JP2010160370A - Electrochromic display element and display device - Google Patents
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Abstract
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化合物を用いた多色ディスプレイの素子構成に関する。 The present invention relates to a display element, and more particularly to an element configuration of a multicolor display using an electrochromic compound.
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。また、従来のディスプレイ、紙媒体は当然のごとくフルカラー表示をしており、電子ペーパーに対するカラー化の要望は非常に大きい。 In recent years, electronic paper has been actively developed as an electronic medium replacing 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. In addition, the conventional display and paper medium naturally display full color, and there is a great demand for colorization of electronic paper.
これまで提案されているカラー表示ができる電子ペーパーの技術としては、例えば反射型液晶素子にカラーフィルターを形成した媒体がすでに製品化されているが、偏光板を用いるため光利用効率が低く、暗い白色表示しかできていない。さらに黒色を表示することができないため、コントラスト比も悪い。 As a technique of electronic paper that has been proposed so far, for example, a medium in which a color filter is formed on a reflective liquid crystal element has already been commercialized. However, since a polarizing plate is used, light utilization efficiency is low and dark. Only white display is possible. Furthermore, since black cannot be displayed, the contrast ratio is also poor.
また、明るい反射型表示素子として帯電した白色粒子と黒色粒子を電場で動かすことを原理とする電気泳動方式があるが、この方式では、白色粒子と黒色粒子を完全に反転させることは現実的に難しく、高い白反射率、高いコントラスト比を同時に満たすことは難しい。特許文献1,2では、電気泳動素子にカラーフィルターを形成した反射型カラー表示媒体に関して開示されているが、低い白反射率、低いコントラスト比の表示媒体にカラーフィルターを形成しても良好な画質が得られないことは明白である。 In addition, there is an electrophoretic method based on the principle of moving charged white particles and black particles with an electric field as a bright reflective display element. In this method, it is realistic to completely invert white particles and black particles. It is difficult to satisfy high white reflectance and high contrast ratio at the same time. Patent Documents 1 and 2 disclose a reflective color display medium in which a color filter is formed on an electrophoretic element. However, even if a color filter is formed on a display medium having a low white reflectance and a low contrast ratio, good image quality is achieved. It is clear that cannot be obtained.
さらに、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おこなう電気泳動素子に関して開示されているが、これらの方法を用いても原理的には上記の課題の解決にはならず、高い白反射率と高いコントラスト比を同時に満たすことは出来ない。 Further, Patent Documents 3 and 4 disclose an electrophoretic element that performs colorization by moving particles colored in a plurality of colors, but in principle, the above-described problem is achieved even if these methods are used. This is not a solution, and it is impossible to satisfy a high white reflectance and a high contrast ratio at the same time.
ところで、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化合物の発色/消色を利用した表示素子は、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。特許文献5〜7では、酸化チタンなどの半導体性微粒子の表面に有機エレクトロクロミック化合物を担持させた素子について報告されている。この素子では、前述の液晶素子、電気泳動素子と比較すると白反射率が高く、カラーフィルターを設けてもある程度の白反射率を確保することが出来る。しかしながら、単純に白黒エレクトロクロミック表示素子にカラーフィルターを設けただけでは十分に高画質のカラー表示を得ることは難しい。 By the way, the phenomenon of reversible color change and reversible color change when voltage is applied is called electrochromism. A display element utilizing the coloring / decoloring of an electrochromic compound that causes such a phenomenon is a reflective display element, and can have high white reflectance, a memory effect, and can be driven at a low voltage. , Cited as a candidate for electronic paper. Patent Documents 5 to 7 report a device in which an organic electrochromic compound is supported on the surface of semiconductor fine particles such as titanium oxide. This element has a higher white reflectance than the above-described liquid crystal element and electrophoretic element, and a certain degree of white reflectance can be secured even if a color filter is provided. However, it is difficult to obtain a sufficiently high-quality color display simply by providing a color filter in a monochrome electrochromic display element.
本発明者らは、特許文献8において、表示電極に発色状態になるための閾値電圧または消色状態になるための閾値電圧または所望の色濃度に発色するための必要電荷量または所望の色濃度に消色するための必要電荷量のうちいずれかが異なる3種類のエレクトロクロミック組成物を積層することによって反射型フルカラー表示が可能であることを示した。ここで示した方法は最も高画質の反射型フルカラー表示ができる方法であるが、表示電極に積層した各々のエレクトロクロミック組成物の閾値電圧、必要電荷量の違いを十分に確保することは難しいため印加電圧、電流量、印加時間を精密に制御して駆動する必要があった。従って、駆動部分にコストがかかる可能性がある。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867, the present inventors have disclosed a threshold voltage for entering a color development state or a threshold voltage for entering a decoloring state or a necessary charge amount or a desired color density for color development to a desired color density. It was shown that reflection type full-color display is possible by laminating three types of electrochromic compositions having different charge amounts for decoloring. The method shown here is the method that enables the highest-quality reflective full-color display, but it is difficult to ensure a sufficient difference in the threshold voltage and required charge amount of each electrochromic composition laminated on the display electrode. It was necessary to drive by precisely controlling the applied voltage, current amount, and application time. Therefore, there is a possibility that the driving portion is expensive.
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、高画質でかつ安価な反射型カラー表示素子であるエレクトロクロミック表示素子及び該エレクトロクロミック表示素子を用いた表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and provides an electrochromic display element which is a reflective color display element with high image quality and is inexpensive, and a display device using the electrochromic display element. For the purpose.
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 基板上に積層された対向電極/反射層上に、エレクトロクロミック組成物を含む表示層と、表示電極とがこの順番で積層された表示層/電極積層体として、第1表示層/電極積層体から第a表示層/電極積層体(aは0または2以上の整数)まで順番に積層されてなる第1媒体と、透明基板上に、表示電極と、エレクトロクロミック組成物を含む表示層とがこの順で積層された電極/表示層積層体として、第1電極/表示層積層体から第b電極/表示層積層体(bは0または2以上の整数)まで順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、前記すべての表示層は、それぞれ他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含み、前記第1媒体の最表層の表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするエレクトロクロミック表示素子。
〔2〕 前記表示電極のすべてが透明電極であることを特徴とする前記〔1〕に記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔3〕 隣接する前記2つの表示層/電極積層体の間、及び/又は隣接する前記2つの電極/表示層積層体の間に絶縁層を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔4〕 基板上に、少なくとも対向電極、反射層、エレクトロクロミック組成物を含む第1表示層、第1表示電極がこの順番で積層されてなる第1媒体と、透明基板上に設けられた第2表示電極上に、それぞれ他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層から第d表示層(dは3以上の整数)までが順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、前記第2媒体の第2表示層から第d表示層におけるそれぞれのエレクトロクロミック組成物はお互いに、少なくとも発色閾値電圧、消色閾値電圧、発色に必要な電荷量、消色に必要な電荷量のいずれかが異なり、前記第1媒体の最表層の第1表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の第d表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするエレクトロクロミック表示素子。
〔5〕 前記第1表示電極及び第2表示電極が透明電極であることを特徴とする前記〔4〕に記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔6〕 前記対向電極と反射層の間、及び/又は反射層と第1表示層の間に絶縁層を有することを特徴とする前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔7〕 前記エレクトロクロミック組成物は、表面に有機エレクトロクロミック化合物を担持した導電性または半導体性微粒子を含むことを特徴とする前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔8〕 前記エレクトロクロミック組成物は、ビオロゲン系エレクトロクロミック化合物を含むことを特徴とする前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔9〕 前記エレクトロクロミック組成物は、フタル酸系エレクトロクロミック化合物を含むことを特徴とする前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示素子。
〔10〕 前記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のエレクトロクロミック表示素子を用いたことを特徴とする表示装置。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] As a display layer / electrode stack in which a display layer containing an electrochromic composition and a display electrode are stacked in this order on a counter electrode / reflection layer stacked on a substrate, the first display layer / A display including an electrode laminate, a first display layer / electrode laminate (a is an integer of 0 or 2 or more), a display medium, a display electrode, and an electrochromic composition on a transparent substrate As an electrode / display layer stack in which layers are stacked in this order, layers are stacked in order from the first electrode / display layer stack to the b-th electrode / display layer stack (b is an integer of 0 or 2 or more). Each of the display layers includes an electrochromic composition that develops a color different from that of the other display layers, and the main surface on the display electrode side of the outermost layer of the first medium And the main surface on the display layer side of the outermost layer of the second medium, An electrochromic display element, wherein the electrochromic display element is disposed so as to face each other at an interval, and an electrolyte is filled between the first medium and the second medium.
[2] The electrochromic display element according to [1], wherein all of the display electrodes are transparent electrodes.
[3] The above [1] or [2], wherein an insulating layer is provided between the two adjacent display layers / electrode stacks and / or between the two adjacent electrode / display stacks. ] The electrochromic display element of description.
[4] A first medium in which at least a counter electrode, a reflective layer, a first display layer containing an electrochromic composition, and a first display electrode are laminated in this order on a substrate, and a first medium provided on a transparent substrate. The second display layer to the d-th display layer (d is an integer of 3 or more) containing the electrochromic composition that develops a color different from that of the other display layers are sequentially stacked on the second display electrode. Each of the electrochromic compositions in the second display layer to the d-th display layer of the second medium has at least a coloring threshold voltage, a decoloring threshold voltage, a charge amount necessary for coloring, One of the charge amounts necessary for erasing is different, and the main surface on the first display electrode side of the outermost layer of the first medium is spaced from the main surface on the d-th display layer side of the outermost layer of the second medium. Between the first medium and the second medium. An electrochromic display element characterized by being filled with an electrolyte.
[5] The electrochromic display element according to [4], wherein the first display electrode and the second display electrode are transparent electrodes.
[6] The electrochromic according to any one of [1] to [5], wherein an insulating layer is provided between the counter electrode and the reflective layer and / or between the reflective layer and the first display layer. Display element.
[7] The electrochromic display element according to any one of [1] to [6], wherein the electrochromic composition includes conductive or semiconductive fine particles carrying an organic electrochromic compound on a surface thereof. .
[8] The electrochromic display element according to any one of [1] to [7], wherein the electrochromic composition contains a viologen-based electrochromic compound.
[9] The electrochromic display element according to any one of [1] to [8], wherein the electrochromic composition contains a phthalic acid-based electrochromic compound.
[10] A display device using the electrochromic display element according to any one of [1] to [9].
本発明の効果として、請求項1の発明によれば、透明基板(表示基板)側と対向電極側のそれぞれに表示層がある構造であり、カラー表示素子として低コストで提供することができる。このとき、透明基板(表示基板)側と対向電極側のそれぞれで合わせて3層の表示層がある構造とすると、高画質カラー表示素子として低コストで提供することができる。
請求項2の発明によれば、表示電極が透明電極であるため、高い白反射率を示す高画質カラー表示素子として低コストで提供することができる。
請求項3の発明によれば、絶縁層を含むことで生産の歩留りを向上させ、高画質カラー表示素子としてより低コストで提供することができる。
請求項4の発明によれば、透明基板(表示基板)側と対向電極側のそれぞれに表示層がある構造であり、カラー表示素子として低コストで提供することができる。このとき、透明基板(表示基板)側と対向電極側のそれぞれで合わせて3層の表示層がある構造とすると、高画質カラー表示素子として低コストで提供することができる。
請求項5の発明によれば、表示電極が透明電極であるため、高い白反射率を示す高画質カラー表示素子として低コストで提供することができる。
請求項6の発明によれば、絶縁層を含むことで生産の歩留りを向上させ、高画質カラー表示素子としてより低コストで提供することができる。
請求項7の発明によれば、高速応答、低消費電力の高画質カラー表示素子を低コストで提供することができる。
請求項8の発明によれば、高速応答、低消費電力、耐久性の高い高画質カラー表示素子を低コストで提供することができる。
請求項9の発明によれば、高画質フルカラー表示素子を低コストで提供することができる。
請求項10の発明によれば、反射型の高画質フルカラー表示装置を低コストで提供することができる。
As an effect of the present invention, the invention according to claim 1 has a structure in which a display layer is provided on each of the transparent substrate (display substrate) side and the counter electrode side, and can be provided at a low cost as a color display element. At this time, when a structure having three display layers on each of the transparent substrate (display substrate) side and the counter electrode side is provided, a high-quality color display element can be provided at low cost.
