JP4700385B2 - Electrochromic display element - Google Patents

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

本発明は表示素子に関し、詳しくは、エレクトロクロミック表示素子を用いたディスプレイの素子構成に関し、反射型ディスプレイ、電子ペーパーに応用される。   The present invention relates to a display element, and more particularly to an element configuration of a display using an electrochromic display element, and is applied to a reflective display and electronic paper.

紙に替わる電子媒体として電子ペーパーの開発が盛んにおこなわれている。従来のディスプレイであるCRTや液晶ディスプレイに対して電子ペーパーに必要な特性としては、反射型表示素子であり、かつ、高い白反射率・高いコントラスト比を有すること、高精細な表示ができること、表示にメモリ効果があること、低電圧で駆動できること、薄くて軽いこと、安価であることなどが挙げられる。特に表示特性としては、紙と同等な白反射率・コントラスト比が要求されており、これらの特性を兼ね備えた表示デバイスを開発することは容易ではない。これまで提案されている電子ペーパーの技術としては、例えば反射型液晶素子、電気泳動素子、トナー泳動素子などが挙げられるが、いずれも白反射率が低い。   Electronic paper has been actively developed as an electronic medium to replace paper. The characteristics necessary for electronic paper compared to conventional displays such as CRTs and liquid crystal displays are reflective display elements, high white reflectance and high contrast ratio, high-definition display, display In other words, it has a memory effect, can be driven at a low voltage, is thin and light, and is inexpensive. In particular, white reflectance and contrast ratio equivalent to those of paper are required as display characteristics, and it is not easy to develop a display device having these characteristics. Examples of electronic paper technologies proposed so far include a reflective liquid crystal element, an electrophoretic element, a toner electrophoretic element, and the like, all of which have a low white reflectance.

電圧を印加すると可逆的に電界酸化または電界還元反応が起こり可逆的に色変化する現象をエレクトロクロミズムという。このような現象を起こすエレクトロクロミック(以下、ECと略す場合がある)化合物の発色/消色を利用したEC素子は、反射型の表示素子であり高い白反射率が可能であること、メモリ効果があること、低電圧で駆動できることから、電子ペーパーの候補として挙げられる。   Electrochromism is a phenomenon in which a reversible color change or a reversible color change occurs when a voltage is applied. An EC element utilizing the coloring / decoloring of an electrochromic (hereinafter sometimes abbreviated as EC) compound that causes such a phenomenon is a reflective display element, and has a high white reflectance, and a memory effect. And because it can be driven at a low voltage, it is listed as a candidate for electronic paper.

特許文献1(特表2000−506629号公報)、特許文献2(特表2001−510590号公報)、特許文献3(特表2003−511837号公報)、特許文献4(特開2002−328401号公報)、特許文献5(特表2004−537743号公報)、特許文献6(特願2004−265054号明細書)では、酸化チタンなどの半導体微粒子の表面に有機EC化合物を担持させたEC素子について報告している。このEC素子は半導体微粒子の表面積効果により効率良く発消色させることができ、繰り返し耐久性も高いことが知られている。しかしながら、これらのEC素子においても、液晶素子や電気泳動素子と比較すると必要電荷量が大きく、消費電力に課題がある。   Patent Literature 1 (Japanese Patent Publication No. 2000-506629), Patent Literature 2 (Japanese Patent Publication No. 2001-510590), Patent Literature 3 (Japanese Patent Publication No. 2003-511837), Patent Literature 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-328401) ), Patent Document 5 (Japanese Patent Publication No. 2004-537743), and Patent Document 6 (Japanese Patent Application No. 2004-265054) describe an EC element in which an organic EC compound is supported on the surface of semiconductor fine particles such as titanium oxide. is doing. It is known that this EC element can be efficiently colored and decolored by the surface area effect of semiconductor fine particles and has high repeated durability. However, these EC elements also require a large amount of charge compared to liquid crystal elements and electrophoretic elements, and there is a problem in power consumption.

