane are not limited thereto.

(3)ゲル電解質層の場合、前記電解質層がゲル状の場合には、ポリマー添加、オイルゲル化剤添加、多官能モノマー類を、前記電解質及び前記溶媒に混合して用いることができる。前記ポリマー添加によりゲル化させる場合は、「Polymer Electrolyte Revi ews−1及び2」(J.R.MacCallumとC.A.Vincentの共編、ELSEVIER APPLIED SCIENCE)などに記載された化合物を使用することができるが、特に、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどが好適である。前記オイルゲル化剤添加によりゲル化させる場合は、「J.Chem Soc.Japan,Ind.Chem.Sec.,46,779(1943)」、「J.Am.Chem.Soc.,111,5542(1989)」、「J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1993,390」、「Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,35,1949(1996)」、「Chem.Lett.,1996,885」、「J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1997,545」などに記載されている化合物を使用することができるが、特に、分子構造中にアミド構造を有する化合物が好ましい。 (3) In the case of a gel electrolyte layer, when the electrolyte layer is in a gel form, polymer addition, oil gelling agent addition, and polyfunctional monomers can be mixed and used in the electrolyte and the solvent. In the case of gelation by adding the polymer, a compound described in “Polymer Electrolyte Revues-1 and 2” (JR MacCallum and CA Vincent co-edit, ELSEVIER APPLIED SCIENCE) may be used. In particular, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, and the like are suitable. In the case of gelation by addition of the oil gelling agent, “J. Chem Soc. Japan, Ind. Chem. Sec., 46, 779 (1943)”, “J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989). ) "," J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 390 "," Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 35, 1949 (1996) "," Chem. Lett., 1996, 885 ". "," J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1997, 545 "and the like can be used. In particular, compounds having an amide structure in the molecular structure are preferred.

(4)また、マトリックス材と支持電解質との混合液を重合させてフイルム状とした固体電解質層を用いることもできる。 (4) A solid electrolyte layer formed by polymerizing a mixed solution of a matrix material and a supporting electrolyte to form a film can also be used.

(支持電解質)
前記支持電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、無機電解質であってもよいし、有機電解質であってもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、また、市販品であってもよく、適宜合成しても構わない。
(Supporting electrolyte)
There is no restriction | limiting in particular as said supporting electrolyte, According to the objective, it can select suitably, An inorganic electrolyte may be sufficient and an organic electrolyte may be sufficient. These may be used individually by 1 type, may use 2 or more types together, may be a commercial item, and may synthesize | combine suitably.

前記無機電解質としては、例えば、無機酸陰イオン−アルカリ金属塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属などが挙げられ、これらの中でも無機酸陰イオン−アルカリ金属塩が好ましく、無機酸リチウム塩がより好ましい。   Examples of the inorganic electrolyte include inorganic acid anions-alkali metal salts, alkali metal salts, alkaline earth metals, etc. Among these, inorganic acid anions-alkali metal salts are preferable, and inorganic acid lithium salts are more preferable. preferable.

前記無機酸陰イオン−アルカリ金属塩としては、例えば、XAsF6、XPF6、XBF4、XClO4、などが挙げられ(但し、これらにおいてXは、H、Li、K又はNaを表す。)、具体的には過塩素酸リチウムなどが好適に挙げられる。 Examples of the inorganic acid anion-alkali metal salt include XAsF 6 , XPF 6 , XBF 4 , XClO 4 , etc. (where X represents H, Li, K, or Na). Specifically, lithium perchlorate and the like are preferable.

前記アルカリ金属塩としては、例えば、LiI、KI、LiCF3SO3、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiSCN、LiAsF6、NaCF3SO3、NaPF6、NaClO4、NaI、NaBF4、NaAsF6、KCF6SO3、KPF6、などが挙げられる。 Examples of the alkali metal salt include LiI, KI, LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiSCN, LiAsF 6 , NaCF 3 SO 3 , NaPF 6 , NaClO 4 , NaI, NaBF 4 , NaAsF 6. , KCF 6 SO 3 , KPF 6 , and the like.

前記有機電解質としては、例えば、有機酸陰イオン−アルカリ金属塩、四級アンモニウム塩、アニオン性界面活性剤、イミダゾリウム塩、などが挙げられ、これらの中でも有機酸陰イオン−アルカリ金属塩が好ましく、有機酸リチウム塩がより好ましい。   Examples of the organic electrolyte include organic acid anion-alkali metal salts, quaternary ammonium salts, anionic surfactants, imidazolium salts, etc. Among these, organic acid anions-alkali metal salts are preferable. An organic acid lithium salt is more preferable.

前記有機酸陰イオン−アルカリ金属塩としては、例えば、XCF3SO3、XCn2n+1SO3(n=1〜3)、XN(CF3SO22、XC(CF3SO23、XB(CH34、XB(C654、などが挙げられ(但し、これらにおいてXは、H、Li、K又はNaを表す)、具体的には、ポリメタクリル酸リチウムなどが好適に挙げられる。 Examples of the organic acid anion-alkali metal salt include XCF 3 SO 3 , XC n F 2n + 1 SO 3 (n = 1 to 3), XN (CF 3 SO 2 ) 2 , XC (CF 3 SO 2). ) 3 , XB (CH 3 ) 4 , XB (C 6 H 5 ) 4 , etc. (in which X represents H, Li, K or Na), specifically, polymethacrylic acid Preferred examples include lithium.

前記四級アンモニウム塩としては、例えば、[CH3(CH234N・Y、Cn2n+1N(CH33・Y(n=10〜18)、(Cn2n+12N(CH32・Y(n=10〜18)、などが挙げられる(但し、これらにおいてYは、BF4、PF6、ClO4、F、Cl、Br又はOHを表す。) Examples of the quaternary ammonium salt include [CH 3 (CH 2 ) 3 ] 4 N · Y, C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 3 · Y (n = 10 to 18), (C n H 2n + 1 ) 2 N (CH 3 ) 2 · Y (n = 10 to 18), etc. (in which Y represents BF 4 , PF 6 , ClO 4 , F, Cl, Br or OH). To express.)

前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、Cn2n+1COO・X(n=10〜18)、Cn2n+1OCm2mCOO・X(n=10〜18、m=10〜18)、C107COO・X、Cn2n+1106COO・X(n=10〜18)、Cn2n+1SO3・X(n=10〜18)、Cn2n+1OCm2mSO3・X(n=10〜18、m=10〜18)、C107SO8・X、Cn2n+1106SO3・X(n=10〜18)、Cn2n+1OSO3・X(n=10〜18)、などが挙げられる(但し、これらにおいてXは、H、Li、K又はNaを表す。)。 Examples of the anionic surfactant include C n H 2n + 1 COO · X (n = 10 to 18), C n H 2n + 1 OC m H 2m COO · X (n = 10 to 18, m = 10~18), C 10 H 7 COO · X, C n H 2n + 1 C 10 H 6 COO · X (n = 10~18), C n H 2n + 1 SO 3 · X (n = 10~18 ), C n H 2n + 1 OC m H 2m SO 3 · X (n = 10~18, m = 10~18), C 10 H 7 SO 8 · X, C n H 2n + 1 C 10 H 6 SO 3 · X (n = 10~18) , C n H 2n + 1 OSO 3 · X (n = 10~18), and the like (however, X in these represents H, Li, K or Na .)

前記支持電解質として、特に、無機酸リチウム塩と有機酸リチウム塩とを含むのが好ましい。   In particular, the supporting electrolyte preferably contains an inorganic acid lithium salt and an organic acid lithium salt.

(マトリックス材)
前記マトリックス材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘテロ原子を有する高分子化合物、などが挙げられる。
(Matrix material)
There is no restriction | limiting in particular as said matrix material, According to the objective, it can select suitably, For example, the high molecular compound which has a hetero atom, etc. are mentioned.

前記ヘテロ原子を有する高分子化合物としては、例えば、酸素原子を有する高分子化合物、窒素原子を有する高分子化合物、硫黄原子を有する高分子化合物、ハロゲン原子を有する高分子化合物、などが挙げられる。   Examples of the polymer compound having a hetero atom include a polymer compound having an oxygen atom, a polymer compound having a nitrogen atom, a polymer compound having a sulfur atom, and a polymer compound having a halogen atom.

前記酸素原子を有する高分子化合物としては、例えば、R1−(OCH2CH2nO−R2(nは、整数を表し、R1は、エチレン基、スチレン基、プロピレン基、ブテン基、ブタジエン基、塩化ビニル基、酢酸ビニル基、アクリル酸基、アクリル酸メチル基、メタクリル酸基、メタクリル酸メチル基、メチルビニルケトン基、アクリルアミド基等を表し、R2は、H、CH3又はR1を表す。)で表される化合物などが好適に挙げられ、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、非ポリエーテル類(例えば、ポリ(3−ヒドロキシプロピオン酸)、ポリ酢酸ビニル)、などが好適に挙げられる。 Examples of the polymer compound having an oxygen atom include R 1 — (OCH 2 CH 2 ) n O—R 2, where n represents an integer, and R 1 represents an ethylene group, a styrene group, a propylene group, or a butene group. Represents a butadiene group, a vinyl chloride group, a vinyl acetate group, an acrylic acid group, a methyl acrylate group, a methacrylic acid group, a methyl methacrylate group, a methyl vinyl ketone group, an acrylamide group or the like, and R 2 represents H, CH 3 or And a compound represented by R 1. ), Specifically, polyethylene glycol, polypropylene glycol, non-polyethers (for example, poly (3-hydroxypropionic acid), polyvinyl acetate), Etc. are preferable.

前記窒素原子を有する高分子化合物としては、例えば、R1−(NHCH2CH2nNH−R2(nは、整数を表し、R1は、エチレン基、スチレン基、プロピレン基、ブテン基、ブタジエン基、塩化ビニル基、酢酸ビニル基、アクリル酸基、アクリル酸メチル基、メタクリル酸基、メタクリル酸メチル基、メチルビニルケトン基、アクリルアミド基等を表し、R2は、H、CH3又はR1を表す。)で表される化合物などが好適に挙げられ、具体的には、ポリエチレンイミン、ポリ−N−メチルエチレンイミン、ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。 Examples of the polymer compound having a nitrogen atom include R 1 — (NHCH 2 CH 2 ) n NH—R 2 (n represents an integer, and R 1 represents an ethylene group, a styrene group, a propylene group, or a butene group. Represents a butadiene group, a vinyl chloride group, a vinyl acetate group, an acrylic acid group, a methyl acrylate group, a methacrylic acid group, a methyl methacrylate group, a methyl vinyl ketone group, an acrylamide group or the like, and R 2 represents H, CH 3 or R 1 represents a compound represented by R 1 ), and specific examples thereof include polyethyleneimine, poly-N-methylethyleneimine, polyacrylonitrile, and the like.

前記硫黄原子を有する高分子化合物としては、例えば、R1−(SCH2CH2nS−R2(nは、整数を表し、R1は、エチレン基、スチレン基、プロピレン基、ブテン基、ブタジエン基、塩化ビニル基、酢酸ビニル基、アクリル酸基、アクリル酸メチル基、メタクリル酸基、メタクリル酸メチル基、メチルビニルケトン基、アクリルアミド基等を表し、R2は、H、CH3又はR1を表す。)で表される化合物などが好適に挙げられ、具体的には、ポリアルキレンサルファイド類、などが挙げられる。 Examples of the polymer compound having a sulfur atom include R 1 — (SCH 2 CH 2 ) n S—R 2 (n represents an integer, and R 1 represents an ethylene group, a styrene group, a propylene group, or a butene group. Represents a butadiene group, a vinyl chloride group, a vinyl acetate group, an acrylic acid group, a methyl acrylate group, a methacrylic acid group, a methyl methacrylate group, a methyl vinyl ketone group, an acrylamide group or the like, and R 2 represents H, CH 3 or R 1 represents a compound represented by R 1 ), and specific examples thereof include polyalkylene sulfides.

