JP2019095811A - Driving method of electrochromic device - Google Patents

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秀和 ▲柳▼沼
秀和 ▲柳▼沼
Hidekazu Yaginuma
貴彦 松本
Takahiko Matsumoto
貴彦 松本
大島 淳
Atsushi Oshima
淳 大島
平野 成伸
Shigenobu Hirano
成伸 平野
和明 辻
Kazuaki Tsuji
和明 辻
圭一郎 油谷
Keiichiro Yutani
圭一郎 油谷
八代 徹
Toru Yashiro
徹 八代
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Abstract

To provide a driving method that can suppress de-coloring residue without deteriorating an electrochromic device which has an oxidizing or reducing electrochromic material on surfaces of both electrodes.SOLUTION: A driving method of an electrochromic device comprising a first and a second electrode 11, 13, an electrolyte 15, and a first and a second electrochromic layer 21, 22 performs a step to alternately apply voltage V3, which has a reverse polarity to that of voltage V2 and has a smaller absolute value than the V2, and voltage V4, which has the same polarity as that of threshold voltage V1 and is lower than the voltage V1, the voltage applied between two electrodes being defined as the voltage V2 being the voltage more than or equal to threshold voltage V1 which is required for an electrochromic compound or an electrochromic composition in at least one of the first electrochromic layer 21 and the second electrochromic layer 22 to cause color change.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エレクトロクロミック素子の駆動方法に関する。   The present invention relates to a method of driving an electrochromic device.

電圧を印加することで、可逆的に酸化還元反応が起こり、可逆的に色が変化する現象をエレクトロクロミズムという。エレクトロクロミズムは、一般に対向する2つの電極間に形成され、イオン伝導可能な電解質層が電極間に満たされた構成で酸化還元反応する。対向する2つの電極のうち、一方の電極の近傍で還元反応が生じるときには、他方の電極の近傍では、逆反応である酸化反応が生じる。エレクトロクロミック素子はこのエレクトロクロミズムを利用しており、エレクトロクロミズムの特徴に由来する応用が実現できるとして、今日まで多くの研究がなされている。   The phenomenon in which the redox reaction occurs reversibly and the color changes reversibly by applying a voltage is called electrochromism. Electrochromism is generally formed between two opposing electrodes, and the redox reaction occurs in a configuration in which the ion-conductive electrolyte layer is filled between the electrodes. When a reduction reaction occurs in the vicinity of one of the two opposing electrodes, an oxidation reaction that is a reverse reaction occurs in the vicinity of the other electrode. The electrochromic element utilizes this electrochromism, and many studies have been made to date that applications derived from the characteristics of electrochromism can be realized.

このようなエレクトロクロミック素子において、透明な表示デバイスを得ようとする場合、無色透明の状態を有する材料により構成されることが必要である。このような材料としては、中性状態が透明状態であり、還元状態で発色するエレクトロクロミック現象を示すビオロゲン化合物などが挙げられる。前記ビオロゲン化合物との組み合わせにおいては、酸化チタンが好適に用いられる。これらの中でも、積層構成において、エレクトロクロミック化合物の担持粒子として、酸化チタン粒子を用いることで、高い光学的濃度や高コントラスト比を維持できることが知られている。   In order to obtain a transparent display device in such an electrochromic device, it is necessary to be made of a material having a colorless and transparent state. Examples of such materials include viologen compounds which are in a transparent state in the neutral state and exhibit an electrochromic phenomenon in which color is developed in the reduced state. In combination with the viologen compound, titanium oxide is preferably used. Among these, it is known that high optical density and high contrast ratio can be maintained by using titanium oxide particles as support particles of the electrochromic compound in the laminated structure.

さらに高い光学的濃度や高コントラスト比を得るために、両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子とすることも可能である。
しかし、両極での酸化還元反応速度が異なるため、発色駆動、消色駆動をするにつれて両極で電荷の不均衡が生じ、結果として消色駆動を行ってもわずかに発色している状態(消色残り)が生じやすい。
In order to obtain a higher optical density and a high contrast ratio, it is also possible to make an electrochromic device having an oxidizing or reducing electrochromic material on the surfaces of both electrodes.
However, since the oxidation-reduction reaction rates at the two electrodes are different, charge imbalance occurs at the two electrodes as the color formation drive and the color elimination drive are performed, and as a result, a slight color is developed even when the color elimination drive is performed (color elimination The rest) is likely to occur.

一方、エレクトロクロミックデバイス(エレクトロクロミック素子)を発色状態から消色状態へ反応させる駆動方法は、これまでも様々な検討がなされている。
特許文献1〜3では、定電流を一定時間出力する消色パルスを間欠的に繰り返し印加する方法について提案されている。
しかし、エレクトロクロミックを高速で発色又は消色させる場合、定電流を印加する駆動方法だと、エレクトロクロミックデバイスの抵抗が変化するため印加する電圧も変化する。この変化した電圧が高電圧化するとエレクトロクロミックデバイスが劣化してしまう。また、電圧に制限を設けると電流が流れにくくなるため、エレクトロクロミックの発色又は消色の応答性が著しく低下してしまうという課題がある。
On the other hand, various studies have been made on a driving method for causing an electrochromic device (electrochromic element) to react from a colored state to a decolored state.
Patent Documents 1 to 3 propose a method of intermittently and repeatedly applying a decoloring pulse that outputs a constant current for a fixed time.
However, when the electrochromic is colored or decolored at a high speed, if the driving method is to apply a constant current, the resistance of the electrochromic device changes, and the applied voltage also changes. When the changed voltage is increased, the electrochromic device is degraded. In addition, when the voltage is limited, it becomes difficult for the current to flow, so that there is a problem that the response of color development or decolorization of the electrochromic is significantly reduced.

特許文献4から6では、発色電圧より大きい逆極性の消色電圧を短時間印加することで発色と消色させる駆動方法が提案されている。
しかし、発色電圧よりも大きい逆極性の消色電圧を印加すると消色残りが解消されるが、エレクトロクロミック素子の劣化が加速されてしまう。
In Patent Documents 4 to 6, driving methods are proposed in which coloring and decoloring are performed by applying a decoloring voltage of reverse polarity larger than the coloring voltage for a short time.
However, when a reverse decoloring voltage larger than the coloring voltage is applied, the decoloring residue is eliminated but the deterioration of the electrochromic device is accelerated.

特許文献7では、発色駆動時に酸化還元反応が起こる電位の絶対値に適当な値を加えた値の電位と上記絶対値から適当な値を減じた値の電位の間で電位を交互に変化させた波形を印加し、消色駆動時に、自然電位を印加する駆動方法が提案されている。
しかし、両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子の電荷の不均衡による消色残りなど、自然電位で消すことができない消色残りに対しては効果がない。
In Patent Document 7, the potential is alternately changed between the potential of a value obtained by adding an appropriate value to the absolute value of the potential at which the redox reaction occurs during color development, and the potential of a value obtained by subtracting the appropriate value from the absolute value. A driving method has been proposed in which a natural waveform is applied and a natural potential is applied at the time of decoloring driving.
However, there is no effect on the decoloring residue which can not be erased by the natural potential, such as the decoloring residue due to the charge imbalance of the electrochromic device having the oxidizing or reducing electrochromic material on both electrode surfaces.

特許文献8では、エレクトロクロミック表示体の表示に際し、kHzからMHzオーダーの対称性高周波電圧(正弦波、方形波、三角波)をその波高値、周波数、パルス数を制御して、電流方向限定素子を介して前記エレクトロクロミック表示体に印加して階調を調整する方法が提案されている。
しかし、一般的なエレクトロクロミック素子の応答速度からすると周波数が高すぎることに加え、電流方向の制御方法に関連する具体的な記述がなく、また、仮に可能であっても非常に高感度な電流検知を行う必要があるためコストが非常に高くなってしまうという大きな課題が残されている。
In patent document 8, a symmetrical high frequency voltage (sine wave, square wave, triangular wave) of kHz to MHz order is controlled at the peak value, frequency and number of pulses to display the electrochromic display body, and the current direction limiting element is There has been proposed a method of adjusting the gradation by applying the voltage to the electrochromic display via the above.
However, in addition to the fact that the frequency is too high in view of the response speed of general electrochromic devices, there is no specific description related to the control method of the current direction, and a very sensitive current even if possible. There is a big problem that the cost becomes very high because it needs to be detected.

特許文献9では、所定の発色状態を出す前の初期化駆動処理における初期化パルスとして、消色方向のレベルを持つ複数のパルスを印加し、かつ、該複数のパルスのボトムレベルの内の少なくとも1つは0V以下とする駆動方法が提案されている。
しかし、両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子の電荷の不均衡による消色残りという課題に対する駆動方法としては、0V以下(発色とは逆極性の電圧印加)で駆動させることが不可欠であるため、さらに劣化させずに消色残りをなくすことができる駆動方法が求められる。
In Patent Document 9, a plurality of pulses having a level in the color removal direction is applied as an initialization pulse in the initialization driving process before a predetermined color development state is generated, and at least one of the bottom levels of the plurality of pulses is applied. A driving method is proposed in which one is at 0 V or less.
However, as a driving method for the problem of decoloring residue due to charge imbalance of an electrochromic device having an oxidizing or reducing electrochromic material on both electrode surfaces, driving is performed at 0 V or less (voltage application with reverse polarity to coloring). Since it is essential to make it possible to eliminate the color degradation, it is required to have a driving method capable of eliminating the uncoloring residue without further deterioration.

このように、前述のような両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子を劣化させずに消色残りをなくす駆動方法が提供されていないのが現状である。   As described above, at present, no driving method is provided to eliminate the decoloring residue without deteriorating the electrochromic device having the oxidizing or reducing electrochromic material on the surfaces of both electrodes as described above.