According to the invention of claim 2, since the display electrode is a transparent electrode, it can be provided at a low cost as a high-quality color display element exhibiting a high white reflectance.
According to the invention of claim 3, the production yield can be improved by including the insulating layer, and it can be provided at a lower cost as a high-quality color display element.
According to invention of Claim 4, it is a structure with a display layer in each of a transparent substrate (display substrate) side and a counter electrode side, and can be provided at low cost as a color display element. At this time, when a structure having three display layers on each of the transparent substrate (display substrate) side and the counter electrode side is provided, a high-quality color display element can be provided at low cost.
According to the invention of claim 5, since the display electrode is a transparent electrode, it can be provided at a low cost as a high-quality color display element exhibiting a high white reflectance.
According to the invention of claim 6, by including an insulating layer, the production yield can be improved and it can be provided at a lower cost as a high-quality color display element.
According to the invention of claim 7, it is possible to provide a high-quality color display element with high-speed response and low power consumption at low cost.
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to provide a high-quality color display element with high speed response, low power consumption, and high durability at low cost.
According to invention of Claim 9, a high quality full color display element can be provided at low cost.
According to the invention of claim 10, it is possible to provide a reflection type high quality full color display device at low cost.
本発明者らは、特願2008−174866号において、表示基板に3つの表示電極とそれに対応した3種類のエレクトロクロミック組成物を積層することによって反射型フルカラー表示をおこなう方法を示している。本方法も高画質のフルカラー表示をおこなうことができる有用な方法であるが、表示基板に多数の層を積層することになるため製造工程において歩留りが悪くなる懸念があり、製造コストが上がる可能性があった。
そこで、本発明者らは、この問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下に、本発明に係るエレクトロクロミック表示素子及び表示装置の構成について説明する。
In Japanese Patent Application No. 2008-174866, the inventors have shown a method of performing reflective full-color display by laminating three display electrodes and three types of electrochromic compositions corresponding to the display substrate. This method is also a useful method capable of high-quality full-color display. However, since many layers are stacked on the display substrate, there is a concern that the yield may deteriorate in the manufacturing process, which may increase the manufacturing cost. was there.
Therefore, the present inventors have intensively studied to solve this problem, and have reached the present invention. Below, the structure of the electrochromic display element and display apparatus which concern on this invention is demonstrated.
本発明に係るエレクトロクロミック表示素子の第1の実施形態は、基板上に積層された対向電極/反射層上に、エレクトロクロミック組成物を含む表示層と、表示電極とがこの順番で積層された表示層/電極積層体として、第1表示層/電極積層体から第a表示層/電極積層体(aは0または2以上の整数)まで順番に積層されてなる第1媒体と、透明基板上に、表示電極と、エレクトロクロミック組成物を含む表示層とがこの順で積層された電極/表示層積層体として、第1電極/表示層積層体から第b電極/表示層積層体(bは0または2以上の整数)まで順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、前記すべての表示層は、それぞれお互いに他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含み、前記第1媒体の最表層の表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするものである。ここで、a,bの値は、表示素子として画像などを表示するために必要十分な色数となるように設定されればよく、とくに制限はないが、例えばa+b≦6、あるいはa+b=0,2である。
本実施形態の構成例の1つを図1に示す。図1は、a=0、b=0の場合である。
In the first embodiment of the electrochromic display element according to the present invention, a display layer containing an electrochromic composition and a display electrode are laminated in this order on a counter electrode / reflective layer laminated on a substrate. As a display layer / electrode laminate, a first medium that is laminated in order from the first display layer / electrode laminate to the a-th display layer / electrode laminate (a is an integer of 0 or 2 or more), and a transparent substrate In addition, as the electrode / display layer laminate in which the display electrode and the display layer containing the electrochromic composition are laminated in this order, the first electrode / display layer laminate to the b electrode / display layer laminate (b is Each of the display layers includes an electrochromic composition that develops a color different from that of the other display layers, respectively. The outermost surface of the first medium The main surface on the display electrode side and the main surface on the display layer side of the outermost layer of the second medium are arranged to face each other with a space therebetween, and an electrolyte is filled between the first medium and the second medium. It is characterized by. Here, the values of a and b may be set so that the number of colors necessary and sufficient for displaying an image or the like as a display element is not particularly limited. For example, a + b ≦ 6 or a + b = 0. , 2.
One configuration example of this embodiment is shown in FIG. FIG. 1 shows a case where a = 0 and b = 0.
図1は、本発明に係るエレクトロクロミック表示素子の第1の実施形態における構成例(1)を示す断面図である。
図1に示すように、エレクトロクロミック表示素子100は、対向基板(基板)11上に少なくとも対向電極12、反射層13、エレクトロクロミック組成物を含む第1表示層14、第1表示電極15をこの順に積層した第1媒体10と、表示基板(透明電極)21上に少なくとも第2表示電極22と前記第1表示層14とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層23をこの順に積層した第2媒体20と、を有し、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20の第2表示層23側の主面を間隔をおいて向き合わせ、両媒体間に電解質30が充填されたものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example (1) of the electrochromic display element according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the electrochromic display element 100 includes at least a counter electrode 12, a reflective layer 13, a first display layer 14 containing an electrochromic composition, and a first display electrode 15 on a counter substrate (substrate) 11. A first medium 10 sequentially laminated, and a second display layer 23 containing an electrochromic composition that develops a color different from at least the second display electrode 22 and the first display layer 14 on a display substrate (transparent electrode) 21. A second medium 20 stacked in this order, and the main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side and the main surface of the second medium 20 on the second display layer 23 side are opposed to each other with a gap therebetween. The electrolyte 30 is filled between the two media.
なお、第1表示層14と第1表示電極15を積層したものを第11表示層/電極積層体16といい、第2表示電極22と第2表示層23を積層したものを第21電極/表示層積層体24という。また、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20の第2表示層23側の主面との間隔は、対向基板11と表示基板21との間に設けられるスペーサ40により規定されている。 Note that a laminate of the first display layer 14 and the first display electrode 15 is called an eleventh display layer / electrode laminate 16, and a laminate of the second display electrode 22 and the second display layer 23 is the twenty-first electrode / electrode laminate. The display layer laminate 24 is referred to. The distance between the main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side and the main surface of the second medium 20 on the second display layer 23 side is a spacer provided between the counter substrate 11 and the display substrate 21. 40.
(エレクトロクロミック表示素子100の表示動作)
エレクトロクロミック表示素子100において、第1表示電極15と対向電極12の間に所望の電圧を印加すると、第1表示電極15と接触している第1表示層14に含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第1表示電極15と第2表示層23の間には間隔があるため電荷移動は起こらず、第2表示層23は何も反応しない。
(Display operation of electrochromic display element 100)
In the electrochromic display element 100, when a desired voltage is applied between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the first display layer 14 that is in contact with the first display electrode 15 is colored / Can be decolored. At this time, since there is a gap between the first display electrode 15 and the second display layer 23, charge transfer does not occur, and the second display layer 23 does not react at all.
一方、第2表示電極22と対向電極12の間に所望の電圧を印加すると、第2表示電極22と接触している第2表示層23に含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第2表示電極22と第1表示電極15、第1表示層14の間には間隔があるため電荷移動は起こらず、第1表示層14は何も反応しない。 On the other hand, when a desired voltage is applied between the second display electrode 22 and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the second display layer 23 in contact with the second display electrode 22 can be colored / decolored. it can. At this time, since there is a gap between the second display electrode 22, the first display electrode 15, and the first display layer 14, no charge transfer occurs, and the first display layer 14 does not react at all.
従って、第1表示層14と第2表示層23を個別に発色/消色することができる。また、エレクトロクロミック化合物はメモリ性を有するため、第1表示層14を発色させた後、第2表示層23を発色させれば第1表示層14、第2表示層23の両方の色の混色を表示させることができる。以上より、本表示素子100はカラー表示をおこなうことができる。 Therefore, the first display layer 14 and the second display layer 23 can be individually colored / decolored. In addition, since the electrochromic compound has memory properties, if the second display layer 23 is colored after the first display layer 14 is colored, the colors of both the first display layer 14 and the second display layer 23 are mixed. Can be displayed. As described above, the display element 100 can perform color display.
したがって、この構造によれば、対向基板11側(第1媒体10側)、表示基板21側(第2媒体20側)のそれぞれに複数の表示層を分けて設けることになり、歩留りを改善できるので、カラー表示素子を低コストで提供することができる。 Therefore, according to this structure, a plurality of display layers are separately provided on each of the counter substrate 11 side (first medium 10 side) and the display substrate 21 side (second medium 20 side), so that the yield can be improved. Therefore, a color display element can be provided at a low cost.
図2は、本発明に係るエレクトロクロミック表示素子の第1の実施形態における構成例(2)を示す断面図である。図1は、a=0、b=2の場合である。
図2に示すように、エレクトロクロミック表示素子200は、対向基板(基板)11上に少なくとも対向電極12、反射層13、エレクトロクロミック組成物を含む第1表示層14、第1表示電極15をこの順に積層した第1媒体10と、表示基板(透明基板)21上に少なくとも第2表示電極22aと前記第1表示層14とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層23aと第3表示電極22bと前記第1表示層14および第2表示層23aとは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第3表示層23bをこの順に積層した第2媒体20Aと、を有し、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20Aの第3表示層23b側の主面とを間隔をおいて向き合わせ、両媒体間に電解質30が充填されたものである。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration example (2) in the first embodiment of the electrochromic display element according to the present invention. FIG. 1 shows a case where a = 0 and b = 2.
As shown in FIG. 2, the electrochromic display element 200 includes at least a counter electrode 12, a reflective layer 13, a first display layer 14 containing an electrochromic composition, and a first display electrode 15 on a counter substrate (substrate) 11. A first medium 10 sequentially laminated, and a second display layer 23a containing an electrochromic composition that develops a color different from at least the second display electrode 22a and the first display layer 14 on a display substrate (transparent substrate) 21; A second medium 20A in which a third display electrode 22b and a third display layer 23b containing an electrochromic composition that develops a different color from the first display layer 14 and the second display layer 23a are stacked in this order. The main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side and the main surface of the second medium 20A on the third display layer 23b side are opposed to each other, and the electrolyte 30 is interposed between the two media. It is one that is Hama.
なお、第1表示層14と第1表示電極15を積層したものを第11表示層/電極積層体16といい、第2表示電極22aと第2表示層23aを積層したものを第21電極/表示層積層体24aといい、第3表示電極22bと第3表示層23bを積層したものを第22電極/表示層積層体24bという。また、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20Aの第3表示層23b側の主面との間隔は、対向基板11と表示基板21との間に設けられるスペーサ40により規定されている。 Note that a laminate of the first display layer 14 and the first display electrode 15 is called an eleventh display layer / electrode laminate 16, and a laminate of the second display electrode 22a and the second display layer 23a is a twenty-first electrode / electrode laminate. The display layer laminate 24a is referred to as a laminate of the third display electrode 22b and the third display layer 23b, and is referred to as a 22nd electrode / display layer laminate 24b. The distance between the main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side and the main surface of the second medium 20A on the third display layer 23b side is a spacer provided between the counter substrate 11 and the display substrate 21. 40.
(エレクトロクロミック表示素子200の表示動作)
エレクトロクロミック表示素子200において、第1表示電極15と対向電極12の間に所望の電圧を印加すると、第1表示電極15と接触している第1表示層14に含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第1表示電極15と、第2表示電極22a、第2表示層23a、第3表示電極22b、第3表示層23bとは接触していないため電荷移動は起こらず、第2表示層23a、第3表示層23bは何も反応しない。
(Display operation of electrochromic display element 200)
In the electrochromic display element 200, when a desired voltage is applied between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the first display layer 14 in contact with the first display electrode 15 is colored / Can be decolored. At this time, since the first display electrode 15 is not in contact with the second display electrode 22a, the second display layer 23a, the third display electrode 22b, and the third display layer 23b, charge transfer does not occur, and the second display layer 23a and the third display layer 23b do not react at all.
