JP2005266666A - Electrolyte and display element using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解液、特に表示素子に使用される電解液及びこれを用いた表示素子に関する。 The present invention relates to an electrolytic solution, in particular, an electrolytic solution used for a display element and a display element using the same.
近年、電子ペーパーという概念に基づき、視認性が高く目に優しい反射光による表示素子について種々の方法が検討されている。反射型表示素子の技術のひとつとして、電圧印加により固体や液体に生じる可逆的な色相の変化を利用する電気化学型表示素子が知られている。本素子では着色表示の際の色相がクリアで視野角依存性もない優れた表示を行うことが可能である。透明電極上に存在している電気化学的な酸化還元により変色する電解液を高分子マトリックスで固定した高分子材料層と、この高分子材料層と接触し酸化チタン等の顔料を含有した高分子固体電解質層を有する、エレクトロクロミック型表示素子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また特許文献1には、消着色材料としての金属イオンを含有した高分子固体電解質層を電極間に挟んだ、エレクトロデポシション型表示素子についても記載されている。また、銀塩(消着色材料)と支持電解質とを溶媒に溶解させた電解液に、酸化チタンや酸化マグネシウム等の白色の半導体または絶縁体粉末を分散させ、この液体を透明電極に挟み込む構成の、エレクトロデポジション型表示装置が知られている(例えば、特許文献2。)。 In recent years, based on the concept of electronic paper, various methods have been studied for display elements using reflected light that have high visibility and are easy on the eyes. As one of the techniques of a reflective display element, an electrochemical display element that utilizes a reversible change in hue that occurs in a solid or liquid by applying a voltage is known. With this device, it is possible to perform excellent display with clear hue and no viewing angle dependency during colored display. A polymer material layer that is fixed on a polymer matrix with an electrolytic solution that is discolored by electrochemical redox present on a transparent electrode, and a polymer that contains a pigment such as titanium oxide in contact with the polymer material layer An electrochromic display element having a solid electrolyte layer is known (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 also describes an electrodeposition type display element in which a polymer solid electrolyte layer containing metal ions as a decolorizing material is sandwiched between electrodes. In addition, a white semiconductor or insulator powder such as titanium oxide or magnesium oxide is dispersed in an electrolytic solution in which a silver salt (discoloring material) and a supporting electrolyte are dissolved in a solvent, and this liquid is sandwiched between transparent electrodes. An electrodeposition type display device is known (for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1及び2のいずれの方法についても、駆動電位は消着色材料の析出過電圧に依存しているため、駆動電位が高く、消費電力が高いという問題点があった。
本発明は電気化学的酸化還元反応型表示素子において低電圧駆動を可能とする電解液及びこれを用いた低電圧駆動電気化学的酸化還元反応型表示素子を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an electrolytic solution that can be driven at a low voltage in an electrochemical redox reaction type display element and a low voltage driven electrochemical redox reaction type display element using the same.
本発明者は鋭意検討の結果、電解液が、電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)と、この化合物の酸化過電圧および還元過電圧より低い絶対値の酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)を含有することにより、電気的な酸化還元で消着色化合物(1)より化合物(2)が優先的に酸化および還元され、消着色化合物(1)と化合物(2)はレドックス対を形成することにより、酸化または還元された化合物(2)が消着色化合物(1)に電子の授受を行なうことにより、低い電圧で効率の良い可逆的な電気化学酸化還元反応の設計が可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the present inventor has found that the electrolyte solution is a decolorized compound (1) that is decolored in association with an electrochemical redox reaction, and an oxidation overvoltage and reduction with an absolute value lower than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of this compound. By containing the compound (2) having each overvoltage, the compound (2) is preferentially oxidized and reduced by the electrical redox over the decolorized compound (1), and the decolorized compound (1) and the compound (2) ) Forms a redox pair, and the oxidized or reduced compound (2) exchanges electrons with the decolorized compound (1), thereby enabling an efficient reversible electrochemical redox reaction at a low voltage. The inventors have found that the design is possible and have completed the present invention.
