JPH0320159B2 - - Google Patents

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JPH0320159B2
JPH0320159B2 JP62025874A JP2587487A JPH0320159B2 JP H0320159 B2 JPH0320159 B2 JP H0320159B2 JP 62025874 A JP62025874 A JP 62025874A JP 2587487 A JP2587487 A JP 2587487A JP H0320159 B2 JPH0320159 B2 JP H0320159B2
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JP
Japan
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layer
potential
ecd
electrode
electrolytic
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JP62025874A
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Japanese (ja)
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Inventor
Noboru Koyama
Satoshi Kunimura
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、エレクトロクロミツク素子に係
り、特に発色時に高い遮光性を示しかつ消色時に
はほぼ完全に無色透明となるエレクトロクロミツ
ク層を有するエレクトロクロミツク素子に関す
る。
Detailed Description of the Invention "Industrial Application Field" The present invention relates to an electrochromic device, and in particular has an electrochromic layer that exhibits high light-shielding properties when colored and becomes almost completely colorless and transparent when decolored. Related to electrochromic devices.

「従来技術とその問題点」 従来より、エレクトロクロミツク素子
(Electro Chromic Device;以下、ECDと略称
する。)としては、種々のものが提案されており、
その代表的なものとしては、例えば次のようなも
のがある。
"Prior art and its problems" Various electrochromic devices (hereinafter abbreviated as ECD) have been proposed in the past.
Typical examples include the following:

(1) 電極基板上に、例えば三酸化タングステン
(WO3)などの無機材料を真空蒸着法、スパツ
タリング法等の物理蒸着法などによつて蒸着し
た薄膜をエレクトロクロミツク層(以下、EC
層と言う。)として用いたもの。
(1) An electrochromic layer (hereinafter referred to as EC) is a thin film of an inorganic material such as tungsten trioxide (WO 3 ) deposited on an electrode substrate by a physical vapor deposition method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
It's called a layer. ) used as

(2) 電極基板上に、ビオロゲン、ピラゾリンなど
の色素材料を薄く塗布し、この塗膜をEC層と
して用いたもの。
(2) A dye material such as viologen or pyrazoline is thinly applied onto the electrode substrate, and this coating is used as the EC layer.

(3) 電極基板上に、電解重合法などによつてポリ
チオフエン、ポリピロールなどの導電性有機重
合体からなる薄膜を形成し、これをEC層とし
て用いたもの。
(3) A thin film made of a conductive organic polymer such as polythiophene or polypyrrole is formed on an electrode substrate using an electrolytic polymerization method, and this is used as an EC layer.

ところで、一般に、上記のようなEC層を形成
するEC材料は、電気化学的な酸化もしくは還元
により、発色と消色とを短時間のうちに交互に繰
り返せることから、表示素子としての用途の他に
調光ガラス、光シヤツタなどへの応用が期待され
ている。
By the way, in general, the EC material that forms the EC layer as described above can alternately develop and decolor in a short period of time through electrochemical oxidation or reduction, so it can be used for other purposes besides display elements. It is expected to be applied to light control glass, optical shutters, etc.

ところが、EC層にWO3などの無機材料を用い
たECDを例えば調光ガラスに応用しようとして
も、EC層の形成を物理蒸着法などに拠つている
ため、EC層を大面積に形成するには、EC層の電
極基板(ターゲツト)や製造装置の真空室などの
大型化が必要となり、製造コストの高騰を招く不
都合がある。
However, even if an attempt is made to apply ECD using an inorganic material such as WO 3 for the EC layer to light control glass, it is difficult to form the EC layer over a large area because the EC layer is formed using a physical vapor deposition method. In this case, it is necessary to increase the size of the electrode substrate (target) of the EC layer and the vacuum chamber of the manufacturing equipment, which inconveniently leads to a rise in manufacturing costs.

また、EC層にビオロゲンなどの色素系材料を
用いたECDでは、EC材料としての色素が支持電
解質に対して不溶化することで発色し、可溶化す
ることで消色しているため、長期使用すると、可
溶と不溶との可逆性に問題が生じることがあり、
表示寿命に不安がある。
In addition, in ECDs that use dye-based materials such as viologen in the EC layer, the dye in the EC material develops color when it becomes insolubilized in the supporting electrolyte, and discolors when it becomes solubilized. , there may be problems with the reversibility of soluble and insoluble,
I am concerned about the display lifespan.

