JP2007304389A - Electrochromic device - Google Patents

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Shinichi Sawada
真一 澤田
Hisanori Tsuboi
寿憲 坪井
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Sony Corp
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Sony Corp
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an elctrochromic device with which extremely clear coloring is performed, formation of a sharp image is attainable, and full-coloration is satisfactory. <P>SOLUTION: The elctrochromic device 10 is arranged with a display electrode 11 including a transparent electrode 1, and with a counter electrode 12 via an electrolytic layer 13, and is formed with a polymer film electrode 2 consisting of a polyquinone compound composed of any one of benzoquinone, napththoquinone, and anthraquinone, as a monomer on the transparent electrode 1 constituting the display electrode 11. An organic coloring material having the nature to color and decolor according to a pH change is formed or deposited on the polymer film electrode 2 or in the polymer film, and by applying a voltage between the display electrode 11 and the counter electrode 12, the organic coloring material is reversibly colored and decolored. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示色純度に優れ、明瞭で鮮鋭な画像形成が可能であり、繰り返し耐久性にも優れたエレクトロクロミック装置に関する。   The present invention relates to an electrochromic device excellent in display color purity, capable of forming a clear and sharp image, and excellent in repeated durability.

近年、明るく色純度に優れ、かつ省消費電力で、フルカラー表示への応用が容易な表示色素材料やこれを用いた表示素子への要望が高まってきており、従来においては、CRT、LCD、PDP、ELD等の発光型素子に関する技術の提案がなされてきた。
しかしながら、上記各種発光型素子は、ユーザーが発光を直視する形式で使用するものであるため、長時間閲覧すると視覚的な疲労を引き起こすという問題がある。
また携帯電話等のモバイル機器は、屋外で使用される場合が多く、太陽光下では、発光が相殺されて視認性が悪化するという問題もあった。
更に、LCDは、発光型素子の中でも特に需要が拡大している技術であり、大型、小型の、様々なディスプレイ用途に用いられているが、LCDは視野角が狭く、見やすさの観点からは他の発光型素子に比較すると改善すべき課題を有している。
In recent years, there has been a growing demand for display dye materials and display elements using the same that are bright and excellent in color purity, consume less power, and can be easily applied to full-color display. Conventionally, CRT, LCD, PDP There have been proposals for technologies related to light emitting elements such as ELD.
However, since the various light-emitting elements are used in such a way that the user looks directly at the light emission, there is a problem that visual fatigue occurs when viewed for a long time.
In addition, mobile devices such as mobile phones are often used outdoors, and there is also a problem that the visibility is deteriorated by canceling light emission under sunlight.
Furthermore, LCD is a technology that is especially in demand among light-emitting elements, and is used in various display applications such as large and small. However, LCD has a narrow viewing angle and is easy to see. Compared to other light emitting elements, it has a problem to be improved.

ところで、反射型表示素子に関しては、電子ペーパーの需要向上により、様々な技術の提案がなされている。
例えば、反射型LCDや電気泳動方式が挙げられる。
反射型LCDとしては、従来、二色性色素を用いたG−H型液晶方式や、コレステリック液晶等が知られている。これらの方式は、従来の発光型LCDと比較して、バックライトを使用しないため、省消費電力であるという利点を有しているが、視野角依存性があり、また光反射効率も低いため、必然的に画面が暗くなってしまうという問題がある。
他方、電気泳動方式は、溶媒中に分散された電荷を帯びた粒子が、電界によって移動する現象を利用した方式であり、省消費電力で、視野角依存性がないという利点を有しているが、フルカラー化を行う場合には、カラーフィルターを利用する並置混合法を適用する必要があるため、反射率が低下し、必然的に画面が暗くなってしまうという問題がある。
By the way, regarding the reflective display element, various technologies have been proposed due to an increase in demand for electronic paper.
For example, a reflective LCD or an electrophoretic method can be used.
Conventionally, as the reflective LCD, a GH type liquid crystal system using a dichroic dye, a cholesteric liquid crystal, and the like are known. These methods have the advantage of lower power consumption because they do not use a backlight compared to conventional light emitting LCDs, but they have a viewing angle dependency and low light reflection efficiency. There is a problem that the screen will inevitably become dark.
On the other hand, the electrophoresis method is a method that utilizes a phenomenon in which charged particles dispersed in a solvent move by an electric field, and has the advantage of low power consumption and no viewing angle dependency. However, in the case of performing full color, it is necessary to apply a juxtaposed mixing method using a color filter, so that there is a problem that the reflectance is lowered and the screen is inevitably darkened.

また、従来においては、自動車の調光ミラーや、時計等にエレクトロクロミック(以下、ECと略称する。)素子が用いられている。
このEC素子による表示は、偏光板等が不要であり、視野角依存性が無く、発色型で視認性に優れ、構造が簡易でかつ大型化も容易で、更には材料の選択によって多様な色調の表示が可能であるという利点を有している。
Conventionally, an electrochromic (hereinafter abbreviated as EC) element is used for a light control mirror of an automobile, a timepiece or the like.
The display using this EC element does not require a polarizing plate, has no viewing angle dependency, is a color-forming type, has excellent visibility, has a simple structure and can be easily enlarged, and has various color tones depending on the choice of materials. The display has the advantage that it can be displayed.

近年、EC素子を用いた表示装置として、対の透明電極の少なくとも一方に半導体ナノ多孔質層を設け、この半導体ナノ多孔質層にEC色素を担持させた構成の表示装置に関する提案がなされている(例えば、特許文献1、2参照。)。
この表示装置は、開回路を構成して電極間の電子の移動を遮断し酸化還元状態を保持するだけで表示状態を静止できるので、表示画像を維持する電力が不要であり、消費電力が極めて低いという点で特に優れている。
In recent years, as a display device using an EC element, there has been proposed a display device having a structure in which a semiconductor nanoporous layer is provided on at least one of a pair of transparent electrodes and an EC dye is supported on the semiconductor nanoporous layer. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2.)
Since this display device can form an open circuit and can stop the display state only by blocking the movement of electrons between the electrodes and maintaining the oxidation-reduction state, power for maintaining the display image is unnecessary, and power consumption is extremely high. It is particularly excellent in that it is low.

