JP5564289B2 - Electrochromic composition - Google Patents
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Description
本発明は、電気化学型可逆反応(電解酸化還元反応)によって消発色するエレクトロクロミック(以下、「EC」とする。)組成物及びそのEC組成物を用いて作製したEC素子に関する。 The present invention relates to an electrochromic (hereinafter referred to as “EC”) composition that decolorizes by an electrochemical reversible reaction (electrolytic oxidation-reduction reaction), and an EC device fabricated using the EC composition.
近年、急速に進む情報の電子化や環境問題等の観点から、従来の紙媒体による表示から電子ペーパーに代表される電子表示媒体へと代替する試みがなされている。電子ペーパーは従来の電子表示媒体と異なり、紙媒体と同様の反射型表示システムである事から、低消費電力であり、視認性に違和感が少なく環境と人の双方に優しい表示素子である。電子ペーパーに用いられる基材には、安価で柔軟性に優れる基材を使用できる為、roll−to−roll方式による大量生産が可能でありコストを抑えられるといった利点がある。また、軽量な基材も使用できる為、軽量で携帯性に優れるといった利点があり、電子ブックに代表される電子書籍や、流通における情報管理の為の電子タグなどの安価な小型表示媒体への使用が期待されている。 In recent years, attempts have been made to replace a conventional paper medium display with an electronic display medium represented by electronic paper from the viewpoint of rapidly digitizing information and environmental problems. Unlike conventional electronic display media, electronic paper is a reflective display system similar to paper media. Therefore, electronic paper is a display element that consumes low power, has little discomfort in visibility, and is friendly to both the environment and people. Since the base material used for the electronic paper can be a base material that is inexpensive and excellent in flexibility, there is an advantage that mass production by a roll-to-roll method is possible and the cost can be suppressed. In addition, since a lightweight base material can be used, there is an advantage that it is lightweight and excellent in portability, so that it can be used for an inexpensive small display medium such as an electronic book represented by an electronic book or an electronic tag for information management in distribution. Expected to be used.
これらの候補技術としては、電気化学型酸化還元反応により消発色を行う方式(EC方式)、電気泳動により着色粒子を電極間で移動させ消発色を行う方式(電気泳動方式)、帯電した二色の電子粉粒体を電圧印加によって、気相中を移動させる方式(QR−LPD方式)、二色性の粒子を電場で回転させることで消発色を行う方式(ツイストボール方式)等の技術が知られている。 These candidate technologies include a method for performing decoloration by an electrochemical redox reaction (EC method), a method for performing decoloration by moving colored particles between electrodes by electrophoresis (electrophoresis method), and two charged colors Such as a method of moving the electron powder particles in the gas phase by applying a voltage (QR-LPD method), a method of decoloring by rotating dichroic particles in an electric field (twist ball method), etc. Are known.
上記技術の中でも電気化学型酸化還元反応による消発色を用いたEC素子は、低消費電力及び高速応答性に優れた有力な反射型表示素子の一つである。このようなEC素子は、少なくとも一方が透明な対向する基材に透明電極を形成し、透明電極上にEC化合物を用いて発色層を形成し、基材間に電解質を挟持させる構造が一般的である。そして、基材間に電圧を印加する事により、電気化学型酸化還元反応を生じさせ、発色層のEC化合物を消発色させ光学的反射特性を変化させることにより表示を行うものである。
さらに、単純な構造のEC素子として、電極間に消発色する化合物を含有するEC組成物を封止したEC素子が知られている(例えば、特許文献1から3参照)。これらの表示素子は、一般的なEC素子と比較して構造が単純であり、安価に作製できるといった利点がある。
Among the above-described technologies, an EC element using decolorization by an electrochemical redox reaction is one of the powerful reflective display elements excellent in low power consumption and high-speed response. Such an EC element generally has a structure in which a transparent electrode is formed on an opposing substrate, at least one of which is transparent, a color developing layer is formed on the transparent electrode using an EC compound, and an electrolyte is sandwiched between the substrates. It is. Then, by applying a voltage between the base materials, an electrochemical redox reaction is generated, and the EC compound in the color forming layer is decolored to change the optical reflection characteristics.
Furthermore, as an EC element having a simple structure, an EC element in which an EC composition containing a compound that decolorizes between electrodes is sealed is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). These display elements have an advantage that they have a simple structure and can be manufactured at a low cost as compared with general EC elements.
電気化学型酸化還元反応による消発色を呈する化合物を含有するEC組成物を電極間に挟持させた構造のEC素子は、基材間に感光性樹脂などでスペーサーを形成し、基材間のギャップを一定に保持する必要があり、製造工程が複雑化してしまうという難点があった。また、柔軟性を有するPETフィルム等の基材を用いる場合、押圧などによって基材間のギャップが変化し、発色濃度が変化する恐れや、基材同士が接触し、短絡による破損の恐れがあった。 An EC element having a structure in which an EC composition containing a compound exhibiting decoloration due to an electrochemical redox reaction is sandwiched between electrodes, a spacer is formed between the substrates with a photosensitive resin or the like, and a gap between the substrates is formed. There is a problem that the manufacturing process becomes complicated. In addition, when using a substrate such as a PET film having flexibility, the gap between the substrates may change due to pressing or the like, and the color density may change, or the substrates may come into contact with each other and may be damaged due to a short circuit. It was.
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、塗布法によるパターン形成のみで、スペーサーを別途形成せずとも電極間のギャップを保持する事が可能なEC組成物及びこの組成物を用いたEC素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an EC composition capable of maintaining a gap between electrodes only by forming a pattern by a coating method and without separately forming a spacer. An object of the present invention is to provide an EC device using this composition.
前記目的を達成する為に、本発明の一形態によれば、電気化学型酸化還元反応に伴って消発色を示す化合物と、支持電解質と、溶媒と、チキソトロピック剤と、絶縁性粒子とを含むEC組成物が提供される。
これにより、別途スペーサーを形成する事なく、EC組成物の塗布のみで電極間のギャップを一定に保持する事が可能となる。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a compound exhibiting a decoloration associated with an electrochemical redox reaction, a supporting electrolyte, a solvent, a thixotropic agent, and insulating particles are provided. EC compositions comprising are provided.
This makes it possible to keep the gap between the electrodes constant by simply applying the EC composition without forming a separate spacer.
