JP2009042619A - Display element - Google Patents

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Tomoko Takeyama
朋子 竹山
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display element which can be manufactured at a low temperature and has durability. <P>SOLUTION: The display element having a transparent substrate having at least one transparent electrode on its surface, a substrate having at least one counter electrode on its surface arranged so that as to face the transparent electrode, and an electrolyte layer which contains at least an electrochromic compound between the electrodes. In this case, a porous layer is provided on the transparent electrode via a nonporous undercoat layer, and the nonporous undercoat layer contains partially at least the same substance as a substance which forms the porous layer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、エレクトロクロミック化合物の発色/消色反応を利用した表示素子に関するものである。   The present invention relates to a display element that utilizes the coloring / decoloring reaction of an electrochromic compound.

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

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

これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない、いわゆるメモリー性を有する反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。   As a display means to compensate for these drawbacks, a reflection type display having a so-called memory property that uses external light and does not consume power for image retention is known. However, it has sufficient performance for the following reasons. It's hard to say.

即ち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約40%と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は電圧高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なTFT回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、10V以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。   That is, the method using a polarizing plate such as a reflective liquid crystal has a low reflectance of about 40% and is difficult to display white, and many of the production methods used for producing the constituent members are not easy. In addition, the polymer dispersed liquid crystal requires a high voltage and utilizes the difference in refractive index between organic substances, so that the resulting image has insufficient contrast. In addition, the polymer network type liquid crystal has problems such as a high voltage and a complicated TFT circuit required to improve the memory performance. In addition, a display element based on electrophoresis requires a high voltage of 10 V or more, and there is a concern about durability due to electrophoretic particle aggregation.

一方、エレクトロクロミック型表示素子は、低電圧(概ね3V以下)での駆動が可能であるという利点から、調光ガラス、防眩ミラー等の用途で知られている。近年では、電気的に活性な化合物の化学吸着により修飾された半導電性ナノ構造化フィルムを具備する少なくとも一つの電極を含んで成るエレクトロクロミック素子も知られている(特許文献1、2参照)。   On the other hand, electrochromic display elements are known for applications such as light-control glass and anti-glare mirrors because they can be driven at a low voltage (approximately 3 V or less). In recent years, electrochromic devices comprising at least one electrode comprising a semiconductive nanostructured film modified by chemisorption of an electrically active compound are also known (see Patent Documents 1 and 2). .

特許文献1のエレクトロクロミック素子は、ナノ構造化半導体電極の表面に化学吸着された酸化還元クロモフォアを含み、それぞれ可逆的方法で酸化または還元されることができる電気的に活性な化合物が電解質中に溶解されている。   The electrochromic device of Patent Document 1 includes a redox chromophore chemisorbed on the surface of a nanostructured semiconductor electrode, and an electrically active compound that can be oxidized or reduced by a reversible method in the electrolyte. It has been dissolved.

特許文献2のエレクトロクロミック素子は、酸化還元プロモータまたは酸化還元クロモフォアである電気的に活性な化合物が吸着されている導電性金属酸化物を含んで成るナノポーラスナノ結晶質フィルムが開示されている。   The electrochromic device of Patent Document 2 discloses a nanoporous nanocrystalline film comprising a conductive metal oxide on which an electrically active compound that is a redox promoter or redox chromophore is adsorbed.

これら素子は、電気的に活性な化合物をナノ構造のフィルム内に吸着させることで、スイッチング速度を向上させることを目的としている。   These devices are intended to improve switching speed by adsorbing an electrically active compound in a nanostructured film.

しかしながら、これら素子のナノ構造のフィルムを形成するためには、数百度、通常400℃以上の高温で長時間の処理をする必要がある。そのため、製造ラインに、高温かつ長時間の処理工程を入れる必要があり、生産性の点で問題があった。また、基板は、高温への耐久性のあるガラスなどに限られる。   However, in order to form a nanostructured film of these elements, it is necessary to perform a long time treatment at a high temperature of several hundred degrees, usually 400 ° C. or higher. For this reason, it is necessary to put a high-temperature and long-time treatment process into the production line, which is problematic in terms of productivity. Further, the substrate is limited to glass that is durable to high temperatures.

一方で、前記表示素子としては、軽量で持ち運びが楽なものが要求されている。そのためには、基板を樹脂フィルムなどの軽量な素材とすることが必要となるが、従来の技術では、高温処置が必要であるため、樹脂フィルムの使用ができなかった。   On the other hand, the display element is required to be light and easy to carry. For that purpose, it is necessary to make the substrate a lightweight material such as a resin film. However, in the conventional technique, since a high temperature treatment is required, the resin film cannot be used.

低温で多孔質層を形成する方法としては、多孔質層を形成する微粒子を少量のバインダーと混合して、塗布、乾燥する方法がある。このような方法においては、乾燥温度は200℃より低くすることが可能である。   As a method for forming a porous layer at a low temperature, there is a method in which fine particles forming a porous layer are mixed with a small amount of a binder, applied and dried. In such a method, the drying temperature can be lower than 200 ° C.

しかしながら、このようにして設けられた多孔質層は、透明電極との接着性が弱く、時間経過や繰り返し駆動により、多孔質層が剥離してしまうという欠点が見出された。多孔質層の剥離により、表示素子の発色濃度の低下、濃度ムラという問題が発生する。
国際公開第97/35227号 特開2003−511837号公報
However, it has been found that the porous layer thus provided has poor adhesion to the transparent electrode, and the porous layer peels off over time and repeated driving. The peeling of the porous layer causes problems such as a decrease in color density and uneven density of the display element.
International Publication No. 97/35227 JP 2003-511837 A

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低温で製造でき、十分な素子耐久性を有する表示素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a display element that can be manufactured at a low temperature and has sufficient element durability.

上記課題は、以下の構成により解決することができた。   The above problem could be solved by the following configuration.

1.少なくとも一つの透明電極を表面に有する透明基板と、少なくとも一つの対向電極を表面に有する基板とを、該透明電極と該対向電極が対向するように配置し、該電極間に少なくともエレクトロクロミック化合物を含有する電解質層を有する表示素子において、透明電極上に、多孔質層が非多孔質性の下引き層を介して設けられ、該下引き層が、多孔質層を形成する物質と同じ物質を少なくとも一部含有していることを特徴とする表示素子。   1. A transparent substrate having at least one transparent electrode on its surface and a substrate having at least one counter electrode on its surface are arranged so that the transparent electrode and the counter electrode face each other, and at least an electrochromic compound is interposed between the electrodes In a display element having an electrolyte layer containing, a porous layer is provided on a transparent electrode via a non-porous undercoat layer, and the undercoat layer is made of the same material as that forming the porous layer. A display element containing at least a part.

2.該多孔質層に、エレクトロクロミック化合物が吸着されていることを特徴とする前記1に記載の表示素子。   2. 2. The display element according to 1 above, wherein an electrochromic compound is adsorbed on the porous layer.

3.該多孔質層が、少なくとも1種の金属酸化物を含む半導体多孔質層であることを特徴とする前記1または2に記載の表示素子。   3. 3. The display element according to 1 or 2 above, wherein the porous layer is a semiconductor porous layer containing at least one metal oxide.

4.前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素から選ばれることを特徴とする前記3に記載の表示素子。   4). 4. The display element according to 3 above, wherein the metal oxide is selected from titanium oxide, tin oxide, and silicon oxide.

5.前記電界質層に、金属塩化合物を含み、電極間への駆動操作により、1)該エレクトロクロミック化合物の酸化及び還元反応による色変化、または2)該対向電極の少なくとも1方への該金属塩化合物が含有する金属元素の還元析出及び酸化溶解による色変化を用いて、黒表示、白表示及び黒以外の着色表示により3色以上の多色表示を行うことを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の表示素子。   5). The electrolyte layer contains a metal salt compound, and by driving between the electrodes, 1) color change due to oxidation and reduction reaction of the electrochromic compound, or 2) the metal salt on at least one of the counter electrodes (1) to (4), wherein a multicolor display of three or more colors is performed by black display, white display, and color display other than black using a reduction in color of the metal element contained in the compound and a color change caused by oxidative dissolution. The display element according to any one of the above.

6.前記金属塩化合物が、銀塩化合物であることを特徴とする前記5に記載の表示素子。   6). 6. The display element according to 5 above, wherein the metal salt compound is a silver salt compound.

素子自体の耐久性がよいばかりでなく、繰り返し駆動時の発色濃度の安定性、特に中間濃度の安定性に優れた表示素子を得ることができた。   In addition to good durability of the element itself, a display element excellent in the stability of the color density during repeated driving, particularly the stability of the intermediate density could be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、透明電極上に、下引き層を介して多孔質層を設け、該下引き層が、多孔質層を形成する物質と同じ物質を少なくとも一部含有していることを特徴とするエレクトロクロミック化合物を含有する表示素子により、下引き層及び多孔質層を、200℃以下の比較的低温での製造が可能であり、且つ繰り返し使用時の耐久性に優れる表示素子を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has provided a porous layer on a transparent electrode via an undercoat layer, and the undercoat layer is made of the same substance as the substance forming the porous layer. By the display element containing the electrochromic compound characterized by containing at least a part thereof, the undercoat layer and the porous layer can be produced at a relatively low temperature of 200 ° C. or less, and when repeatedly used It has been found that a display element having excellent durability can be realized, and the present invention has been achieved.