前記マトリックス材の分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低いほうが常温で流動性を有する場合が多いため、製膜性の観点からは低いほうが好ましく、例えば、数平均分子量で1000以下であるのが好ましい。   The molecular weight of the matrix material is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.However, since the lower one often has fluidity at room temperature, the lower one is preferable from the viewpoint of film forming property. The number average molecular weight is preferably 1000 or less.

前記マトリックス材の前記電解質層における使用量としては、前記支持電解質とのモル比(マトリックス材:支持電解質)が、70:30〜5:95であるのが好ましく、50:50〜10:90であるのがより好ましく、50:50〜20:80であるのが特に好ましい。   The amount of the matrix material used in the electrolyte layer is preferably such that the molar ratio to the supporting electrolyte (matrix material: supporting electrolyte) is 70:30 to 5:95, and is 50:50 to 10:90. More preferably, it is particularly preferably 50:50 to 20:80.

なお、前記モル比は、前記マトリックス材のモル量と、前記支持電解質のイオンのモル量との比を意味する。該マトリックス材のモル量とは、高分子化合物のモノマー単位を1分子として換算したモル量を意味する。   The molar ratio means the ratio between the molar amount of the matrix material and the molar amount of ions of the supporting electrolyte. The molar amount of the matrix material means a molar amount in which the monomer unit of the polymer compound is converted into one molecule.

前記フィルム状固体電解質層は、前記マトリックス材と支持電解質との混合液に過酸化ベンゾイルやアゾビスイソブチロニトリル等の重合開始剤を少量添加したものを薄く延ばし、続いて加熱を行い重合させるか、又はイルガキュア等の光重合開始剤を添加して、紫外線照射により重合させることにより、作製することができる。なお、固体電解質フィルムの厚さは、好ましくは30〜500μm、より好ましくは50〜200μmである。   The film-like solid electrolyte layer is thinly stretched by adding a small amount of a polymerization initiator such as benzoyl peroxide or azobisisobutyronitrile to the mixed solution of the matrix material and the supporting electrolyte, followed by heating for polymerization. Alternatively, it can be prepared by adding a photopolymerization initiator such as Irgacure and polymerizing by irradiation with ultraviolet rays. In addition, the thickness of a solid electrolyte film becomes like this. Preferably it is 30-500 micrometers, More preferably, it is 50-200 micrometers.

<光書込み表示装置>
以下、本発明に係る光書込み表示素子及び光書込み表示装置の好適な実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る第1実施形態の光書込み表示装置を表す概念図である。図1に示すように、本実施形態による光書込み表示装置1は、書込み表示板3と、書込み装置5とを備えてなる。書込み表示板3は、図2に示すように、異なる色に発色する光書込み表示素子7を有する。
<Optical writing display device>
Preferred embodiments of an optical writing display element and an optical writing display device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an optical writing display device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical writing display device 1 according to the present embodiment includes a writing display board 3 and a writing device 5. As shown in FIG. 2, the writing display board 3 has an optical writing display element 7 that develops different colors.

図2の実施形態による光書込み表示素子7は、三種のエレクトロクロミック表示体(EC表示体)7a、7b、7cを積層してなる。各EC表示体7a、7b、7cは、それぞれ色の三原色である黄色(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)を発色する。なお、この実施形態では、明るいフルカラー表示のための構成とするが、本発明に係る光書込み表示素子は、EC表示体が3層以外の構成でもよく、また、YMC以外の任意の色を発色するEC表示体を用いるものであってもよい。   The optical writing display element 7 according to the embodiment of FIG. 2 is formed by laminating three types of electrochromic display bodies (EC display bodies) 7a, 7b, and 7c. Each of the EC display bodies 7a, 7b, and 7c generates yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), which are the three primary colors. In this embodiment, a configuration for bright full-color display is adopted. However, the optical writing display element according to the present invention may have a configuration other than the three layers of the EC display, and develop any color other than YMC. Alternatively, an EC display may be used.

画像形成方法としては、照射する光の量に分布を付けて、所望のパターンを得る方法が好ましい。図2の実施態様においては、Y、M、Cを順次照射光の分布をつけて、所望のパターンに発色させることで、フルカラー表示が可能となる。   As an image forming method, a method of obtaining a desired pattern by distributing the amount of light to be irradiated is preferable. In the embodiment of FIG. 2, Y, M, and C are sequentially provided with a distribution of irradiation light and colored in a desired pattern, thereby enabling full color display.

また、書込み表示板3の一方の面(図2の下面側)には、反射膜9が敷設されている。この反射膜9は、書込み光11に対しては透明である一方、書込み光11以外の波長の光を反射可能としている。
このときの書込み光11としては、例えば、光導電層の電荷発生剤が電荷を発生させ、或いは、電流増倍現象を生じさせるのに必要な波長より短い波長を有する光であれば特に限定されず、赤外光(IR)、可視光、紫外光(UV)等を用いることができるが、可視光を用いることが、有機光導電材料の性能、汎用性、及びコストの観点から好ましい。特に、200nm以上410nm以下の光が90%以上吸収される蛍光増白剤を含む層を有する画像表示装置を用いて、実質的に410nm以上700nm以下の光によって書込みを行うことが好ましい。
また、反射膜9としては、多層膜の干渉フィルター、ハーフミラー等を好適に用いることができる。なお、書込み表示板3を透過光により表示させる場合には、反射膜9を省略した構成としてもよい。
A reflective film 9 is laid on one surface of the writing display board 3 (the lower surface side in FIG. 2). The reflection film 9 is transparent to the writing light 11, but can reflect light having a wavelength other than the writing light 11.
The writing light 11 at this time is particularly limited as long as it is light having a wavelength shorter than that required for generating a charge by the charge generating agent of the photoconductive layer or causing a current multiplication phenomenon, for example. However, infrared light (IR), visible light, ultraviolet light (UV), or the like can be used, but it is preferable to use visible light from the viewpoint of performance, versatility, and cost of the organic photoconductive material. In particular, it is preferable to perform writing with light of 410 nm or more and 700 nm or less using an image display device having a layer containing a fluorescent brightening agent that absorbs 90% or more of light of 200 nm or more and 410 nm or less.
As the reflective film 9, a multilayer interference filter, a half mirror, or the like can be suitably used. In the case where the writing display board 3 is displayed by transmitted light, the reflection film 9 may be omitted.

次に、EC表示体のさらに詳細な構成を説明する。
図3に示すように、色毎に積層された各層のEC表示体7a(又は7b、7c)は、それぞれが、光導電層15a(又は15b、15c)と、この光導電層15a上に設けられるエレクトロクロミック層(EC層)17と、EC層17上に設けられる電解質層19と、これらを挟む一対の第一電極層(前面電極)13a、第二電極層(背面電極)13bとからなる。
本実施形態では、下層の電極13bが書込み光11に対して透明であり、上層の電極13aが出射光に対して透明となっている。
Next, a more detailed configuration of the EC display will be described.
As shown in FIG. 3, each layer of the EC display 7a (or 7b, 7c) stacked for each color is provided on the photoconductive layer 15a (or 15b, 15c) and the photoconductive layer 15a. An electrochromic layer (EC layer) 17, an electrolyte layer 19 provided on the EC layer 17, and a pair of first electrode layer (front electrode) 13 a and second electrode layer (back electrode) 13 b sandwiching them. .
In the present embodiment, the lower electrode 13b is transparent to the writing light 11, and the upper electrode 13a is transparent to the outgoing light.

光導電層15aは、電子、ホールを発生・伝導させる層であり、書込み光11の照射された領域のみキャリアを移動させる。したがって、書込み光11の照射された領域のみキャリアが生成して導電性が生じ、その結果、EC層17には、それに応じた領域のみ電子の供与、又は受容が行われる。   The photoconductive layer 15 a is a layer that generates and conducts electrons and holes, and moves carriers only in the region irradiated with the write light 11. Therefore, carriers are generated only in the region irradiated with the writing light 11 and conductivity is generated. As a result, the EC layer 17 is provided with or accepts electrons only in the region corresponding thereto.

光導電層15aは、図4に示すように各キャリアを生成する電荷発生層(CGM(キャリア・ジェネレーション・マテリアル)層)と、生成されたキャリアを移動させる電荷輸送層(ETM(エレクトロン・トランスファー・マテリアル)層)とを積層して形成するものであってもよい。この場合、電荷輸送層はキャリアを効率良く移動させるように作用する。
また、光導電層15aは、図4に示す構成において、電荷輸送層に代えてHTM(ホール・トランスファー・マテリアル)層を積層するものであってもよい。
As shown in FIG. 4, the photoconductive layer 15a includes a charge generation layer (CGM (carrier generation material) layer) that generates carriers and a charge transport layer (ETM (electron transfer layer) that moves the generated carriers. Material) layer) may be laminated. In this case, the charge transport layer acts to move carriers efficiently.
Further, the photoconductive layer 15a may be formed by stacking an HTM (Hole Transfer Material) layer in place of the charge transport layer in the configuration shown in FIG.

EC表示体7a(又は、7b、7c)の構成バリエーションは、種々のものが考えられる。
例えば、図5(a)に示す本実施形態のように下層から電極13b/光導電層15a/EC層17/電解質層19/電極13aの順で積層されるもの、或いは図5(b)に示すように、下層から電極13b/EC層17/電解質層19/光導電層15a/電極13aの順で積層されるものであってよい。
Various configurations of the EC display body 7a (or 7b, 7c) can be considered.
For example, as in the present embodiment shown in FIG. 5A, the electrode 13b / photoconductive layer 15a / EC layer 17 / electrolyte layer 19 / electrode 13a are stacked in this order from the lower layer, or FIG. 5B. As shown, the electrode 13b / EC layer 17 / electrolyte layer 19 / photoconductive layer 15a / electrode 13a may be stacked in this order from the lower layer.

また、EC層17は、複数層設けられるものであってよい。
例えば、図6(a)に示すように、下層から電極13b/光導電層15a/第1EC層17a/電解質層19/第2EC層17b/電極13aの順で積層されるもの、或いは図6(b)に示すように、下層から電極13b/第1EC層17a/電解質層19/第2EC層17b/光導電層15a/電極13aの順で積層されるものであってよい。
なお、これらのEC層17a、17bは、一方(例えば第1EC層17a)が酸化発色ECで、他方(例えば第2EC層17b)が還元発色ECであることが好ましい。
The EC layer 17 may be provided in a plurality of layers.
For example, as shown in FIG. 6A, the electrode 13b / the photoconductive layer 15a / the first EC layer 17a / the electrolyte layer 19 / the second EC layer 17b / the electrode 13a are stacked in this order from the lower layer, or FIG. As shown in b), the electrodes 13b / first EC layer 17a / electrolyte layer 19 / second EC layer 17b / photoconductive layer 15a / electrode 13a may be stacked in this order from the bottom layer.
It is preferable that one of these EC layers 17a and 17b (for example, the first EC layer 17a) is an oxidation coloring EC, and the other (for example, the second EC layer 17b) is a reduction coloring EC.