特表2000−506629号公報JP 2000-506629 A 特表2001−510590号公報Special table 2001-510590 gazette 特表2003−511837号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-511837 特開2002−328401号公報JP 2002-328401 A 特表2004−537743号公報Special table 2004-537743 gazette 特願2004−265054号明細書Japanese Patent Application No. 2004-265054

本発明は、上述の従来技術の状況および問題を鑑みてなされたものであり、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧で駆動ができ、さらに、低消費電力で発色できる反射型表示素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described state of the art and problems, can display a high white reflectance and a high contrast ratio, can be driven at a low voltage, and can be developed with low power consumption. An object is to provide a reflective display element.

本発明者らは上記課題を解決すべく様々な検討を行なった結果、透明導電膜付き基板からなる表示電極と導電膜付き基板からなる対向電極を互いに導電膜側を対峙して間隔をおいて配置し、エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層を前記表示電極の透明導電膜上に設けた反射型表示素子において、表示層に、さらに前記電解質中にナノ構造体を添加することにより、上記課題が解決できることを見出した。   As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have found that a display electrode made of a substrate with a transparent conductive film and a counter electrode made of a substrate with a conductive film are spaced from each other with the conductive film side facing each other. In the reflective display element in which the display layer including the electrochromic composition is disposed on the transparent conductive film of the display electrode, the above problem is achieved by adding a nanostructure to the display layer and further into the electrolyte. Has found that can be solved.

EC表示素子は、EC組成物が酸化または還元反応による色変化を起こす表示極、表示極と逆の酸化還元反応を起こす対極、表示極と対極との間の電荷移動をおこなう電解質によって構成される。このうち一般的なEC表示素子の電解質としては、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなどのイオン物質をアセトニトリル、炭酸プロピレンなどの有機溶媒に溶解させた溶液などを用いる。そこで、電解質について本発明者らが鋭意研究した結果、これらの電解質の中にナノ構造体を0.01wt%から10wt%添加することで応答が最大20%程度速くなることを見出した。この現象は、イオン物質がナノ構造体の周りに凝集することで規則的に配列し、電子のホッピングが起こることで電解質の電荷移動度が大きくなったことに起因する。   The EC display element is composed of a display electrode in which the EC composition undergoes a color change due to oxidation or reduction reaction, a counter electrode that causes an oxidation-reduction reaction opposite to the display electrode, and an electrolyte that performs charge transfer between the display electrode and the counter electrode. . Among these, as an electrolyte for a general EC display element, a solution in which an ionic substance such as lithium perchlorate or lithium borofluoride is dissolved in an organic solvent such as acetonitrile or propylene carbonate is used. Thus, as a result of intensive studies by the present inventors on electrolytes, it has been found that the response can be accelerated by up to about 20% by adding nanostructures from 0.01 wt% to 10 wt% in these electrolytes. This phenomenon is attributed to the fact that the ionic substances are regularly arranged by agglomerating around the nanostructure, and the charge mobility of the electrolyte is increased due to electron hopping.

したがって、本発明の表示素子の特徴は、(1)少なくとも一方が透明導電基板からなる2つの導電基板を互いに導電面側を対峙して間隔をおいて配置し、基板の内側に少なくとも酸化反応または還元反応によって発色および消色するエレクトロクロミック組成物、電解質を含み、さらに前記電解質中に、金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子、カーボンナノ構造体のいずれかであるナノ構造体を添加したことである。
Therefore, the display element of the present invention is characterized in that (1) two conductive substrates, at least one of which is made of a transparent conductive substrate, are arranged with an interval between the conductive surfaces facing each other, and at least an oxidation reaction or an inside of the substrate It includes an electrochromic composition that develops and decolors by a reduction reaction, an electrolyte , and a nanostructure that is one of metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, and carbon nanostructures is added to the electrolyte. .

さらにまた上記課題は、本発明の()、エレクトロクロミック組成物が導電性または半導体性微粒子に有機エレクトロクロミック化合物を担持した材料であることを特徴とする前記第(1)項に記載の表示素子、及び、()前記第(1)項または第(2)項に記載の表示素子を用いたことを特徴とする表示装置、により解決される。
Furthermore above problems, the present invention (2), the display according to the first (1), characterized in that the electrochromic composition is a material carrying an organic electrochromic compound conductive or semi-conductive fine particles This is solved by an element and ( 3 ) a display device using the display element according to the item (1) or (2) .

