JP5617597B2 - Electrochromic compound, electrochromic composition, and display element - Google Patents

Electrochromic compound, electrochromic composition, and display element Download PDF

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Description

本発明は、発色時にシアン発色を呈するエレクトロクロミック化合物、エレクトロクロミック組成物、およびエレクトロクロミック化合物またはエレクトロクロミック組成物を用いた表示素子に関する。   The present invention relates to an electrochromic compound, an electrochromic composition, and an electrochromic compound or an electrochromic composition that exhibit cyan coloration during color development.

近年、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行われている。
電子ペーパーは、表示装置が紙のように用いられるところに特徴があるため、CRTや液晶ディスプレイといった従来の表示装置とは異なった特性が要求される。例えば、反射型表示装置であり、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、低電圧でも駆動できること、薄くて軽いこと、安価であること、などの特性が要求される。このうち特に、表示の品質に関わる特性として、紙と同等な白反射率・コントラスト比、さらにカラー表示についての要求度が高い。
In recent years, electronic paper has been actively developed as an electronic medium replacing paper.
Since electronic paper is characterized in that the display device is used like paper, characteristics different from those of a conventional display device such as a CRT or a liquid crystal display are required. For example, it is a reflection type display device, has a high white reflectance and a high contrast ratio, can display a high definition, has a memory effect in display, can be driven even at a low voltage, is thin and light, and is inexpensive It is necessary to have characteristics such as Of these, the white reflectance / contrast ratio equivalent to that of paper and the demand for color display are particularly high as characteristics relating to display quality.

これまで、電子ペーパー用途の表示装置として、例えば、反射型液晶を用いる方式、電気泳動を用いる方式、トナー泳動を用いる方式、などが提案されている。しかしながら、上記のいずれの方式も白反射率・コントラスト比を確保しながら多色表示を行うことは大変困難である。一般に、多色カラー表示を行うためには、カラーフィルタを設けるが、カラーフィルタを設けると、カラーフィルタ自身が光を吸収し、反射率が低下する。さらに、カラーフィルタは、一画素をレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)に3分割するため、表示装置の反射率が低下し、それに伴ってコントラスト比が低下する。白反射率・コントラスト比が大幅に低下した場合は、視認性が非常に悪くなり、電子ペーパーとして用いることが困難である。   Until now, as a display device for electronic paper, for example, a method using a reflective liquid crystal, a method using electrophoresis, a method using toner migration, and the like have been proposed. However, it is very difficult for any of the above methods to perform multicolor display while ensuring white reflectance / contrast ratio. In general, in order to perform multicolor display, a color filter is provided. However, if a color filter is provided, the color filter itself absorbs light, and the reflectance decreases. Furthermore, since the color filter divides one pixel into red (R), green (G), and blue (B), the reflectance of the display device is lowered, and the contrast ratio is lowered accordingly. When the white reflectance / contrast ratio is significantly reduced, the visibility is very poor and it is difficult to use as electronic paper.

特許文献1、2に、電気泳動素子にカラーフィルタを形成した反射型カラー表示媒体が提案されている。しかし、特許文献1、2に記載の反射型カラー表示媒体は低い白反射率、低いコントラスト比であることから、このような表示媒体にカラーフィルタを形成しても良好な画質が得られないことは明白である。
また、特許文献3、4では、複数の色にそれぞれ着色された粒子を動かすことによってカラー化を行う電気泳動素子が提案されている。しかしながら、これらの方法を用いても多色カラー表示を行うには、原理的に一画素を3分割する必要があることから分割課題の解決にはならず、高い白反射率と高いコントラスト比を同時に満たすことはできない。
Patent Documents 1 and 2 propose a reflective color display medium in which a color filter is formed on an electrophoretic element. However, since the reflective color display media described in Patent Documents 1 and 2 have a low white reflectance and a low contrast ratio, good image quality cannot be obtained even if a color filter is formed on such a display medium. Is obvious.
Patent Documents 3 and 4 propose an electrophoretic element that performs colorization by moving particles colored in a plurality of colors. However, even if these methods are used, in order to perform multicolor display, it is necessary in principle to divide one pixel into three, so that the division problem is not solved, and a high white reflectance and a high contrast ratio are achieved. It cannot be satisfied at the same time.

一方、上記のようなカラーフィルタを設けず、反射型の表示装置を実現するための有望な技術として、エレクトロクロミック現象を用いる方式がある。
電圧を印加することで、その極性に応じて可逆的に酸化・還元反応が起こり、追随して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。このエレクトロクロミズム現象を引き起こすエレクトロクロミック化合物の発色または消色(略、発消色)を利用した表示装置が、エレクトロクロミック表示装置である。このエレクトロクロミック表示装置については、反射型の表示装置であること、メモリ効果があること、低電圧で駆動できることから、電子ペーパー用途の表示装置技術の有力な候補として、材料開発からデバイス設計に至るまで、幅広く研究開発が行われている。
On the other hand, as a promising technique for realizing a reflective display device without providing the color filter as described above, there is a method using an electrochromic phenomenon.
Electrochromism is a phenomenon in which when a voltage is applied, an oxidation / reduction reaction occurs reversibly in accordance with the polarity, and the color changes reversibly following. An electrochromic display device is a display device that utilizes the coloring or decoloring (substantially, color erasing) of an electrochromic compound that causes this electrochromic phenomenon. Since this electrochromic display device is a reflective display device, has a memory effect, and can be driven at a low voltage, it is a leading candidate for display device technology for electronic paper use, from material development to device design. R & D has been conducted extensively.

ただし、エレクトロクロミック表示装置には、酸化・還元反応を利用して発消色を行う原理ゆえに、発消色の応答速度が遅いという欠点がある。例えば、特許文献5に、エレクトロクロミック化合物を電極近傍に固定させることによって発消色の応答速度の改善を図った例が記載されている。特許文献5の記載によれば、従来数10秒程度だった発消色に要する時間は、無色から青色への発色時間、青色から無色への消色時間は、共に1秒程度まで向上している。ただし、これで十分というわけではなく、エレクトロクロミック表示装置の研究開発に際しては、さらなる発消色の応答速度の向上が必要である。   However, the electrochromic display device has a drawback in that the response speed of color development / decoloration is slow because of the principle of performing color development / decoloration utilizing oxidation / reduction reactions. For example, Patent Document 5 describes an example in which an electrochromic compound is fixed in the vicinity of an electrode to improve the response speed of color development and decoloration. According to the description of Patent Document 5, the time required for color development and decoloration, which has been about several tens of seconds, has been improved to about 1 second for both the color development time from colorless to blue and the color elimination time from blue to colorless. Yes. However, this is not sufficient, and in the research and development of electrochromic display devices, it is necessary to further improve the response speed of color development and decoloration.

エレクトロクロミック表示装置は、表示材料に用いるエレクトロクロミック化合物の構造によって様々な色を発色することができるため、多色カラー表示装置として期待されている。特に、エレクトロクロミック化合物は、無色状態とカラー発色状態への変化が可逆的に起こるため、異なる色の発色が可能なエレクトロクロミック化合物を用いて積層構成することにより多色表示を実現することができる。エレクトロクロミック化合物を用いた積層構成によるカラー表示では、従来技術のように一画素をレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)に3分割する必要がないため、表示装置の反射率、コントラスト比が低下しないという長所もある。   An electrochromic display device is expected as a multicolor display device because various colors can be developed depending on the structure of an electrochromic compound used as a display material. In particular, since an electrochromic compound reversibly changes between a colorless state and a color coloring state, a multicolor display can be realized by stacking the electrochromic compounds capable of coloring different colors. . In color display with a laminated structure using an electrochromic compound, it is not necessary to divide one pixel into red (R), green (G), and blue (B) as in the prior art. There is also an advantage that the contrast ratio does not decrease.

エレクトロクロミック表示方式を利用した多色表示装置として、いくつか公表されている例がある。例えば、特許文献6では、複数種のエレクトロクロミック化合物の微粒子を積層したエレクトロクロミック化合物を用いた多色表示装置が提案されており、発色を示す印加電圧が異なる複数の機能性官能基を有する高分子化合物からなるエレクトロクロミック化合物を複数積層し、多色表示エレクトロクロミック化合物とした多色表示装置の例が記載されている。
また、特許文献7では、電極上に多層にエレクトロクロミック層を形成し、その発色に必要な電圧値や電流値の差を利用して多色を発色させる表示装置が提案されており、異なる色を発色し、かつ、発色する閾値電圧及び発色に必要な必要電荷量が異なる複数のエレクトロクロミック化合物を、積層又は混合して形成した表示層を有する多色表示装置の例が記載されている。
また、特許文献8では、一対の電極構造体を構成する一方の上にピリジン化合物が吸着されている多孔質電極を有するエレクトロクロミック装置が提案されており、一対の透明電極の間にエレクトロクロミック層(ピリジン化合物)および電解質を挟持した構造単位を複数積層してなる多色表示装置の例が記載されている。
There are some published examples of multicolor display devices using the electrochromic display method. For example, Patent Document 6 proposes a multicolor display device using an electrochromic compound in which fine particles of a plurality of types of electrochromic compounds are stacked, and has a high functionality having a plurality of functional functional groups with different applied voltages that exhibit color development. An example of a multicolor display device in which a plurality of electrochromic compounds made of molecular compounds are stacked to form a multicolor display electrochromic compound is described.
Further, Patent Document 7 proposes a display device in which electrochromic layers are formed in multiple layers on an electrode, and a multicolor color is developed using a difference in voltage value or current value necessary for the color development. An example of a multi-color display device having a display layer formed by laminating or mixing a plurality of electrochromic compounds having different color threshold voltages and different charge amounts necessary for color development is described.
Patent Document 8 proposes an electrochromic device having a porous electrode in which a pyridine compound is adsorbed on one of the pair of electrode structures, and the electrochromic layer is interposed between the pair of transparent electrodes. An example of a multicolor display device in which a plurality of structural units sandwiching (pyridine compound) and an electrolyte is laminated is described.