EC層17と電解質層19の構成としては、図7(a)に示す本実施形態のようにEC層17と電解質層19とを積層させたもの、或いは図7(b)に示すように、EC材料が電解質層19に溶解した、電解質層を兼ねたEC層を有するもののいずれであってもよい。またここでいうEC層には、EC色素を含む半導体ナノ多孔質層も含む趣旨であることは上述のとおりである。また、本発明でいうEC層とは、特に断わらない限り、電解質層とは別に設けられたEC層及び電解質EC層の両方を含む趣旨である。   As the structure of the EC layer 17 and the electrolyte layer 19, as shown in FIG. 7A, the EC layer 17 and the electrolyte layer 19 are laminated, or as shown in FIG. Any one having an EC layer in which the EC material is dissolved in the electrolyte layer 19 and also serves as the electrolyte layer may be used. The EC layer here also includes a semiconductor nanoporous layer containing an EC dye, as described above. In addition, the EC layer in the present invention includes both an EC layer and an electrolyte EC layer provided separately from the electrolyte layer unless otherwise specified.

次に、光書込み表示素子の3波長の書込み光による書込み表示例を説明する。
この作用の説明に用いる光書込み表示素子の構成を図8に示す。図8に示すように、この例による光書込み表示素子23は、基板25上に、電極27/第1EC表示層29a/電極27/第2EC表示層29b/電極27/第3EC表示層29c/電極27が順次積層されている。ここで、EC表示層とは、電極間に含まれる層から構成される積層体をいい、例えば、EC層や光導電層、必要に応じて、電解質層等を含むものである。
Next, an example of writing display using writing light of three wavelengths of the optical writing display element will be described.
FIG. 8 shows the configuration of an optical writing display element used to explain this action. As shown in FIG. 8, the optical writing display element 23 according to this example has an electrode 27 / first EC display layer 29a / electrode 27 / second EC display layer 29b / electrode 27 / third EC display layer 29c / electrode on a substrate 25. 27 are sequentially stacked. Here, the EC display layer refers to a laminate composed of layers included between the electrodes, and includes, for example, an EC layer, a photoconductive layer, and, if necessary, an electrolyte layer.

第1EC表示層29aは、第1光導電層31aと第1EC層33aとが積層されてなる。第2EC表示層29bは、第2光導電層31bと第2EC層33bとが積層されてなる。第3EC表示層29cは、第3光導電層31cと第3EC層33cとが積層されてなる。ここで、第1EC層33aは、透明−C着色される。第2EC層33bは、透明−M着色される。第3EC層33cは、透明−Y着色される。また、各光導電体、各電解質、各電極は可視光に対して透明であり、各EC層、各電極は書込み光に対して透明である。ここでのEC層は電解質EC層であることが好ましい。   The first EC display layer 29a is formed by laminating a first photoconductive layer 31a and a first EC layer 33a. The second EC display layer 29b is formed by laminating a second photoconductive layer 31b and a second EC layer 33b. The third EC display layer 29c is formed by laminating a third photoconductive layer 31c and a third EC layer 33c. Here, the first EC layer 33a is transparent-C colored. The second EC layer 33b is transparent-M colored. The third EC layer 33c is transparent-Y-colored. Each photoconductor, each electrolyte, and each electrode are transparent to visible light, and each EC layer and each electrode are transparent to writing light. The EC layer here is preferably an electrolyte EC layer.

各光導電体の分光感度は、例えば、図9に示すように、第1光導電層31aが紫外域λ1、第2光導電層31bが紫外域λ2、第3光導電層31cが紫外域λ3に対応している。 The spectral sensitivity of each photoconductor is, for example, as shown in FIG. 9, in which the first photoconductive layer 31a is in the ultraviolet region λ 1 , the second photoconductive layer 31b is in the ultraviolet region λ 2 , and the third photoconductive layer 31c is in the ultraviolet region. Corresponds to the region λ 3 .

このように構成された光書込み表示素子23において、書込み時には、図10(a)に示すように、λ1、λ2、λ3の波長を有する3種類の書込み光により、それぞれのEC表示層29a、29b、29cに対して画像の書込みを行う。 In the optical writing display element 23 configured as described above, at the time of writing, as shown in FIG. 10A, each of the EC display layers is subjected to three types of writing light having wavelengths of λ 1 , λ 2 , and λ 3. An image is written to 29a, 29b, and 29c.

λ3の書込み光は、第3光導電層31cに吸収され、その光強度にしたがって光キャリアを生成する。このとき電源V3に着色反応させる電圧を印加すると、光強度に対応して第3EC層33cがY(イエロー)に着色する。
λ2の書込み光は、第2光導電層31bに吸収され、その光強度にしたがって光キャリアを生成する。このとき電源V2に着色反応させる電圧を印加すると、光強度に対応して第2EC層33bがM(マゼンタ)に着色する。
λ1の書込み光は、第1光導電層31aに吸収され、その光強度にしたがって光キャリアを生成する。このとき電源V1に着色反応させる電圧を印加すると、光強度に対応して第1EC層33aがC(シアン)に着色する。
The writing light of λ 3 is absorbed by the third photoconductive layer 31c and generates a photo carrier according to the light intensity. At this time, when a voltage causing color reaction is applied to the power source V 3 , the third EC layer 33 c is colored Y (yellow) corresponding to the light intensity.
The writing light of λ 2 is absorbed by the second photoconductive layer 31b and generates a photo carrier according to the light intensity. At this time, when a voltage causing color reaction is applied to the power source V2, the second EC layer 33b is colored M (magenta) corresponding to the light intensity.
The writing light of λ 1 is absorbed by the first photoconductive layer 31a and generates a photo carrier according to the light intensity. At this time, when a voltage for color reaction is applied to the power source V 1 , the first EC layer 33a is colored C (cyan) corresponding to the light intensity.

消去時には、消去させたい部分に、それぞれのEC表示層に対応した書込み光を照射し、その層に接続された電源に消色(透明)となる電圧を印加する。着色時に酸化(還元)反応を起こす電圧を印加した場合は、消色時には還元(酸化)反応を起こす電圧を印加する。   At the time of erasing, write light corresponding to each EC display layer is irradiated to a portion to be erased, and a voltage that is decolored (transparent) is applied to a power source connected to the layer. When a voltage that causes an oxidation (reduction) reaction at the time of coloring is applied, a voltage that causes a reduction (oxidation) reaction at the time of decoloration is applied.

次に、書込み光の空間移動、即ち、他の空間(位置)への書込みには、図10(b)に示すように、書込み光を基板25と平行に移動させて、図10(a)と同様に書込みを行う。以前に書き込まれた部分は、書込み光の照射が無いので光導電層が導電体でなくなり、それぞれのEC層に酸化還元反応が起きず、以前に書き込まれた着色状態を維持(メモリー)する。
書込み/消去のシーケンスとしては種々有り、例えば、初期に素子全面を消去し、その後に任意の空間(位置)に書込みを行ってもよい。また、任意の空間(位置)に対して、消去を行い、その後に書込みを行ってもよい。
Next, for spatial movement of the writing light, that is, writing to another space (position), as shown in FIG. 10B, the writing light is moved in parallel with the substrate 25, and FIG. Write in the same way as The previously written portion is not irradiated with write light, so that the photoconductive layer is not a conductor, and no redox reaction occurs in each EC layer, and the previously written coloring state is maintained (memory).
There are various writing / erasing sequences. For example, the entire surface of the device may be erased initially, and then writing may be performed in an arbitrary space (position). Further, erasing may be performed for an arbitrary space (position), and then writing may be performed.

また、この3波長の書込み光による書込み表示例では、画像形成手段として光強度に対応させて着色濃度を制御する方法を示したが、一定強度の光を照射し、その時間に対応させて着色濃度を制御してもよい。また、電源電圧によって着色濃度を制御してもよい。さらに、これらの組み合わせで着色濃度を制御してもよい。   Further, in the writing display example using the writing light of the three wavelengths, the method of controlling the coloring density corresponding to the light intensity is shown as the image forming means, but the coloring is performed according to the time of irradiation with the light having a constant intensity. The concentration may be controlled. Further, the coloring density may be controlled by the power supply voltage. Further, the color density may be controlled by a combination thereof.

さらに、着色波長、書込み波長、EC表示層の数は、この書込み表示例の他、任意であってよい。EC表示層の構成は、この書込み表示例に限定されるものではなく、例えば、入射方向から、EC層/光導電層の順でもよく、光導電層/EC層の順でもよい。なお、この書込み表示例では、透過表示の例を示したが、素子の一方に反射層を設けて、反射表示としてもよい。また、書込み光の照射方向も任意でよい。そして、光書込み表示素子は、適宜、光学フィルターを素子光路内に設けるものであってもよい。   Furthermore, the coloring wavelength, the writing wavelength, and the number of EC display layers may be arbitrary in addition to this writing display example. The configuration of the EC display layer is not limited to this writing display example. For example, from the incident direction, the order of EC layer / photoconductive layer or the order of photoconductive layer / EC layer may be used. In this writing display example, an example of transmissive display is shown, but a reflective layer may be provided on one of the elements to provide a reflective display. Further, the irradiation direction of the writing light may be arbitrary. The optical writing display element may be provided with an optical filter in the element optical path as appropriate.

<蛍光増白剤を含む層>
一般に、蛍光増白剤は約320〜約410nmの波長の光を吸収して、約410〜約500nmの波長の光を放射する性質を有する化合物を含有する。これらの蛍光増白剤で染められた織物は本来の黄色い反射光のほかに、新たに蛍光増白剤により発光される約410〜約500nmの波長の青色光が付加されるため反射光は白色になり、かつ、蛍光効果による分だけ可視光のエネルギーが増加するため結果として増白されたことになる。
なお、本発明の画像表示装置では、可視光領域の光を透過して表示するため、蛍光増白剤は、表示に利用する可視光領域の光(波長410nm〜800nm)を吸収しないことが好ましい。すなわち、可視光領域の最短波長付近である410nmを境界として、410nm以下の波長の光を吸収して、410nmより長い波長の光を放射する蛍光増白剤を用いることが、画像の表示には極めて効率的である。
<Layer containing optical brightener>
In general, optical brighteners contain compounds having the property of absorbing light of a wavelength of about 320 to about 410 nm and emitting light of a wavelength of about 410 to about 500 nm. In addition to the original yellow reflected light, the fabric dyed with these fluorescent whitening agents is added with blue light having a wavelength of about 410 to about 500 nm, which is newly emitted by the fluorescent whitening agent, so that the reflected light is white. And the energy of visible light is increased by the amount due to the fluorescence effect, resulting in whitening.
In the image display device of the present invention, since light in the visible light region is transmitted and displayed, it is preferable that the fluorescent brightener does not absorb light in the visible light region (wavelength 410 nm to 800 nm) used for display. . That is, using a fluorescent whitening agent that absorbs light having a wavelength of 410 nm or less and emits light having a wavelength longer than 410 nm, with 410 nm being the shortest wavelength in the visible light region as a boundary. It is extremely efficient.

本発明に用いる蛍光増白剤を含む層は、透明樹脂成分と蛍光増白剤とを含有し、波長が200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収し、カットする。
光の吸収率は、可視・紫外吸収スペクトロスコピーによって測定される。
The layer containing the fluorescent brightening agent used in the present invention contains a transparent resin component and a fluorescent brightening agent, and absorbs and cuts 90% or more of light having a wavelength of 200 nm or more and 410 nm or less.
Light absorption is measured by visible and ultraviolet absorption spectroscopy.

蛍光増白剤を含む層の透明樹脂成分としては、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、アミノアルキッド樹脂系、エポキシ樹脂系、シリカ樹脂系、フッ素樹脂系などを挙げることができる。これらの樹脂は主剤、硬化剤、希釈剤、レベリング剤、はじき防止剤などを任意に配合することができる。   Examples of the transparent resin component of the layer containing the optical brightener include acrylic resin, urethane resin, aminoalkyd resin, epoxy resin, silica resin, and fluororesin. These resins can be arbitrarily mixed with a main agent, a curing agent, a diluent, a leveling agent, a repellant and the like.