特開2003−248242号公報JP 2003-248242 A 特開2003−270670号公報JP 2003-270670 A

しかしながら、上記従来の公知文献に記載されている技術においては、ビオロゲンと称されるビピリジン化合物を反応色素として用いており、これは、青色の発消色を可逆的に行うものであるため、元々フルカラー表示を行うことを前提していないものである。
また、ビピリジン化合物に代表されるような、1価又は2価のラジカル状態となって発色するものは、構造上電子遷移が複雑であり、発色スペクトルにおいて吸収波長幅がブロードとなり、色相を厳密に制御することが極めて困難なものである。
特にフルカラー画像を表示する場合には、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の三原色を発色するための急峻なモノピークの吸収を有するEC色素が好適であるが、上記従来技術において用いられているビピリジン化合物は、上述した理由からフルカラー表示用として好適なものとは言えない。
However, in the techniques described in the above-mentioned conventional publicly known documents, a bipyridine compound called viologen is used as a reactive dye. It is not assumed to perform full color display.
In addition, those that develop color in a monovalent or divalent radical state as typified by bipyridine compounds have structurally complicated electronic transitions, a broad absorption wavelength width in the color development spectrum, and a strict hue. It is extremely difficult to control.
In particular, when displaying a full-color image, an EC dye having steep mono-peak absorption for developing the three primary colors of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) is preferable. The bipyridine compound used is not suitable for full color display for the reasons described above.

また、上記ビピリジン化合物以外の色素としては、シアニン、スチリル、トリフェニルメタン系色素のような、定常状態で可視域に吸収を持つ有機色素が知られている。これらの色素は吸収波長に急峻なモノピークを有するものであり、更にはモル吸光係数が高いことから色相制御が容易であるという点において優れている。
しかしながら、これらの色素材料を酸化あるいは還元して、消色状態、いわゆるニュートラルラジカルの状態にさせると、若干黄色に着色した状態となり、完全な無色状態とすることは困難であり、これが精密かつ鮮明なフルカラー画像表示を行うための課題となっていた。
As other dyes than the bipyridine compound, organic dyes having absorption in the visible region in a steady state such as cyanine, styryl, and triphenylmethane dyes are known. These dyes are excellent in that they have a monopeak with a steep absorption wavelength and have a high molar extinction coefficient, so that hue control is easy.
However, when these dye materials are oxidized or reduced to a decolored state, so-called neutral radical state, they become slightly yellow and difficult to be completely colorless, which is precise and clear. It has been a problem to display a full color image.

そこで本発明においては、上述したような従来のEC素子の技術上の問題点に鑑みて、色調が鮮鋭で、明瞭かつ安定なフルカラー画像形成に寄与し得る構成としたエレクトロクロミック装置を提案することとした。   Accordingly, in the present invention, in view of the technical problems of the conventional EC element as described above, an electrochromic device having a structure that can contribute to the formation of a clear and stable full-color image with a sharp color tone is proposed. It was.

本発明においては、透明電極を具備する表示電極と、対向電極とが電解質層を介して配置されており、前記透明電極の上に、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンの、少なくともいずれかをモノマーとするポリキノン化合物からなるポリマー皮膜電極が形成されており、このポリマー皮膜電極の上、又はポリマー皮膜電極中に、pH変化に応じて発消色する性質を有する有機色素が担持されており、表示電極と対向電極との間に、電圧を印加することによって有機色素を可逆的に発消色させるようになされているエレクトロクロミック装置を提供する。   In the present invention, a display electrode having a transparent electrode and a counter electrode are disposed via an electrolyte layer, and a polyquinone having at least one of benzoquinone, naphthoquinone, and anthraquinone as a monomer on the transparent electrode. A polymer film electrode made of a compound is formed, and an organic dye having a property of developing and decoloring according to pH change is supported on or in the polymer film electrode, and is opposed to the display electrode. Provided is an electrochromic device adapted to reversibly color-decolor an organic dye by applying a voltage between electrodes.

本発明によれば、ポリマー皮膜電極を構成するポリキノン化合物の酸化還元に基づくプロトン濃度の変化による有機色素の発消色反応を利用したことにより、明瞭な発色を多数回繰り返して表示可能な、フルカラー画像形成に好適なエレクトロクロミック装置が得られた。   According to the present invention, a full color display capable of repeatedly displaying clear coloration many times by utilizing a color developing / decoloring reaction of an organic dye due to a change in proton concentration based on a redox of a polyquinone compound constituting a polymer film electrode. An electrochromic device suitable for image formation was obtained.

以下、本発明のエレクトロクロミック装置と、これを用いた表示方法について図を参照して具体的に説明する。
但し本発明は、以下の例に限定されるものではなく、従来公知の構成を適宜付加することができ、本発明の要旨を何ら逸脱しないものとする。
Hereinafter, the electrochromic device of the present invention and a display method using the same will be specifically described with reference to the drawings.
However, the present invention is not limited to the following examples, and a conventionally known configuration can be added as appropriate, and does not depart from the gist of the present invention.

図1に本発明のエレクトロクロミック装置の一例の概略構成図を示す。
エレクトロクロミック装置10は、表示電極11と対向電極12とが電解質層13を介して配置されている。
表示電極11は、透明電極1上にポリマー皮膜電極2が形成されており、このポリマー皮膜電極2上、あるいはポリマー皮膜電極中に、pH変化に応じて発消色性を有する有機色素3が担持された構成を有している。
なお、図1の例においては、二枚の表示電極構成を有するものが、接続部14を介して連結されて一つの表示電極11となっている。このように複数層が位置的に積層された構成とすることにより、表示電極全体の表面積が大きくなり、装置全体としての表示色濃度を高めることができる。
なお、この例においては表示電極を二層構成としたが、本発明はこの例に限定されず、有機色素材料に応じて適宜増減可能である。
以下、構成要素について順次説明する。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an example of the electrochromic device of the present invention.
In the electrochromic device 10, a display electrode 11 and a counter electrode 12 are arranged via an electrolyte layer 13.
The display electrode 11 has a polymer film electrode 2 formed on the transparent electrode 1, and the organic dye 3 having a color-decoloring property according to pH change is carried on the polymer film electrode 2 or in the polymer film electrode. It has the structure which was made.
In the example of FIG. 1, one having two display electrode configurations is connected through a connection portion 14 to form one display electrode 11. By adopting a configuration in which a plurality of layers are stacked in this manner, the surface area of the entire display electrode is increased, and the display color density of the entire device can be increased.
In this example, the display electrode has a two-layer structure, but the present invention is not limited to this example and can be appropriately increased or decreased depending on the organic dye material.
Hereinafter, the components will be sequentially described.

