JP2010266592A - Display element - Google Patents

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Akio Miura
紀生 三浦
Osamu Ishige
修 石毛
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display element which has a simple member constitution, is driven at a low voltage, hardly causes a reduction in rewriting speed upon the repeated drive, and is rewritable so many times. <P>SOLUTION: The display element contains, between a display electrode and a counter electrode opposed to the display electrode, an electrolyte composition containing a silver salt compound which dissolves and deposits by electrochemical oxidation-reduction reaction, and the display element is configured to display black and white with application of a voltage. A coating liquid containing an oxo-ammonium compound wherein a counter-anion is an anion-containing sulfonic acid polymer is applied on the counter electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示素子に関し、さらに詳しくは、新規な電気化学表示素子に関する。   The present invention relates to a display element, and more particularly to a novel electrochemical display element.

近年、ドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、閲覧する機会が益々増大している。   In recent years, opportunities for obtaining and browsing information such as documents and images as simpler electronic information are increasing.

この様な電子情報の閲覧手段として、各種のディスプレイが主として用いられているが、電子情報がドキュメントの場合、比較的長時間にわたってディスプレイを注視する必要があり、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、又は長時間読むと消費電力が嵩むこと等の欠点が知られている。   As a means for browsing electronic information, various displays are mainly used. However, when the electronic information is a document, it is necessary to keep an eye on the display for a relatively long time. There are known disadvantages such as inconvenience or increased power consumption when read for a long time.

これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない、いわゆる「メモリー性」を有する反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。   As a display means to compensate for these drawbacks, a reflection type display that uses outside light and does not consume power for image retention and has a so-called “memory property” is known. It is hard to say that it has.

すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約40%と低いため、白表示に難がある。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、かつ、有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は電圧高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なTFT回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、10V以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。   That is, a method using a polarizing plate such as a reflective liquid crystal has a low reflectance of about 40%, and thus has a difficulty in white display. In addition, since the polymer dispersed liquid crystal requires a high voltage and uses the difference in refractive index between organic substances, the contrast of the obtained image is not sufficient. In addition, the polymer network type liquid crystal has problems such as a high voltage and a complicated TFT circuit required to improve the memory performance. In addition, a display element based on electrophoresis requires a high voltage of 10 V or more, and there is a concern about durability due to electrophoretic particle aggregation.

これら上述の各方式の欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション方式(以下、ED方式と略す)が知られている。ED方式は、3V以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、様々な方法が開示されて(例えば、特許文献1〜5参照)いる。   As a display method for eliminating the drawbacks of each of the above-described methods, an electrodeposition method (hereinafter, abbreviated as ED method) using dissolution precipitation of metal or metal salt is known. The ED method can be driven at a low voltage of 3 V or less, has advantages such as a simple cell configuration, excellent black and white contrast and black quality, and various methods have been disclosed (for example, Patent Documents 1 to 3). 5).

ED方式では対向電極にレドックスポリマー(例えばフェロセンポリマー)を、固定化する技術が重要である。(例えば、特許文献6参照)しかし、従来公知のフェロセンポリマーはその性状から電解質中に含まれる溶剤に溶解しやすく、電極から脱離しやすいため、繰り返し素子を駆動させたときに書き換え速度が大きく低下し、また書き換え可能な回数が非常に少なくなる重大な欠点を有していた。   In the ED system, a technique for immobilizing a redox polymer (for example, ferrocene polymer) on the counter electrode is important. (For example, refer to Patent Document 6) However, since the known ferrocene polymer is easily dissolved in the solvent contained in the electrolyte and easily detached from the electrode, the rewriting speed is greatly reduced when the element is driven repeatedly. In addition, it has a serious drawback that the number of rewrites is very small.

WO2004/068231号パンフレットWO2004 / 068231 pamphlet WO2004/067673号パンフレットWO2004 / 066773 pamphlet 米国特許第4,240,716号明細書U.S. Pat. No. 4,240,716 特許第3428603号公報Japanese Patent No. 3428603 特開2007−72368号公報JP 2007-72368 A 特開2008−111941号公報JP 2008-111941 A

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡便な部材構成、低電圧で駆動可能で、繰返し駆動での書き換え速度の低下がほとんどなく、書き換え可能な回数が極めて多数回である表示素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to have a simple member configuration, which can be driven at a low voltage, has almost no decrease in rewriting speed in repeated driving, and can be rewritten many times. It is providing the display element which is.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.表示電極とそれに対向する対向電極間に、電気化学的酸化還元反応によって、溶解・析出する銀塩化合物を含む電解質組成物を含有し、かつ、電圧を印加することにより黒色と白色を表示する表示素子であって、該対向電極上に、カウンターアニオンがスルホン酸アニオン含有ポリマーであるオキソアンモニウム化合物を含有する塗布液が塗設されていることを特徴とする表示素子。   1. A display that contains an electrolyte composition containing a silver salt compound that dissolves and precipitates by an electrochemical oxidation-reduction reaction between the display electrode and the counter electrode facing it, and displays black and white by applying a voltage. A display element, wherein a coating liquid containing an oxoammonium compound whose counter anion is a sulfonate anion-containing polymer is coated on the counter electrode.

2.前記スルホン酸アニオン含有ポリマーが、ポリスチレンスルホン酸アニオンであることを特徴とする前記1に記載の表示素子。   2. 2. The display element according to 1, wherein the sulfonate anion-containing polymer is a polystyrene sulfonate anion.

3.前記オキソアンモニウム化合物のオキソアンモニウムカチオンが下記一般式(1)又は(2)で表されることを特徴とする前記1または2に記載の表示素子。   3. 3. The display device according to 1 or 2, wherein the oxoammonium cation of the oxoammonium compound is represented by the following general formula (1) or (2).

Figure 2010266592
Figure 2010266592

(式中、R15〜R18はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。X〜Xはそれぞれ独立に、>CH、>N=O、または>NH−OHを表す。R19は水素原子、ハロゲン原子又は6員環の3つの炭素原子に置換可能な置換基を表す。複数のR19は同じでも異なっていてもよく、nは0〜3の整数を表す。) (In the formula, R 15 to R 18 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. X 1 to X 5 each independently represent> CH 2 ,> N + = O, or> N. + H-OH, R 19 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent that can be substituted on three carbon atoms of a 6-membered ring, a plurality of R 19 may be the same or different, and n is 0 to 0 Represents an integer of 3.)

本発明により、簡便な部材構成、低電圧で駆動可能で、繰返し駆動での書き換え速度の低下がほとんどなく、書き換え可能な回数が極めて多数回である表示素子を提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide a display element that has a simple member configuration, can be driven at a low voltage, has almost no decrease in rewrite speed in repeated driving, and has a very large number of rewrites.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, although the best mode for carrying out the present invention will be described, the present invention is not limited to these.

<表示素子の基本構成>
本発明の表示素子においては、表示部には、対向する1対の電極が設けられている。表示電極にはITO電極等の透明電極、対向電極には本発明に係るカウンターアニオンがスルホン酸アニオン含有ポリマーであるオキソアンモニウム化合物(以下オキソアンモニウム化合物と省略する)が塗設された導電性電極が設けられている。表示電極と対向電極との間に、銀塩化合物を含有した電解質層と白色散乱層を有し、対向電極間に正負両極性の電圧を印加することにより、白表示と黒表示を可逆的に切り替えることができる。
<Basic structure of display element>
In the display element of the present invention, the display portion is provided with a pair of opposed electrodes. The display electrode has a transparent electrode such as an ITO electrode, and the counter electrode has a conductive electrode coated with an oxoammonium compound (hereinafter abbreviated as an oxoammonium compound) in which the counter anion according to the present invention is a sulfonate anion-containing polymer. Is provided. Between the display electrode and the counter electrode, it has an electrolyte layer containing a silver salt compound and a white scattering layer. By applying positive and negative polarities between the counter electrodes, the white display and the black display can be reversible. Can be switched.

〔表示電極〕
対向電極のうち、表示側に配置する電極としては、透明電極であることが好ましい。透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化物)、Indium Zinc Oxide(IZO:インジウム亜鉛酸化物)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、BSO(Bismuth Silicon Oxide)等が挙げられる。
[Display electrode]
Of the counter electrodes, the electrode disposed on the display side is preferably a transparent electrode. The transparent electrode is not particularly limited as long as it is transparent and conducts electricity. For example, Indium Tin Oxide (ITO: Indium Tin Oxide), Indium Zinc Oxide (IZO: Indium Zinc Oxide), Fluorine Doped Tin Oxide (FTO), Indium Oxide, Zinc Oxide, Platinum, Gold, Silver, Rhodium, Copper, Examples thereof include chromium, carbon, aluminum, silicon, amorphous silicon, and BSO (Bismuth Silicon Oxide).

また、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリセレノフェニレン等、およびそれらの修飾化合物を単独あるいは混合して用いることができる。   In addition, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyparaphenylene, polyselenophenylene, etc., and their modifying compounds can be used alone or in combination.

表示側に配置する電極としては、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化物)、Indium Zinc Oxide(IZO:インジウム亜鉛酸化物)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化インジウム、酸化亜鉛等の、透明導電性酸化物からなる電極であることが好ましい。   As an electrode arranged on the display side, transparent such as Indium Tin Oxide (ITO: Indium Tin Oxide), Indium Zinc Oxide (IZO: Indium Zinc Oxide), Fluorine Doped Tin Oxide (FTO), Indium Oxide, Zinc Oxide, etc. An electrode made of a conductive oxide is preferable.

表面抵抗値としては、100Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、0.1〜20μmであるのが一般的である。   The surface resistance value is preferably 100Ω / □ or less, and more preferably 10Ω / □ or less. The thickness of the transparent electrode is not particularly limited, but is generally 0.1 to 20 μm.

