JP2000504763A - エレクトロクロミックシステム - Google Patents

エレクトロクロミックシステム

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JP2000504763A JP9528944A JP52894497A JP2000504763A JP 2000504763 A JP2000504763 A JP 2000504763A JP 9528944 A JP9528944 A JP 9528944A JP 52894497 A JP52894497 A JP 52894497A JP 2000504763 A JP2000504763 A JP 2000504763A
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クラウセン,ウベ
ベルネト,ホルスト
ハーラー,デイートリヒ
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バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
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Abstract

(57)【要約】 提案されているエレクトロクロミックシステムは架橋単位により互いに架橋された少なくとも1つの還元可能な物質OX2及び少なくとも1つの酸化可能な物質RED1を含む。該システムはエレクトロクロミック装置において用いるために適している。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロクロミックシステム 本発明はエレクトロクロミックシステム、このエレクトロクロミックシステム を含むエレクトロクロミック液、エレクトロクロミック装置ならびに新規なエレ クトロクロミック物質及びその製造法に関する。 エレクトロクロミックシステムを含有するエレクトロクロミック装置は既知で ある。 通常そのような装置は不活性溶媒に溶解されたレドックス物質の対をエレクト ロクロミックシステムとして含有する。それはさらに導電性塩、光安定剤及び粘 度に影響する物質を含むことができる。 還元可能な物質及び酸化可能な物質がレドックス物質の対として用いられる。 両者は無色であるか又は弱く着色されているのみである。電圧の影響下で物質の 1つは還元され、他は酸化され、少なくとも1つが着色される。電圧が切られる と、2つの最初のレドックス物質が再び生成し、褪色するか又は色が明るくなる 。 US 4.902.108から、還元可能な物質がサイクリックボルタモグラ ムにおいて少なくとも2つの化学的に可逆的な還元波を示し、酸化可能な物質が 対応して少なくとも2つの化学的に可逆的な酸化波を示すレドックス物質の対が 適していることが既知である。 エレクトロクロミック装置は多種の方法で用いられることができる。 例えば第1にそれは自動車のバックミラーとして構築されることができ、それを 夜間の運転中に電圧の適用により暗くし、他の自動車のヘッドランプにより目が くらむのを防ぐことができる(例えばUS 3.280.701、US 4.9 02.108、EP−A−0.435.689を参照されたい)。そのような装 置はさらに窓ガラス又は自動車のサンルーフにおいて用いられることもでき、そ の場合電圧が適用されるとそれは日光を曇らせる。最後にそのような装置を用い て文字、数字及び記号などの情報のグラフィック表示のためのマトリックスディ スプレーを構築することもできる。 通常エレクトロクロミック装置は1対のガラス又はプラスチックの板(pan es)を含み、自動車のミラーの場合にはその1つが金属化されている。これら の板の片側に透明導電性層、例えば酸化インジウム錫(indium tin oxide)(ITO)がコーティングされる。ここでこれらの板から、導電性 コーティングを有する側を互いに向き合わせ、環形又は長方形の封止リングを用 いてそれを一緒にすることにより、好ましくはそれらを接着することによりセル が構築される。封止リングは例えば0.1〜0.5mmの均一な間隔を板の間に 生ずる。ここでこのセルを開口部を介してエレクトロクロミック溶液で満たし、 セルを隙間なく閉じる。2つの板はITO層を介して別々に接することができる 。 先行技術から既知のエレクトロクロミックシステムは、還元又は酸化の後に化 学的に反応性の着色遊離基、カチオン性遊離基又はイオン性遊離基を生成するレ ドックス物質の対を含む。例えばTopics in Current Che mistry,Vol.92,pp.1−4 4(1980)から既知の通り、そのような遊離基(ラジカルイオン)は求電子 剤又は求核剤あるいは他に遊離基に対して敏感であり得る。従ってそのようなエ レクトロクロミックシステムを含み、数千回のスイッチングサイクルに耐えねば ならないエレクトロクロミック装置の高い安定性を達成するために、用いられる 溶媒が求電子剤、例えばプロトン、求核剤及び酸素を絶対に含まないことが保証 されねばならない。さらにそのような反応性種がエレクトロクロミック装置の操 作の間に電極における電気化学的プロセスにより生成しないことが保証されねば ならない。 上式に従って公式化されるRED1及びOX2を与える逆反応もエレクトロクロ ミック装置の操作の間に溶液容量(solution volume)内で電極 から離れて継続的に起こる。求電子剤、求核剤又は遊離基による遊離基(ラジカ ルイオン)の分解反応の危険があるので、ディスプレーの長時間の安定性のため に、上式に従う逆反応が可能な限り迅速に及び副反応なしで起こり得ることが重 要である。 RED1とOX2を共有化学結合を介して結合させることにより、電子伝達が促 進され、かくして上式に従う逆反応を加速することができ、副反応が避けられる ことが見いだされた。 従って、本発明は少なくとも1つの酸化可能な物質RED1及び少なくとも1 つの還元可能な物質OX2を含み、それらは陽極における前者の電子供与により 及び陰極における後者の電子受容により、それぞれの場合にスペクトルの可視領 域における吸光度(extinction)の増加を伴ってわずかに着色されて いるか又は無色の形態から着色された形態のそれぞれOX1及びRED2に転換さ れ、それぞれの場合に電荷の補償の後にわずかに着色されているか又は無色の形 態が再生され、こ こでそこに含有される物質RED1及びOX2の少なくとも1つが架橋を介して共 有結合により相互に連結しているエレクトロクロミックシステムに関する。 本発明に従う電気化学的システムにおける還元及び酸化プロセスは、一般に陰 極又は陽極における電子受容又は供与により行われ、好ましくは0.3〜3Vの 電位差が電極間に及ぶ。電位が消されると一般に電荷の補償が物質RED2及び OX1の間で自然に起こり、褪色するか又は色が明るくなる。そのような電荷の 補償は電流が流れている間にすでに電解質容量(electrolyte vo lume)内でも起こっている。 本発明のエレクトロクロミックシステムは好ましくは式(I) [式中、 Y及びZは互いに独立して基OX2又はRED1を示すが少なくとも1つのYはO X2を示し、少なくとも1つのZはRED1を示し、 ここで OX2は可逆的電気化学的に還元可能なレドックス系の基を示し、 RED2は可逆的電気化学的に酸化可能なレドックス系の基を示し、 Bは架橋メンバーを示し、 cは0〜5の整数を示し、 a及びbは互いに独立して0〜5の整数を示し、好ましくは0〜3の整数を示す ] の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む。 エレクトロクロミックシステムは好ましくは、 YがOX2を示し、ZがRED1を示し、Y及びZはそれらの配列において交互で ある 式(I)の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む。 本発明のエレクトロクロミックシステムは特に好ましくは、式 OX2−B−RED1 (Ia) OX2−B−RED1−B−OX2 (Ib) RED1−B−OX2−B−RED1 (Ic)又は OX2−(B−RED1−B−OX2d−B−RED1 (Id) [式中、 OX2、RED1及びBは上記の意味を有し、 dは1〜5の整数を示す] の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む。 本発明のエレクトロクロミックシステムは特別に好ましくは OX2が不活性溶媒中で室温において測定されるサイクリックボルタモグラム( cyclic voltammogram)において少なくとも2つの化学的に 可逆的な還元波を示し、これらの還元波の第1の波が電磁スペクトルの可視領域 の1波長以上において吸光度の増加に導く陰極で還元可能な物質の基を示し、 RED1が不活性溶媒中で室温において測定されるサイクリックボルタモグラム において少なくとも2つの化学的に可逆的な酸化波を示し、これらの酸化波の第 1の波が電磁スペクトルの可視領域の1波長以上において吸光度の増加に導く陽 極で可逆的に酸化可能な物質の基を示し、 Bが架橋メンバーを示す 式(Ia)〜(Id)の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を 含む。 