JPS58154784A - エレクトロクロミック材料 - Google Patents

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】 本発明は電気化学的に発消色したシ、着色の色変化を示
すエレクトロクロミック材料に関するものである。

図はエレクトロクロミック表示素子を示す断面図であっ
て、ガラス板などからなる２枚の透明基板１０が、エポ
キシ樹脂などの封着材１１により封着されている。一方
の透明基板１ｏには、Ｉｎ２Ｏ５や８ｎＯ２などからな
る表示極１２が所定のパターンで形成されている。２枚
の透明基板１０間には支持電解質と溶媒とからなる電解
液１３が封入されておシ、エレクトロクロミック材料が
ビオローゲンやスチリル類似化合物などの場合は、この
エレクトロクロミック材料は電解液１３の溶媒に溶解さ
せて利用される。エレクトロクロミック材料がＷＯ３の
ような固体膜の場合は。

表示極１２は透明電極上にＷＯ５膜を形成した二層構造
となる。他方の透明基板１０には大きな面積の対極１４
が形成されている。

このように、今日よく知られているエレクトロクロミッ
ク材料としては、無機物ではＷＯ５，有機物ではビオロ
ーゲンなどがある。

ＷＯｓやビオローゲンの場合、電気化学的に着色したり
消色したりする場合、エレクトロクロミック材料にイオ
ンが付加したり、離脱することが必要であり、したがっ
て消費電力が大きく表示寿命が短いものであった。

また、ＷＯ５の場合、対極として１種々の金属酸化物や
錯体、金、白金などの金属を用いないと、良好に酸化環
元反応が起らず１表示特性が良くならなかった。

さらに、　ＷＯ５やビオローゲンでは、それだけでは一
種の色しか出せず、多楓には不向きであった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、一
般式Ｘ−ム＝ＣＨ−Ｙで示される基本材料を用いること
により、消費電力が小さく、表示寿命が長く、多色化が
可能で、コントラストの良い、低コストで表示素子が得
られるエレクトロクロミック材料を提供することを目的
とするものである。

以下に本発明の一実施例を説明する。

本発明のエレクトロクロミック表示材料は、基本材料が
次の一般式で示される。

一般式　　Ｘ−ム＝ＣＨ−４ 示し、Ｑは縮合環として存在しないか、または存在して
おシ、さらには置換基を有していてもよく。

０Ｒ−ＣＨ、Ｎ−Ｎを示す。さらにＲ，Ｒ１は低級アル
キル、アルコキシアルキル、フェノキシアルキル、ハイ
ドロオキシアルキル基を表わす。また、式中のＸは、他
のへテロ環基として、Ｓ、ＮＲ，Ｓｅを示し、Ｒは低級
アルキル基を表わす。さらにまた、式中のＸは、 １置換型のものを示す０ムはＯＨ、ＯＲ、Ｎ　。

ＣＨ＝ＣＨ−ＯＨ、Ｎ＝ＣＨ−Ｃｌを示し、Ｒは低級ア
ルキル、ハロゲン、アルコキシ、フェノキシ基を表わす
。Ｙはベンゼン環、縮合ベンゼン環。

ヘテロ環基を示し、置換されていてもよい。

本発明のエレクトロクロミック材料は、イオンの付加離
脱によるものではなく、電子のみのやシ取りの酸化還元
反応によって発消色や着色の色変化の現象をおこすもの
であるために、消費電力が小さく表示寿命が長い。

本発明のエレクトロクロミック材、料は、有機色素に属
するもので、光吸収係数が大きいので、コントラストが
よく、色の鮮明度もよい。

また、色素の構造の置換基を変えるなどをして、容易に
光吸収波長を移動することができるし、二種以上の色素
を混合して、容易に多色化ができる。

さらに、本発明のエレクトロクロミック材料は。

透光性であるため光の透過型、あるいは反射型のいずれ
でもコントラストのよい表示素子かえられる。反射型の
場合は、対極の外側のガラス基板に反射板などを付けれ
ばよい。

表示素子内部に注入される基本的な構成は、エレクトロ
クロミック材料である色素と支持電解質と非水有機溶媒
からなる。有機溶媒は色素と支持電解質を溶解するもの
であればよい。ただし、表示素子として長寿命が要求さ
れるものであれば、電気化学的に安定で、精製の容易な
有機溶媒が望ましい。たとえば、アセトニトリル、プロ
ピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホ
ルムアミドなどである。支持電解質としては非水有機溶
媒に溶解して、溶液に電気伝導性をもたせるものであれ
ばよい。一般には、カチオンとしては、Ｌｌ、　Ｎａ　
、　Ｃｕ　　、　ＮＲ４（Ｒ：　−ＣｎＨ２ｎ＋＋でｎ
＝１〜６）、アニオンとしてはＰＦ６−、　ＢＦ４−。