(透明多孔質電極)
透明電極の一つの態様として、上記透明電極上にナノ多孔質化構造を有するナノ多孔質電極を設けることができる。このナノ多孔質電極は、表示素子を形成した際に実質的に透明で、エレクトロクロミック色素等の電気活性物質を担持することができる。
(Transparent porous electrode)
As one embodiment of the transparent electrode, a nanoporous electrode having a nanoporous structure can be provided on the transparent electrode. This nanoporous electrode is substantially transparent when a display element is formed, and can carry an electroactive substance such as an electrochromic dye.

本発明でいうナノ多孔質化構造とは、層中にナノメートルサイズの孔が無数に存在し、ナノ多孔質化構造内を電解質中に含まれるイオン種が移動可能な状態のことを言う。   The nanoporous structure as used in the present invention refers to a state in which an infinite number of nanometer-sized pores exist in a layer and ionic species contained in the electrolyte can move within the nanoporous structure.

このようなナノ多孔質電極の形成方法としては、ナノ多孔質電極を構成する微粒子を含んだ分散物をインクジェット法、スクリーン印刷法、ブレード塗布法などで層状に形成した後に、所定の温度で加熱、乾燥、焼成することよって多孔質化する方法や、スパッタ法、CVD法、大気圧プラズマ法などで電極層を構成した後に、陽極酸化、光電気化学エッチングすることによってナノ多孔質化する方法などが挙げられる。また、ゾルゲル法や、Adv.Mater.2006,18,2980−2983に記載された方法でも、形成することができる。   As a method for forming such a nanoporous electrode, a dispersion containing fine particles constituting the nanoporous electrode is formed in layers by an ink jet method, a screen printing method, a blade coating method, etc., and then heated at a predetermined temperature. A method of making porous by drying, baking, a method of making nanoporous by anodizing or photoelectrochemical etching after forming an electrode layer by sputtering, CVD, atmospheric pressure plasma, etc. Is mentioned. Also, the sol-gel method, Adv. Mater. It can also be formed by the method described in 2006, 18, 2980-2983.

ナノ多孔質電極を構成する微粒子の主成分は、Cu、Al、Pt、Ag、Pd、Au等の金属やITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物やカーボンナノチューブ、グラッシーカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、窒素含有カーボン等の炭素電極から選択することができ、好ましくは、ITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物から選択されることである。 The main components of the fine particles constituting the nanoporous electrode are metals such as Cu, Al, Pt, Ag, Pd and Au, metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 and ZnO, carbon nanotubes, glassy carbon, and diamond. It can be selected from carbon electrodes such as like carbon and nitrogen-containing carbon, and is preferably selected from metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 , and ZnO.

ナノ多孔質電極が透明性を有するためには、平均粒子径が5nm〜10μm程度の微粒子を用いることが好ましい。微粒子の形状は不定形、針状、球形など任意の形状のものを用いることができる。   In order for the nanoporous electrode to have transparency, it is preferable to use fine particles having an average particle diameter of about 5 nm to 10 μm. As the shape of the fine particles, those having an arbitrary shape such as an indefinite shape, a needle shape, and a spherical shape can be used.

ナノ多孔質電極の膜厚は、0.1〜10μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.25〜5μmの範囲である。   The film thickness of the nanoporous electrode is preferably in the range of 0.1 to 10 μm, more preferably in the range of 0.25 to 5 μm.

(グリッド電極:補助電極)
本発明に係る表示電極、対向電極のうち少なくとも一方の電極に、補助電極を付帯させることができる。
(Grid electrode: auxiliary electrode)
An auxiliary electrode can be attached to at least one of the display electrode and the counter electrode according to the present invention.

補助電極は、主となる電極部より電気抵抗が低い材料を用いることが好ましい。例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマスなどの金属およびそれらの合金等を好ましく用いることができる。   The auxiliary electrode is preferably made of a material having a lower electrical resistance than the main electrode portion. For example, metals such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, and bismuth and alloys thereof can be preferably used.

補助電極は、主となる電極部と基板との間と、主となる電極部の基板と反対側の表面とのいずれに設置することもできる。いずれにしても、補助電極が主となる電極部と電気的に接続していればよい。   The auxiliary electrode can be installed either between the main electrode portion and the substrate, or on the surface of the main electrode portion opposite to the substrate. In any case, it is only necessary that the auxiliary electrode is electrically connected to the main electrode portion.

補助電極の配置パターンには、特に制限はない。直線状、メッシュ状、円形など、求められる性能に応じて適宜形成することが可能である。主となる電極部が複数の部分に分割されている場合には、分割された電極部同士を接続する形で設けてもよい。ただし、主となる電極部が表示側の基板に設けられた透明電極の場合、補助電極は、表示素子の視認性を阻害しない形状と頻度で設けることが求められる。   There are no particular restrictions on the arrangement pattern of the auxiliary electrodes. It can be appropriately formed according to the required performance, such as linear, mesh, or circular. When the main electrode part is divided into a plurality of parts, the divided electrode parts may be connected to each other. However, in the case where the main electrode portion is a transparent electrode provided on the substrate on the display side, the auxiliary electrode is required to be provided with a shape and frequency that do not impair the visibility of the display element.

補助電極を形成する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法、印刷法やインクジェット法、電解メッキや無電解メッキ、銀塩感光材料を用いて露光、現像処理してパターン形成する方法でも良い。   As a method of forming the auxiliary electrode, a known method can be used. For example, a patterning method by photolithography, a printing method, an ink jet method, electrolytic plating or electroless plating, or a method of forming a pattern by exposing and developing using a silver salt photosensitive material may be used.

補助電極パターンのライン幅やライン間隔は、任意の値で構わないが、導電性を高くするためにはライン幅を太くする必要がある。一方、透明電極に補助電極を付帯させる場合には、視認性の観点から、表示素子観察側から見た補助電極の面積被覆率は30%以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下である。   The line width and line spacing of the auxiliary electrode pattern may be arbitrary values, but the line width needs to be increased in order to increase the conductivity. On the other hand, when an auxiliary electrode is attached to the transparent electrode, from the viewpoint of visibility, the area coverage of the auxiliary electrode viewed from the display element observation side is preferably 30% or less, and more preferably 10% or less.

このように透過率と導電性の点から、補助電極のライン幅は1μm以上、100μm以下が好ましく、ライン間隔は50μmから1000μmが好ましい。   Thus, from the viewpoint of transmittance and conductivity, the line width of the auxiliary electrode is preferably 1 μm or more and 100 μm or less, and the line interval is preferably 50 μm to 1000 μm.

(電極の形成方法)
透明電極、金属補助電極を形成するには、公知の方法を用いることができる。例えば、基板上にスパッタリング法等でマスク蒸着する方法や、全面形成した後に、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法等が挙げられる。
(Method of forming electrode)
A known method can be used to form the transparent electrode and the metal auxiliary electrode. For example, a method of depositing a mask on a substrate by a sputtering method or the like, a method of patterning by a photolithography method after forming the entire surface, and the like can be given.

また、電解メッキや無電解メッキ、印刷法や、インクジェット法によっても電極形成が可能である。   Electrodes can also be formed by electrolytic plating, electroless plating, printing methods, and ink jet methods.

インクジェット方式を用いて基板上にモノマー重合能を有する触媒層を含む電極パターンを形成した後に、該触媒により重合されて重合後に導電性高分子層になりうるモノマー成分を付与して、モノマー成分を重合し、さらに、該導電性高分子層の上に銀等の金属メッキを行うことにより金属電極パターンを形成することもでき、フォトレジストやマスクパターンを使用することがないので、工程を大幅に簡略化できる。   After forming an electrode pattern including a catalyst layer having a monomer polymerization ability on a substrate using an inkjet method, a monomer component that is polymerized by the catalyst and becomes a conductive polymer layer after polymerization is added, It is also possible to form a metal electrode pattern by polymerizing and further performing metal plating such as silver on the conductive polymer layer, and the process is greatly reduced because no photoresist or mask pattern is used. It can be simplified.

電極材料を塗布方式で形成する場合には、例えば、ディッピング法、スピナー法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の公知の方法を用いることができる。   When the electrode material is formed by a coating method, for example, a known method such as a dipping method, a spinner method, a spray method, a roll coater method, a flexographic printing method, a screen printing method, or the like can be used.

インクジェット方式の中でも、静電インクジェット方式は高粘度の液体を高精度に連続的に印字することが可能であり、本発明の透明電極や金属補助電極の形成に好ましく用いられる。インクの粘度は、好ましくは30mPa・s以上であり、更に好ましくは100mPa・s以上である。   Among the ink jet methods, the electrostatic ink jet method can continuously print a highly viscous liquid with high accuracy and is preferably used for forming the transparent electrode and the metal auxiliary electrode of the present invention. The viscosity of the ink is preferably 30 mPa · s or more, and more preferably 100 mPa · s or more.

[対向電極]
対向電極としては、電気を通じるものであれば、特に制限されず用いることができる。対向電極の構成材料としては、上記透明電極と同じ材料に加え、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマスなどの金属およびそれらの合金、カーボン等、透明性を有しない材料でも好ましく用いることができる。
[Counter electrode]
The counter electrode can be used without particular limitation as long as it conducts electricity. As a constituent material of the counter electrode, in addition to the same material as the transparent electrode, metals such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, bismuth and alloys thereof, carbon, etc. have no transparency. A material can also be preferably used.