また、本発明の一形態によれば、前記EC組成物に、さらに高分子化合物を含むEC組成物が提供される。好適な態様としてはセルロース若しくはその誘導体を含むEC組成物が提供される。
これにより、上述のチキソトロピック剤による構造粘性の付与だけでは不安定な粘度を安定化させる事が出来、様々な塗布法での印刷性が良好になる。
Moreover, according to one form of this invention, the EC composition which further contains a high molecular compound in the said EC composition is provided. In a preferred embodiment, an EC composition comprising cellulose or a derivative thereof is provided.
Thereby, an unstable viscosity can be stabilized only by imparting a structural viscosity with the above-described thixotropic agent, and printability by various coating methods is improved.
また、本発明の一形態によれば、前記EC組成物に、さらに、前記電気化学型酸化還元反応に伴って消発色を示す化合物よりも酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値が小さい化合物及び/又はそのレドックスペアを含むEC組成物が提供される。
これにより、前記電気化学型酸化還元反応に伴って消発色を示す化合物が電気分解による劣化の恐れがなく、また、前記電気化学型酸化還元反応に伴って消発色を示す化合物を直接酸化還元するよりも低い電圧での消発色が可能となる。
Further, according to one aspect of the present invention, the EC composition further comprises a compound having a smaller absolute value of oxidation overvoltage and reduction overvoltage than a compound exhibiting decoloration with the electrochemical redox reaction, and / or An EC composition comprising the redox pair is provided.
Thereby, there is no fear of deterioration due to electrolysis of the compound exhibiting decoloration associated with the electrochemical redox reaction, and the compound exhibiting decolorization associated with the electrochemical redox reaction is directly oxidized / reduced. Decoloration at a lower voltage is possible.
また、本発明の一形態によれば、上述のEC組成物を有することを特徴とするEC素子が提供される。
これにより、従来のEC組成物を用いたEC素子と比較して、単純な工程での製造が可能となり、生産性が大きく改善される。
Moreover, according to one form of this invention, EC element characterized by having the above-mentioned EC composition is provided.
As a result, as compared with an EC element using a conventional EC composition, it is possible to manufacture in a simple process, and productivity is greatly improved.
本発明のEC組成物によれば、別途スペーサーを形成する事なく電極間のギャップを一定に保持する事が可能である為、従来のEC組成物と比較して単純な工程によって、EC素子の作製が可能となる。 According to the EC composition of the present invention, since the gap between the electrodes can be kept constant without forming a separate spacer, the EC element can be manufactured by a simple process compared to the conventional EC composition. Fabrication is possible.
本発明の発明者らは、上記課題を解決するために電気化学型酸化還元反応による消発色を示すEC組成物について検討をおこなった結果、EC組成物中にチキソトロピック剤と、絶縁性粒子とを予め配合しておく事で、チキソトロピック剤の効果により、配合した絶縁性粒子の沈降が防止され、さらにはEC素子内での絶縁性粒子の移動が抑制されることを見出した。また、絶縁性粒子を配合しておく事で電極間のギャップを保持する事が可能となり、別途スペーサーを形成する事なく、EC組成物の塗布のみで電極間のギャップを一定に保持する事が可能となり、従来のEC組成物と比較して単純な製造工程によってEC素子を作製できる事を見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have studied an EC composition exhibiting decoloration by an electrochemical redox reaction. As a result, a thixotropic agent, insulating particles, and It has been found that by premixing, the effect of the thixotropic agent prevents sedimentation of the blended insulating particles and further suppresses the movement of the insulating particles in the EC element. In addition, the gap between the electrodes can be maintained by blending the insulating particles, and the gap between the electrodes can be kept constant only by applying the EC composition without forming a separate spacer. As a result, it has been found that an EC device can be produced by a simple manufacturing process as compared with a conventional EC composition, and the present invention has been completed.
本発明にかかるEC組成物は、電気化学型酸化還元反応に伴って消発色を示す化合物(以下、「消発色剤」とする。)と、支持電解質と、溶媒と、チキソトロピック剤と、絶縁性粒子とを含むものである。 The EC composition according to the present invention comprises a compound that exhibits decoloration in association with an electrochemical redox reaction (hereinafter referred to as “decoloring agent”), a supporting electrolyte, a solvent, a thixotropic agent, an insulating material. And particles.
また、各種印刷法に適した性状に粘度を制御する為に、その他の成分として、高分子化合物を添加する事が好ましい。また、消発色剤の電気分解による劣化を防止する為に、消発色剤の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値よりも小さい酸化過電圧及び還元過電圧を有する化合物(以下、「化合物(1)」とする。)、及びそのレドックスペアとなる化合物(以下、「化合物(2)」とする。)を添加することが好ましい。
なお、本明細書中の酸化過電圧及び還元過電圧とは、化合物の電気による酸化反応及び還元反応が実際に起こるのに必要となる電圧のことを言う。
Further, in order to control the viscosity to a property suitable for various printing methods, it is preferable to add a polymer compound as another component. Further, in order to prevent degradation of the decoloring agent due to electrolysis, a compound having an oxidation overvoltage and reduction overvoltage smaller than the absolute values of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorization agent (hereinafter referred to as “compound (1)”). ), And a compound (hereinafter referred to as “compound (2)”) which is a redox pair thereof.
In addition, the oxidation overvoltage and the reduction overvoltage in this specification refer to the voltage required for the actual oxidation reaction and reduction reaction of a compound to occur.
以下、本発明にかかるEC組成物の各成分について詳細に説明する。
本実施形態における消発色剤は、電気化学型酸化還元反応により可逆的に消色又は発色する化合物であれば特に限定されるものではなく、酸化状態で発色する酸化発色型、還元状態で発色する還元発色型のいずれも用いることができる。
Hereinafter, each component of the EC composition according to the present invention will be described in detail.
The decoloring agent in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound that can be reversibly decolored or colored by an electrochemical redox reaction, and is an oxidation coloring type that develops color in an oxidized state, and develops color in a reduced state. Any of the reduction coloring types can be used.