すなわち本発明は、電解液が
1.電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)と、
2.前記消着色化合物(1)の酸化過電圧および還元過電圧より絶対値が小さい酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)
とを含有することを特徴とする電解液を提供する。
That is, in the present invention, the electrolytic solution is 1. A decolorizing compound (1) that decolorizes with an electrochemical redox reaction;
2. Compound (2) having an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage each having an absolute value smaller than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizing compound (1)
And an electrolytic solution characterized by comprising:
また、本発明は、少なくとも一方が透明電極かつ透明基板である、電極を有する2枚の基板を、電極を内側にして相対向させた基板間に電解液を保持させた表示素子において、前記電解液が
1.電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)と、
2.前記消着色化合物(1)の酸化過電圧および還元過電圧より絶対値が小さい酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)
とを含有する電解液を保持する表示素子を提供する。
The present invention also relates to a display element in which an electrolyte is held between two substrates, each having a transparent electrode and a transparent substrate, each having an electrode and facing each other with the electrodes facing inside. The liquid is 1. A decolorizing compound (1) that decolorizes with an electrochemical redox reaction;
2. Compound (2) having an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage each having an absolute value smaller than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizing compound (1)
The display element which hold | maintains the electrolyte solution containing these is provided.
本発明では、電解液が、絶対値が小さい酸化電位及び還元電位により酸化還元される化合物と、この化合物から電子の授受により消着色する材料とを含有することにより、この電解液を用いた電気化学的酸化還元反応型表示素子は低電圧で駆動可能となる。 In the present invention, the electrolytic solution contains a compound that is oxidized / reduced by an oxidation potential and a reduction potential having a small absolute value, and a material that is decolored by the transfer of electrons from this compound. The chemical oxidation-reduction reaction type display element can be driven at a low voltage.
本発明の電解液は
1.電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)と、
2.前記消着色化合物(1)の酸化過電圧および還元過電圧より絶対値が小さい酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)
とを含有する。
The electrolytic solution of the present invention is 1. A decolorizing compound (1) that decolorizes with an electrochemical redox reaction;
2. Compound (2) having an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage each having an absolute value smaller than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizing compound (1)
Containing.
尚、ここで言うところの酸化過電圧および還元過電圧は、その化合物の持つ平衡酸化還元電位と実際に酸化および還元反応が開始するそれぞれの電位との差を酸化過電圧および還元過電圧と呼ぶ。 The oxidation overvoltage and reduction overvoltage referred to here are referred to as the oxidation overvoltage and reduction overvoltage, which are the differences between the equilibrium oxidation-reduction potential of the compound and the respective potentials at which the oxidation and reduction reactions actually start.
(消着色化合物(1))
本発明で用いる電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)(以下、消着色化合物(1)と言う場合がある。)は、還元により着色し、酸化により消色する化合物、または酸化により着色し、還元により消色する化合物である。
(還元により着色する化合物)
このうち、還元により着色する消着色化合物(1)として有機化合物、及び金属化合物を用いることができる。
消着色化合物(1)として用いられる有機化合物としてはベンゾキノン、ナフサキノン、アントラキノン、ジフェノキノン、ジフェニルキノン、ジベンゾアントラキノン、ビオラントロン、イソビオラントロン、ピラントロン等の有機キノン類を例示することができる。これら有機キノン類は電極に駆動電圧を印加することにより、還元され各化合物特有の着色状態を作り出す。
また、消着色化合物(1)として用いられる金属化合物としては、銀、ビスマス、銅、鉄、クロム、ニッケル等のハロゲン化物、硫化物、硝酸塩、過ハロゲン酸塩等を例示することがきる。これらの化合物を電解液中に溶解させることにより、各金属はイオン化するため、該電解液を消着色材料として用いることができる。たとえば、銀化合物を溶解させた電解液を用いた場合には、電極に駆動電圧を印加すると、Ag++e−→Agの還元反応が陰極側で生じて、このAg析出物により電極上が黒色に変化する。上記金属のうちビスマス、及び銀は、電解液に溶解させた状態でほぼ透明である上に、析出物の色が濃く、消着色の可逆反応が良好であることより特に好ましく用いられる。
(Discoloring compound (1))
The decolorizing compound (1) (hereinafter sometimes referred to as the decoloring compound (1)) that is decolored with the electrochemical redox reaction used in the present invention is colored by reduction and decolorized by oxidation. A compound or a compound that is colored by oxidation and decolored by reduction.
