JPH03241322A - Electrochromic material and display element - Google Patents

Electrochromic material and display element

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JPH03241322A
JPH03241322A JP2037216A JP3721690A JPH03241322A JP H03241322 A JPH03241322 A JP H03241322A JP 2037216 A JP2037216 A JP 2037216A JP 3721690 A JP3721690 A JP 3721690A JP H03241322 A JPH03241322 A JP H03241322A
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electrochromic material
electrode
copolymer
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片岡 直紀
Hiroshi Kobayashi
拡 小林
Masanobu Suga
須賀 雅信
Yutaka Shikatani
裕 鹿谷
Nobuyuki Kuroda
信行 黒田
Kazuo Matsuura
一雄 松浦
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an electrochromic material performing a stable oxidation- reduction cycle, having such satisfactory workability as to enable the formation of a uniform thin film and producing a colorless transparent state when a developed color is vanished by using a specified copolymer. CONSTITUTION:A copolymer represented by formula I is used as a component to obtain an electrochromic material performing a stable oxidation-reduction cycle, having such satisfactory workability as to enable the formation of a uniform thin film and producing a colorless transparent state when a developed color is vanished. In the formula I, R<1> is H or 1-20C residue of hydrocarbon, R<2> is H, 1-20C residue of hydrocarbon, furyl, pyridyl, nitrophenyl, chlorophenyl or methoxyphenyl, l is an integer of >=2, m is an integer of >=1 and n is an integer of >=2.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電気化学的に活性な、すなわち電気化学的手法
により電解質イオンのドープおよび脱ドープが可能であ
り、かつそれに伴う可逆的な発・消色性を有する共重合
体を用いろ乙とを特徴とするエレクトロクロミック材料
および表示素子に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is an electrochemically active method, that is, it is possible to dope and dedope electrolyte ions by an electrochemical method, and the accompanying reversible generation and dedoping of electrolyte ions is possible. The present invention relates to an electrochromic material and a display element characterized by using a copolymer having color erasing properties.

(従来技術) エレクトロクロミック現象を利用した表示素子に用いら
れるエレクトロクロミック (EC)材料としては、従
来より、無機物ではWOがよく知られており、有機物で
はポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導
電性高分子、ビオローゲン、ピラゾリン、アントラキノ
ン、各種の色素類等の化合物がよく知られている。
(Prior art) As electrochromic (EC) materials used in display elements that utilize electrochromic phenomena, WO is a well-known inorganic material, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene are organic materials. , viologen, pyrazoline, anthraquinone, various pigments, and other compounds are well known.

しかしながら、WOは表示寿命が短いうえに、表示セグ
メント間の色ムラや着色の色の種類がブルー系の一色で
あるという点で、実用上問題がある。また、対極反応の
安定化のためにζよ特に対極材料に工夫が必要で、しか
も反射板等も素子の中に組み込まなければならないとい
う問題がある。
However, WO has practical problems in that it has a short display life, color unevenness between display segments, and is colored in a single blue color. In addition, in order to stabilize the counter electrode reaction, special efforts must be made to the material of the counter electrode, and there is also the problem that a reflecting plate and the like must be incorporated into the element.

また、ビオローゲン系色素は還元で発色し、それを酸化
すろと消色状態にもどるが、この可逆性に問題があるた
め表示寿命が短い。さらに、これらの酸化還元反応には
イオンが関与しているのでこのイオンが透明電極に悪影
響を及ぼす場合がありかつ消費電流が大きいという問題
がある。
In addition, viologen dyes develop color when reduced, and return to a decolored state when oxidized, but there is a problem with this reversibility, so the display life is short. Furthermore, since ions are involved in these redox reactions, there are problems in that these ions may have an adverse effect on the transparent electrode and consume a large amount of current.

(発明が解決しようとする課題) 上記の問題を解決するために、各種の導電性ポリマーを
エレクトロクロミック材料として用いる試みがなされて
いる。
(Problems to be Solved by the Invention) In order to solve the above problems, attempts have been made to use various conductive polymers as electrochromic materials.