特に好ましい本発明のエレクトロクロミックシステムは式(Ia)〜(Id) の少なくとも1つの物質を含むものであり、ここで OX2は式 [式中、 R2〜R5、R8、R9及びR16〜R19は互いに独立してC1−〜C18−アルキル、 C2−〜C12−アルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラル キル又はC6−〜C10−アリールを示すか、あるいはR4とR5又はR8とR9は一 緒になって−(CH22−又は−(CH3)−架橋を形成し、 R6、R7及びR22〜R25は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキル、C1− 〜C4−アルコキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ又はC1−〜C4−アルコキシカ ルボニルを示すか、あるいは R22とR23及び/又はR24とR25は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 R10とR11;R12とR13;及びR14とR15は互いに独立して水素あるいは対にな って−(CH22−、−(CH23−又は−CH=CH−架橋を示し、 R20及びR21は互いに独立してO、N−CN、C(CN)2又はN−C6 −〜C10−アリールを示し、 R26は水素、C1−〜C4−アルキル、C1−〜C4−アルコキシ、ハロゲン、シア ノ、ニトロ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6−〜C10−アリールを 示し、 R69〜R74は互いに独立して水素又はC1−〜C6−アルキルを示すか、あるいは R69;R12及び/又はR70;及びR13は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成 し、 E1及びE2は互いに独立してO、S、NR1又はC(CH32を示すかあるいは E1及びE2は一緒になって−N−(CH22−N−架橋を形成し、 R1はC1−〜C18−アルキル、C2−〜C12−アルケニル、C4−〜C7−シクロ アルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 Z1は直接結合、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−C(CN)=CH −、−CCl=CCl−、−C(OH)=CH−、−CC1=CH−、−C≡C −、−CH=N−N=CH−、−C(CH3)=N−N=C(CH3)一又は−C C1=N−N=CC1−を示し、 Z2は−(CH2r−又は−CH2−C64−CH2−を示し、 rは1〜10の整数を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性なアニオンを示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R2〜R19、R22〜R27の1つを介して、あ るいはE1又はE2がNR1を示す場合はR1を介して行われ、挙げられている基は その場合直接結合を示す] の基を示し、 RED1は以下の基 [式中、 R28〜R31、R34、R35、R38、R39、R46、R53及びR54は互いに独立してC1 −〜C18−アルキル、C2−〜C12−アルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル 、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、R46、R53及び R54はさらに水素を示し、 R32、R33、R36、R37、R40、R41、R42〜R45、R47、R48、R49〜R52及 びR55〜R57は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキル、C1−〜C4−アル コキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6 −〜C10−アリールを示し、R57及びR58はさらに場合によりベンゾ一縮合し ていることができる芳香族又は準芳香族(quasiaromatic)5−も しくは6−員複素環式環を示し、R48はさらにNR7576を示し、 R49とR50及び/又はR51とR52は−(CH23−、−(CH24−、−(CH25−又は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 E3〜E5、E10及びE11は互いに独立してO、S、NR59又はC(CH32を示 し、E5はさらにC=O又はSO2を示すか、あるいは E3及びE4は互いに独立して−CH=CH−を示し、 E6〜E9は互いに独立してS、Se又はNR59を示し、 R59、R75及びR76は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2−〜C8−ア ルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜 C10−アリールを示し、R73はさらに水素を示すか、あるいは R73及びR74はNR7374の意味においてそれらが結合しているN原子と一緒に なってさらなる複素原子を含有することができる5−もしくは6−員飽和環を形 成し、 R61〜R68は互いに独立して水素、C1−〜C6−アルキル、C1−〜C4−アルコ キシ、シアノ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6−〜C10−アリール を示すか、あるいは R61;R62ならびにR67;及びR68は互いに独立して−(CH23−、−(CH24−又は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 vは0〜10の整数を示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R28〜R58、R61、R62、R67、R68の1つ によるかあるいは基E3〜E11の1つがNR59を示す場合はR59を介して行われ 、挙げられている基はその場合直接結合を示す] の1つを示し、 Bは式−(CH2n−又は−[Y1 s(CH2m2]。−(CH2p-Y3 q−の架 橋メンバーを示し、これらのそれぞれは場合によりC1−〜C4−アルコキシ、ハ ロゲン又はフェニルで置換されていることができ、Y1〜Y3は互いに独立してO 、S、NR60、COO、CONH、NHCONH)シクロペンタンジイル、シク ロヘキサンジイル、フェニレン又はナフチレンを示し、 R60はC1−〜C6−アルキル、C2−〜C6−アルケニル、C4−〜C7−シクロア ルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 nは1〜12の整数を示し、 m及びpは互いに独立して0〜8の整数を示し、 oは0〜6の整数を示し、 q及びsは互いに独立して0又は1を示す。 特別に好ましい本発明のエレクトロクロミックシステムは式(Ia)〜(Id) の少なくとも1つの物質を含むものであり、 ここで、 OX2は式(II)、(III)、(IV)又は(V)の基を示し、 ここで、 R2、R3、R4、R5、R8及びR9は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2 −〜C8−アルケニル、C5−〜C7−シクロアルキル、C7-〜C15−アラルキル 又はC6−〜C10−アリールを示し、 R6及びR7は互いに独立して水素、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、フッ 素、塩素、臭素、シアノ、ニトロ、メトキシカルボニル又はエトキシカルボニル を示し、 R10、R11;R12、R13及びR14、R15は互いに独立して水素を示すか、あるい はZ1が直接結合を示す場合はそれぞれの場合に一緒になって−(CH22−、 −(CH23−又は−CH=CH−架橋を示すか、 あるいは R4、R5及びR8、R9は互いに独立し、Z1が直接結合を示す場合は対になって 一緒に−(CH22−又は−(CH23−架橋を示し、 R69〜R74は互いに独立して水素又はC1−〜C4−アルキルを示し、 E1及びE2は同一であり、O、S、NR1又はC(CH32を示すか、あるいは 一緒になって−N−(CH22−N−架橋を形成し、 R1はC1−〜C12−アルキル、C2−〜C4−アルケニル、C5−〜C7-シクロア ルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 Z1は直接結合、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−C(CN)=CH −、−C≡C−又は−CH=N−N=CH−を示し、 Z2は−(CH2r−又は−CH2−C64−CH2−を示し、 rは1〜6の整数を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R2〜R11の1つによるか、あるいはE1又は E2がNR1を示す場合はR1を介して行われ、挙げられている基はその場合直接 結合を示し RED1は式(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XVI)、(X VII)、(XVIII)又は(XX)の基を示し、 ここで、 R28〜R31、R34、R35、R38、R39、R46、R53及びR54は互いに独立してC1 −〜C12−アルキル、C2−〜C8−アルケニル、C5−〜C7−シクロアルキル 、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 R46、R53及びR54はさらに水素を示し、 R32、R33、R36、R37、R40、R41、R47〜R52、R55及びR56は互いに独立 して水素、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、フッ素、塩 素、臭素、シアノ、ニトロ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル又はフェ ニルを示し、 R57及びR58はさらに2−もしくは4−ピリジルを示し、 R48はさらにNR7576を示し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 E3〜E5、E10及びE11は互いに独立してO、S、NR59又はC(CH32を示 すがE3及びE4は同じ意味を有し、 E6〜E9は互いに同じであり、S、Se又はNR59を示し、 E5はさらにC=Oを示し、 E6はNR59を示し、ここでR59は架橋Bへの直接結合を示し、 E7〜E9は上記の意味を有するが互いに同じであってはならず、 R59、R75及びR76は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2−〜C8−ア ルケニル、C5−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜 C10−アリールを示し、R73はさらに水素を示すか、あるいは R73及びR74はNR7374の意味においてそれらが結合しているN原子と一緒に なってピロリジノ、ピペリジノ又はモルホリノを示し、 R61、R62及びR67、R68は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキル、メト キシカルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すかあるいは対になって 一緒に−(CH23−又は−(CH24−架橋を示し、 R63〜R66は水素を示し、 vは0〜6の整数を示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R28〜R41、R46〜R56、R61、R62 、R67、R68の1つによるか、あるいは基E3〜E11の1つがNR59を示す場 合はR59を介して行われ、挙げられている基はその場合直接結合を示し Bは式−(CH2n−、−(CH2m−O−(CH2p−、−(CH)m−NR6 0 -(CH2p−、−(CH2m−C64−(CH2)p−、−[O−(CH2p ]。