(Compound colored by reduction)
Among these, an organic compound and a metal compound can be used as the decoloring compound (1) colored by reduction.
Examples of the organic compound used as the decolorizing compound (1) include organic quinones such as benzoquinone, naphthaquinone, anthraquinone, diphenoquinone, diphenylquinone, dibenzoanthraquinone, violanthrone, isoviolanthrone, and pyranthrone. These organic quinones are reduced by applying a driving voltage to the electrodes to produce a colored state peculiar to each compound.
Examples of the metal compound used as the decolorizing compound (1) include halides such as silver, bismuth, copper, iron, chromium and nickel, sulfides, nitrates, perhalogenates and the like. By dissolving these compounds in the electrolytic solution, each metal is ionized, so that the electrolytic solution can be used as a decoloring material. For example, when an electrolytic solution in which a silver compound is dissolved is used, when a driving voltage is applied to the electrode, a reduction reaction of Ag + + e − → Ag occurs on the cathode side, and the Ag deposit causes the black color on the electrode. To change. Among the above metals, bismuth and silver are particularly preferably used because they are almost transparent in a state dissolved in an electrolytic solution, and the precipitate has a deep color and a good decoloring reversible reaction.
(酸化により着色する化合物)
本発明で用いる酸化により着色する消着色化合物(1)としては、例えば、山本化成株式会社製のODB(2−アミノ−6−ジエチルアミノ−3−メチルフルオラン)等のフルオラン骨格をベースとした黒色ロイコ染料、山本化成株式会社製のCLV(3,3−ビス(4−ジメチル−アミノフェニル)−6−ジメチルアミノフタリド)等のクリスタルバイオレット系青色染料、山本化成株式会社製のRed−3(9−ジエチルアミノベンゾ〔α〕フルオラン)、RED−40(3,3−ビス(1−n−ブチル−2−メチル−インドール−3−イル)フタリド))等の赤色ロイコ染料等が挙げられる。
(Compound colored by oxidation)
Examples of the decolorizing compound (1) colored by oxidation used in the present invention are black based on a fluorane skeleton such as ODB (2-amino-6-diethylamino-3-methylfluorane) manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd. Leuco dye, crystal violet blue dye such as CLV (3,3-bis (4-dimethyl-aminophenyl) -6-dimethylaminophthalide) manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd., Red-3 (manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd.) Red leuco dyes such as 9-diethylaminobenzo [α] fluorane) and RED-40 (3,3-bis (1-n-butyl-2-methyl-indol-3-yl) phthalide)).
(消着色化合物(2))
前記消着色化合物(1)の酸化過電圧および還元過電圧より絶対値が小さい酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)(以下、化合物(2)と言う場合がある。)としては、有機化合物を用いることができる。
消着色化合物(1)が還元により着色する消着色材料に対して使用する化合物(2)としてはフェノール系化合物のようにベンゼン環、ナフタレン環に水酸基またはアミノ基が付加した構造が望ましい。そのようなフェノール系化合物の例としてはフェノール、ハイドロキノン、ピロカテキン、p−アミノフェノール、メトール、メチルハイドロキノン、クロロハイドロキノン、ブロムハイドロキノン、エジノール、ピロガロール、アミドール、アイコノゲン、グリシン、p,p−ビフェノール等の有機化合物を例示することができる。これらのフェノール系化合物は消着色化合物(1)の消着色電位より絶対値の小さい電位で酸化することでプロトンと電子を発生し、消着色化合物の還元を補助するように選択することができる。フェノール系化合物の中でもハイドロキノン、p,p−ビフェノールの様に可逆的な酸化還元反応を示すフェノール系化合物が特に好ましい。
(Decolorizing compound (2))
As the compound (2) (hereinafter sometimes referred to as the compound (2)) having an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage whose absolute values are smaller than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizing compound (1), an organic compound is used. Can be used.