例えば、透明樹脂成分としてアクリルウレタン樹脂、シリコンアクリル樹脂を選んだ場合には、硬化剤としてポリイソシアネートなどを、希釈剤としてトルエン、キシレンなどの炭化水素系溶剤、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶剤、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系を用いることができる。   For example, when acrylic urethane resin or silicon acrylic resin is selected as the transparent resin component, polyisocyanate is used as the curing agent, hydrocarbon solvents such as toluene and xylene are used as the diluent, isobutyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, etc. Alcohol solvents such as ester solvents, isopropyl alcohol, and butyl alcohol can be used.

透明樹脂成分としては、具体的には、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチルスチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。また、ここでアクリルウレタン樹脂とは、メタクリル酸エステル(メチルが代表的)とヒドロキシエチルメタクリレート共重合体とポリイソシアネートと反応させて得られるアクリルウレタン樹脂をいう。なおこの場合のポリイソシアネートとはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。   Specific examples of the transparent resin component include polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate styrene copolymer, polyvinyl chloride, and polyvinyl acetate. Here, the acrylic urethane resin refers to an acrylic urethane resin obtained by reacting a methacrylic ester (typically methyl), a hydroxyethyl methacrylate copolymer and a polyisocyanate. The polyisocyanate in this case includes tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate, tolidine diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like.

更にこれら成分に加えアクリル樹脂、シリコーン樹脂などのレベリング剤、シリコーン系、アクリル系等のはじき防止剤等を必要に応じて配合することができる。   Further, in addition to these components, a leveling agent such as an acrylic resin or a silicone resin, an anti-fogging agent such as a silicone or acrylic resin, and the like can be blended as necessary.

本発明において使用される蛍光増白剤は、通常市販されているものあるいは下記一般式(1)で表される化合物の中から耐光性などに基づいて選択することができる。   The optical brightener used in the present invention can be selected from commercially available compounds or compounds represented by the following general formula (1) based on light resistance and the like.

Figure 2006301268
Figure 2006301268

一般式(1)中、R1及びR4は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルキコキシ基を表し、R2及びR3はアルキル基を表す。Aは置換アリール基又は置換エテニル基を表す。) In general formula (1), R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and R 2 and R 3 each represent an alkyl group. A represents a substituted aryl group or a substituted ethenyl group. )

本発明の一般式(1)におけるR1、R2、R3、R4及びAについて以下に詳しく説明する。 R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and A in the general formula (1) of the present invention will be described in detail below.

1及びR4は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表すが、詳しくは水素原子、炭素数1ないし8のアルキル基、又は炭素数1ないし8のアルコキシ基を表す。 R 1 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and specifically represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.

更に詳しくは、R1及びR4は、各々独立に、水素原子、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−オクチル、イソプロピル、イソブチル、2−エチルヘキシル、t−ブチル、t−アミル、t−オクチル、シクロペンチル若しくはシクロヘキシル等のアルキル基、又はメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、n−ブトキシ、n−オクチルオキシ、イソプロポキシ、イソブトキシ、2−エチルヘキシルオキシ、t−ブトキシ若しくはシクロヘキシルオキシ等のアルコキシ基である。
1及びR4は、好ましくは水素原子又はアルキル基であり、特に好ましくは水素原子である。
More specifically, R 1 and R 4 are each independently a hydrogen atom, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-octyl, isopropyl, isobutyl, 2-ethylhexyl, t-butyl, t-amyl, Alkyl groups such as t-octyl, cyclopentyl or cyclohexyl, or alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, n-butoxy, n-octyloxy, isopropoxy, isobutoxy, 2-ethylhexyloxy, t-butoxy or cyclohexyloxy It is.
R 1 and R 4 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and particularly preferably a hydrogen atom.

2及びR3は、アルキル基を表すが、好ましくは炭素数1〜16のアルキル基であり、更に好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基である。
更に詳しくは、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−オクチル、n−ヘキサデカニル(セチル)、イソプロピル、イソブチル、2−エチルヘキシル、t−ブチル、t−アミル、t−オクチル、シクロペンチル又はシクロヘキシル等のアルキル基を表す。
R 2 and R 3 represent an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
More specifically, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-octyl, n-hexadecanyl (cetyl), isopropyl, isobutyl, 2-ethylhexyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, cyclopentyl or cyclohexyl Represents an alkyl group such as

好ましくは、R2は、メチル基、又は2級若しくは3級の炭素数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは、メチル、イソプロピル、t−ブチル又はシクロヘキシル基であり、更に好ましくは、t−ブチル又はシクロヘキシル基である。
3は、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル又は2−エチルヘキシル基であり、より好ましくは、メチル、n−ブチル、n−オクチル又は2−エチルヘキシル基である。
Preferably, R 2 is a methyl group or a secondary or tertiary alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl, isopropyl, t-butyl or cyclohexyl group, still more preferably t. -A butyl or cyclohexyl group.
R 3 is preferably a methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl or 2-ethylhexyl group, more preferably methyl, n-butyl, n-octyl or 2- An ethylhexyl group.

Aは置換アリール基又は置換エテニル基を表すが、より好ましくは炭素数6〜40の置換アリール基又は炭素数8〜40の置換エテニル基を表し、更に好ましくは炭素数6〜12の置換アリール基又は炭素数8〜20の置換エテニル基を表す。
好ましくは以下に示す置換アリール又はエテニル基である。
A represents a substituted aryl group or a substituted ethenyl group, more preferably a substituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms or a substituted ethenyl group having 8 to 40 carbon atoms, and more preferably a substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Alternatively, it represents a substituted ethenyl group having 8 to 20 carbon atoms.
Preferred are substituted aryl or ethenyl groups shown below.

Figure 2006301268
Figure 2006301268

Figure 2006301268
Figure 2006301268

式中、R31及びR34は前記R1及びR4と同義である。R32は前記R2と同義である。R33は前記R3と同義である。
mは1〜5の整数を表し、好ましくは、1〜3の整数を表す。
In the formula, R 31 and R 34 have the same meanings as R 1 and R 4 . R 32 has the same meaning as R 2 described above. R 33 has the same meaning as R 3 .
m represents an integer of 1 to 5, and preferably represents an integer of 1 to 3.

X及びYは、各々独立に、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アミノ又は水酸基を表す。
X及びYで表されるアルキル基としては、メチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル又はシクロヘキシル等を挙げることができる。
X及びYで表されるアリール基としては、フェニル、トリル又はナフチル等を挙げることができる。
X及びYで表されるアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ又はイソプロポキシ等を挙げることができる。
X及びYで表されるアルキルアミノ基としては、アミノメチル、エチルアミノ、オクチルアミノ、ジメチルアミノ又はN−メチル−N−エチルアミノ等を挙げることができる。 X及びYで表されるアリールアミノ基としては、アニリノ、4−トリルアミノ又はN−メチルアニリノ等を挙げることができる。
X及びYで表されるこれらの基は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記置換基群Vを挙げることができる。
X及びYは、好ましくはアリール基、アルコキシ基又はアニリノ基である。
X and Y each independently represents alkyl, aryl, alkoxy, alkylamino, arylamino, amino or hydroxyl group.
Examples of the alkyl group represented by X and Y include methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, and cyclohexyl.
Examples of the aryl group represented by X and Y include phenyl, tolyl, and naphthyl.
Examples of the alkoxy group represented by X and Y include methoxy, ethoxy and isopropoxy.
Examples of the alkylamino group represented by X and Y include aminomethyl, ethylamino, octylamino, dimethylamino, and N-methyl-N-ethylamino. Examples of the arylamino group represented by X and Y include anilino, 4-tolylamino and N-methylanilino.
These groups represented by X and Y may further have a substituent, and examples of the substituent include the substituent group V.
X and Y are preferably an aryl group, an alkoxy group or an anilino group.

一般式(1)で表される化合物は、好ましくは下記一般式(5)で表される化合物である。)   The compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (5). )

Figure 2006301268
Figure 2006301268

一般式(5)中、R25及びR27は前記R2と同義の基であり、R26及びR28は前記R3と同義の基である。nは1又は2である。
これらの化合物は特開平11−29556号公報記載の方法で合成することができる。
In general formula (5), R 25 and R 27 are groups having the same meaning as R 2, and R 26 and R 28 are groups having the same meaning as R 3 . n is 1 or 2.
These compounds can be synthesized by the method described in JP-A-11-29556.

以下本発明で用いられる蛍光増白剤の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the fluorescent brightening agent used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited to these.

Figure 2006301268
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Figure 2006301268
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Figure 2006301268
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Figure 2006301268
Figure 2006301268

Figure 2006301268
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以上は有機物の例であるが、これらに限らず無機物でもよい。これらの蛍光増白剤は必要に応じて1種又は2種以上を併用することができる。それらの添加量は成形物の厚さ、蛍光増白剤の性質、紫外線吸収剤の有無、性質、添加量によって変化するので一義的に定めることはできないが、当業者はいくらかの試験をすることによって容易に決定することができる。一般的には厚さ0.1ミリの塗膜であれば0.1〜10質量%で十分である。その配合量と、添加される材料の厚さはほぼ反比例すると考えて良い。例えば厚さ0.1ミリの塗膜に式(1)の化合物は5質量%、式(2)の化合物では3質量%、式(13)の化合物では2.1質量%添加することで、200nm以上410nm以下の光を効果的に実質的にカットできる。   The above is an example of an organic substance, but is not limited thereto, and may be an inorganic substance. These fluorescent brightening agents can be used alone or in combination of two or more as required. The amount of addition varies depending on the thickness of the molded product, the nature of the optical brightener, the presence or absence of UV absorbers, the nature, and the amount added, but those skilled in the art should carry out some tests. Can be easily determined. Generally, 0.1 to 10% by mass is sufficient for a coating film having a thickness of 0.1 mm. It can be considered that the blending amount and the thickness of the added material are almost inversely proportional. For example, by adding 5% by mass of the compound of formula (1), 3% by mass of the compound of formula (2), and 2.1% by mass of the compound of formula (13) to the 0.1 mm thick coating film, The light of 200 nm or more and 410 nm or less can be effectively cut substantially.

以上のように、本発明では蛍光増白剤を透明樹脂塗料に配合することで目的を達成することができるが、蛍光増白剤の耐光性に不安がある場合や、蛍光増白剤のみでは短波長域が十分にカットしきれない場合には紫外線吸収剤を併用することが望ましい。一般に紫外線吸収剤は紫外線を吸収して熱に変換する性質を有する化合物である。それらは、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系に大別される。   As described above, in the present invention, the object can be achieved by blending the optical brightener in the transparent resin paint, but when there is anxiety about the light resistance of the optical brightener, When the short wavelength region cannot be cut sufficiently, it is desirable to use an ultraviolet absorber together. In general, an ultraviolet absorber is a compound having a property of absorbing ultraviolet rays and converting them into heat. They are roughly classified into benzotriazole, benzophenone, salicylic acid, and cyanoacrylate.

ベンゾトリアゾール系の有効吸収波長は約270〜380nmで、代表例としては2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。   The effective absorption wavelength of the benzotriazole system is about 270 to 380 nm, and representative examples include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole and 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl). ) Benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylphenyl)- 5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-) t-Amylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-4′-octoxyphenyl) benzotriazole and the like.