このような消発色剤としては、例えば、酸化タングステン、プルシアンブルー、水酸化酸化ニッケルなどの多核金属錯体、金属フタロシアニン配位高分子、3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)−6−ジメチルアミノフタリド、3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)フタリド、3−(p−ジメチルアミノフェニル)−3−(1,2−ジメチルインドール−3−イル)フタリド等のトリアリルメタン系化合物、4,4’−ビス−ジメチルアミノベンズヒドリルベンジルエーテル、N−ハロフェニル−ロイコオーラミン、N−2,4,5−トリクロロフェニルロイコオーラミン等のジフェニルメタン系化合物、7−ジメチルアミノ−3−クロロフルオラン、7−ジメチルアミノ−3−クロロ−2−メチルフルオラン、2−フェニルアミノ−3−メチル−6−(N−エチル−N−p−トリルアミノフルオラン等のフルオラン系化合物、ベンゾイルロイコメチレンブルー、p−ニトロベンジルロイコメチレンブルー等のチアジン系化合物、3−メチル−スピロ−ジナフトピラン、3−エチル−スピロ−ジナフトピラン、3−プロピル−スピロ−ジナフトピラン、3−プロピル−スピロ−ジベンゾピラン等のスピロ系化合物等が挙げられる。 Examples of such decolorizing agents include polynuclear metal complexes such as tungsten oxide, Prussian blue, nickel hydroxide oxide, metal phthalocyanine coordination polymers, 3,3-bis (p-dimethylaminophenyl) -6-dimethyl. Triallylmethane compounds such as aminophthalide, 3,3-bis (p-dimethylaminophenyl) phthalide, 3- (p-dimethylaminophenyl) -3- (1,2-dimethylindol-3-yl) phthalide Diphenylmethane compounds such as 4,4'-bis-dimethylaminobenzhydrylbenzyl ether, N-halophenyl-leucooramine, N-2,4,5-trichlorophenylleucooramine, 7-dimethylamino-3- Chlorofluorane, 7-dimethylamino-3-chloro-2-methylfluorane, 2-phenyl Fluorane compounds such as amino-3-methyl-6- (N-ethyl-Np-tolylaminofluorane, thiazine compounds such as benzoyl leucomethylene blue and p-nitrobenzyl leucomethylene blue, 3-methyl-spiro-dinaphthopyran And spiro compounds such as 3-ethyl-spiro-dinaphthopyran, 3-propyl-spiro-dinaphthopyran, and 3-propyl-spiro-dibenzopyran.
支持電解質は、EC組成物中を電流が流れ易くするために用いられるもので、極性溶媒に可溶であり、溶媒中に溶解した態様において導電性を示す物であれば特に限定されない。
このような支持電解質としては、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、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アルカリ金属のハロゲン化物、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸セシウム等のアルカリ金属の過塩素酸塩、硝酸リチウム等のアルカリ金属の硝酸塩、硫酸リチウム等のアルカリ金属の硫酸塩、ホウフッ化リチウム等のアルカリ金属のテトラフルオロ硼酸塩、及びテトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、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、過塩素酸テトラブチルアンモニウム等の第4級アンモニウム塩、スピロ−(1,1’)−ビピロリジニウム・テトラフルオロボレート等のスピロ型のカチオンを有する第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
The supporting electrolyte is not particularly limited as long as it is used for facilitating current flow in the EC composition, is soluble in a polar solvent, and exhibits conductivity in a form dissolved in the solvent.
Examples of such a supporting electrolyte include halides of alkali metals such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, Lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, rubidium perchlorate, alkali metal perchlorates such as cesium perchlorate, alkali metal nitrates such as lithium nitrate, alkali metal such as lithium sulfate Tetrafluoroborate of alkali metals such as sulfate and lithium borofluoride, and quaternary ammonium such as tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetraethylammonium borofluoride, tetrabutylammonium borofluoride, tetrabutylammonium perchlorate salt Spiro - (1,1 ') - the quaternary ammonium salts having bipyrrolidinium tetrafluoroborate spiro type like cation.
チキソトロピック剤は、絶縁性粒子の沈降を抑制する効果があり、チキソトロピック剤を添加しない場合、絶縁性粒子の沈降を生じやすい。また、その他の効果としては、EC組成物に構造粘性が付与され、EC組成物の消発色性能を低下させること無く組成物を高粘度化・高TI(チキソトロピックインデックス)化する事が可能となり、組成物が高粘度化する事で様々な塗布法が選択できるようになる。また、高TI化する事で液状の組成物であるにも関わらず、静止した状態ではあたかも固体であるかのように流動性を失う為、塗布によって形成したパターン形状の維持が可能になる。さらに、このEC組成物を用いて作製したEC素子は、上述した理由によりEC組成物の漏液を防止することができる。 The thixotropic agent has an effect of suppressing sedimentation of the insulating particles, and when the thixotropic agent is not added, the sedimentation of the insulating particles is likely to occur. Another effect is that structural viscosity is imparted to the EC composition, making it possible to increase the viscosity and increase the TI (thixotropic index) without degrading the decoloring performance of the EC composition. Various coating methods can be selected by increasing the viscosity of the composition. Further, since the liquid composition is increased by increasing the TI, the fluidity is lost as if it were a solid in a stationary state, so that the pattern shape formed by coating can be maintained. Furthermore, an EC element manufactured using this EC composition can prevent leakage of the EC composition for the reasons described above.
チキソトロピック剤としては、チキソトロピー性を付与する物であれば特に限定されない。例えば、有機系のチキソトロピック剤としては、ひまし油、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス等の動植物系チキソトロピック剤、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等のアミド系チキソトロピック剤、変性ウレア、ウレア変性ウレタン等のウレア系チキソトロピック剤などが挙げられる。 The thixotropic agent is not particularly limited as long as it has a thixotropic property. For example, organic thixotropic agents include animal and plant thixotropic agents such as castor oil, hydrogenated castor oil, beeswax and carnauba wax, amide thixotropic agents such as stearic acid amide and hydroxystearic acid ethylenebisamide, modified urea, urea Examples include urea thixotropic agents such as modified urethane.
無機系チキソトロピック剤としては、例えば微粉シリカ、スクメタイト等が挙げられ、これらのチキソトロピック剤は1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも有機系のチキソトロピック剤が溶媒への溶解が容易であり、また、透明性があるため好ましい。さらに、その中でも透明性に優れているウレア構造を有するチキソトロピック剤が好ましい。 Examples of the inorganic thixotropic agent include fine silica and sukumite. These thixotropic agents can be used alone or in combination of two or more. Among these, an organic thixotropic agent is preferable because it can be easily dissolved in a solvent and has transparency. Furthermore, among these, a thixotropic agent having a urea structure excellent in transparency is preferable.