以下の詳細かつ具体的な説明から理解されるように、本発明によれば、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧で駆動ができ、さらに、高速応答が可能な反射型表示素子が提供されるという極めて優れた効果が発揮される。
さらに具体的に云えば、本発明によれば、少なくとも一方が透明導電基板からなる2つの導電基板を互いに導電面側を対峙して間隔をおいて配置し、基板の内側に少なくとも酸化反応または還元反応によって発色および消色するEC組成物、電解質を含み、さらに前記電解質中にナノ構造体を添加することにより、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧駆動ができ、さらに高速応答する表示素子が提供され、前記第()項記載の本発明によれば、少なくとも一方が透明導電基板からなる2つの導電基板を互いに導電面側を対峙して間隔をおいて配置し、基板の内側に少なくとも酸化反応または還元反応によって発色および消色するEC組成物、電解質を含み、さらに前記電解質中に市販のナノ構造体を添加することにより、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧駆動ができ、さらに高速応答する表示素子が安価に提供され、前記第()項記載の本発明によれば、少なくとも一方が透明導電基板からなる2つの導電基板を互いに導電面側を対峙して間隔をおいて配置し、基板の内側に少なくとも酸化反応または還元反応によって発色および消色するEC組成物、電解質を含み、さらに前記電解質中にナノ構造体を添加し、前記EC組成物が導電性または半導体性微粒子に有機EC化合物を担持した材料であることにより、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧駆動ができ、さらに高速応答する表示素子が提供され、前記第()項記載の本発明によれば、高い白反射率・高いコントラスト比を表示でき、かつ、低電圧駆動ができ、さらに高速応答を示す反射型表示ディスプレイが提供されるという極めて優れた効果が発揮される。
As will be understood from the following detailed and specific description, according to the present invention, it is possible to display a high white reflectance and a high contrast ratio, to be driven at a low voltage, and to be capable of high-speed response. An extremely excellent effect of providing a type display element is exhibited.
More specifically, according to the present invention, two conductive substrates, at least one of which is made of a transparent conductive substrate, are disposed at a distance from each other with their conductive surfaces facing each other, and at least an oxidation reaction or reduction is performed inside the substrate. It contains an EC composition that develops and decolors upon reaction, and an electrolyte. By adding a nanostructure to the electrolyte, it can display a high white reflectance and a high contrast ratio, and can be driven at a low voltage. According to the present invention as set forth in the item ( 1 ), two conductive substrates, at least one of which is made of a transparent conductive substrate, are arranged with their conductive surfaces facing each other and spaced apart from each other. And an EC composition and an electrolyte that develop and discolor at least by an oxidation reaction or a reduction reaction inside the substrate, and a commercially available nanostructure is added to the electrolyte. Allows you to view the high white reflectance and high contrast ratio, and can be driven at a low voltage, is further provided high-speed response display device is low cost, according to the present invention of the first (2) above, wherein, at least one Including an EC composition, an electrolyte, wherein two conductive substrates each made of a transparent conductive substrate are disposed with a gap between the conductive surfaces facing each other, and the substrate is colored and decolored by at least an oxidation reaction or a reduction reaction inside the substrate, Furthermore, by adding a nanostructure in the electrolyte, and the EC composition is a material in which an organic EC compound is supported on conductive or semiconductive fine particles, a high white reflectance and a high contrast ratio can be displayed, and can be driven at a low voltage, there is provided a display device further high-speed response, according to the present invention of the first (3) above, wherein, you can display a high white reflectance and high contrast ratio And can be driven at a low voltage, excellent effect is exerted that the reflection type display displays showing yet high-speed response is provided.

