JP2501133B2 - Electrochromic device - Google Patents

Electrochromic device

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JP2501133B2
JP2501133B2 JP2401972A JP40197290A JP2501133B2 JP 2501133 B2 JP2501133 B2 JP 2501133B2 JP 2401972 A JP2401972 A JP 2401972A JP 40197290 A JP40197290 A JP 40197290A JP 2501133 B2 JP2501133 B2 JP 2501133B2
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Japan
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electrochromic device
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oxide
organic
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俊哉 杉本
敏宏 是本
健 井上
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエレクトロクロミック素
子に関する。
This invention relates to electrochromic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶素子に代わる表示素子材料と
して、エレクトロクロミック素子が注目されている。こ
れは、エレクトロクロミック素子が、液晶素子に比べて
視覚依存性がなく、表示が鮮明であり、またメモリ−効
果があるため電力を消費しないで表示を続けることがで
きるという利点を有しているからである。
2. Description of the Related Art In recent years, electrochromic devices have been attracting attention as display device materials replacing liquid crystal devices. This has the advantage that the electrochromic element has less visual dependency than the liquid crystal element, the display is clear, and the memory effect allows the display to continue without power consumption. Because.

【0003】エレクトロクロミック素子とは、印加した
電圧、電流の値によって材料の光吸収特性が変化して変
色するというエレクトロクロミズムを利用したものであ
り、このような性質を持つ材料としては無機系材料から
なるものと、有機系材料からなるものとに大別できる。
無機系材料としては、酸化タングステン等の遷移金属の
酸化物やプルシアンブルー等の錯体がおもに研究されて
いる。また、有機系材料としてはフタロシアニン、ビオ
ローゲン錯体、導電性高分子材料等が研究されている。
The electrochromic element utilizes electrochromism in which the light absorption characteristics of the material change and discolor depending on the value of the applied voltage and current, and an inorganic material is a material having such properties. Can be roughly divided into those consisting of and organic materials.
As inorganic materials, oxides of transition metals such as tungsten oxide and complexes such as Prussian blue have been mainly studied. Further, as organic materials, phthalocyanine, viologen complex, conductive polymer materials and the like have been studied.

【0004】無機系材料からなるエレクトロクロミック
素子の変色は、一般に遷移金属の電荷移動により光吸収
特性が変化することによって起こる。このため、色変化
の応答速度は有機系材料からなるものに比べると速い
が、電荷移動反応においてプロトンが関与することが多
いために電極の劣化が起こりやすい。また、有機系材料
からなるものに比べると、色調が乏しいという欠点があ
る。
Discoloration of an electrochromic device made of an inorganic material is generally caused by a change in light absorption characteristics due to charge transfer of a transition metal. Therefore, the response speed of the color change is faster than that of the organic material, but since the protons are often involved in the charge transfer reaction, the electrode is likely to deteriorate. In addition, there is a defect that the color tone is poor as compared with those made of organic materials.

【0005】一方、有機系材料からなる素子において
は、例えば、フタロシアニンを用いた場合、基板への蒸
着によって発色層を形成することは可能であるが、電極
との密着性に問題があり、素子の劣化、色むらの原因と
なる。これに対し、導電性高分子を用いた場合には、密
着性のよい膜の形成が容易で、しかも大面積化が可能で
あるという利点を持っている。
On the other hand, in the case of an element made of an organic material, for example, when phthalocyanine is used, it is possible to form a color forming layer by vapor deposition on a substrate, but there is a problem in adhesion to the electrode, and Cause deterioration and uneven color. On the other hand, when a conductive polymer is used, there is an advantage that a film having good adhesion can be easily formed and the area can be increased.