しかし、前記特許文献5、6、7に例示されているビオロゲン系有機エレクトロクロミック化合物は、青色や緑色を発色するものであり、フルカラー化に必要なイエロー、マゼンタ、シアンの3原色を発色するものではない。3原色を発色するには、発色時のシャープな光吸収が必要であり、特にシアン発色は長波長領域にシャープな吸収を持たなければならず、シアン発色が可能で、かつ安定に発色または消色(発消色)可能なエレクトロクロミック化合物はこれまで得られていなかった。特許文献8においても、シアン発色をするエレクトロクロミック化合物が検討されているが、色純度を満足するものではなかった。   However, the viologen-based organic electrochromic compounds exemplified in Patent Documents 5, 6, and 7 are those that develop blue and green colors, and those that produce the three primary colors yellow, magenta, and cyan necessary for full colorization. is not. In order to develop the three primary colors, sharp light absorption at the time of color development is required. In particular, cyan color development must have sharp absorption in the long wavelength region, cyan color development is possible, and color development or disappearance is stable. Until now, no electrochromic compound capable of color (decoloration) has been obtained. Also in Patent Document 8, an electrochromic compound that develops cyan is studied, but the color purity is not satisfied.

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、発色時にシャープな光吸収スペクトル特性を示し、シアン系に発色を呈するエレクトロクロミック化合物、エレクトロクロミック化合物が導電性または半導体性ナノ構造体に結合または吸着されてなるエレクトロクロミック組成物、およびエレクトロクロミック化合物またはエレクトロクロミック組成物を用いた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 problems in the prior art, and shows an electrochromic compound that exhibits sharp light absorption spectrum characteristics during color development and exhibits color development in a cyan system, and the electrochromic compound is conductive or semiconducting nano It is an object of the present invention to provide an electrochromic composition bonded or adsorbed to a structure, and a display element using an electrochromic compound or an electrochromic composition.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下の〔1〕〜〔〕に記載する発明によって上記課
題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the inventions described in the following [1] to [ 4 ], and have reached the present invention. Hereinafter, the present invention will be specifically described.

〔1〕:上記課題は、下記一般式(A)で表されることを特徴とするエレクトロクロミ
ック化合物により解決される。
[1]: The above problem is solved by an electrochromic compound represented by the following general formula (A) .

[式中、RおよびRはそれぞれ独立にアルキル基を表す。]
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group. ]

〕:上記課題は、〔1〕に記載のエレクトロクロミック化合物が導電性または半導体性ナノ構造体に結合または吸着されてなることを特徴とするエレクトロクロミック組成物により解決される。
[ 2 ]: The above problem is solved by an electrochromic composition characterized in that the electrochromic compound according to [1] is bonded or adsorbed to a conductive or semiconducting nanostructure.

〕:上記課題は、表示電極と、該表示電極に対して間隔をおいて対向設置された対向電極と、前記両電極間に配置された電解質とを備え、前記表示電極の対向電極側の表面に、〔1〕に記載のエレクトロクロミック化合物を含む表示層を有することを特徴とする表示素子により解決される。
[ 3 ]: The above-described problem includes a display electrode, a counter electrode disposed opposite to the display electrode at an interval, and an electrolyte disposed between the two electrodes, the counter electrode side of the display electrode This is solved by a display element comprising a display layer containing the electrochromic compound according to [1] on the surface of the display.

〕:上記〔〕に記載の表示素子において、前記表示層が、〔〕に記載のエレク
トロクロミック組成物であることを特徴とする。
[ 4 ]: In the display element described in [ 3 ] above, the display layer is the electrochromic composition described in [ 2 ].

本発明によれば、発色時にシャープな光吸収スペクトル特性を示し、シアン系発色を呈するエレクトロクロミック化合物あるいはエレクトロクロミック組成物を得ることができる。また、本発明のエレクトロクロミック化合物またはエレクトロクロミック組成物を用いることにより、イエロー、マゼンタを発色するエレクトロクロミック化合物と組み合せてフルカラー表示が可能な表示素子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an electrochromic compound or an electrochromic composition that exhibits sharp light absorption spectral characteristics during color development and exhibits cyan color development. Further, by using the electrochromic compound or the electrochromic composition of the present invention, a display element capable of full color display can be provided in combination with an electrochromic compound that develops yellow and magenta.

本発明のエレクトロクロミック化合物を用いた一般的な表示素子の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the general display element using the electrochromic compound of this invention. 本発明のエレクトロクロミック組成物を用いた一般的な表示素子の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the general display element using the electrochromic composition of this invention. 実施例4において作製したエレクトロクロミック表示素子の発色時の光吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the light absorption spectrum at the time of color development of the electrochromic display element produced in Example 4. FIG. 比較例1、2において作製したエレクトロクロミック表示素子の発色時の光吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the light absorption spectrum at the time of color development of the electrochromic display element produced in the comparative examples 1 and 2. FIG.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討をおこなった結果、下記一般式(I)で表される構造のエレクトロクロミック化合物であれば、上記課題を解決しうることを見出した。すなわち、一般式(I)で表されるエレクトロクロミック化合物は、発色時にシャープな光吸収スペクトル特性を示し、シアン系発色を呈するものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved if the electrochromic compound has a structure represented by the following general formula (I). That is, the electrochromic compound represented by the general formula (I) exhibits sharp light absorption spectrum characteristics during color development and exhibits cyan color development.

[式中、RおよびRはそれぞれ独立にアルキル基を表し、X、X、X、X、X、X、X、Xは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミド基、アミノカルボニル基、スルホン酸基、スルホニル基、スルホンアミド基、アミノスルホニル基、アミノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、および複素環基から選択される一価の基を示し、これら一価の基は置換基を有していてもよい。L、Lはそれぞれ独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、およびアリール基から選択される一価の基を示し、これら一価の基は置換基を有していてもよい。A、Bはそれぞれ1価のアニオンを表す。] [Wherein, R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group, and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 are each independently a hydrogen atom or a halogen atom] Hydroxyl group, nitro group, cyano group, carboxyl group, carbonyl group, amide group, aminocarbonyl group, sulfonic acid group, sulfonyl group, sulfonamide group, aminosulfonyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, A monovalent group selected from an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, and a heterocyclic group is shown, and these monovalent groups may have a substituent. L 1 and L 2 each independently represent a monovalent group selected from an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group, and these monovalent groups may have a substituent. A and B each represents a monovalent anion. ]

ここで、前記カルボニル基としては、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基等が、前記アミノカルボニル基としては、モノアルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、モノアリールアミノカルボニル基、ジアリールアミノカルボニル基等が、前記スルホニル基としては、アルコキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基等が、前記アミノスルホニル基としては、モノアルキルアミノスルホニル基、ジアルキルアミノスルホニル基、モノアリールアミノスルホニル基、ジアリールアミノスルホニル基等が、前記アミノ基としては、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基等が、それぞれ挙げられ、これら一価の基は置換基を有していてもよい。   Here, the carbonyl group includes an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, and the like, and the aminocarbonyl group includes a monoalkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, and a monoarylaminocarbonyl group. Group, diarylaminocarbonyl group and the like, as the sulfonyl group, alkoxysulfonyl group, aryloxysulfonyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group and the like, and as the aminosulfonyl group, monoalkylaminosulfonyl group, dialkylaminosulfonyl Group, monoarylaminosulfonyl group, diarylaminosulfonyl group and the like, examples of the amino group include monoalkylamino group, dialkylamino group and the like, These monovalent groups may have a substituent.