As the compound (2) used for the decoloring material colored by the reduction of the decolorizing compound (1), a structure in which a hydroxyl group or an amino group is added to a benzene ring or naphthalene ring as in the case of a phenol compound is desirable. Examples of such phenolic compounds include phenol, hydroquinone, pyrocatechin, p-aminophenol, metol, methylhydroquinone, chlorohydroquinone, bromohydroquinone, edinol, pyrogallol, amidole, iconogen, glycine, p, p-biphenol, etc. An organic compound can be illustrated. These phenolic compounds can be selected so as to generate protons and electrons by oxidation at a potential having an absolute value smaller than the decoloring potential of the decolorizing compound (1), and assist the reduction of the decolorizing compound. Of the phenolic compounds, phenolic compounds exhibiting a reversible redox reaction such as hydroquinone and p, p-biphenol are particularly preferred.
消着色化合物(1)が酸化により着色する消着色材料に対して使用する化合物(2)としては1,4−ベンゾキノン、1,4−ナフトキノン、p−トルキノン等の有機キノン類を例示することができる。これらの化合物は消着色化合物(1)の消着色電位より絶対値が小さい電位で酸化することでプロトンと電子を発生し、消着色化合物(1)の酸化を補助する。キノン系有機化合物の中でもベンゾキノンの様に可逆的な酸化還元反応を示すキノン系有機化合物が特に好ましい。 Examples of the compound (2) used for the decoloring material colored by oxidation of the decoloring compound (1) include organic quinones such as 1,4-benzoquinone, 1,4-naphthoquinone and p-toluquinone. it can. These compounds generate protons and electrons by oxidation at a potential having an absolute value smaller than the decoloring potential of the decolorizing compound (1), and assist in the oxidation of the decolorizing compound (1). Of the quinone organic compounds, quinone organic compounds exhibiting a reversible redox reaction like benzoquinone are particularly preferable.
前記消着色化合物(1)と前記化合物(2)の酸化過電圧および還元過電圧の絶対値の差は、0.1V以上であることが好ましい。 The difference in absolute value between the oxidation overvoltage and the reduction overvoltage between the decolorizing compound (1) and the compound (2) is preferably 0.1 V or more.
本発明の化合物(2)の濃度は電解液に対して0.01〜1.00mol/Lの範囲が好ましい。添加量が0.01mol/L以下である場合、該材料を電気化学的に酸化しても発生する電子とプロトンの量が少なく低電位で駆動しにくくなる。また添加量が1.00mol/L以上である場合、ベンゼン環の光吸収等による消色時の電解液の着色が顕著となり低コントラストとなる。 The concentration of the compound (2) of the present invention is preferably in the range of 0.01 to 1.00 mol / L with respect to the electrolytic solution. When the addition amount is 0.01 mol / L or less, the amount of electrons and protons generated is small even when the material is electrochemically oxidized, and it becomes difficult to drive at a low potential. On the other hand, when the addition amount is 1.00 mol / L or more, coloring of the electrolytic solution at the time of decoloring due to light absorption of the benzene ring becomes remarkable, resulting in low contrast.
(溶媒)
本発明の電解液は、溶媒中に化合物(1)および化合物(2)を含有する。本発明で用いる溶媒としては水系、非水系のどちらでもよく、水のほかに、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、2−エトキシエタノール、2−メトキシメタノール、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ブチロニトリル、グルタロニトリル、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の極性溶媒を例示することができる。なお、水系の場合には0℃以下での凝固を防止することで低温条件下の動作を満たすため、上記溶媒の内、水と相溶する溶媒を相溶させて用いることができる。
(solvent)
The electrolytic solution of the present invention contains compound (1) and compound (2) in a solvent. The solvent used in the present invention may be either aqueous or non-aqueous. In addition to water, propylene carbonate, dimethyl carbonate, 2-ethoxyethanol, 2-methoxymethanol, isopropyl alcohol, methanol, ethanol, N-methylpyrrolidone, dimethyl Examples include polar solvents such as acetamide, dimethylformamide, acetonitrile, butyronitrile, glutaronitrile, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. In the case of an aqueous system, in order to satisfy the operation under a low temperature condition by preventing solidification at 0 ° C. or lower, among the above solvents, a solvent compatible with water can be used by being dissolved.