【0006】導電性高分子に関しては、これまでに種々
の提案がなされており、例えば、特開昭61−2380
28号公報にはポリアニリン、ポリピロール、ポリチオ
ェン等のフィルムを使用することが提案されている。し
かしながら、上記フィルムを用いる方法は、膜厚が不均
一なため、色むらを起こすという欠点があった。
Various proposals have been made so far regarding conductive polymers, for example, JP-A-61-2380.
In Japanese Patent No. 28, it is proposed to use a film of polyaniline, polypyrrole, polythioene or the like. However, the method using the above-mentioned film has a drawback that uneven color is caused because the film thickness is not uniform.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記欠
点に鑑み、色むらのないエレクトロクロミック素子を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrochromic device having no color unevenness in view of the above drawbacks.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明で使用される透明
電極は、透明なものであれば特に限定されるものではな
く、例えば、スズがド−プされた酸化インジウム(以
下、ITOという)、酸化スズ、酸化インジウム、酸化
チタン等の半導体薄膜、金、銀等の金属薄膜、これらの
薄膜が透明基板に積層されたものなどがあげられる。
The transparent electrode used in the present invention is not particularly limited as long as it is transparent. For example, indium oxide doped with tin (hereinafter referred to as ITO). Examples thereof include semiconductor thin films of tin oxide, indium oxide, titanium oxide, etc., metal thin films of gold, silver, etc., and those in which these thin films are laminated on a transparent substrate.

【0009】上記透明基板に使用される材料としては、例え
ば、ガラスおよびアクリル系、ビニル系、ポリオレフィ
ン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカ−ボネ−
ト系等の高分子があげられる。本発明で使用される対向
電極は、従来公知の任意の電極が使用でき、上記透明電
極以外に、例えば、金属板、無定型酸化タングステン−
鉄錯体、遷移金属酸化物−カ−ボン焼結体、酸化マンガ
ン等が好適に使用される。
[0009] Examples of materials used for the transparent substrate include glass and acrylics, vinyls, polyolefins, polyesters, polyamides, and polycarbonate.
Polymers such as G-type are listed. As the counter electrode used in the present invention, any conventionally known electrode can be used, and in addition to the transparent electrode, for example, a metal plate, amorphous tungsten oxide-
An iron complex, a transition metal oxide-carbon sintered body, manganese oxide, etc. are preferably used.

【0010】本発明のエレクトロクロミック素子は、上
記透明電極と対向電極の間に有機発色層と電解質層が設
けられている。上記有機発色層は、下記一般式で表され
る構成単位を主体とするアセチレン系高分子となされて
いる。
In the electrochromic device of the present invention, an organic coloring layer and an electrolyte layer are provided between the transparent electrode and the counter electrode. The organic color-developing layer is made of an acetylene-based polymer mainly composed of a structural unit represented by the following general formula.

【0011】[0011]

【化2】 式中、R1 、R2 、R3 は水素、炭素数10以下のアル
キル基、あるいは炭素数10以下のアルコキシ基であ
り、R1 、R2 、R3 のうち少なくとも1つはアルコキ
シ基である。なお、R1 、R2 、R3 は、それぞれ同一
の基であっても、異なった基であってもよい。
Embedded image In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen, an alkyl group having 10 or less carbon atoms, or an alkoxy group having 10 or less carbon atoms, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group. is there. Note that R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different groups.

【0012】上記アセチレン系高分子としては、例え
ば、ポリ(o−メトキシフェニルアセチレン)、ポリ
(p−メトキシフェニルアセチレン)、ポリ(o−エト
キシフェニルアセチレン)、ポリ(p−エトキシフェニ
ルアセチレン)、ポリ〔(4−メトキシ−2,5−ジメ
チルフェニル)アセチレン〕等があげられる。上記アセ
チレン系高分子の製造方法は任意の方法が採用されてよ
く、例えば、Journal of Polymer Science:Part A:Poly
mer Chemistry,Vol.27,4267-4279(1989)に記載されてい
る方法があげられる。
Examples of the acetylene-based polymer include poly (o-methoxyphenylacetylene), poly (p-methoxyphenylacetylene), poly (o-ethoxyphenylacetylene), poly (p-ethoxyphenylacetylene), and poly (p-ethoxyphenylacetylene). Examples include [(4-methoxy-2,5-dimethylphenyl) acetylene] and the like. Any method may be adopted as the method for producing the acetylene-based polymer, for example, Journal of Polymer Science: Part A: Poly.
mer Chemistry, Vol.27, 4267-4279 (1989).