これらに対して電解重合法によつて形成された
ポリチオフエンなどの導電性有機重合体からなる
EC層を用いたECDは、EC層が表示安定性に優れ
ており、また大面積の電極基板上にEC層を容易
に形成できることから、コスト的にも有利である
などの点で注目されている。しかしながら、この
タイプのECDに用いられている従来のEC材料で
は、その発色が赤色、青色、黄色、赤茶色などに
限られ、例えば遮光ガラスに好適な色として遮光
性に加え高級感に富むブロンズブラウンが得られ
ない不満があつた。また、消色時のEC層では、
発色時の色が消えずに残つてしまい、完全に消色
することがないなどの問題もあつた。
In contrast, it is made of conductive organic polymers such as polythiophene formed by electrolytic polymerization.
ECDs using an EC layer are attracting attention because the EC layer has excellent display stability and because the EC layer can be easily formed on a large-area electrode substrate, it is cost-effective. There is. However, the conventional EC materials used in this type of ECD are limited to colors such as red, blue, yellow, and reddish-brown.For example, bronze is a color suitable for light-shielding glass, which has a high-class feel in addition to its light-shielding properties. There was some dissatisfaction with not being able to get Brown. In addition, in the EC layer during decolorization,
There were also problems such as the color at the time of coloring remained and was not completely erased.

「問題点を解決するための手段」 この発明では、そのEC層を形成するEC材料と
して、O−アミノフエノールおよびその誘導体を
電解重合して得られる導電性有機重合体を用いる
ことをその解決手段とした。
"Means for solving the problem" In this invention, the solution is to use a conductive organic polymer obtained by electrolytic polymerization of O-aminophenol and its derivatives as the EC material forming the EC layer. And so.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明を詳しく説明す
る。
``Example'' The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、この発明のECDの一例を示すもの
である。このECDは、動作極用導電性基板1と
対極用導電性基板2とEC層3から概略構成され
ている。
FIG. 1 shows an example of the ECD of the present invention. This ECD is roughly composed of a conductive substrate 1 for an active electrode, a conductive substrate 2 for a counter electrode, and an EC layer 3.

動作極用導電性基板1は、透明なガラス板4の
一面に、例えば酸化インジウム・スズ(ITO)、
酸化スズ(SnO2)、酸化インジウム(In2O3)等
の透明導電性金属酸化物、金、白金、アルミニウ
ム、クロムなどの金属あるいはシリコン、ガリウ
ムヒ素などの半導体等を真空蒸着法あるいはスパ
ツタリング法などの方法によつて薄膜状に形成し
た動作極5が設けられているものである。また、
対極用導電性基板2は、上記基板1とほぼ同様
に、透明なガラス板6の一面に、上記透明導電性
金属酸化物あるいは金属などからなる対極7が蒸
着によつて薄膜状に形成されてなるものである。
そして、これら両導電性基板1と2は、動作極5
と対極7とが互いに対向するような位置関係に配
置されている。
The conductive substrate 1 for the working electrode is made of, for example, indium tin oxide (ITO), on one side of the transparent glass plate 4.
Transparent conductive metal oxides such as tin oxide (SnO 2 ) and indium oxide (In 2 O 3 ), metals such as gold, platinum, aluminum, and chromium, and semiconductors such as silicon and gallium arsenide are deposited using vacuum evaporation or sputtering methods. The working electrode 5 is provided in the form of a thin film by a method such as that described above. Also,
The counter electrode conductive substrate 2 is substantially similar to the substrate 1 described above, in which a counter electrode 7 made of the transparent conductive metal oxide or metal is formed in the form of a thin film on one surface of a transparent glass plate 6 by vapor deposition. It is what it is.
These both conductive substrates 1 and 2 are connected to the working electrode 5.
and counter electrode 7 are arranged in a positional relationship such that they face each other.

そして、動作極用導電性基板1の動作極5上に
は、O−アミノフエノールおよびその誘導体を電
解重合して得られる導電性有機重合体からなる薄
膜状のEC層3が形成されている。
A thin film-like EC layer 3 made of a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenol and its derivatives is formed on the working electrode 5 of the working electrode conductive substrate 1.

上記のO−アミノフエノールおよびその誘導体
(以下、O−アミノフエノール類と言う。)として
は、 一般式 〔式中、R1、R2およびR3はいずれもCnH2n+1
(但し、n=0、1、2、3である。)で示される
有機基である。〕で表されるものが挙げられ、具
体的には、例えばO−アミノフエノール、2−ア
ミノ−3−メチルフエノール、2−アミノ−6−
メチルフエノール、2−メチルアミノフエノール
などが用いられるが、これらに限定されるもので
はない。
The above O-aminophenols and their derivatives (hereinafter referred to as O-aminophenols) have the general formula [In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are all CnH 2 n+ 1
(However, n=0, 1, 2, 3). ], specifically, for example, O-aminophenol, 2-amino-3-methylphenol, 2-amino-6-
Methylphenol, 2-methylaminophenol and the like are used, but are not limited thereto.