以下に、本発明の表示素子の構成の1例、作製方法の例を詳細に説明し、また、図1に素子構成の1例を図示する。ただし、本発明は、これらの例に限ったことではない。
本発明において、表示層に添加するナノ構造体は、ナノサイズの大きさが重要な要素であり、導電性の有無は特には問わない。大きさとしては、粒径または短軸長が500nm以下であることが望ましく、30nm以下であることがさらに望ましい。ナノ構造体の種類としては、例えば、金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子、カーボンナノ構造体などが挙げられる。これらは既に市販されており、安価に入手できる。金属ナノ粒子としては例えば、金、銀、銅、ニッケル、また、複数の金属の合金など金属のナノ粒子体であればどれでも構わない。酸化金属ナノ粒子としては例えば、酸化チタン、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これらの酸化金属も複合体等になっていても構わない。さらに、金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子は必ずしも球状でなくてもよく、チューブ状、ワイヤー状になっていてもよい。
Hereinafter, an example of a structure of a display element of the present invention and an example of a manufacturing method will be described in detail, and FIG. 1 illustrates an example of an element structure. However, the present invention is not limited to these examples.
In the present invention, the nanostructure added to the display layer is an element in which the size of nanosize is important, and the presence or absence of conductivity is not particularly limited. As for the size, the particle size or minor axis length is desirably 500 nm or less, and more desirably 30 nm or less. Examples of the type of nanostructure include metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, and carbon nanostructures. These are already commercially available and can be obtained at low cost. The metal nanoparticles may be any metal nanoparticle such as gold, silver, copper, nickel, or an alloy of a plurality of metals. Examples of the metal oxide nanoparticles include titanium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, and zirconium oxide. These metal oxides may also be composites. Furthermore, the metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles do not necessarily have to be spherical, and may have a tube shape or a wire shape.

カーボンナノ構造体としては、フラーレン、フラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノワイヤーなどが主として挙げられる。   The carbon nanostructure mainly includes fullerene, fullerene derivatives, carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanowires, and the like.

本発明の表示素子におけるEC組成物としては、無機EC化合物、有機EC化合物のどれを用いても構わない。また、導電性高分子もエレクトロクロミズムを示すので用いることが出来る。無機EC化合物としては、例えば酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタンなどが挙げられる。また有機EC化合物としてはビオロゲン、希土類フタロシアニン、スチリルなどが挙げられる。また導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。   As the EC composition in the display device of the present invention, any of an inorganic EC compound and an organic EC compound may be used. Conductive polymers can also be used because they exhibit electrochromism. Examples of the inorganic EC compound include tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, and titanium oxide. Examples of the organic EC compound include viologen, rare earth phthalocyanine, and styryl. Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, and polyaniline.

また、本発明の表示素子におけるEC組成物としては、導電性または半導体性微粒子に有機EC化合物を担持した構造を用いることが特に望ましい。具体的には、電極表面に粒径5nm〜50nm程度の超微粒子を焼結し、その超微粒子の表面に水酸基やカルボキシル基などの極性基を有する有機EC化合物を吸着した構造である。本構造は、超微粒子の大きな表面効果を利用して、効率よく有機EC化合物に電子が注入されるため、従来のEC表示素子と比較して高速応答する。さらに、超微粒子を用いることで表示層として透明な膜を形成することができるため、高い白反射率を得ることが出来る。また、複数種類の有機EC化合物を導電性または半導体性微粒子に担持することもできる。ビオロゲン系化合物などの有機EC化合物は分子構造によって様々な色を発色できる。本発明の表示素子は複数種類の化合物を担持することが容易にできるので、例えば、青色発色化合物と赤色発色化合物を同時に担持することで濃紫色(ほぼ黒色)を発色させることができる。色のバリエーションが増えること、視認性の高い黒色を表示できることといった利点ができる。   Further, as the EC composition in the display element of the present invention, it is particularly desirable to use a structure in which an organic EC compound is supported on conductive or semiconductive fine particles. Specifically, it has a structure in which ultrafine particles having a particle size of about 5 nm to 50 nm are sintered on the electrode surface and an organic EC compound having a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group is adsorbed on the surface of the ultrafine particles. In this structure, electrons are efficiently injected into the organic EC compound by utilizing the large surface effect of the ultrafine particles, so that it responds faster than the conventional EC display element. Furthermore, since a transparent film can be formed as a display layer by using ultrafine particles, a high white reflectance can be obtained. Also, a plurality of types of organic EC compounds can be supported on conductive or semiconductive fine particles. Organic EC compounds such as viologen compounds can produce various colors depending on their molecular structure. Since the display element of the present invention can easily carry a plurality of types of compounds, for example, a dark purple (substantially black) color can be developed by simultaneously carrying a blue color developing compound and a red color developing compound. There are advantages such as an increase in color variations and the ability to display black with high visibility.

