JP2009215464A - エレクトロクロミック化合物およびそれを用いたエレクトロクロミック表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
また、明るい反射型表示素子として帯電した白色粒子と黒色粒子を電場で動かすことを原理とする電気泳動方式があるが、この方式では、白色粒子と黒色粒子を完全に反転させることは現実的に難しく、高い白反射率、高いコントラスト比を同時に満たすことは難しい。特許文献1(特開2003−161964号公報)、特許文献2(特開2004−361514号公報)などは電気泳動素子にカラーフィルターを形成した反射型カラー表示媒体に関して開示しているが、低い白反射率、低いコントラスト比の表示媒体にカラーフィルターを形成しても良好な画質が得られないことは明白である。さらに、特許文献3(特表2004−520621号公報)、特許文献4(特表2004−536344号公報)では、複数の色にそれぞれ着色された粒子を動かすことによってカラー化を行なう電気泳動素子に関して開示しているが、これらの方法を用いても原理的には上記の課題の解決にはならず、高い白反射率と高いコントラスト比を同時に満たすことはできない。
(I).[下記一般式(1)に示す構造式からなることを特徴とするエレクトロクロミック化合物。
(II).「前記酸化還元発色団Bが下記一般式(2a)〜(4b)のいずれかの構造を含むことを特徴とする前記第(I)項に記載のエレクトロクロミック化合物。
(III).「前記結合基がホスホン酸基若しくはリン酸基又はホスホン酸基含有の有機基若しくはリン酸基含有の有機基であることを特徴とする前記第(I)項又は第(II)項に記載のエレクトロクロミック化合物。」
(IV).「前記結合基がシリル基又はシリル基含有の有機基であることを特徴とする前記第(I)項又は第(II)項に記載のエレクトロクロミック化合物。」
(V).「前記Xがフッ素原子であることを特徴とする前記第(I)項乃至第(IV)項のいずれかに記載のエレクトロクロミック化合物。」
(VI).「導電性または半導体性ナノ構造体に、前記第(I)項乃至第(V)項のいずれかに記載のエレクトロクロミック化合物が結合したことを特徴とするエレクトロクロミック組成物。」
(VII).「表示電極と、該表示電極に対して間隔をおいて対向して設けた対向電極と、両電極間に配置された電解質とを備え、該表示電極の対向電極側の表面に、前記第(I)項乃至第(V)項のいずれかに記載したエレクトロクロミック化合物もしくは前記第(VI)項に記載のエレクトロクロミック組成物のいずれかを少なくとも含む表示層を有することを特徴とした表示素子。」
すなわち下記式(1)に示す構造式で表わされるエレクトロクロミック化合物は画像保持性に優れたものとなる。
具体的にはZ1からZ16が全て水素原子であるものは、その合成が容易であり好ましくい。R1からR6はアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基が安定性の面から好ましく、それらは分岐構造やエーテル構造、エステル構造を有していても良い。
Y1は酸素もしくは2級アミノ基が合成の容易さ・安定性の面から好ましい。
前記導電性または半導体性ナノ構造体は、特にこれらに限定するものではないが金属酸化物が好ましく、特に平均一次粒子径が30nm以下の金属酸化物微粒子であれば、金属酸化物に対する光の透過率が大幅に向上する。前記金属酸化物の例としては、特にこれらに限るものではないが、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化すず、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ケイ素等の単体または、それらの複合体(合金)を挙げることができ、中でも酸化チタン、酸化亜鉛、酸化すず、が好ましく用いられ、中でも酸化チタンが特に好ましく用いられる。
また、本発明のエレクトロクロミック組成物を用いた一般的な表示素子の構成例を図2に示す。
エレクトロクロミック化合物またはエレクトロクロミック組成物は、表示電極の対向電極側の表面に形成する。形成方法は浸漬、ディッピング法、蒸着法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などどのような方法を用いても構わない。本発明のエレクトロクロミック化合物は結合基を有するので、表示電極もしくは導電性または半導体性ナノ構造体に結合基が吸着または結合する。
(実施例1)
1)表示電極
化合物No.11で表わされる化合物をメタノール、イソプロパノール混合溶媒中に0.2M溶解させ、この溶液に酸化スズ透明電極膜が全面に付いたガラス基板を24時間浸漬させることで電極表面に化合物No.11で表わされる化合物を吸着させ、表示電極を作製した。
白色顔料(酸化チタン)10g、アクリル樹脂の10%メチルエチルケトン溶液10gを混合し、2mmジルコニアビーズ50gと共にボールミルを用いて1時間分散し、分散液を亜鉛基板上に塗布して白色反射層付の対向電極とした。
3)エレクトロクロミック素子
1)の透明電極と2)の対向電極とを100μmのスペーサーをはさんで形成し、その空隙にテトラブチルアンモニウムクロリドのDMSO溶液(濃度0.2M)を注入してエレクトロクロミック素子を作製した。
この表示素子の表示電極に負極を、対向電極に正極を繋ぎ2.5Vの電圧を1秒印加したところ、表示素子はマゼンタを発色した。電圧印加後、約50秒間、発色状態が続いた。
表示電極を以下のように作製した以外は、実施例1と同様にしてエレクトロクロミック表示素子を作製した。
1)表示電極
ガラス基板上にされた酸化スズを形成した透明電極上に平均粒径6nmの酸化チタン20重量%分散液をスピンコートにより塗布し、400℃で1時間焼結させた。化合物No.12で表わされる化合物をメタノール、イソプロパノール混合溶媒中0.02M溶解させ前記基板を24時間浸漬、酸化チタンに化合物No.12で表わされる化合物を吸着させエレクトロクロミック組成物とした。さらにアセトン洗浄・乾燥させ表示電極とした。
この表示素子の表示電極に負極を、対向電極に正極を繋ぎ2.5Vの電圧を1秒印加したところ、表示素子はマゼンタを発色した。電圧印加後、約70秒間、発色状態が続いた。
化合物No.12で表わされる化合物を化合物No.11の化合物に代えた以外は、実施例2と同様にしてエレクトロクロミック表示素子を作製した。
この表示素子の表示電極に負極を、対向電極に正極を繋ぎ2.5Vの電圧を1秒印加したところ、表示素子はマゼンタを発色した。電圧印加後、約100秒間、発色状態が続いた。
用いる化合物を化合物No.13の化合物に代えた以外は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック表示素子を作製した。
この表示素子の表示電極に負極を、対向電極に正極を繋ぎ2.5Vの電圧を1秒印加したところ、表示素子はマゼンタを発色したが、電圧印加後、5秒以内で完全に消色してしまった。
Claims (7)
- 前記酸化還元発色団Bが下記一般式(2a)〜(4b)のいずれかの構造を含むことを特徴とする請求項1に記載のエレクトロクロミック化合物。
- 前記結合基がホスホン酸基若しくはリン酸基又はホスホン酸基含有の有機基若しくはリン酸基含有の有機基であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック化合物。
- 前記結合基がシリル基又はシリル基含有の有機基であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック化合物。
- 前記Xがフッ素原子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエレクトロクロミック化合物。
- 導電性または半導体性ナノ構造体に、請求項1乃至5のいずれかに記載のエレクトロクロミック化合物が結合したことを特徴とするエレクトロクロミック組成物。
- 表示電極と、該表示電極に対して間隔をおいて対向して設けた対向電極と、両電極間に配置された電解質とを備え、該表示電極の対向電極側の表面に、請求項1乃至5のいずれかに記載したエレクトロクロミック化合物もしくは請求項6に記載のエレクトロクロミック組成物のいずれかを少なくとも含む表示層を有することを特徴とした表示素子。
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