上述のチキソトロピック剤が分散したEC組成物のTI値は、印刷・塗布時のハンドリング性を考慮すると、1.3〜6.0が好ましい。なお、TI値は後述するコーンプレート粘度により計算にて算出した値である。 The TI value of the EC composition in which the above-mentioned thixotropic agent is dispersed is preferably 1.3 to 6.0 in consideration of handling properties during printing and coating. The TI value is a value calculated by calculation based on the cone plate viscosity described later.
絶縁性粒子は、電極間のギャップを一定の間隔に保持する事が出来る物であれば特に限定される物ではなく、無機フィラー類、有機フィラー類、及びこれらの混合物を用いる事が出来る。無機フィラー類としては、例えば、球状シリカ、球状アルミナ、球状ガラス、ガラスのモノフィラメントをごく短く切断したガラス、マイクロ・ロッド等が挙げられる。有機フィラー類としては、例えば、PMMAビーズ、PANビーズ、ポリウレタンビーズ等が挙げられる。一方、導電性の粒子をスペーサーとして用いる場合、配置された粒子を伝って電気が流れる為、電極間がショートしてしまい好ましくない。また、EC組成物を着色しないよう、透明性のあるものが好ましい。 The insulating particles are not particularly limited as long as the gap between the electrodes can be maintained at a constant interval, and inorganic fillers, organic fillers, and mixtures thereof can be used. Examples of inorganic fillers include spherical silica, spherical alumina, spherical glass, glass obtained by cutting a monofilament of glass very short, and a micro rod. Examples of organic fillers include PMMA beads, PAN beads, polyurethane beads, and the like. On the other hand, when conductive particles are used as a spacer, electricity flows through the arranged particles, which is not preferable because the electrodes are short-circuited. Moreover, a transparent thing is preferable so that EC composition may not be colored.
このような絶縁性粒子の平均粒径としては、5〜100μmが好ましい。平均粒径が5μmよりも小さい場合、電極間のギャップが充分でなく、発色濃度の低下や、押圧時に電極同士が接触し、短絡する恐れがある。また、100μmよりも大きい場合、電極間の距離が離れすぎてしまい消発色における消費電力が大きくなってしまう、或いは発色時に絶縁粒子が存在する部分の色が抜けたように表示される、といった問題が発生する。より好ましくは、10〜100μmである。 The average particle size of such insulating particles is preferably 5 to 100 μm. When the average particle diameter is smaller than 5 μm, the gap between the electrodes is not sufficient, and there is a possibility that the color density is lowered or the electrodes come into contact with each other at the time of pressing and short-circuit. In addition, when the size is larger than 100 μm, the distance between the electrodes is too far, and power consumption for decoloring increases, or the color where the insulating particles exist is displayed as if the color is lost. Will occur. More preferably, it is 10-100 micrometers.
さらに、このような絶縁性粒子の組成物中の比率としては、0.1〜10質量%が好ましい。0.1質量%よりも低い場合、絶縁性粒子の数が少なすぎ、電極間のギャップを一定に保持する事が難しくなる。また、10質量%よりも高い場合、消発色剤の比率が低下し、発色濃度が低下してしまう。 Furthermore, the ratio of such insulating particles in the composition is preferably 0.1 to 10% by mass. If it is lower than 0.1% by mass, the number of insulating particles is too small, and it becomes difficult to keep the gap between the electrodes constant. On the other hand, when the content is higher than 10% by mass, the ratio of the color erasing agent is lowered, and the color density is lowered.
溶媒は、極性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えばプロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒、及びこれらの混合物を用いることができる。
プロトン性極性溶媒としては、例えば、アルコール類、グリコールエーテル類等が挙げられる。アルコール類としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等が挙げられ、これらの中でも、特に炭素数が1〜4の脂肪族アルコールが好ましい。グリコールエーテル類としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等を挙げることができ、これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
A solvent will not be specifically limited if it has polarity, For example, a protic polar solvent, an aprotic polar solvent, and a mixture thereof can be used.
Examples of the protic polar solvent include alcohols and glycol ethers. Examples of alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, cyclohexanol, and benzyl alcohol. , Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like. Among these, aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferable. Examples of glycol ethers include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and dipropylene glycol monomethyl ether are preferable.
非プロトン性極性溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート等のカーボネート類、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、アセトニトリル、ブチロニトリル、グルタロニトリル等のニトリル類、ジメトキシエタン等のエーテル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、 ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、 ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル類などが挙げられる。 Examples of the aprotic polar solvent include carbonates such as propylene carbonate and dimethyl carbonate, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide, nitriles such as acetonitrile, butyronitrile, and glutaronitrile. , Ethers such as dimethoxyethane, lactones such as γ-butyrolactone, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, etc. Examples include esters.
また、消発色剤の電気化学型酸化還元反応による劣化を防ぐ為、酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値が消発色剤の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値よりも小さく、電気化学型酸化還元反応に伴いプロトンの授受を行う化合物(化合物(1))を含有させることができる。 In addition, in order to prevent degradation due to the electrochemical redox reaction of the decolorizer, the absolute value of the oxidation overvoltage and the reduction overvoltage is smaller than the absolute value of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizer and the electrochemical redox reaction A compound (compound (1)) that exchanges protons can be contained.
これにより、消発色剤の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値よりも低い電圧において酸化還元反応を行い、その際のプロトンの授受に伴って消発色剤の消発色が間接的に行われる為、消発色剤が電気分解する恐れがなく、消発色剤を直接酸化還元するよりも低い電圧での消発色が可能となる。 As a result, the redox reaction is performed at a voltage lower than the absolute value of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizer, and the decoloration of the decolorizer is indirectly performed with the exchange of protons at that time. There is no risk of the electrochromic agent being electrolyzed, and decoloration can be performed at a lower voltage than when the decolorizing agent is directly oxidized and reduced.
このような化合物(1)としては、上述したとおり消発色剤の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値より低い酸化過電圧及び還元過電圧を有し、プロトンの授受を行うものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ハイドロキノン、クロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t−ブチル−ハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチル−ハイドロキノン、1−ナフトール、4,4’−ビフェノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル等のフェノール系化合物や、ジエチルアミン、t−ブチルアミンなどのアミン系化合物等が挙げられる。 Such a compound (1) is not particularly limited as long as it has an oxidation overvoltage and a reduction overvoltage lower than the absolute values of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizer as described above and can exchange protons. Not, for example, hydroquinone, chlorohydroquinone, methylhydroquinone, t-butyl-hydroquinone, 2,5-di-t-butyl-hydroquinone, 1-naphthol, 4,4′-biphenol, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, etc. And amine compounds such as diethylamine and t-butylamine.