透明電極1は、所定の透明基板上に透明電極層が積層された構成を有している。
透明基板は、耐熱性に優れ、かつ平面方向の寸法安定性の高い材料が好適であり、具体的には、ガラス材料、透明性樹脂が適用できるが、これに限定されるものではない。
前記透明性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。
透明電極層の形成用材料としては、例えば、In23とSnO2との混合物、いわゆるITO膜や、SnO2またはIn23をコーティングした膜等が挙げられる。
また、上記ITO膜や、SnO2 またはIn23をコーティングした膜にSn、Sb、F等をドーピングしても良く、その他MgOやZnO等も適用できる。
The transparent electrode 1 has a configuration in which a transparent electrode layer is laminated on a predetermined transparent substrate.
The transparent substrate is preferably a material having excellent heat resistance and high dimensional stability in the planar direction. Specifically, a glass material and a transparent resin can be applied, but the material is not limited thereto.
Examples of the transparent resin include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate, and polystyrene.
Examples of the material for forming the transparent electrode layer include a mixture of In 2 O 3 and SnO 2 , a so-called ITO film, and a film coated with SnO 2 or In 2 O 3 .
Further, Sn, Sb, F, or the like may be doped into the ITO film or a film coated with SnO 2 or In 2 O 3 , and other MgO, ZnO, or the like can be applied.

高濃度の色表示を行うためには、表示電極11の表面積が大きい方が有利であるため、透明電極1上には多孔質電極を形成して表面に微細な凹凸を設けるようにしてもよい。
多孔質電極は、例えば、金属、真性半導体、酸化物半導体、複合酸化物半導体、有機半導体、カーボン等により形成することができる。
金属としては、例えば、Au、Ag、Pt、Cu等が挙げられ、真性半導体としては、例えば、Si、Ge、Te等が挙げられる。
酸化物半導体としては、例えば、TiO2、SnO2、Fe23、SrTiO3、WO3、ZnO、ZrO2、Ta25、Nb25、V25、In23、CdO、MnO、CoO、TiSrO3、KTiO3、Cu2O、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等が挙げられる。
また、複合体酸化物半導体としては、例えば、SnO2−ZnO、Nb25−SrTiO3、Nb25−Ta25、Nb25 −ZrO2、Nb25−TiO2、Ti−SnO2、Zr−SnO2、Sb−SnO2、Bi−SnO2、In−SnO2等が挙げられる。特に、TiO2、SnO2、Sb−SnO2、In−SnO2が好適である。
また、有機半導体としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。
多孔質電極は、表面及び内部に微細孔を有した多孔質形状、ロット形状、ワイヤ形状等となっているものが好適である。
In order to perform high-density color display, it is advantageous that the display electrode 11 has a larger surface area. Therefore, a porous electrode may be formed on the transparent electrode 1 to provide fine irregularities on the surface. .
The porous electrode can be formed of, for example, a metal, an intrinsic semiconductor, an oxide semiconductor, a composite oxide semiconductor, an organic semiconductor, carbon, or the like.
Examples of the metal include Au, Ag, Pt, and Cu. Examples of the intrinsic semiconductor include Si, Ge, and Te.
Examples of the oxide semiconductor include TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , SrTiO 3 , WO 3 , ZnO, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , V 2 O 5 , In 2 O 3 , Examples thereof include CdO, MnO, CoO, TiSrO 3 , KTiO 3 , Cu 2 O, sodium titanate, barium titanate, and potassium niobate.
Examples of the complex oxide semiconductor include SnO 2 —ZnO, Nb 2 O 5 —SrTiO 3 , Nb 2 O 5 —Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 —ZrO 2 , Nb 2 O 5 —TiO 2. , Ti-SnO 2, Zr- SnO 2, Sb-SnO 2, Bi-SnO 2, In-SnO 2 and the like. In particular, TiO 2, SnO 2, Sb -SnO 2, In-SnO 2 are preferred.
Examples of the organic semiconductor include polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyphenylene vinylene, and polyphenylene sulfide.
As the porous electrode, those having a porous shape, a lot shape, a wire shape and the like having fine pores on the surface and inside are suitable.

次に、ポリマー皮膜電極2について説明する。
ポリマー皮膜電極2は、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンの、少なくともいずれかをモノマーとするポリキノン化合物から形成されている。すなわち、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体を繰り返し単位で構成するポリマーである。
具体例としては、ポリベンゾキノン(下記式(6))、ポリメルカプトベンゾキノン(下記式(7))、ポリ(1,4−ナフトキノン−5,8−ジイル)(下記式(8))、ポリ(アントラキノン−2,6−ジイル)(下記式(9))、ポリ(アントラキノン−1.4−ジイル)(下記式(10))、ポリ(2−メチルアントラキノン−1,4−ジイル)(下記式(11))が挙げられる。下記式において、nは、ポリマー形成の整数である。
なお、ポリマー皮膜電極2は、後述するプロトン濃度変化に寄与するために、表面積が大きい構成を有していることが好ましい。例えば、表面及び内部に微細孔を有した多孔質形状、ロット形状、ワイヤ形状等となっているものが好適である。
Next, the polymer film electrode 2 will be described.
The polymer film electrode 2 is formed from a polyquinone compound having at least one of benzoquinone, naphthoquinone, and anthraquinone as a monomer. That is, it is a polymer composed of repeating units of a benzoquinone derivative, a naphthoquinone derivative, and an anthraquinone derivative.
Specific examples include polybenzoquinone (following formula (6)), polymercaptobenzoquinone (following formula (7)), poly (1,4-naphthoquinone-5,8-diyl) (following formula (8)), poly ( Anthraquinone-2,6-diyl) (following formula (9)), poly (anthraquinone-1.4-diyl) (following formula (10)), poly (2-methylanthraquinone-1,4-diyl) (following formula (11)). In the following formula, n is an integer for polymer formation.
In addition, in order to contribute to the proton concentration change mentioned later, the polymer film electrode 2 preferably has a configuration with a large surface area. For example, those having a porous shape, a lot shape, a wire shape or the like having fine pores on the surface and inside are suitable.

