JP4700386B2 - Display element and manufacturing method thereof - Google Patents

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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素子は金属酸化物の表面積効果により非常に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 a semiconductor particle such as titanium oxide. is doing. It is known that this EC element can be developed and discolored very efficiently due to the surface area effect of the metal oxide 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の作製方法を提供することにある。   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 driven at a low power consumption. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a reflective display element that can generate color with low power consumption.

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、透明導電基板上に、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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層を有するエレクトロクロミック表示素子において、少なくとも透明導電基板上に導電性または半導体性微粒子を含んだ膜を塗布した後、加圧プレス処理する工程を含む作製方法で作成した表示層をエレクトロクロミック表示素子に用いることにより、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 a display layer containing an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles on a transparent conductive substrate. In an electrochromic display element, at least a transparent conductive substrate is coated with a film containing conductive or semiconductive fine particles, and then a display layer created by a manufacturing method including a step of pressing and pressing is used for the electrochromic display element. Thus, it was found that the above problems can be solved.

従来開発されているEC表示素子は、無機EC化合物を蒸着形成した素子、有機EC化合物を電解液中に溶解させた素子、高分子EC化合物を塗布した素子などである。これらのEC表示素子と比較して、有機EC化合物を担持した導電性または半導体性微粒子を含んだ表示層を透明導電基板上に形成したEC表示素子は、少ない電荷量で発色させることができる。これは、大きな比表面積を有する導電性または半導体性微粒子の表面を介して基板電極からの電荷を有機EC化合物に非常に効率良く注入できるからである。この原理からすると、単位面積辺りの導電性または半導体性微粒子の数を増やすことで比表面積をより大きくすれば発色効率(印加電荷量あたりの発色濃度)の向上が期待できる。ここで、単位面積辺りの導電性または半導体性微粒子の数を増やす最も簡便な方法としては、導電性または半導体性微粒子層の厚さを大きくすることである。   Conventionally developed EC display elements include an element in which an inorganic EC compound is formed by vapor deposition, an element in which an organic EC compound is dissolved in an electrolytic solution, and an element in which a polymer EC compound is applied. Compared with these EC display elements, an EC display element in which a display layer containing conductive or semiconductive fine particles carrying an organic EC compound is formed on a transparent conductive substrate can develop color with a small amount of charge. This is because charges from the substrate electrode can be injected into the organic EC compound very efficiently through the surface of conductive or semiconductive fine particles having a large specific surface area. Based on this principle, if the specific surface area is increased by increasing the number of conductive or semiconducting fine particles per unit area, the color development efficiency (color density per applied charge amount) can be expected to be improved. Here, the simplest method for increasing the number of conductive or semiconductive fine particles per unit area is to increase the thickness of the conductive or semiconductive fine particle layer.

しかしながら、導電性または半導体性微粒子層の厚さを15μmより厚くすると、クラックが発生するなど耐久性が著しく悪くなることが分かった。また、導電性または半導体性微粒子層を厚くするほど層の透明性が悪くなるため、白反射率、コントラスト比といった表示性能にも悪影響が出ることが分かった。
そこで、本発明者らが鋭意研究した結果、導電性または半導体性微粒子層を加圧プレス処理し、圧縮することにより、劣化させることなく単位面積辺りの導電性または半導体性微粒子の数を増やすことが可能であることが分かった。
However, it has been found that when the thickness of the conductive or semiconductive fine particle layer is greater than 15 μm, the durability is remarkably deteriorated, for example, cracks are generated. Further, it has been found that the thicker the conductive or semiconductive fine particle layer is, the worse the transparency of the layer is, so that the display performance such as white reflectance and contrast ratio is adversely affected.
Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, the number of conductive or semiconductive fine particles per unit area can be increased without being deteriorated by press-pressing and compressing the conductive or semiconductive fine particle layer. Was found to be possible.