また、両導電性基板1,2間には、スペーサ
8,8がそれぞれ配置され、これらスペーサ8,
8と対極7とEC層3とに囲まれた密閉空間には、
支持電解質を含む溶媒9が封入されている。そし
て、上記のスペーサ8,8としては、各種のプラ
スチツクスが使用でき、これらスペーサ8,8と
上記両導電性基板1,2との〓間の封止には、エ
ポキシ樹脂や低融点ガラスなどが用いられる。
Further, spacers 8, 8 are arranged between both conductive substrates 1, 2, respectively, and these spacers 8,
In the sealed space surrounded by 8, the counter electrode 7, and the EC layer 3,
A solvent 9 containing a supporting electrolyte is enclosed. Various types of plastics can be used as the spacers 8, 8, and epoxy resin, low-melting glass, etc. can be used to seal between the spacers 8, 8 and the conductive substrates 1, 2. is used.

次に、このような構成のECDを製造する方法
の一例について説明する。まず、透明なガラス板
4,6のそれぞれ一面に真空蒸着法などの方法に
よつてITO、In2O3あるいはSnO2などの透明導電
性材料を蒸着して所定の膜厚の動作極5および対
極7を形成して透明な導電性基板1および2を得
る。
Next, an example of a method for manufacturing an ECD having such a configuration will be described. First, a transparent conductive material such as ITO, In 2 O 3 or SnO 2 is deposited on one surface of each of the transparent glass plates 4 and 6 by a method such as vacuum evaporation to form the working electrodes 5 and 6 with a predetermined film thickness. A counter electrode 7 is formed to obtain transparent conductive substrates 1 and 2.

次に、導電性基板1の動作極5上に、O−アミ
ノフエノール類を電解重合して得られる導電性有
機重合体からなるEC層3を所定の膜厚で形成す
る。
Next, an EC layer 3 made of a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenols is formed on the working electrode 5 of the conductive substrate 1 to a predetermined thickness.

ここで、電解重合は、作用電極(動作極5)と
対極とを用いる二電極式または作用電極(動作極
5)、対極および参照電極を用いる三電極式で行
われるが、後述するサイクリツクボルタモグラム
の最大酸化ピークの立上がり電位を基準として電
解設定電位を決定することから、参照電極を有す
る三電極式が好ましいが、これに限られることは
ない。この電解重合に用いられる対極には、不溶
性の白金、グラフアイト等が用いられ、参照電極
には、ナトリウム飽和カロメル電極(SSCE)、
飽和カロメル電極(SCE)等が使用される。
Here, the electrolytic polymerization is carried out in a two-electrode system using a working electrode (working electrode 5) and a counter electrode, or in a three-electrode system using a working electrode (working electrode 5), a counter electrode, and a reference electrode. Since the electrolytic setting potential is determined based on the rising potential of the maximum oxidation peak of , a three-electrode type having a reference electrode is preferable, but is not limited thereto. The counter electrode used in this electrolytic polymerization is insoluble platinum, graphite, etc., and the reference electrode is a sodium saturated calomel electrode (SSCE),
A saturated calomel electrode (SCE) or the like is used.

また、電解浴には、O−アミノフエノール類と
これを溶解するとともに支持電解質と反応しない
水、アセトニトリル、プロピレンカーボネートな
どの溶媒およびLiCl、NaClなどの塩化物、
LiClO4(C4H94NClO4などの過塩素酸塩、
(C4H94NBF4などのテトラフルオロホウ酸塩、
Na2SO4などの硫酸塩、CF3COONaなどのテトラ
フルオロ酢酸塩等の支持電解質からなるものが使
用されるが、支持電解質として過塩素酸塩、
HCl、H2SO4、CF3COOHなどの酸物質を使用
し、電解浴をPH6以下、好ましくはPH3以下の酸
性浴とすることが望ましい。また、支持電解質濃
度は0.1〜1モル/程度とされ、O−アミノフ
エノール類単量体の濃度は0.01〜0.5モル/程
度が望ましい。
The electrolytic bath also contains O-aminophenols, water that dissolves them and does not react with the supporting electrolyte, solvents such as acetonitrile and propylene carbonate, and chlorides such as LiCl and NaCl.
perchlorates such as LiClO4 ( C4H9 ) 4NClO4 ,
(C 4 H 9 ) 4 NBF 4 and other tetrafluoroborates,
Supporting electrolytes such as sulfates such as Na 2 SO 4 and tetrafluoroacetates such as CF 3 COONa are used, but perchlorates, perchlorates, etc. are used as supporting electrolytes.
It is desirable to use an acidic substance such as HCl, H 2 SO 4 or CF 3 COOH to make the electrolytic bath an acidic bath with a pH of 6 or less, preferably 3 or less. Further, the supporting electrolyte concentration is preferably about 0.1 to 1 mol/approximately, and the O-aminophenol monomer concentration is desirably about 0.01 to 0.5 mol/approximately.