本発明は従来における前記諸問題点を鑑みてなされたものであり、両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子を劣化させずに消色残りを抑制することができるエレクトロクロミック素子の駆動方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems in the prior art, and it is possible to suppress the decoloring residue without deteriorating the electrochromic device having the oxidizing or reducing electrochromic material on both electrode surfaces. An object of the present invention is to provide a driving method of a chromic element.

上記課題を解決するために、本発明は、第1の電極と、該第1の電極に対して間隔をおいて対向する第2の電極と、該2つの電極の間に設けられる電解質と、少なくとも酸化性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち一方の電極表面に形成される第1のエレクトロクロミック層と、少なくとも還元性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち他方の電極表面に形成される第2のエレクトロクロミック層と、を備えるエレクトロクロミック素子を駆動させるエレクトロクロミック素子の駆動方法であって、前記2つの電極間に印加する電圧であり、前記第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層のうち少なくとも一方におけるエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1以上の電圧をV2とし、前記V2と逆極性であり且つ前記V2よりも絶対値が小さい電圧V3と、前記V1と同極性であり且つ前記V1よりも低い電圧V4とを交互に印加する工程を行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a first electrode, a second electrode facing the first electrode at a distance, and an electrolyte provided between the two electrodes. A first electrochromic layer, comprising at least an oxidizing electrochromic compound or electrochromic composition, formed on the surface of one of the two electrodes, and at least a reducing electrochromic compound or electrochromic composition And driving the electrochromic device comprising the second electrochromic layer formed on the surface of the other of the two electrodes, the method of driving the electrochromic device comprising: applying between the two electrodes Voltage, and at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. A voltage V3 having a threshold voltage V1 or more necessary for causing a color change of the electrochromic compound or the electrochromic composition on one side is V2, has a polarity opposite to V2 and has a smaller absolute value than V2, and A step of alternately applying a voltage V4 having the same polarity as V1 and lower than V1 is performed.

本発明によれば、両電極表面に酸化性又は還元性エレクトロクロミック材料を有するエレクトロクロミック素子を劣化させずに消色残りを抑制することができるエレクトロクロミック素子の駆動方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a driving method of an electrochromic device capable of suppressing the decoloring residue without deteriorating the electrochromic device having an oxidizing or reducing electrochromic material on the surfaces of both electrodes.

エレクトロクロミック素子の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of an electrochromic element. エレクトロクロミック素子の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of an electrochromic element. エレクトロクロミック素子の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of an electrochromic element. 実施例1における駆動波形の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a drive waveform in Example 1; 実施例2における駆動波形の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of drive waveforms in Example 2; 実施例3における駆動波形の概略図である。FIG. 14 is a schematic view of a drive waveform in Example 3; 比較例1における駆動波形の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a drive waveform in Comparative Example 1; 比較例2における駆動波形の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a drive waveform in Comparative Example 2;

以下、本発明に係るエレクトロクロミック素子の駆動方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a method of driving an electrochromic device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below, It can change in the range which those skilled in the art could concidentize, such as other embodiment, addition, correction, deletion, and any aspect Even within the scope of the present invention, as long as the functions and effects of the present invention can be achieved.

(エレクトロクロミック素子の各構成)
本発明の駆動方法により駆動されるエレクトロクロミック素子は、第1の電極11と、第1の電極11に対して間隔をおいて対向する第2の電極13と、該2つの電極の間に設けられる電解質15と、第1のエレクトロクロミック層21と、第2のエレクトロクロミック層22とを備える。
第1のエレクトロクロミック層21は、少なくとも酸化性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち一方の電極表面に形成される。また、第2のエレクトロクロミック層22は、少なくとも還元性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち他方の電極表面に形成される。また、さらに必要に応じてその他の部材を有する。
(Each configuration of the electrochromic device)
The electrochromic element driven by the driving method of the present invention is provided between the first electrode 11, the second electrode 13 facing the first electrode 11 with a gap, and the two electrodes. An electrolyte 15, a first electrochromic layer 21, and a second electrochromic layer 22.
The first electrochromic layer 21 contains at least an oxidizing electrochromic compound or an electrochromic composition, and is formed on the surface of one of the two electrodes. In addition, the second electrochromic layer 22 contains at least a reducing electrochromic compound or an electrochromic composition, and is formed on the surface of the other of the two electrodes. Moreover, it has other members as needed.

図1は本実施形態におけるエレクトロクロミック素子の構成を模式的に示す断面図である。図1では、第1の支持体10と、第1の支持体10に形成された第1の電極11と、第1の電極11に接して設けられた第1のエレクトロクロミック層21と、もう一方の支持体である第2の支持体14と、第2の支持体14に形成された第2の電極13と、第2の電極13に接して設けられた第2のエレクトロクロミック層22と、第1の電極11と第2の電極13に挟持されてなる電解質15が図示されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrochromic device in the present embodiment. In FIG. 1, a first support 10, a first electrode 11 formed on the first support 10, and a first electrochromic layer 21 provided in contact with the first electrode 11; A second support 14 which is one support, a second electrode 13 formed on the second support 14, and a second electrochromic layer 22 provided in contact with the second electrode 13 An electrolyte 15 sandwiched between the first electrode 11 and the second electrode 13 is illustrated.

このうち、第1の支持体10と第1の電極11、及び、第2の支持体14と第2の電極13の組み合わせのうち、少なくとも一方は透明である。ここで両方透明にすることで、透過型エレクトロクロミック素子とすることも可能であり、本発明の駆動方法は支持体や電極に制限されない。   Among these, at least one of the combinations of the first support 10 and the first electrode 11 and the combination of the second support 14 and the second electrode 13 is transparent. Here, by making both transparent, it is also possible to make a transmission type electrochromic device, and the driving method of the present invention is not limited to a support or an electrode.

本発明のエレクトロクロミック素子の駆動方法を適用し得るエレクトロクロミック素子の各構成について以下説明する。   Each structure of the electrochromic element which can apply the drive method of the electrochromic element of this invention is demonstrated below.

<支持体>
前記第1の支持体10、第2の支持体14としては、各層を支持できる材料であれば、周知の有機材料や無機材料をそのまま用いることができる。例えば、透明性を必要とする支持体の場合、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、フロートガラス、ソーダ石灰ガラス等のガラス支持体を用いることができる。また、支持体として、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂支持体を用いてもよい。
<Support>
As the first support 10 and the second support 14, known organic materials and inorganic materials can be used as they are as long as they can support each layer. For example, in the case of a support requiring transparency, a glass support such as non-alkali glass, borosilicate glass, float glass, soda lime glass and the like can be used. Further, as the support, a resin support such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, polyurethane resin, polyimide resin may be used.

また、前記支持体の表面に、水蒸気バリア性、ガスバリア性、紫外線耐性、視認性を高めるために透明絶縁層、UVカット層、反射防止層等がコーティングされていてもよい。前記支持体の形状は、長方形であっても丸型であってもよく、特に限定されない。
透明性を必要としない前記支持体としては特に制限はなく、前記透明性を有した材料に加え、一般的なエンジニアリングプラスチックなどを用いることもできる。
Further, the surface of the support may be coated with a transparent insulating layer, a UV cut layer, an antireflective layer, etc. in order to enhance water vapor barrier properties, gas barrier properties, ultraviolet resistance, and visibility. The shape of the support may be rectangular or round and is not particularly limited.
The support which does not require transparency is not particularly limited, and in addition to the material having transparency, general engineering plastics can also be used.

<電極層>
第1の電極11及び第2の電極13としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能であるが、2つの電極のうち少なくとも1つは透明電極であることが好ましく、第1の電極11及び第2の電極13が共に透明電極であってもよい。第1の電極11、第2の電極13の材料としては、導電性を有する材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、透明性を必要とする電極の材料としては、光の透過性を確保する必要があるため、透明且つ導電性に優れた透明導電性材料が用いられる。これにより、エレクトロクロミック層が発色する色の視認性をより高めることができる。
<Electrode layer>
The first electrode 11 and the second electrode 13 are not particularly limited and may be changed as appropriate, but at least one of the two electrodes is preferably a transparent electrode, Both the first electrode 11 and the second electrode 13 may be transparent electrodes. The material of the first electrode 11 and the second electrode 13 is not particularly limited as long as it is a conductive material, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, as a material of an electrode which requires transparency, since it is necessary to ensure the transparency of light, a transparent conductive material which is transparent and excellent in conductivity is used. Thereby, the visibility of the color which an electrochromic layer colors can be improved more.

透明導電性材料としては、スズをドープした酸化インジウム(以下ITO)、フッ素をドープした酸化スズ(以下FTO)、アンチモンをドープした酸化スズ(以下ATO)等の無機材料を用いることができるが、特に、真空成膜により形成されたインジウム酸化物(以下、In酸化物という)、スズ酸化物(以下、Sn酸化物という)又は亜鉛酸化物(以下、Zn酸化物という)のいずれか1つを含む無機材料であることが好ましい。In酸化物、Sn酸化物及びZn酸化物は、スパッタ法により、容易に成膜が可能な材料であると共に、良好な透明性と電気伝導度が得られる材料である。また、特に好ましい材料は、InSnO、GaZnO、SnO、In、ZnOである。 As the transparent conductive material, inorganic materials such as tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as ITO), fluorine-doped tin oxide (hereinafter referred to as FTO), and antimony-doped tin oxide (hereinafter referred to as ATO) can be used. In particular, any one of indium oxide (hereinafter referred to as In oxide), tin oxide (hereinafter referred to as Sn oxide) or zinc oxide (hereinafter referred to as Zn oxide) formed by vacuum film formation. It is preferable that it is an inorganic material containing. In oxide, Sn oxide, and Zn oxide are materials which can be easily formed into a film by sputtering, and are materials which can obtain good transparency and electrical conductivity. Particularly preferable materials are InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3 and ZnO.