すなわち、X、X、X、X、X、X、X、Xの具体例として、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールカルボニル基、アミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノカルボニル基、スルホン酸基、置換基を有していてもよいアルコキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールスルホニル基、スルホンアミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノスルホニル基、アミノ基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよい複素環基などが挙げられる。
、X、X、X、X、X、XおよびXの置換基により、エレクトロクロミック化合物の溶媒に対する溶解性を付与することができるので素子作製プロセスが容易になる。また、発色スペクトル(カラー)の調整が可能になる。一方、これらの基により、耐熱性・耐光性などの安定性が低下しやすいので、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数6以下の置換基がよい。
That is, as specific examples of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, nitro group, cyano group, carboxyl group, substituent An alkoxycarbonyl group which may have a substituent, an aryloxycarbonyl group which may have a substituent, an alkylcarbonyl group which may have a substituent, an arylcarbonyl group which may have a substituent An amide group, an optionally substituted monoalkylaminocarbonyl group, an optionally substituted dialkylaminocarbonyl group, an optionally substituted monoarylaminocarbonyl group, a substituent May have a diarylaminocarbonyl group, a sulfonic acid group, an optionally substituted alkoxysulfonyl group, and may have a substituent A reeloxysulfonyl group, an alkylsulfonyl group which may have a substituent, an arylsulfonyl group which may have a substituent, a sulfonamide group, a monoalkylaminosulfonyl group which may have a substituent, A dialkylaminosulfonyl group which may have a substituent, a monoarylaminosulfonyl group which may have a substituent, a diarylaminosulfonyl group which may have a substituent, an amino group and a substituent. A monoalkylamino group which may have a substituent, a dialkylamino group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, and a substituent. An alkynyl group which may have, an aryl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. An aryloxy group which may have a substituent alkylthio group which may have a substituent arylthio group, and a heterocyclic group which may have a substituent.
Substituents of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 and X 8 can impart solubility to the solvent of the electrochromic compound, thereby facilitating the device manufacturing process. . In addition, the color development spectrum (color) can be adjusted. On the other hand, the stability such as heat resistance and light resistance is likely to be lowered by these groups. Therefore, a hydrogen atom, a halogen atom, or a substituent having 6 or less carbon atoms is preferable.

また、L、Lの具体例として、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基などが挙げられる。
、Lのうち少なくとも一方の基は水酸基に対して直接的または間接的に結合可能な官能基であることが好ましい。このような水酸基に対して直接的または間接的に結合可能な官能基としては、水酸基に対して水素結合、吸着あるいは化学反応により直接的あるいは間接的に結合可能な官能基であればよく、その構造は限定されるものではないが、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。なかでも、導電性または半導体性ナノ構造体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。
Specific examples of L 1 and L 2 include an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, and a substituent. And an aryl group which may have
At least one of L 1 and L 2 is preferably a functional group that can be directly or indirectly bonded to a hydroxyl group. Such a functional group that can be directly or indirectly bonded to a hydroxyl group may be any functional group that can be directly or indirectly bonded to a hydroxyl group by hydrogen bonding, adsorption, or chemical reaction. Although the structure is not limited, preferred examples include phosphonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxyl groups, trichlorosilyl groups, trialkoxysilyl groups, monochlorosilyl groups, monoalkoxysilyl groups, and the like.
The trialkoxysilyl group is preferably a triethoxysilyl group or a trimethoxysilyl group. Of these, trialkoxysilyl groups and phosphonic acid groups, which have a high binding force to conductive or semiconducting nanostructures, are particularly preferred.

また、前記A、Bはそれぞれ1価のアニオンを表し、カチオン部と安定に対を成すものであれば特に限定されるものではないが、Brイオン(Br)、Clイオン(Cl)、ClOイオン(ClO )、PFイオン(PF )、BFイオン(BF )、およびCFSOイオン(CFSO )から選択されるイオンであることが好ましい。 In addition, A and B each represent a monovalent anion and are not particularly limited as long as they are stably paired with a cation moiety, but Br ion (Br ), Cl ion (Cl ), ClO 4 ion (ClO 4 ), PF 6 ion (PF 6 ), BF 4 ion (BF 4 ), and CF 3 SO 3 ion (CF 3 SO 3 ). Is preferred.

なお、本発明のエレクトロクロミック化合物は、前記一般式(I)の構造が対称的となるようなX(X、X、X、X、X、X、X、X)、およびL(L、L)であることが、その合成の容易さ、および安定性向上の面から望ましい。
また、本発明のエレクトロクロミック化合物はシアン系の発色を呈するが、置換基の効果により、イエロー系やマゼンタ系の発色も可能である。
The electrochromic compound of the present invention has an X (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 ) in which the structure of the general formula (I) is symmetrical. ) And L (L 1 , L 2 ) are desirable from the viewpoint of ease of synthesis and improvement of stability.
Moreover, although the electrochromic compound of the present invention exhibits cyan coloration, yellow or magenta coloration is also possible due to the effect of the substituent.

本発明のエレクトロクロミック化合物の具体例を下記構造式(1)〜(10)に示すが、本発明のエレクトロクロミック化合物はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the electrochromic compound of the present invention are shown in the following structural formulas (1) to (10), but the electrochromic compound of the present invention is not limited thereto.

また、本発明に係るエレクトロクロミック組成物は、導電性または半導体性ナノ構造体に本発明のエレクトロクロミック化合物[前記一般式(I)で表されるエレクトロクロミック化合物]が結合または吸着されてなることを特徴とするものである。
本発明のエレクトロクロミック組成物は、エレクトロクロミック表示素子に用いたとき、シアン発色を呈し、さらに画像のメモリ性すなわち発色画像保持特性に優れたものとなる。なお、導電性または半導体性ナノ構造体とは、ナノ粒子もしくはナノポーラス構造体等、ナノスケールの凹凸を有する構造体である。
Moreover, the electrochromic composition according to the present invention is obtained by bonding or adsorbing the electrochromic compound of the present invention [electrochromic compound represented by the general formula (I)] to a conductive or semiconducting nanostructure. It is characterized by.
When used in an electrochromic display element, the electrochromic composition of the present invention exhibits cyan color development and further has excellent image memory properties, that is, color image retention characteristics. Note that the conductive or semiconducting nanostructure is a structure having nanoscale unevenness such as a nanoparticle or a nanoporous structure.

本発明のエレクトロクロミック化合物が、結合または吸着構造としてスルホン酸基またはリン酸基あるいはカルボキシル基を有するとき、該エレクトロクロミック化合物は容易に前記ナノ構造体と複合化し、発色画像保持性に優れたエレクトロクロミック組成物となる。上記スルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基は化合物中に複数有していてもよい。
また、本発明のエレクトロクロミック化合物は、シラノール結合を介して前記ナノ構造体と結合されるとき、その結合は強固なものとなり、やはり安定なエレクトロクロミック組成物が得られる。ここで言うシラノール結合とは、ケイ素原子および酸素原子を介した化学結合である。また、該エレクトロクロミック組成物は、前記エレクトロクロミック化合物と前記ナノ構造体がシラノール結合を介して結合した構造をしていればよく、特にその結合方法・形態は限定しない。
When the electrochromic compound of the present invention has a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or a carboxyl group as a bond or adsorption structure, the electrochromic compound is easily complexed with the nanostructure and has excellent electrochromic image retention. It becomes a chromic composition. A plurality of the sulfonic acid group, phosphoric acid group and carboxyl group may be present in the compound.
In addition, when the electrochromic compound of the present invention is bonded to the nanostructure through a silanol bond, the bond becomes strong, and a stable electrochromic composition is obtained. The silanol bond here is a chemical bond through a silicon atom and an oxygen atom. Moreover, the electrochromic composition should just have the structure which the said electrochromic compound and the said nanostructure couple | bonded through the silanol bond, and the coupling | bonding method and form in particular are not limited.

前記導電性または半導体性ナノ構造体を構成する材質としては、透明性や導電性の面から金属酸化物が好ましい。このような金属酸化物の例としては、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。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。   The material constituting the conductive or semiconducting nanostructure is preferably a metal oxide in terms of transparency and conductivity. Examples of such metal oxides include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, aluminum oxide (approximately, alumina), zirconium oxide, cerium oxide, silicon oxide (approximately, silica), yttrium oxide, boron oxide, magnesium oxide. , Strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcium oxide, ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, aluminosilicate A metal oxide mainly composed of acid, calcium phosphate, aluminosilicate or the like is used. Moreover, these metal oxides may be used independently and 2 or more types may be mixed and used.

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た多色表示が可能である。とりわけ、酸化チタンが用いられたとき、より発消色の応答速度に優れた多色カラー表示が可能である。   In view of electrical properties such as electrical conductivity and physical properties such as optical properties, it is selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, alumina, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, and tungsten oxide. When one kind or a mixture thereof is used, multicolor display excellent in response speed of color development and decoloration is possible. In particular, when titanium oxide is used, it is possible to display a multicolored color with an excellent response speed of color development and decoloration.

