DE102008030837A1 - Electrochromic formulation, method of preparation and electrochromic organic device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Formulierungen und deren Anwendung in organisch basierten elektrochromen Bauteilen, beispielsweise zur Herstellung von Displays und/oder Zustandsanzeigen mit besonderen schillernden Effekten. Dazu werden anstelle der bisher üblichen Zugabe eines Weißpigments Partikel mit Farbeffekten der Formulierung zugesetzt.The invention relates to formulations and their use in organically based electrochromic components, for example for the production of displays and / or status displays with special iridescent effects. For this purpose, instead of the usual addition of a white pigment, particles with color effects are added to the formulation.
Description
Die Erfindung betrifft Formulierungen und deren Anwendung in organisch basierten elektrochromen Bauteilen, beispielsweise zur Herstellung von Displays und/oder Zustandsanzeigen mit besonderen Farbeffekten.The The invention relates to formulations and their use in organic based electrochromic devices, for example for the production of Displays and / or status displays with special color effects.
Elektrochrome Displays auf Basis organischer Materialien umfassen im Normalfall eine aktive elektrochrome Schicht, die sich im Falle eines Displays zwischen senkrecht zueinander angeordneten Elektroden befindet. Wesentliche Bestandteile der aktiven Schicht sind ein Redox-System und ein Farbstoff. Durch das Anlegen einer Spannung wird das Konzentrationsverhältnis der Redox-Partner zueinander im Material verschoben. Bei dieser Reaktion werden im Material Protonen und/oder Ionen freigesetzt bzw. gebunden. Wenn eine Spannung an das Material angelegt wird, dann läuft die Verschiebung des Gleichgewichts vorhandener Redox-Partner an den beiden Elektroden in entgegen gesetzter Richtung. Dies kann beispielsweise über einen pH-aktiven Farbstoff sichtbar gemacht werden.Electrochromic Displays based on organic materials usually comprise an active electrochromic layer, resulting in the case of a display between electrodes arranged perpendicular to each other. Essential components of the active layer are a redox system and a dye. By applying a voltage, the concentration ratio becomes the redox partner shifted to each other in the material. At this Reaction are released in the material protons and / or ions or bound. When a voltage is applied to the material, then the shift of equilibrium of existing ones runs Redox partner at the two electrodes in the opposite direction. This can be done, for example, via a pH-active dye be made visible.
Ein
Prinzip elektrochrome Displays zu verwirklichen besteht darin, die
Farbänderung nicht durch die Änderung des pH-Wertes
im Display herbeizuführen, sondern die ohnehin stattfindenden Redoxprozesse
zu nutzen, um kontrastreiche Farbwechsel durch die Bildung reduktiver
und/oder oxidativer Zustände in geeigneten Materialien
zu erzeugen. Dabei sind vor allem die sogenannten Viologene und
Polythiophene als Materialklassen bekannt geworden. Aus der
Allerdings besteht weiterhin der Bedarf, zusätzliche Farbeffekte bei elektrochromen Displays und/oder Zustandsanzeigen zu schaffen.Indeed There is still a need to add color effects electrochromic displays and / or status indicators.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, eine elektrochrome Formulierung zu schaffen, die besondere Farbeffekte zeigt.task Therefore, the present invention is an electrochromic formulation to create that shows special color effects.
Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist eine elektrochrome Formulierung, einen elektrochromen Farbstoff, ein Effektpigment und ein Lösungsmittel umfassend, wobei das Effektpigment in Form von Partikeln, die Farbeffekte zeigen, eingesetzt wird. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein elektrochromes organisches Bauelement mit besonderen Farbeffekten.object The invention and solution of the problem is an electrochromic Formulation, an electrochromic dye, an effect pigment and a solvent comprising, wherein the effect pigment in Form of particles that show color effects is used. Furthermore the subject of the invention is an electrochromic organic component with special color effects.
Anstelle des üblichen Weißpigments Titandioxid in Form kugelförmiger oder sphärischer Partikel wird vorgeschlagen, dass so genannte Effektpigmente eingesetzt werden. Bei diesen handelt es sich um Glimmerblättchen, die mit Titandioxid und/oder anderen Metalloxiden beschichtet sind. Da die Dicken der Metalloxidschichten im Bereich der Wellenlänge des Lichts liegen, sind diese Blättchen auf Grund von Interferenzeffekten farbig schillernd. Solche kommerziell erhältlichen Effektpigmente können beispielsweise einen mehrfarbigen Perlmutglanz aufweisen. Sie können aber auch nur eine Farbe reflektieren, beispielsweise rot, grün oder blau. In der Regel ist die Farbe auch abhängig vom Betrachtungswinkel. Abhängig vom Betrachtungswinkel kann der Farbeindruck beispielsweise grün oder blau sein. Solche Pigmente werden auch als Silberglanz-, Goldglanz-, Metallglanz- oder Interferenzpigmente bezeichnet.Instead of the usual white pigment titanium dioxide in the form spherical or spherical particle is proposed that so-called effect pigments are used. These are These are mica sheets containing titanium dioxide and / or coated with other metal oxides. As the thicknesses of the metal oxide layers are in the range of the wavelength of light, these are Leaves are iridescent due to interference effects. Such commercially available effect pigments can For example, have a multi-colored pearl gloss. You can but also reflect only one color, for example, red, green or blue. In general, the color is also dependent on Viewing angle. Depending on the viewing angle can the color impression, for example, be green or blue. Such Pigments are also known as silver gloss, gold gloss, metallic or interference pigments.