真空製膜を用いた場合、膜厚は20nm〜500nmが導電性と透明性を両立するためには好ましく、50nm〜200nmがより好ましい。
また、透明性を有する銀、金、銅、カーボンナノチューブ、金属酸化物などのネットワーク電極又はこれらの複合層も有用である。前記ネットワーク電極とは、カーボンナノチューブや他の高導電性の非透過性材料等を微細なネットワーク状に形成して透過率を持たせた電極である。さらに、電極層をネットワーク電極と前記導電性酸化物の積層構成もよい。積層構成にすることにより、エレクトロクロミック層をムラなく発消色させることができる。
When vacuum film formation is used, a film thickness of 20 nm to 500 nm is preferable for achieving both conductivity and transparency, and 50 nm to 200 nm is more preferable.
Also useful are transparent silver, gold, copper, carbon nanotubes, network electrodes such as metal oxides, or composite layers thereof. The network electrode is an electrode in which a carbon nanotube, another highly conductive non-permeable material or the like is formed in a fine network shape to have a transmittance. Furthermore, a laminated structure of the network layer and the conductive oxide is also preferable. By forming a laminated structure, the electrochromic layer can be uniformly colored and decolored.

透明性を必要としない電極の材料としては金属材料を含むことができる。例えば、Pt、Ag、Cu、Au、Cr、ロジウム又はこれらの合金、あるいはこれらの積層構成などが挙げられる。作製方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などが挙げられる。   The material of the electrode not requiring transparency can include a metal material. For example, Pt, Ag, Cu, Au, Cr, rhodium or an alloy of these, or a laminated structure of these may be mentioned. As a manufacturing method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method etc. are mentioned, for example.

<エレクトロクロミック層>
エレクトロクロミック層には酸化反応又は還元反応により色の変化を起こす材料が用いられる。このような材料として、ポリマー系、色素系、金属錯体、金属酸化物等の公知のエレクトロクロミック化合物が用いられる。
具体的には、ポリマー系、色素系のエレクトロクロミック化合物として、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系、等の低分子系有機エレクトロクロミック化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物が用いられる。
<Electrochromic layer>
For the electrochromic layer, a material which causes a color change by an oxidation reaction or a reduction reaction is used. As such materials, known electrochromic compounds such as polymers, dyes, metal complexes and metal oxides are used.
Specifically, azobenzene type, anthraquinone type, diarylethene type, dihydroprene type, styryl type, styryl spiropyran type, spirooxazine type, spirothiopyran type, thioindigo type, tetrathiafulvalene type as polymer type and dye type electrochromic compounds Terephthalic acid, triphenylmethane, triphenylamine, naphthopyran, viologen, pyrazoline, phenazine, phenylenediamine, phenoxazine, phenothiazine, phthalocyanine, fluoran, fulgide, benzopyran, Low molecular weight organic electrochromic compounds such as metallocenes and the like, and conductive polymer compounds such as polyaniline and polythiophene are used.

上記中、特に、好ましくは、下記一般式(1)で表されるジピリジン系化合物を含むことが良い。これらの材料は発消色電位が低いため、複数の表示電極を有するエレクトロクロミック素子を構成した場合においても、還元電位により良好な発色の色値を示す。   Among the above, particularly preferably, a dipyridine compound represented by the following general formula (1) is preferably contained. Since these materials have low color development / discoloration potentials, even when an electrochromic device having a plurality of display electrodes is configured, the reduction potential exhibits a good color value of coloring.

式中、R1、R2は、それぞれ独立に置換基を有しても良い炭素数1から30のアルキル基又はアリール基を表す。Xは1価のアニオンを表す。n、m、lはそれぞれ独立に0又は1を表す。また、A、B、Cはそれぞれ独立に置換基を有しても良い炭素数2から20のアリール基又は複素環基を表す。   In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group which may have a substituent. X represents a monovalent anion. n, m and l each independently represent 0 or 1. A, B and C each independently represent an aryl group or heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms which may have a substituent.

また、金属錯体系及び金属酸化物系のエレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、プルシアンブルー等の無機系エレクトロクロミック化合物を用いることができる。   In addition, as metal complex type and metal oxide type electrochromic compounds, for example, inorganic electrochromic compounds such as titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, indium oxide, iridium oxide, nickel oxide, Prussian blue, etc. may be used. it can.

エレクトロクロミック層の好ましい膜厚範囲は0.2〜5.0μmである。この範囲よりも膜厚が薄い場合、発色濃度を得にくくなる。またこの範囲よりも膜厚が厚い場合、製造コストが増大すると共に、着色によって視認性が低下しやすい。   The preferred film thickness range of the electrochromic layer is 0.2 to 5.0 μm. When the film thickness is smaller than this range, it is difficult to obtain a color density. If the film thickness is larger than this range, the manufacturing cost increases and the visibility is likely to be reduced due to coloring.

電気化学デバイスであるエレクトロクロミック素子は一方の電極上で酸化反応(電荷を授ける反応)が起こるともう一方の電極上では還元反応(電荷を受け取る反応)が起こる。従って、一方の電極上に酸化型エレクトロクロミック化合物又は酸化型エレクトロクロミック組成物、すなわち定常状態から酸化状態にすると発色する材料を含むエレクトロクロミック層を形成し、もう一方の電極上に還元型エレクトロクロミック化合物又は還元型エレクトロクロミック組成物、すなわち定常状態から還元状態にすると発色する材料を含むエレクトロクロミック層を形成すると、以下の利点を得ることができる。   In the electrochromic device, which is an electrochemical device, when an oxidation reaction (charge giving reaction) occurs on one electrode, a reduction reaction (charge receiving reaction) occurs on the other electrode. Therefore, an oxidized electrochromic compound or an oxidized electrochromic composition, that is, an electrochromic layer containing a material that forms a color when it is changed from a steady state to an oxidized electrochromic compound, is formed on one electrode, and a reduced electrochromic layer is formed on the other electrode. The following advantages can be obtained by forming a compound or reduced type electrochromic composition, that is, an electrochromic layer containing a material that develops a color when it changes from a steady state to a reduced state.

(a)エレクトロクロミック化合物は他の物質より酸化還元電位が低いので、発色電圧を小さくできる。
(b)エレクトロクロミック化合物は他の物質より電荷の授受が起こりやすいので、発色に必要な電荷量を小さくできる。
(c)電極上で不可逆な負荷反応が起こりにくくなるので、エレクトロクロミック素子の劣化を少なくできる。
(d)エレクトロクロミック化合物は他の物質より発色状態が安定のため、メモリ時間を長くできる。
(e)両電極上のエレクトロクロミック材料が共に発色するので、濃度の高い色を発色することができる。
(A) Since the electrochromic compound has a redox potential lower than that of other substances, the coloring voltage can be reduced.
(B) Since the electrochromic compound is more susceptible to transfer of charge than other substances, the amount of charge necessary for color development can be reduced.
(C) Since the irreversible load reaction hardly occurs on the electrode, the degradation of the electrochromic device can be reduced.
(D) The electrochromic compound is more stable in color development than other substances, so memory time can be extended.
(E) Since the electrochromic materials on both electrodes develop color, color with high density can be developed.

上記(e)の発色に関しては、酸化型エレクトロクロミック化合物が発色する色と還元型エレクトロクロミック化合物が発色する色の混色となる。例えば黒色を表示したい場合は、単独で黒色発色するエレクトロクロミック材料はあまりないので複数の材料の混色を使うことは有用である。酸化型エレクトロクロミック化合物が発色する色と還元型エレクトロクロミック化合物が発色する色が補色の関係で合わせて黒色になれば透明と濃黒色を高いコントラストで切り替えできる調光デバイスになる。   With regard to the color development of the above (e), it is a color mixture of the color developed by the oxidized electrochromic compound and the color developed by the reduced electrochromic compound. For example, when it is desired to display a black color, it is useful to use a color mixture of a plurality of materials because there are not many electrochromic materials that alone generate black color. If the color developed by the oxidized electrochromic compound and the color developed by the reduced electrochromic compound are complementary due to the complementary color relationship, the light control device can be switched between transparency and dark black at high contrast.

酸化型エレクトロクロミック化合物としては、例えばスチリル系、トリフェニルアミン系、フェノチアジン系、酸化イリジウム、プルシアンブルー等が挙げられる。
還元型エレクトロクロミック化合物としては、例えばジピリジル系、アントラキノン系、テレフタル酸系、酸化タングステン、酸化チタン等が挙げられる。
Examples of the oxidized electrochromic compounds include styryls, triphenylamines, phenothiazines, iridium oxide, Prussian blue and the like.
Examples of the reduction type electrochromic compound include dipyridyl type, anthraquinone type, terephthalic acid type, tungsten oxide, titanium oxide and the like.

<電解質>
電解質15としては、一般的に支持塩を溶媒に溶解させた電解液が用いられる。このため、イオン伝導度が高いことが好ましい。
支持塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、4級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩を用いることができる。具体的には、LiClO、LiBF、LiAsF、LiPF、LiCFSO、LiCFCOO、KCl、NaClO、NaCl、NaBF、NaSCN、KBF、Mg(ClO、Mg(BF、過塩素酸テトラブチルアンモニウムなどを用いることができる。
<Electrolyte>
As the electrolyte 15, an electrolytic solution in which a support salt is dissolved in a solvent is generally used. For this reason, it is preferable that the ion conductivity is high.
As the supporting salt, for example, inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, quaternary ammonium salts, acids, and supporting salts of alkalis can be used. Specifically, LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 3 , LiCF 3 COO, KCl, NaClO 3 , NaCl, NaBF 4 , NaSCN, KBF 4 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg ( BF 4 ) 2 , tetrabutylammonium perchlorate, or the like can be used.