ベンゾフェノン系の有効吸収波長は約270〜380nmで、代表例としては2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン等を挙げることができる。   The effective absorption wavelength of the benzophenone series is about 270 to 380 nm, and representative examples include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone and 2-hydroxy-4-dodecyl. Examples thereof include oxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone.

サリチル酸系の有効吸収波長は約290〜330nmで、代表例としてはフェニルサリシレート、p−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレートなどを挙げることができる。   The salicylic acid-based effective absorption wavelength is about 290 to 330 nm, and typical examples include phenyl salicylate, pt-butylphenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and the like.

シアノアクリレート系の有効吸収波長は約270〜350nmで、代表例としては2−エチルヘキシル−2−シアノ−3、3−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3、3−ジフェニルアクリレート等を挙げることができる。   The effective absorption wavelength of cyanoacrylate is about 270 to 350 nm, and typical examples include 2-ethylhexyl-2-cyano-3, 3-diphenyl acrylate, ethyl-2-cyano-3, 3-diphenyl acrylate, and the like. it can.

なお、これらの紫外線吸収剤は表示に利用する可視光領域の光(波長410nm〜800nm)を吸収しないことが好ましい。   In addition, it is preferable that these ultraviolet absorbers do not absorb light in the visible light region (wavelength 410 nm to 800 nm) used for display.

これらの紫外線吸収剤は1種又は2種以上を併用することができる。好適な添加量は塗膜の厚さ、蛍光増白剤の性質等によって変化するので一義的に定めることはできないが、当業者はいくらかの試験をすることによって容易に決定することができる。一般的には厚さ0.1ミリの塗膜であれば1〜30質量%で十分である。   These ultraviolet absorbers can be used alone or in combination of two or more. A suitable addition amount varies depending on the thickness of the coating film, the nature of the optical brightener, and the like, and thus cannot be uniquely determined. However, those skilled in the art can easily determine the amount by performing some tests. Generally, 1 to 30% by mass is sufficient for a coating film having a thickness of 0.1 mm.

本発明における蛍光増白剤を含む層は、透明樹脂成分及び蛍光増白剤を含み、更に適宜紫外線吸収剤を用いる。これら組成物の含有率は、好ましくは、樹脂を基準(100質量%)に考えて蛍光増白剤を0.1〜20質量%、紫外線吸収剤を0〜20質量%含有することが好ましい。   The layer containing the fluorescent brightener in the present invention contains a transparent resin component and a fluorescent brightener, and further uses an ultraviolet absorber as appropriate. The content of these compositions is preferably 0.1 to 20% by mass of a fluorescent brightening agent and 0 to 20% by mass of an ultraviolet absorber, based on the resin (100% by mass).

蛍光増白剤を含む層の厚さは、好ましくは2〜1000μmであるが、更に好ましくは5〜200μmの間である。
これら透明樹脂成分を塗布する方法は任意であるが、スプレー法、ディッピング法、ローラーコート法、フローコーター法、流し塗り法などがある。塗布後の乾燥は透明樹脂成分によって異なるが、概ね室温〜120℃で10〜90分程度行うことが望ましい。
The thickness of the layer containing the optical brightener is preferably 2 to 1000 μm, more preferably 5 to 200 μm.
The method of applying these transparent resin components is arbitrary, but there are a spray method, a dipping method, a roller coating method, a flow coater method, a flow coating method and the like. Although drying after application varies depending on the transparent resin component, it is desirable to carry out at room temperature to 120 ° C. for about 10 to 90 minutes.

蛍光増白剤を含有する層は、EC層に対して、相対的に表示面の側に設けると、EC色素の分解を防ぐことができ、表示素子の耐久性を向上させることができるため好ましい。
また、蛍光増白剤を含有する層は、支持体において表示層側ではない側に設けることが好ましい。表示層側に設けると、電解質層に印加される実行電圧が低下し、表示性能が低下するためである。
When the layer containing the fluorescent brightening agent is provided on the display surface side relative to the EC layer, the EC dye can be prevented from being decomposed and the durability of the display element can be improved. .
The layer containing the fluorescent brightening agent is preferably provided on the side of the support that is not on the display layer side. If it is provided on the display layer side, the execution voltage applied to the electrolyte layer is lowered, and the display performance is lowered.

本発明の液晶素子は、コンピューター、時計、電卓などの表示素子、電子光学シャッター、電子光学絞り、光通信光路切り替えスイッチ、光変調器などの種種の電子光学デバイスとして好適に利用することができる。   The liquid crystal element of the present invention can be suitably used as various types of electro-optical devices such as display elements such as computers, watches, and calculators, electro-optical shutters, electro-optical apertures, optical communication optical path switching switches, and optical modulators.

<機能層>
本発明では、更に、種々の機能層を設置してもよい。
機能層の例としては、反射防止層・偏光層・カラーフィルター層・白色反射層・光取出効率向上層等の光学機能層や、ハードコート層・応力緩和層等の力学的機能層、帯電防止層・導電層などの電気的機能層、防曇層、防汚層、被印刷層などが挙げられる。特に帯電防止層は、高いバリア能を安定的に付与すると言う点で優れている。以下に詳細を示す。
<Functional layer>
In the present invention, various functional layers may be further provided.
Examples of functional layers include optical functional layers such as antireflection layers, polarizing layers, color filter layers, white reflective layers, light extraction efficiency improving layers, mechanical functional layers such as hard coat layers and stress relaxation layers, and antistatic properties. Examples thereof include an electrical functional layer such as a layer / conductive layer, an antifogging layer, an antifouling layer, and a printing layer. In particular, the antistatic layer is excellent in that it stably imparts a high barrier ability. Details are shown below.

(下塗り層・バック層)
例えば、基板と機能層との接着を達成するために、表面活性化処理をしたのち、直接フィルム上に機能層を塗布して接着力を得る方法と、表面処理をした後、あるいは表面処理なしで、下塗層(接着層)を設けこの上に機能層を塗布する方法とが挙げられる。
下塗層の構成としても種々の工夫が行われており、第1層として支持体によく隣接する層(以下、下塗第1層と略す)を設け、その上に第2層として機能層とよく接着する下塗り第2層を塗布する所謂重層法がある。
(Undercoat layer / back layer)
For example, in order to achieve adhesion between the substrate and the functional layer, after surface activation treatment, the functional layer is applied directly on the film to obtain adhesion, and after surface treatment or without surface treatment And a method of providing an undercoat layer (adhesive layer) and applying a functional layer thereon.
Various contrivances have also been made for the constitution of the undercoat layer, and a layer that is often adjacent to the support (hereinafter abbreviated as the undercoat first layer) is provided as the first layer, and a functional layer is provided as the second layer thereon. There is a so-called multi-layer method in which an undercoat second layer that adheres well is applied.

単層法においては、基板を膨張させ、下塗層素材と界面混合させることによって良好な接着性を達成している場合が多い。本発明で好ましく用いられる下塗ポリマーとしては、水溶性ポリマー、セルロースアシレート、ラテックスポリマー、水溶性ポリエステルなどが例示される。水溶性ポリマーとしては、ゼラチン、ゼラチン誘導体、カゼイン、寒天、アルギン酸ソーダ、でんぷん、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸共重合体、無水マレイン酸共重合体などであり、セルロースアシレートとしてはカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどである。ラテックスポリマーとしては塩化ビニル含有共重合体、塩化ビニリデン含有共重合体、アクリル酸エステル含有共重合体、酢酸ビニル含有共重合体、ブタジエン含有共重合体などである。
重層法における下塗第1層では、例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸などの中から選ばれた単量体を出発原料とする共重合体を始めとして、ポリエチレンイミン、エポキシ樹脂、グラフト化ゼラチン、ニトロセルロース等のオリゴマーもしくはポリマーなどがある(これらについては E.H.Immergut、「Polymer Handbook」 IV187−231、Interscience Pub.New York 1966などに詳しい)。
In the single layer method, good adhesion is often achieved by expanding the substrate and interfacial mixing with the undercoat layer material. Examples of the undercoat polymer preferably used in the present invention include water-soluble polymers, cellulose acylates, latex polymers, and water-soluble polyesters. Examples of water-soluble polymers include gelatin, gelatin derivatives, casein, agar, sodium alginate, starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid copolymers, and maleic anhydride copolymers. Cellulose acylates include carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose. Etc. Examples of the latex polymer include a vinyl chloride-containing copolymer, a vinylidene chloride-containing copolymer, an acrylate ester-containing copolymer, a vinyl acetate-containing copolymer, and a butadiene-containing copolymer.
In the first subbing layer in the multi-layer method, for example, a copolymer starting from a monomer selected from vinyl chloride, vinylidene chloride, butadiene, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride and the like is used. As oligomers or polymers such as polyethyleneimine, epoxy resin, grafted gelatin, nitrocellulose and the like (for details, see EH Immergut, “Polymer Handbook” IV187-231, Interscience Pub. New York 1966, etc.) .

本発明で用いる基板に、場合により施される下塗り層には、機能層の透明性などを実質的に損なわない程度に無機又は、有機の微粒子をマット剤として含有させてもよい。無機の微粒子のマット剤としては二酸化ケイ素(SiO2),二酸化チタン(TiO2)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを好ましく使用することができる。有機の微粒子マット剤としては、ポリメチルメタクリレ−ト、セルロ−スアセテ−トプロピオネ−ト、ポリスチレン、米国特許第4、142、894号明細書に記載されている処理液可溶性のもの、米国特許第4、396、706号明細書に記載されているポリマ−などを用いることができる。 The undercoat layer optionally applied to the substrate used in the present invention may contain inorganic or organic fine particles as a matting agent so as not to substantially impair the transparency of the functional layer. As the inorganic fine particle matting agent, silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), calcium carbonate, magnesium carbonate and the like can be preferably used. Examples of the organic fine-particle matting agent include polymethyl methacrylate, cellulose acetate propionate, polystyrene, a treatment solution-soluble one described in US Pat. No. 4,142,894, US Pat. Polymers described in US Pat. No. 4,396,706 can be used.

これらの微粒子マット剤の平均粒径は0.01〜10μmのものが好ましく、より好ましくは、0.05〜5μmである。
また、その含有量は0.5〜600mg/m2が好ましく、さらに好ましくは、1〜400mg/m2である。
These fine particle matting agents preferably have an average particle diameter of 0.01 to 10 μm, more preferably 0.05 to 5 μm.
Moreover, the content is preferably 0.5 to 600 mg / m 2 , more preferably 1 to 400 mg / m 2 .

下塗液は、一般に良く知られた塗布方法、例えばディップコ−ト法、エア−ナイフコ−ト法、カ−テンコ−ト法、ロ−ラ−コ−ト法、ワイヤ−バ−コ−ト法、グラビアコ−ト法、スライドコート法、又は、米国特許第2、681、294号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコ−ト法により塗布することができる。   The undercoating liquid is generally a well-known coating method, such as a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, It can be applied by a gravure coating method, a slide coating method, or an extrusion coating method using a hopper described in US Pat. No. 2,681,294.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.

<実施例1>
図11に示す表示素子を下記の操作により作製した。
<Example 1>
The display element shown in FIG. 11 was produced by the following operation.

(1)電極付きプラスチック基板の作製
透明耐熱性ポリイミドフイルム(プラスチック基板)101(アイ、エス、テイー社製、厚み400μm)の一方の面に、DCスパッタ法によりITOを0.05μmの厚みで調製し、透明電極層102をプラスチック基板101上に作製した。
(1) Production of plastic substrate with electrodes On one surface of transparent heat-resistant polyimide film (plastic substrate) 101 (I, S, manufactured by TA Corporation, thickness 400 μm), ITO was prepared with a thickness of 0.05 μm by DC sputtering. Then, the transparent electrode layer 102 was produced on the plastic substrate 101.