(支持電解質)
電解液には支持電解質を添加してもよく、添加できる支持電解質としては、過塩素酸、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、過塩素酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム、ホウフッ化リチウム等のリチウム塩、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロリド、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラ―n―ブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム等のアンモニウム塩等を例示することができる。
(Supporting electrolyte)
A supporting electrolyte may be added to the electrolytic solution. Examples of supporting electrolytes that can be added include perchloric acid, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium perchlorate, lithium nitrate, lithium sulfate, and lithium borofluoride. Lithium salt of sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide and other alkali metal halides, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride, tetraethylammonium perchlorate, perchlorine Examples thereof include ammonium salts such as acid tetra-n-butylammonium acid, tetraethylammonium borofluoride, and tetrabutylammonium borofluoride.
(固定化のための樹脂)
本発明の電解液には、表示素子への固定化のため樹脂を溶解しても良い。溶解樹脂としては、例えばアルキレンオキサイド、アルキレンイミン、アルキレンスルフィドの繰り返し単位を有する高分子材料、また、これらの異なる単位を複数含む共重合物、またはポリメチルメタクリレート誘導体、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート誘導体、カルボキシメチルセルロースナトリウム等を挙げることができる。
(Resin for immobilization)
In the electrolytic solution of the present invention, a resin may be dissolved for fixing to the display element. Examples of the dissolving resin include a polymer material having repeating units of alkylene oxide, alkyleneimine, and alkylene sulfide, a copolymer containing a plurality of these different units, or a polymethyl methacrylate derivative, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyvinyl Alcohol, a polycarbonate derivative, sodium carboxymethylcellulose, etc. can be mentioned.
(基板)
本発明の表示素子を構成する基板は、基材と電極とからなる。
(電極)
本発明で用いる電極は視面側に位置するものは透明である必要がある。これらとしては、現在最も広く用いられているITO(インジウムスズ酸化物)の他にATO(アンチモンスズ酸化物)、TO(酸化スズ)、ZO(酸化亜鉛)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、FTO(フッ素スズ酸化物)等を例示することができる。透明電極の透明度はより高い方が望ましく、透過率75%以上であることが望ましく、より好ましくは80%以上である。また、電極の抵抗値は、より小さい方が望ましく、好ましくは100オーム以下、より好ましくは50オーム以下である。
一方、透明電極と対向する電極は必ずしも透明である必要はない、そのため上記金属酸化物の他、電気化学的に安定な金属類、たとえば、白金、金、コバルト、パラジウム等や炭素材料を用いることもできる。
(substrate)
The substrate constituting the display element of the present invention comprises a base material and an electrode.
(electrode)
The electrode used in the present invention must be transparent if it is located on the viewing side. These include ATO (antimony tin oxide), TO (tin oxide), ZO (zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), FTO in addition to ITO (indium tin oxide), which is currently most widely used. (Fluorine tin oxide) etc. can be illustrated. The higher transparency of the transparent electrode is desirable, and the transmittance is desirably 75% or more, and more preferably 80% or more. Further, the resistance value of the electrode is desirably smaller, preferably 100 ohms or less, more preferably 50 ohms or less.
On the other hand, the electrode facing the transparent electrode does not necessarily need to be transparent. Therefore, in addition to the above metal oxide, an electrochemically stable metal such as platinum, gold, cobalt, palladium, or a carbon material should be used. You can also.