−O−、−[NR60−(CH2p]。−NR60−、−[C64−(CH2p ]。−C64−、−(CH2m−OCO−C64−COO−(CH2p−、−( CH2m−NHCO−C64−CONH−(CH2p−、−(CH2m−NHC ONH−C64−NHCONH−(CH2p−、−(CH2m−OCO−(CH2t−COO−(CH2)−、−(CH2m−NHCO−(CH2t−CONH −(CH)p−、−(CH2m−NHCONH−(CH2t−NHCONH−( CH2p−の架橋メンバーを示し、 R60はメチル、エチル、ベンジル又はフェニルを示し、 nは1〜10の整数を示し、 m及びpは互いに独立して0〜4の整数を示し、 oは0〜2の整数を示し、 tは1〜6の整数を示す。 特に好ましい本発明のエレクトロクロミックシステムは式(Ia)〜(Id) の少なくとも1つの物質を含むものであり、 ここで、 OX2は式(II)、(IV)又は(V)の基を示し、 ここで、 R2、R4及びR8は架橋メンバーBへの直接結合を示し、 R3、R5及びR9は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチ ル、ヘキシル、へプチル、オクチル、ベンジル又はフェニルを示すか、あるいは 式Ic又はIdの場合は架橋メンバーBへの直接結合も示し、 R6及びR7は同一又は異なり、水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ又はメト キシカルボニルを示し、 R10、R11;R12、R13及びR14、R15は互いに独立して水素を示すか、あるい はZ1が直接結合を示す場合はそれぞれの場合に対になって一緒に−CH=CH −架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素、メチル又はエチルを示し、 R73及びR74は水素を示し、 E1及びE2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示し、 RED1は式(X)、(XII)、(XIII)、(XVI)又は(XVII) の基を示し、 R28、R34、R38、R46及びR49は架橋メンバーBへの直接結合を示し、 R29〜R31、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル 、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ベンジル又はフェニルを示すか、 あるいは式Ib又はIdの場合、R30、R35及びR39は同様に架橋メンバーBへ の直接結合を示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 R36、R37、R40、R41及びR50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキ シ、塩素、シアノ、メトキシカルボニル又はフェニルを示すか、 あるいは式Ib又はIdの場合、R51は同様に架橋メンバーBへの直接結合を示 し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すがE3及びE4は同じ意味を有 し、 E6〜E9は互いに同じであり、S、Se又はNR59を示し、 R59はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オ クチル、ベンジル又はフェニルを示すかあるいはIb又はIdにおける式XVI の場合、同様に架橋メンバーBへの直接結合を示し、 Bは式−(CH2n−、−(CH2m−O−(CH2p−、−(CH2m−NR60 −(CH2p−、−(CH2m-C64−(CH2p−、−O−(CH2p− O−、−NR60−(CH2p−NR60−、−(CH2m−OCO−C64−CO O−(CH2p−、−(CH2m−NHCO−C64−CONH−(CH2p− 、−(CH2m−NHCONH−C64−NHCONH−(CH2p−、−(C H2m−OCO−(CH2t−COO−(CH2p−、−(CH2m−NHCO −(CH2t−CONH−(CH2p−、−(CH2m−NHCONH−(CH2t−NHCONH−(CH2p−の架橋メンバーを示し、 R60はメチルを示し、 nは1〜10の整数を示し、 m及びpは同一であり、0〜2の整数を示し、 tは1〜6の整数を示す。 特別に好ましい本発明のエレクトロクロミックシステムは式 の1つに対応する式(Ia)の少なくとも1つの物質又は式 の1つに対応する式(Ib)の少なくとも1つの物質又は式 の1つに対応する式(Ic)の少なくとも1つの物質を含むものであり、式中、 R3、R5、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、 ペンチル、ヘキシル又はベンジルを示し、 R6、R7及びR36、R37は対になって同一であり、水素、メチル、メトキシ、塩 素、シアノ又はメトキシカルボニルを示し、 R12及びR13は水素を示すか、あるいはZ1が直接結合を示す場合は一緒になっ てCH=CH架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素又はメチルを示し、 E1及びR2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すが、ここでE3とE4は同一で あり、 R29〜R31及びR59は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ぺン チル、ヘキシル又はベンジルを示し、ここでR29〜R31は好ましくは同一であり 、 R40及びR41は同一であり、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル又はフェ ニルを示し、 Z3は直接結合、−CH=CH−又は−N=N−を示し、 R50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ、メトキシ カルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すが好ましくは同一であり、 E6〜E9は互いに同一であり、S、Se又はNR59を示し、 Z4は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 mは1〜5の整数を示し、 uは0又は1を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示す。 式(I) [式中、 Y及びZは互いに独立して基OX2又はRED1を示すが、少なくとも1つのYは OX2を示し、少なくとも1つのZはRED1を示し、 ここで OX2は可逆的電気化学的に還元可能なレドックス系の基を示し、 RED2は可逆的電気化学的に酸化可能なレドックス系の基を示すが式(XX )の基ではなく、 Bは架橋メンバーを示し、 cは0〜5の整数を示し、 a及びbは互いに独立して0〜5の整数を示し、好ましくは0〜3の整数を示す ] のエレクトロクロミック物質は、式 [式中、 mは2〜16の整数を示し、 X-は上記の意味を有する] の化合物を除いて新規であり、本発明は同様にそれらに関する。 式(I)の好ましいエレクトロクロミック物質は式(Ia)〜(Id) OX2−B−RED1 (Ia) OX2−B−RED1−B−OX2 (Ib) RED1−B−OX2−B−RED1 (Ic)又は OX2−(B−RED1−B−OX2d−B−RED1 (Id) [式中、 OX2、RED1及びBは上記の一般的及び好ましい意味を有し、 dは1〜5の整数を示す] に対応するものである。 式 に対応する式(Ia)のエレクトロクロミック物質又は式(Ib) のエレクトロクロミック物質又は式(Ic) のエレクトロクロミック物質が特に好ましく、 ここで、 R3、R5、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、 ペンチル、ヘキシル又はベンジルを示し、 R6、R7及びR36、R37は対になって同一であり、水素、メチル、メトキシ、塩 素、シアノ又はメトキシカルボニルを示し、 R12及びR13は水素を示すか、あるいはZ1が直接結合を示す場合は一緒になっ てCH=CH架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素又はメチルを示し、 E1及びR2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すが、ここでE3とE4 は同一であり、 R29〜R31及びR59は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン チル、ヘキシル又はベンジルを示し、ここでR29〜R31は好ましくは同一であり 、 R40及びR41は同一であり、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル又はフェ ニルを示し、 Z3は直接結合、−CH=CH−又は−N=N−を示し、 R50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ、メトキシ カルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すが好ましくは同一であり、 E6〜E9は互いに同一であり、S、Se又はNR59を示し、 Z4は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 mは1〜5の整数を示し、 uは0又は1を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示す。 