JP3034328B2 - エレクトロクロミック素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１０】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。

【００１１】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(I) 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。

【００１２】

【化３】

【００１３】式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ は水素、炭素数１
０以下のアルキル基、炭素数１０以下のペルフルオロア
ルキル基、炭素数６以下のアルキルアミノ基および下記
一般式(II)で表される置換シリル基であり、Ｒ¹ 、
Ｒ² 、Ｒ³ のうち少なくとも１つは一般式(II)で表され
る置換シリル基である。

【００１４】

【化４】

【００１５】式中、Ｒ ⁴、Ｒ ⁵、Ｒ ⁶は水素、炭素数１
０以下のアルキル基、炭素数１０以下のペルフルオロア
ルキル基、炭素数６以下のアルキルアミノ基、アリール
基、アリールオキシ基、およびベンジル基を示し、
Ｒ ⁴、Ｒ ⁵、Ｒ ⁶のうち少なくとも１つはアリール基、
アリールオキシ基、およびベンジル基よりなる群より選
ばれる有機基である。

【００１６】上記アセチレン系高分子としては、例え
ば、ポリ〔ｏ−（ジメチルフェニルシリル）フェニルア
セチレン〕、ポリ〔ｐ−（ジメチルフェニルシリル）フ
ェニルアセチレン〕、ポリ〔ｏ−（ジフェニルメチルシ
リル）フェニルアセチレン〕、ポリ〔ｐ−（ジフェニル
メチルシリル）フェニルアセチレン〕、ポリ〔ｏ−（ト
リフェニルシリル）フェニルアセチレン〕、ポリ〔ｐ−
（トリフェニルシリル）フェニルアセチレン〕、ポリ
〔ｏ−（トリルジメチルシリル）フェニルアセチレ
ン〕、ポリ〔ｐ−（トリルジメチルシリル）フェニルア
セチレン〕、ポリ〔ｏ−（ベンジルジメチルシリル）フ
ェニルアセチレン〕、ポリ〔ｐ−（ベンジルジメチルシ
リル）フェニルアセチレン〕、ポリ〔ｏ−（フェネチル
ジメチルシリル）フェニルアセチレン〕、ポリ〔ｐ−
（フェネチルジメチルシリル）フェニルアセチレン〕等
があげられる。

【００１７】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、特開昭６３−９２６
１９に記載されている方法があげられる。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。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）ポリ〔ｏ−（ジメチルフェニルシリル）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。

【００１９】次に、過塩素酸リチウム２．１４ｇを炭酸
プロピレン１００ｍｌに溶解して電解質溶液を調整し
た。上記有機発色層が積層された透明電極の有機発色層
側に対向電極を重ね合わせる際、有機発色層と電解質溶
液が接するように、ガラススペ−サ−を介して有機発色
層と対向電極間に電解質溶液を封入した。

【００２０】透明電極を陽極とし、対向電極を陰極とし
て、両極間に２．４Ｖの電圧を印加したところ、有機発
色層は赤紫色から無色透明に変化し、−２．４Ｖの電圧
を印加したところ、無色透明から赤紫色に変化した。な
お、変化した色には、色むらはみられなかった。また、
２．４Ｖと−２．４Ｖの間で繰り返し電位を変化させる
と、可逆的に赤紫色〜無色透明の色変化が起こった。

【００２１】

【発明の効果】本発明のエレクトロクロミック素子は、
上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。

【００２２】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。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極と対抗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（Ｉ）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 、Ｒ ²、Ｒ ³は水素、炭素数10以下のアル
   キル基、炭素数10以下のペルフルオロアルキル基、炭素
   数6 以下のアルキルアミノ基および下記一般式（ＩＩ）
   で表される置換シリル基を示し、Ｒ¹ 、Ｒ ²、Ｒ ³のう
   ち少なくとも１つは一般式（ＩＩ）で表される置換シリ
   ル基を示し、Ｒ¹ 、Ｒ ²、Ｒ ³のうち少なくとも１つは
   一般式（ＩＩ）で表される置換シリル基） 【化２】 （式中、Ｒ ⁴、Ｒ ⁵、Ｒ ⁶は水素、炭素数１０以下のア
   ルキル基、炭素数１０以下のペルフルオロアルキル基、
   炭素数６以下のアルキルアミノ基、アリール基、アリー
   ルオキシ基、及びベンジル基を示し、Ｒ ⁴、Ｒ ⁵、Ｒ ⁶
   のうち少なくとも１つはアリール基、アリールオキシ
   基、およびベンジル基よりなる群より選ばれる有機基）