以下、本発明の詳細について説明する。   Details of the present invention will be described below.

本発明の表示素子に用いられる各材料について以下に説明する。   Each material used for the display element of this invention is demonstrated below.

(基板)
本発明で用いることのできる基板としては、表示素子とするため少なくとも一方は透明電極を表面に有する透明基板が必要であり、もう一方は透明であっても不透明で有っても良く、対向電極を表面に有する基板が用いられる。
(substrate)
As a substrate that can be used in the present invention, at least one of the substrates needs to be a transparent substrate having a transparent electrode on the surface in order to form a display element, and the other may be transparent or opaque. A substrate having on the surface thereof is used.

透明電極を形成する透明基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。また、シンジオタクチック構造ポリスチレン類も好ましい。これらは、例えば、特開昭62−117708号、特開平1−46912号、同1−178505号の各公報に記載されている方法により得ることができる。その他に、ガラス基板や、ガラスを練りこんだエポキシ樹脂等を用いることができる。   Examples of the transparent substrate forming the transparent electrode include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polycarbonates, cellulose acetate, polyethylene terephthalate, polyethylene dinaphthalene dicarboxylate, polyethylene naphthalates, polyvinyl chloride, polyimide, and polyvinyl acetals. A synthetic plastic film such as polystyrene can also be preferably used. Syndiotactic polystyrenes are also preferred. These can be obtained, for example, by the methods described in JP-A Nos. 62-117708, 1-46912, and 1-178505. In addition, a glass substrate, an epoxy resin kneaded with glass, or the like can be used.

一方、対向電極を表面に有する基板としては、上記の透明基板に加えて、ステンレス等の金属製基板や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルムに反射層を設けた支持体、特開昭62−253195号(29〜31頁)に支持体として記載されたものが挙げられる。RDNo.17643の28頁、同No.18716の647頁右欄から648頁左欄及び同No.307105の879頁に記載されたものも好ましく使用できる。これらの支持体には、米国特許第4,141,735号のようにTg以下の熱処理を施すことで、巻き癖をつきにくくしたものを用いることができる。また、これらの支持体表面を支持体と他の構成層との接着の向上を目的に表面処理を行ってもよい。本発明では、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理を表面処理として用いることができる。さらに公知技術第5号(1991年3月22日アズテック有限会社発行)の44〜149頁に記載の支持体を用いることもできる。さらにRDNo.308119の1009頁やプロダクト・ライセシング・インデックス、第92巻P108の「Supports」の項に記載されているものが挙げられる。   On the other hand, as a substrate having a counter electrode on the surface, in addition to the transparent substrate, a metal substrate such as stainless steel, a paper support such as baryta paper and resin coated paper, and a reflective layer are provided on the plastic film. Examples of the support include those described as a support in JP-A-62-253195 (pages 29 to 31). RDNo. 17643, page 28, ibid. No. 18716, page 647, right column to page 648, left column, and No. 307105, page 879 can also be preferably used. As these supports, those having resistance to curling due to heat treatment of Tg or less as in US Pat. No. 4,141,735 can be used. Further, the surface of these supports may be subjected to surface treatment for the purpose of improving the adhesion between the support and other constituent layers. In the present invention, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, and flame treatment can be used as the surface treatment. Furthermore, the support body described in pages 44 to 149 of publicly known technology No. 5 (issued by Aztec Co., Ltd. on March 22, 1991) can also be used. Furthermore, RDNo. 308119, page 1009, Product Licensing Index, Volume 92, P108, “Supports”, and the like.

(透明電極)
透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化物)、Indium Zinc Oxide(IZO:インジウム亜鉛酸化物)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、BSO(Bismuth Silicon Oxide)等が挙げられる。電極をこのように形成するには、例えば、基板上にITO膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ITO膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。表面抵抗値としては、100Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、0.1〜20μmであるのが一般的である。
(Transparent electrode)
The transparent electrode is not particularly limited as long as it is transparent and conducts electricity. For example, Indium Tin Oxide (ITO: Indium Tin Oxide), Indium Zinc Oxide (IZO: Indium Zinc Oxide), Fluorine Doped Tin Oxide (FTO), Indium Oxide, Zinc Oxide, Platinum, Gold, Silver, Rhodium, Copper, Examples thereof include chromium, carbon, aluminum, silicon, amorphous silicon, and BSO (Bismuth Silicon Oxide). In order to form the electrode in this manner, for example, an ITO film may be vapor-deposited on the substrate by a sputtering method or the like, or an ITO film may be formed on the entire surface and then patterned by a photolithography method. The surface resistance value is preferably 100Ω / □ or less, and more preferably 10Ω / □ or less. The thickness of the transparent electrode is not particularly limited, but is generally 0.1 to 20 μm.

(対向電極)
本発明に係る対向電極としては、金属電極または透明電極を用いることができる。金属電極としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及びそれらの合金等の公知の金属種を用いることができる。電極の作製方法は、蒸着法、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、CVD法等の既存の方法を用いることができる。
(Counter electrode)
As the counter electrode according to the present invention, a metal electrode or a transparent electrode can be used. As the metal electrode, for example, known metal species such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, bismuth, and alloys thereof can be used. As an electrode manufacturing method, an existing method such as an evaporation method, a printing method, an ink jet method, a spin coating method, or a CVD method can be used.

(多孔質層)
本発明の係る多孔質層は、内部に無数の微細な穴が空いている層であり、エレクトロクロミック化合物を吸着し、その電気化学反応を阻害しない層である。
(Porous layer)
The porous layer according to the present invention is a layer in which countless fine holes are formed, adsorbs an electrochromic compound, and does not inhibit the electrochemical reaction.

層の厚みとしては、必要な量のエレクトロクロミック化合物を吸着することができる厚みであることが必要だが、厚すぎると、透明性が損なわれ、コントラストや解像度の低下を招く。多孔質層の透明性の確保を考慮すると、多孔質層の厚みは、1〜5μmが好ましい。   The thickness of the layer needs to be a thickness capable of adsorbing a necessary amount of the electrochromic compound, but if it is too thick, the transparency is impaired and the contrast and resolution are lowered. In consideration of ensuring the transparency of the porous layer, the thickness of the porous layer is preferably 1 to 5 μm.

このような多孔質層は、種々の方法で形成することができるが、最も好ましいのは、エレクトロクロミック化合物を吸着できる微粒子を用いる方法である。   Such a porous layer can be formed by various methods, but the most preferable method is a method using fine particles capable of adsorbing an electrochromic compound.

好ましい微粒子は、半導体金属酸化物であり、層自体が固有の色を示さず、透明〜微白色であるものが、特に好ましい。このような半導体金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、それらのドープ物などを挙げることができる。   Preferable fine particles are semiconductor metal oxides, and those in which the layer itself does not exhibit a specific color and is transparent to slightly white are particularly preferable. Examples of such semiconductor metal oxides include titanium oxide, silicon oxide, zinc oxide, tin oxide, and their dopes.

エレクトロクロミック化合物の吸着性および、多孔質層自身の着色性から、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素が好適に用いられる。   In view of the adsorptivity of the electrochromic compound and the colorability of the porous layer itself, titanium oxide, tin oxide, and silicon oxide are preferably used.

微粒子の平均一次粒子は5〜100nmが好ましく、より好ましくは20〜80nmである。微粒子の形状は、不定形、針状、球形等任意の形状のものが用いられる。   The average primary particle of the fine particles is preferably 5 to 100 nm, more preferably 20 to 80 nm. As the shape of the fine particles, an arbitrary shape such as an indefinite shape, a needle shape, a spherical shape, or the like is used.

このような微粒子を利用した多孔質層を得る一つの方法としては、焼結法が知られているが、微粒子同士を数百度という高温で溶着させるもので、微粒子同士および多孔質層を形成する基板に対する接着性は得られるものの、基板の選択性が狭い、生産ラインへの焼成工程の組み込みが難しい、などの問題があり、好ましくない。   As one method for obtaining a porous layer using such fine particles, a sintering method is known, but the fine particles are welded at a high temperature of several hundred degrees to form the fine particles and the porous layer. Although adhesiveness to the substrate can be obtained, there are problems such as narrow selectivity of the substrate and difficulty in incorporating the baking process into the production line, which is not preferable.

200℃以下の比較的低温で多孔質層を得る方法としては、ゾルゲル法、バインダー等の結着剤を利用した塗布法などが知られているが、これらの方法で形成した多孔質層は、透明電極への接着性が強くなく、電解質液の存在下で、エレクトロクロミック化合物の電気化学反応を繰り返した時に、電極から剥がれてしまうことにより、コントラストや解像度の低下、発色ムラを生じることになる。   As a method for obtaining a porous layer at a relatively low temperature of 200 ° C. or lower, a sol-gel method, a coating method using a binder such as a binder, and the like are known. The adhesiveness to the transparent electrode is not strong, and when the electrochemical reaction of the electrochromic compound is repeated in the presence of the electrolyte solution, it peels off from the electrode, resulting in a decrease in contrast and resolution, and uneven coloring. .