したがって、本発明の表示層作製方法の特徴は、(1)透明導電基板上に、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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層を有するエレクトロクロミック表示素子の表示層作製方法において、該方法が、少なくとも透明導電基板上に導電性または半導体性微粒子を含んだ膜を塗布した後、該膜を加圧プレス処理する工程を含むものであることにある。

Therefore, the display layer manufacturing method of the present invention is characterized by (1) an electrochromic display having a display layer containing an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles on a transparent conductive substrate. in the display layer manufacturing method for the device, the method comprising, after applying the least transparent conductive substrate containing a conductive or semi-conductive fine particles on the membrane, in that those comprising a step of pressure pressing the membrane.

また上記課題は、本発明の(2)、上記加圧プレス処理が200kgf/cm2〜10000kgf/cm2であることを特徴とする前記第(1)項に記載の表示層作製方法、により解決される。   The above-mentioned problem is solved by (2) of the present invention, and the method for producing a display layer according to the above-mentioned item (1), wherein the pressure press treatment is 200 kgf / cm 2 to 10000 kgf / cm 2. .

さらにまた上記課題は、本発明の(3)、前記第(1)項または第(2)項に記載の方法を用いて作製した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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層の膜厚が15μm以下であることを特徴とする表示素子、及び、(4)前記第(1)項若しくは第(2)項記載の表示層の作製方法、または、前記第(3)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, the above-mentioned problem is an electrochromic in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles produced by using the method described in (3), (1) or (2) of the present invention. The display element comprising the composition has a film thickness of 15 μm or less, and (4) the method for producing a display layer according to (1) or (2), or This is solved by a display device using the display element according to the item (3).

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、低消費電力で駆動ができ、さらに低消費電力で発色できる反射型表示素子の作製方法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、前記第(1)、第(2)項記載の本発明によれば、透明導電基板上に、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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層を有するエレクトロクロミック表示素子の表示層作製方法において、少なくとも透明導電基板上に導電性または半導体性微粒子を含んだ膜を塗布した後、膜を加圧プレス処理する工程を含む表示層作製方法を用いることにより、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、高速駆動ができ、さらに低消費電力で駆動する表示素子が提供され、前記第(3)項記載の本発明によれば、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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層の膜厚が15μm以下であることより、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、高速駆動ができ、さらに低消費電力で駆動でき、耐久性に優れた表示素子が提供され、前記第(4)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、高速駆動ができ、さらに低消費電力で駆動できる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 drive at a low voltage, and to drive at a low power consumption. In addition, an extremely excellent effect is provided that a method for manufacturing a reflective display element capable of developing color with low power consumption is provided.
More specifically, according to the present invention described in the above items (1) and (2), an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles on a transparent conductive substrate. In a display layer manufacturing method of an electrochromic display element having a display layer containing, a display including a step of applying a pressure press treatment to a film after coating a film containing conductive or semiconductive fine particles on at least a transparent conductive substrate By using the layer manufacturing method, there is provided a display element capable of displaying a high white reflectance and a high contrast ratio, capable of being driven at a low voltage and a high speed, and driven at a low power consumption. According to the described invention, a display layer comprising an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles Since the film thickness is 15 μm or less, a high white reflectance / high contrast ratio can be displayed, low voltage driving and high speed driving can be performed, and further low power consumption driving can be provided. According to the present invention described in item (4), a reflective display display that can display a high white reflectance and a high contrast ratio, can be driven at a low voltage and a high speed, and can be driven with low power consumption. An extremely excellent effect is provided.

以下に、本発明における表示素子の構成の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。
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。
Hereinafter, an example of a structure of a display element and an example of a manufacturing method in the present invention 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.
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.

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、酸化すずなどを材質とした粒径5nm〜50nm程度の微粒子が望ましい。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。また、粒径5nm〜50nm程度の微粒子は平滑な電極面に対して大きな比表面積をもつことができ、効率良く電荷が授受できる。   The conductive or semiconductive fine particles are preferably fine particles having a particle diameter of about 5 nm to 50 nm made of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide or the like. These materials have conductivity and semiconducting properties, and can exchange charges with the electrode and the organic EC compound. Further, fine particles having a particle diameter of about 5 nm to 50 nm can have a large specific surface area with respect to a smooth electrode surface, and can efficiently transfer charges.