(2)EC色素を含有する多孔質半導体微粒子層の作製
[半導体微粒子の準備]
1)粒子
C.J.BarbeらのJ.Am.Ceramic Soc.80巻,p3157の論文に記載の製造方法に従い、チタン原料にチタニウムテトライソプロポキシドを用い、オートクレーブ中での重合反応の温度を230℃に設定して二酸化チタン濃度11質量%のアナターゼ型二酸化チタンの分散液を合成した。得られた二酸化チタン粒子の一次粒子のサイズは10〜30nmであった。得られた分散液を、超遠心分離機にかけて、粒子を分離し、凝集物を乾燥した後、メノウ乳鉢上で粉砕して白色粉末とした。
(2) Preparation of porous semiconductor fine particle layer containing EC dye [Preparation of semiconductor fine particles]
1) Particles C.I. J. et al. Barbe et al. Am. Ceramic Soc. Anatase-type titanium dioxide having a titanium dioxide concentration of 11% by mass using titanium tetraisopropoxide as the titanium raw material and setting the temperature of the polymerization reaction in the autoclave to 230 ° C. A dispersion of was synthesized. The primary particle size of the obtained titanium dioxide particles was 10 to 30 nm. The obtained dispersion was applied to an ultracentrifuge to separate the particles, and the agglomerates were dried, and then pulverized on an agate mortar to obtain a white powder.

2)多孔質半導体微粒子層の作製
水とアセトニトリルの容量比4:1からなる混合溶媒に、上記1)の半導体微粒子を溶媒100mlあたり32gの濃度で添加し、自転/公転併用式のミキシングコンディショナーを使って均一に分散、混合した。この結果、得られた白色の分散液は500〜1500P(=50〜150N・s/m2)の高粘度のペースト状となり、このまま塗布に用いるのに適した液物性であることがわかった。
上記ITO透明電極層102を有する上記プラスチック基板101に、上記高粘度のペースト状塗布液をアプリケータを使って40〜70μmの均一な液厚みで塗布し、塗布層を室温下でおよそ1時間乾燥させた。
さらに、塗布層を120℃のもとで30分間乾燥した後に、100Wの水銀灯紫外線光源のUV光に30分間露光して、後処理を行った。このようにして多孔質半導体微粒子層103を作製した。多孔質半導体微粒子層103の膜厚は、30μmであった。
2) Preparation of porous semiconductor fine particle layer The semiconductor fine particle of 1) above is added to a mixed solvent consisting of water and acetonitrile in a volume ratio of 4: 1 at a concentration of 32 g per 100 ml of solvent, and a rotating / revolving mixing conditioner is prepared. Used to uniformly disperse and mix. As a result, the obtained white dispersion became a paste having a high viscosity of 500 to 1500 P (= 50 to 150 N · s / m 2 ) and was found to have liquid properties suitable for use as it is.
The high-viscosity paste-like coating solution is applied to the plastic substrate 101 having the ITO transparent electrode layer 102 with a uniform liquid thickness of 40 to 70 μm using an applicator, and the coating layer is dried at room temperature for about 1 hour. I let you.
Furthermore, after the coating layer was dried at 120 ° C. for 30 minutes, it was exposed to UV light from a 100 W mercury lamp ultraviolet light source for 30 minutes to perform post-treatment. Thus, the porous semiconductor fine particle layer 103 was produced. The film thickness of the porous semiconductor fine particle layer 103 was 30 μm.

[EC色素の吸着]
次いで、上記2)に、EC色素として、0.02Mの2−{2−〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕エテニル}−3,3−ジメチル−5−ホスホノインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンと、0.02Mの2−{2−〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕−1,3−ブタジエニル}−3,3−ジメチル−5−カルボキシルインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンと、0.02Mの2−{2−〔4−(メトキシ)フェニル〕エテニル}−3,3−ジメチル−5−ホスホノインドリノ〔2,1−b〕オキサゾリンとを含むアセトニトリル溶液に浸漬し色素吸着処理を行った。
[Adsorption of EC dye]
Next, in 2) above, 0.02M 2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl} -3,3-dimethyl-5-phosphonoindolino [2,1-b] is used as the EC dye. ] Oxazoline and 0.02M 2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl} -3,3-dimethyl-5-carboxyindolino [2,1-b] oxazoline Dye in an acetonitrile solution containing 0.02M 2- {2- [4- (methoxy) phenyl] ethenyl} -3,3-dimethyl-5-phosphonoindolino [2,1-b] oxazoline Adsorption treatment was performed.

以上、(1),(2)の操作により、プラスチック基板101の一方の面に、透明電極層102、多孔質半導体微粒子層103を有する、パーツ1を作製した。   As described above, the part 1 having the transparent electrode layer 102 and the porous semiconductor fine particle layer 103 on one surface of the plastic substrate 101 was produced by the operations of (1) and (2).

(3)バック層及び電極付きプラスチック基板(パーツ2)の作製
[電極付きプラスチック基板の作製]
透明耐熱性ポリイミドフイルム(プラスチック基板)111(アイ、エス、テイー社製、厚み400μm)の一方の面に、DCスパッタ法によりITOを0.05μmの厚みで調製し、透明電極層112をプラスチック基板111上に作製した。
(3) Production of plastic substrate with back layer and electrode (part 2) [Production of plastic substrate with electrode]
On one surface of a transparent heat-resistant polyimide film (plastic substrate) 111 (made by I, S, Tei, thickness 400 μm), ITO is prepared with a thickness of 0.05 μm by DC sputtering, and the transparent electrode layer 112 is formed on the plastic substrate. 111.

上記プラスチック基板111の両面にコロナ放電処理、UV照射処理、さらにグロー放電処理をした後、一方の面にゼラチン0.1g/m2、ソジウムα−スルホジ−2−エチルヘキシルサクシネート0.01g/m2、サリチル酸0.04g/m2、p−クロロフェノール0.2g/m2、(CH2=CHSO2CH2CH2NHCO)2CH20.012g/m2、ポリアミド−エピクロロヒドリン重縮合物0.02g/m2の下塗液を塗布して(10mL/m2、バーコーター使用)、下塗り層113を設けた。
その後、115℃、6分間、乾燥を行った。なお、乾燥ゾーンのローラーや搬送装置は、すべて115℃となるようにして実施した。得られた下塗り層113の膜厚は、0.5μmであった。
After both surfaces of the plastic substrate 111 are subjected to corona discharge treatment, UV irradiation treatment, and glow discharge treatment, gelatin 0.1 g / m 2 and sodium α-sulfodi-2-ethylhexyl succinate 0.01 g / m on one surface 2 , salicylic acid 0.04 g / m 2 , p-chlorophenol 0.2 g / m 2 , (CH 2 ═CHSO 2 CH 2 CH 2 NHCO) 2 CH 2 0.012 g / m 2 , polyamide-epichlorohydrin heavy A condensate 0.02 g / m 2 undercoat solution was applied (10 mL / m 2 , using a bar coater) to provide an undercoat layer 113.
Thereafter, drying was performed at 115 ° C. for 6 minutes. The rollers and the conveying device in the drying zone were all set to 115 ° C. The thickness of the obtained undercoat layer 113 was 0.5 μm.

[バック層(帯電防止層等)の塗設]
下塗り層を設けた面側の上記支持体上に、バック層として下記組成の帯電防止層、さらに滑り層を塗設した。
[Coating of back layer (antistatic layer, etc.)]
On the support on the side provided with the undercoat layer, an antistatic layer having the following composition and a sliding layer were coated as a back layer.

(帯電防止層の塗設)
平均粒径0.005μmの酸化スズ−酸化アンチモン複合物の比抵抗5Ω・cmの微粒子粉末の分散物(2次凝集粒子径約0.08μm)を0.2g/m2、ゼラチン0.05g/m2、(CH2=CHSO2CH2CH2NHCO)2CH20.02g/m2、ポリオキシエチレン−p−ノニルフェノール(重合度10)0.005g/m2及びレゾルシン0.22g/m2とともに塗布し、帯電防止層114を作製した。帯電防止層114の膜厚は、1.0μmであった。
(Coating of antistatic layer)
A dispersion of fine particle powder (secondary agglomerated particle diameter of about 0.08 μm) of a tin oxide-antimony oxide composite having an average particle diameter of 0.005 μm with a specific resistance of 5 Ω · cm is 0.2 g / m 2 and gelatin is 0.05 g / m 2 , (CH 2 = CHSO 2 CH 2 CH 2 NHCO) 2 CH 2 0.02 g / m 2 , polyoxyethylene-p-nonylphenol (degree of polymerization 10) 0.005 g / m 2 and resorcin 0.22 g / m 2 was applied together to produce an antistatic layer 114. The film thickness of the antistatic layer 114 was 1.0 μm.

(滑り層の調製)
ジアセチルセルロース(25mg/m2)、C613CH(OH)C1020COOC4081(6mg/m2)/C50101O(CH2CH2O)16H(9mg/m2)混合物を塗布した。なお、この混合物は、キシレン/プロピレングリコールモノメチルエーテル(1/1)中、105℃で溶融し、常温のプロピレングリコールモノメチルエーテル(10倍量)に注加分散して作製した後、アセトン中で分散物(平均粒径0.01μm)にしてから添加した。マット剤として二酸化ケイ素粒子(0.3μm)を15mg/m2となるように添加した。乾燥は115℃、6分行なった(乾燥ゾーンのローラーや搬送装置はすべて115℃)。滑り層は、動摩擦係数0.06(5mmφのステンレス硬球、荷重100g、スピード6cm/分)、静摩擦係数0.07(クリップ法)、また表示面と滑り層の動摩擦係数も0.12と優れた特性であった。滑り層115の膜厚は、1.0μmであった。
(Preparation of sliding layer)
Diacetylcellulose (25 mg / m 2 ), C 6 H 13 CH (OH) C 10 H 20 COOC 40 H 81 (6 mg / m 2 ) / C 50 H 101 O (CH 2 CH 2 O) 16 H (9 mg / m 2 ) The mixture was applied. This mixture was prepared by melting at 105 ° C. in xylene / propylene glycol monomethyl ether (1/1), pouring and dispersing in normal temperature propylene glycol monomethyl ether (10 times amount), and then dispersing in acetone. The product (average particle size 0.01 μm) was added. Silicon dioxide particles (0.3 μm) were added as a matting agent so as to be 15 mg / m 2 . Drying was performed at 115 ° C. for 6 minutes (all rollers and conveyors in the drying zone were 115 ° C.). The sliding layer has a dynamic friction coefficient of 0.06 (5 mmφ stainless hard ball, load 100 g, speed 6 cm / min), static friction coefficient 0.07 (clip method), and the dynamic friction coefficient of the display surface and the sliding layer is 0.12. It was a characteristic. The thickness of the sliding layer 115 was 1.0 μm.

(ハードコート層の作製)
更に、滑り層115の上にハードコート層116を特開平6−123806号公報に記載の方法にて設置した。ハードコート層116の膜厚は、1.0μmであった。
(Preparation of hard coat layer)
Further, a hard coat layer 116 was placed on the sliding layer 115 by the method described in JP-A-6-123806. The film thickness of the hard coat layer 116 was 1.0 μm.

[白色光反射層の作製]
前記透明電極層112上に、表面処理により表面活性をなくした酸化チタンからなる白色顔料を、5質量%のカルボキシセルロースとともに分散して調整した塗布液を塗布し、白色光反射層117を形成した。
[Preparation of white light reflection layer]
On the transparent electrode layer 112, a white light reflecting layer 117 was formed by applying a coating liquid prepared by dispersing a white pigment made of titanium oxide whose surface activity was eliminated by surface treatment together with 5% by mass of carboxycellulose. .