しかし、導電性ポリマーのほとんどは不溶不融で加工性
に乏しく、このことが色ムラをなくすためにサブミクロ
ンオーダーの均一な薄膜制御が必要とされているEC素
子の実用化の障害となっている。したがって、導電性ポ
リマーをEC素子に応用しようとする場合、電解液中に
溶解させたモノマを電解重合法によって、集電電極上に
直接、重合析出させろ方法が一般に採用されている。と
ころが、電解重合法でも、均一な薄膜状重合体を大面積
で合成することは困難であり、一般の有機系ポリマーが
有している加工性が良く、大面積化、ならびに均一薄膜
化が可能であるという最大の特徴が失われている。また
、導電性ポリマーの多くは良好なEC特性を示すが、そ
の消色(還元)時においても、いずれかの色調に着色し
ており無色透明にはならないため、発色時と消色時の透
過光量の調節に用いられろ調光素子には使用できない。
However, most conductive polymers are insoluble and infusible and have poor processability, which is an obstacle to the practical application of EC devices, which require uniform thin film control on the submicron order to eliminate color unevenness. There is. Therefore, when applying a conductive polymer to an EC device, a method is generally adopted in which a monomer dissolved in an electrolytic solution is directly polymerized and deposited on a current collecting electrode by an electrolytic polymerization method. However, even with the electrolytic polymerization method, it is difficult to synthesize a uniform thin film over a large area, and general organic polymers have good processability and can be made into large areas and uniform thin films. It has lost its most important feature. In addition, many conductive polymers exhibit good EC properties, but even when decolorized (reduced), they are colored in some tone and do not become colorless and transparent. It cannot be used as a light control element, although it can be used to adjust the amount of light.

そこで、安定な酸化還元サイクルを行い、均一薄膜化可
能な良好な加工性を有し、しかも消色状態では無色透明
なEC材料が望まれていた。
Therefore, there has been a desire for an EC material that can be subjected to stable redox cycles, has good workability that allows it to be formed into a uniformly thin film, and is colorless and transparent in a decolorized state.

本発明者らは、これらの欠点を改良すへく鋭意研究した
結果、下記一般式(1)で表わされる共重合体をEC材
料に用いろことにより、従来技術の欠点が解決されろこ
とを見出し、本発明に到達したものである。
As a result of intensive research to improve these shortcomings, the present inventors have found that the shortcomings of the prior art can be solved by using a copolymer represented by the following general formula (1) in an EC material. This is the heading that led to the present invention.

(課題を解決するための手段) すなわち、本発明は一般式(I) (式中、R”はHまたは炭素数1〜20の炭化水素残基
、R2はH1炭素数1〜20の炭化水素残基、フリル基
、ピリジル基、ニトロフェニル基、クロロフェニル基ま
たはメトキシフェニル基を示し、lは2以上の整数、m
は1以上の整数およびnば2以上の整数をそれぞれ示す
)で表わされる共重合体を構成成分とするエレクトロク
ロミック材料に関する。
(Means for Solving the Problems) That is, the present invention has the general formula (I) (wherein, R'' is H or a hydrocarbon residue having 1 to 20 carbon atoms, and R2 is H1 a hydrocarbon residue having 1 to 20 carbon atoms. residue, furyl group, pyridyl group, nitrophenyl group, chlorophenyl group or methoxyphenyl group, l is an integer of 2 or more, m
is an integer of 1 or more, and n is an integer of 2 or more.

また本発明は、上記材料をS電体上に塗布して成る電極
、電解質および対極により構成されるエレクトロクロミ
ック素子に関する。
The present invention also relates to an electrochromic element comprising an electrode, an electrolyte, and a counter electrode formed by coating the above-mentioned material on an S electric body.

本発明に用いられろ一般式(I)で表わされろ共重合体
は、一般式(II)で表わされろ化合物と一般式(I[
)で表わされるアルデヒドまたはその重合体とを重縮合
させることによって製造することができろ。
The copolymer represented by the general formula (I) used in the present invention is a compound represented by the general formula (II) and the general formula (I[
) or a polymer thereof.

R2CHO(][) 一般式(旧で表わされろ化合物において、°R1は水素
または炭素数通常1〜20、好ましくは1〜8の炭化水
素残基を示し、炭化水素残基としては、例えば、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、!−プロピル基、n−
ブチル基、l−ブチル基、n−ヘキシル基等のアルキル
基またはアリル基を、またフェニル基、トリル基、エチ
ルフェニル基などの各種アリール基、アラルキル基およ
びその誘導体が挙げられる。eは2以上であり、通常2
〜50、好ましくは2〜10さらに好ましくは2〜5で
ある。mは1以上であり、通常1〜50.好ましくは1
〜30.さらに好ましくは1〜10である。式両末端は
特に特定されないが通常、核置換水素である。
R2CHO(][) In the compound represented by the general formula (old), °R1 represents hydrogen or a hydrocarbon residue having usually 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, and examples of the hydrocarbon residue include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, !-propyl group, n-
Examples include alkyl groups or allyl groups such as butyl group, l-butyl group, n-hexyl group, various aryl groups such as phenyl group, tolyl group, ethylphenyl group, aralkyl group and derivatives thereof. e is 2 or more, usually 2
-50, preferably 2-10, more preferably 2-5. m is 1 or more, usually 1 to 50. Preferably 1
~30. More preferably, it is 1-10. Although both terminals of the formula are not particularly specified, they are usually nuclear substituted hydrogen.