前記金属酸化物の形状としては、平均一次粒子径が30nm以下の金属酸化物微粒子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、発消色の表示コントラスト比に優れた多色カラー表示が可能である。ナノ構造の比表面積は、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 shape of the metal oxide is preferably metal oxide fine particles having an average primary particle diameter of 30 nm or less. As the particle diameter is smaller, the light transmittance with respect to the metal oxide is improved, and a shape having a larger 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 a multicolor display with an excellent display contrast ratio for color development and decoloration is possible. Although the specific surface area of a nanostructure is not specifically limited, For example, it can be 100 m < 2 > / g or more.

次に、本発明に係る表示素子について説明する。
本発明の表示素子は、表示電極と、該表示電極に対して間隔をおいて対向設置された対向電極と、前記両電極間に配置された電解質とを備え、前記表示電極の対向電極側の表面に、前記一般式(I)で表されるエレクトロクロミック化合物を含む表示層を有することを特徴とするものである。
図1に、本発明のエレクトロクロミック化合物を用いた一般的な表示素子の構成例を示す。
図1(a)(b)に示すように、本発明の表示素子10、20は、表示電極1と、該表示電極1に対して間隔をおいて対向して設けられた対向電極2と、両電極(表示電極1と対向電極2)間に配置された電解質3とを備え、該表示電極1の対向電極2側の表面に、少なくとも本発明に記載のエレクトロクロミック化合物(有機エレクトロクロミック化合物)4aを含む表示層4を有する。
図1(b)の表示素子において、表示層4は、本発明のエレクトロクロミック化合物を用いて表示電極1の対向電極2側の表面に形成される。その形成方法は、浸漬、ディッピング法、蒸着法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などどのような方法を用いても構わない。
また、図1(a)のように電解質を溶媒に溶解した溶液構成とし、さらに前記溶液中にエレクトロクロミック化合物を溶解させることも可能である。この場合、エレクトロクロミック化合物は表示電極1表面でのみ酸化還元反応により発消色する。
なお、図1(c)の模式図に示すように、本発明のエレクトロクロミック化合物4aが、分子構造中に水酸基に対して直接的または間接的に結合可能な官能基(吸着基)4aを有している場合は表示電極1に該吸着基が吸着して、表示層4が形成される。図1(c)において符号4aは酸化還元発色部、4aはスペーサ部(分子主骨格部)を示す。
Next, the display element according to the present invention will be described.
The display element of the present invention includes a display electrode, a counter electrode disposed opposite to the display electrode at an interval, and an electrolyte disposed between the two electrodes. It has the display layer containing the electrochromic compound represented by the said general formula (I) on the surface.
FIG. 1 shows a configuration example of a general display element using the electrochromic compound of the present invention.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the display elements 10 and 20 of the present invention include a display electrode 1, a counter electrode 2 provided to face the display electrode 1 with a space therebetween, An electrolyte 3 disposed between both electrodes (the display electrode 1 and the counter electrode 2), and at least the electrochromic compound (organic electrochromic compound) according to the present invention on the surface of the display electrode 1 on the counter electrode 2 side. It has the display layer 4 containing 4a.
In the display element of FIG. 1B, the display layer 4 is formed on the surface of the display electrode 1 on the counter electrode 2 side using the electrochromic compound of the present invention. As the formation method, any method such as dipping, dipping method, vapor deposition method, spin coating method, printing method, and ink jet method may be used.
Moreover, it is also possible to make it the solution structure which melt | dissolved electrolyte in the solvent like Fig.1 (a), and also to dissolve an electrochromic compound in the said solution. In this case, the electrochromic compound is colored by the redox reaction only on the surface of the display electrode 1.
As shown in the schematic diagram of FIG. 1 (c), the electrochromic compound 4a of the present invention has a functional group (adsorptive group) 4a 1 that can be directly or indirectly bonded to a hydroxyl group in the molecular structure. If it is present, the adsorptive group is adsorbed on the display electrode 1 to form the display layer 4. Reference numeral 4a 3 redox coloring portion in FIG. 1 (c), 4a 2 represents a spacer unit (molecular main skeleton).

また、前記一般式(I)で表されるエレクトロクロミック化合物を含む表示層を前記エレクトロクロミック組成物とすることができる。図2に、本発明のエレクトロクロミック組成物を用いた一般的な表示素子の構成例を示す。
図2に示すように、本発明の表示素子30は、表示電極1と、該表示電極1に対して間隔をおいて対向して設けた対向電極2と、両電極(表示電極1と対向電極2)間に配置された電解質3とを備え、該表示電極1の対向電極2側の表面に、少なくとも本発明のエレクトロクロミック組成物5aを含む表示層5を有する。また、対向電極2の表示電極1側に、白色粒子からなる白色反射層6を有する。
Moreover, the display layer containing the electrochromic compound represented by the said general formula (I) can be made into the said electrochromic composition. In FIG. 2, the structural example of the general display element using the electrochromic composition of this invention is shown.
As shown in FIG. 2, the display element 30 of the present invention includes a display electrode 1, a counter electrode 2 provided to face the display electrode 1 at an interval, and both electrodes (the display electrode 1 and the counter electrode). 2) an electrolyte 3 disposed between them, and a display layer 5 containing at least the electrochromic composition 5a of the present invention on the surface of the display electrode 1 on the counter electrode 2 side. The counter electrode 2 has a white reflective layer 6 made of white particles on the display electrode 1 side.

図2の表示素子において、表示層5は、本発明のエレクトロクロミック組成物を用いて表示電極1の対向電極2側の表面に形成される。その形成方法は、浸漬、ディッピング法、蒸着法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等、どのような方法を用いても構わない。
本発明のエレクトロクロミック組成物中のエレクトロクロミック化合物は、図1(c)に示すように、分子構造中に水酸基に対して直接的または間接的に結合可能な官能基(吸着基)いわゆる、結合基を有しているものを用いることができるので、前記結合基が導電性または半導体性ナノ構造体に結合してエレクトロクロミック組成物を構成することができる。そして、該エレクトロクロミック組成物が表示電極1上に層状に設けられて、表示層5が形成される。
In the display element of FIG. 2, the display layer 5 is formed on the surface of the display electrode 1 on the counter electrode 2 side using the electrochromic composition of the present invention. As the formation method, any method such as dipping, dipping method, vapor deposition method, spin coating method, printing method, ink jet method or the like may be used.
As shown in FIG. 1 (c), the electrochromic compound in the electrochromic composition of the present invention has a functional group (adsorbing group) that can be directly or indirectly bonded to a hydroxyl group in the molecular structure, so-called bond. Since what has group can be used, the said coupling group can couple | bond with electroconductive or semiconducting nanostructure, and can comprise an electrochromic composition. Then, the electrochromic composition is provided in layers on the display electrode 1 to form the display layer 5.

以下、本発明の実施の形態に係るエレクトロクロミック表示素子10、20、30に用いられる構成材料について説明する。
表示電極1を構成する材料としては、透明導電基板を用いることが望ましい。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透明導電薄膜をコーティングしたものが望ましい。透明導電薄膜材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、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、発色させる色の視認性をより高めることができる。
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(略称:ITO)、フッ素をドープした酸化スズ(略称:FTO)、アンチモンをドープした酸化スズ(略称:ATO)等の無機材料を用いることができるが、特に、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)または亜鉛酸化物(以下、Zn酸化物という)の何れか1つを含む無機材料であることが好ましい。In酸化物、Sn酸化物および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。
表示電極1を設ける表示基板(符号は不表示)を構成する材料としては、ガラスあるいはプラスチック等が挙げられる。表示基板として、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素子を作製することができる。
Hereinafter, constituent materials used for the electrochromic display elements 10, 20, and 30 according to the embodiment of the present invention will be described.
As a material constituting the display electrode 1, it is desirable to use a transparent conductive substrate. The transparent conductive substrate is preferably glass or a plastic film coated with a transparent conductive thin film. The transparent conductive thin film material is not particularly limited as long as it is a conductive material, but a transparent conductive material that is transparent and excellent in conductivity is used because it is necessary to ensure light transmission. . Thereby, the visibility of the color to develop can be improved more.
As the transparent conductive material, it is possible to use an inorganic material such as tin-doped indium oxide (abbreviation: ITO), fluorine-doped tin oxide (abbreviation: FTO), or antimony-doped tin oxide (abbreviation: ATO). In particular, it is an inorganic material containing 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). Preferably there is. In oxides, Sn oxides, and Zn oxides are materials that can be easily formed by a sputtering method, and are excellent in transparency and electrical conductivity. Particularly preferable materials are InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3 and ZnO.
Examples of the material constituting the display substrate (not shown) on which the display electrode 1 is provided include glass or plastic. If a plastic film is used as the display substrate, a lightweight and flexible display element can be manufactured.