また、表示側透明電極の項で説明したのと同様に、対向電極上にナノ多孔質化構造を有するナノ多孔質電極を設けることができる。ナノ多孔質電極を構成する微粒子の主成分は、Cu、Al、Pt、Ag、Pd、Au等の金属やITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物やカーボンナノチューブ、グラッシーカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、窒素含有カーボン等の炭素電極から選択することができ、好ましくは、ITO、SnO、TiO、ZnO等の金属酸化物から選択されることである。特に好ましくはITOである。 Similarly to the display-side transparent electrode, a nanoporous electrode having a nanoporous structure can be provided on the counter electrode. The main components of the fine particles constituting the nanoporous electrode are metals such as Cu, Al, Pt, Ag, Pd and Au, metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 and ZnO, carbon nanotubes, glassy carbon, and diamond. It can be selected from carbon electrodes such as like carbon and nitrogen-containing carbon, and is preferably selected from metal oxides such as ITO, SnO 2 , TiO 2 , and ZnO. Particularly preferred is ITO.

本発明の対向電極としては、ITO電極上に、ナノ多孔質TiO電極、若しくはナノ多孔質ITO電極を設けた電極が好ましく、特にナノ多孔質ITO電極を設けた電極が好ましい。 As the counter electrode of the present invention, an electrode provided with a nanoporous TiO 2 electrode or a nanoporous ITO electrode on an ITO electrode is preferable, and an electrode provided with a nanoporous ITO electrode is particularly preferable.

本発明のオキソアンモニウム化合物を対向電極に塗設させる手法としては、電解重合法、電解析出法、ディップ、スピン、キャスト等のコーティング方法が挙げられ、どの手法を用いても良い。   Examples of the method for coating the counter electrode with the oxoammonium compound of the present invention include coating methods such as electrolytic polymerization, electrolytic deposition, dip, spin, and cast, and any method may be used.

<オキソアンモニウム化合物>
〔スルホン酸アニオン含有ポリマー〕
本発明のスルホン酸アニオン含有ポリマーはスルホン酸基含有ポリマー中のスルホン酸基の一部又はすべてがスルホン酸アニオンに変換されたものを云う。前記スルホン酸基含有ポリマーとしては従来公知のものが好ましく用いられる。具体例としては、重合単位として、スルホン酸基含有モノマー及びそれらの塩より選択される1種以上のモノマーを、約50〜約100質量%、好ましくは約80〜約100質量%含む。前記スルホン酸基含有モノマーの適当な例としては、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミドエタンスルホン酸、2−アクリルアミドプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミドプロパンスルホン酸、および2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−(2−プロペニルオキシ)プロパンスルホン酸等が挙げられる。本発明のスルホン酸アニオン含有ポリマーの好ましい重量平均分子量は一万以上、五百万以下、かつ好ましい重量平均分子量と数平均分子量との比(以下、分子量分布と略す。)は1.5以上4.5以下であり、より好ましくは重量平均分子量で十万以上、三百万以下、かつ分子量分布で1.5以上3.5以下であり、特に好ましくは重量平均分子量で三十万以上、二百万以下、かつ分子量分布で1.5以上2.5以下である。分子量はポリスチレンを標準物質として算出した。
<Oxoammonium compound>
[Sulfonic acid anion-containing polymer]
The sulfonate anion-containing polymer of the present invention refers to a polymer in which part or all of the sulfonate group in the sulfonate group-containing polymer is converted to a sulfonate anion. Conventionally known polymers are preferably used as the sulfonic acid group-containing polymer. As a specific example, the polymer unit contains about 50 to about 100% by mass, preferably about 80 to about 100% by mass, of one or more monomers selected from sulfonic acid group-containing monomers and salts thereof. Suitable examples of the sulfonic acid group-containing monomer include vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 2-acrylamidoethane sulfonic acid, 2-acrylamidopropane sulfonic acid, and 2-methacrylamide. Examples include propanesulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, allyloxybenzenesulfonic acid, 2-hydroxy-3- (2-propenyloxy) propanesulfonic acid, and the like. It is done. The preferred weight average molecular weight of the sulfonate anion-containing polymer of the present invention is 10,000 or more and 5 million or less, and the preferred ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (hereinafter abbreviated as molecular weight distribution) is 1.5 or more and 4 0.5 or less, more preferably 100,000 or more and 3 million or less in weight average molecular weight, and 1.5 or more and 3.5 or less in molecular weight distribution, and particularly preferably 300,000 or more in weight average molecular weight. The molecular weight distribution is 1.5 or more and 2.5 or less. The molecular weight was calculated using polystyrene as a standard substance.

[オキソアンモニウム化合物]
本発明のオキソアンモニウム化合物は、下記式(A1)で表されるオキソアンモニウム基を分子内に少なくとも1つ有する化合物である。
[Oxoammonium compounds]
The oxoammonium compound of the present invention is a compound having at least one oxoammonium group represented by the following formula (A1) in the molecule.

式(A1) >N=O
[ポリスチレンスルホン酸アニオン]
本発明のポリスチレンスルホン酸アニオンは従来公知のポリスチレンスルホン酸のスルホン酸基の一部又はすべてがスルホン酸アニオンに変換されたものが好ましく用いられる。ポリスチレンスルホン酸の好ましい重量平均分子量は一万以上、五千万以下、かつ好ましい分子量分布は1.5以上4.5以下であり、より好ましくは重量平均分子量で十万以上、一千万以下、かつ分子量分布で1.5以上2.5以下であり、特に好ましくは重量平均分子量で五十万以上、五百万以下、かつ分子量分布で1.5以上2.0以下である。
Formula (A1)> N + = O
[Polystyrene sulfonate anion]
As the polystyrene sulfonate anion of the present invention, one obtained by converting a part or all of the sulfonate group of a conventionally known polystyrene sulfonate into a sulfonate anion is preferably used. The preferred weight average molecular weight of polystyrene sulfonic acid is 10,000 or more and 50 million or less, and the preferred molecular weight distribution is 1.5 or more and 4.5 or less, more preferably 100,000 or more and 10 million or less in weight average molecular weight. Further, the molecular weight distribution is 1.5 or more and 2.5 or less, particularly preferably, the weight average molecular weight is 500,000 or more and 5 million or less, and the molecular weight distribution is 1.5 or more and 2.0 or less.

〈一般式(1)で表されるオキソアンモニウムカチオン〉
一般式(1)において、R15〜R18はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表す。好ましくは、水素原子またはメチル基である。特に好ましくは水素原子である。X〜Xは、>CH>、N=Oまたは>NH−OHを表すが、特にXは>N=Oまたは>NH−OHであることが好ましい。
<Oxoammonium cation represented by the general formula (1)>
In General formula (1), R < 15 > -R < 18 > represents a hydrogen atom or a C1-C10 alkyl group each independently. Preferably, it is a hydrogen atom or a methyl group. Particularly preferred is a hydrogen atom. X 1 to X 5 represent> CH 2 >, N + ═O or> N + H—OH, and particularly X 1 is preferably> N + ═O or> N + H—OH.

〈一般式(2)で表されるオキソアンモニウムカチオン〉
一般式(2)においてR19は水素原子、ハロゲン原子又は6員環の3つの炭素原子に置換可能な置換基を表す。複数のR19は同じでも異なっていてもよく、nは0〜6の整数を表すが、R19の具体例としては、水素原子、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨウ素原子)、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、オキソ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基等が挙げられる。好ましくはR19がすべて水素原子の場合である。
<Oxoammonium cation represented by the general formula (2)>
In the general formula (2), R 19 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a substituent that can be substituted with three carbon atoms of a 6-membered ring. A plurality of R 19 may be the same or different, and n represents an integer of 0 to 6, but specific examples of R 19 include a hydrogen atom, a halogen atom (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom, iodine atom). And an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an oxo group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and an acyloxy group. Preferably, all of R 19 are hydrogen atoms.

以下に本発明のオキソアンモニウム化合物の例示化合物を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the exemplary compound of the oxoammonium compound of this invention is shown below, this invention is not limited to these.

Figure 2010266592
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以下に本発明のオキソアンモニウム化合物の合成例を示す。   The synthesis example of the oxoammonium compound of the present invention is shown below.