導電性または半導体性微粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫などが望ましい。これらの材質は導電性、半導体性の性質を有しており、電極および有機EC化合物との電荷の授受をおこなうことができる。   As the conductive or semiconductive fine particles, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and the like are desirable. These materials have conductivity and semiconducting properties, and can exchange charges with the electrode and the organic EC compound.

有機EC化合物としては、ビオロゲン系化合物、スチリル系化合物、フェノチアジン系化合物などが挙げられるが、還元発色性であること、分子構造によって多くの色を発色できることからビオロゲン系化合物を用いることが望ましい。吸着部位としては、ホスホン酸(ホスホニル基)、カルボン酸(カルボキシル基)、スルホン酸(スルホニル基)、サリチル酸(サリチル基)などの酸性構造がよく、特にホスホン酸構造は強い吸着能を有するのでもっとも有用な構造である。   Examples of the organic EC compound include a viologen compound, a styryl compound, a phenothiazine compound, and the like, but it is desirable to use a viologen compound because it has a reduction coloring property and can develop many colors depending on a molecular structure. Adsorption sites include phosphonic acid (phosphonyl group), carboxylic acid (carboxyl group), sulfonic acid (sulfonyl group), salicylic acid (salicyl group) and other acidic structures, especially phosphonic acid structure has strong adsorption ability. Useful structure.

透明導電基板としてはガラス、あるいはプラスチックフィルムにITO、FTO、ZnOなどの透明導電薄膜をコーティングしたものが望ましい。特にプラスチックフィルムを用いれば軽量でフレキシブルな表示装置を作製することが出来る。   The transparent conductive substrate is preferably a glass or plastic film coated with a transparent conductive thin film such as ITO, FTO, or ZnO. In particular, if a plastic film is used, a lightweight and flexible display device can be manufactured.

対向基板としては、ガラス、あるいはプラスチックフィルムにNESA、ITO、FTO、ZnOなどの透明導電薄膜をコーティングしたもの、亜鉛や白金などの導電性金属膜をコーティングしたものなどを用いる。NESA、ITO、FTO、ZnOなどの透明導電薄膜をコーティングした基板を用いる場合は、酸化錫微粒子やITO微粒子など、比表面積の大きな導電性粒子を形成すると電荷を効率良く授受することができる。   As the counter substrate, a glass or plastic film coated with a transparent conductive thin film such as NESA, ITO, FTO, or ZnO or a conductive metal film such as zinc or platinum is used. When a substrate coated with a transparent conductive thin film such as NESA, ITO, FTO, or ZnO is used, charge can be efficiently transferred by forming conductive particles having a large specific surface area such as tin oxide fine particles and ITO fine particles.

本発明の表示素子を用いて反射型表示装置を作製するには、白色反射部位として、対向基板に白色反射層を形成する。
白色反射層としては、白色顔料粒子を樹脂に分散させ対向基板上に塗布することが最も簡便な作製方法である。白色顔料微粒子としては、一般的な金属酸化物からなる粒子が適用でき、具体的には酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化セシウム、酸化イットリウムなどが挙げられる。
In order to produce a reflective display device using the display element of the present invention, a white reflective layer is formed on the counter substrate as a white reflective portion.
For the white reflective layer, the simplest production method is to disperse white pigment particles in a resin and apply it on a counter substrate. As the white pigment fine particles, particles made of a general metal oxide can be applied, and specific examples include titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, cesium oxide, yttrium oxide and the like.

本発明の表示装置の駆動方法としては、任意の電圧、電流を印加することができればどのような方法を用いても構わない。パッシブ駆動方法を用いれば安価な表示装置を作製することが出来る。また、アクティブ駆動方法を用いれば高精細、かつ高速な表示をおこなうことができる。本発明の反射型表示素子においては、対向基板上にアクティブ駆動素子を設けることで容易にアクティブ駆動ができる。   As a method for driving the display device of the present invention, any method may be used as long as an arbitrary voltage and current can be applied. If a passive driving method is used, an inexpensive display device can be manufactured. Further, if the active driving method is used, high-definition and high-speed display can be performed. In the reflective display element of the present invention, active driving can be easily performed by providing an active driving element on a counter substrate.