(下引き層)
多孔質層と透明電極との接着性を確保するために、本発明では、下記のような下引き層を、多孔質層と透明電極との間に設ける。
(Underlayer)
In order to ensure adhesion between the porous layer and the transparent electrode, in the present invention, the following undercoat layer is provided between the porous layer and the transparent electrode.

本発明における下引き層は、非多孔質性であり、透明電極と多孔質層との間に設けられ、多孔質層を形成する物質を少なくとも一部含有する。   The undercoat layer in the present invention is non-porous, is provided between the transparent electrode and the porous layer, and contains at least a part of a substance that forms the porous layer.

下引き層には、透明電極に対する密着性とともに、表示素子の発色性能を阻害しないように透明性が求められる。この目的を達成するものであれば、厚みは特に限定されるものではない。   The undercoat layer is required to have transparency so as not to impair the color development performance of the display element, as well as adhesion to the transparent electrode. The thickness is not particularly limited as long as the object is achieved.

そのような薄膜を形成するために適した薄膜形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法などが挙げられるが、生産性などの点では、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法が好適である。   Examples of a thin film forming method suitable for forming such a thin film include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a plasma CVD method. In terms of productivity, the sputtering method, the ion plate method, and the like. Ting method and plasma CVD method are suitable.

また、特開2003−306769号公報には、大気圧下で原料ガスにプラズマエネルギーを与えることで基板上に薄膜を形成する方法が開示されているが、このような方法も好適に用いることができる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-306769 discloses a method for forming a thin film on a substrate by applying plasma energy to a source gas under atmospheric pressure. However, such a method is also preferably used. it can.

(エレクトロクロミック化合物)
本発明の表示素子に用いられるエレクトロクロミック化合物(以下、EC化合物と略す)は、電気化学的な酸化還元によって、物質の光学吸収の性質(色や光透過度)が可逆的に変化する現象(エレクトクロミズム)を示す化合物であればいかなる化合物を用いても良い。具体的な化合物としては、「エレクトロクロミックディスプレイ」(平成3年6月28日刊、産業図書株式会社)pp27−124、「クロミック材料の開発」(2000年11月15日刊、株式会社シーエムシー)pp81−95等に記載の化合物を挙げることができる。
(Electrochromic compound)
The electrochromic compound (hereinafter abbreviated as EC compound) used in the display element of the present invention is a phenomenon in which the property of optical absorption (color and light transmittance) of a substance reversibly changes due to electrochemical redox ( Any compound may be used as long as it is a compound exhibiting (electrochromism). Specific compounds include "Electrochromic display" (June 28, 1991, Sangyo Tosho Co., Ltd.) pp27-124, "Development of chromic materials" (November 15, 2000, CMC Corporation) pp81 The compound described in -95 etc. can be mentioned.

(電解質層)
本発明の表示素子は、透明電極と対向電極との間に、電解質を含む電解質層を有する。
(Electrolyte layer)
The display element of the present invention has an electrolyte layer containing an electrolyte between the transparent electrode and the counter electrode.

「電解質」とは、一般に、溶媒中に溶解した際に、陽イオンと陰イオンに電離する物質のことである。本発明では、このような電解質を溶媒中に溶解した電解質層以外に、溶融塩や、内部をイオンが移動する性質を有する固体状の電解質(固体電解質)も、電解質層として利用することが可能である。   The “electrolyte” is generally a substance that ionizes into a cation and an anion when dissolved in a solvent. In the present invention, in addition to the electrolyte layer in which such an electrolyte is dissolved in a solvent, a molten salt or a solid electrolyte (solid electrolyte) having a property of moving ions inside can also be used as the electrolyte layer. It is.

〔電解質材料〕
本発明の表示素子において、用いることができる電解質の例としては、以下の化合物が挙げられる。カリウム化合物としてKCl、KI、KBr等、リチウム化合物としてLiBF4、LiClO4、LiPF6、LiCF3SO3等、テトラアルキルアンモニウム化合物として過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハライド等が挙げられる。また、特開2003−187881号公報の段落番号〔0062〕〜〔0081〕に記載の溶融塩電解質組成物も好ましく用いることができる。さらに、I-/I3-、Br-/Br3-、キノン/ハイドロキノン等の酸化還元対になる化合物を用いることができる。
[Electrolyte material]
Examples of the electrolyte that can be used in the display element of the present invention include the following compounds. KCl, KI, KBr, etc. as potassium compounds, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 etc. as lithium compounds, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium perchlorate, tetraethylammonium borofluoride as tetraalkylammonium compounds And tetrabutylammonium borofluoride and tetrabutylammonium halide. Moreover, the molten salt electrolyte composition described in JP-A-2003-187881 paragraphs [0062] to [0081] can also be preferably used. Furthermore, a compound that becomes a redox pair such as I / I 3− , Br / Br 3− , and quinone / hydroquinone can be used.

〔電解質添加の溶媒〕
本発明の表示素子においては、本発明の目的効果を損なわない範囲で溶媒を用いることができる。具体的には、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、2−(N−メチル)−2−ピロリジノン、ヘキサメチルホスホルトリアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,Nジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、アセチルアセトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ブタノール、1−ブタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、エタノール、メタノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、水等が挙げられる。これらの溶媒の内、凝固点が−20℃以下、かつ沸点が120℃以上の溶媒を少なくとも1種含むことが好ましい。
[Solvent for addition of electrolyte]
In the display element of the present invention, a solvent can be used as long as the object effects of the present invention are not impaired. Specifically, tetramethylurea, sulfolane, dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 2- (N-methyl) -2-pyrrolidinone, hexamethylphosphortriamide, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, N, N dimethylformamide, N-methylformamide, butyronitrile, propionitrile, acetonitrile, acetylacetone, 4-methyl-2-pentanone, 2-butanol, 1-butanol, 2 -Propanol, 1-propanol, ethanol, methanol, acetic anhydride, ethyl acetate, ethyl propionate, dimethoxyethane, diethoxyfuran, tetrahydrofuran, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol monobuty Ether, water and the like. Among these solvents, it is preferable to include at least one solvent having a freezing point of −20 ° C. or lower and a boiling point of 120 ° C. or higher.

さらに本発明で用いることのできる溶媒としては、J.A.Riddick,W.B.Bunger,T.K.Sakano,“Organic Solvents”,4th ed.,John Wiley&Sons(1986)、Y.Marcus,“Ion Solvation”,John Wiley&Sons(1985)、C.Reichardt,“Solvents and Solvent Effects in Chemistry”,2nd ed.,VCH(1988)、G.J.Janz,R.P.T.Tomkins,“Nonaqueous Electorlytes Handbook”,Vol.1,Academic Press(1972)に記載の化合物を挙げることができる。   Furthermore, as a solvent which can be used in the present invention, J.P. A. Riddick, W.M. B. Bunger, T.A. K. Sakano, “Organic Solvents”, 4th ed. , John Wiley & Sons (1986), Y. Marcus, “Ion Solvation”, John Wiley & Sons (1985), C.I. Reichardt, “Solvents and Solvent Effects in Chemistry”, 2nd ed. VCH (1988), G .; J. et al. Janz, R.A. P. T.A. Tomkins, “Nonqueous Electronics Handbook”, Vol. 1, Academic Press (1972).

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

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

〔その他の添加剤〕
本発明の表示素子の構成層には、白色散乱層、保護層、フィルター層、ハレーション防止層、クロスオーバー光カット層、バッキング層等の補助層を挙げることができ、これらの補助層中には、各種の添加剤、例えば、以下のリサーチディスクロージャーにおいて、化学増感剤、貴金属増感剤、感光色素、強色増感剤、カプラー、高沸点溶剤、カブリ防止剤、安定剤、現像抑制剤、漂白促進剤、定着促進剤、混色防止剤、ホルマリンスカベンジャー、色調剤、硬膜剤、界面活性剤、増粘剤、可塑剤、スベリ剤、紫外線吸収剤、イラジエーション防止染料、フィルター光吸収染料、防ばい剤、ポリマーラテックス、重金属、帯電防止剤、マット剤等として挙げられている添加剤を、必要に応じて含有させることができる。
[Other additives]
Examples of the constituent layers of the display element of the present invention include auxiliary layers such as a white scattering layer, a protective layer, a filter layer, an antihalation layer, a crossover light cut layer, and a backing layer. Among these auxiliary layers, Various additives such as chemical sensitizers, noble metal sensitizers, photosensitive dyes, supersensitizers, couplers, high boiling point solvents, antifoggants, stabilizers, development inhibitors in the following research disclosures, Bleaching accelerator, fixing accelerator, color mixing inhibitor, formalin scavenger, toning agent, hardener, surfactant, thickener, plasticizer, slip agent, ultraviolet absorber, irradiation prevention dye, filter light absorbing dye, Additives listed as antifungal agents, polymer latex, heavy metals, antistatic agents, matting agents, and the like can be included as necessary.