対向電極2としては、ITO、FTO、酸化亜鉛等の透明導電膜、あるいは亜鉛、白金等の導電性金属膜、さらにはカーボンなどが用いられる。対向電極2も一般的には対向基板(符号は不表示)上に形成する。
対向基板を構成する材料としては、表示電極1と同様に、ガラスあるいはプラスチックフィルムが望ましい。対向電極2として、亜鉛等の金属板が用いられる場合、対向電極2が基板を兼ねる。
さらに、対向電極2を構成する材料が、表示層のエレクトロクロミック組成物が起こす酸化・還元反応と逆の反応を起こす材料を含む場合、安定した発消色が可能である。すなわち、エレクトロクロミック組成物が酸化により発色する場合に、対向電極2が還元反応を起こし、エレクトロクロミック組成物が還元により発色する場合に、対向電極2が酸化反応を起こす材料を対向電極2に含有させると、エレクトロクロミック組成物を含む表示層5における発消色の反応がより安定となる。
As the counter electrode 2, a transparent conductive film such as ITO, FTO, or zinc oxide, a conductive metal film such as zinc or platinum, or carbon is used. The counter electrode 2 is also generally formed on a counter substrate (not shown).
As the material constituting the counter substrate, glass or a plastic film is desirable as in the display electrode 1. When a metal plate such as zinc is used as the counter electrode 2, the counter electrode 2 also serves as a substrate.
Furthermore, when the material constituting the counter electrode 2 includes a material that causes a reaction opposite to the oxidation / reduction reaction caused by the electrochromic composition of the display layer, stable color development and decoloration is possible. That is, when the electrochromic composition is colored by oxidation, the counter electrode 2 causes a reduction reaction, and when the electrochromic composition is colored by reduction, the counter electrode 2 contains a material that causes the oxidation reaction. If it does, the reaction of color development and decoloration in the display layer 5 containing an electrochromic composition will become more stable.

電解質3を構成する材料としては、一般的に、支持塩を溶媒に溶解させたものが用いられる。
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、アルカリ類の塩を用いることができる。具体的には、LiClO、LiBF、LiAsF、LiPF、CFSOLi、CFCOOLi、KCl、NaClO、NaCl、NaBF、NaSCN、KBF、Mg(ClO、Mg(BF等を用いることができる。
また、溶媒として、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、が用いられる。
その他、支持塩を溶媒に溶解させた液体状の電解質に特に限定されるものではないため、ゲル状の電解質や、ポリマー電解質等の固体電解質も用いられる。例えば、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り、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。
As a material constituting the electrolyte 3, a material in which a supporting salt is dissolved in a solvent is generally used.
Examples of the supporting salt include inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, quaternary ammonium salts, acids, and alkali salts. Specifically, LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , CF 3 SO 3 Li, CF 3 COOLi, KCl, NaClO 3 , NaCl, NaBF 4 , NaSCN, KBF 4 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 or the like can be used.
Examples of the solvent include propylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, and polyethylene glycol. , Alcohols are used.
In addition, since it is not particularly limited to a liquid electrolyte in which a supporting salt is dissolved in a solvent, a gel electrolyte or a solid electrolyte such as a polymer electrolyte is also used. For example, there is a solid system such as a perfluorosulfonic acid polymer film. The solution system has an advantage of high ionic conductivity, and the solid system is suitable for producing a highly durable element without deterioration.

また、本発明の表示素子を反射型表示素子として用いる場合、図2に示すように、表示電極1と対向電極2の間に白色反射層6を設けることが望ましい。白色反射層6としては、白色顔料粒子を樹脂に分散させて対向電極2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、ポリマー電解質に白色顔料粒子を混合することによって、白色反射層を兼ねることもできる。
When the display element of the present invention is used as a reflective display element, it is desirable to provide a white reflective layer 6 between the display electrode 1 and the counter electrode 2 as shown in FIG. For the white reflective layer 6, it is the simplest production method to disperse white pigment particles in a resin and apply them on the counter electrode 2.
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. Moreover, it can also serve as a white reflective layer by mixing white pigment particles in the polymer electrolyte.

表示素子10、20、30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素子を作製することができる。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。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 driving method of the display elements 10, 20, and 30, 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 element can be manufactured. Further, if the active driving method is used, high-definition and high-speed display can be performed. Active driving can be easily performed by providing an active driving element on the counter substrate.

以下、実施例にて本発明のエレクトロクロミック化合物およびエレクトロクロミック組成物、またそれらを用いた表示素子について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例8とあるのは本発明に含まれない参考例1とする。
Hereinafter, the electrochromic compound and the electrochromic composition of the present invention and the display device using the same will be specifically described in Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Note that Example 8 is referred to as Reference Example 1 which is not included in the present invention.

[実施例1]
<エレクトロクロミック化合物[化合物(4)]の合成>
〈a〉中間体(4−1)の合成
200ml三つ口フラスコに、2,7−ジブロモ−9,9−ジブチルフルオレン 1.309g(3mmol)、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ピリジン 2.707g(13.2mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.694g(0.6mmol)、相間移動触媒として、Aliquat336(アルドリッチ社製)0.160g(0.4mmol)を加え、アルゴンガス置換した後、アルゴンガスにて脱気した1,4−ジオキサン45mlおよび1M−炭酸カリウム水溶液22mlを順次加え、110℃で1.5時間還流したのち、反応溶液を室温に戻してから、酢酸エチルおよび水を加えた。この溶液を分液ろうとに移し、有機層を水洗および飽和食塩水洗浄した後、この有機層に無水硫酸ナトリウムを加え室温にて1時間撹拌して脱水したのち、次いで、パラジウムスカベンジャーシリカゲル(アルドリッチ社製)を3g加え室温にて1時間撹拌し、有機層中の残留パラジウムを除去した。上記乾燥剤およびシリカゲルを濾別した後、溶媒を減圧留去した。この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/アセトン=4/1)により精製し、目的物(9,9−ジブチル−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン)[下記式(4−1)で示される中間体(4−1)]を得た。収量0.91g、収率70%。
[Example 1]
<Synthesis of Electrochromic Compound [Compound (4)]>
<a> Synthesis of Intermediate (4-1) In a 200 ml three-necked flask, 1.309 g (3 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-dibutylfluorene, 4- (4,4,5,5-tetra Methyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) pyridine 2.707 g (13.2 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 0.694 g (0.6 mmol), Aliquat 336 (manufactured by Aldrich) 0 as phase transfer catalyst After adding 160 g (0.4 mmol) and substituting with argon gas, 45 ml of 1,4-dioxane degassed with argon gas and 22 ml of 1M potassium carbonate aqueous solution were sequentially added and refluxed at 110 ° C. for 1.5 hours. After returning the reaction solution to room temperature, ethyl acetate and water were added. This solution was transferred to a separatory funnel, and the organic layer was washed with water and saturated brine. After adding anhydrous sodium sulfate to this organic layer and stirring at room temperature for 1 hour for dehydration, palladium scavenger silica gel (Aldrich) 3 g) was added and stirred at room temperature for 1 hour to remove residual palladium in the organic layer. After the desiccant and silica gel were filtered off, the solvent was distilled off under reduced pressure. This crude product was purified by silica gel column chromatography (toluene / acetone = 4/1), and the target product (9,9-dibutyl-2,7-bis (4-pyridyl) fluorene) [the following formula (4- Intermediate (4-1)] shown in 1) was obtained. Yield 0.91 g, yield 70%.

〈b〉化合物(4)の合成
25ml三つ口フラスコに、上記で得られた9,9−ジブチル−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン 0.260g(0.60mmol)、および4−ブロモベンジルホスホン酸 0.556g(2.10mmol)、ジメチルホルムアミド 3.0mlを加え、90℃で2時間反応させた。室温に戻した後、この溶液を水/2−プロパノールの混合溶媒中に排出し、次いで、得られた固形分を2−プロパノール中に分散させた後、回収し、100℃で2日間減圧乾燥して目的物[下記式(4)で示されるエレクトロクロミック化合物(4)]を得た。収量0.38g、収率66%
<B> Synthesis of Compound (4) In a 25 ml three-necked flask, 0.260 g (0.60 mmol) of 9,9-dibutyl-2,7-bis (4-pyridyl) fluorene obtained above and 4- Bromobenzylphosphonic acid 0.556 g (2.10 mmol) and dimethylformamide 3.0 ml were added and reacted at 90 ° C. for 2 hours. After returning to room temperature, this solution was discharged into a mixed solvent of water / 2-propanol, and then the obtained solid content was dispersed in 2-propanol and then recovered and dried under reduced pressure at 100 ° C. for 2 days. The target product [electrochromic compound (4) represented by the following formula (4)] was thus obtained. Yield 0.38g, Yield 66%