これらの導電性または半導体性微粒子は、水または有機溶媒に分散させてペースト状にし、透明導電基板上に塗布する。このペーストには、必要に応じて界面活性剤、分散剤、増粘剤などを加えてもよい。塗布方法としては、スクリーン印刷法、スピンコート法、スキージ法、ドクターブレード法、スプレー法、インクジェット法などがあり、どれを用いても構わない。一般に厚い膜を形成するためにはスクリーン印刷法、スキージ法などが有用な方法である。   These conductive or semiconductive fine particles are dispersed in water or an organic solvent to form a paste, which is applied onto a transparent conductive substrate. A surfactant, a dispersant, a thickener and the like may be added to the paste as necessary. As the coating method, there are a screen printing method, a spin coating method, a squeegee method, a doctor blade method, a spray method, an ink jet method, and the like, and any of them may be used. In general, a screen printing method, a squeegee method, or the like is useful for forming a thick film.

導電性または半導体性微粒子ペーストを塗布、乾燥した後、プレス処理をおこなう。プレス処理をおこなうにはホットプレス装置を用いることが最も簡便である。加える圧力値は200kgf/cmから10000fkg/cmの範囲が好ましい。200kgf/cmより小さいと効果が少なく、10000fkg/cmより大きいと加圧プレス処理により表示層を破損してしまう恐れがある。1000kgf/cm程度の圧力を加えることで、導電性または半導体性微粒子層の膜厚は1/2程度に圧縮される。 A conductive or semiconductive fine particle paste is applied, dried, and then pressed. In order to perform the pressing process, it is most convenient to use a hot press apparatus. The pressure value to be applied is preferably in the range of 200 kgf / cm 2 to 10,000 fkg / cm 2 . If it is smaller than 200 kgf / cm 2 , the effect is small, and if it is larger than 10000 fkg / cm 2, the display layer may be damaged by pressure press treatment. By applying a pressure of about 1000 kgf / cm 2, the film thickness of the conductive or semiconductive fine particle layer is compressed to about ½.

加圧プレス処理は加熱をしながらおこなってもよい。加熱により、さらに効率良く導電性または半導体性微粒子層を加圧圧縮することができる。加熱温度は100℃から300℃程度が好ましい。ただし、透明導電基板としてプラスチック基板を用いた場合は、基板に支障を与えない程度の加熱温度にする必要がある。   The pressure press treatment may be performed while heating. By heating, the conductive or semiconductive fine particle layer can be pressurized and compressed more efficiently. The heating temperature is preferably about 100 to 300 ° C. However, when a plastic substrate is used as the transparent conductive substrate, it is necessary to set the heating temperature so as not to hinder the substrate.

加圧プレス処理した後で導電性または半導体性微粒子層を加熱焼結する工程をおこなうことができる。導電性または半導体性微粒子層を利用したEC表示素子は、導電性または半導体性微粒子を加熱焼結することにより電荷が効率よく伝導する。本発明の表示層の作製方法では、加圧プレス処理の工程において加熱焼結に近い効果が得られるが、さらに加熱焼結することで、電荷伝導度が向上し、さらに良い発色効率を得ることが出来る。   The step of heat-sintering the conductive or semiconductive fine particle layer can be performed after the pressure press treatment. In an EC display element using a conductive or semiconductive fine particle layer, charges are efficiently conducted by heating and sintering conductive or semiconductive fine particles. In the method for producing a display layer according to the present invention, an effect close to heat sintering can be obtained in the step of pressure press treatment. However, by further heat sintering, charge conductivity can be improved and better color development efficiency can be obtained. I can do it.