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

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

添加剤 RD17643 RD18716 RD308119
頁 分類 頁 分類 頁 分類
化学増感剤 23 III 648右上 96 III
増感色素 23 IV 648〜649 996〜8 IV
減感色素 23 IV 998 IV
染料 25〜6 VIII 649〜650 1003 VIII
現像促進剤 29 XXI 648右上
カブリ抑制剤・安定剤
24 IV 649右上 1006〜7 VI
増白剤 24 V 998 V
硬膜剤 26 X 651左 1004〜5 X
界面活性剤 26〜7 XI 650右 1005〜6 XI
帯電防止剤 27 XII 650右 1006〜7 XIII
可塑剤 27 XII 650右 1006 XII
スベリ剤 27 XII
マット剤 28 XVI 650右 1008〜9 XVI
バインダー 26 XXII 1003〜4 IX
支持体 28 XVII 1009 XVII
〔金属塩化合物〕
本発明に係る金属塩化合物とは、対向電極上の少なくとも1方の電極上で、該対向電極の駆動操作で、酸化溶解・還元析出を行うことができる金属種を含む塩であれば、如何なる化合物であってもよい。好ましい金属種は、銀、ビスマス、銅、ニッケル、鉄、クロム、亜鉛等であり、特に好ましいのは銀、ビスマスである。
Additive RD17643 RD18716 RD308119
Page Classification Page Classification Page Classification Chemical sensitizer 23 III 648 Upper right 96 III
Sensitizing dye 23 IV 648-649 996-8 IV
Desensitizing dye 23 IV 998 IV
Dye 25-6 VIII 649-650 1003 VIII
Development accelerator 29 XXI 648 Upper right Anti-fogging agent / stabilizer
24 IV 649 Upper right 1006-7 VI
Brightener 24 V 998 V
Hardener 26 X 651 Left 1004-5 X
Surfactant 26-7 XI 650 Right 1005-6 XI
Antistatic agent 27 XII 650 Right 1006-7 XIII
Plasticizer 27 XII 650 Right 1006 XII
Slipper 27 XII
Matting agent 28 XVI 650 Right 1008-9 XVI
Binder 26 XXII 1003-4 IX
Support 28 XVII 1009 XVII
[Metal salt compounds]
The metal salt compound according to the present invention is any salt as long as it contains a metal species that can be subjected to oxidative dissolution / reduction deposition by driving the counter electrode on at least one electrode on the counter electrode. It may be a compound. Preferred metal species are silver, bismuth, copper, nickel, iron, chromium, zinc and the like, and particularly preferred are silver and bismuth.

〔銀塩化合物〕
本発明に係る金属塩化合物として好ましく用いられる銀塩化合物としては、銀または、銀を化学構造中に含む化合物、例えば、酸化銀、硫化銀、金属銀、銀コロイド粒子、ハロゲン化銀、銀錯体化合物、銀イオン等の化合物の総称であり、固体状態や液体への可溶化状態や気体状態等の相の状態種、中性、アニオン性、カチオン性等の荷電状態種は、特に問わない。
[Silver salt compound]
Examples of the silver salt compound preferably used as the metal salt compound according to the present invention include silver or a compound containing silver in the chemical structure, such as silver oxide, silver sulfide, metallic silver, silver colloidal particles, silver halide, and silver complex. It is a generic term for compounds such as compounds and silver ions, and there are no particular limitations on the state species of the phase such as the solid state, the solubilized state in liquid and the gas state, and the charged state species such as neutral, anionic and cationic.

(白色散乱物)
本発明においては、表示コントラスト及び白表示反射率をより高める観点から、白色散乱物を含有することが好ましく、多孔質白色散乱層を形成させて存在させてもよい。
(White scattered matter)
In the present invention, from the viewpoint of further increasing the display contrast and the white display reflectance, it is preferable to contain a white scattering material, and a porous white scattering layer may be formed and present.

本発明に適用可能な多孔質白色散乱層は、電解質溶媒に実質的に溶解しない水系高分子と白色顔料との水混和物を塗布乾燥して形成することができる。   The porous white scattering layer applicable to the present invention can be formed by applying and drying an aqueous mixture of an aqueous polymer and a white pigment that is substantially insoluble in the electrolyte solvent.

本発明で適用可能な白色顔料としては、例えば、二酸化チタン(アナターゼ型あるいはルチル型)、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラス、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。   Examples of the white pigment applicable in the present invention include titanium dioxide (anatase type or rutile type), barium sulfate, calcium carbonate, aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide and zinc hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, Magnesium hydrogen phosphate, alkaline earth metal salt, talc, kaolin, zeolite, acidic clay, glass, organic compounds such as polyethylene, polystyrene, acrylic resin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, benzoguanamine resin, urea-formalin resin, A melamine-formalin resin, a polyamide resin, or the like may be used alone or in combination, or in a state having voids that change the refractive index in the particles.

本発明では、上記白色粒子の中でも、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛が好ましく用いられる。また、無機酸化物(Al23、AlO(OH)、SiO2等)で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えて、トリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンを用いることができる。 In the present invention, among the white particles, titanium dioxide, zinc oxide, and zinc hydroxide are preferably used. In addition, titanium dioxide surface-treated with inorganic oxides (Al 2 O 3 , AlO (OH), SiO 2, etc.), in addition to these surface treatments, trimethylolethane, triethanolamine acetate, trimethylcyclosilane, etc. Titanium dioxide subjected to organic treatment can be used.

これらの白色粒子のうち、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。   Of these white particles, it is more preferable to use titanium oxide or zinc oxide from the viewpoint of coloring prevention at high temperature and the reflectance of the element due to the refractive index.

酸化チタンとしては、最近、星型のものも提案されている。このような酸化チタン粒子はその形状から、入射角の均質な散乱が起こり、白色散乱効果が増加するという効果がある。このような酸化チタンを使うことも可能である。   Recently, a star-shaped titanium oxide has also been proposed. Such a titanium oxide particle has an effect that, due to its shape, uniform scattering at an incident angle occurs and the white scattering effect increases. It is also possible to use such titanium oxide.

本発明において、電解質溶媒に実質的に溶解しない水系高分子としては、水溶性高分子、水系溶媒に分散した高分子を挙げることができる。   In the present invention, examples of the water-based polymer that does not substantially dissolve in the electrolyte solvent include a water-soluble polymer and a polymer dispersed in the water-based solvent.

水溶性化合物としては、ゼラチン、ゼラチン誘導体等の蛋白質またはセルロース誘導体、澱粉、アラビアゴム、デキストラン、プルラン、カラギーナン等の多糖類のような天然化合物や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリルアミド重合体やそれらの誘導体等の合成高分子化合物が挙げられる。ゼラチン誘導体としては、アセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、ポリビニルアルコール誘導体としては、末端アルキル基変性ポリビニルアルコール、末端メルカプト基変性ポリビニルアルコール、セルロース誘導体としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。更に、リサーチ・ディスクロージャー及び特開昭64−13546号の(71)頁〜(75)頁に記載されたもの、また、米国特許第4,960,681号、特開昭62−245260号等に記載の高吸水性ポリマー、すなわち−COOMまたは−SO3M(Mは水素原子またはアルカリ金属)を有するビニルモノマーの単独重合体またはこのビニルモノマー同士もしくは他のビニルモノマー(例えば、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸アンモニウム、アクリル酸カリウム等)との共重合体も使用される。これらのバインダーは2種以上組み合わせて用いることもできる。 Examples of water-soluble compounds include proteins such as gelatin and gelatin derivatives, cellulose derivatives, natural compounds such as polysaccharides such as starch, gum arabic, dextran, pullulan and carrageenan, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, acrylamide polymers and their Examples include synthetic polymer compounds such as derivatives. As gelatin derivatives, acetylated gelatin, phthalated gelatin, polyvinyl alcohol derivatives as terminal alkyl group-modified polyvinyl alcohol, terminal mercapto group-modified polyvinyl alcohol, and cellulose derivatives include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. It is done. Furthermore, Research Disclosure and those described in pages (71) to (75) of JP-A No. 64-13546, US Pat. No. 4,960,681, JP-A No. 62-245260, etc. superabsorbent polymers described, namely -COOM or -SO 3 M (M is a hydrogen atom or an alkali metal) homopolymer or a vinyl monomer together or with other vinyl monomers of the vinyl monomer having a (e.g., sodium methacrylate, Copolymers with ammonium acid, potassium acrylate, etc.) are also used. Two or more of these binders can be used in combination.

本発明においては、ゼラチン及びゼラチン誘導体、または、ポリビニルアルコールもしくはその誘導体を好ましく用いることができる。   In the present invention, gelatin and gelatin derivatives, or polyvinyl alcohol or derivatives thereof can be preferably used.