また、溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、アルコール類等が用いられる。   Moreover, as a solvent, for example, propylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, polyethylene Glycols, alcohols and the like are used.

また、電解質として、不揮発性材料であるイオン液体を用いることもできる。イオン液体としては、特に制限はなく、一般的に研究・報告されている物質ならばどのようなものでも構わない。イオン液体は、室温を含む幅広い温度領域で液体を示す分子構造がある。   In addition, as the electrolyte, an ionic liquid which is a non-volatile material can also be used. The ionic liquid is not particularly limited, and any substance which is generally studied and reported may be used. The ionic liquid has a molecular structure that exhibits a liquid over a wide temperature range including room temperature.

イオン液体の分子構造は、カチオン成分とアニオン成分とからなり、カチオン成分としては、例えば、N、N−ジメチルイミダゾール塩、N、N−メチルエチルイミダゾール塩、N、N−メチルプロピルイミダゾール塩等のイミダゾール誘導体;N、N−ジメチルピリジニウム塩、N、N−メチルプロピルピリジニウム塩等のピリジニウム誘導体等の芳香族系の塩;トリメチルプロピルアンモニウム塩、トリメチルヘキシルアンモニウム塩、トリエチルヘキシルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム等の脂肪族4級アンモニウム系化合物などが挙げられる。   The molecular structure of the ionic liquid is composed of a cationic component and an anionic component, and as the cationic component, for example, N, N-dimethylimidazole salt, N, N-methylethylimidazole salt, N, N-methylpropylimidazole salt, etc. Imidazole derivatives; aromatic salts such as pyridinium derivatives such as N, N-dimethyl pyridinium salt, N, N-methyl propyl pyridinium salt; and tetraalkyl ammonium such as trimethylpropyl ammonium salt, trimethylhexyl ammonium salt, triethylhexyl ammonium salt and the like And aliphatic quaternary ammonium compounds, and the like.

また、アニオン成分としては、大気中の安定性の面でフッ素を含んだ化合物が好ましく、例えば、BF 、CFSO 、PF 、(CFSO、B(CN) などが挙げられる。これらのカチオン成分とアニオン成分の組み合わせにより処方したイオン液体を用いることができる。 Further, as the anion component, a compound containing fluorine in terms of stability in the air is preferable. For example, BF 4 , CF 3 SO 3 , PF 4 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , B (CN) 4- and the like. An ionic liquid formulated by a combination of these cationic and anionic components can be used.

また、電解質として電解液やイオン液体等のイオン性物質を樹脂などで硬化させたものを用いることができる。本電解質はデバイスからの液洩れを防ぐことができるため安全性が高い。
硬化樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、エチレン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などの一般的な材料を挙げることができるが、電解質との相溶性が高い材料が好ましい。このような構造としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のエチレングリコールの誘導体が好ましい。
Moreover, what hardened ionic substances, such as electrolyte solution and an ionic liquid, with resin etc. can be used as electrolyte. This electrolyte is highly safe because it can prevent liquid leakage from the device.
Examples of the cured resin include common materials such as photocurable resins such as acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, ethylene resin, melamine resin, phenol resin, and thermosetting resin. However, materials having high compatibility with the electrolyte are preferred. As such a structure, polyethylene glycol, derivatives of ethylene glycol such as polypropylene glycol and the like are preferable.

また、前記硬化樹脂としては、光硬化可能な樹脂を用いることが好ましい。熱重合や、溶剤を蒸発させることにより薄膜化する方法に比べて、低温かつ短時間で素子を製造できるためである。
特に好ましい組み合わせは、オキシエチレン鎖やオキシプロピレン鎖を含有するマトリックスポリマーとイオン液体との固溶体で構成されている電解質層である。この構成を用いることにより、硬度と高いイオン伝導度を両立しやすい。
Moreover, as said hardening resin, it is preferable to use photocurable resin. This is because the element can be manufactured at a low temperature and in a short time as compared with the method of thinning by evaporating the solvent by thermal polymerization.
A particularly preferred combination is an electrolyte layer composed of a solid solution of a matrix polymer containing an oxyethylene chain or an oxypropylene chain and an ionic liquid. By using this configuration, it is easy to achieve both hardness and high ion conductivity.

<反射層>
エレクトロクロミック素子は反射層を入れることで反射型表示素子になる。これらは電子ペーパーとも呼ばれる。CRT、液晶ディスプレイ、有機ELといった従来の表示装置とは異なり、発光光源がないので非常に省エネな表示ができる。エレクトロクロミックデバイスは透明性、コントラスト比、カラー化対応が優れており、有望な反射型表示素子である。
<Reflective layer>
The electrochromic device becomes a reflective display device by incorporating a reflective layer. These are also called electronic papers. Unlike conventional display devices such as CRTs, liquid crystal displays, and organic ELs, since there is no light emitting source, it is possible to perform very energy-saving display. The electrochromic device is excellent in transparency, contrast ratio and colorization and is a promising reflective display element.

反射層26としては、光を反射する材料、構成であれば特に限定されないが、特に光を散乱反射する白色反射層を用いると紙に近い白色を背景にできるため、視認性のよい表示ができる。白色反射層の材料としては、金属、半金属に加えて、酸化物、窒化物、硫化物などの真空製膜可能な無機化合物膜又は酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化セシウム、酸化イットリウム等の金属酸化物粒子からなる白色顔料粒子膜が挙げられる。また、金属酸化物粒子膜は溶液に分散したペーストとして塗布製膜することにより容易に形成することができる。特に好ましい材料は酸化チタン粒子である。   The reflective layer 26 is not particularly limited as long as it is a material that reflects light and has a configuration, but when a white reflective layer that scatters and reflects light is used in particular, a white color close to paper can be used as a background, and display with good visibility is possible . As the material of the white reflective layer, in addition to metals and semimetals, inorganic compound films capable of vacuum film formation such as oxides, nitrides and sulfides or titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, cesium oxide, The white pigment particle film which consists of metal oxide particles, such as a yttrium oxide, is mentioned. The metal oxide particle film can be easily formed by coating as a paste dispersed in a solution. Particularly preferred materials are titanium oxide particles.

なお、白色反射層の膜厚は0.1〜50μmであることが好ましく、更に好ましくは0.5〜20μmである。この範囲よりも膜厚が薄い場合、白色反射効果を得にくくなる。またこの範囲よりも膜厚が厚い場合、膜強度を維持することが困難となる。   The thickness of the white reflective layer is preferably 0.1 to 50 μm, and more preferably 0.5 to 20 μm. If the film thickness is smaller than this range, it is difficult to obtain the white reflection effect. If the film thickness is larger than this range, it becomes difficult to maintain the film strength.

<その他の部材>
その他の部材としては、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、絶縁性多孔質層、劣化防止層、保護層、などが挙げられる。
<Other components>
There is no restriction | limiting in particular as another member, According to the objective, it can select suitably, For example, an insulating porous layer, a deterioration prevention layer, a protective layer, etc. are mentioned.

−絶縁性多孔質層−
前記絶縁性多孔質層は、前記2つの電極とが電気的に絶縁されるように隔離すると共に、電解質を保持する機能を有する。前記絶縁性多孔質層の材料としては、多孔質であれば特に制限はなく、絶縁性及び耐久性が高く成膜性に優れた有機材料や無機材料、及びそれらの複合体を用いることが好ましい。
-Insulating porous layer-
The insulating porous layer has a function to isolate the two electrodes so as to be electrically insulated from each other, and to retain an electrolyte. The material of the insulating porous layer is not particularly limited as long as it is porous, and it is preferable to use an organic material, an inorganic material, and a composite thereof, which are high in insulating property and durability and excellent in film forming property. .

前記絶縁性多孔質層の形成方法としては、例えば、焼結法(高分子微粒子や無機粒子を、バインダ等を添加して部分的に融着させ粒子間に生じた孔を利用する)、抽出法(溶剤に可溶な有機物又は無機物類と溶剤に溶解しないバインダ等で構成層を形成した後に、溶剤で有機物又は無機物類を溶解させ細孔を得る)、発泡させる発泡法、良溶媒と貧溶媒を操作して高分子類の混合物を相分離させる相転換法、各種放射線を輻射して細孔を形成させる放射線照射法などが挙げられる。   As a method of forming the insulating porous layer, for example, a sintering method (polymer fine particles or inorganic particles are partially fused by adding a binder or the like to utilize pores generated between the particles), extraction Method (After forming a component layer with organic substance or inorganic substance soluble in solvent and binder not dissolved in solvent, dissolve organic substance or inorganic substance with solvent to obtain pores), foaming method for foaming, good solvent and poor A phase conversion method in which a mixture of polymers is separated by manipulating a solvent, and a radiation irradiation method in which various kinds of radiation are radiated to form pores are mentioned.

−劣化防止層−
前記劣化防止層の役割は、エレクトロクロミック層と逆の化学反応をし、電荷のバランスをとって2つの電極が不可逆的な酸化還元反応により腐食や劣化することを抑制することである。なお、逆反応とは、劣化防止層が酸化還元する場合に加え、キャパシタとして作用することも含む。
-Deterioration prevention layer-
The role of the anti-deterioration layer is to reverse the chemical reaction with the electrochromic layer, to balance the charge, and to prevent corrosion and deterioration of the two electrodes due to irreversible redox reaction. The reverse reaction also includes acting as a capacitor in addition to the case where the deterioration preventing layer is oxidized and reduced.