式(Ia) OX2−B−RED1 (Ia) の新規な物質、好ましくは式(XXI)〜(XXX)に対応する物質は、式 OX2−B−A (XLIII) の化合物を式 RED1 (XLIV) の化合物と反応させることによるか、又は式 OX2 (XLV) の化合物を式 A−B−RED1 (XLVI) の化合物と反応させることにより製造することができ、 式中、 Aは脱離基、例えば塩素、臭素、ヨウ素、OSO2−アルキル、OSO2−ペルフ ルオロアルキル又はOSO2−アリールを示し、 OX2、RED1及びBは上記の一般的及び好ましい意味を有する。 OX2−B−Aは特に以下の化合物の1つを意味し:式中、 Aは上記の意味を有し、特に臭素を示し、他の基は式(XXI)及び(XXII )の定義の下に上記で示された意味を有する。 RED1−B−Aは特に以下の化合物の1つを意味し:式中、 Aは上記の意味を有し、特に臭素を示し、他の基は式(XXI)、(XXIII )、(XXV)、(XXVII)及び(XXIX)の定義の下に上記で示された 意味を有する。 その場合RED1は特に以下の化合物の1つを意味し: 式中、基は上記の意味を有する。 その場合OX2は特に以下の化合物の1つを意味し: 式中、基は上記の意味を有する。 成分(XLIII)及び(XLIV)の互いの反応はアルコール類−例えばメ タノール、エタノール、プロパノール又はtert−ブタノール−、ニトリル類 −例えばアセトニトリル又はプロピオニトリル−、ア ミド類−例えばジメチルホルムアミド又はN−メチルピロリドン−、ジメチルス ルホキシドあるいはスルホランなどの極性溶媒中で、水酸化物−例えば水酸化ナ トリウム又はカリウム−、酸化物、例えば酸化マグネシウム−、アルコレート類 −例えばナトリウムメチレート又はカリウムtert−ブチレート−、アミド類 −例えばナトリウムアミド−あるいは塩基性イオン交換剤などの塩基性化合物の 存在下に、0℃から媒体の沸点の間の温度、好ましくは5〜70℃において好適 に行われる。アニオンX-の性質に依存して式(I)の生成物は媒体から直接沈 澱させることができるか又は例えば水又はアルコールの添加により沈澱させるこ とができるかあるいは溶媒が真空中で蒸留される。 成分(XLV)と(XLVI)の反応は上記の条件下であるが、塩基性化合物 の不在下で行われる。 両方の場合にかくして得られる式(I)のエレクトロクロミック物質のアニオ ンを交換することが必要であり得る。これはイオン交換剤を用いることによるか 又は対応する所望のレドックス−不活性アニオンのナトリウム、カリウム又はテ トラアルキルアンモニウム塩を用いて再沈澱させることにより行うことができる 。この操作のための適した溶媒は上記のアルコール類及びニトリル類ならびに水 である。適した塩は例えばテトラフルオロホウ酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウ ム、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム及びテ トラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウムである。 基となる物質OX2及びRED1は既知であり、例えば式(II)〜(IX)の 物質はTopics in Current Chemistry,Volum e 92,pages1−44(1980)、Ange w.Chem.0,927(1978),Adv.Mater.3,225( 1991)、DE−OS(German Published Spesifi cation) 3,917,323から及び例えば式(X)〜(XIX)の物 質はTopics in Current Chemistry,Volume 92,pagesl−44(1980)、Abgew.Chem.90,92 7(1978),J.Am.Chem.Soc.117,8528(1995) 、J.C.S.Perkin II,1990,1777及びDE−OS(Ge rman Published Spesification) 4,435, 211からか又はそれぞれの場合にそこに引用されている文献から既知であるか あるいは類似して製造することができる。 成分OX2−B−A(XLIII)、特に(XLVII)及び(XLVIII )ならびにA−B−RED1(XLVI)、特に(IL)〜(LIII)はOX2 及びRED1から簡単な方法で、例えば上記の溶媒の1つにおいて、RED1の場 合は上記の塩基性化合物の1つの存在下に及びOX2の場合はその不在下に、上 記の反応条件下で A−B−A (LXI) と反応させることにより製造することができる。 式(Ib)〜(Id)の新規な物質は完全に類似して製造することができる。 式(Ib) OX2−B−RED1−B−OX2 (Ib) の物質、好ましくは式(XXXI)〜(XXXVI)に対応する物質は2当量の 式 OX2−B−A (XLIII) の化合物を1当量の式 RED1 (XLIV) の化合物と反応させることにより製造することができ、 式中、OX2、RED1、A及びBは上記の意味を有する。 OX2−B−Aは特に上記の式(XLVII)及び(XLVIII)の化合物 を意味する。RED1は特に上記の式(LIV)、(LV)及び(LVIII) の化合物を意味し、 式中、 E5はNHを示し、 R35は水素を示し、 R51は−COOHを示し、 他の基は上記の意味を有する。 式(Ic) RED1−B−OX2−B−RED1 (Ic) の物質、好ましくは式(XXXVII)〜(XLII)に対応する物質は2当量 の式 A−B−RE1 (XLVI) の化合物を1当量の式 OX2 (XLV) の化合物と反応させることにより製造することができ、 式中、OX2、RED1、A及びBは上記の意味を有する。 A−B−RED1は特に上記の式(IL)、(L)及び(LIII)の化合物 を意味する。OX2は特に以下の化合物の1つを意味し、 式中、 基は挙げられている意味を有する。 その場合反応条件は上記の条件に完全に類似である。 上記の置換基の意味において、例えばアルコキシ又はアラルキル基などの修飾 されているアルキル基を含むアルキル基は、他に記載されていなければ好ましく は1〜12個のC原子を有するもの、特に1〜8個のC原子を有するものである 。それらは直鎖状もしくは分枝鎖状であることができ、場合により例えばC1− 〜C4−アルコキシ、フッ素、塩素、ヒドロキシル、シアノ、C1−〜C4−アル コキシカルボニル又はCOOHなどのさらなる置換基を有していることができる 。 シクロアルキル基は好ましくは3〜7個のC原子、特に5もしくは6個のC原 子を有するものを意味すると理解される。 アルケニル基は好ましくは2〜8個のC原子、特に2〜4個のC原子を有する ものである。 アラルキル基におけるものを含むアリール基は好ましくはフェニル又はナフチ ル基、特にフェニル基である。それらは1〜3個の以下の基により置換されてい ることができる:C1−〜C6−アルキル、C1−〜C6−アルコキシ、フッ素、塩 素、臭素、シアノ、ヒドロキシル、C1−〜C6−アルコキシカルボニル又はニト ロ。2つの隣接する基が環を形成 していることもできる。 本発明のエレクトロクロミックシステムは好ましくは少なくとも1種の溶媒を 含み、それによりエレクトロクロミック液を形成し、本発明は同様にそれに関し ている。 適した溶媒は選択される電圧下でレドックス−不活性であり、求電子剤又は求 核剤を放出することができないかあるいはそれら自身が十分に強い求電子剤又は 求核剤として反応することができず、かくして着色遊離基イオンと反応すること ができないすべての溶媒である。例はプロピレンカーボネート、γ−ブチロラク トン、アセトニトリル、プロピオニトリル、グルタロニトリル、メチルグルタロ ニトリル、3,3’−オキシジプロピオニトリル、ヒドロキシプロピオニトリル 、ジメチルホルムアミド、N−メチル−ピロリドン、スルホラン、3−メチルス ルホラン又はそれらの混合物である。プロピレンカーボネート及びそのグルタロ ニトリル又は3−メチルスルホランとの混合物が好ましい。 本発明のエレクトロクロミック液は少なくとも1種の不活性導電性塩を含むこ とができる。 適した不活性導電性塩はリチウム、ナトリウム及びテトラアルキルアンモニウ ム塩、特に後者である。アルキル基は1〜18個のC原子を含有することができ 、同一又は異なることができる。テトラブチルアンモニウムが好ましい。これら の塩に可能なアニオンならびに又式(I)、(II)、(IV)、(VI)及び (VII)において可能なアニオンX−はすべてのレドックス−不活性な無色の アニオンである。例はテトラフルオロホウ酸アニオン、過塩素酸アニオン、メタ ンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロ ブタンス ルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオ ン、ヘキサフルオロヒ酸アニオン及びヘキサフルオロケイ酸アニオンである。後 者の場合、X−は1/2SiF6 2-を示す。 導電性塩は好ましくは0〜1モルの範囲内で用いられる。 液の粘度を調節するために、エレクトロクロミック液へのさらに別の添加剤と して増粘剤を用いることができる。これは偏析、すなわち本発明のエレクトロク ロミック液を含むエレクトロクロミック装置をスイッチが入れられた状態で比較 的長時間操作する間のすじ状又は点状の着色の発生を避けるために及び電流が切 られた後の褪色の速度を制御するために重要であり得る。 適した増粘剤はこれらの目的のために通例のすべての化合物、例えばポリアク リレート、ポリメタクリレート(Luctile LR)、ポリカーボネート及 びポリウレタンである。 