O−アミノフエノール類単量体を重合させるた
めの電解モードとしては、電位走査法または定電
位法が好ましい。電位走査法は、電位E1とこれ
よりも高電位E2との間で交互に順方向および逆
方向の三角波状の電位を加えるものである。ま
た、定電位法は、一定の電位E3を加えるもので
ある。
The electrolytic mode for polymerizing the O-aminophenol monomer is preferably a potential scanning method or a constant potential method. In the potential scanning method, triangular wave potentials in the forward and reverse directions are alternately applied between the potential E 1 and a higher potential E 2 . Further, in the constant potential method, a constant potential E 3 is applied.

この発明に係るECDでは、EC層3を形成する
ための電解重合法においてその電解設定電圧を適
切に決定することが望ましい。具体的には、ま
ず、電解重合を実施しようとする電解浴系につい
てサイクリツクボルタンメトリーによつてサイク
リツクボルタモグラムを測定する。サイクリツク
ボルタンメトリーは、フアラデー電流が流れない
初期電圧E0から時間に比例した電位の掃引を行
い反転電位E〓において電位掃引方向を反転し、同
じ電位掃引速度(通常は10-3〜10-1V/秒)で掃
引して初期電位E0に戻すもので、この三角波状
の電位掃引によつて得られる電流−電位曲線をサ
イクリツクボルタモグラムと言う。
In the ECD according to the present invention, it is desirable to appropriately determine the electrolytic setting voltage in the electrolytic polymerization method for forming the EC layer 3. Specifically, first, a cyclic voltammogram of an electrolytic bath system in which electrolytic polymerization is to be performed is measured by cyclic voltammetry. Cyclic voltammetry sweeps the potential proportional to time from an initial voltage E 0 at which no Faraday current flows, and then reverses the potential sweep direction at the reversal potential E 〓 to maintain the same potential sweep speed (usually 10 -3 to 10 -1 The current-potential curve obtained by this triangular wave potential sweep is called a cyclic voltammogram.

第2図にこのサイクリツクボルタモグラムの一
例を示す。このサイクリツクボルタモグラムは、
O−アミノフエノールを50ミリモル/とし、
Na2SO4とH2SO4でSO4 2-イオンが0.5モル/か
つPH=1.0とした電解浴について、初期電位E0
0.4V(対SCE)、反転電位E〓+1.0V(対SCE)、電
位掃引速度50mV/秒で得られたものである。
FIG. 2 shows an example of this cyclic voltammogram. This cyclic voltammogram is
O-aminophenol is 50 mmol/
For an electrolytic bath with Na 2 SO 4 and H 2 SO 4 containing 0.5 mol of SO 4 2- ions and pH=1.0, the initial potential E 0
It was obtained at 0.4 V (vs. SCE), reversal potential E + 1.0 V (vs. SCE), and potential sweep rate of 50 mV/sec.

このようなサイクリツクボルタモグラムは、電
解時の作用極上での単量体(O−アミノフエノー
ル類)の酸化還元反応の状況を示すもので、第2
図のグラフでは横軸より上側では酸化反応が、下
側では還元反応が生じていることがわかり、酸化
領域および還元領域においてそれぞれ1つ以上の
酸化ピークおよび還元ピークが表われている。
Such a cyclic voltammogram shows the status of the redox reaction of monomers (O-aminophenols) on the working electrode during electrolysis.
In the graph shown in the figure, it can be seen that an oxidation reaction occurs above the horizontal axis, and a reduction reaction occurs below the horizontal axis, and one or more oxidation peaks and one or more reduction peaks appear in each of the oxidation region and the reduction region.