一般式(]IIで表わされる化合物としては具体的に+
、tN、N’ジフェニルーp−フェニレンジアミン系化
合物、N−フェニルN’−(4−フェニルアミノ)フェ
ニル−p−フェニレンジアミン系化合物などが例示され
る。
Specifically, the compound represented by the general formula (]II is +
, tN, N'diphenyl-p-phenylenediamine type compounds, N-phenylN'-(4-phenylamino)phenyl-p-phenylenediamine type compounds, and the like.

また、一般式(II)で表わされろ化合物のうち、mが
2以上のものは通常、一般式(II)で表わされるm=
1の場合の化合物をマンガン化合物、第2鉄塩等の酸化
剤を用いた酸化カップリング反応または電解酸化重合等
の方法を用いることにより製造される。例えば、一般式
(旧で表わされる化合物がN。
Furthermore, among the compounds represented by the general formula (II), those in which m is 2 or more are usually represented by the general formula (II) where m=
The compound in case 1 is produced by using a method such as an oxidative coupling reaction using an oxidizing agent such as a manganese compound or a ferric salt, or electrolytic oxidative polymerization. For example, if the compound represented by the general formula (old) is N.

N′−シフ2ニル−p−)二二レンジアミン系化合物の
場合、N。
In the case of N'-Schiff2nyl-p-) 22-diamine-based compounds, N.

N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミンを、エタノ
ール、アセトン、アセトニトリル、エーテル、ベンゼン
などの溶媒中で、塩化第2鉄を触媒として酸化カップリ
ング反応により製造することができる。
N'-diphenyl-p-phenylenediamine can be produced by an oxidative coupling reaction using ferric chloride as a catalyst in a solvent such as ethanol, acetone, acetonitrile, ether, or benzene.

このときの反応濃度は通常−50℃から100℃、好ま
しくは一20℃から使用した溶媒の沸点、反応時間は通
常10分から100時間、好ましく(よ1時間から50
時間で反応を行うことができろ。
The reaction concentration at this time is usually -50°C to 100°C, preferably -20°C to the boiling point of the solvent used, and the reaction time is usually 10 minutes to 100 hours, preferably (1 hour to 50 degrees Celsius).
Be able to perform a reaction in time.

なお、これらのN、N’−ジフェニル−p−)二二レン
ジアミンのうちの代表的なものとしては、例えばN、N
’−ジメチル−N、N’−ジフェニル−p−フェニレン
ジアミン、N、N’−ジエチル−N、N’−ジフェニル
−p−フェニレンジアミン、N。
Note that representative examples of these N,N'-diphenyl-p-)22 diamines include, for example, N,N'-diphenyl-p-)
'-dimethyl-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine, N,N'-diethyl-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine, N.

N′−ジプロピル−N、N’−シフ又ニル−p−フェニ
レンジアミンなどを挙げることができろ。
Examples include N'-dipropyl-N, N'-Schiff, and nyl-p-phenylenediamine.

また、N、N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン
系化合物以外の一般式(I[)で表わされる化合物も常
法により製造されろものであり、例えば遷移金属触媒の
存在下、芳香族アミン類と芳香族ヒドロキシ化合物を有
機溶媒中で反応させる方法、フタール酸エステルを原料
として用いる方法などが挙げられ、これらの具体的方法
としては、特開昭55−3831)号、Journal
 of Po1y+++er 5cience Par
t C22,p、451(1968)等に記載されてい
る。
In addition, compounds represented by general formula (I[) other than N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine compounds can also be produced by conventional methods, such as aromatic amines in the presence of a transition metal catalyst. A method of reacting an aromatic hydroxy compound with an aromatic hydroxy compound in an organic solvent, a method of using a phthalate ester as a raw material, etc.
of Po1y+++er 5science Par
t C22, p, 451 (1968), etc.