エレクトロクロミック液はゲルの形態であることもできる。 エレクトロクロミック液のために可能なさらに別の添加剤は光に対する堅牢性 を向上させるためのUV吸収剤である。例はUVINULR3000(2,4− ジヒドロキシベンゾフェノン、BASF)、SUNDUVORR 3035(2 −ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン、Clariant)、 TinuvinR 571(2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6 −ドデシル−4−メチルフェノール、Ciba)、Cyasorb 24TM(2 ,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、American Cy anamid Company)、UVINULR 3035(2−シアノ−3 ,3−ジフェニルアクリル酸エチル、BASF)、Uvinu1R 3039(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸2−エチルヘキシル、B ASF)及びUVINULR 3088(p−メトキシケイ皮酸2−エチルヘキ シル、BASF)である。 UV吸収剤は0.01〜2モル/l)好ましくは0.04〜1モル/lの範囲 内で用いられる。 本発明のエレクトロクロミック液は式(I)、特に式(Ia)〜(Id)の物 質をそれぞれの場合に少なくとも10-4モル/l、好ましくは0.001〜0. 5モル/lの濃度で含む。数種の式(I)のエレクトロクロミック物質の混合物 を用いることもできる。 本発明のエレクトロクロミック液はエレクトロクロミック装置の構成要素とし て最も適している。従って本発明は、本発明のエレクトロクロミック液を含むエ レクトロクロミック装置にも関する。例えば窓ガラス、自動車のサンルーフ、自 動車のバックミラー又はディスプレーとして構築され得るエレクトロクロミック 装置の組み立ては原則的に既知である。本発明のエレクトロクロミック装置は互 いに向き合った2つの透明なガラス又はプラスチックの板を含み、その1つは適 宜、金属化されており、それらの互いに向き合っている側は例えば酸化インジウ ム錫(ITO)で導電性コーティングが施されており、これらの2つの板の間に 本発明のエレクトロクロミック液がある。アンチモンがドーピングされた酸化錫 、フッ素がドーピングされた酸化錫、アンチモンがドーピングされた酸化亜鉛、 アルミニウムがドーピングされた酸化亜鉛及び酸化錫;ならびに又、場合により 置換されていることができるポリチエニル、ポリピロール、ポリアニリン及びポ リアセチレンなどの導電性有機ポリマーも適した導電性材料である。板の1つが 金属化されている場合、これを導 電性層として用いることもできる。2つの板の間隔は一般に0.005〜2mm 、好ましくは0.02〜0.5mmである。一般に封止リングにより、板の間の 所望の間隔が与えられる。 本発明の自消性ワン−セルエレクトロクロミック装置は、上記の式(I)、特 に式(Ia)〜(Id)のエレクトロクロミック物質の他に、例えばUS 4, 902,108、Topics in Current Chemistry, Vol.92,pp.1−44(1980)及びAngew.Chem.90, 927(1978)に記載されているもののような他のものも含むことができる 。そのようなエレクトロクロミック物質は、例えば式(II)〜(XX)の下に 上記で挙げられている群に由来し、その場合は挙げられている基のいずれも「架 橋Bへの直接結合」の意味を有し得ない。そのようなレドックス系の混合物は、 例えばスイッチが入れられた状態の本発明のエレクトロクロミック装置において 、例えばディスプレーの色相を修正するか又は強調するために有利であり得る。実施例: 実施例1 式(I)のエレクトロクロミック物質の製造 a)5.0gの4,4’−ジピリジルを50℃において30mlの無水アセトニ トリルに溶解した。この温度で50分かけて2.7gの臭化ベンジルを滴下した 。50℃において3時間の後、混合物を冷却し、淡黄色の沈澱を吸引濾過した。 これを60mlのトルエンで洗浄し、真空中で乾燥した。3.9g(理論値の7 5%)の式 の生成物が得られた。 b)10.1gのフェノチアジンをN2雰囲気下に、室温において60mlの無 水N−メチルピロリドンに溶解した。5.9gのカリウムtert−ブチレート を加えた。30℃において加熱している間にオレンジ色の懸濁液が生成し、それ を30℃で30分間撹拌した。次いで54gの1,4−ジブロモブタンを一度に 加えた。この添加の間に温度は53℃に上がった。混合物を45分かけて70℃ に加熱し、この温度で15分間保持し、次いで冷却した。淡褐色の懸濁液を11 の水中に導入した。混合物を200mlのトルエンで3回抽出し、抽出物を20 0mlの水で5回洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、回転蒸発器上で濃縮した 。油状の残留物を400mlのヘキサンに溶解し、可溶性材料を濾過し、濾液を 再度濃縮した。次いで過剰の1,4−ジブロモブタンを0.1〜0.5ミリバー ル下で蒸留した。9.6g(理論値の57%)の式 の赤みがかった黄色の粘性の油が得られた。 c)3.7gの式(LXV)のフェノチアジンを室温において、N2雰囲気下で 10mlの無水N−メチルピロリドンに溶解した。1.8gの式(LXIV)の ジピリジニウム塩を加えた。懸濁液を1時間かけて8 0℃に加熱し、この温度において合計13時間保持した。この手順の間に懸濁液 はどんどん粘度が上がった。室温に冷却した後、それを吸引濾過し、残留物を5 mlのN−メチルピロリドンで洗浄した。式 [式中、X-=Br-] の吸湿性の粗生成物を7mlのメタノールに溶解し、溶液を濾過した。3.0g のテトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウムを濾液中に2時間かけて散布 した。沈澱がゆっくり生成し、室温で18時間撹拌することにより完全に沈澱さ せた。最後に沈澱を吸引濾過し、流出液が無色になるまでメタノールで洗浄し、 真空中で乾燥した。0.5g(理論値の13%)のX-=BF4 -である式(LX VI)の淡青色の粉末が得られた。 実施例29〜30に従うエレクトロクロミック装置において、λmax=517 及び606nmを有する紫青の着色が達成された。実施例2 a)9.2gのフェナジンを窒素雰囲気下で60mlの無水テトラヒドロフラン に懸濁させた。シクロヘキサン/ジエチルエーテル7:3中の20重量%濃度の フェニルリチウム溶液の30.8mlを15分かけて滴下し、その間、温度を3 5℃以下に保った。続いて溶液を室温で30分間撹拌した。 30.2mlの1,4−ジブロモブタンを15℃において一度に加えた。この 添加の間に温度は38℃に上がった。室温で6時間の後、200mlの水を加え 、pHを7.0とした。有機相を分離し、各回100mlの水で3回洗浄し、真 空中で濃縮した。最後に過剰の1,4−ジブロモブタンを0.2ミリバールの圧 力下で蒸留した。油状の残留物を熱時に400mlのエタノールに溶解した。冷 却した後に析出した生成物を吸引濾過し、エタノール及びヘキサンで洗浄し、乾 燥した。8.0g(理論値の41%)の式 の9,10−ジヒドロフェナジンの淡黄色の粉末が得られた。 b)100mlのアセトニトリル中の7.5gのa)からの式(LXVII)の 9,10−ジヒドロフェナジン及び6.1gの4,4’−ジピリジルを窒素雰囲 気下に、70℃において24時間撹拌した。冷却後、固体を吸引濾過し、50m lのアセトンで洗浄した。乾燥後、6.3g(理論値の60%)の式 の塩が得られた。 c)6.1gのb)の下に得られた塩を70mlのN−メチル−2−ピロリドン 中で2.7mlの臭化ベンジルと一緒に窒素雰囲気下に、70℃において7時間 撹拌した。冷却後、混合物を150mlのトルエンで希釈し、析出した生成物を 吸引濾過した。それを150mlのトルエン及び500mlのヘキサンで十分に 洗浄し、乾燥した。5.5g(理論値の69%)の式[式中、X-=Br-] のジピリジニウム塩が得られた。 d)4.0gのc)からのこの生成物を窒素雰囲気下に、65℃において100 mlのメタノールに溶解した。7.4gのテトラフルオロホウ酸テトラブチルア ンモニウムを5分かけて散布した。沈澱が起こった。65℃において5分の後、 混合物を冷却し、固体を吸引濾過し、200mlのメタノール及び50mlのヘ キサンで洗浄し、真空中で乾燥した。3.4g(理論値の83%)のX-=BF4 - である式(LXIX)の淡いベージュ色の粉末が得られた。 実施例29〜30に従うエレクトロクロミック装置において、λmax=466 及び407nmを有する緑がかった青の着色が達成された。実施例3 a)45.3gの2−メチルチオベンゾチアゾールを75mlのトルエ ンに溶解した。151mlの1,4−ジブロモブタン及びスパチュラの先のヨウ 化カリウムを加えた。混合物を4時間煮沸し、次いで冷却した。それを濾過し、 残留物を50mlのトルエンで洗浄した。濾液を50℃に加熱し、35.9ml の硫酸ジメチルを加えた。混合物を50℃で8時間撹拌し、冷却し、固体を吸引 濾過し、250mlのトルエンで洗浄した。生成物を100mlのアセトン中で 撹拌し、再度吸引濾過し、300mlのアセトンで洗浄した。真空中で乾燥した 後、53.1g(理論値の50%)の式の塩が得られた。 b)6.95gのa)からの式(LXX)のベンゾチアゾリウム塩及び2.9g の式 のヒドラゾン(Aldrich Chemical Company Ltd. ,Englandから)を窒素雰囲気下において60mlのアセトニトリルに懸 濁させた。2.3mlのトリエチルアミンを室温で加えた。溶液が短期間内に生 成し、次いで沈澱が生成した。室温で5時間の後、最後に混合物を吸引濾過し、 残留物を50mlのメタノール、1 00mlの水及びさらに50mlのメタノールを用いて、流出液が無色となるま で洗浄し、真空中で乾燥した。6.0g(理論値の83%)の式 のアジンが得られた。 c)手順が実施例1a)と類似であるが臭化ベンジルの代わりに6.8mlの臭 化ブチルを用いると、5.2g(理論値の57%)の式のピリジニウム塩が得られた。 