そして、このサイクリツクボルタモグラムにお
ける最大酸化ピーク(第2図中Aで示す。)の立
上り電位(第2図中Bで示す。)をグラフから求
める。
Then, the rising potential (indicated by B in FIG. 2) of the maximum oxidation peak (indicated by A in FIG. 2) in this cyclic voltammogram is determined from the graph.

そして、EC層3を形成するための電解重合で
は、この立上り電位よりも高い電位を電解設定電
位とする。そして、電解モードが定電位法であれ
ば、上記電解設定電圧を一定に保つて電解すれば
よい。また、電解モードが電位走査法であれば、
高電位E2をこの電解設定電位とし、低電位E1
サイクリツクボルタモグラムの最も低電位側にあ
る還元ピークの立上り電位(第2図中Cで示す。)
以下の電位として行えばよい。また、電位走査法
と定電位法との組合せでは、上記条件が満されて
いればよく、組合せのパターンや組合せの回数は
自由である。
In the electrolytic polymerization for forming the EC layer 3, a potential higher than this rising potential is set as the electrolytic set potential. If the electrolysis mode is a constant potential method, electrolysis may be performed while keeping the electrolysis setting voltage constant. Also, if the electrolysis mode is the potential scanning method,
The high potential E2 is the electrolytic set potential, and the low potential E1 is the rising potential of the reduction peak on the lowest potential side of the cyclic voltammogram (indicated by C in Figure 2).
The following potentials may be used. Furthermore, the combination of the potential scanning method and the constant potential method only needs to satisfy the above conditions, and the combination pattern and number of combinations are free.

また、サイクリツクボルタモグラムにおける最
大酸化ピークの立上り電位は、電解浴の単量体、
溶媒、支持電解質の種類、濃度等によつて変動す
るので、電解浴の組成が変れば、その都度その系
でのサイクリツクボルタモグラムを測定し、上記
立上り電位を求める必要がある。また、電位走査
法の場合、電位掃引速度は任意であるが、通常10
mV/秒〜1000mV/秒程度が好ましく、走査回
数も任意であるが、走査回数は得られる重合体の
膜厚に比例するので、通常は膜厚によつて決めら
れることが多い。
In addition, the rising potential of the maximum oxidation peak in the cyclic voltammogram is determined by the monomer in the electrolytic bath,
Since it varies depending on the solvent, the type and concentration of the supporting electrolyte, etc., it is necessary to measure the cyclic voltammogram of the system each time the composition of the electrolytic bath changes to determine the above-mentioned rising potential. In addition, in the case of the potential scanning method, the potential sweep speed is arbitrary, but it is usually 10
It is preferably about mV/sec to 1000 mV/sec, and the number of scans is also arbitrary, but since the number of scans is proportional to the film thickness of the obtained polymer, it is usually determined by the film thickness.

このような条件によつて電解重合を行うことに
より、作用電極表面にO−アミノフエノール類が
重合した薄膜状の導電性有機重合体を析出させ
て、EC層3を得ることができる。
By performing electrolytic polymerization under such conditions, the EC layer 3 can be obtained by depositing a thin film-like conductive organic polymer in which O-aminophenols are polymerized on the surface of the working electrode.

次に、上記の導電性基板1と2を互いに対向さ
せて、EC層3と対極7とを向かい合わせるとと
もに、導電性基板1と2との間にスペーサ8,8
を配置して密閉空間を形成し、この空間内に支持
電解質を含む溶媒9を封入して密閉型のセルに組
み立てる。溶媒9としては、ECDの駆動が可能
であれば、水系でも、アセトニトリル、プロピレ
ンカーボネート等の非水系でも良く、特にプロト
ンが存在した法が動作特性、表示安定性などの点
で好ましい。また、水系の溶媒9には、HCl、
H2SO4、HNO3、CF3COOH、CH3COOHなどの
酸物質を加えることにより、EC層3の動作特性
を向上させることができる。
Next, the conductive substrates 1 and 2 are made to face each other, the EC layer 3 and the counter electrode 7 are faced to each other, and spacers 8 and 8 are placed between the conductive substrates 1 and 2.
are arranged to form a closed space, and a solvent 9 containing a supporting electrolyte is sealed in this space to assemble a closed cell. The solvent 9 may be an aqueous solvent or a non-aqueous solvent such as acetonitrile or propylene carbonate, as long as the ECD can be driven, and a method in which protons are present is particularly preferred in terms of operating characteristics, display stability, and the like. In addition, the aqueous solvent 9 includes HCl,
The operational characteristics of the EC layer 3 can be improved by adding acid substances such as H 2 SO 4 , HNO 3 , CF 3 COOH, CH 3 COOH.