[実施例2]
<エレクトロクロミック化合物[化合物(7)]の合成>
〈a〉中間体(7−1)の合成
200ml三つ口フラスコに、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン 1.645g(3mmol)、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ピリジン 2.707g(13.2mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.694g(0.6mmol)、相間移動触媒として、Aliquat336(アルドリッチ社製)0.180g(0.45mmol)を加え、アルゴンガス置換した後、アルゴンガスにて脱気したテトラヒドロフラン45mlおよび1M-炭酸カリウム水溶液22mlを順次加え、75℃で2.5時間還流したのち、反応溶液を室温に戻してから、酢酸エチルおよび水を加えた。この溶液を分液ろうとに移し、有機層を水洗および飽和食塩水洗浄した後、この有機層に無水硫酸ナトリウムを加え室温にて1時間撹拌して脱水したのち、次いで、パラジウムスカベンジャーシリカゲル(アルドリッチ社製)を3g加え室温にて1時間撹拌し、有機層中の残留パラジウムを除去した。上記乾燥剤およびシリカゲルを濾別した後、溶媒を減圧留去した。この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/アセトン=4/1)により精製し、目的物(9,9−ジオクチル−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン)[下記式(7−1)で示される中間体(7−1)]を得た。収量1.31g、収率80%
[Example 2]
<Synthesis of Electrochromic Compound [Compound (7)]>
<a> Synthesis of Intermediate (7-1) In a 200 ml three-necked flask, 1.645 g (3 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene, 4- (4,4,5,5-tetra Methyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) pyridine 2.707 g (13.2 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 0.694 g (0.6 mmol), Aliquat 336 (manufactured by Aldrich) 0 as phase transfer catalyst After adding 180 g (0.45 mmol) and substituting with argon gas, 45 ml of tetrahydrofuran degassed with argon gas and 22 ml of 1M potassium carbonate aqueous solution were sequentially added and refluxed at 75 ° C. for 2.5 hours. After returning to room temperature, ethyl acetate and water were added. This solution was transferred to a separatory funnel, and the organic layer was washed with water and saturated brine. After anhydrous sodium sulfate was added to this organic layer and stirred at room temperature for 1 hour for dehydration, palladium scavenger silica gel (Aldrich) was used. 3 g) was added and stirred at room temperature for 1 hour to remove residual palladium in the organic layer. After the desiccant and silica gel were filtered off, the solvent was distilled off under reduced pressure. This crude product was purified by silica gel column chromatography (toluene / acetone = 4/1), and the target product (9,9-dioctyl-2,7-bis (4-pyridyl) fluorene) [following formula (7- Intermediate (7-1)] shown in 1) was obtained. Yield 1.31g, Yield 80%

〈b〉化合物(7)の合成
25ml三つ口フラスコに、上記で得られた9,9−ジオクチル−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン 0.333g(0.61mmol)、および4−ブロモベンジルホスホン酸 0.556g(2.10mmol)、ジメチルホルムアミド 3.0mlを加え、90℃で2時間反応させた。室温に戻した後、この溶液を水/メタノールの混合溶媒中に排出し、次いで、得られた固形分をメタノール/2−プロパノールの混合溶媒中に分散させた後、回収し、100℃で2日間減圧乾燥して目的物[下記構造式(7)で示されるエレクトロクロミック化合物]を得た。収量0.55g、収率84%
<B> Synthesis of Compound (7) In a 25 ml three-necked flask, 0.333 g (0.61 mmol) of 9,9-dioctyl-2,7-bis (4-pyridyl) fluorene obtained above and 4- Bromobenzylphosphonic acid 0.556 g (2.10 mmol) and dimethylformamide 3.0 ml were added and reacted at 90 ° C. for 2 hours. After returning to room temperature, this solution was discharged into a mixed solvent of water / methanol, and then the obtained solid content was dispersed in a mixed solvent of methanol / 2-propanol and then recovered and recovered at 100 ° C. at 2 ° C. The desired product [electrochromic compound represented by the following structural formula (7)] was obtained by drying under reduced pressure for days. Yield 0.55g, Yield 84%

[実施例3]
<エレクトロクロミック化合物[化合物(8)]の合成>
〈a〉中間体(8−1)の合成
100ml三つ口フラスコに、2,7−ジブロモ−9,9−ジ(2−エチルヘキシル)フルオレン 0.548g(1mmol)、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ピリジン 0.902g(4.4mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.231g(0.2mmol)、相間移動触媒として、Aliquat336(アルドリッチ社製)0.04g(0.1mmol)を加え、アルゴンガス置換した後、アルゴンガスにて脱気したテトラヒドロフラン15mlおよび1M-炭酸カリウム水溶液7.2mlを順次加え、75℃で4.5時間還流したのち、反応溶液を室温に戻してから、酢酸エチルおよび水を加えた。この溶液を分液ろうとに移し、有機層を水洗および飽和食塩水洗浄した後、この有機層に無水硫酸ナトリウムを加え室温にて1時間撹拌して脱水したのち、次いで、パラジウムスカベンジャーシリカゲル(アルドリッチ社製)を1.5g加え室温にて1時間撹拌し、有機層中の残留パラジウムを除去した。上記乾燥剤およびシリカゲルを濾別した後、溶媒を減圧留去した。この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=1/1)により精製し、目的物(9,9−ジ(2−エチルヘキシル)−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン)[下記式(8−1)で示される中間体(8−1)]を得た。収量0.43g、収率79%
[Example 3]
<Synthesis of Electrochromic Compound [Compound (8)]>
<a> Synthesis of Intermediate (8-1) In a 100 ml three-necked flask, 0.548 g (1 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-di (2-ethylhexyl) fluorene, 4- (4, 4, 5,02-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) pyridine 0.902 g (4.4 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 0.231 g (0.2 mmol), Aliquat 336 (as a phase transfer catalyst) (Aldrich) 0.04 g (0.1 mmol) was added, and after replacing with argon gas, 15 ml of tetrahydrofuran degassed with argon gas and 7.2 ml of 1M potassium carbonate aqueous solution were sequentially added, and the mixture was heated at 75 ° C. for 4.5 hours. After refluxing, the reaction solution was allowed to return to room temperature, and then ethyl acetate and water were added. This solution was transferred to a separatory funnel, and the organic layer was washed with water and saturated brine. After anhydrous sodium sulfate was added to this organic layer and stirred at room temperature for 1 hour for dehydration, palladium scavenger silica gel (Aldrich) was used. Product) was added and stirred at room temperature for 1 hour to remove residual palladium in the organic layer. After the desiccant and silica gel were filtered off, the solvent was distilled off under reduced pressure. The crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate = 1/1) to obtain the desired product (9,9-di (2-ethylhexyl) -2,7-bis (4-pyridyl) fluorene). [Intermediate (8-1) represented by the following formula (8-1)] was obtained. Yield 0.43g, Yield 79%

〈b〉化合物(8)の合成
25ml三つ口フラスコに、上記で得られた9,9−ジ(2−エチルヘキシル)−2,7−ビス(4−ピリジル)フルオレン 0.430g(0.790mmol)、および4−ブロモベンジルホスホン酸 0.732g(2.76mmol)、ジメチルホルムアミド 3.5mlを加え、90℃で3時間反応させた。室温に戻した後、この溶液を水/メタノールの混合溶媒中に排出し、次いで、得られた固形分を水中に分散させた後、回収し、100℃で2日間減圧乾燥して目的物[下記式(8)で示されるエレクトロクロミック化合物(8)]を得た。収量0.53g、収率62%
<B> Synthesis of Compound (8) In a 25 ml three-necked flask, 0.430 g (0.790 mmol) of 9,9-di (2-ethylhexyl) -2,7-bis (4-pyridyl) fluorene obtained above. ), And 0.732 g (2.76 mmol) of 4-bromobenzylphosphonic acid and 3.5 ml of dimethylformamide were added and reacted at 90 ° C. for 3 hours. After returning to room temperature, this solution was discharged into a mixed solvent of water / methanol, and then the obtained solid content was dispersed in water and then recovered and dried under reduced pressure at 100 ° C. for 2 days. An electrochromic compound (8) represented by the following formula (8) was obtained. Yield 0.53g, Yield 62%

[実施例4]
〔エレクトロクロミック表示素子の作製および評価〕
(a)表示電極及びエレクトロクロミック表示層の形成
まず、縦横30mm×30mm、厚さ1mmのガラス基板を準備し、その上面の16mm×23mmの領域に、ITO膜をスパッタ法により約100nmの厚さになるように成膜することによって、表示電極1を形成した。この表示電極1の電極端部間のシート抵抗を測定したところ、約200Ωであった。
次に、表示電極が形成されたガラス基板上に、酸化チタンナノ粒子分散液としてSP210(商品名:昭和タイタニウム社製)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって酸化チタン粒子膜を形成し、引き続いて、実施例1にて合成した前記化合物(4)のエレクトロクロミック化合物を2,2,3,3−テトラフロロプロパノールに1wt%溶解した溶液を塗布液として用い、スピンコート法により塗布したのち120℃で10分間アニール処理を行うことによって、酸化チタン粒子表面にエレクトロクロミック化合物を吸着させた表示層5を形成した。
なお、作製のエレクトロクロミック表示素子の構成は図2の構成に準ずる(白色反射層は除く)ものである。
[Example 4]
[Production and evaluation of electrochromic display elements]
(A) Formation of display electrode and electrochromic display layer First, a glass substrate having a length and width of 30 mm × 30 mm and a thickness of 1 mm is prepared, and an ITO film is deposited on the upper surface of a 16 mm × 23 mm region by sputtering to a thickness of about 100 nm. The display electrode 1 was formed by forming a film so that When the sheet resistance between the electrode ends of the display electrode 1 was measured, it was about 200Ω.
Next, SP210 (trade name: manufactured by Showa Titanium Co., Ltd.) as a titanium oxide nanoparticle dispersion is applied onto the glass substrate on which the display electrode is formed by spin coating, and oxidized by performing an annealing treatment at 120 ° C. for 15 minutes. A titanium particle film was formed, and subsequently, a solution obtained by dissolving 1 wt% of the electrochromic compound of the compound (4) synthesized in Example 1 in 2,2,3,3-tetrafluoropropanol was used as a coating solution. After applying by spin coating, annealing treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes to form the display layer 5 in which the electrochromic compound was adsorbed on the surface of the titanium oxide particles.
In addition, the structure of the produced electrochromic display element is based on the structure of FIG. 2 (except for the white reflective layer).