Figure 2007304389
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ポリマー皮膜電極2は、所定のポリキノン化合物を膜形成することにより得られる。具体的には、電解重合法、ディップ、スピン、キャスト等のコーティング法により形成できる。
コーティング法により形成する場合、所定のポリキノン化合物を有機溶媒に溶解し、これを塗布する。有機溶媒としては、水、アルコール、アセトニトリル、プロピオニトリル、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、クロロホルム、ジクロロメタン、塩化メチレン、トルエン、テトラヒドロフラン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素等が適用できる。これらは単独で用いてもよく、適宜混合して用いてもよい。
電解重合法により、透明電極1上にポリマー皮膜電極2を形成する場合、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンの、少なくともいずれかのモノマーを溶解した電解液中で、酸化反応を起こさせることにより、ポリキノン膜を形成する。キノンモノマーとしては、例えば下記式(12)〜(14)に示す化合物が挙げられる。
The polymer film electrode 2 is obtained by forming a film of a predetermined polyquinone compound. Specifically, it can be formed by an electrolytic polymerization method, a coating method such as dip, spin, or cast.
When forming by a coating method, a predetermined polyquinone compound is dissolved in an organic solvent and applied. Organic solvents include water, alcohol, acetonitrile, propionitrile, halogenated hydrocarbons, ethers, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, chloroform, dichloromethane, methylene chloride, toluene, tetrahydrofuran, ester , Carbonates, ketones, hydrocarbons and the like can be applied. These may be used singly or may be mixed as appropriate.
When the polymer film electrode 2 is formed on the transparent electrode 1 by the electrolytic polymerization method, the polyquinone film is formed by causing an oxidation reaction in an electrolytic solution in which at least one of benzoquinone, naphthoquinone, and anthraquinone is dissolved. Form. Examples of the quinone monomer include compounds represented by the following formulas (12) to (14).

Figure 2007304389
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また、ポリマー皮膜電極2は、予めポリマー化したキノン化合物をコーティングすることにより形成してもよい。
この場合、ジハロゲン化したキノンモノマーを用いて重合反応を行うことによりポリキノンを得ることができる。
例えば、下記式(15)に示すジハロゲン化したキノンモノマーと、下記式(16)、(17)、(18)を用いて、適当な溶媒中で窒素雰囲気下で反応させ、ついで反応液に酸を添加して沈殿させることにより、上記式(10)で示したポリキノン化合物が得られる。
The polymer film electrode 2 may be formed by coating a quinone compound that has been polymerized in advance.
In this case, polyquinone can be obtained by performing a polymerization reaction using a dihalogenated quinone monomer.
For example, the dihalogenated quinone monomer represented by the following formula (15) and the following formulas (16), (17), and (18) are reacted in a suitable solvent under a nitrogen atmosphere, and then an acid is added to the reaction solution. Is added to precipitate the polyquinone compound represented by the above formula (10).

Figure 2007304389
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次に、有機色素3について説明する。
有機色素3は、ポリマー皮膜電極2の表面に膜として形成されていてもよく、電極内部に担持されていてもよい。
本発明において適用する有機色素3は、pHの変化に応じて発消色する材料である。
Next, the organic dye 3 will be described.
The organic dye 3 may be formed as a film on the surface of the polymer film electrode 2 or may be carried inside the electrode.
The organic dye 3 applied in the present invention is a material that develops and decolors according to changes in pH.

アルカリ性環境下で発色する有機色素材料の例を下記式(19)〜(23)に示す。   Examples of organic pigment materials that develop color in an alkaline environment are shown in the following formulas (19) to (23).

Figure 2007304389
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酸性環境下で発色する有機色素材料の例を下記式(24)〜(28)に示す。   Examples of organic pigment materials that develop color in an acidic environment are shown in the following formulas (24) to (28).

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上記有機色素をポリマー皮膜電極2に担持させる方法としては、ディップ法、スピン等のコーティング法、ポリキノンと同時にキャストする方法、電解重合によりポリマー化する方法、真空蒸着法等、従来公知の方法を適用できる。
上記有機色素を溶解する溶媒としては、例えば、水、アルコール、アセトニトリル、プロピオニトリル、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素等が適用できる。これらは、単独で用いてもよく、適宜混合して用いてもよい。
As a method for supporting the organic dye on the polymer film electrode 2, a conventionally known method such as a dipping method, a coating method such as spin, a method of casting simultaneously with polyquinone, a method of polymerizing by electrolytic polymerization, a vacuum deposition method, etc. is applied. it can.
Examples of the solvent for dissolving the organic dye include water, alcohol, acetonitrile, propionitrile, halogenated hydrocarbons, ethers, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, esters, and carbonates. , Ketones, hydrocarbons, etc. are applicable. These may be used singly or may be used in combination as appropriate.

なお、図1においては、充分な濃度の発色を得るために、図1のように表示電極を二層構成としたが、ポリマー皮膜電極2に担持させる有機色素量や材料を適宜選定したり調節したりすることにより、表示電極を単層としたり、あるいはさらに複数の層を積層したりしてもよい。
なお、表示電極を複数層構成とする場合、接続部14には、従来公知のプラスチック系接着剤を適宜使用できる。
In FIG. 1, in order to obtain a sufficient color density, the display electrode has a two-layer structure as shown in FIG. 1, but the amount and material of the organic dye supported on the polymer film electrode 2 are appropriately selected and adjusted. By doing so, the display electrode may be a single layer, or a plurality of layers may be further laminated.
When the display electrode has a multi-layer structure, a conventionally known plastic adhesive can be appropriately used for the connection portion 14.

電解質層13は、溶媒に支持電解質が溶解されたものとする。
支持電解質としては、例えばLiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiCF3SO3等のリチウム塩や、例えばKCl、KI、KBr等のカリウム塩や、例えばNaCl、NaI、NaBr等のナトリウム塩や、例えば、ほうフッ化テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ほう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、テトラブチルアンモニウムハライド等のテトラアルキルアンモニウム塩が挙げられる。
The electrolyte layer 13 is obtained by dissolving a supporting electrolyte in a solvent.
Examples of the supporting electrolyte include lithium salts such as LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , and LiCF 3 SO 3 , potassium salts such as KCl, KI, and KBr, and NaCl, NaI, NaBr, and the like. And tetraalkylammonium salts such as tetraethylammonium borofluoride, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium borofluoride, tetrabutylammonium perchlorate, and tetrabutylammonium halide.

電解質層13には、必要に応じて公知の酸化還元化合物を添加してもよい。
酸化還元物質としては、例えばフェロセン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、フェニレンジアミン誘導体等が適用できる。
溶媒としては、支持電解質を溶解し、上述した有機色素を溶解しないものを選択する。
例えば、水、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、炭酸プロピレン等から適宜選定する。
A known redox compound may be added to the electrolyte layer 13 as necessary.
As the redox substance, for example, a ferrocene derivative, a tetracyanoquinodimethane derivative, a benzoquinone derivative, a phenylenediamine derivative, or the like can be applied.
As the solvent, a solvent that dissolves the supporting electrolyte and does not dissolve the organic dye described above is selected.
For example, it is appropriately selected from water, acetonitrile, dimethylformamide, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate and the like.