(合成例1:化合物p1−1の合成)
ポリスチレンスルホン酸(Mw=150万、Mw/Mn=2.0)10g(47mmol)を純水30mlに溶解し、アザアダマンタンオキシラジカル7.9g(52mmol)を15mlのメタノールに溶解した溶液を室温でゆっくりと添加した。そのまま1時間攪拌後、攪拌しながら反応液にアセトニトリル100mlをゆっくりと滴下し、生成したポリマーをろ別し、アセトニトリルで十分に洗浄した。40℃で溶媒を乾燥し目的物p1−1を16g得た。(収率89%、Mw=153万、Mw/Mn=2.0)
(合成例2:化合物p1−14の合成)
ポリアクリルアミドt−ブチルスルホン酸(Mw=130万、Mw/Mn=3.0)10g(43mmol)を純水30mlに溶解し、ビスアザアダマンタンジオキシラジカル7.9g(47mmol)を15mlのメタノールに溶解した溶液を室温でゆっくりと添加した。そのまま1時間攪拌後、攪拌しながら反応液にアセトニトリル100mlをゆっくりと滴下し、生成したポリマーをろ別し、アセトニトリルで十分に洗浄した。40℃で溶媒を乾燥し目的物p1−14を15g得た。(収率84%、Mw=133万、Mw/Mn=2.8)
(合成例3:化合物p2−1の合成)
ポリスチレンスルホン酸(Mw=80万、Mw/Mn=2.0)10g(47mmol)を純水30mlに溶解し、テトラメチルピペリジンオキシラジカル8.1g(52mmol)を15mlのメタノールに溶解した溶液を室温でゆっくりと添加した。そのまま1時間攪拌後、攪拌しながら反応液にアセトニトリル80mlをゆっくりと滴下し、生成したポリマーをろ別し、アセトニトリルで十分に洗浄した。40℃で溶媒を乾燥し目的物p2−14を17g得た。(収率94%、Mw=77.9万、Mw/Mn=1.8)
(合成例4:化合物p2−9の合成)
メタリルオキシベンゼンスルホン酸(Mw=250万、Mw/Mn=2.5)10g(39mmol)を純水25mlに溶解し、テトラメチルピペリジンオキシラジカル6.7g(43mmol)を10mlのメタノールに溶解した溶液を室温でゆっくりと添加した。そのまま1時間攪拌後、攪拌しながら反応液にアセトニトリル90mlをゆっくりと滴下し、生成したポリマーをろ別し、アセトニトリルで十分に洗浄した。40℃で溶媒を乾燥し目的物p2−9を14g得た。(収率84%、Mw=235.9万、Mw/Mn=2.6)
尚、本発明のオキソアンモニウム化合物は、スルホン酸アニオン含有ポリマーのスルホン酸を対塩としているので、ニトロキシドラジカルは不均化を起こしてオキソアンモニウムカチオン型とアミノキシアニオン型の1:1混合物になる。オキソアンモニウムカチオン型の場合は勿論カチオン型であり、アミノキシアニオン型の場合でもスルホン酸の2個のHを受け取ってやはりカチオン型になるので、本発明のオキソアンモニウム化合物はあらゆる酸化還元状態で常に対電解質溶解性の低いスルホン酸アニオン(−)含有ポリマーを対塩として、好適に対向電極上に塗設、固定されるため、繰り返し駆動の安定性に優れると考えられる。
(Synthesis Example 1: Synthesis of Compound p1-1)
A solution prepared by dissolving 10 g (47 mmol) of polystyrene sulfonic acid (Mw = 1,500,000, Mw / Mn = 2.0) in 30 ml of pure water and 7.9 g (52 mmol) of azaadamantanoxy radical in 15 ml of methanol at room temperature. Slowly added. After stirring for 1 hour as it was, 100 ml of acetonitrile was slowly added dropwise to the reaction solution while stirring, and the produced polymer was filtered off and washed thoroughly with acetonitrile. The solvent was dried at 40 ° C. to obtain 16 g of the desired product p1-1. (Yield 89%, Mw = 15.3 million, Mw / Mn = 2.0)
(Synthesis Example 2: Synthesis of Compound p1-14)
10 g (43 mmol) of polyacrylamide t-butylsulfonic acid (Mw = 1.3 million, Mw / Mn = 3.0) is dissolved in 30 ml of pure water, and 7.9 g (47 mmol) of bisazaadamantanedioxy radical is dissolved in 15 ml of methanol. The dissolved solution was added slowly at room temperature. After stirring for 1 hour as it was, 100 ml of acetonitrile was slowly added dropwise to the reaction solution while stirring, and the produced polymer was filtered off and washed thoroughly with acetonitrile. The solvent was dried at 40 ° C. to obtain 15 g of the desired product p1-14. (Yield 84%, Mw = 13.3 million, Mw / Mn = 2.8)
(Synthesis Example 3: Synthesis of Compound p2-1)
A solution in which 10 g (47 mmol) of polystyrene sulfonic acid (Mw = 800,000, Mw / Mn = 2.0) was dissolved in 30 ml of pure water, and 8.1 g (52 mmol) of tetramethylpiperidineoxy radical was dissolved in 15 ml of methanol at room temperature. Slowly added. After stirring for 1 hour as it was, 80 ml of acetonitrile was slowly added dropwise to the reaction solution while stirring, and the produced polymer was separated by filtration and thoroughly washed with acetonitrile. The solvent was dried at 40 ° C. to obtain 17 g of the desired product p2-14. (Yield 94%, Mw = 779,000, Mw / Mn = 1.8)
(Synthesis Example 4: Synthesis of Compound p2-9)
10 g (39 mmol) of methallyloxybenzenesulfonic acid (Mw = 2.5 million, Mw / Mn = 2.5) was dissolved in 25 ml of pure water, and 6.7 g (43 mmol) of tetramethylpiperidineoxy radical was dissolved in 10 ml of methanol. The solution was added slowly at room temperature. After stirring for 1 hour as it was, 90 ml of acetonitrile was slowly added dropwise to the reaction solution while stirring, and the produced polymer was filtered off and washed thoroughly with acetonitrile. The solvent was dried at 40 ° C. to obtain 14 g of the desired product p2-9. (Yield 84%, Mw = 235.9 million, Mw / Mn = 2.6)
In addition, since the oxoammonium compound of the present invention uses the sulfonic acid of the sulfonate anion-containing polymer as a counter salt, the nitroxide radical causes disproportionation and becomes a 1: 1 mixture of oxoammonium cation type and aminoxy anion type. . Of course, in the case of the oxoammonium cation type, it is a cation type, and even in the case of the aminoxy anion type, the oxoammonium compound of the present invention is in any redox state since it receives two H + of sulfonic acid and becomes a cation type. Since a sulfonate anion (-)-containing polymer with low solubility to the electrolyte is always used as a counter salt and is preferably coated and fixed on the counter electrode, it is considered that the stability of repeated driving is excellent.

<電解質組成物>
〔有機溶媒〕
本発明に係る電解質には、有機溶媒を併用してもよい。有機溶媒としては沸点が120〜300℃の範囲にあることが好ましく、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、アセチルアセトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ブタノール、1−ブタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリクレジルホスフェート、2エチルヘキシルホスフェート、ジオクチルフタレート、ジオクチルセバケート等を挙げることができる。
<Electrolyte composition>
[Organic solvent]
An organic solvent may be used in combination with the electrolyte according to the present invention. The organic solvent preferably has a boiling point in the range of 120 to 300 ° C., for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, butylene carbonate, γ-butyl lactone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, butyronitrile. , Propionitrile, acetonitrile, acetylacetone, 4-methyl-2-pentanone, 2-butanol, 1-butanol, 2-propanol, 1-propanol, acetic anhydride, ethyl acetate, ethyl propionate, dimethoxyethane, diethoxyfuran, Tetrahydrofuran, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, tricresyl phosphate, 2 ethylhexyl phosphate Dioctyl phthalate, and di-octyl sebacate and the like.

〔銀塩化合物〕
本発明に係る銀塩化合物とは、銀または銀を化学構造中に含む化合物、例えば、酸化銀、硫化銀、金属銀、銀コロイド粒子、ハロゲン化銀、銀錯体化合物、銀イオン等の化合物の総称であり、固体状態や液体への可溶化状態や気体状態等の相の状態種、中性、アニオン性、カチオン性等の荷電状態種は、特に問わない。
[Silver salt compound]
The silver salt compound according to the present invention is silver or a compound containing silver in the chemical structure, such as silver oxide, silver sulfide, metallic silver, silver colloidal particles, silver halide, silver complex compound, silver ion and the like. It is a generic term, and there are no particular limitations on the state species of the phase such as the solid state, the solubilized state in liquid, and the gas state, and the charged state species such as neutral, anionic, and cationic.

本発明の表示素子においては、ヨウ化銀、塩化銀、臭化銀、酸化銀、硫化銀、クエン酸銀、酢酸銀、ベヘン酸銀、p−トルエンスルホン酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、メルカプト類との銀塩、イミノジ酢酸類との銀錯体、等の公知の銀塩化合物を用いることができる。これらの中でハロゲンやカルボン酸や銀との配位性を有する窒素原子を有しない化合物を銀塩として用いるのが好ましく、例えば、p−トルエンスルホン酸銀が好ましい。   In the display element of the present invention, silver iodide, silver chloride, silver bromide, silver oxide, silver sulfide, silver citrate, silver acetate, silver behenate, silver p-toluenesulfonate, silver trifluoromethanesulfonate, mercapto A known silver salt compound such as a silver salt with an acid or a silver complex with iminodiacetic acid can be used. Among these, it is preferable to use, as a silver salt, a compound that does not have a nitrogen atom having coordination properties with halogen, carboxylic acid, or silver, and for example, silver p-toluenesulfonate is preferable.

本発明に係る電解質に含まれる金属イオン濃度は、0.2モル/kg≦[Metal]≦2.0モル/kgが好ましい。金属イオン濃度が0.2モル/kg以上であれば、十分な濃度の銀溶液となり所望の駆動速度を得ることができ、2モル/kg以下であれば析出を防止し、低温保存時での電解質液の安定性が向上する。   The metal ion concentration contained in the electrolyte according to the present invention is preferably 0.2 mol / kg ≦ [Metal] ≦ 2.0 mol / kg. If the metal ion concentration is 0.2 mol / kg or more, a silver solution having a sufficient concentration can be obtained, and a desired driving speed can be obtained. If the metal ion concentration is 2 mol / kg or less, precipitation is prevented, and storage at low temperature is possible. The stability of the electrolyte solution is improved.

〔ハロゲンイオン、銀イオン濃度比〕
本発明の表示素子においては、電解質に含まれるハロゲンイオンまたはハロゲン原子のモル濃度を[X](モル/kg)とし、前記電解質に含まれる銀または銀を化学構造中に含む化合物の銀の総モル濃度を[Metal](モル/kg)としたとき、下式(1)で規定する条件を満たすことが好ましい。
[Halogen ion, silver ion concentration ratio]
In the display element of the present invention, the molar concentration of halogen ions or halogen atoms contained in the electrolyte is [X] (mol / kg), and silver contained in the electrolyte or the total silver of the compound containing silver in the chemical structure. When the molar concentration is [Metal] (mol / kg), it is preferable to satisfy the condition defined by the following formula (1).

式(1):0≦[X]/[Metal]≦0.1
本発明でいうハロゲン原子とは、ヨウ素原子、塩素原子、臭素原子、フッ素原子のことをいう。[X]/[Metal]が0.1よりも大きい場合は、金属の酸化還元反応時に、X→Xが生じ、Xは析出した金属と容易にクロス酸化して析出した金属を溶解させ、メモリー性を低下させる要因の1つになるので、ハロゲン原子のモル濃度は金属銀のモル濃度に対してできるだけ低い方が好ましい。本発明においては、0≦[X]/[Metal]≦0.001がより好ましい。ハロゲンイオンを添加する場合、ハロゲン種については、メモリー性向上の観点から、各ハロゲン種モル濃度総和が[I]<[Br]<[Cl]<[F]であることが好ましい。
Formula (1): 0 ≦ [X] / [Metal] ≦ 0.1
The halogen atom as used in the field of this invention means an iodine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and a fluorine atom. When [X] / [Metal] is greater than 0.1, X → X 2 is generated during the oxidation-reduction reaction of the metal, and X 2 easily cross-oxidizes with the deposited metal to dissolve the deposited metal. Therefore, the molar concentration of halogen atoms is preferably as low as possible relative to the molar concentration of metallic silver. In the present invention, 0 ≦ [X] / [Metal] ≦ 0.001 is more preferable. In the case of adding halogen ions, the halogen species preferably have a total molar concentration of [I] <[Br] <[Cl] <[F] from the viewpoint of improving memory properties.

〔金属塩溶剤化合物〕
本発明に於いては銀塩の溶解析出を促進するために、銀塩溶剤を用いることができる。銀塩溶剤とは、電解質中で銀を可溶化できる化合物であればいかなる化合物であってもよい。例えば、銀と配位結合を形成したり、銀と弱い共有結合を形成するような、銀と相互作用を示す化学構造種を含む化合物等と共存させて、銀または銀を含む化合物を可溶化物に変換する手段を用いるのが一般的である。前記化学種として、ハロゲン原子、メルカプト基、カルボキシル基、イミノ基等が知られているが、本発明においては、チオエーテル基を含有する化合物及びメルカプトアゾール類は、銀溶剤として有用に作用しかつ、共存化合物への影響が少なく溶媒への溶解度が高い特徴があり好ましく用いられる。
[Metal salt solvent compound]
In the present invention, a silver salt solvent can be used to promote dissolution and precipitation of the silver salt. The silver salt solvent may be any compound that can solubilize silver in the electrolyte. For example, solubilize silver or a compound containing silver by coexisting with a compound containing a chemical structural species that interacts with silver, such as forming a coordinate bond with silver or forming a weak covalent bond with silver. It is common to use a means for converting to an object. As the chemical species, halogen atoms, mercapto groups, carboxyl groups, imino groups and the like are known, but in the present invention, compounds containing thioether groups and mercaptoazoles are useful as silver solvents, and It is preferably used because it has little influence on the coexisting compound and high solubility in a solvent.

〔支持電解質〕
本発明の電解質組成物において用いることができる支持電解質としては、電気化学の分野又は電池の分野で通常使用される塩類、酸類、アルカリ類が使用できる。
[Supporting electrolyte]
As the supporting electrolyte that can be used in the electrolyte composition of the present invention, salts, acids, and alkalis that are usually used in the field of electrochemistry or the field of batteries can be used.

塩類としては、特に制限はなく、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩;4級アンモニウム塩;環状4級アンモニウム塩;4級ホスホニウム塩などが使用できる。   There are no particular limitations on the salts, and for example, inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts; quaternary ammonium salts; cyclic quaternary ammonium salts; quaternary phosphonium salts and the like can be used.

塩類の具体例としては、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有するLi塩、Na塩、あるいはK塩が挙げられる。 Specific examples of the salts include halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 -, AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - Li salt having a counter anion selected from, Na salt or K salt is mentioned.

また、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有する4級アンモニウム塩、具体的には、(CHNBF、(CNBF、(n−CNBF、(CNBr、(CNClO、(n−CNClO、CH(CNBF、(CH(CNBF、(CHNSOCF、(CNSOCF、(n−CNSOCF
更には、
Further, halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 , AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - 4 quaternary ammonium salt having a counter anion selected from, specifically, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (n- C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , CH 3 (C 2 H 5 ) 3 NBF 4 , (CH 3 ) 2 (C 2 H 5 ) 2 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NSO 3 CF 3 , (C 2 H 5) 4 NSO 3 CF 3, (n-C 4 H 9 4 NSO 3 CF 3,
Furthermore,

Figure 2010266592
Figure 2010266592

等が挙げられる。 Etc.

また、ハロゲンイオン、SCN、ClO 、BF 、CFSO 、(CFSO、(CSO、PF 、AsF 、CHCOO、CH(C)SO 、および(CSOから選ばれる対アニオンを有するホスホニウム塩、具体的には、(CHPBF、(CPBF、(CPBF、(CPBF等が挙げられる。また、これらの混合物も好適に用いることができる。 Further, halogen ions, SCN , ClO 4 , BF 4 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , PF 6 , AsF 6 -, CH 3 COO -, CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -, and (C 2 F 5 SO 2) 3 C - phosphonium salt having a counter anion selected from, specifically, (CH 3) 4 PBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 PBF 4 , (C 3 H 7 ) 4 PBF 4 , (C 4 H 9 ) 4 PBF 4 and the like. Moreover, these mixtures can also be used suitably.

本発明の支持電解質としては、4級アンモニウム塩が好ましく、特に4級スピロアンモニウム塩が好ましい。電解質塩の使用量は任意であるが、一般的には、電解質塩は溶媒中に上限としては20モル/L以下、好ましくは10モル/L以下、さらに好ましくは5モル/L以下存在していることが望ましく、下限としては通常0.01モル/L以上、好ましくは0.05モル/L以上、さらに好ましくは0.1モル/L以上存在していることが望ましい。   The supporting electrolyte of the present invention is preferably a quaternary ammonium salt, particularly preferably a quaternary spiro ammonium salt. The amount of the electrolyte salt used is arbitrary, but in general, the electrolyte salt is present in the solvent as an upper limit of 20 mol / L or less, preferably 10 mol / L or less, more preferably 5 mol / L or less. The lower limit is usually 0.01 mol / L or more, preferably 0.05 mol / L or more, more preferably 0.1 mol / L or more.

〔白色散乱物〕
本発明においては、表示コントラスト及び白表示反射率をより高める観点から、白色散乱物を含有することが好ましく、多孔質白色散乱層を形成させて存在させてもよい。
[White scattered matter]
In the present invention, from the viewpoint of further increasing the display contrast and the white display reflectance, it is preferable to contain a white scattering material, and a porous white scattering layer may be formed and present.

本発明に適用可能な多孔質白色散乱層は、電解質溶媒に実質的に溶解しない水系高分子と白色顔料との水混和物を塗布乾燥して形成することができる。   The porous white scattering layer applicable to the present invention can be formed by applying and drying an aqueous mixture of an aqueous polymer and a white pigment that is substantially insoluble in the electrolyte solvent.

本発明でいう電解質溶媒に実質的に溶解しないとは、−20℃から120℃の温度において、電解質溶媒1kgあたりの溶解量が0g以上、10g以下である状態と定義し、質量測定法、液体クロマトグラムやガスクロマトグラムによる成分定量法等の公知の方法により溶解量を求めることができる。   In the present invention, “substantially insoluble in an electrolyte solvent” is defined as a state in which the dissolved amount per kg of electrolyte solvent is 0 g or more and 10 g or less at a temperature of −20 ° C. to 120 ° C. The amount of dissolution can be determined by a known method such as a component determination method using a chromatogram or a gas chromatogram.

本発明において、電解質溶媒に実質的に溶解しない水系高分子としては、水溶性高分子、水系溶媒に分散した高分子を挙げることができる。   In the present invention, examples of the water-based polymer that does not substantially dissolve in the electrolyte solvent include a water-soluble polymer and a polymer dispersed in the water-based solvent.

水溶性化合物としては、ゼラチン、ゼラチン誘導体等の蛋白質またはセルロース誘導体、澱粉、アラビアゴム、デキストラン、プルラン、カラギーナン等の多糖類のような天然化合物や、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、アクリルアミド重合体やそれらの誘導体等の合成高分子化合物が挙げられる。ゼラチン誘導体としては、アセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、ポリビニルアルコール誘導体としては、末端アルキル基変性ポリビニルアルコール、末端メルカプト基変性ポリビニルアルコール、セルロース誘導体としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。更に、リサーチ・ディスクロージャー及び特開昭64−13546号の(71)頁〜(75)頁に記載されたもの、また、米国特許第4,960,681号、特開昭62−245260号等に記載の高吸水性ポリマー、すなわち−COOMまたは−SOM(Mは水素原子またはアルカリ金属)を有するビニルモノマーの単独重合体またはこのビニルモノマー同士もしくは他のビニルモノマー(例えば、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸アンモニウム、アクリル酸カリウム等)との共重合体も使用される。これらのバインダは2種以上組み合わせて用いることもできる。 Examples of water-soluble compounds include proteins such as gelatin and gelatin derivatives, or cellulose derivatives, natural compounds such as starch, gum arabic, dextran, pullulan, and carrageenan polysaccharides, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, and acrylamide polymers. And synthetic polymer compounds such as derivatives thereof. As gelatin derivatives, acetylated gelatin, phthalated gelatin, polyvinyl alcohol derivatives as terminal alkyl group-modified polyvinyl alcohol, terminal mercapto group-modified polyvinyl alcohol, and cellulose derivatives include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. It is done. Furthermore, Research Disclosure and those described in pages (71) to (75) of JP-A No. 64-13546, US Pat. No. 4,960,681, JP-A No. 62-245260, etc. superabsorbent polymers described, namely -COOM or -SO 3 M (M is a hydrogen atom or an alkali metal) homopolymer or a vinyl monomer together or with other vinyl monomers of the vinyl monomer having a (e.g., sodium methacrylate, Copolymers with ammonium acid, potassium acrylate, etc.) are also used. These binders can be used in combination of two or more.