導電性または半導体性微粒子層を加圧プレス処理し、圧縮した後、再び導電性または半導体性微粒子ペーストを塗布し、加圧プレス処理する工程を含んでも構わない。前述のように単位面積あたりの導電性または半導体性微粒子の数を増やすほど発色効率は向上する。しかしながら、一度に大きな膜厚で導電性または半導体性微粒子層を塗布すると、均一性に問題が生じたり、加圧プレス処理時などに破損したりしてしまうことが考えられる。従って、適度な膜厚で導電性または半導体性微粒子層を塗布および加圧した後、再び、重ねて塗布および加圧することをおこなえばよい。重ね塗りは特に何回おこなっても構わない。   The conductive or semiconductive fine particle layer may be subjected to pressure press treatment and compressed, and then a step of applying the conductive or semiconductive fine particle paste again and pressurizing and pressing may be included. As described above, the coloring efficiency increases as the number of conductive or semiconductive fine particles per unit area is increased. However, applying a conductive or semiconductive fine particle layer with a large film thickness at one time may cause problems in uniformity or damage during pressure pressing. Therefore, after applying and pressurizing the conductive or semiconductive fine particle layer with an appropriate film thickness, it is only necessary to apply and press again. The overcoating can be performed any number of times.

加圧プレス処理後の導電性または半導体性微粒子層の膜厚は15μm以下であることが望ましい。前述のようにこれより大きい膜厚ではクラックや膜剥がれなどによる劣化の確率が大きくなる。   The film thickness of the conductive or semiconducting fine particle layer after the pressure pressing is desirably 15 μm or less. As described above, when the film thickness is larger than this, the probability of deterioration due to cracks or film peeling increases.

本発明の表示素子で用いる有機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。また、微粒子表面に担持するために吸着部位を有する必要がある。吸着部位としては、ホスホン酸、カルボン酸、スルホン酸、サリチル酸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 used in the display device of the present invention include a viologen compound, a styryl compound, a phenothiazine compound, and the like. It is desirable to use Moreover, in order to carry | support on the microparticle surface, it is necessary to have an adsorption site. As the adsorption site, an acidic structure such as phosphonic acid, carboxylic acid, sulfonic acid, and salicylic acid is good. In particular, the phosphonic acid structure is the most useful structure because of its strong adsorption ability.

有機EC化合物を担持するには、有機EC化合物を水、アルコール、あるいは有機溶媒に溶解させ、この溶液に導電性または半導体性微粒子層を有する透明導電基板を浸漬する方法が最も簡便である。溶液の濃度は0.01mol/lから1mol/l程度が好ましい。浸漬時間は10分から50時間程度が好ましく、より好ましくは1時間から24時間程度である。   The simplest method for supporting the organic EC compound is to dissolve the organic EC compound in water, alcohol, or an organic solvent and immerse the transparent conductive substrate having a conductive or semiconductive fine particle layer in this solution. The concentration of the solution is preferably about 0.01 mol / l to 1 mol / l. The immersion time is preferably about 10 minutes to 50 hours, more preferably about 1 hour to 24 hours.

本発明の表示素子は、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。   The display element of the present invention can also carry a plurality of types of organic EC compounds 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.

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、導電性または半導体性微粒子層を有した透明導電基板とスペーサー部材を介して対向基板を配置し、両基板の間に電解質を封入する。また、白色反射部位として、対向基板に白色反射層を形成する、または、電解質中に白色顔料微粒子を分散させる。   In order to fabricate a reflective display device using the display element of the present invention, a transparent conductive substrate having a conductive or semiconductive fine particle layer and a counter substrate are disposed via a spacer member, and an electrolyte is placed between the two substrates. Encapsulate. Further, as the white reflection part, a white reflection layer is formed on the counter substrate, or white pigment fine particles are dispersed in the electrolyte.

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。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 ITO, FTO or ZnO or a conductive metal film such as zinc or platinum is used. In the case of using a substrate coated with a transparent conductive thin film such as ITO, FTO, or ZnO, electric charges can be efficiently transferred by forming conductive particles having a large specific surface area such as tin oxide fine particles and ITO fine particles.