Die Partikel können in verschiedenen Korngrößenverteilungen eingesetzt werden, beispielsweise können die durchschnittlichen mittleren Größen im Bereich von Mikrometer liegen, die Partikel können aber auch in Form von Mikrokristallen und/oder Nanokristallen eingesetzt werden.The Particles can be in different particle size distributions can be used, for example, the average mean sizes in the range of micrometers, but the particles can also be in the form of microcrystals and / or nanocrystals are used.
Bevorzugt wird das sphärische Weißpigment auf Titandioxidbasis durch blättchenförmige, mit Titandioxid und/oder anderen Metalloxiden beschichtete Glimmerblättchen ersetzt. Dabei wird der für die Pigmente typische Farbeffekt ausgenutzt.Prefers becomes the spherical white pigment based on titanium dioxide by leaflike, with titanium dioxide and / or replaced with other metal oxides coated mica flakes. In this case, the color effect typical of the pigments is utilized.
Es werden elektrochrom aktive Displays/Zustandsanzeigen erhalten, die im ungeschalteten Zustand den typischen irisierenden Metallglanz des jeweiligen Effektpigments aufweisen.It Electrochromic displays / status displays are obtained in the unswitched state the typical iridescent metallic shine have the respective effect pigment.
Im geschalten Zustand wird dieser Farbeffekt durch die Farbe des jeweiligen elektrochrom aktiven Farbstoffs bestimmt, wobei der metallische Glanz oftmals erhalten bleibt. Die Displays/Zustandsanzeigen sind durch das Effektpigment optisch besonders attraktiv. Sie zeigen weiterhin einen 3-dimenionalen Tiefeneffekt. Solche Displays sind insbesondere als Blickfang für Anzeigeelemente interessant. Die Displays/Zustandsanzeigen können sowohl Bereiche mit herkömmlich eingesetztem, sphärischen Titandioxid-Weißpigment und mit hier erstmals für die Nutzung in elektrochromen Formulierungen vorgeschlagenem, blättchenförmigen Effektpigmenten enthalten.in the switched state, this color effect is due to the color of each determined electrochromic active dye, wherein the metallic Shine is often preserved. The displays / status indicators are optically particularly attractive due to the effect pigment. they show continue to have a 3-dimenional depth effect. Such displays are especially interesting as an eye-catcher for display elements. The displays / status displays can both areas with conventionally used, spherical titanium dioxide white pigment and here for the first time for use in electrochromic Formulations proposed, platelet-shaped Contain effect pigments.
Ausführungsbeispieleembodiments
1. Beispiel: Herstellung einer elektrochrom aktiven Formulierung mit einem Effektpigment und einer EC-Zelle darausExample 1: Preparation of an electrochromic active formulation with an effect pigment and an EC cell from that
3 g Effektpigment „Perlglanz Magic Feuer” (Fa. Kremer) werden mit 0.6 g eines polymeren 4,4'-Bipyridinium-Derivats (Poly(dodecylen-4,4'-bipyridinium-dibromid) und 0.23 g Ferrocen mittels eines Speed-Mixers intensiv miteinander vermischt. Dazu werden 5 g Diethylenglykol gegeben und ebenfalls mittels eines Speed-Mixers intensiv eingemischt. Es wird eine helle mehrfarbig irisierende Paste mit vom Betrachtungswinkel abhängigem Perlmuttglanz erhalten. Aus dieser wird mittels der Rakel-Technik auf einem ITO-beschichteten Substrat eine Schicht der Dicke 50 μm hergestellt. Beim Kontaktieren mit einer zweiten ITO-beschichteten Folie wird beim Anlegen einer Spannung von 1–2 V an der Kathode ein blauer Farbeindruck erzeugt. Durch Umpolen der elektrochromen Zelle kann zwischen den Farbeindrücken blau und mehrfarbig irrisierend reversibel hin- und hergeschaltet werden. Im unbeschalteten Zustand zeigt die elektrochrom aktive Zelle einen vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbeindruck.3 g of effect pigment "Pearlescent Magic Fire" (Kremer) are mixed with 0.6 g of a polymeric 4,4'-bipyridinium derivative (poly (dodecylene-4,4'-bipyridinium-dibromide) and 0.23 g of ferrocene using a speed mixer intensively mixed together, 5 g of diethylene glycol are added and likewise intensively mixed using a speed mixer. A bright multicolor iridescent pearlescent pearlescent paste is obtained. From this, a layer of thickness 50 μm is produced by means of the doctor blade technique on an ITO-coated substrate. Upon contact with a second ITO-coated film, a blue color impression is produced when a voltage of 1-2 V is applied to the cathode. By reversing the polarity of the electrochromic cell between the color impressions blue and multicolor irrisierend reversible can be switched back and forth. In the unused state, the electrochromically active cell shows a color perception dependent on the viewing angle.