本発明においては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン系化合物を好ましく用いることができる。   In the present invention, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyvinylpyrrolidone compounds can be preferably used.

水系溶媒に分散した高分子としては、天然ゴムラテックス、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム等のラテックス類、ポリイソシアネート系、エポキシ系、アクリル系、シリコン系、ポリウレタン系、尿素系、フェノール系、ホルムアルデヒド系、エポキシ−ポリアミド系、メラミン系、アルキド系樹脂、ビニル系樹脂等を水系溶媒に分散した熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらの高分子のうち、特開平10−76621号に記載の水系ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。   Polymers dispersed in an aqueous solvent include latexes such as natural rubber latex, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, polyisocyanate, epoxy, acrylic, silicon, polyurethane, Examples thereof include a thermosetting resin in which urea, phenol, formaldehyde, epoxy-polyamide, melamine, alkyd resin, vinyl resin and the like are dispersed in an aqueous solvent. Of these polymers, it is preferable to use an aqueous polyurethane resin described in JP-A-10-76621.

本発明の水系高分子の平均分子量は、重量平均で10,000〜2,000,000の範囲が好ましく、より好ましくは30,000〜500,000の範囲である。   The average molecular weight of the water-based polymer of the present invention is preferably in the range of 10,000 to 2,000,000, more preferably in the range of 30,000 to 500,000 on a weight average basis.

本発明で適用可能な白色顔料としては、例えば、二酸化チタン(アナターゼ型あるいはルチル型)、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラス、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。   Examples of the white pigment applicable in the present invention include titanium dioxide (anatase type or rutile type), barium sulfate, calcium carbonate, aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide and zinc hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, Magnesium hydrogen phosphate, alkaline earth metal salt, talc, kaolin, zeolite, acidic clay, glass, organic compounds such as polyethylene, polystyrene, acrylic resin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, benzoguanamine resin, urea-formalin resin, A melamine-formalin resin, a polyamide resin, or the like may be used alone or in combination, or in a state having voids that change the refractive index in the particles.

本発明では、上記白色粒子の中でも、二酸化チタンが好ましく用いられ、特に無機酸化物(Al、AlO(OH)、SiO等)で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えてトリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンがより好ましく用いられる。 In the present invention, among the white particles, titanium dioxide is preferably used. In particular, titanium dioxide surface-treated with an inorganic oxide (Al 2 O 3 , AlO (OH), SiO 2, etc.), in addition to these surface treatments. Titanium dioxide that has been treated with an organic substance such as trimethylolethane, triethanolamine acetate, or trimethylcyclosilane is more preferably used.

これらの白色粒子のうち、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。   Of these white particles, it is more preferable to use titanium oxide or zinc oxide from the viewpoint of coloring prevention at high temperature and the reflectance of the element due to the refractive index.

本発明において、水系化合物と白色顔料との水混和物は、公知の分散方法に従って白色顔料が水中分散された形態が好ましい。水系化合物/白色顔料の混合比は、容積比で1〜0.01が好ましく、より好ましくは、0.3〜0.05の範囲である。   In the present invention, the water mixture of the water-based compound and the white pigment is preferably in a form in which the white pigment is dispersed in water according to a known dispersion method. The mixing ratio of the aqueous compound / white pigment is preferably 1 to 0.01, more preferably 0.3 to 0.05 in terms of volume ratio.

多孔質白色散乱層の膜厚は、5〜50μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは10〜30μmの範囲である。   The thickness of the porous white scattering layer is preferably in the range of 5 to 50 μm, more preferably in the range of 10 to 30 μm.

アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の水との溶解性が高い化合物が好ましく用いられ、水/アルコール系溶剤との混合比は、質量比で0.5〜20の範囲が好ましく、より好ましくは2〜10の範囲である。   As the alcohol solvent, a compound having high solubility in water such as methanol, ethanol, isopropanol is preferably used, and the mixing ratio with the water / alcohol solvent is preferably in the range of 0.5 to 20 by mass ratio, More preferably, it is the range of 2-10.

〔固体電解質、ゲル電解質〕
本発明に係る電解質は、溶媒やイオン性液体から成る溶液状の電解質以外にも、実質的に溶媒を含まない固体電解質や高分子化合物を含有した高粘度な電解質やゲル状の電解質(以下、ゲル電解質)を用いることができる。
[Solid electrolyte, gel electrolyte]
The electrolyte according to the present invention is not only a solution electrolyte composed of a solvent or an ionic liquid, but also a high-viscosity electrolyte or gel electrolyte (hereinafter, referred to as a solid electrolyte or a polymer compound containing substantially no solvent). Gel electrolyte) can be used.

本発明に適用可能な固体電解質、ゲル電解質としては、例えば、特開2002−341387号公報に記載の固体電解質、特開2002−341387号公報に記載のポリマー固体電解質、特開2004−20928号公報に記載の高分子固体電解質、特開2004−191945号公報に記載の高分子固体電解質、特開2005−338204号公報に記載の固体高分子電解質、特開2006−323022号公報に記載の高分子固体電解質、特開2007−141658号公報に記載の固体電解質、特開2007−163865号公報に記載の固体電解質、ゲル電解質等を挙げることができる。   Examples of the solid electrolyte and gel electrolyte applicable to the present invention include a solid electrolyte described in JP-A No. 2002-341387, a polymer solid electrolyte described in JP-A No. 2002-341387, and JP-A No. 2004-20928. A solid polymer electrolyte described in JP-A No. 2004-191945, a solid polymer electrolyte described in JP-A No. 2005-338204, and a polymer described in JP-A No. 2006-323022 Examples thereof include solid electrolytes, solid electrolytes described in JP-A No. 2007-141658, solid electrolytes described in JP-A No. 2007-163865, and gel electrolytes.

〔電解質添加の増粘剤〕
本発明の表示素子においては、電解質に増粘剤を使用することができ、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポリ(ビニルアルコール)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(アルキレングリコール)、カゼイン、デンプン、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メチルメタクリル酸)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(メタクリル酸)、コポリ(スチレン−無水マレイン酸)、コポリ(スチレン−アクリロニトリル)、コポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(ビニルアセタール)類(例えば、ポリ(ビニルホルマール)及びポリ(ビニルブチラール))、ポリ(エステル)類、ポリ(ウレタン)類、フェノキシ樹脂、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリ(エポキシド)類、ポリ(カーボネート)類、ポリ(ビニルアセテート)、セルロースエステル類、ポリ(アミド)類、疎水性透明バインダとして、ポリビニルブチラール、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリウレタン等が挙げられる。
[Thickener added with electrolyte]
In the display element of the present invention, a thickener can be used for the electrolyte. For example, gelatin, gum arabic, poly (vinyl alcohol), hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, poly ( Vinylpyrrolidone), poly (alkylene glycol), casein, starch, poly (acrylic acid), poly (methyl methacrylic acid), poly (vinyl chloride), poly (methacrylic acid), copoly (styrene-maleic anhydride), copoly ( Styrene-acrylonitrile), copoly (styrene-butadiene), poly (vinyl acetal) s (eg, poly (vinyl formal) and poly (vinyl butyral)), poly (esters), poly (urethanes), phenoxy resins, poly (PVC Redene), poly (epoxide) s, poly (carbonates), poly (vinyl acetate), cellulose esters, poly (amides), hydrophobic transparent binders such as polyvinyl butyral, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, polyester, Examples include polycarbonate, polyacrylic acid, polyurethane and the like.

これらの増粘剤は2種以上を併用して用いてもよい。また、特開昭64−13546号公報の71〜75頁に記載の化合物を挙げることができる。これらの中で好ましく用いられる化合物は、各種添加剤との相溶性と白色粒子の分散安定性向上の観点から、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ヒドロキシプロピルセルロース類、ポリアルキレングリコール類である。   These thickeners may be used in combination of two or more. Moreover, the compound as described in pages 71-75 of Unexamined-Japanese-Patent No. 64-13546 can be mentioned. Among these, the compounds preferably used are polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidones, hydroxypropyl celluloses, and polyalkylene glycols from the viewpoint of compatibility with various additives and improvement in dispersion stability of white particles.

本発明の表示素子において、増粘剤として好ましいのは、平均重合度100〜500のポリエチレングリコールであり、電解質層の有機溶媒に対して質量比で5〜20%の範囲で添加するのが好ましい。   In the display element of the present invention, polyethylene glycol having an average polymerization degree of 100 to 500 is preferable as the thickener, and it is preferably added in a range of 5 to 20% by mass ratio with respect to the organic solvent of the electrolyte layer. .

〔電子絶縁層〕
本発明の表示素子においては、電気絶縁層を設けることができる。
(Electronic insulation layer)
In the display element of the present invention, an electrical insulating layer can be provided.

本発明に適用可能な電子絶縁層は、イオン電導性、電子絶縁性を合わせて有する層であればよく、例えば、極性基を有する高分子や塩をフィルム状にした固体電解質膜、電子絶縁性の高い多孔質膜とその空隙に電解質を担持する擬固体電解質膜、空隙を有する高分子多孔質膜、含ケイ素化合物の様な比誘電率が低い無機材料の多孔質体、等が挙げられる。   The electronic insulating layer applicable to the present invention may be a layer having both ionic conductivity and electronic insulating properties. For example, a solid electrolyte membrane in which a polymer or salt having a polar group is formed into a film, electronic insulating properties And a porous solid body having a low relative dielectric constant, such as a silicon-containing compound, and the like.