一般式(Ilrlで表わされるアルデヒドとしては、式
中R2が水素または炭素数通常1〜20、好ましくは1
〜8の炭化水素残基、またはフリル基、ピリジル基、ニ
トロフェニル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル
基の化合物が用いられ、炭化水素残基としては、例えば
メチル基、エチル基、n−プロピル基、l−プロピル基
、n−ブチル基、1−ブチル基、nヘキシル基等のアル
キル基またはアリル基を、またフェニル基、トリル基、
エチルフェニル基などの各種アリール基、アラルキル基
およびその誘導体などを用いろことができる。これらの
アルデヒドのうち代表的なものとしては、例えばホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド
、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アクリルアル
デヒド、シンナムアルデヒド、アニスアルデヒド、ニコ
チンアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、クロロベン
ズアルデヒド、フルフラールなどを挙げることができる
In the aldehyde represented by the general formula (Ilrl), R2 is hydrogen or has a carbon number of usually 1 to 20, preferably 1.
~8 hydrocarbon residues, or compounds of furyl, pyridyl, nitrophenyl, chlorophenyl, methoxyphenyl groups are used, and examples of the hydrocarbon residues include methyl, ethyl, n-propyl, Alkyl groups or allyl groups such as l-propyl group, n-butyl group, 1-butyl group, n-hexyl group, phenyl group, tolyl group,
Various aryl groups such as ethylphenyl groups, aralkyl groups, and derivatives thereof can be used. Representative examples of these aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, benzaldehyde, acrylaldehyde, cinnamaldehyde, anisaldehyde, nicotinaldehyde, nitrobenzaldehyde, chlorobenzaldehyde, and furfural. .

また、アルデヒドの重合体とは、一般式(I)で表わさ
れろアルデヒドを濃厚溶液にして自己縮合させたり、酸
触媒の存在下で縮合させて得られる重合体を表わし、該
重合体は本発明の共重合体を合成する際の反応条件下で
容易に加水分解してアルデヒド単量体を生成するものを
表わす。代表的なものとしては、例えばホルムアルデヒ
ドの重合体であるパラホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒドの三量体であるパラアルデヒドなどが挙げられろ。
Furthermore, the term "aldehyde polymer" refers to a polymer obtained by self-condensing an aldehyde represented by the general formula (I) in a concentrated solution or by condensing it in the presence of an acid catalyst, and the polymer is obtained by the present invention. represents a compound that is easily hydrolyzed to produce an aldehyde monomer under the reaction conditions used to synthesize the copolymer. Typical examples include paraformaldehyde, which is a polymer of formaldehyde, and paraaldehyde, which is a trimer of acetaldehyde.

一般式(旧で表わされろ化合物と一般式(I)で表わさ
れるアルデヒドまたはその重合体との重縮合は、両者が
可溶な有機溶媒中で通常0〜200℃の温度で酸または
アルカリ触媒を用いて行うことができる。該酸触媒とし
ては例えば硫酸、塩酸、リン酸、過塩素酸、五酸化ニリ
ン等の無機酸、ギ酸、酢m、プロピオン酸、メタンスル
ホンa、p−)ルエンスルホン酸等の有機酸などを挙げ
ることができろ。これらの酸触媒は単独で用いてもまた
二種類以上を併用しても良い。また、上記有機溶媒とし
ては、例えばエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル類、クロロホルム、ジクロロメタ
ン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ニトロ
ベンセン等のニトロ化合物、アセトニトリル、プロピレ
ンカーボネイト、ジメチルホルムアミド、N−メチルピ
ロリドンなどが挙げられる。反応時間は通常1分ないし
500時間、好ましくは5分なしい200時間の範囲で
適宜選ぶことができろ。
The polycondensation of the compound represented by the general formula (old formula) and the aldehyde or its polymer represented by the general formula (I) is carried out using an acid or alkali catalyst in an organic solvent in which both are soluble, usually at a temperature of 0 to 200°C. Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, perchloric acid, diline pentoxide, formic acid, acetic acid, propionic acid, methanesulfonic acid, and p-)luenesulfonic acid. Can you name some organic acids such as These acid catalysts may be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic solvent include ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane, halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, and chlorobenzene, nitro compounds such as nitrobenzene, acetonitrile, propylene carbonate, dimethylformamide, N- Examples include methylpyrrolidone. The reaction time can be selected as appropriate, usually from 1 minute to 500 hours, preferably from 5 minutes to 200 hours.

かくして得られる一般式(I)で表わされろ共重合体の
nは2以上、通常2〜1000.好ましくは5〜200
が望ましく、実質的に線状構造を有する。
In the thus obtained copolymer represented by the general formula (I), n is 2 or more, usually 2 to 1000. Preferably 5-200
is desirable and has a substantially linear structure.