化合物(1)の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値は、消発色剤の酸化過電圧及び還元過電圧の絶対値より、0.1V以上小さいことが好ましい。より好ましくは、0.3V以上である。 The absolute value of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the compound (1) is preferably 0.1 V or more smaller than the absolute value of the oxidation overvoltage and reduction overvoltage of the decolorizer. More preferably, it is 0.3 V or more.
さらに、化合物(1)に対するレドックスペアとして作用する化合物(化合物(2))を含有させることで、化合物(1)の酸化還元反応を促進し、安定的なプロトンの授受ができる。化合物(1)に対するレドックスペアとしては、特に限定されるものではないが、例えば、化合物(1)が陽極で酸化反応を行うものであるとき、化合物(2)は、陰極で還元反応を行う化合物であることが好ましい。 Furthermore, by containing the compound (compound (2)) that acts as a redox pair for the compound (1), the oxidation-reduction reaction of the compound (1) can be promoted, and stable proton exchange can be performed. The redox pair for compound (1) is not particularly limited. For example, when compound (1) undergoes an oxidation reaction at the anode, compound (2) undergoes a reduction reaction at the cathode. It is preferable that
このような化合物(2)としては、例えば、1,4−ベンゾキノン、1,4−ナフトキノン、p−トルキノン、メチルベンゾキノン、t−ブチル−1,4−ベンゾキノン、2,5−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン等のキノン系化合物が挙げられる。 Examples of such compound (2) include 1,4-benzoquinone, 1,4-naphthoquinone, p-toluquinone, methylbenzoquinone, t-butyl-1,4-benzoquinone, and 2,5-di-t-butyl. And quinone compounds such as -1,4-benzoquinone.
消発色剤の消色時に透明ではなく着色層とする場合には、必要に応じて着色剤を添加することができる。 In the case of forming a colored layer instead of being transparent at the time of decoloring the decoloring agent, a coloring agent can be added as necessary.
このような着色剤としては、EC組成物層を着色するものであれば特に限定されるものではないが、例えば有機顔料、無機顔料、染料、金属粉、着色ガラス等が挙げられる。これらの着色剤は添加する絶縁性粒子よりも粒径が小さい必要がある。絶縁性粒子よりも大きな粒径の着色剤を使用すると、着色剤がギャップとして作用し、寸法安定性が損なわれてしまう。 Such a colorant is not particularly limited as long as it colors the EC composition layer, and examples thereof include organic pigments, inorganic pigments, dyes, metal powders, and colored glass. These colorants must have a smaller particle size than the insulating particles to be added. When a colorant having a particle size larger than that of the insulating particles is used, the colorant acts as a gap and the dimensional stability is impaired.
有機顔料としては、例えば、アゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、メタルコンプレックスアゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、チオインジゴ系顔料、インダンスレン系顔料等が挙げられる。 Examples of organic pigments include azo pigments, polycondensed azo pigments, metal complex azo pigments, flavanthrone pigments, benzimidazolone pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthrapyridine pigments. And pyranthrone pigments, dioxazine pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, thioindigo pigments, and indanthrene pigments.
無機顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、アンチモン白、カーボンブラック、鉄黒、炭化チタン、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレン化カドミウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛硫酸鉛、炭酸バリウム炭酸カルシウム、鉛白、アルミナホワイト等が挙げられる。これらの中でも視認性の観点から白地に黒表示が好ましく白色粒子用顔料としては、酸化チタンが好ましい。 Examples of inorganic pigments include zinc white, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, antimony white, carbon black, iron black, titanium carbide, Bengala, mapico yellow, red lead, cadmium yellow, zinc sulfide, lithopone, barium sulfide, selenium. Examples thereof include cadmium fluoride, barium sulfate, lead lead chromate sulfate, barium calcium carbonate, lead white, and alumina white. Among these, from the viewpoint of visibility, black display is preferable on a white background, and titanium oxide is preferable as the white particle pigment.
染料としては、たとえば、ニグロシン系染料、フタロシアニン系染料、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キノフタロン系染料、メチン系染料等が挙げられる。
さらに必要に応じて、公知の増粘剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、難燃助剤等が使用できる。
Examples of the dye include nigrosine dyes, phthalocyanine dyes, azo dyes, anthraquinone dyes, quinophthalone dyes, and methine dyes.
Further, if necessary, known thickeners, antifoaming agents, leveling agents, coupling agents, flame retardant aids and the like can be used.
また、組成物の印刷性を向上させる目的で高分子化合物を配合する事が出来る。高分子化合物は、EC組成物に粘度を付与するために加えられるもので、上述したチキソトロピック剤による構造粘性の付与だけでは不安定な粘度を安定化させる事が出来、様々な塗布法での印刷性が良好になる。 Moreover, a high molecular compound can be mix | blended in order to improve the printability of a composition. The polymer compound is added to impart viscosity to the EC composition, and the unstable viscosity can be stabilized only by imparting the structural viscosity with the above-described thixotropic agent. Printability is improved.
このような高分子化合物は、上述した溶媒に可溶なものであれば特に限定されるものではないが、酸化剤及び還元剤として作用する官能基が存在していると、消発色剤が定常状態で発色する可能性がある為、酸化剤及び還元剤として作用する官能基を持たない物が好ましい。また、組成物中の酸化還元反応を速やかに行うには、組成物中の高分子化合物の比率は低い方が好ましい為、少量で組成物の粘度を上昇させる事が可能な分子量10000以上のものが好ましい。 Such a polymer compound is not particularly limited as long as it is soluble in the above-described solvent, but if a functional group that acts as an oxidizing agent and a reducing agent is present, the decoloring agent is stationary. Since there is a possibility of color development in a state, a product having no functional group acting as an oxidizing agent and a reducing agent is preferable. In addition, in order to perform the oxidation-reduction reaction in the composition quickly, it is preferable that the ratio of the polymer compound in the composition is low, so that the viscosity of the composition can be increased with a small amount of 10,000 or more. Is preferred.
このような高分子化合物としては、例えば、アクリル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース及びその誘導体、アミロース及びアミロペクチンを含むデンプン等を挙げることができる。この中でも、配合量あたりの粘度上昇率の高さからセルロース及びその誘導体が好ましい。 Examples of such a high molecular compound include acrylic resin, acrylic-styrene resin, polyvinylidene fluoride resin, polyester resin, polyvinyl alcohol, polyether sulfone resin, polyurethane resin, cellulose and derivatives thereof, starch containing amylose and amylopectin. Etc. Among these, cellulose and its derivatives are preferable because of the high viscosity increase rate per blending amount.