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リチウム塩をアセトニトリル、炭酸プロピレンなどの有機溶媒に溶解させた溶液系、パーフルオロスルフォン酸系高分子膜などの固体系などがある。溶液系はイオン伝導度が高いという利点がある。固体系は劣化がなく高耐久性の素子を作製することに適している。   Examples of the electrolyte include a solution system in which a lithium salt such as lithium perchlorate and lithium borofluoride is dissolved in an organic solvent such as acetonitrile and propylene carbonate, and a solid system such as a perfluorosulfonic acid polymer film. Solution systems have the advantage of high ionic conductivity. The solid system is suitable for producing a highly durable element without deterioration.

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。また、電解液中に白色顔料粒子を分散する場合は、あらかじめ電解液に白色顔料粒子を分散しておいてから、表示素子中に注入すればよい。この場合、白色顔料粒子を固定するための樹脂は必要ないため素子内のイオン伝導度がよく、低電圧で素子を駆動できる。   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. Further, when the white pigment particles are dispersed in the electrolytic solution, the white pigment particles are dispersed in advance in the electrolytic solution and then injected into the display element. In this case, since no resin for fixing the white pigment particles is required, the ionic conductivity in the element is good, and the element can be driven at a low voltage.

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は、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 the conductive or semiconductive fine particles, titanium oxide fine particles (manufactured by Teika Co., Ltd.) having a primary particle diameter 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#500000を酸化チタン微粒子に対して30wt%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クリーン印刷法にて厚さ約10μmになるように塗布した。中圧ホットプレス装置(テスター産業株式会社製)を用いて1000kgf/cm、加熱温度300℃の条件で1時間、加圧プレス処理した。加圧プレス処理後の酸化チタン微粒子層の膜厚は約5μmであった。この表示基板を450℃で1時間焼結させた。
[Production of display substrate]
The display substrate was produced as follows. Part of a glass substrate with a tin oxide transparent electrode film on its entire surface (area 1 cm 2 ) is added with 15 wt% aqueous dispersion of titanium oxide fine particles and 30 wt% of polyethylene glycol # 500000 to the titanium oxide fine particles to form a titanium oxide paste. Prepared. This titanium oxide paste was applied to a thickness of about 10 μm by screen printing. Using an intermediate pressure hot press apparatus (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), pressure pressing was performed for 1 hour under the conditions of 1000 kgf / cm 2 and a heating temperature of 300 ° C. The film thickness of the titanium oxide fine particle layer after the pressure press treatment was about 5 μm. The display substrate was sintered at 450 ° C. for 1 hour.

[表示基板の作製]
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]
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時間焼結させることで作製した。
[Production of counter substrate]
The counter substrate has a thickness of about 2 μm by spin coating on a glass substrate with a tin oxide transparent electrode film on the entire surface of a 20 wt% aqueous dispersion of tin oxide particles (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) having a primary particle size of 30 nm. It was produced by applying to sinter and sintering at 450 ° C. for 1 hour.

[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溶解させた溶液に一次粒径300nmの酸化チタン粒子(石原産業株式会社製)を35wt%分散させ電解質溶液を調製し、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. Displayed by dispersing 35 wt% of titanium oxide particles (Ishihara Sangyo Co., Ltd.) with a primary particle size of 300 nm in a solution of 0.2 M perchloric acid chloride dissolved in propylene carbonate to prepare an electrolyte solution and sealing it in a cell. An element was produced.

[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50ms印加したところ、表示電極の微粒子層のある部分のみが赤紫色に発色した。この色はEC1が発色したことに起因する。−1.0Vの電圧を50ms印加すると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 for 50 ms, only the portion having the fine particle layer of the display electrode was colored reddish purple. This color is due to the development of EC1. When a voltage of −1.0 V was applied for 50 ms, the reddish purple color disappeared and became white again.