非水系の溶媒9には、CH3SO3H(メタンスル
ホン酸)、CF3COOH(トリフルオロ酢酸)、無水
酢酸などを加えることにより、プロトンを付加す
ることができる。また、支持電解質としては、前
述の電解重合時の支持電解質とほぼ同様に、
LiCl、NaClなどの塩化物、LiClO4
(C4H94NClO4、TBAClO4などの過塩素酸塩、
(C4H94NBF4、TBABF4などのテトラフルオロ
ホウ酸塩、Na2SO4などの硫酸塩、CF3COONaな
どのテトラフルオロ酢酸塩等がいずれも使用可能
である。そして、この支持電解質を含む溶媒9の
PHは、6以下、好ましくは3以下とされ、支持電
解質濃度は、0.1〜1モル/程度が望ましい。
Protons can be added to the nonaqueous solvent 9 by adding CH 3 SO 3 H (methanesulfonic acid), CF 3 COOH (trifluoroacetic acid), acetic anhydride, or the like. In addition, as the supporting electrolyte, almost the same as the supporting electrolyte during electrolytic polymerization described above,
Chlorides such as LiCl, NaCl, LiClO 4 ,
( C4H9 ) 4NClO4 , perchlorates such as TBAClO4 ,
Tetrafluoroborates such as (C 4 H 9 ) 4 NBF 4 and TBABF 4 , sulfates such as Na 2 SO 4 , and tetrafluoroacetates such as CF 3 COONa can all be used. Then, the solvent 9 containing this supporting electrolyte is
The pH is 6 or less, preferably 3 or less, and the supporting electrolyte concentration is desirably about 0.1 to 1 mol/degree.

このECDにおいては、セルとして組み立てら
れる前に、別工程でEC層3を電解重合法によつ
て形成したが、セル内の密閉空間にO−アミノフ
エノール類単量体と支持電解質を含む溶媒を注入
して電解重合を行なつた後に、O−アミノフエノ
ール類単量体を含まない溶媒と交換して組み立て
るようにしてもよい。
In this ECD, the EC layer 3 was formed by electrolytic polymerization in a separate process before being assembled into a cell, but a solvent containing O-aminophenol monomers and a supporting electrolyte was placed in the closed space inside the cell. After injection and electrolytic polymerization, the solvent may be replaced with a solvent that does not contain the O-aminophenol monomer and then assembled.

このようにして得られたECDにあつては、EC
層3がO−アミノフエノール類を電解重合して得
られた導電性有機重合体からなるものであるの
で、EC層3が酸化状態でブロンズブラウンに発
色して高い遮光性を示し、還元状態でほぼ完全に
無色透明に消色するものとなる。また、この例の
ECDでは、導電性基板1および2が共に透明で
あるので、スペーサ8,8を透明性を有するプラ
スチツクスで形成するか、あるいは取り除くよう
にすれば、完全な透過型の素子として使用でき
る。さらに、EC層3が電解重合法によつて形成
されたものであるので、均一で大面積のEC層3
の形成が容易であり、例えば大型の遮光ガラスな
どとして使用可能なものとなる。
For the ECD obtained in this way, the EC
Since the layer 3 is made of a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenols, the EC layer 3 develops a bronze brown color in the oxidized state and exhibits high light-shielding properties, and in the reduced state The color becomes almost completely colorless and transparent. Also, in this example
In the ECD, both conductive substrates 1 and 2 are transparent, so if the spacers 8 and 8 are made of transparent plastic or removed, it can be used as a completely transmissive element. Furthermore, since the EC layer 3 is formed by electrolytic polymerization, the EC layer 3 is uniform and has a large area.
It is easy to form and can be used as, for example, large-sized light-shielding glass.

なお、対極7に金、白金、アルミニウム、クロ
ムなどの金属材料を用いたものでは、この対極7
を反射板とした反射型の素子として使用可能であ
り、また動作極5に上記のような金属材料を用い
たものでは、対極7に透明金属酸化物を用いるこ
とにより、やはり反射型の素子として使用可能で
ある。
In addition, when the counter electrode 7 is made of a metal material such as gold, platinum, aluminum, or chromium, the counter electrode 7
It can also be used as a reflective element with a reflector as a reflective plate, and in the case where the working electrode 5 is made of the above-mentioned metal material, by using a transparent metal oxide for the counter electrode 7, it can also be used as a reflective element. Available for use.