【0013】本発明で使用される電解質層は、固層であ
ってもよいし、液層であってもよく、例えば、下記のも
のがあげられる。 (1) 酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン等の無機誘
電体薄膜。 (2) 過塩素酸リチウム、ホウフッ酸テトラエチルアンモ
ニウム、ヨウ化リチウム等の電解質とポリビニルアルコ
−ル、ポリビニルブチラ−ル、ポリエチレンオキサイド
等の樹脂成分を、両者が可溶な溶媒に溶解した後、溶媒
を除去することによって得られる高分子電解質。
(3) 上記高分子電解質をアセトニトリル、ニトロメタン
等の有機溶媒に溶解した液層電解質。
The electrolyte layer used in the present invention may be a solid layer or a liquid layer, and examples thereof include the following. (1) Inorganic dielectric thin films such as tantalum oxide, niobium oxide, and titanium oxide. (2) Lithium perchlorate, tetraethylammonium borofluoride, electrolytes such as lithium iodide and polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, resin components such as polyethylene oxide, after both are dissolved in a soluble solvent, A polymer electrolyte obtained by removing a solvent.
(3) A liquid layer electrolyte in which the above polymer electrolyte is dissolved in an organic solvent such as acetonitrile or nitromethane.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (実施例1) ポリ(o−メトキシフェニルアセチレン)1g をトルエ
ン20mlに溶解した溶液を、ITOが蒸着されたガラ
ス板よりなる透明電極のITO層上にスピンコ−トし、
乾燥して有機発色層を積層した。
Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 A solution prepared by dissolving 1 g of poly (o-methoxyphenylacetylene) in 20 ml of toluene was spin-coated on an ITO layer of a transparent electrode made of a glass plate on which ITO was deposited,
It dried and the organic coloring layer was laminated.

【0015】次に、過塩素酸リチウム1g とポリエチレ
ンオキサイド3g を、アセトニトリル/水=1/1(体
積比)からなる混合溶媒に溶解し、ITOが蒸着された
ポリレチレンフタレ−トフィルムよりなる対向電極のI
TO層上に塗布、乾燥して電解質層を積層した。上記透
明電極と対向電極を、有機発色層と電解質層が接するよ
うに重ね合わせ、透明電極を陽極とし、対向電極を陰極
として、両極間に3Vの電圧を印加したところ、有機発
色層は褐色から淡灰色に変化し、−3Vの電圧を印加し
たところ淡灰色から褐色に変化した。なお、変化した色
には、色むらはみられなかった。
Next, 1 g of lithium perchlorate and 3 g of polyethylene oxide were dissolved in a mixed solvent of acetonitrile / water = 1/1 (volume ratio) to form a polyretylene phthalate film on which ITO was deposited. Counter electrode I
An electrolyte layer was laminated by coating on the TO layer and drying. The transparent electrode and the counter electrode were superposed so that the organic coloring layer and the electrolyte layer were in contact with each other, and the transparent electrode was used as an anode, the counter electrode was used as a cathode, and a voltage of 3 V was applied between both electrodes. The color changed to light gray, and when a voltage of -3 V was applied, the color changed from light gray to brown. No color unevenness was observed in the changed color.

【0016】また、3Vと−3Vの間で繰り返し電位を
変化させると、可逆的に褐色〜淡灰色の色変化が起こっ
た。
When the potential was repeatedly changed between 3V and -3V, reversible color change from brown to light gray occurred.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のエレクトロクロミック素子は、
前述した構成となされているから、印加電圧の差による
色変化の鮮明さ、色の均一さ等が優れる。また、発色層
に用いられる材料は有機溶媒に可溶なため、コ−ティン
グによって容易に大面積のものが得られる。
The electrochromic device of the present invention is
Because of the above-described configuration, the sharpness of color change due to the difference in applied voltage and the uniformity of color are excellent. Further, since the material used for the color forming layer is soluble in an organic solvent, a large area can be easily obtained by coating.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】透明電極と対向電極の間に有機発色層と電
解質層が設けられているエレクトロクロミック素子にお
いて、上記発色層が下記一般式で表される構成単位を主
体とするアセチレン系高分子であることを特徴とするエ
レクトロクロミック素子。 【化1】 (式中、R1 、R2 、R3 は水素、炭素数10以下のア
ルキル基、あるいは炭素数10以下のアルコキシ基であ
り、R1 、R2 、R3 のうち少なくとも1つはアルコキ
シ基である)
1. An electrochromic device in which an organic coloring layer and an electrolyte layer are provided between a transparent electrode and a counter electrode, wherein the coloring layer is mainly composed of a structural unit represented by the following general formula. Is an electrochromic device. Embedded image (In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen, an alkyl group having 10 or less carbon atoms, or an alkoxy group having 10 or less carbon atoms, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group. Is)
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