本発明に用いられる共重合体は、中性状態(消色時)に
無色透明で、酸化状態(発色時)に青色となる。
The copolymer used in the present invention is colorless and transparent in a neutral state (when decolored), and becomes blue in an oxidized state (when colored).

また本発明に用いられろ共重合体は、N−メチルピロリ
ドン、ニトロベンゼン、クロロホルム、硫酸等の溶媒に
可溶であるが、アルコール、脂肪族炭化水素、EC素子
用電解液等に用いられるアセトニトリルやプロピレンカ
ーボネイト等に不溶で、加工性に優れており任意の形状
の各種の成形体とすることができろ。
Furthermore, the copolymer used in the present invention is soluble in solvents such as N-methylpyrrolidone, nitrobenzene, chloroform, and sulfuric acid, but is soluble in alcohols, aliphatic hydrocarbons, and acetonitrile used in electrolytes for EC devices. It is insoluble in propylene carbonate, etc., has excellent processability, and can be made into various molded products of any shape.

さらに本発明に用いられろ共重合体は、陰イオンをドー
プした際に共重合体中の窒素電子が正電荷を帯び安定な
状態となる性質を有するので、酸化還元の繰り返しに対
して安定で、かつ、高い導電性を有し、さらに前述した
ように優れた加工性をも有する特性を利用することによ
り、色ムラがなく、消発色の繰り返し特性に優れたEC
素子を作成できる。
Furthermore, the copolymer used in the present invention has a property that when doped with anions, the nitrogen electrons in the copolymer become positively charged and become stable, so it is stable against repeated redox reactions. Moreover, by utilizing the characteristics of high conductivity and excellent processability as mentioned above, EC has no color unevenness and has excellent repeatability of decoloring and coloring.
You can create elements.

本発明のエレクトロクロミック材料を用いたエレクトロ
クロミック素子は、一般式(I)で表わされる共重合体
を用いたECT1極、電解質および対極から成る。
An electrochromic device using the electrochromic material of the present invention consists of an ECT electrode using a copolymer represented by general formula (I), an electrolyte, and a counter electrode.

上記EC電極には、本発明の一般式(I)で表わされる
共重合体をN−メチルピロリドン、ニトロベンゼン、ク
ロロホルム、硫酸等の溶媒に溶解し、S電体上にスピン
コードなどの方法により薄膜状にしたのち成形するか、
本発明の一般式(I)で表わされる共重合体を加熱溶融
して成形するか、もしくは本発明の一般式(I)で表わ
される共重合体に結着剤を混合して任意の形にすること
により作製される。
For the above EC electrode, a copolymer represented by the general formula (I) of the present invention is dissolved in a solvent such as N-methylpyrrolidone, nitrobenzene, chloroform, sulfuric acid, etc., and a thin film is formed on the S electrode by a method such as a spin code. Shape it and then shape it, or
The copolymer represented by the general formula (I) of the present invention is heated and melted and molded, or the copolymer represented by the general formula (I) of the present invention is mixed with a binder to form an arbitrary shape. It is made by

該結着剤としては、例えばポリ四フッ化エチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなど
を挙げろことかできるが、必ずしもこれらに制限されろ
ものではない。
Examples of the binder include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polyethylene, etc., but are not necessarily limited to these.

本発明に使用できろ電解質としては、液体系電解質およ
び固体電解質が挙げられろ。
Electrolytes that can be used in the present invention include liquid electrolytes and solid electrolytes.

上記液体系電解質(よ主に溶剤と電解質化合物から成り
、該溶剤には比誘電率が高く、電解質化合物をよく溶解
するもので、例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル
、プロピレンカーボネイト、アルコール、アセトン、ニ
トロメタン、酢酸エチル、ピリジン、ジオキサン、水な
どが挙げられろ。また上記電解質化合物としては例えば
LiCIO4,LiBF4.NH4Cl0.、 (CH
3)、NCI、 (C2H5)4NCI、 (C2H5
)4NBr、(C2H6)NCN、(C2H5)4NC
IO,、(C2H5)4NBF4. (C4H51NC
IO,、(C4H9)、NBF4. (C4H9)、1
NH3o4.AgClO4,AgBF4.HCI、HB
r、HIなどが挙げられ、通常これらのうちで使用溶剤
に可溶なものが選択されろ。
The above liquid electrolytes (mainly composed of a solvent and an electrolyte compound, the solvent has a high dielectric constant and dissolves the electrolyte compound well, such as acetonitrile, benzonitrile, propylene carbonate, alcohol, acetone, nitromethane, Examples include ethyl acetate, pyridine, dioxane, water, etc. Examples of the electrolyte compounds include LiCIO4, LiBF4.NH4Cl0., (CH
3), NCI, (C2H5)4NCI, (C2H5
)4NBr, (C2H6)NCN, (C2H5)4NC
IO,, (C2H5)4NBF4. (C4H51NC
IO,, (C4H9), NBF4. (C4H9), 1
NH3o4. AgClO4, AgBF4. HCI, HB
Among them, those soluble in the solvent used are usually selected.