水系溶媒に分散した高分子としては、天然ゴムラテックス、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム等のラテックス類、ポリイソシアネート系、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリウレタン系、尿素系、フェノール系、ホルムアルデヒド系、エポキシ−ポリアミド系、メラミン系、アルキド系樹脂、ビニル系樹脂等を水系溶媒に分散した熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらの高分子のうち、特開平10−76621号に記載の水系ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。   Polymers dispersed in an aqueous solvent include natural rubber latex, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber and other latexes, polyisocyanate, epoxy, acrylic, silicone, polyurethane, Examples thereof include a thermosetting resin in which urea, phenol, formaldehyde, epoxy-polyamide, melamine, alkyd resin, vinyl resin and the like are dispersed in an aqueous solvent. Of these polymers, it is preferable to use an aqueous polyurethane resin described in JP-A-10-76621.

本発明でいう電解質溶媒に実質的に溶解しないとは、−20℃から120℃の温度において、電解質溶媒1kgあたりの溶解量が0g以上、10g以下である状態と定義し、質量測定法、液体クロマトグラムやガスクロマトグラムによる成分定量法等の公知の方法により溶解量を求めることができる。   In the present invention, “substantially insoluble in an electrolyte solvent” is defined as a state in which the dissolved amount per kg of electrolyte solvent is 0 g or more and 10 g or less at a temperature of −20 ° C. to 120 ° C. The amount of dissolution can be determined by a known method such as a component determination method using a chromatogram or a gas chromatogram.

本発明において、水系化合物と白色顔料との水混和物は、公知の分散方法に従って白色顔料が水中分散された形態が好ましい。水系化合物/白色顔料の混合比は、容積比で1〜0.01が好ましく、より好ましくは、0.3〜0.05の範囲である。   In the present invention, the water mixture of the water-based compound and the white pigment is preferably in a form in which the white pigment is dispersed in water according to a known dispersion method. The mixing ratio of the aqueous compound / white pigment is preferably 1 to 0.01, more preferably 0.3 to 0.05 in terms of volume ratio.

本発明において、水系化合物と白色顔料との水混和物を塗布する媒体は、表示素子の対向電極間の構成要素上であればいずれの位置でもよいが、対向電極の少なくとも1方の電極面上に付与することが好ましい。媒体への付与の方法としては、例えば、塗布方式、液噴霧方式、気相を介する噴霧方式として、圧電素子の振動を利用して液滴を飛翔させる方式、例えば、ピエゾ方式のインクジェットヘッドや、突沸を利用したサーマルヘッドを用いて液滴を飛翔させるバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットヘッド、また空気圧や液圧により液を噴霧するスプレー方式等が挙げられる。   In the present invention, the medium for applying the water mixture of the water-based compound and the white pigment may be at any position as long as it is on the component between the counter electrodes of the display element, but on the electrode surface of at least one of the counter electrodes. It is preferable to give to. As a method for applying to a medium, for example, a coating method, a liquid spraying method, a spraying method via a gas phase, a method of flying droplets using vibration of a piezoelectric element, for example, a piezoelectric inkjet head, Examples thereof include a bubble jet (registered trademark) type ink jet head that causes droplets to fly using a thermal head that uses bumping, and a spray type that sprays liquid by air pressure or liquid pressure.

塗布方式としては、公知の塗布方式より適宜選択することができ、例えば、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、リバースローラーコーター、トランスファーローラーコーター、カーテンコーター、ダブルローラーコーター、スライドホッパーコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、ビードコーター、キャストコーター、スプレイコーター、カレンダーコーター、押し出しコーター等が挙げられる。   The coating method can be appropriately selected from known coating methods. For example, an air doctor coater, blade coater, rod coater, knife coater, squeeze coater, impregnation coater, reverse roller coater, transfer roller coater, curtain coater, double coater Examples include roller coaters, slide hopper coaters, gravure coaters, kiss roll coaters, bead coaters, cast coaters, spray coaters, calendar coaters, and extrusion coaters.

媒体上に付与した水系化合物と白色顔料との水混和物の乾燥は、水を蒸発できる方法であればいかなる方法であってもよい。例えば、熱源からの加熱、赤外光を用いた加熱法、電磁誘導による加熱法等が挙げられる。また、水蒸発は減圧下で行ってもよい。   Drying of the water mixture of the aqueous compound and the white pigment applied on the medium may be performed by any method as long as water can be evaporated. For example, heating from a heat source, a heating method using infrared light, a heating method using electromagnetic induction, and the like can be given. Further, water evaporation may be performed under reduced pressure.

本発明でいう多孔質とは、前記水系化合物と白色顔料との水混和物を電極上に塗布乾燥して多孔質の白色散乱物を形成した後、該散乱物上に、銀または銀を化学構造中に含む化合物を含有する電解質液を与えた後に対向電極で挟み込み、対向電極間に電位差を与え、銀の溶解析出反応を生じさせることが可能で、イオン種が電極間で移動可能な貫通状態のことを言う。   Porous as used in the present invention refers to the formation of a porous white scattering material by applying a water admixture of the water-based compound and the white pigment onto the electrode and drying it, and then the silver or silver is chemically treated on the scattering material. After supplying an electrolyte solution containing the compound contained in the structure, it can be sandwiched between opposing electrodes, giving a potential difference between the opposing electrodes, causing a silver dissolution precipitation reaction, and penetrating ions that can move between the electrodes Tell the state.

本発明の表示素子では、上記説明した水混和物を塗布乾燥中または乾燥後に、硬化剤により水系化合物の硬化反応を行うことが望ましい。   In the display element of the present invention, it is desirable to carry out a curing reaction of the water-based compound with a curing agent during or after applying and drying the water mixture described above.

本発明で用いられる硬膜剤の例としては、例えば、米国特許第4,678,739号の第41欄、同第4,791,042号、特開昭59−116655号、同62−245261号、同61−18942号、同61−249054号、同61−245153号、特開平4−218044号等に記載の硬膜剤が挙げられる。より具体的には、アルデヒド系硬膜剤(ホルムアルデヒド等)、アジリジン系硬膜剤、エポキシ系硬膜剤、ビニルスルホン系硬膜剤(N,N′−エチレン−ビス(ビニルスルホニルアセタミド)エタン等)、N−メチロール系硬膜剤(ジメチロール尿素等)、ほう酸、メタほう酸あるいは高分子硬膜剤(特開昭62−234157号等に記載の化合物)が挙げられる。水系化合物としてゼラチンを用いる場合は、硬膜剤の中で、ビニルスルホン型硬膜剤やクロロトリアジン型硬膜剤を単独または併用して使用することが好ましい。また、ポリビニルアルコールを用いる場合はホウ酸やメタホウ酸等の含ホウ素化合物の使用が好ましい。   Examples of the hardener used in the present invention include, for example, U.S. Pat. No. 4,678,739, column 41, 4,791,042, JP-A-59-116655, and 62-245261. No. 61-18942, 61-249054, 61-245153, JP-A-4-218044, and the like. More specifically, aldehyde hardeners (formaldehyde, etc.), aziridine hardeners, epoxy hardeners, vinyl sulfone hardeners (N, N'-ethylene-bis (vinylsulfonylacetamide) Ethane, etc.), N-methylol hardeners (dimethylolurea, etc.), boric acid, metaboric acid or polymer hardeners (compounds described in JP-A-62-234157). When gelatin is used as the aqueous compound, it is preferable to use a vinyl sulfone type hardener or a chlorotriazine type hardener alone or in combination. Moreover, when using polyvinyl alcohol, it is preferable to use boron-containing compounds such as boric acid and metaboric acid.

これらの硬膜剤は、水系化合物1g当たり0.001〜1g、好ましくは0.005〜0.5gが用いられる。また、膜強度を上げるため熱処理や、硬化反応時の湿度調整を行うことも可能である。   These hardeners are used in an amount of 0.001 to 1 g, preferably 0.005 to 0.5 g, per 1 g of the aqueous compound. In addition, it is possible to perform heat treatment and humidity adjustment during the curing reaction in order to increase the film strength.

〔表示素子のその他の構成要素〕
本発明の表示素子には、必要に応じて、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子を用いることができる。
[Other components of the display element]
In the display element of the present invention, a sealant, a columnar structure, and spacer particles can be used as necessary.

シール剤は外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。   Sealing agent is for sealing so that it does not leak out. It is also called sealing agent. Epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, ene-thiol resin, silicone resin, modified resin A curing type such as a polymer resin, such as a thermosetting type, a photocurable type, a moisture curable type, and an anaerobic curable type can be used.

柱状構造物は、基板間の強い自己保持性(強度)を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、かつ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が1〜40%であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。   The columnar structure provides strong self-holding (strength) between the substrates, for example, a columnar body, a quadrangular columnar body, an elliptical columnar body, a trapezoidal array arranged in a predetermined pattern such as a lattice arrangement. A columnar structure such as a columnar body can be given. Alternatively, stripes arranged at predetermined intervals may be used. This columnar structure is not a random array, but can maintain an appropriate interval between the substrates, such as an evenly spaced array, an array in which the interval gradually changes, and an array in which a predetermined arrangement pattern is repeated at a constant period. The arrangement is preferably considered so as not to disturb the display. If the ratio of the area occupied by the columnar structure in the display area of the display element is 1 to 40%, a practically sufficient strength as a display element can be obtained.