多孔質膜の形成方法としては、燒結法(融着法)(高分子微粒子や無機粒子をバインダ等を添加して部分的に融着させ粒子間に生じた孔を利用する)、抽出法(溶剤に可溶な有機物又は無機物類と溶剤に溶解しないバインダ等で構成層を形成した後に、溶剤で有機物又は無機物類を溶解させ細孔を得る)、高分子重合体等を加熱や脱気するなどして発泡させる発泡法、良溶媒と貧溶媒を操作して高分子類の混合物を相分離させる相転換法、各種放射線を輻射して細孔を形成させる放射線照射法等の公知の形成方法を用いることができる。具体的には、特開平10−30181号、特開2003−107626号、特公平7−95403号、特許第2635715号、同第2849523号、同第2987474号、同第3066426号、同第3464513号、同第3483644号、同第3535942号、同第3062203号等に記載の電子絶縁層を挙げることができる。   As a method for forming a porous film, a sintering method (fusing method) (using fine pores formed between particles by partially fusing polymer fine particles or inorganic particles by adding a binder, etc.), extraction method ( After forming a constituent layer with a solvent-soluble organic substance or inorganic substance and a binder that does not dissolve in the solvent, the organic substance or inorganic substance is dissolved with the solvent to obtain pores), and the polymer is heated or degassed Known forming methods such as a foaming method in which foaming is performed, a phase change method in which a mixture of polymers is phase-separated by operating a good solvent and a poor solvent, and a radiation irradiation method in which pores are formed by radiating various types of radiation Can be used. Specifically, JP-A-10-30181, JP-A-2003-107626, JP-B-7-95403, JP-A-2635715, JP-A-2894523, JP-A-2987474, JP-A-3066426, and JP-A-3464513. No. 3,483,464, No. 3535942, No. 30622203, and the like.

<表示素子のその他の構成要素>
本発明の表示素子には、基板、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子、及び電気絶縁層等を用いることができる。
<Other components of the display element>
In the display element of the present invention, a substrate, a sealing agent, a columnar structure, spacer particles, an electrical insulating layer, and the like can be used.

〔基板〕
本発明で用いることのできる表示電極用基板としては、透明基板であることが好ましく、このような透明基板としては、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート等)、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、シリコン樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、セルロース誘導体、ポリオレフィンなどの高分子のフィルムや板状基板、ガラス基板などが好ましく用いられる。本発明に用いられる透明な基板とは、可視光に対する透過率が少なくとも50%以上の基板をいう。
〔substrate〕
The display electrode substrate that can be used in the present invention is preferably a transparent substrate. Examples of such a transparent substrate include polyester (for example, polyethylene terephthalate), polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, polypropylene, Polymer films such as polyethylene, polyamide, nylon, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyether sulfone, silicon resin, polyacetal resin, fluororesin, cellulose derivatives, polyolefins, etc. are preferably used. It is done. The transparent substrate used in the present invention refers to a substrate having a transmittance for visible light of at least 50%.

また、対向電極用基板としては、例えば、金属基板、セラミック基板等の無機基板など不透明な基板を用いることもできる。   Further, as the counter electrode substrate, for example, an opaque substrate such as an inorganic substrate such as a metal substrate or a ceramic substrate can be used.

[シール剤]
シール剤は外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。
[Sealant]
Sealing agent is for sealing so that it does not leak to the outside and is also called sealing agent. Epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, ene-thiol resin, silicon resin, modified resin A curing type such as a polymer resin, such as a thermosetting type, a photocurable type, a moisture curable type, and an anaerobic curable type can be used.

[柱状構造物]
柱状構造物は、基板間の強い自己保持性(強度)を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、且つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が1〜40%であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。
[Columnar structure]
The columnar structure provides strong self-holding (strength) between the substrates, for example, a columnar body, a quadrangular columnar body, an elliptical columnar body, a trapezoidal array arranged in a predetermined pattern such as a lattice arrangement. A columnar structure such as a columnar body can be given. Alternatively, stripes arranged at predetermined intervals may be used. This columnar structure is not a random array, but can be properly maintained at intervals of the substrate, such as an evenly spaced array, an array in which the interval gradually changes, and an array in which a predetermined arrangement pattern is repeated at a constant period. The arrangement is preferably considered so as not to disturb the display. If the ratio of the area occupied by the columnar structure in the display area of the display element is 1 to 40%, a practically sufficient strength as a display element can be obtained.

[スペーサー]
一対の基板間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。
[spacer]
A spacer may be provided between the pair of substrates for uniformly maintaining a gap between the substrates. Examples of the spacer include a sphere made of resin or inorganic oxide. Further, a fixed spacer having a surface coated with a thermoplastic resin is also preferably used. In order to hold the gap between the substrates uniformly, only the columnar structure may be provided, but both the spacer and the columnar structure may be provided, or instead of the columnar structure, only the spacer is used as the space holding member. May be used. The diameter of the spacer is equal to or less than the height of the columnar structure, preferably equal to the height. When the columnar structure is not formed, the diameter of the spacer corresponds to the thickness of the cell gap.

<表示素子駆動方法>
本発明の表示素子の駆動操作は、単純マトリックス駆動であっても、アクティブマトリック駆動であってもよい。本発明でいう単純マトリックス駆動とは、複数の正極を含む正極ラインと複数の負極を含む負極ラインとが対向する形で互いのラインが垂直方向に交差した回路に、順次電流を印加する駆動方法のことを言う。単純マトリックス駆動を用いることにより、回路構成や駆動ICを簡略化でき安価に製造できるメリットがある。アクティブマトリックス駆動は、走査線、データライン、電流供給ラインが碁盤目状に形成され、各碁盤目に設けられたTFT回路により駆動させる方式である。画素毎にスイッチングが行えるので、階調やメモリー機能などのメリットがあり、例えば、特開2004−29327号の図5に記載されている回路を用いることができる。
<Display element driving method>
The driving operation of the display element of the present invention may be simple matrix driving or active matrix driving. The simple matrix driving in the present invention is a driving method in which a current is sequentially applied to a circuit in which a positive line including a plurality of positive electrodes and a negative electrode line including a plurality of negative electrodes are opposed to each other in a vertical direction. Say that. By using simple matrix driving, there is an advantage that the circuit configuration and driving IC can be simplified and manufactured at low cost. The active matrix drive is a system in which scanning lines, data lines, and current supply lines are formed in a grid pattern, and are driven by TFT circuits provided in each grid pattern. Since switching can be performed for each pixel, there are merits such as gradation and memory function. For example, a circuit described in FIG. 5 of JP-A-2004-29327 can be used.

<商品適用>
本発明の表示素子は、電子書籍分野、IDカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェーカード、運転免許証、病院の診察カード、電子カルテ、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
<Product application>
The display element of the present invention can be used in an electronic book field, an ID card field, a public field, a traffic field, a broadcast field, a payment field, a distribution logistics field, and the like. Specifically, keys for doors, student ID cards, employee ID cards, various membership cards, convenience store cards, department store cards, vending machine cards, gas station cards, subway and railway cards, bus cards, Cash cards, credit cards, highway cards, driver's licenses, hospital examination cards, electronic medical records, health insurance cards, Basic Resident Registers, passports, electronic books, etc.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.

実施例1
《表示素子の作製》
〔電解液の作製〕
(電解液1の調製)
γ−ブチロラクトン2.5g中に、p−トルエンスルホン酸銀0.1gと化合物(G1−3)0.2gとトシル酸スピロー(1,1′)−ビピロリジニウム0.025g溶解させて、電解液1を得た。
Example 1
<< Production of display element >>
(Preparation of electrolyte)
(Preparation of electrolyte 1)
In 2.5 g of γ-butyrolactone, 0.1 g of silver p-toluenesulfonate, 0.2 g of the compound (G1-3) and 0.025 g of spiro (1,1 ′)-bipyrrolidinium tosylate are dissolved to prepare an electrolytic solution 1 Got.

〔電極の作製〕
(電極1の作製)ITO電極
厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラス基板上に、ピッチ145μm、電極幅130μmのITO(Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物)膜を公知の方法に従って形成して、透明電極(電極1)を得た。
[Production of electrodes]
(Preparation of electrode 1) ITO electrode An ITO (Indium Tin Oxide) film having a thickness of 1.5 mm and a pitch of 145 μm and an electrode width of 130 μm is formed on a 2 cm × 4 cm glass substrate according to a known method. A transparent electrode (electrode 1) was obtained.

(電極2の作製)ITO−多孔質ITO
電極1上に、ITOインク X−490CN27(住友金属鉱山、平均粒子径:20nm)に酸化亜鉛粒子(20nm:和光純薬製)をITO粒子に対し15質量%になるように混合、撹拌し混合液をスピンコート法により塗布した。180℃焼成を行い乾燥後希硝酸(比重1.38の硝酸を10倍に希釈したもの)中に浸漬したのち、洗浄、乾燥し厚み0.4μmの電極2を得た。
(Preparation of electrode 2) ITO-porous ITO
On electrode 1, ITO ink X-490CN27 (Sumitomo Metal Mining, average particle size: 20 nm) is mixed with zinc oxide particles (20 nm: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so as to be 15% by mass with respect to ITO particles, and mixed by stirring. The liquid was applied by spin coating. After baking at 180 ° C. and drying, it was immersed in diluted nitric acid (diluted nitric acid having a specific gravity of 1.38 10 times), then washed and dried to obtain an electrode 2 having a thickness of 0.4 μm.

(電極3の作製)多孔質ITO+フェロセンポリマー電解析出
電極2を用いて、対極に白金線、参照極に銀/銀イオン電極を用いた。電解液には、0.2M/lの過塩素酸n−テトラブチルアンモニウム−ジクロロメタンを用いて、フェロセンポリマー(Fcポリマー)を飽和溶解させた。この溶液中で、+1.0Vで3分間電解析出を行った。その後、基板を乾燥し、メタノールで洗浄し電極3を得た。
(Preparation of electrode 3) Porous ITO + ferrocene polymer electrolytic deposition Using electrode 2, a platinum wire was used as a counter electrode, and a silver / silver ion electrode was used as a reference electrode. Ferrocene polymer (Fc polymer) was saturatedly dissolved in the electrolyte using 0.2 M / l n-tetrabutylammonium perchlorate-dichloromethane. In this solution, electrolytic deposition was performed at +1.0 V for 3 minutes. Thereafter, the substrate was dried and washed with methanol to obtain an electrode 3.