また、上述の液体系電解質のほか高分子固体電解質を用
いろことも好ましい。
In addition to the liquid electrolyte described above, it is also preferable to use a solid polymer electrolyte.

本発明に用いられる共重合体は、消色時(中性状態)に
無色透明で、発色時(酸化状態)に青色となる。このた
め対極として還元時に青色の発色を示すWOo等と組み
合わせてEC素子を作成した場合、発色時の色相が合致
するので電極印加(発色)時に高コントラストで青色の
発色を示し、ざらにOVもしくは逆電圧印加時に無色透
明になることから、調光素子としても優れた特性を有す
る。
The copolymer used in the present invention is colorless and transparent when decolored (neutral state), and becomes blue when colored (oxidized state). For this reason, when an EC element is created by combining WOo, etc., which shows blue coloration upon reduction, as a counter electrode, the hues at the time of coloring match, so when the electrode is applied (coloring), blue coloring occurs with high contrast, and it is roughly OV or Since it becomes colorless and transparent when a reverse voltage is applied, it also has excellent properties as a light control element.

すなわち、前記対極としては例えば、WO9、Mo0、
Tie、、、NbO5などの還元時発色を行うEC材料
、もしくは酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム
スズなどをコーティングした透明導電ガラスなどをその
まま用いてもよく、あるいは金、白金、アルミニウムな
どの金属を用いても良い。
That is, as the counter electrode, for example, WO9, Mo0,
EC materials that develop color upon reduction, such as Tie, NbO5, or transparent conductive glass coated with indium oxide, tin oxide, indium tin oxide, etc., may be used as is, or metals such as gold, platinum, and aluminum may be used. May be used.

(発明の効果) 本発明のEC材料は、可逆的な酸化還元特性を持ち、ま
た均一薄膜化が可能であるために優れた加工性を有する
。このため、本発明のEC材料を用いたEC素子は、高
コントラストで色ムラが無く、しかも優れた発消色の繰
り返し特性を有している。
(Effects of the Invention) The EC material of the present invention has reversible redox properties and can be formed into a uniform thin film, so it has excellent processability. Therefore, the EC element using the EC material of the present invention has high contrast, no color unevenness, and excellent repeatability of color development and fading.

(実施例) 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically explained using Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 窒素置換された100m1三ツロフラスコにN、N’−
ジメチル−N、N’−ジフェニル−p−フ二二レンジア
ミン1.0gを入れ、ニトロベンセン15m1を加えて
溶解させた後、イートン試薬80μ1)アセトアルデヒ
ド1.5mlを加えて80℃で5時間反応させた。反応
液をlNNaOH水溶液30I!I/を含むエタノール
300m1にあけ、灰白色の沈藏物を濾過し、エタノー
ル、蒸留水で洗浄した後、乾燥して095gの灰白色粉
末を得た。得られた粉末の’H−NMR,13C−NM
RIR(第1図)を濶定したところ下記の構造を有する
N、N’ジメチル−N、N’−ジフェニル−p−フ二二
レンジアミンーパラアルデヒド縮重合体(重合度約1)
0)であることが判明した。
Example 1 N, N'-
Add 1.0 g of dimethyl-N,N'-diphenyl-p-phenyl diamine, add 15 ml of nitrobenzene and dissolve it, then add 80 μl of Eaton's reagent and 1.5 ml of acetaldehyde and react at 80°C for 5 hours. I let it happen. The reaction solution was diluted with 1N NaOH aqueous solution 30I! The mixture was poured into 300 ml of ethanol containing I/O, and the off-white precipitate was filtered, washed with ethanol and distilled water, and dried to obtain 095 g of off-white powder. 'H-NMR, 13C-NM of the obtained powder
When RIR (Figure 1) was measured, an N,N'dimethyl-N,N'-diphenyl-p-phenyl diamine-p-paraaldehyde condensation polymer having the following structure (degree of polymerization of about 1) was found.
0).