前記劣化防止層の材料としては、2つの電極の不可逆的な酸化還元反応による腐食を防止する役割を担う材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、又はそれらを複数含む導電性又は半導体性金属酸化物を用いることができる。   The material of the deterioration preventing layer is not particularly limited as long as it plays a role of preventing corrosion due to irreversible oxidation-reduction reaction of the two electrodes, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, antimony tin oxide, nickel oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, or a conductive or semiconductive metal oxide containing a plurality of them can be used.

前記劣化防止層は、電解質の注入を阻害しない程度の多孔質薄膜から構成することができる。例えば、酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の導電性又は半導体性金属酸化物微粒子を、例えば、アクリル系、アルキド系、イソシアネート系、ウレタン系、エポキシ系、フェノール系等のバインダにより第2の電極に固定化することで、電解質の浸透性と、劣化防止層としての機能を満たす、好適な多孔質薄膜を得ることができる。   The anti-deterioration layer can be composed of a porous thin film that does not inhibit the injection of the electrolyte. For example, conductive or semiconductive metal oxide fine particles such as antimony tin oxide, nickel oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, etc., for example, acrylic type, alkyd type, isocyanate type, urethane type, epoxy type, phenol type etc. By immobilizing the second electrode with the binder, it is possible to obtain a suitable porous thin film which satisfies the electrolyte permeability and the function as the deterioration preventing layer.

−保護層−
前記保護層の役割は、外的応力や洗浄工程の薬品から素子を守ることや、電解質の漏洩を防ぐこと、大気中の水分や酸素などエレクトロクロミック素子が安定的に動作するために不要なものの侵入を防ぐこと等である。
前記保護層の厚みとしては、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、1μm以上200μm以下が好ましい。
前記保護層の材料としては、例えば、紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂などが挙げられる。
-Protective layer-
The role of the protective layer is to protect the element from external stress and chemicals in the cleaning process, to prevent electrolyte leakage, and to prevent the electrochromic element from operating stably such as moisture and oxygen in the air. Such as preventing intrusion.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective layer, Although it can select suitably according to the objective, 1 micrometer or more and 200 micrometers or less are preferable.
As a material of the said protective layer, resin of an ultraviolet curing type and a thermosetting type can be used, for example, An acryl type, a urethane type, an epoxy resin etc. are mentioned specifically ,.

(エレクトロクロミック素子におけるその他の実施形態)
次に、本発明の駆動方法により駆動されるエレクトロクロミック素子のその他の実施形態について説明する。
上述したようにエレクトロクロミック素子の一例として図1に示されるものが挙げられる。図1では、第1の支持体10と、第1の支持体10に形成された第1の電極11と、第1の電極11に接して設けられた第1のエレクトロクロミック層21と、もう一方の支持体である第2の支持体14と、第2の支持体14に形成された第2の電極13と、第2の電極13に接して設けられた第2のエレクトロクロミック層22と、第1の電極11と第2の電極13に挟持されてなる電解質15が図示されている。
(Other Embodiments in Electrochromic Device)
Next, other embodiments of the electrochromic device driven by the driving method of the present invention will be described.
As described above, an example of the electrochromic device is shown in FIG. In FIG. 1, a first support 10, a first electrode 11 formed on the first support 10, and a first electrochromic layer 21 provided in contact with the first electrode 11; A second support 14 which is one support, a second electrode 13 formed on the second support 14, and a second electrochromic layer 22 provided in contact with the second electrode 13 An electrolyte 15 sandwiched between the first electrode 11 and the second electrode 13 is illustrated.

なお、第1の支持体10と第1の電極11、及び、第2の支持体14と第2の電極13の組み合わせのうち、少なくとも一方は透明である。ここで、両方を透明にすることで、透過型エレクトロクロミック素子とすることも可能であり、本発明の駆動方法は支持体や電極に制限されるものではない。   Note that at least one of the combinations of the first support 10 and the first electrode 11 and the combination of the second support 14 and the second electrode 13 is transparent. Here, it is also possible to make a transmission type electrochromic device by making both of them transparent, and the driving method of the present invention is not limited to the support or the electrode.

次に、本発明のエレクトロクロミック素子の駆動方法を適用し得るエレクトロクロミック素子の別の実施形態について説明する。本実施形態では、エレクトロクロミック組成物は、吸着構造を有する有機エレクトロクロミック化合物と、導電性又は半導体性微粒子とを少なくとも含むことを特徴とする。   Next, another embodiment of the electrochromic device to which the driving method of the electrochromic device of the present invention can be applied will be described. In the present embodiment, the electrochromic composition is characterized by including at least an organic electrochromic compound having an adsorption structure and conductive or semiconductive fine particles.

図2は、本実施形態に係るエレクトロクロミック素子の構成を模式的に示す断面図である。図2では、第1の支持体10と、第1の支持体10に形成された第1の電極11と、第1の電極11に接して設けられたエレクトロクロミック層(符号24)と、もう一方の支持体である第2の支持体14と、第2の支持体14に形成された第2の電極13と、第2の電極13に接して設けられた第2のエレクトロクロミック層22と、第1の電極11と第2の電極13に挟持されてなる電解質15とが図示されている。
図2に示す例では、第1のエレクトロクロミック層がエレクトロクロミック層24として図示されており、導電性又は半導体性微粒子からなるエレクトロクロミック組成物として構成することができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrochromic device according to the present embodiment. In FIG. 2, a first support 10, a first electrode 11 formed on the first support 10, and an electrochromic layer (reference numeral 24) provided in contact with the first electrode 11; A second support 14 which is one support, a second electrode 13 formed on the second support 14, and a second electrochromic layer 22 provided in contact with the second electrode 13 The electrolyte 15 sandwiched between the first electrode 11 and the second electrode 13 is illustrated.
In the example shown in FIG. 2, the first electrochromic layer is illustrated as the electrochromic layer 24, and can be configured as an electrochromic composition composed of conductive or semiconductive fine particles.

本実施形態では、エレクトロクロミック層は吸着構造を有する有機エレクトロクロミック化合物と導電性又は半導体性微粒子からなるエレクトロクロミック組成物を含む。具体的には、粒径5nm〜50nm程度の微粒子の表面に有機エレクトロクロミック化合物を吸着させた組成物構造であることが好ましい。この組成物は、電極から微粒子を通って有機エレクトロクロミック化合物へ電荷が移動することによって発色する(逆移動で消色する)。そのため、効率よく発色、消色反応を行うことができ、低消費電力化することができる。   In the present embodiment, the electrochromic layer includes an electrochromic composition comprising an organic electrochromic compound having an adsorption structure and conductive or semiconductive fine particles. Specifically, a composition structure in which the organic electrochromic compound is adsorbed on the surface of fine particles having a particle diameter of about 5 nm to 50 nm is preferable. The composition develops color by the transfer of charge from the electrode through the fine particles to the organic electrochromic compound (reverse migration decoloring). Therefore, color development and decoloring reaction can be performed efficiently, and power consumption can be reduced.

有機エレクトロクロミック化合物に付与する吸着構造としては、水酸基に対して直接的又は間接的に結合可能な官能基を有していることが好ましく、その構造は限定されるものではない。好ましい例としては、ホスホン酸基、リン酸基、カルボキシル基、トリクロロシリル基、トリアルコキシシリル基、モノクロロシリル基、モノアルコキシシリル基等が挙げられる。
トリアルコキシシリル基としては、トリエトキシシリル基、トリメトキシシリル基等が好ましい。その中でも、導電性又は半導体性微粒子への結合力が高いトリアルコキシシリル基、ホスホン酸基が特に好ましい。
As an adsorption structure given to an organic electrochromic compound, it is preferred to have a functional group which can be bound to a hydroxyl group directly or indirectly, and the structure is not limited. Preferred examples include phosphonic acid group, phosphoric acid group, carboxyl group, trichlorosilyl group, trialkoxysilyl group, monochlorosilyl group, monoalkoxysilyl group and the like.
The trialkoxysilyl group is preferably a triethoxysilyl group, a trimethoxysilyl group or the like. Among them, a trialkoxysilyl group and a phosphonic acid group, which have high bonding power to the conductive or semiconductive particles, are particularly preferable.

導電性又は半導体性微粒子としては、透明性や導電性の面から金属酸化物粒子が好ましい。このような金属酸化物粒子の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム(略、アルミナ)、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ケイ素(略、シリカ)、酸化イットリウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物が用いられる。   As the conductive or semiconductive particles, metal oxide particles are preferable in terms of transparency and conductivity. Examples of such metal oxide particles include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, aluminum oxide (approximately alumina), zirconium oxide, cerium oxide, silicon oxide (approximately silica), yttrium oxide, boron oxide, oxide Magnesium, strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcium oxide, ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, A metal oxide mainly composed of aluminosilicate, calcium phosphate, aluminosilicate or the like is used.

また、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、2種以上が混合され用いられてもよい。電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性を鑑みるに、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化タングステン、から選ばれる一種、もしくはそれらの混合物が用いられたとき、発消色の応答速度に優れる。   Also, these metal oxides may be used alone, or two or more may be mixed and used. It is selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tin oxide, alumina, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, tungsten oxide, in view of electrical properties such as electrical conductivity and physical properties such as optical properties. When one or a mixture thereof is used, it is excellent in the response speed of coloration / discoloration.

導電性又は半導体性微粒子の粒径は平均一次粒子径が30nm以下であることが好ましい。粒子径が小さいほど金属酸化物に対する光の透過率が向上し、単位体積当たりの表面積(以下、「比表面積」という。)が大きい形状が用いられる。大きな比表面積を有することで、より効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色のコントラスト比に優れる。導電性又は半導体性微粒子の比表面積は、特に限定されるものではないが、例えば、100m/g以上とすることができる。 The particle size of the conductive or semiconductive fine particles is preferably 30 nm or less in average primary particle size. The smaller the particle size, the better the light transmittance to the metal oxide, and the shape with a large surface area per unit volume (hereinafter referred to as "specific surface area") is used. By having a large specific surface area, the electrochromic compound is more efficiently supported, and the color contrast is excellent. The specific surface area of the conductive or semiconductive fine particles is not particularly limited, but can be, for example, 100 m 2 / g or more.