(b)対向電極の形成
次に、前記ガラス基板とは別に縦横30mm×30mm、厚さ1mmのガラス基板を準備し、ガラス基板の上面の全面に、ITO膜をスパッタ法により約150nmの厚さになるように成膜することによって、対向電極2を形成した。更に、透明導電性薄膜が全面に形成されたガラス基板の上面に、熱硬化性の導電性カーボンインクとしてCH10(商品名:十条ケミカル社製)に酢酸2エトキシエチルを25wt%添加して調製した溶液をスピンコート法により塗布し、120℃15分間アニール処理を行うことによって、対向電極を形成した。
(B) Formation of counter electrode Next, apart from the glass substrate, a glass substrate having a length and width of 30 mm × 30 mm and a thickness of 1 mm is prepared, and an ITO film is deposited on the entire upper surface of the glass substrate by a sputtering method to a thickness of about 150 nm. The counter electrode 2 was formed by forming a film so as to be. Furthermore, 25 wt% of 2-ethoxyethyl acetate was added to CH10 (trade name: manufactured by Jujo Chemical Co., Ltd.) as a thermosetting conductive carbon ink on the upper surface of the glass substrate on which the transparent conductive thin film was formed on the entire surface. The solution was applied by spin coating and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to form a counter electrode.

(c)エレクトロクロミック表示装置の作製
表示基板と対向基板を75μmのスペーサを介して貼り合わせ、セルを作製した。次に過塩素酸テトラブチルアンモニウムをジメチルスルホキシドに20wt%を溶解させた溶液に、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実施例4のエレクトロクロミック表示素子(30)を作製した。
(C) Production of electrochromic display device A display substrate and a counter substrate were bonded to each other through a 75 μm spacer to produce a cell. Next, 35 wt% of titanium oxide particles (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having a primary particle size of 300 nm are dispersed in a solution in which 20 wt% of tetrabutylammonium perchlorate is dissolved in dimethylsulfoxide to prepare an electrolyte solution. The electrochromic display element (30) of Example 4 was produced by encapsulating in.

<発消色試験>
作製した実施例4のエレクトロクロミック表示素子について、発消色の評価を実施した。発消色の評価は、大塚電子株式会社製分光測色計LCD―5000を用いて拡散光を照射することにより行った。
表示素子の表示電極1に負極を、対向電極2に正極を接続し、3.0Vの電圧を1秒印加したところ、表示素子はシアンを発色した。さらに逆電圧−4.5V(表示電極1:正極、対向電極2:負極)を2秒印加したところ完全に消色し、白色にもどった。発色時の光吸収スペクトルを図3に示す。
さらに、発色電圧(表示電極1:負極、対向電極2:正極)3.0Vにて1秒印加してシアンを発色させ、電源オフ後300秒においても発色状態が保持された。すなわち、実施例4で作製した表示素子は、シアン発色が可能であり、画像保持性にも優れていた。
<Decoloration test>
The electrochromic display element of Example 4 thus produced was evaluated for color development and decoloration. Evaluation of color development / decoloration was performed by irradiating diffused light using a spectrocolorimeter LCD-5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
When a negative electrode was connected to the display electrode 1 of the display element and a positive electrode was connected to the counter electrode 2, and a voltage of 3.0 V was applied for 1 second, the display element developed cyan. Furthermore, when a reverse voltage of −4.5 V (display electrode 1: positive electrode, counter electrode 2: negative electrode) was applied for 2 seconds, the color disappeared completely and the color returned to white. The light absorption spectrum during color development is shown in FIG.
Further, cyan was developed by applying a coloring voltage (display electrode 1: negative electrode, counter electrode 2: positive electrode) at 3.0 V for 1 second, and the colored state was maintained even 300 seconds after the power was turned off. That is, the display element manufactured in Example 4 was capable of cyan coloration and was excellent in image retention.

[実施例5]
実施例4において用いた前記化合物(4)のエレクトロクロミック化合物を、前記化合物(7)のエレクトロクロミック化合物に変えて用いた以外は実施例4と同様にして実施例5のエレクトロクロミック表示素子を作製した。実施例5の表示素子を用いて実施例4と同様に発消色試験を実施した結果、シアン発色が可能であり、画像保持性にも優れていた。
[Example 5]
The electrochromic display element of Example 5 was produced in the same manner as in Example 4 except that the electrochromic compound of the compound (4) used in Example 4 was used instead of the electrochromic compound of the compound (7). did. As a result of performing a color development / decoloration test in the same manner as in Example 4 using the display element of Example 5, cyan color development was possible and image retention was excellent.

[実施例6]
実施例4において用いた前記化合物(4)のエレクトロクロミック化合物を、前記化合物(8)のエレクトロクロミック化合物に変えて用いた以外は実施例4と同様にして実施例6のエレクトロクロミック表示素子を作製した。実施例6の表示素子を用いて実施例4と同様に発消色試験を実施した結果、シアン発色が可能であり、画像保持性にも優れていた。
[Example 6]
The electrochromic display element of Example 6 was produced in the same manner as in Example 4 except that the electrochromic compound of the compound (4) used in Example 4 was used instead of the electrochromic compound of the compound (8). did. As a result of performing a color development / decoloration test in the same manner as in Example 4 using the display element of Example 6, cyan color development was possible and image retention was excellent.

[実施例7]
実施例4と同様に表示電極およびエレクトロクロミック表示層を形成したガラス基板を用意し、石英セルに入れ、対極として白金電極、参照電極としてAg/Ag+電極(ビー・エー・エス株式会社:RE−7)を用い、過塩素酸テトラブチルアンモニウムをジメチルスルホキシドに20wt%を溶解させた電解液でセル内を満たした。
この石英セルに重水素タングステンハロゲン光(オーシャンオプティクス社 DH−2000)を照射し、透過した光をスペクトロメータ(オーシャンオプティクス社 USB4000)で検出し、吸収スペクトルを測定した。ポテンショスタット(ビー・エー・エス株式会社 ALS−660C)を用いて−1.5V電圧を印加したところ、シアン色に発色することが確認された。
[Example 7]
A glass substrate on which a display electrode and an electrochromic display layer are formed in the same manner as in Example 4 is prepared, put in a quartz cell, a platinum electrode as a counter electrode, and an Ag / Ag + electrode as a reference electrode (BAS Corporation: RE- 7) was used, and the inside of the cell was filled with an electrolytic solution in which 20 wt% of tetrabutylammonium perchlorate was dissolved in dimethyl sulfoxide.
The quartz cell was irradiated with deuterium tungsten halogen light (Ocean Optics DH-2000), the transmitted light was detected with a spectrometer (Ocean Optics USB4000), and the absorption spectrum was measured. When a voltage of -1.5 V was applied using a potentiostat (BAS Co., Ltd. ALS-660C), it was confirmed that the color was developed to cyan.

[実施例8]
実施例2で合成した前記式(7−1)で示される中間体に臭化エチルを反応させることにより、下記構造式(11)で示されるエレクトロクロミック化合物を合成した。
[Example 8]
By reacting the intermediate represented by the formula (7-1) synthesized in Example 2 with ethyl bromide, an electrochromic compound represented by the following structural formula (11) was synthesized.