[実施例4]
実施例3の発色反応において印加電荷量および波長550nmにおける反射率の変化を測定したところ、反射率3%程度(コントラスト比20)になるために必要な印加電荷量は2mCであった。
[Example 4]
When the amount of applied charge and the change in reflectance at a wavelength of 550 nm were measured in the color development reaction of Example 3, the amount of applied charge necessary to obtain a reflectance of about 3% (contrast ratio 20) was 2 mC.

[比較例1]
表示基板上に酸化チタンペーストを膜厚約5μmで塗布し、加圧プレス処理をおこなわ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4と同様な測定をおこなったところ、反射率3%程度(コントラスト比20)になるために必要な印加電荷量は3.4mCであり、加圧プレス処理した場合と比較して必要電荷量が大きかった。
[Comparative Example 1]
A display element similar to that of Example 1 was produced except that a titanium oxide paste was applied to a thickness of about 5 μm on the display substrate and no pressure press treatment was performed. When the same measurement as in Example 4 was performed, the amount of applied charge necessary to achieve a reflectance of about 3% (contrast ratio 20) was 3.4 mC, which is a necessary charge as compared with the case where the pressing process was performed. The amount was great.

[実施例5]
実施例1と同じ酸化チタンペーストを調製し、表示基板に対して厚さ約10μmになるように塗布した。1000kg/cm2、加熱温度300℃の条件で1時間、加圧した。加圧後の酸化チタン微粒子層の膜厚は約5μmであった。再び酸化チタンペーストを重ね塗りし加圧プレス処理した。加圧プレス処理後の酸化チタン微粒子層の膜厚は約7μmであった。
実施例1と同様の表示素子を作製し、実施例4と同様の評価をした。結果、反射率3%程度(コントラスト比20)になるために必要な印加電荷量は1.6mCであり、実施例1よりさらに少ない電荷量で発色反応が起こった。
[Example 5]
The same titanium oxide paste as in Example 1 was prepared and applied to the display substrate to a thickness of about 10 μm. Pressurization was performed for 1 hour under the conditions of 1000 kg / cm 2 and a heating temperature of 300 ° C. The film thickness of the titanium oxide fine particle layer after pressurization was about 5 μm. The titanium oxide paste was again applied and pressure-pressed. The film thickness of the titanium oxide fine particle layer after the pressure press treatment was about 7 μm.
A display element similar to that in Example 1 was produced and evaluated in the same manner as in Example 4. As a result, the amount of applied charge necessary to obtain a reflectance of about 3% (contrast ratio 20) was 1.6 mC, and the color development reaction occurred with a smaller amount of charge than in Example 1.

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 (4)

透明導電基板上に、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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層を有するエレクトロクロミック表示素子の表示層作製方法において、少なくとも透明導電基板上に導電性または半導体性微粒子を含んだ膜を塗布した後、該膜を加圧プレス処理する工程を含むことを特徴とする表示層作製方法。
In a method for preparing a display layer of an electrochromic display element having a display layer containing an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles on a transparent conductive substrate, at least the conductive layer is conductive on the transparent conductive substrate Alternatively, a method for producing a display layer, comprising: applying a film containing semiconducting fine particles, and then subjecting the film to press-pressing.
上記加圧プレス処理が200kgf/cm2〜10000kgf/cm2であることを特徴とする請求項1に記載の表示層作製方法。   The display layer manufacturing method according to claim 1, wherein the pressure press treatment is 200 kgf / cm 2 to 10,000 kgf / cm 2. 請求項1または2のいずれかに記載の方法を用いて作製した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エレクトロクロミック組成物を含んだ表示層の膜厚が15μm以下であることを特徴とする表示素子。   The film thickness of the display layer containing an electrochromic composition in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles produced by using the method according to claim 1 or 2 is 15 μm or less. A characteristic display element. 請求項1もしくは2のいずれかに記載の表示層の作製方法、または、請求項3に記載の表示素子を用いたことを特徴とする表示装置。
A display device using the method for manufacturing a display layer according to claim 1 or the display element according to claim 3.
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