(基材)
本発明で用いる基材としては、視面側に用いる材料については表面が平滑で、光の透過率が高く、上記透明電極を設置できるものであれば特に限定されない。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネートなどのプラスチックシートやガラス板などを挙げることができる。視面の反対側に用いる基材の場合は、光透過率が高い必要は必ずしもない。
(封止材)
封止材5は、電極間に配置する為、絶縁物質である必要がある。封止材の材質は特に限定するものではないが、封止材は電解液を基板間に保持する役割と、基板間の厚みを与えるスペーサーとしての役割がある。そのため、その厚さは、黒色表示した時の白隠蔽性にて決定される。しかし、スペーサーの厚みが厚いと消費電力が大きくなるため、好ましくはより薄いことが望まれ、例えば500μm以下が好ましく、更に100μm以下が好ましい。
封止材は、スペーサーを接着剤等で電極と張り合わせることや、接着剤や粘着材中にスペーサーを添加して基板を接着することにより、本発明の表示記録素子を得ることができる。
(Base material)
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as the material used on the viewing surface side has a smooth surface, high light transmittance, and the above transparent electrode can be installed. Specific examples include plastic sheets such as polyethylene terephthalate, polyester, and polycarbonate, and glass plates. In the case of the base material used on the opposite side of the viewing surface, it is not always necessary that the light transmittance is high.
(Encapsulant)
Since the sealing material 5 is disposed between the electrodes, it needs to be an insulating material. The material of the sealing material is not particularly limited, but the sealing material has a role of holding the electrolyte solution between the substrates and a role of a spacer for giving a thickness between the substrates. Therefore, the thickness is determined by the white hiding property when displaying black. However, since the power consumption increases when the spacer is thick, it is preferable that the spacer is thinner. For example, the thickness is preferably 500 μm or less, and more preferably 100 μm or less.
As the sealing material, the display recording element of the present invention can be obtained by bonding the spacer to the electrode with an adhesive or the like, or adding the spacer to the adhesive or the pressure-sensitive adhesive to adhere the substrate.
電解液を使用した表示素子の構成を図1に示す。 A structure of a display element using an electrolytic solution is shown in FIG.
図1の上部側を視面とすると、1は消着色化合物(1)と化合物(2)を含有する電解液、2はガラスやプラスチック等の透明基材、3はITO等の透明電極、4は対向電極、5は封止材、6は対向基材である。 When the upper side of FIG. 1 is viewed, 1 is an electrolytic solution containing the decolorizing compound (1) and the compound (2), 2 is a transparent substrate such as glass or plastic, 3 is a transparent electrode such as ITO, 4 Is a counter electrode, 5 is a sealing material, and 6 is a counter substrate.
次に実施例により本発明を詳しく説明する。特に断らない限り、「部」および「混合比率」はいずれも質量を基準とする。
<電解液の調製>
Next, the present invention will be described in detail by way of examples. Unless otherwise specified, both “parts” and “mixing ratio” are based on mass.
<Preparation of electrolyte>
(実施例1)
消着色化合物(1)として三津和化学薬品株式会社製オキシ過塩素酸ビスマスを1.6部、化合物(2)として関東化学株式会社製ハイドロキノン0.8部、和光純薬工業株式会社製過塩素酸(60%水溶液)1.6部を純水96.0部に溶解して電解液1を調製した。
(Example 1)
1.6 parts of bismuth oxyperchlorate manufactured by Mitsuwa Chemical Co., Ltd. as the decolorizing compound (1), 0.8 parts of hydroquinone manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. as per compound (2), perchlorine manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. An electrolytic solution 1 was prepared by dissolving 1.6 parts of an acid (60% aqueous solution) in 96.0 parts of pure water.