[接着層の作製]
さらに、白色光反射層117上に、完全水性型ドライラミネート接着剤であるデイックドライWS−321A/LD−55(大日本インキ化学工業)を塗布し、その後乾燥させて、4μm厚の接着層118を作製した。
[Preparation of adhesive layer]
Further, Dic Dry WS-321A / LD-55 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), which is a completely water-based dry laminate adhesive, is applied on the white light reflecting layer 117, and then dried to be a 4 μm thick adhesive layer 118. Was made.

以上の操作により、プラスチック基板111の一方の面に、透明電極層112、白色光反射層117、接着層118を有し、他方の面に、下塗り層113、帯電防止層114、滑り層115、ハードコート層116を有する、パーツ2を作製した。   Through the above operation, the transparent electrode layer 112, the white light reflecting layer 117, and the adhesive layer 118 are provided on one surface of the plastic substrate 111, and the undercoat layer 113, the antistatic layer 114, the sliding layer 115 are provided on the other surface. Part 2 having a hard coat layer 116 was produced.

(4)蛍光増白剤及び紫外線吸収を含む層の作製
アクリテック(大日本インキ製商品名)に対し前記具体例の式(1)の化合物5.0質量%、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール1.1質量%を加えたもの15gに対し、トルエン:メチルエチルケトン=1:1を85g加え固形分を溶解し蛍光増白剤並びに紫外線吸収組成物を得た。
この紫外線吸収組成物をパーツ1のプラスチック基板101上およびパーツ2のハードコート層116上に、乾燥後100μmになるよう塗布し、蛍光増白剤及び紫外線吸収剤を含む層120,121を作製した。
なお、蛍光増白剤及び紫外線吸収剤を含む層120,121の410nm以下の光の吸収率は、90%以上であることが確認された。
(4) Preparation of a layer containing a fluorescent brightening agent and ultraviolet absorption 5.0% by mass of the compound of the formula (1) of the above specific example, 2- (2′-hydroxy-) with respect to Acrytech (trade name, manufactured by Dainippon Ink) 5'-t-butylphenyl) benzotriazole (1.1% by mass) was added to 15 g, and toluene: methyl ethyl ketone = 1: 1 (85 g) was added to dissolve the solid content to obtain a fluorescent brightener and an ultraviolet absorbing composition. .
This ultraviolet absorbing composition was applied on the plastic substrate 101 of part 1 and the hard coat layer 116 of part 2 to a thickness of 100 μm after drying, and layers 120 and 121 containing a fluorescent brightener and an ultraviolet absorber were produced. .
In addition, it was confirmed that the light absorptivity of 410 nm or less of the layers 120 and 121 containing the fluorescent brightening agent and the ultraviolet absorber is 90% or more.

(5)EC素子の作製
上記パーツ1とパーツ2を接触させてEC素子を組立てた。両極間の距離は0.5mmとした。電解質液として、0.2Mのテトラブチルアンモニウムパークロレートのプロピレンカーボネート溶液を用いた。具体的には、パーツ1とパーツ2の端に、厚み0.5mmの隔壁(ポリスチレン)を形成し、電解質液を注入後、パーツ1とパーツ2をエポキシ系接着剤にて封止し、電解質層119を作製した。
なお、作製した一対の電極の大きさはいずれも5mm×5mmとした。得られたEC素子における一対の電極をリード線で結線(陽極にパーツ1側の電極、陰極にパーツ2側の電極)して表示装置を作製した。
(5) Production of EC element The EC element was assembled by bringing the parts 1 and 2 into contact with each other. The distance between the two electrodes was 0.5 mm. A 0.2M tetrabutylammonium perchlorate propylene carbonate solution was used as the electrolyte solution. Specifically, a partition wall (polystyrene) having a thickness of 0.5 mm is formed at the ends of parts 1 and 2, and after injecting an electrolyte solution, parts 1 and 2 are sealed with an epoxy-based adhesive. Layer 119 was made.
In addition, the magnitude | size of the produced pair electrode was 5 mm x 5 mm. A pair of electrodes in the obtained EC element was connected with lead wires (part 1 side electrode on the anode and part 2 side electrode on the cathode) to produce a display device.

<表示性能の評価>
この表示装置について、室温で3Vの電圧を印加したところ、陽極において3種のスチリル誘導体が酸化されて、無色から黒色に変化した。素子としては、白色から黒色へと変化した。なお、到達透過率となるまでの応答速度は80msecであった。電圧をかけるのを止めても発色状態は600秒以上続いた。
また、陽極と陰極を逆にして3Vの電圧を印加すると、黒色から無色へと変化した。つぎに、このEC素子に高圧水銀灯の光を120時間照射したあと、発色−消色を1万回繰り返しても発色時の色の濃さも、消色時の透明度もほとんど変わらなかった。
<Evaluation of display performance>
When a voltage of 3 V was applied to this display device at room temperature, three kinds of styryl derivatives were oxidized at the anode and changed from colorless to black. As an element, it changed from white to black. The response speed until reaching the reached transmittance was 80 msec. Even after the voltage application was stopped, the colored state continued for 600 seconds or more.
Further, when a voltage of 3 V was applied with the anode and cathode reversed, the color changed from black to colorless. Next, after the EC element was irradiated with light from a high-pressure mercury lamp for 120 hours, the color density at the time of color development and the transparency at the time of color erasure hardly changed even when the color development / decoloration was repeated 10,000 times.

<比較例1>
実施例1の操作にうち、蛍光増白剤及び紫外線吸収剤を含む層に、前記具体例の式(1)の化合物の代わりに住友スリーエム製製ISCLARLを等モル用いた以外は同様にして、比較例1の表示素子を得た。
住友スリーエム社製ISCLARL(商品名)を含む組成物は、410nmの光の吸収率は、85%であることが確認された。
<Comparative Example 1>
In the same manner as in Example 1, except that an equimolar amount of ISCLALL manufactured by Sumitomo 3M was used instead of the compound of formula (1) in the specific example in the layer containing the fluorescent brightener and the ultraviolet absorber. A display element of Comparative Example 1 was obtained.
The composition containing ISCLARL (trade name) manufactured by Sumitomo 3M Limited was confirmed to have an absorption rate of light of 410 nm of 85%.

この比較例1の表示素子について、実施例1と同様に高圧水銀灯の光を120時間照射したところ、発色時の色の濃さが低下することが目視で観測され、また、消色時の透明度も低下することが確認された。すなわち、本発明の実施例1の表示素子は、比較例1の表示素子に比べ、繰り返し時における表示性能が高いことが確認された。   About the display element of this comparative example 1, when irradiated with the light of a high pressure mercury lamp for 120 hours like Example 1, it is observed visually that the color intensity at the time of color development falls, and also the transparency at the time of decoloring It was confirmed that it also decreased. That is, it was confirmed that the display element of Example 1 of the present invention had higher display performance at the time of repetition than the display element of Comparative Example 1.

<実施例2>
以下の操作により図12に示す表示素子を作製した。
<Example 2>
The display element shown in FIG. 12 was produced by the following operation.

(1)電極付きプラスチック基板の作製
透明耐熱性ポリイミドフイルム(プラスチック基板)201(アイ、エス、テイー社製、厚み400μm)の一方の面に、DCスパッタ法によりITOを0.05μmの厚みで調製し、透明電極層202をプラスチック基板201上に作製した。
(1) Production of plastic substrate with electrodes On one surface of transparent heat-resistant polyimide film (plastic substrate) 201 (I, S, manufactured by TA Corporation, thickness 400 μm), ITO is prepared with a thickness of 0.05 μm by DC sputtering. Then, the transparent electrode layer 202 was produced on the plastic substrate 201.

(2)EC色素を含有する多孔質半導体微粒子層の作製
実施例1において調製したアナターゼ型二酸化チタンの分散液を用いたところを、酸化チタンペースト(Solaronix社製、Ti−NanoxideHT)を用いて、乾燥膜厚10μmとなるように調製し、乾燥後、空気中350℃で1時間加熱処理を行った以外は同様にして、EC色素を含有する多孔質半導体微粒子層203を作製した。
(2) Production of Porous Semiconductor Fine Particle Layer Containing EC Dye Using a dispersion of anatase-type titanium dioxide prepared in Example 1, using titanium oxide paste (Solaronix, Ti-Nanoxide HT), A porous semiconductor fine particle layer 203 containing an EC dye was prepared in the same manner except that it was prepared to have a dry film thickness of 10 μm, dried and then heat-treated in air at 350 ° C. for 1 hour.

(3)電解質層の作製
電解質液は、0.2Mテトラブチルアンモニウムパークロレイトのプロピレンカーボネート溶液を使用した。
上記基板の多孔質半導体微粒子層側の端に、厚み0.5mmの隔壁(ポリスチレン製)を形成し、その内側に電解質液を注入して、電解質層204を作製した。
(3) Preparation of electrolyte layer The electrolyte solution used the propylene carbonate solution of 0.2M tetrabutylammonium perchlorate.
A partition wall (made of polystyrene) having a thickness of 0.5 mm was formed at the end of the substrate on the porous semiconductor fine particle layer side, and an electrolyte solution was injected into the inside thereof to prepare an electrolyte layer 204.

以上、(1)〜(3)の操作により、プラスチック基板201の一方の面に、透明電極層202、多孔質半導体微粒子層203、電解質層204を有する、パーツ3を作製した。   As described above, the part 3 having the transparent electrode layer 202, the porous semiconductor fine particle layer 203, and the electrolyte layer 204 on one surface of the plastic substrate 201 was produced by the operations of (1) to (3).

(4)光導電層等付きプラスチック基板(パーツ4)の作製
[透明電極層、バック層の作製]
実施例1のパーツ2の作製と同様に、但し、白色光反射層及び接着層は形成せずに、プラスチック基板211の一方の面に、透明電極層212を有し、他方の面に、下塗り層213、帯電防止層214、滑り層215、ハードコート層216を作製した。
(4) Production of plastic substrate (part 4) with a photoconductive layer etc. [Production of transparent electrode layer and back layer]
Similar to the production of the part 2 of Example 1, except that the white light reflecting layer and the adhesive layer are not formed, the plastic substrate 211 has a transparent electrode layer 212 on one surface, and the other surface is undercoated. A layer 213, an antistatic layer 214, a sliding layer 215, and a hard coat layer 216 were produced.

[光導電層の作製]
前記透明電極層212上に、電荷発生層217として、ベンズイミダゾールペリレン(BZP)を蒸着により0.08μm厚に形成した。
次に、電荷輸送層218として、N,N’−ジフェニル− N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(ビフェニル−ジアミン系材)7.2質量%、ポリカーボネートビスフェノールZ(ポリ(4、4’−シクロヘキシリデンジフェニレンカーボネート))10.8質量%、モノクロロベンゼン82質量%の溶液をスピンコートにより塗布することにより、3μm厚の膜を形成した。
さらに、BZPを0.08μm積層し、電荷発生層219を形成した。
[Preparation of photoconductive layer]
On the transparent electrode layer 212, benzimidazole perylene (BZP) was formed as a charge generation layer 217 by vapor deposition to a thickness of 0.08 μm.
Next, as the charge transport layer 218, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (biphenyl-diamine-based material) 7 is used. By coating a solution of 2% by mass, polycarbonate bisphenol Z (poly (4,4′-cyclohexylidene diphenylene carbonate)) 10.8% by mass and monochlorobenzene 82% by mass by spin coating, a 3 μm thick film was formed. Formed.
Further, 0.08 μm of BZP was laminated to form a charge generation layer 219.