「実施例」 実験例 1 0.5MNa2SO4−H2SO4(PH=1.0)の水溶液中に
50mMのO−アミノフエノールを溶解し、溶液中
のO2をN2で排除した後、白金線を対極、飽和カ
ロメル電極(SCE)を参照電極、ITOガラス(10
Ω/□)を動作極として走査電解して、動作極上
に薄膜を形成した。この溶液系で、重合時のサイ
クリツクボルタモグラムに観察される最大酸化ピ
ークの立上り電位は450mV(対SCE)であつた。
走査速度は、50mV/秒、電位は−400mVから
+700mVまで走査した。重合時の通電電荷量は
クーロンメータで測定し、膜厚測定は表面粗さ計
で行なつた。
“Example” Experimental example 1 In an aqueous solution of 0.5MNa 2 SO 4 −H 2 SO 4 (PH=1.0)
After dissolving 50 mM O-aminophenol and eliminating O2 in the solution with N2 , a platinum wire was used as a counter electrode, a saturated calomel electrode (SCE) was used as a reference electrode, and an ITO glass (10
Ω/□) was used as the working electrode to perform scanning electrolysis to form a thin film on the working electrode. In this solution system, the rising potential of the maximum oxidation peak observed in the cyclic voltammogram during polymerization was 450 mV (vs. SCE).
The scanning speed was 50 mV/sec, and the potential was scanned from -400 mV to +700 mV. The amount of electric charge applied during polymerization was measured with a coulomb meter, and the film thickness was measured with a surface roughness meter.

得られた薄膜は、その膜厚が走査回数200回で
約0.6μmに達し、面積は10cm×10cmであつた。次
に、この薄膜の透過スペクトルを調べたところ、
第3図のグラフに示したように、酸化状態で、
440nm付近にブロンズブラウンに特徴的な大き
な吸収ピークが現れ、還元状態で、上記の吸収ピ
ークがほとんど消失することがわかる。そして、
この薄膜は、その膜厚のバラツキが±5%以内で
あり、極めて均一なものであつた。
The thickness of the obtained thin film reached approximately 0.6 μm after 200 scans, and the area was 10 cm×10 cm. Next, we investigated the transmission spectrum of this thin film and found that
As shown in the graph of Figure 3, in the oxidation state,
It can be seen that a large absorption peak characteristic of bronze brown appears around 440 nm, and the above absorption peak almost disappears in the reduced state. and,
This thin film was extremely uniform, with variations in film thickness within ±5%.

比較例として、三参加タングステン(WO3
からなる薄膜(膜厚約0.6μm)の透過スペクトル
を調べたところ、第5図のグラフに示す結果が得
られた。このグラフから明白なように、440nm
付近に吸収ピークは存在しない。
As a comparative example, three-particulate tungsten (WO 3 )
When the transmission spectrum of a thin film (film thickness approximately 0.6 μm) consisting of the following was investigated, the results shown in the graph of FIG. 5 were obtained. As is evident from this graph, 440nm
There are no absorption peaks nearby.

次に、この薄膜をEC層として用い、第1図に
示したようなECDを作製した。支持電解質液と
しては、0.2M LiCl4−CHClO4(PH=1.0)の水溶
液を用いた。そして、EC層に対する印加電圧
(対SCE)を3分ごとに+0.6V←→−0.6V間で電
位反転させてECDを駆動させたところ、透過率
が顕著に変化し、その変化は数分以内に終了し
た。第4図のグラフに印加電圧と応答電流の関
係、印加電圧とEC層の透過率の関係を示した。
このグラフから明らかなように、O−アミノフエ
ノールを電解重合して得られた導電性有機重合体
からなるEC層を有するECDは、印加電圧の電位
反転に対する変色応答性に優れていることがわか
る。
Next, this thin film was used as an EC layer to fabricate an ECD as shown in Figure 1. As the supporting electrolyte solution, an aqueous solution of 0.2M LiCl 4 -CHClO 4 (PH=1.0) was used. When the ECD was driven by reversing the voltage applied to the EC layer (vs. SCE) between +0.6V and -0.6V every 3 minutes, the transmittance changed significantly, and the change lasted for several minutes. Finished within. The graph in Figure 4 shows the relationship between the applied voltage and the response current, and the relationship between the applied voltage and the transmittance of the EC layer.
As is clear from this graph, the ECD having an EC layer made of a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenol has excellent color change responsiveness to potential reversal of applied voltage. .