(実施例2)
消着色化合物(1)として山本化成株式会社製のODB(2−アミノ−6−ジエチルアミノ−3−メチルフルオラン)1.0部、化合物(2)として東京化成工業株式会社製1,4−ベンゾキノン1.0部、東京化成工業株式会社製過塩素酸テトラ―n―ブチルアンモニウム1.0部をプロピレンカーボネート97.0部の混合溶媒に溶解して電解液2を調製した。
(Example 2)
1.0 part of ODB (2-amino-6-diethylamino-3-methylfluorane) manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd. as the decolorizing compound (1) and 1,4-benzoquinone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. as the compound (2) An
(比較例1)
消着色化合物(1)として三津和化学薬品株式会社製オキシ過塩素酸ビスマスを1.6部、和光純薬工業株式会社製過塩素酸(60%水溶液)1.6部を純水96.8部に溶解して電解液3を調製した。
(Comparative Example 1)
As the decolorizing compound (1), 1.6 parts of bismuth oxyperchlorate manufactured by Mitsuwa Chemicals Co., Ltd. and 1.6 parts of perchloric acid (60% aqueous solution) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. are 96.8 pure water.
(比較例2)
消着色化合物(1)として山本化成株式会社製のODB(2−アミノ−6−ジエチルアミノ−3−メチルフルオラン)1.0部、東京化成工業株式会社製過塩素酸テトラ―n―ブチルアンモニウム1.0部をプロピレンカーボネート98.0部の混合溶媒に溶解して電解液4を調製した。
(Comparative Example 2)
1.0 part of ODB (2-amino-6-diethylamino-3-methylfluorane) manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd. as a decolorizing compound (1), tetra-n-butylammonium perchlorate 1 manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
<表示素子及び表示装置の作製> <Production of display element and display device>
(実施例3)
片面に表面抵抗10Ω/□の透明導電膜(ITO膜)を形成したガラス基板(厚さ1mm)一対に電解液1を挟持し周囲を封止することで、図1に示した表示素子1を作製した。この表示素子のITO電極をファンクションジェネレータに接続することにより、表示装置1を作製した。
(Example 3)
A glass substrate (thickness 1 mm) on which a transparent conductive film (ITO film) having a surface resistance of 10Ω / □ is formed on one side, the electrolyte solution 1 is sandwiched between a pair, and the periphery is sealed, whereby the display element 1 shown in FIG. Produced. The display device 1 was produced by connecting the ITO electrode of this display element to a function generator.
(実施例4)
電解液に電解液2を用いた以外は実施例1と同様にして表示素子2及び表示装置2を作製した。
Example 4
A
(比較例3)
電解液に電解液3を用いた以外は実施例1と同様にして表示素子3及び表示装置3を作製した。
(Comparative Example 3)
A
(比較例4)
電解液に電解液4用いた以外は実施例1と同様にして表示素子4と表示装置4を作製した。
(Comparative Example 4)
A
(測定方法)
<酸化過電圧、還元過電圧の測定>
酸化過電圧、還元過電圧の測定には、2枚のITO電極間距離が50μmに調整された電解セルに、消着色化合物(1)または化合物(2)0.1Mと支持電解質(過塩素酸または製過塩素酸テトラ―n―ブチルアンモニウム)0.1Mと溶媒(水またはプロピレンカーボネート)からなる電解液を封入しサイクリックボルタンメトリー測定を行い、電流値が10μA以上になる電位を酸化過電圧、還元過電圧とした。その時の参照電極および対向電極は、同様のITO電極を用い、対極側のITO電極を参照電極とし測定を行った。
<反射率、駆動電位、及びコントラストの測定>
作製した表示素子をファンクションジェネレータに接続し、電流方向を周波数200mHzで切り替えて1.0〜2.5Vの矩形波電位を0.1Vずつ順次昇圧印加し、表示色を得る。200mHzの応答で最も低い反射率を表示色の反射率とし、その時の表示部分と非表示部分とのコントラストを最大コントラストとした。また、表示色の反射率が15%となった点を駆動電位とした。各々の表示色についてDisplay Measuring System DMS501(AUTRONIC社製)を用いて表示色の反射率測定を行った。測定は、白色光にて、45°照射−0°受光で行い、標準白色板の反射率を100%とした場合の値である。
(Measuring method)
<Measurement of oxidation overvoltage and reduction overvoltage>
For the measurement of oxidation overvoltage and reduction overvoltage, an electrolysis cell in which the distance between the two ITO electrodes was adjusted to 50 μm, 0.1 M of the decolorizing compound (1) or compound (2) and a supporting electrolyte (perchloric acid or manufactured by Enclose an electrolytic solution consisting of tetra-n-butylammonium perchlorate (0.1M) and a solvent (water or propylene carbonate) and perform cyclic voltammetry measurement. The potential at which the current value becomes 10 μA or more is the oxidation overvoltage and reduction overvoltage. did. For the reference electrode and the counter electrode at that time, the same ITO electrode was used, and measurement was performed using the ITO electrode on the counter electrode side as the reference electrode.