一方、第2表示電極22aと対向電極12の間に所望の電圧を印加すると第2表示電極22aと接触している第2表示層23aに含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第2表示電極22aと、第1表示電極15、第1表示層14、第3表示電極22b、第3表示層23bとは接触していないため電荷移動は起こらず、第1表示層14、第3表示層23bは何も反応しない。 On the other hand, when a desired voltage is applied between the second display electrode 22a and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the second display layer 23a in contact with the second display electrode 22a can be colored / decolored. . At this time, the second display electrode 22a, the first display electrode 15, the first display layer 14, the third display electrode 22b, and the third display layer 23b are not in contact with each other, so that no charge transfer occurs and the first display layer 14. The third display layer 23b does not react at all.
同様に、第3表示電極22bと対向電極12の間に所望の電圧を印加すると第3表示電極22bと接触している第3表示層23bに含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第3表示電極22bと、第1表示電極15、第1表示層14、第2表示電極22a、第2表示層23bとは接触していないため電荷移動は起こらず、第1表示層14、第2表示層23aは何も反応しない。 Similarly, when a desired voltage is applied between the third display electrode 22b and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the third display layer 23b in contact with the third display electrode 22b can be colored / decolored. it can. At this time, the third display electrode 22b, the first display electrode 15, the first display layer 14, the second display electrode 22a, and the second display layer 23b are not in contact with each other, so that no charge transfer occurs and the first display layer 14. The second display layer 23a does not react at all.
以上の動作原理により、第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bを個別に発色/消色することができる。また、エレクトロクロミック化合物はメモリ性を有するため、第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bそれぞれの色を使って様々な混色を表示させることができる。第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bがそれぞれ3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンを発色する材料を用いれば減法混色による高画質のフルカラー表示を行うことが可能である。 Based on the above operation principle, the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b can be individually colored / decolored. Further, since the electrochromic compound has a memory property, various mixed colors can be displayed using the colors of the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b. If the first display layer 14, the second display layer 23 a, and the third display layer 23 b use materials that develop the three primary colors yellow, magenta, and cyan, respectively, high-quality full-color display by subtractive color mixture can be performed. .
本発明者らは、前述した特願2008-174866号において3つの表示電極と3つの表示層によるフルカラー表示方法を提示している。本発明との違いは、特願2008-174866号では、表示電極と表示層の全てを表示基板側に積層する構成であるのに対して、本発明では複数の表示電極、表示層の一部、例えば第1表示電極15、第1表示層14を対向基板側に分けたことである。一般的に、多層構造素子を作製する場合、層の数が増えれば不良の確率が大きくなり歩留りは悪くなる。また、生産のタクトタイムは最も遅い工程によって大きく影響される。従って、片側の基板に6層形成するよりも、一方(例えば第1媒体10)に4層、もう一方(例えば第2媒体20A)に2層と分けることで歩留りが上がり、また、タクトタイムが短くなる。従って、同等の高画質フルカラー表示が得られ、なおかつ、コストを低下させることが可能となる。 The present inventors have proposed a full-color display method using three display electrodes and three display layers in Japanese Patent Application No. 2008-174866 described above. The difference from the present invention is that, in Japanese Patent Application No. 2008-174866, all of the display electrodes and the display layer are laminated on the display substrate side, whereas in the present invention, a plurality of display electrodes and a part of the display layer are provided. For example, the first display electrode 15 and the first display layer 14 are divided on the counter substrate side. In general, when a multilayer structure element is manufactured, the probability of failure increases and the yield decreases as the number of layers increases. In addition, the tact time of production is greatly influenced by the slowest process. Therefore, rather than forming six layers on one substrate, dividing one layer (for example, the first medium 10) into four layers and the other (for example, the second medium 20A) into two layers increases the yield, and the tact time is also reduced. Shorter. Therefore, an equivalent high-quality full color display can be obtained and the cost can be reduced.
つぎに、本発明に係るエレクトロクロミック表示素子の第2の実施形態は、基板上に、少なくとも対向電極、反射層、エレクトロクロミック組成物を含む第1表示層、第1表示電極がこの順番で積層されてなる第1媒体と、透明基板上に設けられた第2表示電極上に、それぞれ他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層から第d表示層(dは3以上の整数)までが順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、前記第2媒体の第2表示層から第d表示層におけるそれぞれのエレクトロクロミック組成物はお互いに、少なくとも発色閾値電圧、消色閾値電圧、発色に必要な電荷量、消色に必要な電荷量のいずれかが異なり、前記第1媒体の最表層の第1表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の第d表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするものである。ここで、dの値は、表示素子として画像などを表示するために必要十分な色数となるように設定されればよく、とくに制限はないが、例えばd≦6、あるいはd=3である。なお、第1媒体側にも複数の表示層を積層して設けた構成としてもよい。あるいは第1媒体側に複数の表示層を積層して設け、第2媒体側に1つの表示層を設けた構成としてもよい。
本実施形態の構成例の1つを図3に示す。図3は、d=3の場合である。
Next, in the second embodiment of the electrochromic display element according to the present invention, at least a counter electrode, a reflective layer, a first display layer including an electrochromic composition, and a first display electrode are stacked in this order on a substrate. The second display layer to the d-th display layer containing an electrochromic composition that develops a different color from the other display layers on the first medium and the second display electrode provided on the transparent substrate. d is an integer greater than or equal to 3), and the electrochromic compositions in the second display layer to the d-th display layer of the second medium are mutually at least The main surface on the first display electrode side of the outermost layer of the first medium and the second medium are different in any one of the coloring threshold voltage, the decoloring threshold voltage, the charge amount necessary for color development, and the charge amount necessary for decoloration The outermost d-th display layer The principal surface of, but are oppositely spaced apart, said first medium, in which the electrolyte between the second medium is characterized by comprising been filled. Here, the value of d may be set so that the number of colors necessary and sufficient for displaying an image or the like as a display element is not particularly limited. For example, d ≦ 6 or d = 3. . Note that a structure in which a plurality of display layers are stacked on the first medium side may also be employed. Alternatively, a configuration in which a plurality of display layers are provided on the first medium side and a single display layer is provided on the second medium side may be employed.
One configuration example of this embodiment is shown in FIG. FIG. 3 shows a case where d = 3.
図3は、本発明に係るエレクトロクロミック表示素子の第2の実施形態における構成例を示す断面図である。
図3に示すように、エレクトロクロミック表示素子300は、対向基板11上に少なくとも対向電極12、反射層13、エレクトロクロミック組成物を含む第1表示層14、第1表示電極15をこの順に積層した第1媒体10と、表示基板21上に少なくとも第2表示電極22、前記第1表示層14とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層23a、第2表示層23aに含まれるエレクトロクロミック組成物とは少なくとも発色閾値電圧、消色閾値電圧、発色に必要な電荷量、消色に必要な電荷量のいずれか、及び発色する色が異なるエレクトロクロミック組成物を含む第3表示層23bをこの順に積層した第2媒体20Bと、を有し、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20Bの第3表示層23b側の主面とを間隔をおいて向き合わせ、両媒体間に電解質30が充填されたものである。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example in the second embodiment of the electrochromic display element according to the present invention.
As shown in FIG. 3, in the electrochromic display element 300, at least the counter electrode 12, the reflective layer 13, the first display layer 14 including the electrochromic composition, and the first display electrode 15 are stacked in this order on the counter substrate 11. Included in the first medium 10, the second display electrode 22 on the display substrate 21, and the second display layer 23a and the second display layer 23a containing an electrochromic composition that develops a color different from that of the first display layer 14. A third display comprising an electrochromic composition having at least one of a color development threshold voltage, a decoloration threshold voltage, a charge amount necessary for color development, a charge amount necessary for decolorization, and a color to be developed different from the electrochromic composition to be developed A second medium 20B in which the layers 23b are stacked in this order, the main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side, and the third display layer 2 of the second medium 20B. And b-side of the main surface opposed at intervals, in which the electrolyte 30 is filled in between two media.
なお、第1媒体10の第1表示電極15側の主面と第2媒体20Bの第3表示層23b側の主面との間隔は、対向基板11と表示基板21との間に設けられるスペーサ40により規定されている。 The distance between the main surface of the first medium 10 on the first display electrode 15 side and the main surface of the second medium 20B on the third display layer 23b side is a spacer provided between the counter substrate 11 and the display substrate 21. 40.
(エレクトロクロミック表示素子300の表示動作)
エレクトロクロミック表示素子300において、第1表示電極15と対向電極12の間に所望の電圧を印加すると、第1表示電極15と接触している第1表示層14に含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第1表示電極15と、第2表示電極22、第2表示層23a、第3表示層23bとは接触していないため電荷移動は起こらず、第2表示層23a、第3表示層23bは何も反応しない。
(Display operation of electrochromic display element 300)
In the electrochromic display element 300, when a desired voltage is applied between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the first display layer 14 that is in contact with the first display electrode 15 is colored / Can be decolored. At this time, the first display electrode 15, the second display electrode 22, the second display layer 23a, and the third display layer 23b are not in contact with each other, so that no charge transfer occurs, and the second display layer 23a and the third display layer 23b does not react at all.
一方、第2表示電極22と対向電極12の間に所望の電圧を印加すると、第2表示電極22と接触している第2表示層23a、第3表示層23bに含まれるエレクトロクロミック化合物を発色/消色することができる。このとき、第2表示電極22と、第1表示電極15、第1表示層14とは接触していないため電荷移動は起こらず、第1表示層14は何も反応しない。 On the other hand, when a desired voltage is applied between the second display electrode 22 and the counter electrode 12, the electrochromic compound contained in the second display layer 23a and the third display layer 23b in contact with the second display electrode 22 is colored. / Can be erased. At this time, since the second display electrode 22, the first display electrode 15, and the first display layer 14 are not in contact with each other, charge transfer does not occur and the first display layer 14 does not react at all.
第2表示層23aと、第3表示層23bとは、発色閾値電圧、消色閾値電圧、発色に必要な電荷量、消色に必要な電荷量のいずれかが異なっている。従って、第2表示電極22に印加する電圧値、電流値、印加時間を変えることで、第2表示層23aと第3表示層23bを個別に発色/消色させることが可能である。 The second display layer 23a and the third display layer 23b are different in any one of the coloring threshold voltage, the decoloring threshold voltage, the charge amount necessary for color development, and the charge amount necessary for decoloration. Therefore, the second display layer 23a and the third display layer 23b can be individually colored / decolored by changing the voltage value, current value, and application time applied to the second display electrode 22.
なお、本発明者らは特開2006-106669号公報において、閾値電圧、電荷量が異なる表示層を積層した多色表示素子を報告している。この従来技術では、表示層を3層とも表示基板に積層した構造を前提としており、各層における閾値電圧、電荷量の違いはあまり大きくはないため、3層を制御するためには精密な駆動回路が必要である。これに対して、本発明では対向基板側(第1媒体10側)、表示基板側(第2媒体20B側)に表示層を分けて積層しているので、制御する対象の層数が減少し(図3では、表示基板側は2層)、制御が容易になり、従来技術と比較して安価な駆動回路で駆動できる。 Note that the present inventors have reported a multicolor display element in which display layers having different threshold voltages and charge amounts are stacked in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-106669. This prior art assumes a structure in which all three display layers are stacked on a display substrate, and the difference in threshold voltage and charge amount in each layer is not so large, so a precise drive circuit is required to control the three layers. is required. On the other hand, in the present invention, since the display layers are separately laminated on the counter substrate side (first medium 10 side) and the display substrate side (second medium 20B side), the number of layers to be controlled is reduced. (In FIG. 3, the display substrate side has two layers) Control becomes easy, and driving can be performed with an inexpensive driving circuit as compared with the prior art.