次に、水/2,2,3,3−テトラフロロプロパノール(10wt%)溶液を用意し、上記合成した化合物11を1wt%溶解してエレクトロクロミック化合物溶液とした。
過塩素酸テトラブチルアンモニウムをジメチルスルホキシドに20wt%を溶解させた電解液に前記エレクトロクロミック化合物溶液を50wt%添加し、縦横30mm×30mmのSnO導電膜付きガラス基板(AGC:ファブリテック社)を表示基板と対向基板として75μmのスペーサを介して貼り合わせたセルに封入することで実施例8のエレクトロクロミック表示素子(10)(図1参照)を作製した。
<発消色試験>
作製した表示素子に3.0Vの電圧(表示基板側の電極:負極、対向基板側の電極:正極)を2秒印加したところ、表示素子はシアン発色した。さらに逆電圧−3.0V(表示基板側の電極:正極、対向基板側の電極:負極)を4秒印加したところ完全に消色し透明にもどった。
Next, a water / 2,2,3,3-tetrafluoropropanol (10 wt%) solution was prepared, and 1 wt% of the synthesized compound 11 was dissolved to obtain an electrochromic compound solution.
50 wt% of the electrochromic compound solution was added to an electrolytic solution in which 20 wt% of tetrabutylammonium perchlorate was dissolved in dimethyl sulfoxide, and a glass substrate with SnO 2 conductive film (AGC: Fabrictech) of 30 mm × 30 mm in length and width was added. An electrochromic display element (10) of Example 8 (see FIG. 1) was fabricated by enclosing in a cell bonded with a display substrate and a counter substrate through a 75 μm spacer.
<Decoloration test>
When a voltage of 3.0 V (electrode on the display substrate: negative electrode, electrode on the counter substrate: positive electrode) was applied to the produced display element for 2 seconds, the display element developed a cyan color. Further, when a reverse voltage of −3.0 V (electrode on display substrate: positive electrode, electrode on counter substrate: negative electrode) was applied for 4 seconds, it completely disappeared and returned to transparency.

[比較例1]
実施例4において用いた前記化合物(4)のエレクトロクロミック化合物を、公知のエレクトロクロミック化合物である下記構造式(A)で示されるビオロゲン化合物に変えて用いた以外は実施例4と同様にして比較例1のエレクトロクロミック表示素子を作製した。
[Comparative Example 1]
A comparison was made in the same manner as in Example 4 except that the electrochromic compound of the compound (4) used in Example 4 was replaced with a viologen compound represented by the following structural formula (A) which is a known electrochromic compound. The electrochromic display element of Example 1 was produced.

比較例1の表示素子を用いて実施例4と同様に発消色試験を実施した。
<発消色試験>
比較例1の表示素子の表示電極1に負極を、対向電極2に正極を接続し、3.0Vの電圧を印加したときの発色状態における吸収スペクトルを図4に示す。図4からわかるように、極大吸収は600nm付近にあるため、青色発色となっている。すなわち、シアン発色が実現できない。
Using the display element of Comparative Example 1, a color development / decoloration test was conducted in the same manner as in Example 4.
<Decoloration test>
FIG. 4 shows an absorption spectrum in a colored state when a negative electrode is connected to the display electrode 1 of the display element of Comparative Example 1, a positive electrode is connected to the counter electrode 2, and a voltage of 3.0 V is applied. As can be seen from FIG. 4, since the maximum absorption is in the vicinity of 600 nm, the color is blue. That is, cyan coloring cannot be realized.

[比較例2]
実施例4において用いた前記化合物(4)のエレクトロクロミック化合物を、公知のエレクトロクロミック化合物である下記構造式(B)で示される化合物に変えて用いた以外は実施例4と同様にして比較例2のエレクトロクロミック表示素子を作製した。
[Comparative Example 2]
Comparative Example as in Example 4 except that the electrochromic compound of the compound (4) used in Example 4 was changed to a compound represented by the following structural formula (B) which is a known electrochromic compound. 2 electrochromic display elements were produced.

表示素子の表示電極1に負極を、対向電極2に正極を繋ぎ、3.0Vの電圧を印加した発色状態での吸収スペクトルを図4に示す。図4からわかるように、長波長領域での極大吸収は650nm付近にあるものの、500nm以下にも吸収帯があることから、緑色発色となっている。
比較例2の表示素子を用いて実施例4と同様に発消色試験を実施した。
<発消色試験>
比較例2の表示素子の表示電極1に負極を、対向電極2に正極を接続し、3.0Vの電圧を印加したときの発色状態における吸収スペクトルを図4に示す。図4からわかるように、長波長領域での極大吸収は650nm付近にあるものの、500nm以下にも吸収帯があることから、緑色発色となっている。すなわち、シアン発色が実現できない。
FIG. 4 shows an absorption spectrum in a colored state where a negative electrode is connected to the display electrode 1 of the display element, a positive electrode is connected to the counter electrode 2, and a voltage of 3.0 V is applied. As can be seen from FIG. 4, the maximum absorption in the long wavelength region is in the vicinity of 650 nm, but since there is an absorption band at 500 nm or less, the color is green.
Using the display element of Comparative Example 2, a color development / erasing test was conducted in the same manner as in Example 4.
<Decoloration test>
FIG. 4 shows an absorption spectrum in a colored state when a negative electrode is connected to the display electrode 1 of the display element of Comparative Example 2, a positive electrode is connected to the counter electrode 2, and a voltage of 3.0 V is applied. As can be seen from FIG. 4, the maximum absorption in the long wavelength region is in the vicinity of 650 nm, but since there is an absorption band at 500 nm or less, the color is green. That is, cyan coloring cannot be realized.

上記評価結果から、本発明のエレクトロクロミック化合物は、発色時にシャープな光吸収スペクトル特性を示し、シアン系に発色を呈することが確認された。本発明のエレクトロクロミック化合物、またはエレクトロクロミック化合物が導電性または半導体性ナノ構造体に結合または吸着されてなるエレクトロクロミック組成物を表示層に有する表示素子は、電界印加により良好な発消色(シアン発色または消色)の応答性を示し、画像保持性(メモリー性の維持)にも優れている。
すなわち、本発明のエレクトロクロミック化合物は、フルカラー化に必要な3原色の一つとして有用であり、これを用いた表示素子は、例えば、書き換えが可能なペーパーライクな装置技術として重要である。
From the above evaluation results, it was confirmed that the electrochromic compound of the present invention exhibits sharp light absorption spectrum characteristics during color development and exhibits color development in cyan. A display element having an electrochromic compound of the present invention or an electrochromic composition in which an electrochromic compound is bonded or adsorbed to a conductive or semiconducting nanostructure in a display layer has excellent color development (cyanide) when an electric field is applied. Responsiveness (color development or decoloration) and excellent image retention (maintaining memory).
That is, the electrochromic compound of the present invention is useful as one of the three primary colors necessary for full color, and a display element using this is important as, for example, a rewritable paper-like device technology.

(図1の符号)
1 表示電極
2 対向電極
3 電解質
4 表示層
4a官能基(吸着基)
4a酸化・還元発色部
4aスペーサ部(分子主骨格部)
4a エレクトロクロミック化合物
10、20 表示素子
(図2の符号)
1 表示電極
2 対向電極
3 電解質
5 表示層
5a エレクトロクロミック組成物
6 白色反射層
30 表示素子
(Reference in FIG. 1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display electrode 2 Counter electrode 3 Electrolyte 4 Display layer 4a 3 Functional group (adsorption group)
4a 1 oxidation / reduction coloring part 4a 2 spacer part (molecular main skeleton part)
4a Electrochromic compound 10, 20 Display element (reference numeral in FIG. 2)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display electrode 2 Counter electrode 3 Electrolyte 5 Display layer 5a Electrochromic composition 6 White reflection layer 30 Display element

特開2003−161964号公報JP 2003-161964 A 特開2004−361514号公報JP 2004-361514 A 特表2004−520621号公報Japanese translation of PCT publication No. 2004-520621 特表2004−536344号公報Special table 2004-536344 gazette 特表2001−510590号公報Special table 2001-510590 gazette 特開2003−121883号公報JP 2003-121883 A 特開2006−106669号公報JP 2006-106669 A 特開2007−279570号公報JP 2007-279570 A

Claims (4)

下記一般式(A)で表されることを特徴とするエレクトロクロミック化合物。

[式中、RおよびRはそれぞれ独立にアルキル基を表す。]
The electrochromic compound represented by the following general formula (A).

[Wherein, R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group. ]
請求項1に記載のエレクトロクロミック化合物が導電性または半導体性ナノ構造体に結合または吸着されてなることを特徴とするエレクトロクロミック組成物。 An electrochromic composition comprising the electrochromic compound according to claim 1 bonded or adsorbed to a conductive or semiconducting nanostructure. 表示電極と、該表示電極に対して間隔をおいて対向設置された対向電極と、前記両電極間に配置された電解質とを備え、前記表示電極の対向電極側の表面に、請求項1に記載のエレクトロクロミック化合物を含む表示層を有することを特徴とする表示素子。 A display electrode, a counter electrode opposed disposed at a spacing relative to the display electrodes, wherein a two inter-electrode disposed electrolytes, the counter electrode-side surface of the display electrodes, to claim 1 It has a display layer containing the electrochromic compound of description, The display element characterized by the above-mentioned. 前記表示層が、請求項に記載のエレクトロクロミック組成物であることを特徴とする請求項に記載の表示素子。
The display element according to claim 3 , wherein the display layer is the electrochromic composition according to claim 2 .
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