(電極4の作製)多孔質ITO+本発明のポリマー・スピンコート
電極1上にITOインク X−490CN27(住友金属鉱山、平均粒子径:20nm)に酸化亜鉛粒子(20nm:和光純薬製)をITO粒子に対し15質量%、及び本発明のp1−1をITO粒子に対し7質量%になるように混合、撹拌し混合液をスピンコート法により塗布した。180℃焼成を行い乾燥後、希硝酸(比重1.38の硝酸を10倍に希釈したもの)中に浸漬したのち、洗浄、乾燥し、厚み0.45μmの電極4を得た。
(電極5〜20の作製)
電極4における本発明のp1−1を表1に示す通りに変更した以外は同様にして電極5〜20を作製した。
(Preparation of electrode 4) Porous ITO + polymer spin coat of the present invention ITO electrode X-490CN27 (Sumitomo Metal Mining, average particle size: 20 nm) on electrode 1 and zinc oxide particles (20 nm: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) on ITO The mixture was mixed and stirred by spin coating so that 15% by mass of the particles and p1-1 of the present invention were 7% by mass with respect to the ITO particles. After baking at 180 ° C. and drying, the electrode 4 was immersed in dilute nitric acid (diluted nitric acid having a specific gravity of 1.38 10 times), then washed and dried to obtain an electrode 4 having a thickness of 0.45 μm.
(Production of electrodes 5 to 20)
Electrodes 5 to 20 were produced in the same manner except that p1-1 of the present invention in the electrode 4 was changed as shown in Table 1.

〔表示素子の作製〕
(表示素子1−1の作製)ITO多孔質+TiO+電解質1
周辺部を、平均粒径が40μmのガラス製球形ビーズ状スペーサーを体積分率として10%含むオレフィン系封止剤で縁取りした電極2の上に、ポリビニルアルコール(平均重合度3500、けん化度87%)2質量%を含むイソプロパノール溶液中に、石原産業社製二酸化チタンCR−90を20質量%添加し、超音波分散機で分散させた混和液を乾燥後の膜厚が20μmになるように塗布し、その後15℃で30分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、45℃の雰囲気中で1時間乾燥させた。得られた二酸化チタン層上に平均粒径が20μmのガラス製球形ビーズ状スペーサーを散布した後に、電極2と電極1を貼り合わせ、加熱押圧して空セルを作製した。該空セルに電解液1を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、表示素子1−1を作製した。
[Production of display element]
(Preparation of display element 1-1) ITO porous + TiO 2 + electrolyte 1
On the periphery of the electrode 2 bordered with an olefin-based sealant containing 10% glass spherical bead spacers with an average particle diameter of 40 μm as a volume fraction, polyvinyl alcohol (average polymerization degree 3500, saponification degree 87% ) 20% by mass of Titanium Dioxide CR-90 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. was added to 2% by mass of isopropanol solution, and the mixed liquid dispersed with an ultrasonic disperser was applied so that the film thickness after drying was 20 μm. Then, after drying at 15 ° C. for 30 minutes to evaporate the solvent, it was dried in an atmosphere at 45 ° C. for 1 hour. After spraying glass spherical bead-shaped spacers having an average particle diameter of 20 μm on the obtained titanium dioxide layer, the electrode 2 and the electrode 1 were bonded and heated and pressed to produce an empty cell. The electrolytic solution 1 was vacuum-injected into the empty cell, and the injection port was sealed with an epoxy-based ultraviolet curable resin to produce a display element 1-1.

(表示素子1−2〜1−18の作製)
表示素子1−1の電極3を表1に記載の通り変更した以外は、表示素子1−1と同様にして表示素子1−2〜1−18を作製した。
(Production of display elements 1-2 to 1-18)
Display elements 1-2 to 1-18 were produced in the same manner as the display element 1-1 except that the electrodes 3 of the display element 1-1 were changed as shown in Table 1.

《表示素子の評価》
《評価1:表示素子1−1〜1−18の評価》
〔繰返し駆動させたときの反射率の安定性の評価〕
定電圧電源の両端子に作製した表示素子の両電極を接続し、+1.5Vの電圧を1.5秒間印加した後に−1.5Vの電圧を1秒間印加してグレーを表示させたときの波長550nmでの反射率をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計CM−3700dで測定した。同様な駆動条件で合計10回駆動させ、得られた反射率の平均値をRave1とした。同様な駆動条件で合計10回駆動させ、得られた反射率の平均値をRave1とした。さらに1万回繰返し駆動させた後に同様な方法でRave2を求めた。RBK1=|Rave1−Rave2|とし、RBK1を繰返し駆動させたときの反射率の安定性の指標とした。ここでは、RBK1の値が小さいほど、繰返し駆動させたときの反射率の安定性に優れることになる。
<< Evaluation of display element >>
<< Evaluation 1: Evaluation of display elements 1-1 to 1-18 >>
[Evaluation of reflectance stability when driven repeatedly]
When both electrodes of the manufactured display element are connected to both terminals of a constant voltage power source, a voltage of +1.5 V is applied for 1.5 seconds, and then a voltage of -1.5 V is applied for 1 second to display gray The reflectance at a wavelength of 550 nm was measured with a spectrocolorimeter CM-3700d manufactured by Konica Minolta Sensing. Under the same driving conditions, driving was performed 10 times in total, and the average value of the obtained reflectances was defined as R ave1 . Under the same driving conditions, driving was performed 10 times in total, and the average value of the obtained reflectances was defined as R ave1 . Further, after driving repeatedly 10,000 times, R ave2 was obtained by the same method. R BK1 = | R ave1 −R ave2 | was used as an index of the stability of the reflectance when the R BK1 was repeatedly driven. Here, the smaller the value of R BK1, the better the stability of the reflectance when it is repeatedly driven.

以上により得られた各表示素子の評価結果を、表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the respective display elements obtained as described above.

〔書換速度の評価〕
定電圧電源の両端子に作製した表示素子の両電極を接続し、電流値の上限を1平方cm辺り10mAに制御して、表示側の電極に−1.5Vの定電圧を1秒間印加してグレー表示させたときの波長550nm反射率をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計CM−3700dで測定し、得られた値をRBK2とした。ここでは、RBK2の値が小さいほど、黒表示の書換速度が速いことになる。
[Evaluation of rewriting speed]
Connect both electrodes of the manufactured display element to both terminals of the constant voltage power supply, control the upper limit of the current value to 10 mA per square centimeter, and apply a constant voltage of -1.5 V to the display side electrode for 1 second. Te measured by the spectral colorimeter CM-3700d wavelength 550nm reflectance manufactured by Konica Minolta sensing Inc. obtained while grayed, the obtained value was defined as R BK2. Here, the smaller the value of R BK2 is, the faster the black display rewriting speed is.

以上により得られた各表示素子の構成及び評価結果を、表1に示す。   Table 1 shows the configurations and evaluation results of the display elements obtained as described above.

Figure 2010266592
Figure 2010266592

表1に記載の結果から明らかなように、本発明の表示素子は、比較よりも、繰り返し駆動した際の反射率変化、書き換え速度変化が少ない事が分かる。   As is apparent from the results shown in Table 1, it can be seen that the display element of the present invention has less change in reflectance and change in rewriting speed when it is repeatedly driven than in comparison.

本発明により、簡便な部材構成、低電圧で駆動可能で、繰返し駆動での書き換え速度の低下がほとんどなく、書き換え可能な回数が極めて多数回である表示素子を提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide a display element that has a simple member configuration, can be driven at a low voltage, has almost no decrease in rewrite speed in repeated driving, and has a very large number of rewrites.

Claims (3)

表示電極とそれに対向する対向電極間に、電気化学的酸化還元反応によって、溶解・析出する銀塩化合物を含む電解質組成物を含有し、かつ、電圧を印加することにより黒色と白色を表示する表示素子であって、該対向電極上に、カウンターアニオンがスルホン酸アニオン含有ポリマーであるオキソアンモニウム化合物を含有する塗布液が塗設されていることを特徴とする表示素子。   A display that contains an electrolyte composition containing a silver salt compound that dissolves and precipitates by an electrochemical oxidation-reduction reaction between the display electrode and the counter electrode facing it, and displays black and white by applying a voltage. A display element, wherein a coating liquid containing an oxoammonium compound whose counter anion is a sulfonate anion-containing polymer is coated on the counter electrode. 前記スルホン酸アニオン含有ポリマーが、ポリスチレンスルホン酸アニオンであることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。   The display element according to claim 1, wherein the sulfonate anion-containing polymer is a polystyrene sulfonate anion. 前記オキソアンモニウム化合物のオキソアンモニウムカチオンが下記一般式(1)又は(2)で表されることを特徴とする請求項1または2に記載の表示素子。
Figure 2010266592
(式中、R15〜R18はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。X〜Xはそれぞれ独立に、>CH、>N=O、または>NH−OHを表す。R19は水素原子、ハロゲン原子又は6員環の3つの炭素原子に置換可能な置換基を表す。複数のR19は同じでも異なっていてもよく、nは0〜3の整数を表す。)
The display device according to claim 1, wherein the oxoammonium cation of the oxoammonium compound is represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 2010266592
(In the formula, R 15 to R 18 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. X 1 to X 5 each independently represent> CH 2 ,> N + = O, or> N. + H-OH, R 19 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent that can be substituted on three carbon atoms of a 6-membered ring, a plurality of R 19 may be the same or different, and n is 0 to 0 Represents an integer of 3.)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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