d)2.0gのb)からの式(LXXII)のアジン及び1.3gのc)からの 式(LXXIII)のピリジニウム塩を20mlのN−メチル−2−ピロリドン 中で、窒素雰囲気下に、80℃において102時間撹拌した。冷却後、緑がかっ た結晶性生成物を吸引濾過し、50mlのアセトンで洗浄した。乾燥後、0.2 5g(理論値の7.6%)の式 [式中、X-=Br-] のジピリジニウム塩が得られた。 e)0.25gのc)からの生成物を5mlのメタノール中にほとんど完全に溶 解した。0.45gのテトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウムを加えた 。混合物を室温で17時間撹拌し、その間に生成物は徐々に結晶性となった。そ れを吸引濾過し、25mlのメタノール、25mlの水及び再度25mlのメタ ノールで洗浄した。乾燥後、0.15g(理論値の59%)のX-=BF4 -であ る式(LXXIV)の淡灰色の粉末が得られた。 実施例29〜30に従うエレクトロクロミック装置において、λmax=402 ;606;及び734nmを有する緑の着色が達成された。実施例4 a)4.0gの実施例Ib)からの式(LXV)のフェノチアジン及び0.95 gの4,4’−ジピリジルを10mlのアセトニトリル中で、窒素雰囲気下に、 70℃において9時間撹拌した。次いで懸濁液を10mlのN−メチル−2−ピ ロリドンで希釈し、70℃で25時間及び8 0℃で7時間撹拌した。冷却後、固体を吸引濾過し、50mlのメタノールで洗 浄し、真空中で乾燥した。1.6g(理論値の32%)の式 [式中、X-=Br-] のジピリジニウム塩が得られた。 b)1.4gのa)からの式(LXXV)の塩を還流下で20mlのメタノール に部分的に溶解した。2.3gのテトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウ ムを加えた。混合物をさらに5分間煮沸し、次いで冷めるまで撹拌した。析出し た生成物を吸引濾過し、50mlのメタノール、50mlの水及び再度50ml のメタノールで洗浄し、真空中で乾燥した。1.1g(理論値の77%)のX- =BF4 -である式(LXXV)のジピリジニウム塩が得られた。 実施例29〜30に従うエレクトロクロミック装置において、λmax=517 及び606nmを有する紫青の着色が達成された。 以下の実施例は完全に類似して製造された。 実施例29 酸化インジウム錫(ITO)がコーティングされた2つのガラス板及び封止リ ングからUS−P 4,902,108に記載されているようなセルを構築した 。それに窒素雰囲気下で封止リング中の開口部を介し、無水グルタル酸ジニトリ ル中の実施例3に記載のX-=BF4 -である式(LXXIV)のエレクトロクロ ミック物質に関して0.03モルである溶液を満たした。セルを気密的に閉じた 。セル中の溶液は淡黄色であった。1.5Vの電圧をかけると溶液は急速に強い 緑色となり、電圧が切られるとセルの内容物は1分かけて再び完全に脱色された 。脱色はセルを短絡させることによりもっと急速に起こった。 9000回の着色/脱色サイクルの後、セルはまだ問題なくは働いた。実施例30 実施例4における通りにセルを構築した。しかしガラス板の1つをITO層と 反対を向いている側において金属化した。 それにN2雰囲気下で、無水プロピレンカーボネート中の実施例2に記載のX- =BF4 -である式(LXIX)のエレクトロクロミック物質に関して0.03モ ルである溶液を満たした。セル中の溶液の色は淡黄色であった。0.9Vの電圧 をかけると溶液は急速に深い緑がかった青の色となり、電流供給を切り、セルを 短絡させるとセルの内容物は約10秒以内に再び脱色され、最初の淡黄色となっ た。それは30,000回より多いそのようなスイッチングサイクルに変化なく 耐えた。 実施例1〜28に挙げられているエレクトロクロミック物質を用い、実施例2 9〜30と完全に類似してエレクトロクロミックセルを構築し、同様に優れた結 果が達成された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジメラー,ユルゲン ドイツ連邦共和国デー―91052エアランゲ ン・コルデシユトラーセ8 (72)発明者 シヤラー,ヨヘン ドイツ連邦共和国デー―95126シユバルツ エンバツハ・マリエンシユトラーセ29

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つの酸化可能な物質RED1及び少なくとも1つの還元可能な 物質OX2を含み、それらは陽極における前者の電子供与により及び陰極におけ る後者の電子受容により、それぞれの場合にスペクトルの可視領域における吸光 度の増加を伴ってわずかに着色されているか又は無色の形態から着色された形態 のそれぞれOX1及びRED2に転換され、それぞれの場合に電荷の補償の後にわ ずかに着色されているか又は無色の形態が再生され、ここでそこに含有される物 質RED1及びOX2の少なくとも1つが架橋を介して共有結合により相互に連結 しているエレクトロクロミックシステム。 2.式(I) [式中、 Y及びZは互いに独立して基OX2又はRED1を示すが、少なくとも1つのYは OX2を示し、少なくとも1つのZはRED1を示し、 ここで OX2は可逆的電気化学的に還元可能なレドックス系の基を示し、 RED2は可逆的電気化学的に酸化可能なレドックス系の基を示し、 Bは架橋メンバーを示し、 cは0〜5の整数を示し、 a及びbは互いに独立して0〜5の整数を示す] の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む請求の範囲第1項に記載の エレクトロクロミックシステム。 3.YがOX2を示し、ZがRED1を示し、Y及びZはそれらの配列に おいて交互である少なくとも1つの式(I)のエレクトロクロミック物質を含む 請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 4.式 OX2−B−RED1 (Ia) OX2−B−RED1−B−OX2 (Ib) RED1−B−OX2−B−RED1 (Ic)又は OX2−(B−RED1−B−OX2d−B−RED1 (Id) [式中、 OX2、RED1及びBは上記の意味を有し、 dは1〜5の整数を示す] の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む請求の範囲第1項に記載の エレクトロクロミックシステム。 5.OX2が不活性溶媒中で室温において測定されるサイクリックボルタモグラ ムにおいて少なくとも2つの化学的に可逆的な還元波を示し、これらの還元波の 第1の波が電磁スペクトルの可視領域の1波長以上において吸光度の増加に導く 陰極で還元可能な物質の基を示し、 RED1が不活性溶媒中で室温において測定されるサイクリックボルタモグラム において少なくとも2つの化学的に可逆的な酸化波を示し、これらの酸化波の第 1の波が電磁スペクトルの可視領域の1波長以上において吸光度の増加に導く陽 極で可逆的に酸化可能な物質の基を示し、 Bが架橋メンバーを示す 式(Ia)〜(Id)の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質を含む請求 の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 6.式(Ia)〜(Id)の少なくとも1つの物質を含み、ここで OX2は式 [式中、 R2〜R5、R8、R9及びR16〜R19は互いに独立してC1−〜C18−アルキル、 C2−〜C12−アルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラル キル又はC6−〜C10−アリールを示すか、あるいはR4とR5又はR8とR9は一 緒になって−(CH22−又は−(CH3)−架橋を形成し、 R6、R7及びR22〜R25は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキル、C1− 〜C4−アルコキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ又はC1−〜C4−アルコキシカ ルボニルを示すか、あるいは R22とR23及び/又はR24とR25は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 R10とR11;R12とR13;及びR14とR15は互いに独立して水素あるいは対にな って−(CH22−、−(CH23−又は−CH=CH−架橋を示し、 R69〜R74は互いに独立して水素又はC1−〜C6−アルキルを示すか、あるいは R69;R12及び/又はR70;及びR13は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成 し、 R20及びR21は互いに独立してO、N−CN、C(CN)2又はN−C6−〜C10 −アリールを示し、 R26は水素、C1−〜C4−アルキル、C1−〜C4−アルコキシ、ハロゲン、シア ノ、ニトロ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6−〜C10−アリールを 示し、 E1及びE2は互いに独立してO、S、NR1又はC(CH32を示すか、あるい は E1及びE2は一緒になって−N−(CH22−N−架橋を形成し、 R1はC1−〜C18−アルキル、C2−〜C12−アルケニル、C4−〜C7−シクロ アルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 Z1は直接結合、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−C(CN)=CH −、−CCl=CCl−、−C(OH)=CH−、−CCl=CH−、−C≡C −、−CH=N−N=CH−、−C(CH3)=N−N=C(CH3)−又は−C Cl=N−N=CCl−を示し、 Z2は−(CH2r−又は−CH2−C64−CH2−を示し、 rは1〜10の整数を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性なアニオンを示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R2〜R19、R22〜R27の1つを介して、あ るいはE1又はE2がNR1を示す場合はR1を介して行われ、挙 げられている基はその場合直接結合を示す] の基を示し、 RED1は以下の基 [式中、 R28〜R31、R34、R35、R38、R39、R46、R53及びR54は互いに独立してC1 −〜C18−アルキル、C2−〜C12−アルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル 、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、R46、R53及び R54はさらに水素を示し、 R32、R33、R36、R37、R40、R41、R42〜R45、R47、R48、R49〜R52及 びR55〜R57は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキル、C1−〜C4−アル コキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6 −〜C10−アリールを示し、R57及びR58はさらに場合によりベンゾ−縮合し ていることができる芳香族又は準芳香族5−もしくは6−員複素環式環を示し、 R48はさらにNR7576を示し、 R49とR50及び/又はR51とR52は−(CH23−、−(CH24−、−(CH25−又は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を 示し、 E3〜E5、E10及びE11は互いに独立してO、S、NR59又はC(CH32を示 し、E5はさらにC=O又はSO2を示すか、あるいは E3及びE4は互いに独立して−CH=CH−を示し、 E6〜E9は互いに独立してS、Se又はNR59を示し、 R59、R75及びR76は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2−〜C8−ア ルケニル、C3−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜 C10−アリールを示し、R73はさらに水素を示すか、あるいは R73及びR75はNR7374の意味においてそれらが結合しているN原子と一緒に なってさらなる複素原子を含有することができる5−もしくは6−員飽和環を形 成し、 R61〜R68は互いに独立して水素、C1−〜C6−アルキル、C1−〜C4−アルコ キシ、シアノ、C1−〜C4−アルコキシカルボニル又はC6−〜C10−アリール を示すか、あるいは R61;R62ならびにR67;及びR68は互いに独立して−(CH23−、−(CH24−又は−CH=CH−CH=CH−架橋を形成し、 vは0〜10の整数を示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R28〜R58、R61、R62、R67、R68の1つ によるか、あるいは基E3〜E11の1つがNR59を示す場合はR59を介して行わ れ、挙げられている基はその場合直接結合を示す] の1つを示し、 Bは式−(CH2n−又は−[Y1 s(CH2m−Y2o−(CH2p−Y3 q−の 架橋メンバーを示し、これらのそれぞれは場合によりC1−〜 C4−アルコキシ、ハロゲン又はフェニルで置換されていることができ、Y1〜Y3 は互いに独立してO、S、NR60、COO、CONH、NHCONH、シクロ ペンタンジイル、シクロヘキサンジイル、フェニレン又はナフチレンを示し、 R60はC1−〜C6−アルキル、C2−〜C6−アルケニル、C4−〜C7−シクロア ルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 nは1〜12の整数を示し、 m及びpは互いに独立して0〜8の整数を示し、 oは0〜6の整数を示し、 q及びsは互いに独立して0又は1を示す 請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 7.式(Ia)〜(Id)の少なくとも1つの物質を含み、 ここで、 OX2は式(II)、(III)、(IV)又は(V)の基を示し、 ここで、 R2、R3、R4、R5、R8及びR9は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2 −〜C8−アルケニル、C5−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル 又はC6−〜C10−アリールを示し、 R6及びR7は互いに独立して水素、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、フッ 素、塩素、臭素、シアノ、ニトロ、メトキシカルボニル又はエトキシカルボニル を示し、 R10、R11:R12、R13及びR14、R15は互いに独立して水素を示すか、あるい はZ1が直接結合を示す場合はそれぞれの場合に対として一緒に なって−(CH22−、−(CH23−又は−CH=CH−架橋を示すが、 あるいは R4、R5及びR8、R9は互いに独立し、Z1が直接結合を示す場合は対になって 一緒に−(CH22−又は−(CH23−架橋を示し、 R69〜R74は互いに独立して水素又はC1−〜C4−アルキルを示し、 E1及びE2は同一であり、O、S、NR1又はC(CH32を示すか、 あるいは一緒になって−N−(CH22−N−架橋を形成し、 R1はC1−〜C12−アルキル、C2−〜C4−アルケニル、C5−〜C7−シクロア ルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し、 Z1は直接結合、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−C(CN)=CH −、−C≡C−又は−CH=N−N=CH−を示し、 Z2は−(CH2r−又は−CH2−C64−CH2−を示し、 rは1〜6の整数を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R2〜R11の1つによるか、あるいはE1又は E2がNR1を示す場合はR1を介して行われ、挙げられている基はその場合直接 結合を示し RED1は式(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XVI)、(X VII)、(XVIII)又は(XX)の基を示し、 ここで、 R28〜R31、R34、R35、R38、R39、R46、R53及びR54は互ぃに独立してC1 −〜C12−アルキル、C2−〜C8−アルケニル、C5−〜C7 −シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜C10−アリールを示し 、 R46、R53及びR54はさらに水素を示し、 R32、R33、R36、R37、R40、R41、R47、R52、R55及びR56は互いに独立 して水素、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、フッ素、塩素、臭素、シアノ 、ニトロ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示し、 R57及びR58はさらに2−もしくは4−ピリジルを示し、 R48はさらにNR7576を示し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 E3〜E5、E10及びE11は互いに独立してO、S、NR59又はC(CH32を示 すがE3及びE4は同じ意味を有し、 E6〜E9は互いに同じであり、S、Se又はNR59を示し、 E5はさらにC=Oを示し、 E6はNR59を示し、ここでR59は架橋Bへの直接結合を示し、 E7〜E9は上記の意味を有するが互いに同じであってはならず、 R59、R75及びR76は互いに独立してC1−〜C12−アルキル、C2−〜C8−ア ルケニル、C5−〜C7−シクロアルキル、C7−〜C15−アラルキル又はC6−〜 C10−アリールを示し、R73はさらに水素を示すか、あるいは R73及びR74はNR7374の意味においてそれらが結合しているN原子と一緒に なってピロリジノ、ピペリジノ又はモルホリノを示し、 R61、R62及びR67、R68は互いに独立して水素、C1−〜C4−アルキ ル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すか、あるいは 対になって一緒に−(CH23−又は−(CH24−架橋を示し、 R63〜R66は水素を示し、 vは0〜6の整数を示し、 ここで架橋メンバーBへの結合は基R28〜R41、R46〜R56、R61、R62、R67 、R68の1つによるか、あるいは基E3〜E11の1つがNR59を示す場合はR59 を介して行われ、挙げられている基はその場合直接結合を示し Bは式−(CH2n-、−(CH2m−O−(CH2p−、−(CH)m−NR60 −(CH2p−、−(CH2m−C64−(CH2p−、−[O−(CH2po −O−、−[NR60−(CH2po−NR60−、−[C64−(CH2po −C64−、−(CH2m-OCO−C64−COO−(CH2p−、−(CH2 m−NHCO−C64−CONH−(CH2p−、−(CH2m−NHCON H−C64−NHCONH−(CH2p−、−(CH2m-OCO−(CH2t −COO−(CH2)−、−(CH2m−NHCO−(CH2t−CONH−( CH)p−、−(CH2m−NHCONH−(CH2t−NHCONH−(CH2 p−の架橋メンバーを示し、 R60はメチル、エチル、ベンジル又はフェニルを示し、 nは1〜10の整数を示し、 m及びpは互いに独立して0〜4の整数を示し、 Oは0〜2の整数を示し、 tは1〜6の整数を示す 請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 8.