これらの高分子化合物は1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上述したように組成物中の酸化還元反応を速やかに行うには、組成物中の高分子化合物の比率は低い方が好ましい為、組成物中の高分子化合物の重量比は20%以下が好ましい。さらに好ましくは10%以下である。 These polymer compounds can be used alone or in combination of two or more. In addition, as described above, in order to quickly perform the oxidation-reduction reaction in the composition, since the ratio of the polymer compound in the composition is preferably low, the weight ratio of the polymer compound in the composition is 20% or less. Is preferred. More preferably, it is 10% or less.
また、高分子化合物が溶解したEC組成物のコーンプレート粘度は、消発色性能及び印刷・塗布時のハンドリング性・生産性を考慮すると、5rpmにおいて50〜l000dPa・Secが好ましい。より好ましくは30〜500dPa・Secである。粘度が50dPa・Sec以下であると、ハンドリング性が悪い、塗布方法がディスペンサ等に制限される、といった問題が生ずる。一方、粘度が1000dPa・Sec以上であると、塗布が難しくなる。なお、本発明におけるコーンプレート粘度とは、円錐状のコーンと平版状のヒーター付プレートの間に試料を挟んでコーンを回転させ、発生する応力より求める粘度である。 In addition, the cone plate viscosity of the EC composition in which the polymer compound is dissolved is preferably 50 to 1000 dPa · Sec at 5 rpm in consideration of decoloring performance and handling / productivity during printing / coating. More preferably, it is 30-500 dPa * Sec. When the viscosity is 50 dPa · Sec or less, there are problems such as poor handling and a coating method limited to a dispenser or the like. On the other hand, when the viscosity is 1000 dPa · Sec or more, coating becomes difficult. The cone plate viscosity in the present invention is a viscosity obtained from a stress generated by rotating a cone with a sample sandwiched between a conical cone and a lithographic plate with a heater.
本発明にかかるEC素子の一実施形態における基本構成を、図1を用いて具体的に説明する。
図1に示すように、本実施形態のEC素子10は、本発明にかかるEC組成物5を、電極基材1、4上にそれぞれ電極2、3を有する2枚の基板7、8間に配置し、封止剤6を介して2枚の基板を接着、封止することにより得られる。ここで、電極基材1、4の何れか一方は透明である必要があり、透明である電極基材に対応する電極もまた透明である必要がある。例えば、電極基材1が透明である場合、電極2には透明電極を用いる。また、電極基材1、4及び電極2、3全てが透明であってもよく、この場合は透過型表示素子となる。
The basic configuration of one embodiment of the EC element according to the present invention will be specifically described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, an
また、必要に応じて、消発色剤が無色透明表示時に表示装置を着色表示させるために、電極下部、または電極間に着色表示させるための手段を講じることで、着色剤色地に消発色剤による色表示が可能な反射型表示素子となる。例えば、白色着色剤を用いた場合、黒発色の消発色剤含有のEC素子では、白地に黒表示が可能な表示素子となる。 In addition, if necessary, the color erasing agent can be applied to the colorant color background by providing a means for color display on the lower part of the electrode or between the electrodes in order to display the display device in a colorless and transparent manner. Thus, a reflective display element capable of color display is provided. For example, when a white colorant is used, an EC element containing a black color-decoloring agent is a display element capable of displaying black on a white background.
電極基材1、4は、電極2、3を設置できるものであればよく、特に限定されない。一般にガラスもしくはポリマーフィルムなどであり、いずれの利用も可能であるが、表示素子に柔飲性を付与できることを考慮するとポリマーフィルムであることがより望ましい。
The
電極2、3は、上述のとおり通常の表示記録用途では、表示は一方側からだけ観察できれば良い為、電極2及び3の内の一方が透明であれば良く、例えば、電極2が透明であれば、電極3は不透明でも構わない。
透明電極としては、例えば、インジウムドープ酸化スズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)等の公知の透明電極を用いることができる。
Since the
As a transparent electrode, well-known transparent electrodes, such as indium dope tin oxide (ITO), antimony dope tin oxide (ATO), fluorine dope tin oxide (FTO), aluminum dope zinc oxide (AZO), can be used, for example.
透明電極の透明度は、表示を観察する際、透明電極を介して分散系を見ることから、より高い方が望ましく、透過率75%以上であることが好ましい。より好ましくは80%以上である。また、電極の抵抗値は、より小さい方が好ましく、100Ω/□以下が好ましい。より好ましくは50Ω/□以下である。 The transparency of the transparent electrode is preferably higher because the dispersion system is seen through the transparent electrode when the display is observed, and the transmittance is preferably 75% or more. More preferably, it is 80% or more. The resistance value of the electrode is preferably smaller and is preferably 100Ω / □ or less. More preferably, it is 50 Ω / □ or less.
透明電極に対向する電極が透明である必要がない場合の電極としては、電気化学的に安定な金属類、例えば、金、銀、白金、コバルト、パラジウム等を用いることができる。 As an electrode when the electrode facing the transparent electrode does not need to be transparent, electrochemically stable metals such as gold, silver, platinum, cobalt, palladium, and the like can be used.
また、電極2、3は、一方或いは両方が帯状又は点状などのマトリックス状、或いはセグメント状に分割エッチングされていてもよい。これらの帯状又は点状電極を組み合わせて文字、数字、画像など所定の形状を構成し、それら電極に同時に電圧を印加するか、走査によって分割に電圧を印加する事で、静止画像、或いは動画像を表示することができる。
Further, one or both of the
封止剤6は、電極間に配置する為、絶縁性の物質であれば特に限定されない。また、その厚さは、EC組成物を配置する厚みを与えるものであることから色表示した時の白隠蔽性にて決定される。しかし、封止剤6の厚みが厚いと消費電力が大きくなるため、より薄いことが望まれ、例えば500μm以下が好ましい。より好ましくは100μm以下である。さらに封止剤6の厚みは本実施形態のEC組成物において組成中に配合された絶縁性粒子の最大粒径と同程度である事が好ましい。封止剤6を接着剤等で電極と張り合わせることで、本発明にかかる表示素子を得ることができる。さらに、封止剤6自体が電極同士を張り合わせる接着剤としての機能を有していれば、製造工程を短縮する事ができるためより好ましい。
Since the sealing
[EC組成物の調製]
<組成物例1>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、ダイミックビーズUCN−5150D(大日精化工業社製ウレタンビーズ:平均粒径14.4μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物1を得た。
[Preparation of EC composition]
<Composition Example 1>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (a thixotropic agent manufactured by BYK Japan), dimic beads UCN-5150D (urethane beads manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .: average particle size 14 EC composition 1 was obtained by adding 3 parts with stirring and then allowing to stand for 24 hours.