上記操作で得られた共重合体をクロロホルム/トルエン
混合液(クロロホルム/トルエン=4/1)に溶解して
1重量%の溶液とし、該溶液を5cmX5anのITO
ガラX (Indiu+m Tin0xideガラス)
集電体上にスピンコードして、窒素雰囲気下室温で乾燥
させることにより、厚さ15μ厘の共重合体層を有する
透明な電極を得た。
The copolymer obtained in the above operation was dissolved in a chloroform/toluene mixture (chloroform/toluene = 4/1) to make a 1% by weight solution, and the solution was mixed with 5cm x 5an of ITO.
Gala X (Indiu+m Tin0xide glass)
A transparent electrode with a 15 μm thick copolymer layer was obtained by spin-coding onto a current collector and drying at room temperature under a nitrogen atmosphere.

上記電極の対極にITOガラスを用い、上記電極と対極
の間に4% 度I IIIo l / lのリチウムパ
ークロレイト/プロピレンカーボネイト溶液を封入し、
第2図に示されろエレクトロクロミック表示素子を作成
した。
ITO glass is used as the counter electrode of the above electrode, and a 4% degree IIIIol/l lithium perchlorate/propylene carbonate solution is sealed between the above electrode and the counter electrode,
An electrochromic display device as shown in FIG. 2 was prepared.

この表示素子の電極を正に、対極を負にして2ボルトの
電圧を印加したところ、室温で約03秒で無色から青色
に変化した。次に対極を反転させて2ボルトの電圧を印
加したところ、約03秒で無色に変化した。この無色−
→青色変化のサイクルを1000回繰り返したが、色調
の劣化はみられなかった。
When a voltage of 2 volts was applied with the electrode of this display element positive and the counter electrode negative, the color changed from colorless to blue in about 3 seconds at room temperature. Next, when the counter electrode was reversed and a voltage of 2 volts was applied, it turned colorless in about 3 seconds. This colorless-
→The cycle of blue change was repeated 1000 times, but no deterioration in color tone was observed.

実施例2 実施例1において得られた共重合体をクロロホルム/ト
ルエン混合液(クロロホルム/トルエン=471)に溶
解して1重量%の溶液とし、該溶液を5cr1)×5(
2)のITOガラス集電体上にスピンコードして、窒素
雰囲気下室温で乾燥させることにより、厚さ15μ朧の
共重合体層を有する透明な電極を得た。
Example 2 The copolymer obtained in Example 1 was dissolved in a chloroform/toluene mixture (chloroform/toluene = 471) to make a 1% by weight solution, and the solution was 5cr1) x 5(
A transparent electrode having a copolymer layer with a thickness of 15 μm was obtained by spin-coating the ITO glass current collector of 2) and drying it at room temperature under a nitrogen atmosphere.

次にITOガラス上にWOを蒸着して厚さ3000Aの
層を形成し、対極として用いた。
Next, WO was deposited on the ITO glass to form a layer with a thickness of 3000 A, which was used as a counter electrode.

上記電極と対極の間に、ポリエーテル化合物を主成分と
し、リチウムパークロレイトを8重量%固溶させた80
μmの高分子固体電解質フィルムをはさみ、第3図に示
されろエレクトロ、クロミック表示素子を作成した。
Between the above electrode and the counter electrode, 80% lithium perchlorate containing 8% by weight of lithium perchlorate, which is mainly composed of a polyether compound, is placed between the above electrode and the counter electrode.
An electrochromic display element shown in FIG. 3 was prepared by sandwiching a .mu.m solid polymer electrolyte film.

この表示素子の電極を正に、対極を負にして15ボルト
の電圧を印加したところ、室温で約30秒で無色から青
色に変化した。次に対極を反転させて15ボルトの電圧
を印加したところ、約30秒で無色に変化した。この無
色・−一青色変化のサイクルを1000回繰り返したが
、色調の劣化はみられなかった。
When a voltage of 15 volts was applied with the electrode of this display element positive and the counter electrode negative, the color changed from colorless to blue in about 30 seconds at room temperature. Next, when the opposite electrode was reversed and a voltage of 15 volts was applied, it turned colorless in about 30 seconds. This cycle of colorless to -blue color change was repeated 1000 times, but no deterioration in color tone was observed.