式(Ia)〜(Id)の少なくとも1つの物質を含み、 ここで、 OX2は式(II)、(IV)又は(V)の基を示し、 ここで、 R2、R4及びR8は架橋メンバーBへの直接結合を示し、 R3、R5及びR9は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチ ル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ベンジル又はフェニルを示すか、あるいは 式Ic又はIdの場合は架橋メンバーBへの直接結合も示し、 R6及びR7は同一又は異なり、水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ又はメト キシカルボニルを示し、 R10、R11;R12、R13及びR14、R15は互いに独立して水素を示すか、あるい はZ1が直接結合を示す場合はそれぞれの場合に対になって一緒に−CH=CH −架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素、メチル又はエチルを示し、 R73及びR74は水素を示し、 E1及びE2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示し、 RED、は式(X)、(XII)、(XIII)、(XVI)又は(XVII) の基を示し、 R28、R34、R38、R46及びR49は架橋メンバーBへの直接結合を示し、 R29〜R31、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、 ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ベンジル又はフェニルを示 すか、あるいは 式Ib及びIcの場合、R30、R35及びR39は同様に架橋メンバーBへの直接結 合も示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 R36、R37、R40、R41及びR50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキ シ、塩素、シアノ、メトキシカルボニル又はフェニルを示すか、あるいは 式Ib及びIdの場合、R51は架橋メンバーBへの直接結合も示し、 Z3は直接結合又は−CH=CH−もしくは−N=N−架橋を示し、 =Z4=は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すがE3及びE4は同じ意味を有 し、 E6〜E9は互いに同じであり、S、Se又はNR59を示し、 R59はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オ クチル、ベンジル又はフェニルを示すか、あるいは Ib又はIdにおける式XVIの場合、R59は架橋メンバーBへの直接結合も示 し、 Bは式-(CH2n−、−(CH2m−O−(CH2p−、−(CH2m−NR6 0 −(CH2p−、−(CH2m−C64−(CH2p−、−[O−(CH2p ]−O−、−NR60−(CH2p−NR60−、−(CH2m−OCO−C64− COO−(CH2p−、−(CH2m−NHCO−C64−CONH−(CH2 p−、−(CH2m−NHCONH −C64−NHCONH−(CH2p−、−(CH2m−OCO−(CH2t− COO−(CH2p−、−(CH2m−NHCO−(CH2t−CONH−(C H2p−、−(CH2m−NHCONH−(CH2t−NHCONH−(CH2 p−の架橋メンバーを示し、 R60はメチルを示し、 nは1〜10の整数を示し、 m及びpは同一であり、0〜2の整数を示し、 tは1〜6の整数を示す 請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 9.式 の1つに対応する式(Ia) OX2−B−RED1 (Ia) の少なくとも1つのエレクトロクロミック物質あるいは あるいは式 の1つに対応する式(Ic)の少なくとも1つの物質を含み、 式中、 R3、R5、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、 ペンチル、ヘキシル又はベンジルを示し、 R6、R7及びR36、R37は対になって同一であり、水素、メチル、メトキシ、塩 素、シアノ又はメトキシカルボニルを示し、 R12及びR13は水素を示すか、あるいはZ1が直接結合を示す場合は一緒になっ てCH=CH架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素又はメチルを示し、 E1及びR2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すが、ここでE3とE4は同一で あり、 R29〜R31及びR59は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン チル、ヘキシル又はベンジルを示し、ここでR29〜R31は好ましくは同一であり 、 R40及びR41は同一であり、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル又はフェ ニルを示し、 Z3は直接結合、−CH=CH−又は−N=N−を示し、 R50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ、メトキシ カルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すが好ましくは同一であり、 E6〜E9は互いに同一であり、S、Se又はNR59を示し、 Z4は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、mは1 〜5の整数を示し、 uは0又は1を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示す 請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミックシステム。 10.式(I) [式中、 Y及びZは互いに独立して基OX2又はRED1を示すが少なくとも1つのYはO X2を示し、少なくとも1つのZはRED1を示し、 ここで OX2は可逆的電気化学的に還元可能なレドックス系の基を示し、 RED2は可逆的電気化学的に酸化可能なレドックス系の基を示し、 式(XX) は除かれ、ここでR61〜R68及びvは請求の範囲第6項に示されている意味を有 し、 Bは架橋メンバーを示し、 cは0〜5の整数を示し、 a及びbは互いに独立して0〜5の整数を示し、好ましくは0〜3の整数を示す ] に対応し、式 [式中、 mは2〜16の整数を示し、 X-は上記の意味を有する] の化合物を除くエレクトロクロミック物質。 11.式 OX2−B−RED1 (Ia) OX2−B−RED1−B−OX2 (Ib) RED1−B−OX2−B−RED1 (Ic)又は OX2−(B−RED1−B−OX2d−B−RED1 (Id) [式中、 OX2、RED1及びBは請求の範囲第10項に示されている意味を有し、dは1 〜5の整数を示す] の1つに対応する請求の範囲第10項に記載のエレクトロクロミック物質。 12.式 あるいは式 の1つに対応する式(Ic)の少なくとも1つの物質であり、 ここで、 R3、R5、R35及びR39は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、 ペンチル、ヘキシル又はベンジルを示し、 R6、R7及びR36、R37は対になって同一であり、水素、メチル、メトキシ、塩 素、シアノ又はメトキシカルボニルを示し、 R12及びR13は水素を示すか、あるいはZ1が直接結合を示す場合は一緒になっ てCH=CH架橋を示し、 R69〜R72は同一であり、水素又はメチルを示し、 E1及びR2は同一であり、O又はSを示し、 Z1は直接結合又は−CH=CH−を示し、 R32、R47及びR48は水素を示し、 E3〜E5は互いに独立してO、S又はNR59を示すが、ここでE3とE4は同一で あり、 R29〜R31及びR59は互いに独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン チル、ヘキシル又はベンジルを示し、ここでR29〜R31は好ましくは同一であり 、 R40及びR41は同一であり、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル又はフェ ニルを示し、 Z3は直接結合、−CH=CH−又は−N=N−を示し、 R50〜R52は互いに独立して水素、メチル、メトキシ、塩素、シアノ、メトキシ カルボニル、エトキシカルボニル又はフェニルを示すが好ましくは同一であり、 E6〜E9は互いに同一であり、S、Se又はNR59を示し、 Z4は直接二重結合又は=CH−CH=もしくは=N−N=架橋を示し、mは1 〜5の整数を示し、 uは0又は1を示し、 X-は条件下でレドックス−不活性な無色のアニオンを示す 請求の範囲第10項に記載のエレクトロクロミック物質。 13.式 OX2−B−A (XLIII) の化合物を式 RED1 (XLIV) の化合物と反応させるか又は式 OX2 (XLV) の化合物を式 A−B−RED1 (XLVI) の化合物と反応させることを含み、 式中、 Aは脱離基、例えば塩素、臭素、ヨウ素、OSO2−アルキル、OSO2−ペルフ ルオロアルキル又はOSO2−アリールを示し、 OX2、RED1及びBは請求の範囲第10項に示されている意味を有する 請求の範囲第10項に記載のエレクトロクロミック物質の製造法。 14.請求の範囲第1項に記載のエレクトロクミックシステム及び少なくとも1 種の不活性溶媒を含むエレクトロクロミック液。 15.請求の範囲第14項に記載のエレクトロクロミック液を含むエレクトロク ロミック装置。 16.例えばソーラーセルなどのセルとしてあるいは窓ガラス、鏡、サンルーフ 又はディスプレーとして構築される請求の範囲第15項に記載のエレクトロクロ ミック装置。 17.互いに向き合った2つの透明なガラス又はプラスチックの板を含み、その 1つは場合により金属化されていることができ、それらの互いに向き合った側は 導電性コーティングが施され、2つの板の間にエレクトロクロミック液が含有さ れている請求の範囲第15項に記載のエレクトロクロミック装置。
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