一対の基板間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。   A spacer may be provided between the pair of substrates for uniformly maintaining a gap between the substrates. Examples of the spacer include a sphere made of resin or inorganic oxide. Further, a fixed spacer having a surface coated with a thermoplastic resin is also preferably used. In order to hold the gap between the substrates uniformly, only the columnar structure may be provided, but both the spacer and the columnar structure may be provided, or instead of the columnar structure, only the spacer is used as the space holding member. May be used. The diameter of the spacer is equal to or less than the height of the columnar structure, preferably equal to the height. When the columnar structure is not formed, the diameter of the spacer corresponds to the thickness of the cell gap.

〔スクリーン印刷〕
本発明においては、シール剤、柱状構造物、電極パターン等をスクリーン印刷法で形成することもできる。スクリーン印刷法は、所定のパターンが形成されたスクリーンを基板の電極面上に被せ、スクリーン上に印刷材料(柱状構造物形成のための組成物、例えば、光硬化性樹脂等)を載せる。そして、スキージを所定の圧力、角度、速度で移動させる。これによって、印刷材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写される。次に、転写された材料を加熱硬化、乾燥させる。スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する場合、樹脂材料は光硬化性樹脂に限られず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂等が挙げられる。樹脂材料は樹脂を適当な溶剤に溶解する等してペースト状にして用いることが望ましい。
[Screen printing]
In the present invention, a sealant, a columnar structure, an electrode pattern, and the like can be formed by a screen printing method. In the screen printing method, a screen on which a predetermined pattern is formed is placed on an electrode surface of a substrate, and a printing material (a composition for forming a columnar structure, such as a photocurable resin) is placed on the screen. Then, the squeegee is moved at a predetermined pressure, angle, and speed. Thereby, the printing material is transferred onto the substrate through the pattern of the screen. Next, the transferred material is heat-cured and dried. When the columnar structure is formed by the screen printing method, the resin material is not limited to a photocurable resin, and for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or an acrylic resin or a thermoplastic resin can also be used. As thermoplastic resins, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl acetate resin, polymethacrylate resin, polyacrylate resin, polystyrene resin, polyamide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, fluororesin, polyurethane resin , Polyacrylonitrile resin, polyvinyl ether resin, polyvinyl ketone resin, polyether resin, polyvinyl pyrrolidone resin, saturated polyester resin, polycarbonate resin, chlorinated polyether resin and the like. The resin material is preferably used in the form of a paste by dissolving the resin in an appropriate solvent.

以上のようにして柱状構造物等を基板上に形成した後は、所望によりスペーサーを少なくとも一方の基板上に付与し、一対の基板を電極形成面を対向させて重ね合わせ、空セルを形成する。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しながら加熱することにより、貼り合わせて、表示セルが得られる。表示素子とするには、基板間に電解質組成物を真空注入法等によって注入すればよい。あるいは、基板を貼り合わせる際に、一方の基板に電解質組成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組成物を封入するようにしてもよい。   After the columnar structure or the like is formed on the substrate as described above, a spacer is provided on at least one of the substrates as desired, and the pair of substrates are overlapped with the electrode formation surfaces facing each other to form an empty cell. . A pair of stacked substrates is heated while being pressed from both sides, whereby the display cells are obtained. In order to obtain a display element, an electrolyte composition may be injected between substrates by a vacuum injection method or the like. Alternatively, when the substrates are bonded together, the electrolyte composition may be dropped on one substrate, and the liquid crystal composition may be sealed simultaneously with the bonding of the substrates.

〔フルカラー表示素子の構成〕
本発明の表示素子を用いてフルカラー表示を行う場合は、
1.イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー、ブラック等に異なる色調に発色−消色するエレクトロクロミック表示素子を積層する方法、
2.異なる色調に発色−消色するエレクトロクロミック化合物を吸着させた多孔質部を平面上にパターン化する方法、
3.異なる色調に発色−消色するエレクトロクロミック化合物を1対の対向電極間の多孔質層に複数種吸着させる方法等が挙げられる。
[Configuration of full-color display element]
When performing full color display using the display element of the present invention,
1. A method of laminating electrochromic display elements that develop and erase colors in different colors such as yellow, magenta, cyan, red, green, blue, black,
2. A method of patterning a porous portion adsorbing an electrochromic compound that develops and decolors in different colors on a flat surface,
3. Examples include a method of adsorbing a plurality of types of electrochromic compounds that develop and decolor in different color tones in a porous layer between a pair of counter electrodes.

3の場合は、エレクトロクロミック化合物に閾値を持たせる必要があり、閾値を持たせる方法としては、発色または消色方向の電圧または電荷量、あるいは、発色または消色方向への電圧ヒステリシスを色素毎に変更する方法が挙げられる。   In the case of 3, the electrochromic compound needs to have a threshold value. As a method of providing the threshold value, voltage or charge amount in the coloring or decoloring direction or voltage hysteresis in the coloring or decoloring direction is set for each dye. The method of changing to is mentioned.

〔表示素子駆動方法〕
本発明に係るアクティブマトリックス駆動は、走査線、データライン、電流供給ラインが碁盤目状に形成され、各碁盤目に設けられたTFT回路により駆動させる方式である。画素毎にスイッチングが行えるので、階調やメモリー機能等のメリットがあり、例えば、特開2004−29327号の図5に記載されている回路や、「エレクトロクロミックディスプレイ」(1991 産業図書株式会社刊)の77〜102ページに記載の方法を用いることができる。
[Display element driving method]
The active matrix drive according to the present invention is a method in which scanning lines, data lines, and current supply lines are formed in a grid pattern and are driven by TFT circuits provided in each grid pattern. Since switching can be performed for each pixel, there are advantages such as gradation and memory function. For example, the circuit described in FIG. ) 77-102.

〔商品適用〕
本発明の表示素子は、電子書籍分野、IDカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェイカード、運転免許証、病院の診察カード、電子カルテ、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
[Product application]
The display element of the present invention can be used in an electronic book field, an ID card field, a public field, a traffic field, a broadcast field, a payment field, a distribution logistics field, and the like. Specifically, keys for doors, student ID cards, employee ID cards, various membership cards, convenience store cards, department store cards, vending machine cards, gas station cards, subway and railway cards, bus cards, Cash cards, credit cards, highway cards, driver's licenses, hospital examination cards, electronic medical records, health insurance cards, Basic Resident Registers, passports, electronic books, etc.

実施例1
(電極1の作製)
厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラス基板上に、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)膜を公知の方法に従って形成して、透明電極である電極1を得た。
Example 1
(Production of electrode 1)
An ITO (Indium Tin Oxide) film was formed on a glass substrate having a thickness of 1.5 mm and a size of 2 cm × 4 cm according to a known method to obtain an electrode 1 as a transparent electrode.

(電極2の作製)
厚さ50μmのポリイミドフィルムに、ITO膜を公知の方法に従って形成して、透明電極である電極2を得た。
(Preparation of electrode 2)
An ITO film was formed on a polyimide film having a thickness of 50 μm according to a known method to obtain an electrode 2 that was a transparent electrode.

(電極3の作製)
厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラス基板上に、FTO(フッ素ドープした酸化物)膜を公知の方法に従って形成して、透明電極である電極3を得た。
(Preparation of electrode 3)
An FTO (fluorine-doped oxide) film was formed on a glass substrate having a thickness of 1.5 mm and a size of 2 cm × 4 cm according to a known method to obtain an electrode 3 that was a transparent electrode.

(多孔質層1の作製)
ポリビニルアルコール(平均分子量30000)を2質量%含む水溶液中に、平均粒径25nmの酸化チタン20質量%を添加し、超音波分散機で分散し、酸化チタン分散液1を得た。
(Preparation of porous layer 1)
In an aqueous solution containing 2% by mass of polyvinyl alcohol (average molecular weight 30000), 20% by mass of titanium oxide having an average particle size of 25 nm was added and dispersed with an ultrasonic disperser to obtain titanium oxide dispersion 1.

この分散液1を、電極1上に、乾燥膜厚5μmとなるように塗布し、120℃で30分間乾燥し、多孔質層1を得た。   The dispersion 1 was applied on the electrode 1 so as to have a dry film thickness of 5 μm and dried at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a porous layer 1.

(多孔質層2の作製)
電極1上に、下記条件で、酸化チタンを含む下引き層を設けた。
(Preparation of porous layer 2)
An undercoat layer containing titanium oxide was provided on the electrode 1 under the following conditions.

スパッタリング方式:RFマグネトロンスパッタ(デポアップ)
二酸化チタンターゲット径:φ2inch(1inchは2.54cmである。)
基板−ターゲット距離:40mm
背圧:1.5×10-3Pa
スパッタ圧:1.3Pa Ar/O2=9/1
出力:150W
得られた下引き層の厚みは、約30nmであった。
Sputtering method: RF magnetron sputtering (depot up)
Titanium dioxide target diameter: φ2 inch (1 inch is 2.54 cm)
Substrate-target distance: 40 mm
Back pressure: 1.5 × 10 −3 Pa
Sputtering pressure: 1.3 Pa Ar / O 2 = 9/1
Output: 150W
The thickness of the obtained undercoat layer was about 30 nm.