以上の動作原理により、第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bを個別に発色/消色することができる。また、エレクトロクロミック化合物はメモリ性を有するため、第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bそれぞれの色を使って様々な混色を表示させることができる。第1表示層14、第2表示層23a、第3表示層23bにそれぞれ3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンを発色する材料を用いれば、減法混色による高画質のフルカラー表示をおこなうことが可能である。
以上のように、エレクトロクロミック表示素子300によれば、高画質フルカラー表示が得られ、なおかつ従来技術よりコストを低下させることができる。
Based on the above operation principle, the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b can be individually colored / decolored. Further, since the electrochromic compound has a memory property, various mixed colors can be displayed using the colors of the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b. If the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b are made of materials that develop the three primary colors yellow, magenta, and cyan, respectively, high-quality full-color display by subtractive color mixing can be performed. is there.
As described above, according to the electrochromic display element 300, high-quality full-color display can be obtained, and the cost can be reduced as compared with the prior art.
ここで、本発明のエレクトロクロミック表示素子100,200,300に用いる表示電極(第1表示電極15,第2表示電極22,22a、第3表示電極22b)としては、透明電極を用いることが望ましい。透明電極としては、ITO(スズドープ酸化インジウム)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、ZnO(酸化亜鉛)、IZO(酸化インジウム/酸化亜鉛)などの酸化金属薄膜などが挙げられる。これら酸化金属薄膜の形成方法としては、スパッタリング法が最も効率よく、均一な膜ができる。他の方法としては酸化金属微粒子を塗布することなども挙げられる。 Here, as the display electrodes (first display electrode 15, second display electrodes 22, 22a, and third display electrode 22b) used in the electrochromic display elements 100, 200, and 300 of the present invention, it is desirable to use transparent electrodes. . Examples of the transparent electrode include metal oxide thin films such as ITO (tin-doped indium oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), ZnO (zinc oxide), and IZO (indium oxide / zinc oxide). As a method for forming these metal oxide thin films, the sputtering method is most efficient, and a uniform film can be formed. Other methods include applying metal oxide fine particles.
対向電極12としては、ITO、FTO、ZnO、IZOなどの酸化金属薄膜、亜鉛や白金などの導電性金属膜、カーボンなどの導電膜などが挙げられる。ITO、FTO、ZnOなどの酸化金属薄膜を用いる場合は、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。 Examples of the counter electrode 12 include metal oxide thin films such as ITO, FTO, ZnO, and IZO, conductive metal films such as zinc and platinum, and conductive films such as carbon. In the case of using a metal oxide 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.
対向基板11、表示基板21は、ガラス、プラスチックなどどのようなものを用いても構わない。表示基板21は透明なものが望ましいが、対向基板11は着色していても問題ない。 The counter substrate 11 and the display substrate 21 may be made of any material such as glass or plastic. The display substrate 21 is preferably transparent, but there is no problem even if the counter substrate 11 is colored.
本発明で用いるエレクトロクロミック化合物としては、無機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のどれを用いても構わない。また、導電性高分子もエレクトロクロミズムを示すので用いることが出来る。無機エレクトロクロミック化合物としては、例えば酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタンなどが挙げられる。有機エレクトロクロミック化合物としては、例えばビオロゲン、希土類フタロシアニン、スチリル、テレフタル酸などが挙げられる。導電性高分子としては、例えばポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。 As the electrochromic compound used in the present invention, either an inorganic electrochromic compound or an organic electrochromic compound may be used. Conductive polymers can also be used because they exhibit electrochromism. Examples of the inorganic electrochromic compound include tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, and titanium oxide. Examples of the organic electrochromic compound include viologen, rare earth phthalocyanine, styryl, terephthalic acid, and the like. Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and the like.
電解質30の例としては、アセトニトリル、炭酸プロピレン、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ポリエチレングリコールなどの有機溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ヘキサフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、ブチルホウ酸テトラブチルアンモニウムなどの電解質を溶解させたもの、パーフルオロスルフォン酸系高分子膜などの固体系、イオン性液体などのもの、あるいはこれらの組み合わせによるものが挙げられる。 Examples of the electrolyte 30 include lithium perchlorate, lithium borofluoride, tetrabutylammonium perchlorate, and tetrabutylammonium hexafluoroborate in organic solvents such as acetonitrile, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and polyethylene glycol. In addition, an electrolyte such as tetrabutylammonium butylborate, a solid system such as a perfluorosulfonic acid polymer film, an ionic liquid, or a combination thereof can be used.
反射層13としては、表面が鏡面または白色散乱状のどちらでも構わないが、電子ペーパーのような紙に近い白表示をさせたい場合、白色散乱しているほうが望ましい。白色散乱系の反射層としては、白色顔料粒子を樹脂に分散させ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。 The reflective layer 13 may have a mirror-like surface or a white scattering surface. However, when it is desired to display a white color close to paper such as electronic paper, it is desirable that the reflecting layer 13 is white scattered. As a white scattering system reflection layer, it is the simplest production method to disperse and apply white pigment particles in a resin. 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.
また、本発明のエレクトロクロミック表示素子100,200,300において、対向電極12と反射層13の間、及び/又は反射層13と第1表示層14の間に絶縁層を設けることができる。本発明のエレクトロクロミック表示素子100,200,300はいずれも、第1表示電極15と対向電極12との間に電圧を印加することで第1表示層14を発色させるため、第1表示電極15と対向電極12がショートしてはならない。第1表示電極15と対向電極12の間には第1表示層14と反射層13が存在するため、ショートの可能性はほとんどないが、大出力のスパッタ装置などを用いて第1表示電極15を形成するとショートしてしまうことも考えられる。そこで、第1表示電極15と対向電極12の間に絶縁層を設けることで、ショートの可能性をほぼゼロにでき、素子製造の歩留りが向上できるため、結果としてコストを下げることができる。なお、第1表示電極15と第1表示層14の間は、第1表示層14が発色しなくなるため絶縁層を設けることはできない。 In the electrochromic display elements 100, 200, and 300 of the present invention, an insulating layer can be provided between the counter electrode 12 and the reflective layer 13 and / or between the reflective layer 13 and the first display layer 14. In each of the electrochromic display elements 100, 200, and 300 of the present invention, the first display layer 15 is colored by applying a voltage between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, and thus the first display electrode 15. The counter electrode 12 should not be short-circuited. Since there is the first display layer 14 and the reflective layer 13 between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, there is almost no possibility of short-circuiting, but the first display electrode 15 is used by using a high-power sputtering device or the like. It is conceivable that a short circuit will occur if the film is formed. Therefore, by providing an insulating layer between the first display electrode 15 and the counter electrode 12, the possibility of a short circuit can be made almost zero and the yield of device manufacturing can be improved, resulting in a reduction in cost. Note that an insulating layer cannot be provided between the first display electrode 15 and the first display layer 14 because the first display layer 14 does not develop color.
絶縁層の材料としては特に限定されるものではないが、絶縁性が高く、耐久性が高く、成膜性に優れた材料が好ましい。特に好ましくは、少なくともZnSを含む材料である。ZnSは、スパッタリング法により高速成膜が可能であるとともに、エレクトロクロミック化合物を含む表示層にダメージを与えることなく、成膜できる。ZnSを主成分とする膜としては、ZnS-SiO2の他、ZnS-SiC、ZnS-Si、ZnS-Geなどが挙げられる。このとき、ZnS比率は結晶性の点から約50〜90mol%が良い。特に好ましい材料は、ZnS-SiO2(8/2)、ZnS-SiO2(7/3)、ZnS、ZnS-ZnO-In2O3-Ga2O3(60/23/10/7)である(カッコ内は成分比率)。 The material for the insulating layer is not particularly limited, but a material having high insulating properties, high durability, and excellent film forming properties is preferable. Particularly preferred is a material containing at least ZnS. ZnS can be formed at high speed by a sputtering method, and can be formed without damaging the display layer containing the electrochromic compound. Examples of the film containing ZnS as a main component include ZnS—SiC, ZnS—Si, and ZnS—Ge in addition to ZnS—SiO 2 . At this time, the ZnS ratio is preferably about 50 to 90 mol% from the viewpoint of crystallinity. Particularly preferred materials are ZnS—SiO 2 (8/2), ZnS—SiO 2 (7/3), ZnS, ZnS—ZnO—In 2 O 3 —Ga 2 O 3 (60/23/10/7). Yes (component ratio in parentheses).
また、エレクトロクロミック表示素子200において、隣接する電極/表示層積層体の間、すなわち図2における第2表示層23aと第3表示電極22bの間に絶縁層を設けることができる。エレクトロクロミック表示素子200において、第2表示電極22aと第3表示電極22bがショートすると、第2表示層23aと第3表示層23bを個別に発色/消色できない。第2表示電極22aと第3表示電極22bの間には第2表示層23aが存在するため、ショートの可能性はほとんどないが、大出力のスパッタ装置などを用いて第3表示電極22bを形成しようとするとショートしてしまうことも考えられる。そこで、第2表示電極22aと第3表示電極22bの間に絶縁層を設けることで、ショートの可能性をほぼゼロにして、素子製造の歩留りが向上できるため、結果としてコストを下げることが可能となる。 In the electrochromic display element 200, an insulating layer can be provided between adjacent electrode / display layer stacks, that is, between the second display layer 23a and the third display electrode 22b in FIG. In the electrochromic display element 200, when the second display electrode 22a and the third display electrode 22b are short-circuited, the second display layer 23a and the third display layer 23b cannot be individually colored / decolored. Since the second display layer 23a exists between the second display electrode 22a and the third display electrode 22b, there is almost no possibility of a short circuit, but the third display electrode 22b is formed using a high-power sputtering device or the like. If you try to do so, you may be short-circuited. Therefore, by providing an insulating layer between the second display electrode 22a and the third display electrode 22b, the possibility of short-circuiting can be made almost zero and the yield of element manufacturing can be improved, resulting in a reduction in cost. It becomes.
また、本発明のエレクトロクロミック表示素子において、表示層に含まれるエレクトロクロミック組成物が、有機エレクトロクロミック化合物を担持した導電性または半導体性微粒子から成ることが好ましい。具体的には、粒径5nm〜50nm程度の微粒子の表面に有機エレクトロクロミック化合物を吸着させた組成物構造である。この組成物は、表示電極から微粒子を通って有機エレクトロクロミック化合物へ電荷が移動することによって発色する(逆移動で消色する)。そのため、効率よく発色、消色反応をおこなうことができ低消費電力化することができる。
また、有機エレクトロクロミック化合物は、その分子構造により多彩な色を発色することが出来るため、高画質のカラー表示素子を作製することができる。
In the electrochromic display element of the present invention, the electrochromic composition contained in the display layer is preferably composed of conductive or semiconductive fine particles carrying an organic electrochromic compound. Specifically, it is a composition structure in which an organic electrochromic compound is adsorbed on the surface of fine particles having a particle diameter of about 5 nm to 50 nm. This composition develops a color when the charge is transferred from the display electrode through the fine particles to the organic electrochromic compound (decolored by reverse movement). For this reason, it is possible to efficiently perform coloring and decoloring reactions and to reduce power consumption.
In addition, since organic electrochromic compounds can develop various colors depending on their molecular structures, high-quality color display elements can be produced.
導電性または半導体性微粒子としては、有機エレクトロクロミック化合物が吸着可能なものならその材質や形態は特に限定されるものではないが、金属酸化物が好ましく用いられる。導電性または半導体性微粒子の具体的な例としては、これらに限定されるものではないが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミナ、ジルコニア、セリア、シリカ、イットリア、ボロニア、マグネシア、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、カルシア、フェライト、ハフニア、三酸化タングステン、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、チタン酸バリウム、アルミノケイ酸塩、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挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を混合して用いても良い。好ましくは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミナ、ジルコニア、ジルコニア、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、が挙げられるが、その電気的特性と物理的特性から酸化チタンが特に好ましく用いられる。 The conductive or semiconductive fine particles are not particularly limited as long as the organic electrochromic compound can be adsorbed, but a metal oxide is preferably used. Specific examples of conductive or semiconductive fine particles include, but are not limited to, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, alumina, zirconia, ceria, silica, yttria, boronia, magnesia, strontium titanate. , Potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcia, ferrite, hafnia, tungsten trioxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, barium titanate, aluminosilicate Examples thereof include metal oxides mainly composed of a salt, calcium phosphate, aluminosilicate, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Preferred examples include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, alumina, zirconia, zirconia, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, and tungsten oxide. Titanium oxide is particularly preferably used because of its electrical characteristics and physical characteristics. .