実験例 2 実験例1と同様の電解条件で、動作極上にポリ
(2−アミノ−3−メチルフエノール)からなる
薄膜(膜厚約0.6μm)を形成した。この薄膜は、
実験例1のO−アミノフエノールとほぼ同様の透
過スペクトルが得られ、酸化状態では、440nm
付近に大きな吸収ピークをもち、還元状態では、
このピークがほぼ完全に消失していた。また、膜
の均一性もO−アミノフエノールと同程度であつ
た。
Experimental Example 2 Under the same electrolytic conditions as in Experimental Example 1, a thin film (about 0.6 μm thick) of poly(2-amino-3-methylphenol) was formed on the working electrode. This thin film is
Almost the same transmission spectrum as O-aminophenol in Experimental Example 1 was obtained, and in the oxidized state, the transmission spectrum was 440 nm.
It has a large absorption peak in the vicinity, and in the reduced state,
This peak had almost completely disappeared. Further, the uniformity of the film was also comparable to that of O-aminophenol.

次に、この薄膜をEC層として用い、第1図に
示したようなECDを作製した。そして、支持電
解質液としては、1M CH3SO3H−0.2M LiClO4
のプロピレンカーボネート溶液を用いた。その結
果、ECDとして動作速度は、実験例1のECDよ
りやや遅いものの、電位反転により透過率の顕著
な変化が認められた。
Next, this thin film was used as an EC layer to fabricate an ECD as shown in Figure 1. And, as supporting electrolyte solution, 1M CH 3 SO 3 H−0.2M LiClO 4
A propylene carbonate solution of As a result, although the operating speed of the ECD was slightly slower than that of the ECD of Experimental Example 1, a significant change in transmittance was observed due to potential reversal.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明のECDにあつ
ては、そのEC層のEC材料として、O−アミノフ
エノール類を電解重合して得られる導電性有機重
合体を用いたものであるので、EC層の発色時に
は、高級感に富むブロンズブラウンを発色して高
い遮光性を示すことができるとともに、消色時に
は、ほぼ完全に無色透明となり、発色時の色が消
えずに残ることがないなどの優れた効果が得られ
るものとなる。
"Effects of the Invention" As explained above, in the ECD of the present invention, a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenols is used as the EC material of the EC layer. Therefore, when the EC layer is colored, it can develop a luxurious bronze brown color and exhibit high light-shielding properties, and when the color is erased, it becomes almost completely colorless and transparent, and the color when colored remains without fading. This results in excellent effects such as no blemishes.

また、EC層を電解重合法によつて大面積で均
一なものに作製したものでは、遮光ガラスなどと
して使用可能である。さらにまた、消色後の色の
消え残りがないので、光シヤツタとしても好適に
使用できるものとなる。
Furthermore, if the EC layer is made uniform over a large area by electrolytic polymerization, it can be used as light-shielding glass or the like. Furthermore, since no color remains after decoloring, it can be suitably used as a light shutter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明のECDの一例を示す概略
断面図、第2図は、この発明のECDのEC層を電
解重合法によつて形成する際に用いられるサイク
リツクボルタモグラムを示すグラフ、第3図は、
この発明のECDのEC層の吸収スペクトルを示す
グラフ、第4図は、この発明のECDのEC層に対
する印加電圧と応答電流との関係、印加電圧と
EC層の透過率との関係を示すグラフである。第
5図は、従来のECDのEC層に用いられるWO3
らなる薄膜の吸収スペクトルを示すグラフであ
る。 3……EC層(エレクトロクロミツク層)。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the ECD of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing a cyclic voltammogram used when forming the EC layer of the ECD of the present invention by electrolytic polymerization. Figure 3 is
FIG. 4, a graph showing the absorption spectrum of the EC layer of the ECD of this invention, shows the relationship between the applied voltage and response current to the EC layer of the ECD of this invention, and the relationship between the applied voltage and
It is a graph showing the relationship with the transmittance of the EC layer. FIG. 5 is a graph showing the absorption spectrum of a thin film made of WO 3 used for the EC layer of a conventional ECD. 3...EC layer (electrochromic layer).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エレクトロクロミツク層が 一般式 〔式中、R1、R2およびR3はいずれもCnH2n+1
(但し、n=0、1、2、3である。)で示される
有機基である。〕 で表されるO−アミノフエノール類を電解重合し
て得られる導電性有機重合体からなるものである
ことを特徴とするエレクトロクロミツク素子。
[Claims] 1. The electrochromic layer has a general formula [In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are all CnH 2 n+ 1
(However, n=0, 1, 2, 3). ] An electrochromic device comprising a conductive organic polymer obtained by electrolytically polymerizing O-aminophenols represented by:
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