以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
[実施例1]
導電性または半導体性微粒子として、一次粒径6nmの酸化チタン微粒子(テイカ株式会社製)を用いた。また、有機EC化合物として、1−Ethyl−1’−(2−phosphonoethyl)−4,4’−bipyridinium dichloride(以下、EC1と略す)を用いた。EC1は公知であり、Solar Energy Materials and Sollar Cells,57,(1999),107-125に記載されている公知の方法で調製できる。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[Example 1]
As conductive or semiconductive fine particles, titanium oxide fine particles (manufactured by Taika Co., Ltd.) having a primary particle size of 6 nm were used. Further, 1-Ethyl-1 ′-(2-phosphoethyl) -4,4′-bipyridinium dichloride (hereinafter abbreviated as EC1) was used as the organic EC compound. EC1 is known and can be prepared by known methods described in Solar Energy Materials and Sollar Cells, 57, (1999), 107-125.

[表示基板の作製]
表示基板は以下のように作製した。酸化錫透明電極膜が全面に付いたガラス基板の一部(面積1cm)に酸化チタン微粒子の15wt%水分散液にポリエチレングリコール#20000を酸化チタン微粒子に対して20wt%加えて酸化チタンペーストを調製した。この酸化チタンペーストをスピンコート法にて厚さ約2μmになるように塗布し、この表示基板を450℃で1時間焼結させた。
EC1を水に溶解させ0.04M溶液を調製し、この水溶液中に表示基板を24時間浸漬させることで酸化チタン微粒子表面にEC1を吸着させた。
[Production of display substrate]
The display substrate was produced as follows. Add 20 wt% of polyethylene glycol # 20000 to a 15 wt% aqueous dispersion of titanium oxide fine particles to a part (area 1 cm 2 ) of a glass substrate with a tin oxide transparent electrode film on the entire surface, and add titanium oxide paste. Prepared. This titanium oxide paste was applied by spin coating so as to have a thickness of about 2 μm, and this display substrate was sintered at 450 ° C. for 1 hour.
EC1 was dissolved in water to prepare a 0.04M solution, and the display substrate was immersed in this aqueous solution for 24 hours to adsorb EC1 on the surface of the titanium oxide fine particles.

[対向基板の作製]
対向基板は、一次粒径30nmの酸化錫粒子(三菱マテリアル株式会社製)の20wt%水分散液を酸化錫透明電極膜が全面に付いたガラス基板にスピンコート法で厚さ約2μmになるように塗布し、450℃で1時間焼結させた。
粒径0.3ミクロンの酸化チタン(テイカ株式会社、JR−301)5gおよびポリエチレン1gをメチルシクロヘキサノン10mlに分散させた。
分散液をスピンコート法で上記対向基板に塗布し、白色反射層を形成した。
[Production of counter substrate]
The counter substrate is formed by applying a 20 wt% aqueous dispersion of tin oxide particles with a primary particle size of 30 nm (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) to a glass substrate with a tin oxide transparent electrode film on the entire surface thereof to a thickness of about 2 μm by spin coating. And sintered at 450 ° C. for 1 hour.
5 g of titanium oxide having a particle size of 0.3 microns (Taika Corporation, JR-301) and 1 g of polyethylene were dispersed in 10 ml of methylcyclohexanone.
The dispersion was applied to the counter substrate by a spin coating method to form a white reflective layer.

[表示素子の作製]
表示基板と対向基板を75μmのスペーサーを介して貼り合わせ、セルを作製した。
過塩素酸クロライドを炭酸プロピレンに0.2M溶解させた溶液に、さらに、粒径3nmの金ナノ粒子を1wt%分散させ電解質を調製した。この電解質をセル内に封入することで表示素子を作製した。
[Production of display element]
The display substrate and the counter substrate were bonded to each other through a 75 μm spacer to produce a cell.
An electrolyte was prepared by further dispersing 1 wt% of gold nanoparticles having a particle diameter of 3 nm in a solution of 0.2 M perchloric acid chloride dissolved in propylene carbonate. A display element was fabricated by enclosing the electrolyte in a cell.