また、電解質層13には、いわゆるマトリックス材を適用してもよい。
マトリックス材は、目的に応じて適宜選択でき、例えば、骨格ユニットがそれぞれ、−(C−C−O)n−、−(CC(CH3)−O)n−、−(C−C−N)n−、若しくは−(C−C−S)n−で表されるポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンスルフィドが挙げられる。
なお、これらを主鎖構造として、適宜枝分かれ構造を有していてもよい。また、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート等も好適である。
A so-called matrix material may be applied to the electrolyte layer 13.
Matrix material can be appropriately selected depending on the purpose, for example, skeletal unit respectively, - (CC-O) n -, - (CC (CH 3) -O) n -, - (CC-N ) n- , or-(C-C-S) n- , for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethyleneimine, and polyethylene sulfide.
In addition, you may have a branched structure suitably by making these into a principal chain structure. Polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, and the like are also suitable.

電解質層13は、高分子固体電解質層としてもよい。
なお、この場合、マトリックス材のポリマーに所定の可塑剤を添加することが好ましい。
可塑剤としては、マトリックスポリマーが親水性の場合には、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、及びこれらの混合物が好適であり、疎水性の場合には、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、スルフォラン、ジメトキシエタン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン、及びこれらの混合物が好適である。
The electrolyte layer 13 may be a polymer solid electrolyte layer.
In this case, it is preferable to add a predetermined plasticizer to the polymer of the matrix material.
As the plasticizer, when the matrix polymer is hydrophilic, water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and a mixture thereof are preferable. When the matrix polymer is hydrophobic, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, γ- Preferred are butyrolactone, acetonitrile, sulfolane, dimethoxyethane, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, n-methylpyrrolidone, and mixtures thereof.

対向電極12は、従来公知の電極体を適用できる。
例えば、所定の透明基板上に透明電極を形成した構成としてもよく、白金等の金属電極を適用してもよい。
本発明のエレクトロクロミック装置をカラー表示とし、これの視認性を高めるためには、対向電極12は透明であることが好ましく、単色でモノクロ表示とするときには、不透明であってもよい。
A conventionally known electrode body can be applied to the counter electrode 12.
For example, a transparent electrode may be formed on a predetermined transparent substrate, or a metal electrode such as platinum may be applied.
In order to make the electrochromic device of the present invention color display and increase the visibility thereof, the counter electrode 12 is preferably transparent, and may be opaque when monochrome display is made monochrome.

本発明のエレクトロクロミック装置10は、以下のようにして表示がなされる。
エレクトロクロミック装置10を構成する対の電極構造体11、12に、所定のリード線を結線し表示装置とする。
所定のリード線を通じて電極間に所定の電圧を印加すると、透明電極1と、この上に形成されたポリマー皮膜電極2を構成するポリキノンとの間で電子の受け渡しがなされ、ポリキノンがプロトンを取り込み、ケト型からエノール型へと変化する。これにより、電極近傍の電解質層のpHが変化し、このpH変化に伴って、有機色素材料が発消色反応を起こす。
なお、ポリキノンがプロトンを取り込むことにより、pH値は上昇するので、アルカリ発色型の上記式(19)〜(23)の有機色素は発色反応を起こし、酸発色型の上記式(24)〜(28)の有機色素は消色反応を起こす。
The electrochromic device 10 of the present invention displays as follows.
A predetermined lead wire is connected to the pair of electrode structures 11 and 12 constituting the electrochromic device 10 to form a display device.
When a predetermined voltage is applied between the electrodes through a predetermined lead wire, electrons are transferred between the transparent electrode 1 and the polyquinone constituting the polymer film electrode 2 formed thereon, and the polyquinone takes in protons, It changes from keto type to enol type. As a result, the pH of the electrolyte layer in the vicinity of the electrode changes, and the organic dye material causes a color-decoloring reaction with the change in pH.
Since the pH value rises when polyquinone takes in protons, the alkali coloring type organic dyes of the above formulas (19) to (23) cause a coloring reaction, and the acid coloring type of the above formulas (24) to ( The organic dye of 28) causes a decoloring reaction.

本発明のエレクトロクロミック装置は、図1に示した構成に限定されるものではなく、多色表示が可能な装置構成に応用することができる。
すなわち、図1に示すエレクトロクロミック構成と同様の構造であって、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)に発色する有機色素を適用して電極構造体を作製し、これら三層積層させることにより、フルカラー表示のエレクトロクロミック装置が得られる。
The electrochromic device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and can be applied to a device configuration capable of multicolor display.
That is, an electrode structure is produced by applying an organic dye that has the same structure as the electrochromic structure shown in FIG. 1 and colors yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). By laminating, an electrochromic device with full color display can be obtained.

本発明のエレクトロクロミック装置についての具体的な実施例と、比較例を挙げて説明する。
図1に示す構成のエレクトロクロミック装置のサンプルを作製する。
先ず、下記のようにして、ポリマー皮膜電極2作製用のポリキノン化合物を合成した。
Specific examples of the electrochromic device of the present invention and comparative examples will be described.
A sample of the electrochromic device having the configuration shown in FIG. 1 is prepared.
First, a polyquinone compound for preparing the polymer film electrode 2 was synthesized as follows.

(ポリキノン化合物の合成:式(7)に示す化合物) (Synthesis of polyquinone compound: compound represented by formula (7))

Figure 2007304389
Figure 2007304389

5−ヒドロキシ−1,3−ベンゾキサチオール−2−オン2.5gを、N2ガス雰囲気下で、2M水酸化ナトリウム水溶液25mlに溶解する。N2ガス雰囲気下、100℃で1時間反応させ、反応終了後室温まで冷却する。続いてN2ガス雰囲気下で、2M硫酸を二酸化炭素が生じるまで加える。次に、ジエチルエーテルを加えて攪拌しエーテルを採取する。これを3回繰り返して行う。
上記のようにして採取したエーテル溶液をひとまとめにし、溶媒を除去し、その後、クロロホルム/酢酸エチル=10:1混合溶媒で結晶化して、メルカプトヒドロキノンを得た。
2.5 g of 5-hydroxy-1,3-benzoxathiol-2-one is dissolved in 25 ml of 2M aqueous sodium hydroxide solution under N 2 gas atmosphere. The reaction is performed at 100 ° C. for 1 hour in an N 2 gas atmosphere, and the reaction is cooled to room temperature. Subsequently, 2M sulfuric acid is added under a N 2 gas atmosphere until carbon dioxide is produced. Next, diethyl ether is added and stirred to collect ether. This is repeated three times.
The ether solutions collected as described above were collected together, the solvent was removed, and then crystallized with a mixed solvent of chloroform / ethyl acetate = 10: 1 to obtain mercaptohydroquinone.