Ｃ７１！０４−などが一般に使用され、実際には、これ
らのカチオンとアニオンが組み合わされた支持電解質が
用いられる。

透明電極としては、Ｉｎ２Ｏ５，５ｎ０２　　などが用
いられる。透明電極はガラスなどの透明基板上に蒸着な
どによって形成される。

色素の消発色機構は色素の電子的酸化還元によるシス−
トランス転移の構造変化によると思われる。一般にはシ
ス型では消色状態で、電子酸化を行うとトランス型とな
シ発色状態となる。また、電子還元を行えばシス型の消
色となる。このように、　ＷＯ５やビオローゲ／の消発
色の過程におけるイオンの関与がないために、消費電力
が小さく。

表示寿命が長い特徴がある。

表示品質も液晶でみられるような、視野角の影響がなく
、光吸収のスペクトルが狭いために鮮明である。

エレクトロクロミック溶液の組成としては、色素、支持
電解質と有機溶媒と単純なものから構成され、表示素子
も対極に特別な材料を選定することなく１通常の透明電
極が用いられ、特別の処理をほどこす必要がないため１
表示素子の製造コストは安くなる。

以下に本発明の具体的な実施例を示す。

〔実施例１〕 下記に示すようなスチリルタイプの色素を０．１Ｍ／ｌ
　　、支持電解質としてテトラプチルアンモニウパーク
ロレイトを０．２　Ｍ／ｌ　の濃度でアセトニトリルに
溶解したものをエレクトロクロミック溶液とした。

この溶液の初期の色はうすい黄色である。図に示す表示
素子内において、表示極１２と対極１４間に０．８〜１
．６ｖを、表示極１２が正になるように印加すると、赤
色の発色がみられた。電圧の極性を逆にすると、もとの
黄色になった。この黄色←赤色のくり返し動作を電圧１
．２ｖで１周期２秒で行ったところ１０回以上行うこと
がわかった。

発色に必要な消費電力は、数十μＷ　／、、４　　であ
ることがわかった。用いた透明電極は工ｎ２０５である
。

〔実施例２〕 色素として下記のような構造をｏ、０６Ｍ／β、支持電
解質として、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロ
ボロネートを０．２Ｍ／ｌ　　をアセトニトリルの溶液
をエレクトロクロミック溶液とし７’Ｃ。

この溶液も実施例１の場合と同様に電気化学的に、黄色
→赤色の色変化を示した。赤色発色は表示極１２と対極
１４に０．８〜１．６　ｖを表示極１２が正になるよう
に印加するとみられる。黄色←赤色のくシ返し動作回数
は１０回以上あることが確認できた。

以上、示したように本発明のエレクトロクロミック材料
は、低消費電力で１色変化のくり返し回数も１０回と長
く、また表示素子のコストも安くできるものであり、有
用性の高い材料である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明が適用されるエレクトロクロミック表示素子
の断面図である。 １０・・・・・・ガラス基板、１１・・・・・・封着材
、１２・・・・・・表示極、１３・・川・電解液、１４
・・・・・・対極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の一般式で示される物質を含むことを特徴とするエ
   レクトロクロミック材料。 Ｘ−ム＝ａｕ−ｙ 基を示し、Ｑは縮合環として存在しないか、または存在
   しており、さらには置換基を有していてもＣＨ、ＣＲ，
   −ＣＭ　、Ｎ＝）ｉを示す。さらにＲ，Ｒ＋は低級アル
   キル、アルコキシアルキル、フェノキシアルキル、ハイ
   ドロオキシアルキル基を表わす。 また、式中のＸは、他のへテロ環基として、０．８．Ｎ
   Ｒ，８６を示し、Ｒは低級アルキル基を表わす。さらに
   また、式中のＸは、 のどときビス置換型のものを示す。ムはＯＨ。 ＣＲ、Ｎ　、ＣＨ＝Ｃ）Ｉ−ＣＭ　、Ｈ＝ＯＨ−ＣＨを
   示し、Ｒは低級アルキル、ハロゲン、アルコキシ。 フェノキシ基を表わす。Ｙはベンゼン環、縮合ベンゼン
   環、ヘテロ環基を示し、置換されていてもよい。）