次に、本発明のエレクトロクロミック素子の駆動方法を適用し得るエレクトロクロミック素子の別の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の電極11及び第2の電極13で挟まれる領域とは反対側の領域における前記第1の電極側又は第2の電極側の一方に、反射層26が設けられていることを特徴とする。   Next, another embodiment of the electrochromic device to which the driving method of the electrochromic device of the present invention can be applied will be described. In the present embodiment, the reflective layer 26 is provided on one of the first electrode side and the second electrode side in a region opposite to the region sandwiched by the first electrode 11 and the second electrode 13. It is characterized by

図3は、本実施形態に係るエレクトロクロミック素子の構成を模式的に示す断面図である。図3では、第1の支持体10と、第1の支持体10に形成された第1の電極11と、第1の電極11に接して設けられた第1のエレクトロクロミック層21と、もう一方の支持体である第2の支持体14と、第2の支持体14に形成された第2の電極13と、第2の電極13に接して設けられた第2のエレクトロクロミック層22と、第1の電極11と第2の電極13に挟持されてなる電解質15とが図示されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrochromic device according to the present embodiment. In FIG. 3, a first support 10, a first electrode 11 formed on the first support 10, a first electrochromic layer 21 provided in contact with the first electrode 11, and the other A second support 14 which is one support, a second electrode 13 formed on the second support 14, and a second electrochromic layer 22 provided in contact with the second electrode 13 The electrolyte 15 sandwiched between the first electrode 11 and the second electrode 13 is illustrated.

図3の構成では、反射層26が第2の支持体14の下面に設けられている。また、第1の支持体10、第1の電極11、第2の支持体14、第2の電極13は共に透明である。
上述したように、エレクトロクロミック素子は反射層を入れることで反射型表示素子になり、省エネな表示ができ、透明性、コントラスト比、カラー化対応が優れているため、有望な反射型表示素子である。
In the configuration of FIG. 3, the reflective layer 26 is provided on the lower surface of the second support 14. The first support 10, the first electrode 11, the second support 14, and the second electrode 13 are all transparent.
As described above, the electrochromic element becomes a reflective display element by incorporating a reflective layer, can provide energy saving display, and is excellent in transparency, contrast ratio, and colorization correspondence, so it is a promising reflective display element. is there.

反射層26としては、光を反射する材料、構成であれば特に限定されないが、特に光を散乱反射する白色反射層を用いることが好ましい。白色反射層については上述のようにすることができる。   The reflective layer 26 is not particularly limited as long as it is a material that reflects light and has a configuration, but it is preferable to use a white reflective layer that scatters and reflects light. The white reflective layer can be as described above.

(駆動方法の実施形態)
本実施形態に係る駆動方法は、前記2つの電極間に印加する電圧であり、前記第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層のうち少なくとも一方におけるエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1以上の電圧をV2とし、前記V2と逆極性であり且つ前記V2よりも絶対値が小さい電圧V3と、前記V1と同極性であり且つ前記V1よりも低い電圧V4とを交互に印加する工程を行うことを特徴とする。
(Embodiment of driving method)
The driving method according to the present embodiment is a voltage applied between the two electrodes, and the electrochromic compound or the electrochromic composition in at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer has a color. A voltage V3 having a threshold voltage V1 or more necessary to cause a change is V2, has a polarity opposite to V2 and has a smaller absolute value than V2, and has the same polarity as V1 and is lower than V1. A step of alternately applying a voltage V4 is performed.

本実施形態の駆動方法は、必要に応じてその他の工程を行ってもよい。ここでは、以下の(1)工程から(5)工程を行った場合の例を挙げて説明する。以下に示される例は、(1)工程から(5)工程までをこの順番で行った場合の例である。   In the driving method of the present embodiment, other steps may be performed as necessary. Here, an example in the case where the following steps (1) to (5) are performed will be described. The example shown below is an example at the time of performing from (1) process to (5) process in this order.

(1)前記2つの電極間の電圧V0を測定する工程
(2)前記2つの電極間に、前記第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層のうち少なくとも一方におけるエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1以上の電圧V2を印加する工程
(3)前記2つの電極間に、前記V0を印加する工程
(4)前記V2と逆極性であり且つ前記V2よりも絶対値が小さい電圧V3と、前記V1と同極性であり且つ前記V1よりも低い電圧V4とを交互に印加する工程
(5)(4)工程における前記V3とV4の印加数が所定の回数に到達した後、前記V0を印加する工程
(1) A step of measuring a voltage V0 between the two electrodes (2) An electrochromic compound or electrochromic in at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer between the two electrodes The step of applying a voltage V2 higher than the threshold voltage V1 necessary for the composition to cause a color change (3) the step of applying the V0 between the two electrodes (4) opposite in polarity to the V2 and the polarity A step of alternately applying a voltage V3 having an absolute value smaller than V2 and a voltage V4 having the same polarity as V1 and having a voltage lower than V1 (5) (4) The number of applied V3 and V4 in the step is predetermined Applying the V0 after reaching the number of times

図4に、本実施形態に係る駆動方法における駆動波形の一例を示す。本実施形態において、エレクトロクロミック素子は、ポテンショスタットを用いて、両電極間に電圧波形を印加することで発色駆動及び消色駆動を行う。   An example of the drive waveform in the drive method which concerns on FIG. 4 at this embodiment is shown. In the present embodiment, the electrochromic element performs coloring drive and decoloring drive by applying a voltage waveform between both electrodes using a potentiostat.

(1)工程では、エレクトロクロミック素子における2つの電極間の電圧V0を測定することで、発色駆動前の電圧を記憶する。
(2)工程では、2つの電極間に、第1のエレクトロクロミック層21及び第2のエレクトロクロミック層22のうち少なくとも一方におけるエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1以上の電圧V2を印加する。電圧V2を印加することで、エレクトロミック素子を着色状態とする。
(3)工程では、2つの電極間に、前記V0を印加する。電圧V0を印加することで、エレクトロクロミック素子を透明状態へとすることができる。ここで電荷の不均衡が生じていると、発色前と同等の透明状態へとすることができず、消色残りが発生する。
(4)工程では、前記V2と逆極性であり且つ前記V2よりも絶対値が小さい電圧V3と、前記V1と同極性であり且つ前記V1よりも低い電圧V4とを交互に印加する。
In the step (1), the voltage before driving for coloring is stored by measuring the voltage V0 between the two electrodes in the electrochromic element.
(2) In the step, a threshold necessary for causing a color change of the electrochromic compound or the electrochromic composition in at least one of the first electrochromic layer 21 and the second electrochromic layer 22 between two electrodes. A voltage V2 higher than the voltage V1 is applied. By applying a voltage V2, the electrochromic device is brought into a colored state.
In the step (3), V0 is applied between the two electrodes. By applying the voltage V0, the electrochromic element can be brought into a transparent state. Here, if charge imbalance occurs, it can not be brought into the same transparent state as before color development, and a decoloring residue occurs.
(4) In the step, a voltage V3 which is reverse to the V2 and has an absolute value smaller than the V2 and a voltage V4 which is the same as the V1 and lower than the V1 are alternately applied.

図4に示される例では、(4)工程としてV3とV4が交互にN回繰り返し印加されていることが図示されている。(4)工程のように、V3とV4を交互に一定回数印加することで、電圧V0では消せなかった消色残りを消すことが可能となるだけなく、発色とは逆極性V3を印加させ続けることで生じるエレクトロクロミック素子の劣化を抑制も可能となる。さらに、印加電圧の極性を変化させているため、金属電極を使用した場合の電極表面でのイオンマイグレーションなどの析出物を防止することもできる。   In the example shown in FIG. 4, it is illustrated that V3 and V4 are alternately and repeatedly applied N times in the step (4). (4) By applying V3 and V4 alternately a fixed number of times as in the step, it is possible not only to erase the decoloring residue that could not be erased with the voltage V0, but to continue applying the reverse polarity V3 to color development It is also possible to suppress the deterioration of the electrochromic device caused by the above. Furthermore, since the polarity of the applied voltage is changed, precipitates such as ion migration on the electrode surface when using a metal electrode can be prevented.

V2よりもV3の絶対値が大きい場合やV1よりもV4が大きい場合、エレクトロクロミック素子の劣化や消色残りを抑制することができない。なお、エレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1は、エレクトロクロミック化合物の構造、エレクトロクロミック組成物の構成、又はエレクトロクロミック素子の構成により異なるものであるため、適宜変更されるものである。また、閾値電圧V1は、第1のエレクトロクロミック層21及び第2のエレクトロクロミック層22のうち少なくとも一方において色変化を起こすものであり、両方が色変化を起こすものであってもよい。   When the absolute value of V3 is larger than V2 or V4 is larger than V1, it is not possible to suppress the deterioration or the decoloring residue of the electrochromic device. The threshold voltage V1 necessary for causing the color change of the electrochromic compound or the electrochromic composition varies depending on the structure of the electrochromic compound, the configuration of the electrochromic composition, or the configuration of the electrochromic element, It will be changed as appropriate. The threshold voltage V1 may cause a color change in at least one of the first electrochromic layer 21 and the second electrochromic layer 22, and both may cause a color change.