上記のようにして合成したメルカプトヒドロキノンを用いて、ITO電極上にポリメルカプトヒドロキノン膜を形成する。
先ず透明電極1としては、透明基板上にITO膜を形成したものを用いた。
対向電極12としては、白金線を用い、参照極に銀/塩化銀を用いて、+0.7Vの電圧により、メルカプトヒドロキノンの電解酸化重合を行った。
このとき、電解液としては、50mlのBritton-Robinson 緩衝液(pH7.0)と、0.09gのメルカプトヒドロキノンを溶解したエタノール溶液10mlの混合液を用い、電解酸化重合は、N2ガスを30分間通気して脱酸素した後、さらに30分間室温で攪拌しながら行った。
その後、乾燥処理、及びメタノール洗浄処理を施した。
上記のようにして作製したキノン膜形成基板を用いて、C−V測定を行ったところ、明確な酸化還元波が観察でき、透明電極1上に、目的とするポリキノン膜(メルカプトヒドロキノン)が形成されていることが確認された。
A polymercaptohydroquinone film is formed on the ITO electrode using the mercaptohydroquinone synthesized as described above.
First, as the transparent electrode 1, an ITO film formed on a transparent substrate was used.
As the counter electrode 12, electrolytic oxidation polymerization of mercaptohydroquinone was performed at a voltage of +0.7 V using a platinum wire and silver / silver chloride as a reference electrode.
At this time, as the electrolytic solution, a mixed solution of 50 ml of Britton-Robinson buffer (pH 7.0) and 10 ml of ethanol solution in which 0.09 g of mercaptohydroquinone was dissolved was used, and electrolytic oxidation polymerization was performed using 30 N 2 gas. After deoxygenating by aeration for 30 minutes, it was carried out with stirring at room temperature for another 30 minutes.
Thereafter, a drying process and a methanol washing process were performed.
When CV measurement was performed using the quinone film-formed substrate prepared as described above, a clear redox wave could be observed, and the desired polyquinone film (mercaptohydroquinone) was formed on the transparent electrode 1. It has been confirmed.

(ポリキノン化合物の合成:式(10)に示す化合物) (Synthesis of polyquinone compound: compound represented by formula (10))

Figure 2007304389
Figure 2007304389

2ガス雰囲気下で、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0価)1.8g、1,5−シクロオクタジエン0.624ml、2,2−ビピリジル1.032gをDMF84mlに溶解する。
1,4−ジクロロアントラキノン1.5gをDMF20mlに溶解し、この溶液をN2ガス雰囲気下の反応溶液に添加し、60℃、48時間反応させる。 反応終了後、冷却し、1M塩酸に反応液を滴下して、沈殿を生成させる。
沈殿をろ過により採取した後、得られた固形物を1M塩酸で2回洗浄し、次にメタノールで1回洗浄し、次に50℃のエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム水溶液で3回洗浄し、次に50℃の温水で洗浄、最後にメタノールで1回洗浄した。
得られた固形物をクロロホルムに溶解し、メタノールを滴下して結晶化して、上記式(10)の化合物を得た。
Under an N 2 gas atmosphere, 1.8 g of bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (zero valence), 0.624 ml of 1,5-cyclooctadiene and 1.032 g of 2,2-bipyridyl are dissolved in 84 ml of DMF. .
1.5 g of 1,4-dichloroanthraquinone is dissolved in 20 ml of DMF, and this solution is added to the reaction solution under an N 2 gas atmosphere and reacted at 60 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, the mixture is cooled, and the reaction solution is added dropwise to 1M hydrochloric acid to form a precipitate.
After collecting the precipitate by filtration, the solid obtained is washed twice with 1M hydrochloric acid, then once with methanol, then three times with aqueous 50 ° C. disodium ethylenediaminetetraacetate solution, then Washing with hot water at 50 ° C., and finally with methanol once.
The obtained solid was dissolved in chloroform, and methanol was added dropwise to crystallize to obtain the compound of the above formula (10).

得られた上記式(10)の化合物を、クロロホルムに溶解し、3wt%溶液とし、これを透明電極1上に、3000rpmの条件で10秒間スピンコートした。その後乾燥処理を施すことによりポリキノン膜が形成された透明電極が得られた。   The obtained compound of the above formula (10) was dissolved in chloroform to obtain a 3 wt% solution, which was spin-coated on the transparent electrode 1 for 10 seconds under the condition of 3000 rpm. The transparent electrode in which the polyquinone film | membrane was formed was obtained by performing a drying process after that.

上述のようにして作製した二種類のポリマー皮膜電極2上に、それぞれ有機色素をコートした。
有機色素3としては、式(22)に示す化合物を適用した。
An organic dye was coated on each of the two types of polymer film electrodes 2 produced as described above.
As the organic dye 3, a compound represented by the formula (22) was applied.

Figure 2007304389
Figure 2007304389

この有機色素をエタノールに溶解して飽和溶液とし、上記のようにして形成したポリマー皮膜電極2上に霧状に吹きつけた。その後乾燥処理を施し担持させた。   This organic dye was dissolved in ethanol to form a saturated solution, and sprayed in the form of a mist onto the polymer film electrode 2 formed as described above. Thereafter, it was dried and supported.

(電解質層用の溶液の調製)
電解質層13形成用の溶液としては、水に塩化カリウムを溶解させ、pH8.0に調整した溶液を用いた。
(Preparation of solution for electrolyte layer)
As a solution for forming the electrolyte layer 13, a solution in which potassium chloride was dissolved in water and adjusted to pH 8.0 was used.

(電極構造体の貼り合わせ)
上述のようにして作製した表示電極11と、対向電極12とを、厚さ50μmの熱可塑性フィルム接着剤を用いて接続部14を形成し、90℃に加熱して貼り合わせた。
このとき、後述する工程で電解液注入用の注入口を確保した。
(Lamination of electrode structure)
The connection part 14 was formed using the thermoplastic film adhesive with a thickness of 50 μm, and the display electrode 11 and the counter electrode 12 manufactured as described above were bonded to each other by heating to 90 ° C.
At this time, an inlet for injecting the electrolyte was secured in a process described later.

(セルの組み立て)
30×30×5mmのセルに、表示電極11と対向電極12を挿入する。次に電解液を注入した。
その後、セルの上部に蓋をし、エポキシ系の熱硬化樹脂で封止することにより、電解質層13を挟持した状態で対向する対の電極を有するエレクトロクロミック装置が得られた。
(Assembling the cell)
The display electrode 11 and the counter electrode 12 are inserted into a 30 × 30 × 5 mm cell. Next, an electrolytic solution was injected.
Thereafter, the upper part of the cell was covered and sealed with an epoxy thermosetting resin to obtain an electrochromic device having a pair of electrodes facing each other with the electrolyte layer 13 sandwiched therebetween.