有機エレクトロクロミック化合物としては、ビオロゲン系化合物、フタル酸系化合物、スチリル系化合物、フェノチアジン系、アントラキノン系、ピラゾリン系、フルオラン系、タロシアニン系、等公知のエレクトロクロミック化合物挙げられる。このうち、ビオロゲン系化合物は、発色効率、メモリ特性、耐久性がよく、一般的に最もよく使用される化合物である。また、フタル酸系化合物はイエロー、マゼンタ、シアンの3原色を発色する既存構造があるため、フルカラー表示素子を作製する上で有用な化合物である。 Examples of organic electrochromic compounds include known electrochromic compounds such as viologen compounds, phthalic acid compounds, styryl compounds, phenothiazine compounds, anthraquinone compounds, pyrazoline compounds, fluoran compounds, and talocyanine compounds. Of these, viologen-based compounds are generally the most commonly used compounds because of their good color development efficiency, memory characteristics and durability. In addition, since phthalic acid compounds have an existing structure that develops three primary colors of yellow, magenta, and cyan, they are useful compounds for producing full-color display elements.
ビオロゲン系化合物としては、例えば、1-Ethyl-1’-(2-phosphonoethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride、1-p-cyanophenyl-1’-(2-phosphonoethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride、Bis(2-phosphonylethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride、1-Ethyl-1’-acetic acid -4,4’-bipyridinium dichlorideなどが挙げられる。 Examples of viologen compounds include 1-Ethyl-1 '-(2-phosphonoethyl) -4,4'-bipyridinium dichloride, 1-p-cyanophenyl-1'-(2-phosphonoethyl) -4,4'-bipyridinium and dichloride, Bis (2-phosphonylethyl) -4,4′-bipyridinium dichloride, 1-Ethyl-1′-acetic acid -4,4′-bipyridinium dichloride, and the like.
フタル酸系化合物としては、例えば、3-(4-(methoxycarbonyl)phenyl)-3-oxopropylphosphonic acid、3-(4'-(methoxycarbonyl)biphenyl-4-yl)-3-oxopropylphosphonic acid、3-(4-acetylphenyl)-3-oxopropylphosphonic acidなどが挙げられる。 Examples of the phthalic acid compounds include 3- (4- (methoxycarbonyl) phenyl) -3-oxopropylphosphonic acid, 3- (4 '-(methoxycarbonyl) biphenyl-4-yl) -3-oxopropylphosphonic acid, 3- (4 -acetylphenyl) -3-oxopropylphosphonic acid.
前記スチリル系化合物としては、例えば、2-[2-[4-(dimethylamino)-5-carboxy-phenyl]ethenyl]-3,3-dimethylindolino[2,1-b]oxazolidine、2-[2-[4-(dimethylamino)-5-carboxy-phenyl]-1,3-butadienyl]-3,3-dimethylindolino[2,1-b]oxazolidine、2-[2-[4-(dimethylamino)phenyl]-1,3-butadienyl]-3,3-dimethyl-5-sulfonylindolino[2,1-b]oxazolidine、などが挙げられる。 Examples of the styryl compound include 2- [2- [4- (dimethylamino) -5-carboxy-phenyl] ethenyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [2- [ 4- (dimethylamino) -5-carboxy-phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] -1, 3-butadienyl] -3,3-dimethyl-5-sulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, and the like.
前記フェノチアジン系化合物としては、例えば、(2-Phenothiazin-10-yl-ethyl)-phosphinic acid、3-Phenothiazin-10-yl-propionic acid、3-Phenothiazin-10-yl-methanesuffonic acid、などが挙げられる。 Examples of the phenothiazine-based compound include (2-Phenothiazin-10-yl-ethyl) -phosphinic acid, 3-Phenothiazin-10-yl-propionic acid, 3-Phenothiazin-10-yl-methanesuffonic acid, and the like. .
また、有機エレクトロクロミック化合物では、導電性または半導体性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。あるいは、シランカップリング剤などを用いて導電性または半導体性微粒子表面に結合してもよい。 In addition, the organic electrochromic compound needs to have an adsorption site in order to be supported on the surface of the conductive or semiconductive fine particles. 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 it has a strong adsorption ability. Or you may couple | bond with the surface of electroconductive or semiconductive fine particle using a silane coupling agent etc.
本発明に係るエレクトロクロミック表示素子は、例えばつぎの手順で行うとよい。ここでは、図1に示したエレクトロクロミック表示素子100の製造手順を説明する。
(S11) まず対向基板11上に、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング等の真空成膜により対向電極12を形成する。
(S12) つぎに、対向電極12上に、白色顔料粒子を分散した樹脂を塗布して反射層13を形成する。
(S13) ついで反射層13上に、エレクトロクロミック化合物と金属酸化物粒子からなる第1表示層14を、スピンコート又はスクリーン印刷により形成する。即ち、金属酸化物粒子およびエレクトロクロミック化合物を溶媒中に分散または溶解した液状の塗布インクを準備し、その塗布インクを反射層13上にスピンコートすることにより、第1表示層14を形成する。または、その塗布インクを反射層13上にスクリーン印刷することにより、第1表示層14を形成する。なお、この塗布インクを調整するための溶媒としては、公知の溶媒(例えば水、アルコール、セルソルブ、ハロゲン化炭素、ケトン、エーテル等)を使用することができる。また、第1表示層14を塗布する方法としては、エレクトロクロミック化合物と金属酸化物粒子を混合した塗布インクを用いて一度に塗布する方法だけではなく、金属酸化物粒子分散液を塗布し、その後金属酸化物粒子分散液が塗布された上にエレクトロクロミック化合物を塗布することも可能である。
(S14) ついで第1表示層14上に、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング等の真空成膜により第1表示電極15を形成して、第1媒体10とする。
The electrochromic display element according to the present invention may be performed, for example, by the following procedure. Here, a manufacturing procedure of the electrochromic display element 100 shown in FIG. 1 will be described.
(S11) First, the counter electrode 12 is formed on the counter substrate 11 by vacuum film formation such as vapor deposition, sputtering, or ion plating.
(S12) Next, the reflective layer 13 is formed on the counter electrode 12 by applying a resin in which white pigment particles are dispersed.
(S13) Next, the first display layer 14 made of an electrochromic compound and metal oxide particles is formed on the reflective layer 13 by spin coating or screen printing. That is, a liquid coating ink in which metal oxide particles and an electrochromic compound are dispersed or dissolved in a solvent is prepared, and the coating ink is spin-coated on the reflective layer 13 to form the first display layer 14. Alternatively, the first display layer 14 is formed by screen printing the coating ink on the reflective layer 13. A known solvent (for example, water, alcohol, cellosolve, halogenated carbon, ketone, ether, etc.) can be used as a solvent for adjusting the coating ink. In addition, the method for applying the first display layer 14 is not only a method of applying at once using a coating ink in which an electrochromic compound and metal oxide particles are mixed, but also applying a metal oxide particle dispersion, and thereafter It is also possible to apply the electrochromic compound on the metal oxide particle dispersion.
(S <b> 14) Next, the first display electrode 15 is formed on the first display layer 14 by vacuum film formation such as vapor deposition, sputtering, or ion plating, and the first medium 10 is obtained.
(S15) つぎに、表示基板21上に、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング等の真空成膜により第2表示電極22を形成する。
(S16) ついで、ステップS13と同様の方法により、第2表示電極22上に、第2表示層23を形成して、第2媒体20とする。
(S15) Next, the second display electrode 22 is formed on the display substrate 21 by vacuum film formation such as vapor deposition, sputtering, or ion plating.
(S16) Next, the second display layer 23 is formed on the second display electrode 22 by the same method as in step S13, and the second medium 20 is obtained.
(S17) 最後に、第1媒体10と第2媒体20の貼り合わせを行う。具体的には、第1媒体10の最表層の第1表示電極15側の主面と、第2媒体20の最表層の第2表示層23側の主面と、を介して所定間隔をおいて対向配置して貼り合わせ、電解質溶液をスペースに真空注入した後、注入口を封止することによって、エレクトロクロミック表示素子100を完成する。 (S17) Finally, the first medium 10 and the second medium 20 are bonded together. Specifically, a predetermined interval is provided through the main surface on the first display electrode 15 side of the outermost layer of the first medium 10 and the main surface on the second display layer 23 side of the outermost layer of the second medium 20. Then, the electrochromic display element 100 is completed by sealing the injection port after the electrolyte solution is vacuum-injected into the space.
次に、本発明に係る表示装置について説明する。
本発明に係る表示装置は、本発明のエレクトロクロミック表示素子100,200,300のいずれかを用いたことを特徴とするものである。また、本発明の表示装置(表示装置500)は、本発明のエレクトロクロミック表示素子100,200,300を、1画素を表示するエレクトロクロミック表示素子(エレクトロクロミック表示素子51)として、複数含む構成である。本発明のエレクトロクロミック表示素子により、表示装置は、長い時間にわたって画像の表示/画像の非表示を保持することができる。以下、エレクトロクロミック表示素子100を用いた表示装置を例にとり説明する。
Next, the display device according to the present invention will be described.
The display device according to the present invention is characterized by using any of the electrochromic display elements 100, 200, and 300 of the present invention. The display device (display device 500) of the present invention includes a plurality of electrochromic display elements 100, 200, and 300 of the present invention as electrochromic display elements (electrochromic display elements 51) that display one pixel. is there. With the electrochromic display element of the present invention, the display device can hold display / non-display of an image for a long time. Hereinafter, a display device using the electrochromic display element 100 will be described as an example.
図4は、本発明に係る表示装置の構成を示す断面図である。
表示装置500は、複数のエレクトロクロミック表示素子51を含み、対向基板11と、表示基板21と、を有し、対向基板11上には、各々のエレクトロクロミック表示素子51を構成する対向電極12、反射層13、第1表示層14、第1表示電極15が複数組設けられ、表示基板21上には、各々のエレクトロクロミック表示素子51を構成する第2表示電極22、第2表示層23が複数組設けられる。そのうちの1組の対向電極12、反射層13、第1表示電極15、第1表示層14、第2表示電極22、第2表示層23は、1つのエレクトロクロミック表示素子51を構成する。このように構成された複数のエレクトロクロミック表示素子51を、対向基板11と表示基板21との面内にマトリクス状に配置することにより、画像を表示する表示装置500を提供することができる。
上記の構成を有することにより、表示装置500は、例えば、電子ペーパーのような反射型表示装置として用いられる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the display device according to the present invention.
The display device 500 includes a plurality of electrochromic display elements 51, and includes a counter substrate 11 and a display substrate 21. On the counter substrate 11, the counter electrodes 12 constituting each electrochromic display element 51, A plurality of sets of the reflective layer 13, the first display layer 14, and the first display electrode 15 are provided, and the second display electrode 22 and the second display layer 23 that constitute each electrochromic display element 51 are provided on the display substrate 21. Multiple sets are provided. One set of the counter electrode 12, the reflective layer 13, the first display electrode 15, the first display layer 14, the second display electrode 22, and the second display layer 23 constitutes one electrochromic display element 51. The display device 500 that displays an image can be provided by arranging the plurality of electrochromic display elements 51 configured in this manner in a matrix in the plane of the counter substrate 11 and the display substrate 21.
By having the above configuration, the display device 500 is used as a reflective display device such as electronic paper.