<組成物例2>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、ダイミックビーズUCN−5250D(大日精化工業社製ウレタンビーズ:平均粒径27.3μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物2を得た。
<Composition Example 2>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (a thixotropic agent manufactured by BYK Japan), dimic beads UCN-5250D (urethane beads manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .: average particle size 27 .3 μm) 3 parts was added with stirring, and then allowed to stand for 24 hours to obtain
<組成物例3>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、ダイミックビーズUCN−5350D(大日精化工業社製ウレタンビーズ:平均粒径33.4μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物3を得た。
<Composition Example 3>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (a thixotropic agent manufactured by BYK Japan), dimic beads UCN-5350D (urethane beads manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .: average particle size 33)
<組成物例4>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、GS/50(日本電気硝子社製ガラスビーズ:平均粒径50μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物4を得た。
<Composition Example 4>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (Bix Chemie Japan thixotropic agent) and 3 parts of GS / 50 (Nippon Electric Glass Co., Ltd. glass beads: average particle size 50 μm) were added.
<組成物例5>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、GS/100(日本電気硝子社製ガラスビーズ:平均粒径100μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物5を得た。
<Composition Example 5>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (Bix Chemie Japan thixotropic agent) and 3 parts of GS / 100 (Nippon Electric Glass Co., Ltd. glass beads: average particle size 100 μm). It added, stirring, and
<組成物例6>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、タフチック(東洋紡社製球状架橋アクリル:平均粒径15μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物6を得た。
<Composition Example 6>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and further 10 parts of BYK-410 (Bix Chemie Japan thixotropic agent) and 3 parts of tuftic (spherical cross-linked acrylic: average particle size 15 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) were stirred. After that,
<組成物例7>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部、ハイプレシリカ(宇部日東化成製シリカビーズ:平均粒径12μm)3部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物7を得た。
<Composition Example 7>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and 10 parts of BYK-410 (Bix Chemie Japan thixotropic agent) and 3 parts of High Presilica (Ube Nitto Kasei silica beads: average particle size 12 μm) were stirred. The
<組成物例8>
S−205(山田化学工業社製ロイコ染料:2’−アニリノ−6’−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−[9H]キサンテン]5部、テトラブチルアンモニウムブロマイド1部、ハイドロキノン1部、1,4−ベンゾキノン1部、KS−66(信越シリコーン社製消泡・レベリング剤)1部、セルロースアセテートプロピオネート11部をジプロピレングリコ−ルモノメチルエーテル89部に良く攪拌し溶解させた。さらにBYK−410(ビックケミージャパン社製チキソトロピック剤)10部を攪拌しながら添加し、その後、24時間静置することでEC組成物8を得た。
<Composition Example 8>
S-205 (Yamada Chemical Industries leuco dye: 2'-anilino-6 '-(N-ethyl-N-isopentylamino) -3'-methylspiro [phthalide-3,9'-[9H] xanthene] 5 1 part of tetrabutylammonium bromide, 1 part of hydroquinone, 1 part of 1,4-benzoquinone, 1 part of KS-66 (defoaming and leveling agent manufactured by Shin-Etsu Silicone), 11 parts of cellulose acetate propionate The mixture was thoroughly stirred and dissolved in 89 parts of rumonomethyl ether, and 10 parts of BYK-410 (a thixotropic agent manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) was added with stirring, and the mixture was allowed to stand for 24 hours. Obtained.
[EC素子の作製]
上記調製により得られたEC組成物1〜7を実施例1〜7、EC組成物8を比較例1として、それぞれITO電極付ソーダライムガラス基板のITO電極上にアプリケーターを用いてwet膜厚100μmとなるように塗布した。別途円柱状電極を直立させて設置し、前記ITO電極基板を対向させるように上部に配置し、EC組成物を電極間に挟持させEC素子を得た。
得られたEC組成物及びEC素子について、以下に示す評価を行った。評価結果を表1に示す。
[Production of EC element]
The EC compositions 1 to 7 obtained by the above preparations are Examples 1 to 7 and the
The obtained EC composition and EC element were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
評価方法
<印刷性>
上記の実施例1〜7及び比較例1のEC組成物を、ソーダライムガラス基板上にスクリーン印刷法でパターン塗布し、その塗膜のパターン形状を評価した。
○…パターンの再現性良好。
△…一部擦れや、欠け等がある。
×…パターン再現できず。
Evaluation method <Printability>
The EC compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were subjected to pattern coating on a soda lime glass substrate by a screen printing method, and the pattern shape of the coating film was evaluated.
○: Good pattern reproducibility.
Δ: Some rubbing, chipping, etc.
×: Pattern cannot be reproduced.
<ダレ性>
上記の実施例1〜7及び比較例1のEC組成物を、ソーダライムガラス基板上にスクリーン印刷法でパターン塗布し、塗布した基板をラックに垂直に立てかけて5分間静置した後、塗膜のダレの様子を評価した。
○…ダレなし。
△…ややダレている。
×…ダレてしまい、にじんでいる。
<Sagging>
The EC compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were subjected to pattern coating on a soda lime glass substrate by screen printing, and the coated substrate was stood vertically against the rack and allowed to stand for 5 minutes. The state of sagging was evaluated.
○… No sagging.
Δ: Slightly sag.
×… It ’s dripping and blurring.
<沈降性>
上記の実施例1〜7及び比較例1のEC組成物を、ガラスサンプル瓶に20ml採取し、1ヶ月間25℃の恒温槽中に静置した後、目視にて組成物中に沈降が生じてないかを評価した。
○…沈降無し。
△…層の分離が始まっている。
×…沈降し、ビンの底に分離した層がある。
<Sedimentation>
After 20 ml of the EC compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were collected in a glass sample bottle and allowed to stand in a thermostatic bath at 25 ° C. for one month, sedimentation occurred in the composition visually. I evaluated it.
○: No sedimentation.
Δ: Layer separation has begun.