[白色光反射層の作製]
表面処理により表面活性をなくした酸化チタンからなる白色顔料を、5質量%のカルボキシセルロースとともに分散して、白色光反射層塗布液を調製した。
この白色光反射層塗布液を電荷発生層219上に塗布し、白色光反射層220を形成した。
[Preparation of white light reflection layer]
A white light reflection layer coating solution was prepared by dispersing a white pigment made of titanium oxide whose surface activity was eliminated by surface treatment together with 5% by mass of carboxycellulose.
This white light reflective layer coating solution was applied onto the charge generation layer 219 to form a white light reflective layer 220.

[接着層の作製]
白色光反射層220上に、完全水性型ドライラミネート接着剤であるデイックドライWS−321A/LD−55(大日本インキ化学工業)を塗布・乾燥し、4μm厚の接着層221を作製した。
[Preparation of adhesive layer]
On the white light reflection layer 220, Dic Dry WS-321A / LD-55 (Dainippon Ink and Chemicals), which is a completely water-based dry laminate adhesive, was applied and dried to prepare an adhesive layer 221 having a thickness of 4 μm.

以上の操作により、プラスチック基板211の一方の面に、透明電極層212、電荷発生層217、電荷輸送層218、電荷発生層219を積層する光導電層222、白色光反射層220、接着層221を有し、他方の面に、下塗り層213、帯電防止層214、滑り層215、ハードコート層216を有する、パーツ4を作製した。   By the above operation, the transparent electrode layer 212, the charge generation layer 217, the charge transport layer 218, the photoconductive layer 222 in which the charge generation layer 219 is laminated, the white light reflection layer 220, and the adhesive layer 221 are formed on one surface of the plastic substrate 211. A part 4 having an undercoat layer 213, an antistatic layer 214, a sliding layer 215, and a hard coat layer 216 on the other surface was prepared.

[EC素子の作製]
実施例1と同様の方法により、パーツ3及びパーツ4に蛍光増白剤及び紫外線吸収を含む層222,223を作製し、パーツ3とパーツ4とを接触させて、本発明のEC素子を作製した。
[Production of EC element]
In the same manner as in Example 1, parts 222 and 223 containing fluorescent whitening agent and ultraviolet absorption are produced on parts 3 and 4 and parts 3 and 4 are brought into contact with each other to produce an EC device of the present invention. did.

<画像書込みと消去>
この表示装置について、対極層側の導電層及び半導体層側の導電層を短絡した状態で、10mW/m2の露光を行った。光照射部は、陽極において3種のスチリル誘導体が酸化されて、無色から黒色に変った。照射部の濃度は、2.8であった。
なお、到達透過率となるまでの応答速度は80msecであった。光照射を止めても発色は600秒以上もつづいた。
つぎに、半導体層側が陰極となるように、1.5Vの電圧を印加したところ、画像は全て消去された。
また、発色−消色を1万回繰り返しても発色時の色の濃さ、消色時の透明度もほとんど変わらなかった。
<Image writing and erasing>
About this display apparatus, 10 mW / m < 2 > exposure was performed in the state which short-circuited the conductive layer by the side of a counter electrode layer, and the conductive layer by the side of a semiconductor layer. In the light irradiation part, three kinds of styryl derivatives were oxidized at the anode, and changed from colorless to black. The density of the irradiated part was 2.8.
The response speed until reaching the reached transmittance was 80 msec. Even after the light irradiation was stopped, color development lasted for 600 seconds or more.
Next, when a voltage of 1.5 V was applied so that the semiconductor layer side became a cathode, all images were erased.
Further, even when the color development / decoloration was repeated 10,000 times, the color density at the time of color development and the transparency at the time of color erasure hardly changed.

<比較例2>
実施例2において、蛍光増白剤及び紫外線吸収剤を含む層に、前記具体例の式(1)の化合物の代わりに住友スリーエム製製ISCLARLを等モル用いた以外は同様にして、比較例1の表示素子を得た。
住友スリーエム社製ISCLARL(商品名)を含む組成物は、410nmの光の吸収率は、85%であることが確認された。
<Comparative Example 2>
Comparative Example 1 was carried out in the same manner as in Example 2, except that an equimolar amount of ISCLARL manufactured by Sumitomo 3M Ltd. was used instead of the compound of the formula (1) in the specific example in the layer containing the fluorescent brightener and the ultraviolet absorber. The display element was obtained.
The composition containing ISCLARL (trade name) manufactured by Sumitomo 3M Limited was confirmed to have an absorption rate of light of 410 nm of 85%.

この比較例2の表示素子について、実施例2と同様に発色−消色を1万回繰り返したところ、発色時の色の濃さが低下することが目視で観測され、また、消色時の透明度も低下することが確認された。すなわち、本発明の実施例2の表示素子は、比較例2の表示素子に比べ、繰り返し時における表示性能が高いことが確認された。   With respect to the display element of Comparative Example 2, when coloring and decoloring were repeated 10,000 times in the same manner as in Example 2, it was visually observed that the color density at the time of coloring decreased, It was confirmed that the transparency was also lowered. That is, it was confirmed that the display element of Example 2 of the present invention had higher display performance at the time of repetition than the display element of Comparative Example 2.

本発明の光書込み表示装置を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the optical writing display apparatus of this invention. 本発明の書込み表示素子の一例を示す。An example of the writing display element of this invention is shown. 本発明の書込み表示体の一例を示す。An example of the writing display body of this invention is shown. 本発明の光導電層の一例を示す。An example of the photoconductive layer of this invention is shown. (a)(b)は、本発明のEC表示体の構成バリエーション例を示す。(A) (b) shows the structural variation example of EC display body of this invention. (a)(b)は、本発明のEC層を複数層設けたEC表示体の構成バリエーション例を示す。(A) (b) shows the structural variation example of EC display body which provided multiple layers of EC layer of this invention. (a)(b)は、本発明のEC層と電解質層の構成のバリエーション例を示す。(A) (b) shows the example of a variation of a structure of EC layer and electrolyte layer of this invention. 本発明の光書込み表示素子による書込み表示例の概略図を示す。The schematic of the example of a writing display by the optical writing display element of this invention is shown. 図8における各光導電体の分光感度と波長の関係を示す。FIG. 9 shows the relationship between the spectral sensitivity and wavelength of each photoconductor in FIG. (a)(b)は、本発明の光書込み表示素子による書込み例の概略図を示す。(A) (b) shows the schematic of the example of writing by the optical addressing display element of this invention. 実施例1における光書込み表示素子の概略断面図を示す。1 is a schematic cross-sectional view of an optical writing display element in Example 1. FIG. 実施例2における光書込み表示素子の概略断面図を示す。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical writing display element in Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 光書込み表示装置
3 書込み表示板
5 書込み装置
7 書込み表示素子
7a、7b、7c EC表示体
9 反射膜
11 書込み光
13a 前面電極
13b 背面電極
15a 光導電層
17 EC層
19 電解質層
23 光書込み表示素子
25 基板
27 電極
29 EC表示層
31 光導電層
33 EC層
101,111,201,211 プラスチック基板
102,112,202,212 透明電極
103,203 多孔質半導体微粒子層
117,220 白色光反射層
120,121,222,223 蛍光増白剤及び紫外線吸収剤を含む層
204 電解質層
217,219 電荷発生層
218 電荷輸送層
222 光導電層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical writing display apparatus 3 Writing display board 5 Writing apparatus 7 Writing display element 7a, 7b, 7c EC display body 9 Reflective film 11 Writing light 13a Front electrode 13b Rear electrode 15a Photoconductive layer 17 EC layer 19 Electrolyte layer 23 Optical writing display Element 25 Substrate 27 Electrode 29 EC display layer 31 Photoconductive layer 33 EC layer 101, 111, 201, 211 Plastic substrate 102, 112, 202, 212 Transparent electrode 103, 203 Porous semiconductor fine particle layer 117, 220 White light reflection layer 120 121, 222, 223 Layer 204 containing fluorescent brightener and UV absorber Electrolyte layer 217, 219 Charge generation layer 218 Charge transport layer 222 Photoconductive layer

Claims (11)

支持体上に、電極層と、少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層と、少なくとも1層の200nm以上410nm以下の光を90%以上吸収する蛍光増白剤を含む層と、を有することを特徴とする画像表示装置。   On the support, it has an electrode layer, at least one layer containing an electrochromic dye, and at least one layer containing a fluorescent whitening agent that absorbs 90% or more of light of 200 nm to 410 nm. A characteristic image display device. 前記蛍光増白剤を含む層が、更に紫外線吸収剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the layer containing the optical brightener further contains an ultraviolet absorber. 支持体上に、第一電極層、前記少なくとも1層エレクトロクロミック色素を含む層、光導電層、前記蛍光増白剤を含む層、及び第二電極層を有し、前記第一電極層及び前記第二電極層からなる電極層間に、前記エレクトロクロミック色素を含む層及び前記光導電層を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。   On a support, it has a first electrode layer, a layer containing the at least one electrochromic dye, a photoconductive layer, a layer containing the fluorescent brightening agent, and a second electrode layer, the first electrode layer and the 3. The image display device according to claim 1, wherein the electrochromic dye-containing layer and the photoconductive layer are provided between the electrode layers including the second electrode layer. 4. 前記第一電極層及び前記第二電極層の少なくとも一方が透明電極であり、前記電極層間に前記透明電極の一方又は両方に隣接して半導体ナノ多孔質層が設けられ、該半導体ナノ多孔質層が前記少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層であることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。   At least one of the first electrode layer and the second electrode layer is a transparent electrode, a semiconductor nanoporous layer is provided between the electrode layers adjacent to one or both of the transparent electrodes, and the semiconductor nanoporous layer The image display device according to claim 3, wherein the image display device is a layer containing the at least one electrochromic dye. 前記少なくとも1層のエレクトロクロミック色素を含む層が、異なる色に発色する複数のエレクトロクロミック色素を含む層であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display according to any one of claims 1 to 4, wherein the layer containing at least one electrochromic dye is a layer containing a plurality of electrochromic dyes that develop different colors. apparatus. 前記光導電層が、有機光導電体を主成分とすることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 3, wherein the photoconductive layer contains an organic photoconductor as a main component. 前記エレクトロミック色素が、有機系色素であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像表示素子。   The image display element according to claim 1, wherein the electromic dye is an organic dye. 前記光導電層が、可視光によって導電性が変化することをことを特徴とする請求項3〜請求項7のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to any one of claims 3 to 7, wherein the photoconductive layer is changed in conductivity by visible light. 前記蛍光増白剤が、ベンゾオキサゾール誘導体であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the fluorescent brightening agent is a benzoxazole derivative. 前記ベンゾオキサゾール誘導体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
Figure 2006301268
〔一般式(1)中、R1及びR4は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルキコキシ基を表し、R2及びR3は、アルキル基を表し、Aは、置換アリール又はエテニル基を表す。〕
The image display apparatus according to claim 9, wherein the benzoxazole derivative is represented by the following general formula (1).
Figure 2006301268
[In general formula (1), R 1 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, R 2 and R 3 represent an alkyl group, and A represents a substituted aryl or ethenyl group. Represents. ]
請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像表示装置を用いて、200nm以上410nm以下の光が90%以上吸収され、かつ実質的に410nm以上700nm以下の光によって光書き込みを行うことを特徴とする画像形成方法。   Using the image display device according to any one of claims 1 to 10, light writing of 200 nm or more and 410 nm or less is absorbed by 90% or more, and optical writing is performed by light substantially of 410 nm or more and 700 nm or less. An image forming method.
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