JPS60233125A - 有機電気発色材料及びその製造方法 - Google Patents

有機電気発色材料及びその製造方法

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JPS60233125A
JPS60233125A JP60082724A JP8272485A JPS60233125A JP S60233125 A JPS60233125 A JP S60233125A JP 60082724 A JP60082724 A JP 60082724A JP 8272485 A JP8272485 A JP 8272485A JP S60233125 A JPS60233125 A JP S60233125A
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electrochromic material
organic
electrochromic
compound
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JP60082724A
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ジエラール ビダン
アライン ドウロンジエール
ジヤン‐クロード ムテ
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/124Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02Organic tenebrescent materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/1514Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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、電気発色(eleotrochrome )
材料に係り、特に膜状として生じる有機発色材料の製造
方法及びその表示への応用に関する。
ここで、電気発色的であることとは電場をかけると、あ
る物質が色を帯びたり、あるいは、色の変化を起こした
りするという性質を示すことである。
この現象は可視スペクトルの一部に吸収帯が表われたり
移動したりすることに関係している。電場をなくすると
、物質はもとの透明か、本来の色にもどる。
この性質は文字表示装置や可変光学的濃度スクリーン装
置(dispositifs a福cvaus ae 
cleusit5optique variable 
)などの特に興味ある応用に使われる。
ヨーロッパ特許up−A 0 0 54 587により
、電気発色材料として、ルテシウム シフタロジアニン
のようなシフタロジアンを使った電気発色表示装置が知
られている。
しかしながら、このような電気発色材料の使用には、い
くつかの問題がある。と言うのは、これらは膜状に沈殿
させるのがむずかしいからである。
膜状にするのにもつと簡単な電気発色材料が知られてい
る。たとえばポリぎロール−これは(ラビド(Le v
lda) −(レフシュメース) (I、ascouc
hes m1uces)、第67巻(1982)11〜
12月、第214号、469頁)に書かれているように
、電気化学的重合により金属製の電極に沈殿する。しか
し、このようにして、生成された重合体の電気発色的性
質は満足するにはいたらない。
そこで、ここに述べる発明の対象として、有機電気発色
材料があり、この有機電気発色材料は上記の不備を補う
ものである。
この発明による有機電気発色材料は少なくとも一つの有
機電気発色化合物から成っており、この化合物は少なく
とも一つのぎロールかビロール誘導体にグラフト重合さ
れる。
ビロール重合体は、特に、ビロールか、以下の構造式に
示されたビロール誘導体から得ることができる、:。
上記構造式において、R1とR2は、同じあるいは異な
り、水素原子と、以下の中から選んだ結合を表わす。
ここKおけるRはアルキル基かアリール基な表わし、ア
ルキル基かアリール基は場合によっては下記のグループ
から選んだ一つあるいはいくつかの物質を含む: No
2. SO2,ON 、 0OH3,01’、 IF 
ここのRはアルキル基かアリール基ン表わす。
この発明によれば、ぎロールやビロール誘導体の重合体
のかわりに、ビロールやビロール誘導体の共重合体を使
うこともできる。
この発明による電気発色材料では、有機電気発色化合物
はぎロール核の窒素原子に有利に化学的結合をしている
電気発色材料が共重合体から作られている場合は、この
共重合体はビロール分子の共重合から得られ、このぎロ
ール分子には、他のビロール分子と有機電気発色イビ合
物が固定されている。また後者のビロール分子には、他
の有機電気発色化合物が固定されているか、あるいは、
まったく有機電気発色化合物を含まないかである。
ポリピロール上への有機電気発色化合物の化学的固定は
、より強い電気発色化力1得られる結果になる。また別
に、このタイプの物質の使用は有利でもある。なぜなら
ば、ピロール類は電極の表面で電気化学的に重合しやす
く、このピロール類の働きによって(ちょうど1のり″
のように)電極に電気発色材料が沈殿するという作用が