次に、本発明の表示装置500における、エレクトロクロミック表示素子51の駆動方法について説明する。
表示装置500に含まれるエレクトロクロミック表示素子51に電界を印加する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、公知のアクティブマトリクス駆動型の電気回路を採用し、公知のアクティブマトリクス駆動方法に従って駆動することができる。アクティブマトリクス駆動型の電気回路としては、例えば、アクティブマトリクス駆動素子としての薄膜トランジスタ(TFT)の電極を、エレクトロクロミック表示素子51に接続した電気回路が挙げられる。この型の電気回路によって、個々のエレクトロクロミック表示素子51をより高速に駆動することができるため、高精細な画像を高速に表示することができる表示装置500を提供することができる。
Next, a driving method of the electrochromic display element 51 in the display device 500 of the present invention will be described.
The means for applying an electric field to the electrochromic display element 51 included in the display device 500 is not particularly limited. For example, a known active matrix driving type electric circuit is adopted, and a known active matrix driving method is employed. Can be driven according to Examples of the active matrix driving type electric circuit include an electric circuit in which an electrode of a thin film transistor (TFT) as an active matrix driving element is connected to the electrochromic display element 51. Since this type of electric circuit can drive each electrochromic display element 51 at a higher speed, it is possible to provide a display device 500 that can display a high-definition image at a high speed.
図5に、本発明の表示装置500の駆動回路の例を示す。
図5に示される表示装置500は、複数のエレクトロクロミック表示素子51、複数のエレクトロクロミック表示素子51の第1表示電極15、第2表示電極22にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタ33a、33b、複数の薄膜トランジスタ33a、33bのゲート電極に接続される複数の横方向の導線34a、34b、及び複数の薄膜トランジスタ33a、33bのソース電極に接続される複数の縦方向の導線35a、35bを含む。複数の薄膜トランジスタ33aのドレイン電極の各々は、複数のエレクトロクロミック表示素子51の第1表示電極15に接続される。複数の薄膜トランジスタ33bのドレイン電極の各々は、複数のエレクトロクロミック表示素子51の第2表示電極22に接続される。また、複数のエレクトロクロミック表示素子51の対向電極12は、一定の電位を有し、例えば、接地されていてもよい。
FIG. 5 shows an example of a driving circuit of the display device 500 of the present invention.
A display device 500 shown in FIG. 5 includes a plurality of thin film transistors 33a and 33b connected to the plurality of electrochromic display elements 51, the first display electrode 15 and the second display electrode 22 of the plurality of electrochromic display elements 51, respectively. The plurality of lateral conducting wires 34a and 34b connected to the gate electrodes of the thin film transistors 33a and 33b, and the plurality of longitudinal conducting wires 35a and 35b connected to the source electrodes of the plurality of thin film transistors 33a and 33b. Each of the drain electrodes of the plurality of thin film transistors 33 a is connected to the first display electrode 15 of the plurality of electrochromic display elements 51. Each of the drain electrodes of the plurality of thin film transistors 33 b is connected to the second display electrodes 22 of the plurality of electrochromic display elements 51. Further, the counter electrodes 12 of the plurality of electrochromic display elements 51 have a constant potential, and may be grounded, for example.
図5に示される画像表示装置30において、複数の横方向の導線34aの一つ及び複数の縦方向の導線35aの一つのそれぞれに電圧を印加すると、その選択された一つの横方向の導線34a及びその選択された一つの縦方向の導線35aに接続された薄膜トランジスタ33aにおいて、ゲート電極に電圧が印加されてその薄膜トランジスタ33aがON状態になり、ソース電極からドレイン電極間の抵抗が小さくなって、その薄膜トランジスタ33aに接続されたエレクトロクロミック表示素子51の第1表示電極15に電圧が印加される。その結果、そのエレクトロクロミック表示素子51に含まれる第1表示層14のエレクトロクロミック化合物が、所定の色に発色する。同様に、複数の横方向の導線34bの一つ及び複数の縦方向の導線35bの一つのそれぞれに所定の電流を流すと、その選択された一つの第2表示電極22とその選択された一つの対向電極12との間に電圧が印加され、そのエレクトロクロミック表示素子51に含まれる第2表示層23のエレクトロクロミック化合物が、所定の色に発色する。これらの動作により、その選択された一つの表示電極(第1表示電極15または第2表示電極22)とその選択された一つの対向電極12との間に位置する画素を、第1表示層14のエレクトロクロミック化合物だけが発色した色、第2表示層23のエレクトロクロミック化合物だけが発色した色、第1表示層14のエレクトロクロミック化合物及び第2表示層23のエレクトロクロミック化合物が発色した色、の3段階の色に発色させることができる。同様に、任意の画素の色を所定の色に発色させるように第1表示電極15、第2表示電極22を選択し、選択された第1表示電極15、第2表示電極22と選択された対向電極12との間に電圧を印加することによって、表示装置500に任意の画像を表示することができる。 In the image display device 30 shown in FIG. 5, when a voltage is applied to each of one of the plurality of horizontal conducting wires 34a and one of the plurality of vertical conducting wires 35a, the selected one of the horizontal conducting wires 34a. In the thin film transistor 33a connected to the selected one vertical conductor 35a, a voltage is applied to the gate electrode to turn on the thin film transistor 33a, and the resistance between the source electrode and the drain electrode is reduced. A voltage is applied to the first display electrode 15 of the electrochromic display element 51 connected to the thin film transistor 33a. As a result, the electrochromic compound of the first display layer 14 included in the electrochromic display element 51 develops a predetermined color. Similarly, when a predetermined current is supplied to each of one of the plurality of horizontal conducting wires 34b and one of the plurality of vertical conducting wires 35b, the selected second display electrode 22 and the selected one are displayed. A voltage is applied between the two counter electrodes 12, and the electrochromic compound of the second display layer 23 included in the electrochromic display element 51 develops a predetermined color. By these operations, the pixel located between the selected one display electrode (the first display electrode 15 or the second display electrode 22) and the selected one counter electrode 12 is moved to the first display layer 14. A color developed only by the electrochromic compound, a color developed only by the electrochromic compound of the second display layer 23, a color developed by the electrochromic compound of the first display layer 14 and the electrochromic compound of the second display layer 23, Color can be developed in three stages. Similarly, the first display electrode 15 and the second display electrode 22 are selected so that the color of an arbitrary pixel is changed to a predetermined color, and the selected first display electrode 15 and second display electrode 22 are selected. An arbitrary image can be displayed on the display device 500 by applying a voltage to the counter electrode 12.
ここで、発色を長時間保持するためには、発色させるために選択した一の表示電極と、その一の表示電極以外の他の表示電極及び対向電極との間には低抵抗部分がなく、電気的に絶縁されていることが好ましい。電気的に絶縁されることによって、エレクトロクロミック化合物に注入された電荷が電極及び低抵抗部分を通って放出されること、又はエレクトロクロミック化合物から放出された電荷が低抵抗部分及び電極を通って注入されることを防止でき、発色の保持時間が向上できる。 Here, in order to maintain color development for a long time, there is no low resistance portion between one display electrode selected for color development and other display electrodes and counter electrodes other than the one display electrode, It is preferably electrically insulated. By being electrically isolated, the charge injected into the electrochromic compound is released through the electrode and the low resistance portion, or the charge released from the electrochromic compound is injected through the low resistance portion and the electrode. The color retention time can be improved.
更に、各表示電極を発色させる場合は、予め各表示電極を消色する電圧を印加した後、前述の発色駆動方法により表示層を一層ずつ発色させることが好ましい。予め各表示電極に消色電圧を印加することにより、エレクトロクロミック化合物の電荷状態(酸化還元状態)を初期化することができ、その後、一層ずつ発色させることによって、各表示層の発消色を再現性良く制御することができる。 Furthermore, when each display electrode is colored, it is preferable to apply a voltage for erasing each display electrode in advance, and then color the display layer one layer at a time by the above-described color driving method. By applying a decoloring voltage to each display electrode in advance, it is possible to initialize the charge state (redox state) of the electrochromic compound. It can be controlled with good reproducibility.
また、各表示層の酸化還元状態は、全てのエレクトロクロミック粒子が完全に酸化された酸化状態と、全てのエレクトロクロミック粒子が完全に還元された還元状態との間の中間の状態である中間状態に制御することができる。中間状態に制御することにより、各表示層の発色を、発色と消色の中間の色である中間色に制御することができる。 The redox state of each display layer is an intermediate state between an oxidized state in which all electrochromic particles are completely oxidized and a reduced state in which all electrochromic particles are completely reduced. Can be controlled. By controlling to the intermediate state, the color of each display layer can be controlled to an intermediate color which is an intermediate color between color development and decoloration.
ここで、各表示層を中間状態に制御するためには、各表示層に対応する各表示電極に印加する印加電圧と時間との積(即ち注入又は放出した電荷量)を制御することによって行う。この場合、印加電圧と時間を連続的に変化させることによって中間色を制御することもできるが、所定の最大電圧値及び所定のパルス幅を有する電圧パルスを印加する回数を変えることによって中間色を制御することもできる。 Here, in order to control each display layer to the intermediate state, it is performed by controlling the product of the applied voltage and time applied to each display electrode corresponding to each display layer and the time (that is, the injected or discharged charge amount). . In this case, the intermediate color can be controlled by continuously changing the applied voltage and time, but the intermediate color is controlled by changing the number of times of applying a voltage pulse having a predetermined maximum voltage value and a predetermined pulse width. You can also
以上のように、本発明の表示装置500は、積層された表示電極及びエレクトロクロミック組成物を含む表示層が基板面内にマトリクス状に配置されるため、多様な画像を表示することが可能となる。 As described above, the display device 500 of the present invention can display various images because the display layers including the stacked display electrodes and the electrochromic composition are arranged in a matrix on the substrate surface. Become.
なお、薄膜トランジスタ33bを、表示基板21側に設けられる第2表示電極22に接続させる場合には、エレクトロクロミック表示素子51の発色の視認性を低下させないように、薄膜トランジスタ33bを、表示基板21と反対側の対向基板11に形成することも可能である。 When the thin film transistor 33b is connected to the second display electrode 22 provided on the display substrate 21 side, the thin film transistor 33b is opposite to the display substrate 21 so as not to reduce the color visibility of the electrochromic display element 51. It is also possible to form the counter substrate 11 on the side.
また、ここでは表示装置500において、表示電極及び表示層は各々2層設けた例(エレクトロクロミック表示素子100)を示したが、表示電極及び表示層を各々3層以上設ける構成(エレクトロクロミック表示素子200)、あるいは表示層を3層以上設ける構成(エレクトロクロミック表示素子300)としてもよい。 Further, here, in the display device 500, an example in which two display electrodes and display layers are provided (electrochromic display element 100) is shown, but a configuration in which three or more display electrodes and display layers are provided (electrochromic display element). 200), or a configuration in which three or more display layers are provided (electrochromic display element 300).
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
図1に示すエレクトロクロミック表示素子100を作製し、その発光動作の評価を行った。
(1)第1媒体10の作製
まず、図6に示す構成の第1媒体10を作製した。ここでは、対向基板11としてガラス基板を用い、この主面の一部の領域に、対向電極12としてカーボンペースト(十条ケミカル:CH10)を塗布し、120℃、1時間加熱乾燥した。つぎに、白色酸化チタン粒子(石原産業:CR50)を5wt%ポリビニルアルコール水溶液(日本合成化学:Z-100)に50wt%分散させた分散液を対向電極12上に厚さ20μmで塗布し、ついで120℃、1時間乾燥し、反射層13を形成した。そして、反射層13上に酸化チタンナノ微粒子スラリー(昭和電工:SP210)を塗布した後、120℃で15分乾燥した(試料1)。
つぎに、有機エレクトロクロミック化合物であるBis(2-phosphonoethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride(以下、EC1と略す)を水に溶解させ0.04M溶液を調製し、この水溶液中に前記試料1を浸漬させることで酸化チタンナノ粒子層表面にEC1を吸着させ、第1表示層14を形成した。
最後に、図6に示すように対向電極12と接触しないようにITOをマスクスパッタ成膜して第1表示電極15を形成して、第1媒体10とした。
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
The electrochromic display element 100 shown in FIG. 1 was produced, and the light emitting operation was evaluated.