(エレクトロクロミック装置のサンプルの評価)
〔実施例1〕
上記式(7)に示すポリキノン化合物によりポリマー皮膜電極2を形成した表示電極11を用いてエレクトロクロミック装置を作製した。
このエレクトロクロミック装置の、表示電極11と対向電極12の間に、−0.05Vの電圧を印加すると、直ちにマゼンダ発色が確認された。図2に発色時のスペクトルを示す。なお表示変更の応答速度は約800msであった。更に、電極間に0.20Vを印加すると再び直ちに透明となった。表示変更の応答速度は約900msであった。これにより発色・消色のいずれの反応においても実用上充分な速度であることが確かめられた。
更に、この例におけるエレクトロクロミック装置の表示電極11と対向電極12の間に、−0.05Vと0.20Vを交互に100回繰返し印加したところ、100回電圧印加を繰り返した後においても初期の状態とスペクトル形状の変化が殆ど見られず、実用上充分に優れた耐久性を有していることが確認された。
(Evaluation of electrochromic device samples)
[Example 1]
An electrochromic device was produced using the display electrode 11 in which the polymer film electrode 2 was formed from the polyquinone compound represented by the above formula (7).
When a voltage of −0.05 V was applied between the display electrode 11 and the counter electrode 12 of this electrochromic device, magenta color development was immediately confirmed. FIG. 2 shows the spectrum during color development. The display change response speed was about 800 ms. Further, when 0.20 V was applied between the electrodes, it became transparent again immediately. The response speed of the display change was about 900 ms. As a result, it was confirmed that the speed was practically sufficient in both the coloring and decoloring reactions.
Further, when -0.05V and 0.20V were alternately applied 100 times repeatedly between the display electrode 11 and the counter electrode 12 of the electrochromic device in this example, the initial value even after 100 times of voltage application was repeated. It was confirmed that there was almost no change in the state and spectrum shape, and the durability was sufficiently excellent in practical use.

〔実施例2〕
上記式(10)に示すポリキノン化合物によりポリマー皮膜電極2を形成した表示電極を用いてエレクトロクロミック装置を作製した。
このエレクトロクロミック装置の、表示電極11と対向電極12の間に、−0.05Vの電圧を印加したところ、直ちにマゼンダ発色が確認された。図3に発色時のスペクトルを示す。なお、表示変更の応答速度は850msであった。更に、電極間に0.20Vの電圧を印加したところ再び直ちに透明となった。表示変更の応答速度は900msであった。これにより発色・消色のいずれの反応においても実用上充分な速度であることが確かめられた。
更に、この例におけるエレクトロクロミック装置の表示電極11と対向電極12の間に、−0.05Vと0.20Vを交互に100回繰返し印加したところ、100回電圧印加を繰り返した後においても初期の状態とスペクトル形状の変化が殆ど見られず、実用上充分に優れた耐久性を有していることが確認された。
[Example 2]
An electrochromic device was produced using the display electrode in which the polymer film electrode 2 was formed from the polyquinone compound represented by the above formula (10).
When a voltage of -0.05 V was applied between the display electrode 11 and the counter electrode 12 of this electrochromic device, magenta color development was immediately confirmed. FIG. 3 shows the spectrum during color development. The response speed of the display change was 850 ms. Furthermore, when a voltage of 0.20 V was applied between the electrodes, it immediately became transparent again. The response speed of the display change was 900 ms. As a result, it was confirmed that the speed was practically sufficient in both the coloring and decoloring reactions.
Further, when -0.05V and 0.20V were alternately applied 100 times repeatedly between the display electrode 11 and the counter electrode 12 of the electrochromic device in this example, the initial value even after 100 times of voltage application was repeated. It was confirmed that there was almost no change in the state and spectrum shape, and the durability was sufficiently excellent in practical use.

上述した評価結果から明らかなように、本発明のエレクトロクロミック装置は、吸収波長幅が狭く、極めて明瞭かつ鮮鋭な発消色表示を可逆的に行うことができることが確かめられた。   As is clear from the evaluation results described above, it was confirmed that the electrochromic device of the present invention has a narrow absorption wavelength width and can reversibly display a very clear and sharp color display.

〔比較例〕
この例におけるエレクトロクロミック装置の概略構成図を図4に示す。
このエレクトロクロミック装置20は、透明基板21上に透明電極22が形成された電極41と、透明基板31上に透明電極32が形成された電極42とが、有機色素含有電解質層50を介して対向配置された構成を有している。
透明基板21、31、透明電極22、32としては、上記実施例と同様のものを適用する。
有機色素含有電解質層50には、下記式(29)に示す有機EC色素が含有されている。
[Comparative Example]
FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of the electrochromic device in this example.
In the electrochromic device 20, an electrode 41 in which a transparent electrode 22 is formed on a transparent substrate 21 and an electrode 42 in which a transparent electrode 32 is formed on a transparent substrate 31 are opposed to each other through an organic dye-containing electrolyte layer 50. It has an arranged configuration.
As the transparent substrates 21 and 31, and the transparent electrodes 22 and 32, the same ones as in the above embodiment are applied.
The organic dye-containing electrolyte layer 50 contains an organic EC dye represented by the following formula (29).

Figure 2007304389
Figure 2007304389

(表示側電極41の作製)
厚さ1.1mmのガラス製の透明基板21上に、平面的に15Ω/□のFTO膜よりなる透明電極22を形成した。
(有機色素含有電解質層50の作製)
過塩素酸リチウムをγブチロラクトンに溶解し、0.1M溶液を作製した。
次に、上記式(29)の化合物を10mmol/lとなるように、過塩素酸リチウム−γブチロラクトン電解質溶液に溶解した。
(Preparation of display-side electrode 41)
On the transparent substrate 21 made of glass having a thickness of 1.1 mm, a transparent electrode 22 made of an FTO film of 15Ω / □ was formed in a plane.
(Preparation of organic dye-containing electrolyte layer 50)
Lithium perchlorate was dissolved in γ-butyrolactone to prepare a 0.1M solution.
Next, the compound of the above formula (29) was dissolved in a lithium perchlorate-γ-butyrolactone electrolyte solution so as to be 10 mmol / l.

(対向側電極42の作製)
厚さ1.1mmのガラス製の透明基板31上に、平面的に15Ω/□のFTO膜よりなる透明電極32を形成した。
(Preparation of the counter electrode 42)
On a glass transparent substrate 31 having a thickness of 1.1 mm, a transparent electrode 32 made of a 15Ω / □ FTO film in a planar manner was formed.