この下引き層の上に、酸化チタン分散液1を、乾燥膜厚5μmとなるように塗布し、120℃で30分間乾燥し、多孔質層2を得た。   On this undercoat layer, the titanium oxide dispersion 1 was applied so as to have a dry film thickness of 5 μm and dried at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a porous layer 2.

(多孔質層3の作製)
下引き層の厚みを70nmとした他は、多孔質層2と同様にして、膜厚5μmの多孔質層3を作製した。
(Preparation of porous layer 3)
A porous layer 3 having a thickness of 5 μm was prepared in the same manner as the porous layer 2 except that the thickness of the undercoat layer was set to 70 nm.

(多孔質層4の作製)
下引き層の厚みを120nmとした他は、多孔質層2と同様にして、膜厚5μmの多孔質層4を作製した。
(Preparation of porous layer 4)
A porous layer 4 having a thickness of 5 μm was produced in the same manner as the porous layer 2 except that the thickness of the undercoat layer was 120 nm.

(多孔質層5の作製)
ターゲットを二酸化スズターゲットに変え、多孔質層2と同様にして、膜厚40nmの下引き層を得、この下引き層の上に、酸化チタン分散液1の酸化チタンを酸化スズ(平均粒径20nm)に変更した酸化スズ分散液を塗布し、同様に乾燥して膜厚6μmの多孔質層5を得た。
(Preparation of porous layer 5)
The target was changed to a tin dioxide target, and an undercoat layer having a film thickness of 40 nm was obtained in the same manner as the porous layer 2. On this undercoat layer, the titanium oxide of the titanium oxide dispersion 1 was tin oxide (average particle diameter). The tin oxide dispersion changed to 20 nm) was applied and dried in the same manner to obtain a porous layer 5 having a thickness of 6 μm.

(多孔質層6の作製)
特開2007−113043号公報にならい、以下の条件で、下引き層を形成した。
(Preparation of porous layer 6)
In accordance with Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-113043, an undercoat layer was formed under the following conditions.

〈混合ガス組成〉
放電ガス:窒素ガス 94.99体積%
薄膜形成性ガス:テトラエトキシシラン 0.01体積%
添加ガス:酸素ガス 5.0体積%
〈成膜条件〉
第1電極側 電源種類:A5
周波数 :100kHz
出力密度:10W/cm2
電極温度:120℃
第2電極側 電源種類:B3
周波数 :13.56MHz
出力密度:10W/cm2
電極温度:90℃
得られた酸化ケイ素を含む下引き層の厚みは、45nmであった。
<Mixed gas composition>
Discharge gas: Nitrogen gas 94.99 volume%
Thin film forming gas: tetraethoxysilane 0.01% by volume
Additive gas: Oxygen gas 5.0% by volume
<Film formation conditions>
1st electrode side Power supply type: A5
Frequency: 100kHz
Output density: 10 W / cm 2
Electrode temperature: 120 ° C
Second electrode side power supply type: B3
Frequency: 13.56 MHz
Output density: 10 W / cm 2
Electrode temperature: 90 ° C
The thickness of the obtained undercoat layer containing silicon oxide was 45 nm.

分散液1の酸化チタンを二酸化ケイ素(平均粒径15nm)に代えた他は多孔質層2と同様にして、膜厚5μmの多孔質層6を作製した。   A porous layer 6 having a film thickness of 5 μm was prepared in the same manner as the porous layer 2 except that the titanium oxide in the dispersion 1 was replaced with silicon dioxide (average particle size 15 nm).

(多孔質層7の作製)
電極1の代わりに、電極3を用いた他は、多孔質層2と同様にして、多孔質層7を作製した。
(Preparation of porous layer 7)
A porous layer 7 was produced in the same manner as the porous layer 2 except that the electrode 3 was used instead of the electrode 1.

(多孔質層8の作製)
電極1の代わりに、電極2を用いた他は、多孔質層2と同様にして、多孔質層8を作製した。
(Preparation of porous layer 8)
A porous layer 8 was produced in the same manner as the porous layer 2 except that the electrode 2 was used instead of the electrode 1.

(多孔質層9の作製)
多孔質層6と同様にして作製した下引き層の上に、分散液1を用いて多孔質層1と同様にして多孔質層9を作製した。
(Preparation of porous layer 9)
On the undercoat layer produced in the same manner as the porous layer 6, a porous layer 9 was produced in the same manner as the porous layer 1 using the dispersion liquid 1.

(エレクトロクロミック化合物EC−1の合成)
公開特許公報2006−309216号に記載のスキーム1に従って合成して得た化合物VIIIをEC−1とした。
(Synthesis of electrochromic compound EC-1)
Compound VIII obtained by synthesis according to Scheme 1 described in JP-A-2006-309216 was designated as EC-1.

Figure 2009042619
Figure 2009042619

(エレクトロクロミック化合物の吸着)
EC−1の10ミリモル/Lエタノール溶液を作製し、これに多孔質層1〜9をそれぞれ4時間浸漬し、その後エタノールを蒸発させて、EC−1を多孔質層に吸着させた。
(Adsorption of electrochromic compounds)
A 10 mmol / L ethanol solution of EC-1 was prepared, and porous layers 1 to 9 were respectively immersed in this for 4 hours, and then ethanol was evaporated to adsorb EC-1 to the porous layer.

(電解質液1の調製)
プロピレンカーボネート中に、フェロセンを40ミリモルを加え、電解質液1を調製した。
(Preparation of electrolyte solution 1)
Electrolyte solution 1 was prepared by adding 40 mmol of ferrocene to propylene carbonate.

(電解質液2の調製)
ジメチルスルホキシド中に、塩化ビスマス4質量%、ヨウ化ナトリウム6質量%、ポリエチレングリコール(平均分子量50万)2質量%、下記化合物A−1の4質量%を溶解させて、電解液2を得た。
(Preparation of electrolyte solution 2)
In dimethyl sulfoxide, 4% by mass of bismuth chloride, 6% by mass of sodium iodide, 2% by mass of polyethylene glycol (average molecular weight 500,000) and 4% by mass of the following compound A-1 were dissolved to obtain an electrolytic solution 2. .

Figure 2009042619
Figure 2009042619

(電解質液3の調製)
電解質液2の塩化ビスマスをヨウ化銀に変えた以外は同様にして、電解質液3を得た。
(Preparation of electrolyte solution 3)
Electrolyte solution 3 was obtained in the same manner except that bismuth chloride in electrolyte solution 2 was changed to silver iodide.

(電解質液4の調製)
γ−ブチロラクトンに、平均重合度1000のブチラール樹脂20質量%を加え、ブチラール樹脂を加熱溶解し、更に過塩素酸リチウムとSiO2で表面処理した二酸化チタンを50質量%添加して、超音波分散機で分散して電解質液4を調製した。電解質液4は25℃における粘度が約750mPa・sであり、ゲル状である。
(Preparation of electrolyte solution 4)
Add 20% by mass of butyral resin with an average degree of polymerization of 1000 to γ-butyrolactone, heat and dissolve the butyral resin, and add 50% by mass of titanium dioxide surface-treated with lithium perchlorate and SiO 2 , and ultrasonic dispersion The electrolyte solution 4 was prepared by dispersing with a machine. The electrolyte solution 4 has a viscosity of about 750 mPa · s at 25 ° C. and is in a gel form.

(対向電極1の作製)
厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラス基板上に、公知の方法を用いて、電極厚み0.8μmの銀−パラジウム電極を形成し、対向電極1を作製した。
(Preparation of counter electrode 1)
A silver-palladium electrode having an electrode thickness of 0.8 μm was formed on a glass substrate having a thickness of 1.5 mm and a size of 2 cm × 4 cm by using a known method, and the counter electrode 1 was produced.

(対向電極2の作製)
厚さ50μmのポリイミドフィルム上に、公知の方法を用いて、電極厚み0.8μmの銀−パラジウム電極を形成し、対向電極2を作製した。
(Preparation of counter electrode 2)
A silver-palladium electrode having an electrode thickness of 0.8 μm was formed on a polyimide film having a thickness of 50 μm using a known method, and the counter electrode 2 was produced.

(対向電極3の作製)
厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラス基板上に、公知の方法を用いて、電極厚み0.1μmのニッケル電極を形成し、得られた電極をさらに置換金メッキ浴に浸漬し、電極表面から深さ0.05μmが金で置換された金−ニッケル電極(対向電極3)を得た。
(Preparation of counter electrode 3)
Using a known method, a nickel electrode having an electrode thickness of 0.1 μm is formed on a glass substrate having a thickness of 1.5 mm and 2 cm × 4 cm, and the obtained electrode is further immersed in a displacement gold plating bath. A gold-nickel electrode (counter electrode 3) having a depth of 0.05 μm replaced with gold was obtained.