(1) Production of First Medium 10 First, the first medium 10 having the configuration shown in FIG. 6 was produced. Here, a glass substrate was used as the counter substrate 11, and a carbon paste (Jujo Chemical: CH10) was applied as a counter electrode 12 to a partial region of the main surface, followed by heating and drying at 120 ° C. for 1 hour. Next, a dispersion liquid in which 50 wt% of white titanium oxide particles (Ishihara Sangyo: CR50) are dispersed in a 5 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution (Nippon Synthetic Chemical: Z-100) is applied on the counter electrode 12 to a thickness of 20 μm. The reflective layer 13 was formed by drying at 120 ° C. for 1 hour. And after apply | coating the titanium oxide nanoparticle slurry (Showa Denko: SP210) on the reflective layer 13, it dried at 120 degreeC for 15 minutes (sample 1).
Next, Bis (2-phosphonoethyl) -4,4′-bipyridinium dichloride (hereinafter abbreviated as EC1), which is an organic electrochromic compound, is dissolved in water to prepare a 0.04M solution. EC1 was adsorbed on the surface of the titanium oxide nanoparticle layer by immersing the first display layer 14.
Finally, as shown in FIG. 6, the first display electrode 15 was formed by forming the first display electrode 15 by mask sputtering with ITO so as not to contact the counter electrode 12.
(2)第2媒体20の作製
つぎに、図7に示す第2媒体20を作製した。ここでは、表示基板21としてガラス基板を用い、この主面の一部の領域にITOをマスクスパッタ成膜して第2表示電極22を形成した。つぎに、第2表示電極22の上に、酸化チタンナノ微粒子スラリー(昭和電工:SP210)を塗布した後、120℃で15分乾燥した(試料2)。ついで、有機エレクトロクロミック化合物である1-p-cyanophenyl-1’-(2-phosphonoethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride(以下、EC2と略す)を水に溶解させ0.04M溶液を調製し、この水溶液中に前記試料2を浸漬させることで酸化チタンナノ粒子層表面にEC2を吸着させ、第2表示層23を形成して、第2媒体20とした。
(2) Production of Second Medium 20 Next, the second medium 20 shown in FIG. 7 was produced. Here, a glass substrate was used as the display substrate 21, and the second display electrode 22 was formed by mask sputtering deposition of ITO in a partial region of the main surface. Next, a titanium oxide nanoparticle slurry (Showa Denko: SP210) was applied on the second display electrode 22 and then dried at 120 ° C. for 15 minutes (Sample 2). Subsequently, 1-p-cyanophenyl-1 ′-(2-phosphonoethyl) -4,4′-bipyridinium dichloride (hereinafter abbreviated as EC2), which is an organic electrochromic compound, is dissolved in water to prepare a 0.04M solution. By immersing the sample 2 in this aqueous solution, EC2 was adsorbed on the surface of the titanium oxide nanoparticle layer, and the second display layer 23 was formed, whereby the second medium 20 was obtained.
(3)エレクトロクロミック表示素子100の作製
前記第1媒体10と第2媒体20をそれぞれ第1表示電極15側の主面と第2表示層23側の主面とを向かい合わせ、75μmのスペーサ40を介して貼り合わせ、セルを作製した。ついで、電解質である過塩素酸リチウムを炭酸プロピレンに0.2M溶解させ電解液を調製し、この電解液をセルのスペースに注入し、エレクトロクロミック表示素子100を作製した。
(3) Fabrication of electrochromic display element 100 The first medium 10 and the second medium 20 are respectively arranged such that the main surface on the first display electrode 15 side faces the main surface on the second display layer 23 side, and a 75 μm spacer 40 is formed. Then, the cells were bonded together. Next, 0.2 M of lithium perchlorate as an electrolyte was dissolved in propylene carbonate to prepare an electrolytic solution, and this electrolytic solution was injected into the space of the cell to produce an electrochromic display element 100.
(特性評価)
得られたエレクトロクロミック表示素子100を動作させて表示基板21側から発色状態を観察した。
まず、電圧を印加しない状態では白色を示し、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、反射光測定装置(大塚電子:LCD5000)を用い、30°入射、0°受光の条件で測定した。
ついで、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。この色は第1表示層14が青色に発色したことに起因するものであり、第2表示層23は発色しなかった。つぎに、−1.0Vの電圧を十分印加すると青色は消色して再び白色になった。
また、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、緑色に発色した。この色は第2表示層23が緑色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14は発色しなかった。つぎに、−2.0Vの電圧を十分印加すると緑色は消色して再び白色になった。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。続いて、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23が発色したことに起因するものであった。
(Characteristic evaluation)
The obtained electrochromic display element 100 was operated and the color development state was observed from the display substrate 21 side.
First, white was shown in a state where no voltage was applied, and the reflectance was measured to show a high value of about 60%. For this measurement, a reflected light measuring device (Otsuka Electronics: LCD5000) was used, and measurement was performed under conditions of 30 ° incidence and 0 ° light reception.
Subsequently, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, a color was developed in blue. This color is caused by the first display layer 14 being colored blue, and the second display layer 23 was not colored. Next, when a voltage of −1.0 V was sufficiently applied, the blue color disappeared and became white again.
Further, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was green. This color is due to the second display layer 23 being colored green, and the first display layer 14 was not colored. Next, when a voltage of −2.0 V was sufficiently applied, the green color disappeared and became white again.
In addition, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. Subsequently, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was black. This color was attributed to the color development of the first display layer 14 and the second display layer 23.
(実施例2)
図2に示すエレクトロクロミック表示素子200を作製し、その発光動作の評価を行った。
(1)第2媒体20Aの作製
図8に示す第2媒体20Aを作製した。ここでは、まず実施例1と同様に表示基板21上に、第2表示電極22aおよび第2表示層23aを形成した。つぎに、図8に示すように、第2表示電極22aと接触しないようにITOをマスクスパッタ成膜して第3表示電極22bを形成した。ついで、第3表示電極22bの上に酸化チタンナノ微粒子スラリーを塗布した後、120℃で15分乾燥した(試料3)。そして、有機エレクトロクロミック化合物である1-phenyl-1’-(2-phosphonoethyl)-4,4’-bipyridinium dichloride(以下、EC3と略す)を2.2.3.3.テトラフロロプロパノール溶液に溶解させ、0.1wt%溶液を調製し、前記試料3にスピンコート法で塗布することで酸化チタンナノ微粒子層に吸着させ、第3表示層23bを形成して、第2媒体20Aとした。
(Example 2)
The electrochromic display element 200 shown in FIG. 2 was produced and the light emission operation was evaluated.
(1) Production of Second Medium 20A A second medium 20A shown in FIG. 8 was produced. Here, first, the second display electrode 22a and the second display layer 23a were formed on the display substrate 21 as in the first embodiment. Next, as shown in FIG. 8, the third display electrode 22b was formed by mask sputtering of ITO so as not to contact the second display electrode 22a. Next, a titanium oxide nanoparticle slurry was applied on the third display electrode 22b, and then dried at 120 ° C. for 15 minutes (Sample 3). Then, 1-phenyl-1 ′-(2-phosphonoethyl) -4,4′-bipyridinium dichloride (hereinafter abbreviated as EC3), which is an organic electrochromic compound, is dissolved in a 2.2.3.3. Tetrafluoropropanol solution. A 1 wt% solution was prepared and applied to the sample 3 by a spin coating method so as to be adsorbed to the titanium oxide nanoparticle layer to form a third display layer 23b, thereby forming the second medium 20A.
(2)エレクトロクロミック表示素子200の作製
実施例1で作製した第1媒体10と第2媒体20Aをそれぞれ第1表示電極15側の主面と第3表示層23b側の主面を向かい合わせ、75μmのスペーサ40を介して貼り合わせ、セルを作製した。ついで、電解質である過塩素酸リチウムを炭酸プロピレンに0.2M溶解させ電解液を調製し、この電解液をセルのスペースに注入し、エレクトロクロミック表示素子200を作製した。
(2) Production of electrochromic display element 200 The first display electrode 15 side main surface and the third display layer 23b side main surface of the first medium 10 and the second medium 20A manufactured in Example 1 are opposed to each other. The cells were bonded together through a spacer 40 of 75 μm. Next, 0.2 M of lithium perchlorate as an electrolyte was dissolved in propylene carbonate to prepare an electrolytic solution, and this electrolytic solution was injected into the space of the cell to produce an electrochromic display element 200.
(特性評価)
得られたエレクトロクロミック表示素子200を動作させて表示基板21側から発色状態を観察した。
まず、電圧を印加しない状態では白色を示し、反射率を測定したところ、約50%と高い値を示した。
ついで、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。この色は第1表示層14が青色に発色したことに起因するものであり、第2表示層23a、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、−1.0Vの電圧を十分印加すると青色は消色して再び白色になった。
また、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、緑色に発色した。この色は第2表示層23aが緑色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、−2.0Vの電圧を十分印加すると緑色は消色して再び白色になった。
また、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、赤色に発色した。この色は第3表示層23bが赤色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14、第2表示層23aは発色しなかった。つぎに、−1.5Vの電圧を十分印加すると赤色は消色して再び白色になった。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。続いて、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aが発色したことに起因する。
また、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、緑色に発色した。続いて、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、濃茶色に発色した。この色は第2表示層23aと第3表示層23bが発色したことに起因する。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。続いて、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、濃紫色に発色した。この色は第1表示層14と第3表示層23bが発色したことに起因する。さらに、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aと第3表示層23bが発色したことに起因する。
(Characteristic evaluation)
The obtained electrochromic display element 200 was operated and the color development state was observed from the display substrate 21 side.
First, white was shown in the state where no voltage was applied, and the reflectance was measured to show a high value of about 50%.
Subsequently, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, a color was developed in blue. This color is due to the first display layer 14 being colored blue, and the second display layer 23a and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of −1.0 V was sufficiently applied, the blue color disappeared and became white again.
Further, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was green. This color is caused by the second display layer 23a being colored green, and the first display layer 14 and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of −2.0 V was sufficiently applied, the green color disappeared and became white again.
Further, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was red. This color is caused by the third display layer 23b being colored red, and the first display layer 14 and the second display layer 23a were not colored. Next, when a voltage of -1.5 V was sufficiently applied, the red color disappeared and became white again.
In addition, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. Subsequently, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was black. This color is attributed to the color development of the first display layer 14 and the second display layer 23a.
Further, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was green. Subsequently, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was dark brown. This color is caused by the coloration of the second display layer 23a and the third display layer 23b.
In addition, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. Subsequently, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was dark purple. This color is attributed to the color development of the first display layer 14 and the third display layer 23b. Further, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was black. This color is caused by the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b being colored.
(実施例3)
図3に示すエレクトロクロミック表示素子300を作製し、その発光動作の評価を行った。
(1)第2媒体20Bの作製
図9に示す第2媒体20Bを作製した。ここでは、まず表示基板21上に、実施例1と同様に第2表示電極22および第2表示層23aを形成した。つぎに、第2表示層23aの上に、酸化チタンナノ微粒子スラリーを塗布した後、120℃で15分乾燥した(試料4)。ついで、EC3を2.2.3.3.テトラフロロプロパノール溶液に溶解させ、0.1wt%溶液を調製し、前記試料4にスピンコート法で塗布することで酸化チタンナノ微粒子層に吸着させ、第3表示層23bを形成して、第2媒体20Bとした。
(Example 3)
The electrochromic display element 300 shown in FIG. 3 was produced, and the light emission operation was evaluated.
(1) Production of Second Medium 20B A second medium 20B shown in FIG. 9 was produced. Here, first, the second display electrode 22 and the second display layer 23a were formed on the display substrate 21 as in the first embodiment. Next, a titanium oxide nanoparticle slurry was applied on the second display layer 23a, and then dried at 120 ° C. for 15 minutes (Sample 4). Next, EC3 is dissolved in a 2.2.3.3. Tetrafluoropropanol solution to prepare a 0.1 wt% solution, which is applied to the sample 4 by spin coating to be adsorbed on the titanium oxide nanoparticle layer, and the third display layer 23b To form a second medium 20B.