印加電圧のパターンは、特に制限はなく、変更が可能である。例えば、方形波、一定の電圧挿引速度(Vs)の三角波、V3とV4の中間値電圧を中心とする正弦波などを用いることが可能である。方形波の例としては上述の図4に示されており、三角波の例としては図5に、正弦波の例としては図6に示す。   The pattern of the applied voltage is not particularly limited and can be changed. For example, it is possible to use a square wave, a triangular wave with a constant voltage drawing speed (Vs), or a sine wave centered on a voltage between V3 and V4. An example of a square wave is shown in FIG. 4 described above, an example of a triangular wave is shown in FIG. 5, and an example of a sine wave is shown in FIG.

印加回数(繰り返し周期数N)については、あらかじめエレクトロクロミック素子の着色状態に応じて最適化された繰り返し周期数に関するテーブルが駆動回路に備わっていると、消色時間の長時間化が防げるため好ましい。印加回数はエレクトロクロミック素子によって変更されるため、好適な範囲を説明するのは難しいが、例えば5〜100周期が好ましく、さらに好適には5〜50周期印加する場合である。このような範囲の場合、素子の劣化の抑制と消色残りに対してより効果が得られる。   With regard to the number of times of application (repetition period number N), it is preferable that the drive circuit is provided with a table regarding the repetition period number optimized in advance according to the coloring state of the electrochromic element, because the decoloring time can be prevented from extending . Since the number of times of application is changed depending on the electrochromic element, it is difficult to describe a preferable range, but for example, 5 to 100 cycles are preferable, and 5 to 50 cycles are more suitably applied. In the case of such a range, the effect of suppressing the deterioration of the element and the residual color remaining can be obtained.

(5)工程では、(4)工程における前記V3とV4の印加数が所定の回数に到達した後、前記V0を印加する。電圧V0を印加することで、(4)工程で生じた僅少な電荷の不均衡を解消することができる。   (5) In the step (4), V0 is applied after the number of applications of V3 and V4 in the step reaches a predetermined number of times. By applying the voltage V0, it is possible to eliminate the slight charge imbalance generated in the step (4).

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
本実施例では、図2に示す構成のエレクトロクロミック素子を以下のようにして作製し、以下説明する評価を行った。
Example 1
In the present example, the electrochromic device having the configuration shown in FIG. 2 was produced as follows, and the evaluation described below was performed.

<第1の電極及びエレクトロクロミック層の作製>
40mm×40mmのガラス基板上にスパッタ法により約100nmのITO膜を30mm×30mmの領域及び引き出し部分に形成し、第1の電極11を作製した。この第1の電極11面内の抵抗は約20Ωであった。この上に酸化チタンナノ粒子分散液(SP210、昭和タイタニウム社製)をスピンコートし、120℃、15minのアニール処理により、酸化チタン粒子膜を形成した。さらにこの上に赤紫色に発色するエレクトロクロミック化合物である4,4'-(1-phenyl-1H-pyrrole-2,5-diyl)bis(1-(4-(phosphonomethyl)benzyl)pyridinium) bromideの5wt% 2.2.3.3.テトラフロロプロパノール溶液をスピンコートし、120℃、15minのアニール処理により、酸化チタン粒子とエレクトロクロミック化合物からなるエレクトロクロミック層24(第1のエレクトロクロミック層)を形成した。
<Production of First Electrode and Electrochromic Layer>
An ITO film of about 100 nm was formed on a 40 mm × 40 mm glass substrate by a sputtering method in a region of 30 mm × 30 mm and a lead-out portion to fabricate a first electrode 11. The resistance in the plane of the first electrode 11 was about 20 Ω. A titanium oxide nanoparticle dispersion (SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) was spin-coated thereon, and a titanium oxide particle film was formed by annealing at 120 ° C. for 15 minutes. Furthermore, the electrochromic compound 4,4 '-(1-phenyl-1H-pyrrole-2,5-diyl) bis (1- (4- (phosphonomethyl) benzyl) pyridinium) bromide which is an electrochromic compound that develops a reddish purple color thereon 5 wt% 2.2.3.3. A tetrafluoropropanol solution was spin-coated and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to form an electrochromic layer 24 (first electrochromic layer) composed of titanium oxide particles and an electrochromic compound.

<第2の電極及び第2のエレクトロクロミック層の作製>
40mm×40mmのガラス基板上にスパッタ法によ約100nmのITO膜を30mm×30mmの領域及び引き出し部分に形成し、第2の電極13を作製した。この第2の電極13面内の抵抗は約20Ωであった。この上にPoly(ethylene glycol)diacrylateと、光重合開始剤(IRG184、BASF社製)と、下記構造式(A)で表される化合物と2-butanoneを質量比(20:1:20:400)で混合した溶液を塗布し、窒素雰囲気下でUV硬化させ、第2のエレクトロクロミック層22を形成した。
<Production of Second Electrode and Second Electrochromic Layer>
An ITO film of about 100 nm was formed on a 40 mm × 40 mm glass substrate by a sputtering method in a region of 30 mm × 30 mm and a lead-out portion to produce a second electrode 13. The resistance in the plane of the second electrode 13 was about 20 Ω. In addition, poly (ethylene glycol) diacrylate, a photopolymerization initiator (IRG184, manufactured by BASF), a compound represented by the following structural formula (A) and 2-butanone in a mass ratio (20: 1: 20: 400) Solution was applied and UV cured under a nitrogen atmosphere to form a second electrochromic layer 22.

<エレクトロクロミック素子の作製>
電解質15としてイオン液体である1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imideを用いた。電解質中に粒径10μmのビーズスペーサーを0.2wt%入れて、第1の電極11及びエレクトロクロミック層24(第1のエレクトロクロミック層)が形成されたガラス基板の上に適量滴下し、第2の電極13及び第2のエレクトロクロミック層22が形成されたガラス基板を貼り合わせてエレクトロクロミック素子を作製した。
<Fabrication of electrochromic device>
As the electrolyte 15, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide which is an ionic liquid was used. 0.2 wt% of a bead spacer having a particle diameter of 10 μm is put in the electrolyte, and an appropriate amount is dropped on the glass substrate on which the first electrode 11 and the electrochromic layer 24 (first electrochromic layer) are formed. A glass substrate on which the electrode 13 and the second electrochromic layer 22 were formed was bonded to produce an electrochromic device.

<評価>
−消え残り評価−
図2に示す構成のエレクトロクロミック素子をポテンショスタット(東洋テクニカ社製、ModuLab)に繋ぎ、図4に示す電圧波形を表1に従って印加した。Ocean Optics社製USB4000にて透過率を測定し、波長400nm〜800nmにおける透過率の平均値[%]を算出した。初期状態の透過率[%]と、消色駆動後の透過率[%]との差分を「消え残り」[%]と定義した。消え残り評価基準を以下に記す。
◎:消え残りが1%未満
○:消え残りが1%以上5%未満
×:消え残りが5%以上
<Evaluation>
-Disappearing remaining evaluation-
The electrochromic device having the configuration shown in FIG. 2 was connected to a potentiostat (ModuLab, manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), and voltage waveforms shown in FIG. 4 were applied according to Table 1. The transmittance was measured by USB4000 manufactured by Ocean Optics, Inc., and the average value [%] of the transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm was calculated. The difference between the transmittance [%] in the initial state and the transmittance [%] after decoloring driving was defined as “remaining in disappearance” [%]. The evaluation criteria that do not disappear are described below.
:: Disappearing residue less than 1% ○: Disappearing residue 1% or more and less than 5% x: Disappearing residue 5% or more

−耐久性評価−
図2に示す構成のエレクトロクロミック素子をポテンショスタット(東洋テクニカ社製、ModuLab)に繋ぎ、図4に示す電圧波形を表1に従って印加する工程を1000回繰り返した。着色時にエレクトロクロミック素子に投入された電荷量の1回目と1000回目の比(1000回目の投入電荷量/1回目の投入電荷量)を算出し、投入電荷量保持率と定義した。耐久性評価基準を以下に記す。
◎:投入電荷量保持率が95%以上
○:投入電荷量保持率が90%以上95%未満
×:投入電荷量保持率が90%未満
-Durability evaluation-
The process of connecting the electrochromic device having the configuration shown in FIG. 2 to a potentiostat (ModuLab, manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) and applying the voltage waveform shown in FIG. 4 according to Table 1 was repeated 1000 times. The ratio of the first charge to the 1000th charge (the first charge input / the first charge amount) of the charge amount applied to the electrochromic element at the time of coloring was calculated and defined as the charge retention amount. The durability evaluation criteria are described below.
:: Input charge amount retention rate is 95% or more ○: Input charge amount retention rate is 90% or more and less than 95% ×: Input charge amount retention rate is less than 90%

得られた評価結果を表1に示す。表1の結果から、図4の電圧パターンを印加することにより、エレクトロクロミック素子の耐久性を劣化させずに消色残りをなくしていることが確認できる。   The obtained evaluation results are shown in Table 1. From the results in Table 1, it can be confirmed that the application of the voltage pattern of FIG. 4 eliminates the uncoloring residue without deteriorating the durability of the electrochromic element.

(実施例2)
図5に示す電圧印加パターンを表2に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表2に示す。表2の結果から、図5の電圧パターンを印加することにより、エレクトロクロミック素子の耐久性を劣化させずに消色残りをなくしていることが確認できる。
(Example 2)
The same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 5 was applied according to Table 2.
The evaluation results obtained are shown in Table 2. From the results in Table 2, it can be confirmed that the application of the voltage pattern shown in FIG. 5 eliminates the uncolored residual without deteriorating the durability of the electrochromic device.