<Measurement of reflectance, drive potential, and contrast>
The manufactured display element is connected to a function generator, the current direction is switched at a frequency of 200 mHz, and a rectangular wave potential of 1.0 to 2.5 V is sequentially applied in steps of 0.1 V to obtain a display color. The lowest reflectance with a response of 200 mHz was taken as the reflectance of the display color, and the contrast between the display portion and the non-display portion at that time was taken as the maximum contrast. In addition, the point where the reflectance of the display color was 15% was defined as the driving potential. The display color reflectivity was measured for each display color using Display Measuring System DMS501 (manufactured by AUTRONIC). The measurement is performed with white light, 45 ° irradiation−0 ° light reception, and the value when the reflectance of the standard white plate is 100%.
<測定結果>
酸化過電圧、還元過電圧の測定結果を以下の表1に示す。
<Measurement results>
The measurement results of oxidation overvoltage and reduction overvoltage are shown in Table 1 below.
反射率、駆動電位、及びコントラストの測定結果を以下の表2に示す。
(下の表に記載の表示色の反射率及びコントラストの値を得たときの駆動電圧条件が明確になるように記載して下さい。)
The measurement results of reflectance, drive potential, and contrast are shown in Table 2 below.
(Please describe the driving voltage conditions when the reflectance and contrast values for the display colors shown in the table below are obtained.)
表1から、化合物(2)の酸化過電圧、還元過電圧は消着色化合物(1)の酸化過電圧、還元過電圧より絶対値が小さいことがわかる。また表2中の実施例3と比較例3の比較、実施例4と比較例4の比較から本発明の消着色化合物(1)と化合物(2)を含有する電解液を使用したことで高いコントラストの表示が低電圧で得られることがわかる。 From Table 1, it can be seen that the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the compound (2) have smaller absolute values than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorized compound (1). Moreover, it is high by using the electrolyte solution containing the decoloring compound (1) and compound (2) of this invention from the comparison of Example 3 and Comparative Example 3 in Table 2, and the comparison of Example 4 and Comparative Example 4. It can be seen that the display of contrast can be obtained at a low voltage.
1 消着色化合物(1)と化合物(2)を含有する本発明の電解液
2 透明基材
3 透明電極
4 対向電極
5 封止材
6 対向基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolyte solution of this invention containing decoloring compound (1) and compound (2) 2
Claims (5)
1.電気化学的な酸化還元反応に伴い消着色する消着色化合物(1)と、
2.前記消着色化合物(1)の酸化過電圧および還元過電圧より絶対値が小さい酸化過電圧および還元過電圧をそれぞれ有する化合物(2)
とを含有することを特徴とする電解液。 Electrolyte is 1. A decolorizing compound (1) that decolorizes with an electrochemical redox reaction;
2. Compound (2) having an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage each having an absolute value smaller than the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizing compound (1)
An electrolyte solution characterized by containing.
In a display element in which at least one is a transparent electrode and a transparent substrate, and the electrolyte solution is held between two substrates having electrodes facing each other with the electrodes facing inside, the electrolyte solution is claimed in claim 1. 4. A display element that holds the electrolytic solution according to any one of 4 above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004082475A JP2005266666A (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Electrolyte and display element using same |
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- 2004-03-22 JP JP2004082475A patent/JP2005266666A/en active Pending
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