JPH04214539A

JPH04214539A - エレクトロクロミック素子

Info

Publication number: JPH04214539A
Application number: JP2401973A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Koremoto; 敏宏是本; Toshiya Sugimoto; 俊哉杉本; Takeshi Inoue; 健井上
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1992-08-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、中間色の色
変化や濃淡の変化を起こすのは困難であり、エレクトロ
クロミック素子として使用するには不充分であった。

【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、中間色の色変化もしくは濃淡の変化が可能な
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。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。

【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発色層と電解質層が設けら
れている。上記発色層は、２種類以上のエレクトロクロ
ミック材料よりなり、該エレクトロクロミック材料のう
ち少なくとも１種が下記一般式（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となされている。

【００１１】

【化２】式中、Ｒ１　、Ｒ２　、Ｒ３　は水素、炭素数１０以下
のアルキル基、トリフルオロメチル基、アルキル部分の
炭素数が６以下のトリアルキルシリル基、アミノ基又は
アルキルアミノ基であり、Ｒ１　、Ｒ２　、Ｒ３　のう
ち少なくとも１つは水素以外の基である。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。

【００１２】上記アセチレン系高分子としては、例えば
、ポリ〔１−（ｐ−トリメチルシリルフェニル）−２−
フェニルアセチレン〕、ポリ〔１−（ｍ−トリメチルシ
リルフェニル）−２−フェニルアセチレン〕、ポリ〔１
−（ｐ−メチルフェニル）−２−フェニルアセチレン〕
、ポリ〔１−（ｐ−トリフルオロメチルフェニル）−２
−フェニルアセチレン〕、ポリ〔１−（ｐ−アミノフェ
ニル）−２−フェニルアセチレン〕、ポリ〔１−（ｐ−
メチルアミノフェニル）−２−フェニルアセチレン〕等
があげられる。

【００１３】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、高分子学会予稿集第
３９巻２号（１９９０年）２０４頁、特開昭６３−９２
６１９号公報等に記載されている方法があげられる。上
記アセチレン系高分子以外のエレクトロクロミック材料
としては、従来公知の任意のものが使用可能であり、例
えば、酸化タングステン等の遷移金属の酸化物、プルシ
アンブル−、フタロシアニン、ビオロ−ゲン等の錯体、
ポリアニリン、ポリピロ−ル、ポリチオフェン、上記ア
セチレン系高分子以外のポリアセチレン等の導電性高分
子などがあげられる。

【００１４】前記発色層の形成方法は任意の方法が採用
されてよく、例えば、２種類のエレクトロクロミック材
料をその共通溶媒に溶解し、塗布乾燥する方法、一方の
エレクトロクロミック材料を溶解した溶液に、その溶媒
に溶解しないエレクトロクロミック材料を分散した後、
塗布乾燥する方法、一種のエレクトロクロミック材料を
溶媒に溶解もしくは分散し、塗布乾燥した後、他のエレ
クトロクロミック材料を溶媒に溶解もしくは分散し、塗
布乾燥して積層する方法等があげられる。

【００１５】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。

【００１６】本発明２のエレクトロクロミック材料にお
いては、発色層が、前記一般式（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を含有するエレク
トロクロミック材料と高分子樹脂で形成されている。上
記エレクトロクロミック材料は、前記一般式（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そ
の他のものが併用されてもよい。

【００１７】上記高分子樹脂としては、エレクトロクロ
ミック性能を有さず結着性を有するものであれば特に限
定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエ−
テル等の導電性を有さない高分子樹脂、エレクトロクロ
ミック性能を有さないポリピロ−ル、ポリチオフェン、
ポリアセチレン等の導電性高分子樹脂などがあげられる
。

【００１８】なお、発色層は、通電により発色するだけ
の導電性を有していることが必要であるため、導電性を
有さない高分子樹脂を使用する際には、該導電性を得る
ために、エレクトロクロミック材料と上記高分子材料を
海島構造となるように配したり、上記高分子材料に導電
性高分子、電解質等を添加して導電性を付与するのが好
ましい。

【００１９】上記発色層の形成方法は任意の方法が採用
されてよく、例えば、エレクトロクロミック材料と高分
子樹脂及び必要に応じて、導電性樹脂や電解質を溶媒に
溶解もしくは分散し、塗布乾燥する方法があげられる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（実施例１）ポリ〔１−（ｐ−トリメチルシリルフェニル）−２−フ
ェニルアセチレン〕０．５ｇ　及びポリ〔（ｏ−トリメ
チルシリルフェニル）アセチレン〕０．５ｇ　をトルエ
ン５ｍｌ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
燥して発色層を積層し、作用電極を作製した。

【００２１】次に、過塩素酸リチウム０．０１モルを５
０ｍｌのプロピレンカ−ボネ−トに溶解して、プロピレ
ンカ−ボネ−ト溶液からなる電解質層を作製した。上記
プロピレンカ−ボネ−ト溶液中に、作用電極、ＩＴＯが
蒸着された透明電極からなる対向電極、及び銀−塩化銀
からなる参照電極を浸漬し、作用電極上の発色層を電気
化学的に酸化還元した。

【００２２】上記発色層の酸化状態及び還元状態での紫
外可視吸収スペクトルを測定したところ、還元状態での
吸収極大は４８０ｎｍにあらわれ、ポリ〔１−（ｐ−ト
リメチルシリルフェニル）−２−フェニルアセチレン〕
及びポリ〔（ｏ−トリメチルシリルフェニル）アセチレ
ン〕それぞれ単独の場合（それぞれ４２０ｎｍ、５４２
ｎｍ）の中間であった。また、酸化状態では、吸収極大
が赤外領域にあるため無色を示した。（実施例２）実施例１において、ポリ〔（ｏ−トリメチルシリルフェ
ニル）アセチレン〕の代わりにポリ（１−メチル−２−
フェニルアセチレン）を用いた以外は、実施例と同様に
行った。

【００２３】紫外可視吸収スペクトルを測定した結果、
還元状態での吸収極大は、ポリ〔１−（ｐ−トリメチル
シリルフェニル）−２−フェニルアセチレン〕と同一波
長の４２０ｎｍにあらわれ、酸化状態では、吸収極大が
赤外領域にあるため無色を示した。（比較例１）ポリ〔１−（ｐ−トリメチルシリルフェニル）−２−フ
ェニルアセチレン〕１ｇ　をトルエン５ｍｌに溶解した
溶液を用いて発色層を形成した以外は、実施例１と同様
に行った。

【００２４】紫外可視吸収スペクトルを測定した結果、
還元状態での吸収極大は、４２０ｎｍにあらわれ、酸化
状態では、赤外領域にブロ−ドな吸収があらわれた。

【００２５】

【発明の効果】本発明および本発明２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、中間
色調における色変化、濃淡の変化の鮮明さ等に優れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極と対向電極の間に発色層と電解質
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
、前記発色層が２種類以上のエレクトロクロミック材料
よりなり、該エレクトロクロミック材料のうち少なくと
も１種が下記一般式（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　、Ｒ２　、Ｒ３　は水素、炭素数１０以
下のアルキル基、トリフルオロメチル基、アルキル部分
の炭素数が６以下のトリアルキルシリル基、アミノ基又
はアルキルアミノ基であり、Ｒ１、Ｒ２　、Ｒ３　のう
ち少なくとも１つは水素以外の基である）
【請求項２】透明電極と対向電極の間に発色層と電解質
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
、前記発色層が、請求項１記載のアセチレン系高分子を
含有するエレクトロクロミック材料及び高分子樹脂より
なることを特徴とするエレクトロクロミック素子。