(実施例3)
図6に示す電圧印加パターンを表3に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表3に示す。表3の結果から、図6の電圧パターンを印加することにより、エレクトロクロミック素子の耐久性を劣化させずに消色残りをなくしていることが確認できる。
(Example 3)
The same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 6 was applied according to Table 3.
The obtained evaluation results are shown in Table 3. From the results in Table 3, it can be confirmed that the application of the voltage pattern shown in FIG. 6 eliminates the uncoloring residue without deteriorating the durability of the electrochromic device.

(実施例4)
図3に示す構成のエレクトロクロミック素子を以下のようにして作製し、実施例1と同様の評価を行った。
Polyurethaneと平均粒子径250nmの白色酸化チタン粒子(CR50、石原産業社製)と2.2.3.3.テトラフロロプロパノール溶液を2:20:78の比率で混合した溶液を調製した。この溶液を実施例1における第1のエレクトロクロミック層21の表面上に膜厚20μmになるようにスピンコートし、白色反射層(反射層26)を形成した。それ以外は実施例1と同様にしたエレクトロクロミック表示素子を作製した。
図4に示す電圧印加パターンを表4に従って印加し、消え残りを下記で評価した以外は実施例1と同様に評価した。
(Example 4)
The electrochromic device having the configuration shown in FIG. 3 was produced as follows, and evaluated in the same manner as in Example 1.
A solution was prepared by mixing polyurethane, white titanium oxide particles (CR50, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) with an average particle diameter of 250 nm, and a 2.2.3.3 tetrafluoropropanol solution in a ratio of 2:20:78. This solution was spin-coated on the surface of the first electrochromic layer 21 in Example 1 to a film thickness of 20 μm to form a white reflective layer (reflective layer 26). An electrochromic display element was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above.
The voltage application pattern shown in FIG. 4 was applied according to Table 4, and evaluation was conducted in the same manner as in Example 1 except that the disappearance was evaluated below.

−消え残り評価−
図3に示す構成のエレクトロクロミック素子をポテンショスタット(東洋テクニカ社製、ModuLab)に繋ぎ、図4に示す電圧波形を表4に従って印加するのと同時に、USB4000(Ocean Optics社製)にて反射率を測定し、波長400nm〜800nmにおける反射率の平均値[%]を算出した。初期状態の反射率[%]と、消色駆動後の反射率[%]との差分を「消え残り」[%]と定義した。消え残り評価基準を以下に記す。
◎:消え残りが1%未満
○:消え残りが1%以上5%未満
×:消え残りが5%以上
-Disappearing remaining evaluation-
The electrochromic device having the configuration shown in FIG. 3 is connected to a potentiostat (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd., ModuLab), and the voltage waveform shown in FIG. Were measured, and the average value [%] of reflectance at wavelengths of 400 nm to 800 nm was calculated. The difference between the reflectance [%] in the initial state and the reflectance [%] after decoloring driving is defined as “remaining in disappearance” [%]. The evaluation criteria that do not disappear are described below.
:: Disappearing residue less than 1% ○: Disappearing residue 1% or more and less than 5% x: Disappearing residue 5% or more

得られた評価結果を表4に示す。表4の結果から、実施例1と同様に駆動したところ同様の効果が得られた。   The obtained evaluation results are shown in Table 4. From the results of Table 4, when driven in the same manner as in Example 1, similar effects were obtained.

(比較例1)
図7に示す電圧印加パターンを表5に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表5に示す。表5の結果から、V0のみの印加では消色時間(T3−T2)を伸ばしても消色残りがなくなっていないことが確認できる。
(Comparative example 1)
The same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 7 was applied according to Table 5.
The obtained evaluation results are shown in Table 5. From the results in Table 5, it can be confirmed that, with the application of only V0, even if the decoloring time (T3-T2) is extended, the decoloring residue does not disappear.

(比較例2)
図8に示す電圧印加パターンを表6に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表6に示す。表6の結果から、V3を発色と逆極性として印加し続ける駆動をすると耐久性が低下してしまうことが確認できる。
(Comparative example 2)
Example 8 is the same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 8 is applied according to Table 6.
The obtained evaluation results are shown in Table 6. From the results in Table 6, it can be confirmed that the durability is lowered when driving is continued by applying V3 in the reverse polarity to the color development.

(比較例3)
図4に示す電圧印加パターンを表7に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表7に示す。表7の結果から、V3の絶対値がV2の絶対値より大きいと耐久性が低下してしまうこと、V4がV1より高電圧だと消色残りがなくならないこと、Nが少なすぎても消色残りが残ってしまうことが確認できる。
(Comparative example 3)
Example 4 is the same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 4 is applied according to Table 7.
The obtained evaluation results are shown in Table 7. From the results in Table 7, it can be seen that the durability decreases when the absolute value of V3 is larger than the absolute value of V2, that the remaining color does not disappear if V4 is higher than V1, and even if there is too little N It can be confirmed that the color remains.

(比較例4)
図5に示す電圧印加パターンを表8に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表8に示す。表8の結果から、V3の絶対値がV2の絶対値より大きいと耐久性が低下してしまうこと、V4がV1より高電圧だと消色残りがなくならないこと、Nが少なすぎても消色残りが残ってしまうことが確認できる。
(Comparative example 4)
Example 8 is the same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 5 is applied according to Table 8.
The obtained evaluation results are shown in Table 8. From the results in Table 8, it can be seen that the durability decreases if the absolute value of V3 is larger than the absolute value of V2, that if V4 is higher than V1 the remaining color disappears even if there is too little N It can be confirmed that the color remains.

(比較例5)
図6に示す電圧印加パターンを表9に従って印加した以外は実施例1と同様である。
得られた評価結果を表9に示す。表9の結果から、V3の絶対値がV2の絶対値より大きいと耐久性が低下してしまうこと、V4がV1より高電圧だと消色残りがなくならないこと、Nが少なすぎても消色残りが残ってしまうことが確認できる。
(Comparative example 5)
Example 6 is the same as Example 1 except that the voltage application pattern shown in FIG. 6 is applied according to Table 9.
The obtained evaluation results are shown in Table 9. From the results in Table 9, it can be seen that the durability decreases if the absolute value of V3 is larger than the absolute value of V2, that the remaining color does not disappear if V4 is higher than V1, even if there is too little N It can be confirmed that the color remains.

10 第1の支持体
11 第1の電極
12 エレクトロクロミック層
13 第2の電極
14 第2の支持体
15 電解質
21 第1のエレクトロクロミック層
22 第2のエレクトロクロミック層
24 導電性又は半導体性微粒子と有機エレクトロクロミック化合物
26 反射層
10 first support 11 first electrode 12 electrochromic layer 13 second electrode 14 second support 15 electrolyte 21 first electrochromic layer 22 second electrochromic layer 24 conductive or semiconductive fine particles Organic Electrochromic Compound 26 Reflective Layer

特開昭61−261788号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-261788 特開昭61−261789号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-261789 特開昭61−261790号公報JP-A-61-261790 特許第4622941号公報Patent No. 462 2941 特許第4622942号公報Patent No. 4622942 特許第4622943号公報Patent No. 462293 gazette 特公平05−023409号公報Japanese Patent Publication No. 05-023409 特開2008−039873号公報JP, 2008-039873, A 特開2013−140326号公報JP, 2013-140326, A

Claims (4)

第1の電極と、該第1の電極に対して間隔をおいて対向する第2の電極と、該2つの電極の間に設けられる電解質と、少なくとも酸化性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち一方の電極表面に形成される第1のエレクトロクロミック層と、少なくとも還元性のエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物を含み、前記2つの電極のうち他方の電極表面に形成される第2のエレクトロクロミック層と、を備えるエレクトロクロミック素子を駆動させるエレクトロクロミック素子の駆動方法であって、
前記2つの電極間に印加する電圧であり、前記第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層のうち少なくとも一方におけるエレクトロクロミック化合物又はエレクトロクロミック組成物が色変化を起こすために必要な閾値電圧V1以上の電圧をV2とし、前記V2と逆極性であり且つ前記V2よりも絶対値が小さい電圧V3と、前記V1と同極性であり且つ前記V1よりも低い電圧V4とを交互に印加する工程を行うことを特徴とするエレクトロクロミック素子の駆動方法。
A first electrode, a second electrode opposed to the first electrode at a distance, an electrolyte provided between the two electrodes, and at least an oxidative electrochromic compound or electrochromic composition A first electrochromic layer formed on the surface of one of the two electrodes, and at least a reducing electrochromic compound or an electrochromic composition, and the other of the two electrodes And a second electrochromic layer formed on the substrate.
A voltage applied between the two electrodes, and a threshold voltage required for causing a color change in the electrochromic compound or the electrochromic composition in at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer A step of alternately applying a voltage V3 having a voltage of V1 or more as V2, a voltage V3 reverse to the voltage V2 and having an absolute value smaller than the voltage V2, and a voltage V4 having the same polarity as the voltage V1 and lower than the voltage V1 And driving the electrochromic device.
前記電圧V3及びV4の印加パターンが、方形波、三角波又は正弦波である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素子の駆動方法。   The method for driving an electrochromic device according to claim 1, wherein the application pattern of the voltages V3 and V4 is a square wave, a triangular wave or a sine wave. 前記エレクトロクロミック組成物は、吸着構造を有する有機エレクトロクロミック化合物と、導電性又は半導体性微粒子とを含む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素子の駆動方法。   The method for driving an electrochromic device according to claim 1 or 2, wherein the electrochromic composition includes an organic electrochromic compound having an adsorption structure, and conductive or semiconductive fine particles. 前記第1の電極及び第2の電極で挟まれる領域とは反対側の領域における前記第1の電極側又は第2の電極側の一方に、反射層が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子の駆動方法。   A reflective layer is provided on one of the first electrode side and the second electrode side in a region opposite to a region sandwiched by the first electrode and the second electrode. The driving method of the electrochromic element in any one of claim | item 1 -3.
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