(白色散乱層1〜3の作製)
ゼラチンを2質量%含む水溶液中に、酸化チタン(平均粒径32nm)を20質量%相当加え、超音波分散機で分散させた白色散乱層塗布液を、対向電極1〜3上にそれぞれワイヤーバーで膜厚約100μmとなるように塗布し、その後、15℃で30分間、45℃で1時間乾燥させて、白色散乱層1〜3を作製した。
(Preparation of white scattering layers 1 to 3)
A white scattering layer coating solution in which titanium oxide (average particle size 32 nm) is added in an amount of 20% by mass in an aqueous solution containing 2% by mass of gelatin and dispersed with an ultrasonic disperser is applied to each of the counter electrodes 1 to 3 on a wire bar. Was applied so as to have a film thickness of about 100 μm, and then dried at 15 ° C. for 30 minutes and at 45 ° C. for 1 hour to prepare white scattering layers 1 to 3.

(表示素子1の作製)
白色散乱層1の周辺部を、平均粒子径40μmのガラス製球形ビーズを体積分率10%含むオレフィン系封止剤で縁取りし、内部を電解質液1で充填して、この上にEC−1を吸着させた多孔質層1が内側になるようにかぶせて加熱押圧して、表示素子1を作製した。
(Preparation of display element 1)
The peripheral portion of the white scattering layer 1 is bordered with an olefin-based sealant containing glass spherical beads having an average particle diameter of 40 μm and a volume fraction of 10%, and the inside is filled with the electrolyte solution 1, and EC-1 is formed thereon. The display element 1 was produced by covering and heating the porous layer 1 adsorbed with the heat so as to be inside.

(表示素子2〜7の作製)
表示素子1のEC−1を吸着させた多孔質層1を、それぞれEC−1を吸着させた多孔質層2〜7に代えた他は、表示素子1と同様にして、表示素子2〜7を作製した。
(Production of display elements 2 to 7)
The display elements 2 to 7 are the same as the display element 1 except that the porous layer 1 on which the EC-1 of the display element 1 is adsorbed is replaced with the porous layers 2 to 7 on which the EC-1 is adsorbed. Was made.

(表示素子8の作製)
白色散乱層2の周辺部を、平均粒子径40μmのガラス製球形ビーズを体積分率10%含むオレフィン系封止剤で縁取りし、内部を電解質液1で充填して、この上にEC−1を吸着させた多孔質層8が内側になるようにかぶせて加熱押圧して、表示素子8を作製した。
(Preparation of display element 8)
The periphery of the white scattering layer 2 is bordered with an olefin-based sealant containing glass spherical beads having an average particle diameter of 40 μm and a volume fraction of 10%, and the inside is filled with the electrolyte solution 1, and EC-1 is formed thereon. The display element 8 was manufactured by covering and heating the porous layer 8 adsorbed with heat so as to be inside.

(表示素子9の作製)
白色散乱層2を白色散乱層3に、電解質液1を電解質液2に変更した他は表示素子2と同様にして、表示素子9を作製した。
(Preparation of display element 9)
A display element 9 was produced in the same manner as the display element 2 except that the white scattering layer 2 was changed to the white scattering layer 3 and the electrolyte solution 1 was changed to the electrolyte solution 2.

(表示素子10の作製)
電解質液2を電解質液3に変更した他は、表示素子9と同様にして、表示素子10を作製した。
(Preparation of display element 10)
A display element 10 was produced in the same manner as the display element 9 except that the electrolyte solution 2 was changed to the electrolyte solution 3.

(表示素子11の作製)
多孔質層2を多孔質層1に変更した他は表示素子10と同様にして、表示素子11を作製した。
(Preparation of display element 11)
A display element 11 was produced in the same manner as the display element 10 except that the porous layer 2 was changed to the porous layer 1.

(表示素子12の作製)
多孔質層9を用いて、表示素子2と同様にして、表示素子12を作製した。
(Preparation of display element 12)
A display element 12 was produced in the same manner as the display element 2 using the porous layer 9.

(表示素子の評価)
表示素子1〜12について、下記の方法で繰り返し駆動の安定性を評価した。
(Evaluation of display element)
For display elements 1 to 12, the stability of repeated driving was evaluated by the following method.

定電圧電源の両端子に各表示素子の両電極を接続し、1.2Vの電圧を0.5秒間印加し、着色状態でのλmaxの反射率をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計CM−3700dで測定し、初期反射率Rmax0とした。   Both electrodes of each display element are connected to both terminals of a constant voltage power source, a voltage of 1.2 V is applied for 0.5 seconds, and the reflectance of λmax in a colored state is measured by a spectrophotometer CM manufactured by Konica Minolta Sensing. It was measured at −3700 d and set as the initial reflectance Rmax0.

着色した素子に、−1.2Vの電圧を0.5秒印加して、消色状態での反射率Rmin0を測定した。   A voltage of −1.2 V was applied to the colored element for 0.5 seconds, and the reflectance Rmin0 in the decolored state was measured.

1.2V0.5秒間の印加と−1.2V0.5秒間の印加を1秒間隔で繰り返し、5000回での着色状態での反射率Rmax5000と、消色状態での反射率Rmin5000を測定した。   The application of 1.2 V for 0.5 seconds and the application of -1.2 V for 0.5 seconds were repeated at 1 second intervals, and the reflectance Rmax5000 in the colored state at 5000 times and the reflectance Rmin5000 in the decolored state were measured.

5000回後のコントラストとして、Rmax5000とRmin5000の比=Rmax5000/Rmin5000を算出した。   As the contrast after 5000 times, the ratio of Rmax5000 and Rmin5000 = Rmax5000 / Rmin5000 was calculated.

5,000回駆動後に、+1.2Vを印加した状態での表示素子のムラを目視で評価した。表示ムラのレベルを7段階で評価し、良好な方から、ムラなし(7)、僅かにムラあり(6)、ムラややあり(5)、ムラあり(4)、ムラ中(3)、ムラ劣(2)、ムラ劣悪(1)とし、繰り返し安定性の指標とした。実用的な観点からは、最低でも、(3)のレベルにあることが望ましい。   After driving 5,000 times, the unevenness of the display element in a state where +1.2 V was applied was visually evaluated. The level of display unevenness is evaluated in 7 levels. From the best, no unevenness (7), slightly unevenness (6), unevenness slightly (5), unevenness (4), unevenness (3), unevenness Inferior (2) and unevenness inferior (1) were used as indices of repeated stability. From a practical point of view, it is desirable that the level is at least the level (3).

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

Figure 2009042619
Figure 2009042619

表示素子9と10については、無印加状態と−1.5V、+1.5Vを印加した状態での表示素子の色を目視観察したところ、いずれの表示素子も、無色、着色、黒発色の状態を呈した。   As for the display elements 9 and 10, when the color of the display element was visually observed in the non-applied state and in the state where −1.5 V and +1.5 V were applied, all of the display elements were colorless, colored, and black-colored. Was presented.

Claims (6)

少なくとも一つの透明電極を表面に有する透明基板と、少なくとも一つの対向電極を表面に有する基板とを、該透明電極と該対向電極が対向するように配置し、該電極間に少なくともエレクトロクロミック化合物を含有する電解質層を有する表示素子において、透明電極上に、多孔質層が非多孔質性の下引き層を介して設けられ、該下引き層が、多孔質層を形成する物質と同じ物質を少なくとも一部含有していることを特徴とする表示素子。 A transparent substrate having at least one transparent electrode on its surface and a substrate having at least one counter electrode on its surface are arranged so that the transparent electrode and the counter electrode face each other, and at least an electrochromic compound is interposed between the electrodes In a display element having an electrolyte layer containing, a porous layer is provided on a transparent electrode via a non-porous undercoat layer, and the undercoat layer is made of the same material as that forming the porous layer. A display element containing at least a part. 該多孔質層に、エレクトロクロミック化合物が吸着されていることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。 The display element according to claim 1, wherein an electrochromic compound is adsorbed on the porous layer. 該多孔質層が、少なくとも1種の金属酸化物を含む半導体多孔質層であることを特徴とする請求項1または2に記載の表示素子。 The display element according to claim 1, wherein the porous layer is a semiconductor porous layer containing at least one metal oxide. 前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素から選ばれることを特徴とする請求項3に記載の表示素子。 The display element according to claim 3, wherein the metal oxide is selected from titanium oxide, tin oxide, and silicon oxide. 前記電界質層に、金属塩化合物を含み、電極間への駆動操作により、1)該エレクトロクロミック化合物の酸化及び還元反応による色変化、または2)該対向電極の少なくとも1方への該金属塩化合物が含有する金属元素の還元析出及び酸化溶解による色変化を用いて、黒表示、白表示及び黒以外の着色表示により3色以上の多色表示を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示素子。 The electrolyte layer contains a metal salt compound, and by driving between the electrodes, 1) color change due to oxidation and reduction reaction of the electrochromic compound, or 2) the metal salt on at least one of the counter electrodes 5. A multicolor display of three or more colors is performed by a black display, a white display, and a color display other than black using a color change caused by reduction precipitation and oxidation dissolution of a metal element contained in the compound. The display element according to any one of the above. 前記金属塩化合物が、銀塩化合物であることを特徴とする請求項5に記載の表示素子。 The display element according to claim 5, wherein the metal salt compound is a silver salt compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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