[実施例2]
電圧を印加しない状態で白反射率を測定したところ、約60%と高い値を示した。なお、この測定には、分光測色計を用いて拡散光を照射することでおこなった。
[Example 2]
When the white reflectance was measured without applying a voltage, it showed a high value of about 60%. In addition, this measurement was performed by irradiating diffused light using a spectrocolorimeter.

[実施例3]
表示基板を負極に、対向基板を正極に繋ぎ、3.0Vの電圧を印加したところ、約80msで赤紫色に発色した。また、−1.0Vの電圧を印加すると、300msで赤紫色は消色して再び白色になった。
[Example 3]
When the display substrate was connected to the negative electrode, the counter substrate was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed reddish purple in about 80 ms. When a voltage of -1.0 V was applied, the red purple color disappeared and became white again in 300 ms.

[比較例1]
電解質中に金ナノ粒子を分散させなかった以外は実施例1と同様の表示素子を作製した。実施例3と同様な測定をおこなったところ、発色するために約100msかかり、金ナノ粒子を分散した表示素子のほうが高速応答を示した。 また、消色するために約350msかかり、こちらも金ナノ粒子を分散した表示素子のほうが高速応答を示した。
[Comparative Example 1]
A display element similar to that of Example 1 was produced except that the gold nanoparticles were not dispersed in the electrolyte. When the same measurement as in Example 3 was performed, it took about 100 ms for color development, and the display element in which gold nanoparticles were dispersed showed a faster response. In addition, it took about 350 ms to erase the color, and the display element in which the gold nanoparticles were dispersed showed faster response.

[実施例4]
電解質中に金ナノ粒子の代わりに粒径10nmの酸化亜鉛ナノ粒子を1mol%分散させた以外は実施例1と同様の表示素子を作製した。実施例3と同様な測定をおこなったところ、発色するための時間は約90msであり、分散しない表示素子と比較して高速応答を示した。
[Example 4]
A display element similar to that of Example 1 was produced except that 1 mol% of zinc oxide nanoparticles having a particle size of 10 nm were dispersed in the electrolyte instead of gold nanoparticles. When the same measurement as in Example 3 was performed, the time required for color development was about 90 ms, and a high-speed response was shown compared to a display element that was not dispersed.

[実施例5]
電解質中に金ナノ粒子の代わりにフラーレンを1wt%分散させた以外は実施例1と同様の表示素子を作製した。実施例3と同様な測定をおこなったところ、発色するための時間は約80msであり、分散しない表示素子と比較して高速応答を示した。
[Example 5]
A display element similar to that of Example 1 was produced except that 1 wt% of fullerene was dispersed in the electrolyte instead of gold nanoparticles. When the same measurement as in Example 3 was performed, the time required for color development was about 80 ms, and a high-speed response was shown compared to a display element that was not dispersed.

本発明の表示素子の構成の1例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of a structure of the display element of this invention.

Claims (3)

少なくとも一方が透明導電基板からなる2つの導電基板を互いに導電面側を対峙して間隔をおいて配置し、基板の内側に少なくとも酸化反応または還元反応によって発色および消色するエレクトロクロミック組成物、電解質を含み、さらに前記電解質中に、金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子、カーボンナノ構造体のいずれかであるナノ構造体を添加したことを特徴とする表示素子。 An electrochromic composition and electrolyte in which two conductive substrates at least one of which is made of a transparent conductive substrate are arranged with a space between the conductive surfaces facing each other and are colored and decolored by at least an oxidation reaction or a reduction reaction inside the substrate And a nanostructure which is any one of metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, and carbon nanostructures is added to the electrolyte. エレクトロクロミック組成物が導電性または半導体性微粒子に有機エレクトロクロミック化合物を担持した材料であ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 the electrochromic composition is a material in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles. 請求項1または2に記載の表示素子を用いたことを特徴とする表示装置。 Display device characterized by using a display device according to claim 1 or 2.
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