(2)エレクトロクロミック表示素子300の作製
実施例1で作製した第1媒体10と第2媒体20Bをそれぞれ第1表示電極15側の主面と第3表示層23b側の主面を向かい合わせ、75μmのスペーサ40を介して貼り合わせ、セルを作製した。ついで、電解質である過塩素酸リチウムを炭酸プロピレンに0.2M溶解させ電解液を調製し、この電解液をセルのスペースに注入し、エレクトロクロミック表示素子300を作製した。
(2) Production of electrochromic display element 300 In the first medium 10 and the second medium 20B produced in Example 1, the main surface on the first display electrode 15 side and the main surface on the third display layer 23b side face each other. The cells were bonded together via a spacer 40 having a thickness of 75 μm. Next, 0.2 M of lithium perchlorate, which is an electrolyte, was dissolved in propylene carbonate to prepare an electrolytic solution, and this electrolytic solution was injected into the space of the cell to produce an electrochromic display element 300.
(特性評価)
得られたエレクトロクロミック表示素子300を動作させて表示基板21側から発色状態を観察した。
まず、電圧を印加しない状態では白色を示し、反射率を測定したところ、約60%と高い値を示した。
つぎに、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。この色は第1表示層14が青色に発色したことに起因するものであり、第2表示層23a、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、−1.0Vの電圧を十分印加すると青色は消色して再び白色になった。
また、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、緑色に発色した。この色は第2表示層23aが緑色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、−2.0Vの電圧を十分印加すると緑色は消色して再び白色になった。
また、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、濃茶色に発色した。この色は第2表示層23aと第3表示層23bが同時に発色したことに起因するものであり、第1表示層14は発色しなかった。つぎに、−1.5Vの電圧を印加すると緑色になった。この色は、第2表示層23aのみが消色し、第3表示層23bの発色が残ったことに起因する。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。続いて、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧1.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aが発色したことに起因する。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、青色に発色した。続いて、第2表示電極22を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧2.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aと第3表示層23bが発色したことに起因する。さらに、−1.5Vを印加したところ、濃紫色に発色した。この色は第2表示層23aのみが消色し、第1表示層14と第3表示層23bの発色が残ったことに起因する。
(Characteristic evaluation)
The obtained electrochromic display element 300 was operated and the color development state was observed from the display substrate 21 side.
First, white was shown in a state where no voltage was applied, and the reflectance was measured to show a high value of about 60%.
Next, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. This color is due to the first display layer 14 being colored blue, and the second display layer 23a and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of −1.0 V was sufficiently applied, the blue color disappeared and became white again.
Further, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was green. This color is caused by the second display layer 23a being colored green, and the first display layer 14 and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of −2.0 V was sufficiently applied, the green color disappeared and became white again.
Further, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was dark brown. This color is due to the fact that the second display layer 23a and the third display layer 23b were colored simultaneously, and the first display layer 14 was not colored. Next, it turned green when a voltage of -1.5 V was applied. This color is due to the fact that only the second display layer 23a is decolored and the color of the third display layer 23b remains.
In addition, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. Subsequently, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 1.5 V was applied, the color was black. This color is attributed to the color development of the first display layer 14 and the second display layer 23a.
In addition, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, the color developed blue. Subsequently, when the second display electrode 22 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 2.5 V was applied, the color was black. This color is caused by the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b being colored. Furthermore, when -1.5V was applied, it developed dark purple. This color is due to the fact that only the second display layer 23a is decolored and the first display layer 14 and the third display layer 23b remain colored.
(実施例4)
実施例2において、有機エレクトロクロミック化合物として、フタル酸系である、3-(4-(methoxycarbonyl)phenyl)-3-oxopropylphosphonic acid(EC4)、3-(4'-(methoxycarbonyl)biphenyl-4-yl)-3-oxopropylphosphonic acid(EC5)、3-(4-acetylphenyl)-3-oxopropylphosphonic acid(EC6)を用いて、それ以外は実施例2と同じ条件でエレクトロクロミック表示素子200を作製した。なお、第1表示層14にはEC4、第2表示層23aにはEC5、第3表示層23bにはEC6を用いた。
Example 4
In Example 2, the organic electrochromic compound is 3- (4- (methoxycarbonyl) phenyl) -3-oxopropylphosphonic acid (EC4), 3- (4 '-(methoxycarbonyl) biphenyl-4-yl, which is a phthalic acid group. ) -3-oxopropylphosphonic acid (EC5) and 3- (4-acetylphenyl) -3-oxopropylphosphonic acid (EC6) were used to produce an electrochromic display element 200 under the same conditions as in Example 2. The first display layer 14 is EC4, the second display layer 23a is EC5, and the third display layer 23b is EC6.
(特性評価)
得られたエレクトロクロミック表示素子200を動作させて表示基板21側から発色状態を観察した。
まず、電圧を印加しない状態では白色を示し、反射率を測定したところ、約50%と高い値を示した。
つぎに、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、マゼンタ色に発色した。この色は第1表示層14がマゼンタ色に発色したことに起因するものであり、第2表示層23a、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、0Vの電圧を十分印加するとマゼンタ色は消色して再び白色になった。
また、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.5Vを印加したところ、イエロー色に発色した。この色は第2表示層23aがイエロー色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14、第3表示層23bは発色しなかった。つぎに、0Vの電圧を十分印加するとイエロー色は消色して再び白色になった。
また、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.0Vを印加したところ、シアン色に発色した。この色は第3表示層23bがシアン色に発色したことに起因するものであり、第1表示層14、第2表示層23aは発色しなかった。つぎに、0Vの電圧を十分印加するとシアン色は消色して再び白色になった。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、マゼンタ色に発色した。続いて、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.5Vを印加したところ、赤色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aが発色したことに起因する。
また、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.5Vを印加したところ、イエロー色に発色した。続いて、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.0Vを印加したところ、緑色に発色した。この色は第2表示層23aと第3表示層23bが発色したことに起因する。
また、第1表示電極15を負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧3.0Vを印加したところ、マゼンタ色に発色した。続いて、第3表示電極22bを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.0Vを印加したところ、赤色に発色した。この色は第1表示層14と第3表示層23bが発色したことに起因する。さらに、第2表示電極22aを負極に、対向電極12を正極に繋ぎ、電圧4.5Vを印加したところ、黒色に発色した。この色は第1表示層14と第2表示層23aと第3表示層23bが発色したことに起因する。
以上のようにして、本実施例のエレクトロクロミック表示素子ではフルカラー表示することができた。
(Characteristic evaluation)
The obtained electrochromic display element 200 was operated and the color development state was observed from the display substrate 21 side.
First, white was shown in the state where no voltage was applied, and the reflectance was measured to show a high value of about 50%.
Next, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, a magenta color was developed. This color is caused by the first display layer 14 having a magenta color, and the second display layer 23a and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of 0 V was sufficiently applied, the magenta color disappeared and became white again.
In addition, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.5 V was applied, a yellow color was developed. This color is due to the second display layer 23a being colored yellow, and the first display layer 14 and the third display layer 23b were not colored. Next, when a voltage of 0 V was sufficiently applied, the yellow color disappeared and became white again.
Further, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.0 V was applied, the color was developed to cyan. This color is attributed to the fact that the third display layer 23b is colored cyan, and the first display layer 14 and the second display layer 23a are not colored. Next, when a voltage of 0 V was sufficiently applied, the cyan color disappeared and became white again.
Further, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, a magenta color was developed. Subsequently, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.5 V was applied, the color was red. This color is attributed to the color development of the first display layer 14 and the second display layer 23a.
In addition, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.5 V was applied, a yellow color was developed. Subsequently, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.0 V was applied, the color was green. This color is caused by the coloration of the second display layer 23a and the third display layer 23b.
Further, when the first display electrode 15 was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 3.0 V was applied, a magenta color was developed. Subsequently, when the third display electrode 22b was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.0 V was applied, the color was red. This color is attributed to the color development of the first display layer 14 and the third display layer 23b. Further, when the second display electrode 22a was connected to the negative electrode, the counter electrode 12 was connected to the positive electrode, and a voltage of 4.5V was applied, the color was black. This color is caused by the first display layer 14, the second display layer 23a, and the third display layer 23b being colored.
As described above, the electrochromic display element of this example was capable of full color display.
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
10 第1媒体
11 対向基板
12 対向電極
13 反射層
14 第1表示層
15 第1表示電極
16 第11表示層/電極積層体
20,20A,20B 第2媒体
21 表示基板
22,22a 第2表示電極
22b 第3表示電極
23,23a 第2表示層
23b 第3表示層
24,24a 第21電極/表示層積層体
24b 第22電極/表示層積層体
30 電解質
33a,33b 薄膜トランジスタ
34a,34b,35a,35b 導線
40 スペーサ
51,100,200,300 エレクトロクロミック表示素子
500 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st medium 11 Counter substrate 12 Counter electrode 13 Reflective layer 14 1st display layer 15 1st display electrode 16 11th display layer / electrode laminated body 20, 20A, 20B 2nd medium 21 Display substrate 22, 22a 2nd display electrode 22b 3rd display electrode 23,23a 2nd display layer 23b 3rd display layer 24,24a 21st electrode / display layer laminated body 24b 22nd electrode / display layer laminated body 30 Electrolyte 33a, 33b Thin film transistor 34a, 34b, 35a, 35b Conductor 40 Spacer 51, 100, 200, 300 Electrochromic display element 500 Display device
Claims (10)
透明基板上に、表示電極と、エレクトロクロミック組成物を含む表示層とがこの順で積層された電極/表示層積層体として、第1電極/表示層積層体から第b電極/表示層積層体(bは0または2以上の整数)まで順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、
前記すべての表示層は、それぞれ他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含み、
前記第1媒体の最表層の表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするエレクトロクロミック表示素子。 As a display layer / electrode laminate in which a display layer containing an electrochromic composition and a display electrode are laminated in this order on a counter electrode / reflection layer laminated on a substrate, a first display layer / electrode laminate To the a-th display layer / electrode stack (a is an integer of 0 or an integer of 2 or more), and a first medium,
As an electrode / display layer laminate in which display electrodes and a display layer containing an electrochromic composition are laminated in this order on a transparent substrate, the first electrode / display layer laminate to the b electrode / display layer laminate (B is 0 or an integer greater than or equal to 2), and a second medium laminated in order.
Each of the display layers includes an electrochromic composition that develops a different color from the other display layers,
The main surface on the display electrode side of the outermost layer of the first medium and the main surface on the display layer side of the outermost layer of the second medium are arranged to face each other with an interval, and between the first medium and the second medium An electrochromic display element filled with an electrolyte.
透明基板上に設けられた第2表示電極上に、それぞれ他の表示層とは異なる色を発色するエレクトロクロミック組成物を含む第2表示層から第d表示層(dは3以上の整数)までが順番に積層されてなる第2媒体と、を有し、
前記第2媒体の第2表示層から第d表示層におけるそれぞれのエレクトロクロミック組成物はお互いに、少なくとも発色閾値電圧、消色閾値電圧、発色に必要な電荷量、消色に必要な電荷量のいずれかが異なり、
前記第1媒体の最表層の第1表示電極側の主面と、第2媒体の最表層の第d表示層側の主面と、が間隔をおいて対向配置され、該第1媒体、第2媒体間に電解質が充填されてなることを特徴とするエレクトロクロミック表示素子。 A first medium in which at least a counter electrode, a reflective layer, a first display layer containing an electrochromic composition, and a first display electrode are laminated in this order on a substrate;
From the second display layer to the d-th display layer (d is an integer of 3 or more) containing an electrochromic composition that develops a different color from the other display layers on the second display electrode provided on the transparent substrate. A second medium in which are stacked in order,
The electrochromic compositions in the second display layer to the d-th display layer of the second medium have at least a coloring threshold voltage, a decoloring threshold voltage, a charge amount necessary for color development, and a charge amount necessary for decoloration. Either one is different,
A main surface on the first display electrode side of the outermost layer of the first medium and a main surface on the d-th display layer side of the outermost layer of the second medium are arranged to be opposed to each other, with the first medium, An electrochromic display element comprising an electrolyte filled between two media.
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