電気化学反応を利用した反射・発光型デュアルモード表示素子の開発

利用电化学反应开发反射/发射双模式显示元件

• 批准号: 11J01862
• 负责人: 渡邉 雄一
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01862/
• 关键词: エレクトロクロミズム; 電気化学発光; デュアルモードディスプレイ

本年度は申請した研究計画に基づき、本駆動方式デュアルモードディスプレイ(DMD)素子の基礎駆動機構の総括と、DMD素子の特性評価及び耐久性向上といった特性改善について検討を行った。検討には前年度の研究成果より得られた知見から、エレクトロクロミック(EC)材料としてポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)を、電気化学発光(ECL)材料にルテニウム錯体(Ru(bpy)_3錯体)を用いた。PEDOT-Ru(bpy)_3錯体のDMD素子の駆動電圧は1.7Vと非常に低電圧から駆動開始が可能だが、素子の劣化が起こる電圧も低下しており、±3.0V以上の駆動電圧では5分と持たずに発光が起こらなくなった。昨年度本研究で新たに考案した電極電位測定法を用いて劣化原因を解析した結果、PEDOT-Ru(bpy)_3錯体のDMD素子では+方向で1.7V印加時に「PEDOTの酸化〓Ru(bpy)_3錯体の還元」の反応が起こり、-方向ではほぼ0V付近で「PEDOTの還元〓Ru(bpy)_3錯体の酸化」の反応が起きている事が確認できた。これにより駆動電圧±1.7VにてRu(bpy)_3錯体の酸化体、還元体の両方が生成されECLに至っている事を実証するとともに、PEDOT-Ru(bpy)_3錯体のDMD素子の印加電圧+側と-側で駆動電圧が非対称であり、-側の電圧印加時に過電圧となり電解液の分解電位に達している事が明らかとなった。これに対し印加電圧にバイアスをかけ±3Vから-2V/+4Vでの駆動とすることで、-側での過電圧の防止と+側での反応の増加を両立し、素子の反応電荷量バランスを維持しつつ電位負荷の偏りを抑制することに成功した。この結果PEDOT-Ru(bpy)_3錯体DMD素子の発光持続時間は、初期の±3Vでの5分未満に対し、バイアスを印加した+2V/-4V駆動時には約60分を達成し、10倍向上させることに成功した。これまでの研究成果より、DMD素子の基礎特性、基本的な設計指針や特性改善方法などを明らかとした。本研究で考案した素子駆動中の電極電位測定法は本DMD素子だけでなく他の一般的な電気化学素子にも応用可能な解析手法である。これによって特に今後ECL素子の駆動機構解析・特性改善が進めば、本研究の知見を基に速やかな高性能DMD素子への展開が期待できる。

Research programs in the application for annual は し た に base づ き way, this 駆 デ ュ ア ル モ ー ド デ ィ ス プ レ イ (DMD) subtype eumelanin の based 駆 mechanism の 総 enclosed と, DMD element の characteristics evaluation 価 and び durability up と い っ た characteristics improve に つ い て 検 line for を っ た. Beg に 検 は before annual の research よ り have ら れ た knowledge か ら, エ レ ク ト ロ ク ロ ミ ッ ク (EC) material と し て ポ リ エ チ レ ン ジ オ キ シ チ オ フ ェ ン (PEDOT) を, electric chemical 発 気 light (ECL) material に ル テ ニ ウ ム misprinted (Ru (bpy) _3 misprinted) を with い た. PEDOT - Ru (bpy) _3 misprinted の DMD element child の 駆 galvanic 圧 は 1.7 V と very low に electric 圧 か ら 駆 still start が might だ が, plain child の degradation が up こ る electric 圧 も low し て お り, + / - 3.0 V above の 駆 galvanic 圧 で は 5 と hold た ず に 発 が light up こ ら な く な っ た. Last year this study で new た に test case し た electrode potentiometry を with い て deterioration reason を parsing し た results, PEDOT - Ru (bpy) _3 misprinted の DMD element child で は で 1.7 V + direction when the Inca に "PEDOT の acidification 〓 Ru (bpy) _3 misprinted の is yuan" の anti 応 が up こ り, - direction で は ほ ぼ 0 V pay nearly で" The "PEDOT <s:1> reduction 〓Ru(bpy)_3 misbody <s:1> acidification" <s:1> reaction 応が causes て て る る る event が confirmation で た た た. こ れ に よ り 駆 galvanic 圧 + / - 1.7 V に て Ru (bpy) _3 misprinted の acidification, also yuan の struck party が generated さ れ ECL に to っ て い を る things be card す る と と も に, PEDOT - Ru (bpy) _3 misprinted の DMD element child の Inca electric 圧 + side と - side で 駆 galvanic 圧 が non said seaborne で あ り, - side の electrical 圧 Inca に CLP The <s:1> decomposition potential に of the とな electrolyte に reaches the <s:1> て る る る event が light ら となった となった. こ れ に し seaborne Inca electric 圧 に バ イ ア ス を か け + 3 v か ら + 4-2 v/v で の 駆 dynamic と す る こ と で, - side で の CLP 圧 の prevent と + side で の anti 応 の raised plus を struck し, plain child の anti 応 charge バ ラ ン ス を maintain し つ つ potential load の partial り を inhibit す る こ と に successful し た. こ の results of PEDOT Ru (bpy) _3 misprinted DMD element child の 発 の early light は 続 time, plus or minus 3 v で の five points not against に し, seaborne バ イ ア ス を Inca し た + v / 2-4 v 駆 に when moving about 60 points を は reached し, 10 times up さ せ る こ と に successful し た. こ れ ま で の research よ り, DMD の basic characteristics, basic method of improve the characteristics of な design pointer や な ど を Ming ら か と し た. で test case in this study し た element child 駆 move の electrode potentiometry は this DMD element child だ け で な く his の general electric 気 な chemical element に も 応 with analytical technique may な で あ る. こ れ に よ っ て, に ECL element in the future child の 駆 mechanism, analytical characteristics, improve が into め ば, this study の know see を に speed や か な high-performance DMD element child へ の expand が expect で き る.

项目成果

電気化学反応駆動による新規反射/発光デュアルモード表示素子-セル構造と素子特性-

电化学反应驱动的新型反射/发射双模显示器件-电池结构和器件特性-

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡邉雄一;井畑幸恵;中村一希;小林範久
• 通讯作者: 小林範久