(電極41、42の貼り合わせ)
表示側電極と対向側電極とを、厚さ50μmの熱可塑性フィルム接着剤を用いて、90℃で貼り合わせた。この際、後工程により電解液を注入できるように、一部分に注入口を形成した。
(Lamination of electrodes 41 and 42)
The display-side electrode and the counter-side electrode were bonded at 90 ° C. using a thermoplastic film adhesive having a thickness of 50 μm. At this time, an injection port was formed in a part so that the electrolyte solution could be injected in a later step.

(有機色素含有電解質溶液の注入)
上記有機色素を含有した電解質溶液を、注入口から注入し、その後エポキシ系の熱硬化樹脂を用いて封止し、目的とするエレクトロクロミック装置を得た。
(Injection of organic dye-containing electrolyte solution)
The electrolyte solution containing the organic dye was injected from the injection port and then sealed with an epoxy thermosetting resin to obtain a target electrochromic device.

(比較例のエレクトロクロミック装置の評価)
表示側電極41と、対向側電極42との間に、−1.8Vの電圧を印加したところ、青色の発色を示した。このときの発色スペクトルを図5に示す。
図5から明らかなように、比較例のエレクトロクロミック装置は、上述した本発明のエレクトロクロミック装置の発色スペクトルに比較すると、吸収波長幅が極めてブロードであることがわかる。これは複数のエレクトロクロミック素子を用いてフルカラー表示可能な構成とする場合に混色が生じるおそれが高く、鮮鋭かつ明瞭な画像表示を行うことが困難である。
(Evaluation of Comparative Example Electrochromic Device)
When a voltage of −1.8 V was applied between the display-side electrode 41 and the counter-side electrode 42, blue color was exhibited. The color development spectrum at this time is shown in FIG.
As is apparent from FIG. 5, it can be seen that the electrochromic device of the comparative example has an extremely broad absorption wavelength width as compared with the color spectrum of the electrochromic device of the present invention described above. This is highly likely to cause color mixing when a plurality of electrochromic elements are used to enable full color display, and it is difficult to display a sharp and clear image.

上述したことから明らかなように、本発明によれば、透明電極上にポリキノン化合物膜からなるポリマー皮膜電極を形成し、このポリキノン化合物の構造変化による電解質層のpH変化を利用して有機色素を発消色させる構成としたことにより、鮮鋭な色調で、安定かつ優れた耐久性をもって画像表示可能なエレクトロクロミック装置を提供できた。   As is clear from the above, according to the present invention, a polymer film electrode made of a polyquinone compound film is formed on a transparent electrode, and an organic dye is applied by utilizing the pH change of the electrolyte layer due to the structural change of the polyquinone compound. By adopting a structure for causing color development and decoloration, it was possible to provide an electrochromic device capable of displaying an image with a sharp color tone and having a stable and excellent durability.

本発明のエレクトロクロミック装置の一例の概略構成図を示す。The schematic block diagram of an example of the electrochromic apparatus of this invention is shown. 式(7)の化合物を適用した場合の発色時の可視吸収スペクトルを示す。The visible absorption spectrum at the time of coloring at the time of applying the compound of Formula (7) is shown. 式(10)の化合物を適用した場合の発色時の可視吸収スペクトルを示す。The visible absorption spectrum at the time of color development at the time of applying the compound of a formula (10) is shown. 比較例におけるエレクトロクロミック装置の概略構成図を示す。The schematic block diagram of the electrochromic apparatus in a comparative example is shown. 式(29)の化合物を適用した場合の発色時の可視吸収スペクトルを示す。The visible absorption spectrum at the time of color development at the time of applying the compound of a formula (29) is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1……透明電極、2……ポリマー皮膜電極、3……有機色素、10……エレクトロクロミック装置、11……表示電極、12……対向電極、13……電解質層、14……接続部、20……エレクトロクロミック装置、21,31……透明基板、22,32……透明電極、41,42……電極、50……有機色素含有電解質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent electrode, 2 ... Polymer film electrode, 3 ... Organic pigment | dye, 10 ... Electrochromic device, 11 ... Display electrode, 12 ... Counter electrode, 13 ... Electrolyte layer, 14 ... Connection part, 20 ... Electrochromic device, 21, 31 ... Transparent substrate, 22, 32 ... Transparent electrode, 41, 42 ... Electrode, 50 ... Organic dye-containing electrolyte layer

Claims (3)

透明電極を具備する表示電極と、対向電極とが、電解質層を介して配置されており、
前記表示電極を構成する透明電極の上に、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンの少なくともいずれかをモノマーとするポリキノン化合物からなるポリマー皮膜電極が形成されており、
前記ポリマー皮膜電極の上、又はポリマー皮膜電極中に、pH変化に応じて発消色する有機色素が担持されており、
前記表示電極と前記対向電極との間に電圧を印加して、前記有機色素の可逆的な発消色反応による表示を行うことを特徴とするエレクトロクロミック装置。
A display electrode having a transparent electrode and a counter electrode are arranged via an electrolyte layer,
On the transparent electrode constituting the display electrode, a polymer film electrode made of a polyquinone compound having at least one of benzoquinone, naphthoquinone, and anthraquinone as a monomer is formed,
On the polymer film electrode or in the polymer film electrode, an organic dye that develops color in response to pH change is supported,
An electrochromic device, wherein a voltage is applied between the display electrode and the counter electrode to perform display by a reversible color-decoloring reaction of the organic dye.
前記ポリキノン化合物が、下記一般式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の少なくとも一種からなるものであることを特徴とする請求項1に記載のエレクトロクロミック装置。
Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

但し、nはポリマー形成の整数であり、一般式(5)において、Xは、水素原子、あるいは脂肪族炭化水素基、Yは、水素原子、脂肪族炭化水素基、エーテル基、ヒドロキシ基のいずれかを表す。
The electrochromic device according to claim 1, wherein the polyquinone compound is composed of at least one of the following general formulas (1), (2), (3), (4), and (5).
Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

Figure 2007304389

However, n is an integer for polymer formation. In the general formula (5), X is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, and Y is any of a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an ether group, or a hydroxy group. Represents
前記透明基板とポリマー皮膜電極との間に多孔質電極が形成されており、当該多孔質電極が、メソポーラス形状、粒子集合体状、ロット形状、ワイヤ形状の、金属、半導体材料、あるいは導電性高分子により形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック装置。
A porous electrode is formed between the transparent substrate and the polymer film electrode, and the porous electrode has a mesoporous shape, a particle aggregate shape, a lot shape, a wire shape, a metal, a semiconductor material, or a highly conductive material. The electrochromic device according to claim 1, wherein the electrochromic device is formed of molecules.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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