X: There is a layer that settles and separates at the bottom of the bottle.
<明度評価(発色性能)>
電圧印加前評価:
上記の実施例1〜7及び比較例1のEC組成物を用いて作製したEC素子のITO電極付ガラス基板上に、3.0kgの荷重をかけた状態にてEC組成物の色調の様子を目視確認し、マンセル色系を基準とするJIS Z8721色票と比較し、18段階の明度スケール(単位N、1.0が最も黒く、9.5が最も白い)としてEC組成物の色調を評価した。
電圧印加後評価:
上記と同様に作製したEC素子のITO電極付ガラス基板上に3.0kgの荷重をかけた状態にて2.5Vの直流電流を印加し、30秒間電圧を印加し続けた直後の色調の様子を目視確認し、上記明度スケールと比較して発色した色調を評価した。
<Lightness evaluation (coloring performance)>
Evaluation before voltage application:
The state of the color tone of the EC composition in a state where a load of 3.0 kg was applied on the glass substrate with an ITO electrode of the EC element produced using the EC compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 described above. Evaluate the color tone of the EC composition as an 18-level lightness scale (unit N, 1.0 is the blackest and 9.5 is the whitest) by visual confirmation and comparison with the JIS Z8721 color chart based on the Munsell color system did.
Evaluation after voltage application:
A color tone immediately after applying a DC current of 2.5 V on a glass substrate with an ITO electrode of an EC element manufactured in the same manner as described above while applying a voltage of 2.5 V and continuing to apply a voltage for 30 seconds. Was visually confirmed, and the color tone developed was evaluated in comparison with the brightness scale.
*2 :テトラブチルアンモニウムブロマイド
*3 :ハイドロキノン(化合物(1))
*4 :1,4-ベンゾキノン(レドックスペア;化合物(2))
*5 :ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
*6 :CAP482-20(イーストマンケミカル社製:セルロースアセテートプロピオネート)
*7 :KS-66(信越シリコーン社製)
*8 :BYK(登録商標)-410(ビックケミージャパン社製)
*9 :ダイミックビーズUCN-5150D(大日精化社製:ポリウレタンビーズ 平均粒径 14.4μm)
*10:ダイミックビーズUCN-5250D(大日精化社製:ポリウレタンビーズ 平均粒径 27.4μm)
*11:ダイミックビーズUCN-5350D(大日精化社製:ポリウレタンビーズ 平均粒径 33.4μm)
*12:GS/50(日本電気硝子社製:ガラスビーズ 平均粒径 50μm)
*13:GS/100(日本電気硝子社製:ガラスビーズ 平均粒径 100μm)
*14:タフチック(東洋紡社製:球状架橋アクリル 平均粒径 15μm)
*15:ハイプレシリカ(宇部日東化成社製:球状シリカ 平均粒径 12μm)
* 2: Tetrabutylammonium bromide * 3: Hydroquinone (compound (1))
* 4: 1,4-benzoquinone (redox pair; compound (2))
* 5: Dipropylene glycol monomethyl ether * 6: CAP482-20 (Eastman Chemical Co., Ltd .: cellulose acetate propionate)
* 7: KS-66 (Shin-Etsu Silicone)
* 8: BYK (registered trademark) -410 (by Big Chemie Japan)
* 9: Dymic beads UCN-5150D (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd .: polyurethane beads average particle size 14.4 μm)
* 10: Dymic beads UCN-5250D (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd .: polyurethane beads average particle size 27.4μm)
* 11: Dymic beads UCN-5350D (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd .: polyurethane beads average particle size 33.4μm)
* 12: GS / 50 (Nippon Electric Glass Co., Ltd .: Glass beads average particle size 50μm)
* 13: GS / 100 (Nippon Electric Glass Co., Ltd .: Glass beads average particle size 100μm)
* 14: Tough tic (Toyobo Co., Ltd .: spherical cross-linked acrylic average particle size 15 μm)
* 15: High pre-silica (manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd .: spherical silica average particle size 12 μm)
実施例1〜7及び比較例1において、スクリーン印刷における印刷性は、良好な印刷性を得ることができた。また、ダレ性においても得られたパターンは形状変化することなく良好であった。さらに沈降性においても、25℃1ヶ月後のサンプルにおいて絶縁性粒子の沈降は確認されず、良好であった。 In Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, it was possible to obtain good printability in screen printing. Also, the obtained pattern was good without changing its shape in terms of sagging properties. Furthermore, in terms of sedimentation, sedimentation of insulating particles was not confirmed in the sample after 1 month at 25 ° C., which was good.
実施例1〜7は、本発明にかかるEC組成物を用いた場合であり、絶縁性粒子を組成物中に添加することで、電圧印加によって明度N6.0〜1.0の発色を示しており、電極同士が接触しておらず、EC組成物に電流が流れているものと考えられる。従って、この組成物を用いて作製したEC素子は電極間のギャップが保持されていることがわかる。 Examples 1 to 7 are cases in which the EC composition according to the present invention was used, and by adding insulating particles to the composition, a color of lightness N6.0 to 1.0 was shown by voltage application. In other words, the electrodes are not in contact with each other, and it is considered that a current flows through the EC composition. Therefore, it can be seen that the EC element manufactured using this composition maintains the gap between the electrodes.
一方、比較例1において、絶縁性粒子をEC組成物中に配合しない場合には、電圧印加を行った後も明度N9.5のままであり、発色が確認されず、電極同士が接触しており、EC組成物に電流が流れていないものと考えられる。従って、比較例1においては電極間のギャップが保持されてない事がわかる。
このように、EC組成物中に絶縁性粒子を配合する事で、別途スペーサーを形成する事無く、電極間のギャップが保持され、良好な発色性能を有し、電極同士の接触による短絡の防止されたEC素子を得る事が出来る。
On the other hand, in Comparative Example 1, when the insulating particles are not blended in the EC composition, the lightness remains N9.5 even after voltage application, the color development is not confirmed, and the electrodes are in contact with each other. Thus, it is considered that no current flows through the EC composition. Therefore, it can be seen that in Comparative Example 1, the gap between the electrodes is not maintained.
In this way, by blending the insulating particles in the EC composition, the gap between the electrodes is maintained without forming a separate spacer, the color development performance is good, and the short circuit due to the contact between the electrodes is prevented. EC element can be obtained.
1、4…電極基材
2、3…電極
5 …EC組成物
6 …絶縁物質(封止剤)
7、8…基板
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7, 8 ... Board
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