2. Beispiel: Herstellung einer elektrochrom aktiven Formulierung mit einem Effektpigment und einer EC-Zelle darausExample 2: Production of an electrochromic active formulation with an effect pigment and an EC cell from that
3 g Effektpigment „Perlglanz Chroma Grün” (Fa. Kremer) werden mit 0.6 g eines polymeren 4,4'-Bipyridinium-Derivats (Poly(dodecylen-4,4'-bipyridinium-dibromid) und 0.23 g Ferrocen mittels eines Speed-Mixers intensiv miteinander vermischt. Dazu werden 3.4 g Diethylenglykol gegeben und ebenfalls mittels eines Speed-Mixers intensiv eingemischt. Es wird eine metallisch grün irisierende Paste erhalten. Aus dieser wird mittels der Rakel-Technik auf einer ITO-beschichteten Folie eine Schicht der Dicke 50 μm hergestellt. Beim Kontaktieren mit einer zweiten ITO-beschichteten Folie wird beim Anlegen einer Spannung von 1–2 V an der Kathode ein blauer Farbeindruck erzeugt. Durch Umpolen der elektrochromen Zelle kann zwischen den Farbeindrücken blau und metallisch grün irrisierend reversibel hin- und hergeschaltet werden. Im unbeschalteten Zustand zeigt die elektrochrom aktive Zelle einen vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbeindruck.3 g effect pigment "pearlescent chroma green" (Fa. Kremer) with 0.6 g of a polymeric 4,4'-bipyridinium derivative (Poly (dodecylene-4,4'-bipyridinium-dibromide) and 0.23 g of ferrocene mixed intensively with a speed mixer. To do this 3.4 g of diethylene glycol and also by means of a speed mixer intensively mixed. It becomes a metallic green iridescent Received paste. From this, using the squeegee technique on an ITO-coated Foil made a layer of thickness 50 microns. When contacting with a second ITO-coated film is when applying a voltage from 1-2 V at the cathode produces a blue color impression. By reversing the polarity of the electrochromic cell can be between the color impressions blue and metallic green irrisierend reversibly switched back and forth become. In the unconnected state shows the electrochromic active Cell dependent on the viewing angle color impression.
3. Beispiel: Herstellung einer elektrochrom aktiven Formulierung und einer EC-Zelle darausExample 3: Preparation of an electrochromic active formulation and an EC cell thereof
3 g Effektpigment „Perlglanz Lava Red” (Fa. Kremer) werden mit 0.6 g eines polymeren 4,4'-Bipyridinium-Derivats (Poly(dodecylen-4,4'-bipyridinium-dibromid) und 0.23 g Ferrocen, das zur Stabilisierung der Formulierung eingesetzt wird, mit tels eines Speed-Mixers intensiv miteinander vermischt. Dazu werden 5 g Diethylenglykol gegeben und ebenfalls mittels eines Speed-Mixers intensiv eingemischt. Es wird eine metallisch rot irisierende Paste erhalten. Aus dieser wird mittels der Rakel-Technik auf einer ITO-beschichteten Folie eine Schicht der Dicke 50 μm hergestellt. Beim Kontaktieren mit einer zweiten ITO-beschichteten Folie wird beim Anlegen einer Spannung von 1–2 V an der Kathode ein blauer Farbeindruck erzeugt. Durch Umpolen der elektrochromen Zelle kann zwischen den Farbeindrücken blau und metallisch rot irisierend reversibel hin- und hergeschaltet werden. Im unbeschalteten Zustand zeigt die elektrochrom aktive Zelle einen vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbeindruck.3 g effect pigment "Pearlescent Lava Red" (Kremer) with 0.6 g of a polymeric 4,4'-bipyridinium derivative (poly (dodecylene-4,4'-bipyridinium-dibromide) and 0.23 g of ferrocene used to stabilize the formulation is intensively mixed with a speed mixer. For this purpose, 5 g of diethylene glycol are added and also by means of a Speed mixers intensively mixed. It becomes a metallic red iridescent Received paste. From this, using the squeegee technique on an ITO-coated Foil made a layer of thickness 50 microns. When contacting with a second ITO-coated film is when applying a voltage from 1-2 V at the cathode produces a blue color impression. By reversing the polarity of the electrochromic cell can be between the color impressions blue and metallic red iridescent reversible switched back and forth become. In the unconnected state shows the electrochromic active Cell dependent on the viewing angle color impression.
Die Erfindung betrifft Formulierungen und deren Anwendung in organisch basierten elektrochromen Bauteilen, beispielsweise zur Herstellung von Displays und/oder Zustandsanzeigen mit besonderen schillernden Farbeffekten. Dazu werden anstelle der bisher üblichen Zugabe eines Weißpigments Partikel mit Farbeffekten der Formulierung zugesetzt.The The invention relates to formulations and their use in organic based electrochromic devices, for example for the production of Displays and / or status displays with special iridescent color effects. For this purpose, instead of the usual addition of a white pigment Added particles with color effects of the formulation.
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