実施例3 窒素置換されたLoom/三ツロフラスコにN、N’−
ツメチル−N、N’−ジフェニル−p−フェニレンジア
ミン】Ogを入れ、ニトロベンセン15mt’を加えて
溶解させた後、イートン試薬80μ1)アセトアルデヒ
ド1.5+mlを加えて80℃で4時間反応させた。反
応液をlNNaOH水溶液301m1を含むエタノール
300+mlにあけ、灰白色の沈澱物を濾過し、エタノ
ール、蒸留水で洗浄した後、乾燥して095gの灰白色
粉末を得た。得られた粉末の’H−NMR1)3C−N
MRIR8測定したところ下記の構造を有するN、N’
−ツメチルN、N’−ジフェニル−p−フェニレンジア
ミン−パラアルデヒド縮重合体(重合度約50)である
ことが判明した。
Example 3 N, N'- in a nitrogen-substituted Loom/Mitsuro flask
After adding 15mt' of nitrobenzene and dissolving it, 1.5+ml of acetaldehyde (80 μl of Eaton's reagent) was added and reacted at 80° C. for 4 hours. The reaction solution was poured into 300+ ml of ethanol containing 301 ml of 1N NaOH aqueous solution, and the off-white precipitate was filtered, washed with ethanol and distilled water, and dried to obtain 095 g of off-white powder. 'H-NMR1)3C-N of the obtained powder
According to MRI8 measurement, N, N' has the following structure.
It turned out to be a -trimethyl N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine-paraldehyde condensation polymer (degree of polymerization of about 50).

上記操作で得られた共重合体を用い、実施例1と同じ方
法でEC表示素子を作成した。
An EC display element was produced in the same manner as in Example 1 using the copolymer obtained in the above procedure.

この表示素子の電極を正に、対極を負にして2ボルトの
電圧を印加したところ、室温で約03秒で無色から青色
に変化し、次に対極を反転させて2ボルトの電圧を印加
したところ、約03秒で無色に変化した。
When a voltage of 2 volts was applied with the electrode of this display element positive and the opposite electrode negative, the color changed from colorless to blue in about 3 seconds at room temperature, and then the opposite electrode was reversed and a voltage of 2 volts was applied. However, it turned colorless in about 3 seconds.

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

第1図は本発明の実施例1で得た縮重合体の赤外線吸収
スペクトルを示す線図である。 第2図は本発明の実施例1で得たエレクトロクロミック
素子の断面図である。 第3図は本発明の実施例2で得たエレクトロクロミック
素子の断面図である。 1−[TOガラス 2  電解液 3− 共重合体 4  スペーサー 5・・−ITOガラス 6・ WO層 7・ ・高分子固体電解質フィルム 8−・・−共重合体層 9・・・スペーサー
FIG. 1 is a diagram showing the infrared absorption spectrum of the condensation polymer obtained in Example 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrochromic device obtained in Example 1 of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of an electrochromic device obtained in Example 2 of the present invention. 1-[TO glass 2 Electrolyte 3- Copolymer 4 Spacer 5...-ITO glass 6, WO layer 7, Polymer solid electrolyte film 8--Copolymer layer 9... Spacer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1はHまたは炭素数1〜20の炭化水素残
基、R^2はH、炭素数1〜20の炭化水素残基、フリ
ル基、ピリジル基、ニトロフェニル基、クロロフェニル
基またはメトキシフェニル基を示し、lは2以上の整数
、mは1以上の整数およびnは2以上の整数をそれぞれ
示す)で表わされる共重合体を構成成分とするエレクト
ロクロミック材料。
(1) General formula (I) ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the formula, R^1 is H or a hydrocarbon residue with 1 to 20 carbon atoms, R^2 is H, the number of carbon atoms 1 to 20 hydrocarbon residues, furyl group, pyridyl group, nitrophenyl group, chlorophenyl group or methoxyphenyl group, l is an integer of 2 or more, m is an integer of 1 or more, and n is an integer of 2 or more, respectively. An electrochromic material whose constituent component is a copolymer represented by
(2)特許請求の範囲第1項に記載のエレクトロクロミ
ック材料を集電体上に塗布して成る電極、電解質および
対極により構成されるエレクトロクロミック素子。
(2) An electrochromic element comprising an electrode, an electrolyte, and a counter electrode formed by coating the electrochromic material according to claim 1 on a current collector.
(3)対極が還元時発色を行うエレクトロクロミック材
料であることを特徴とする請求項2に記載のエレクトロ
クロミック素子。
(3) The electrochromic element according to claim 2, wherein the counter electrode is an electrochromic material that develops color upon reduction.
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JP2008197679A (en) * 2001-06-25 2008-08-28 Univ Of Washington Laminated electrochromic element

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EP1041425A4 (en) * 1997-12-19 2007-05-02 Nippon Mitsubishi Oil Corp Electrochromic element
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