利用できるからである。しかも、ピロール重合体は、そ
の導電性により、より厚い膜を作ることができる。
ピロールまたはその誘導体に結合できるすべての電気発
色化合物は、この発明の物質の製造に使われる。たとえ
ばビオロゲン(4、4’−ビピリジニウムとその誘導体
)やルテシウム−シフタロジアニンのような電気発色的
フタロシアニンなどである。
参考として以下のような構造娑もつすこ重合体を考える
ことができる; −a) ビオロゲンの誘導体 上記の構造式において、基Rは、同一分子の中で、同じ
かあるいは異なり、水素、アルキル基、アリール基、ア
ルコキシビロール基または別の電気発色類ン表わし、n
は1から15までの数ン表わす。ただしnは10以下が
望ましい。
これら四つの例は、一つあるいはいくつかのピロール基
が電気発色分子に結びつくことができ、これらのピロー
ル基が直鎖又は分枝して続くことができるということン
示している。
これら陽イオン分子は、BF4− * OpO,I ”
’6 +R−8O3”−、804−など前記の構造式で
はX″″または2x=と表わされていた陰イオンによっ
て、中性化され、発明の電気発色材料を形づくる。
−b) フタロシアニンの誘導体 上記の分子においてMは金属を表わす、特に遷移金属が
望ましい。基Rは、同じでも異なってもよいが、前回に
記したようなものである。ただし、少なくとも一つはビ
ロール類を含む。基Rはもちろん他の電気発色分子を含
んでもよい。すなわち基Rは次のようなタイプになる二 1 このようなフタロシアニンの合成は、たとえばフタロニ
トリルの決定誘導体(d5vive detθ−u5 
)からとか、無水オルトフタル酸からとかフタルイミド
からなどの古典的な方法で行なうことができる。
この発明は、また対象として、この発明に適合した物質
の製造方法をも含んでいる。正確に言うと、この方法は
、電極上に前記物質の膜が沈殿するというものであり、
これは、少なくとも一つの有機電気発色分子と、少なく
とも一つの支持電解質(51ectrolyta 5u
pport )と、少なくとも一つの溶媒とに化合的に
結合したピロールかピロールの誘導体を含む浴槽につけ
られた2つの電極間に電流を流すと得られるものである
ビロールあるいはその誘導体の重合体はこのように電気
化学的酸化によって得られる。ビロールあるいはその誘
導体の重合体と一つあるいはいく2 つかの電気発色化合物の沈殿は、電気発色化合物とピロ
ールの単量体との間に化学結合があるので、同時に行わ
れる。
電解ミ浴の製造に使用しやすい支持電解質は、塩である
。たとえば過塩素酸塩、六フッ化リン酸塩、テトラ−フ
ルオルホウ酸塩、塩化物、硫化物、硫酸アルカリ金属、
第4級硫酸アンモニウム、 ある。
(8u1°fai;e d、’ ammoniums 
quaterHairee )など、で溶媒として使用
できるものの中では、アセトニトリル、メタノール、水
、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドが明記
さ・れる。
従って、この発明の工程では、直接に電気発色体の膜が
得られ、この膜は電極にしっかりと密着する。この密着
は、ビロール類を電極にあらかじめグラフトさせるとい
う知られた方法を使うこと忙よって、より効果的にする
ことができる。表示(affichage )への特別
な応用において、電極は透明な導体(たとえば酸化スズ
)の層に覆われたガラス板で作られる。
例として、ある電気発色体の調合、以下の構造をもつ1
−メチル−1’−(1−ピロリル−3−プロピル) −
4、4’−ビビリジニウムーポリテトラフルオロボラト
について叙述する。
A/単量体の合成 a)溶媒としてジメチルスルホキシドラ使い、収率70
qbで1−一ロリルー6−プロパンールを得る為にビロ
ールカリウム塩にゾ四モプロビルアルコールン下記のよ
うに反応させる:に十 b) 1−ピロリル−6−プロパノールは、ピリジンの
媒質で、塩化トシルによって下記のように処理され、1
−ビロリループロパントシラトを収率70係で得る。
c> i−ピロリループロパンートシラトは、塩、(1
−ピロリル−6−プロピル) −4、4’−ビピリジニ
ウム−パラトルエンスルホナトを導く為に、ベンゼンに
溶けた過剰のビピリジンによって処理され、以下の反応
を行う この反応における収率は60%である。
次に、上記の化合物に沃化メチルを加えることによって
メチル基を作用させる。反応は次のような式になり、混
合塩(沃化物と1−メチル−1’−(1−ピロリル−6
−ゾロぎル)−4゜4′−ビピリジニウム−パラトルエ
ンスルホナト)にいたる: 5 イオン交換樹脂上2通過させ、重合体(I)に使用する
単量体を得る為に、陰イオンBF、−に置きかえる。こ
この樹脂上での交換収率は100%である。
B/重合体の合成(化合物I) 前記の段階で得られた単量体を、1リツトルあたす10
−”モルの濃度のアセトニトリルに溶解させる。次にこ
の溶液に支持電解質を加える。ここの例では、支持電解
質として、1リツトルあたり0.1モルの濃度のテトラ
エチルアンモニウムーテトラフルオロボラトを使ってい
る。そして銀暑もとにした電極に+0.9サルトの電圧
なかげ電気化学的に重合化させる。
常温で約10分間、0.2からl mA / Cl1l
&”の電流で電解を行なうと、導体ガラスの電極上に、
かな6 り目立つ1ミクロンの厚さの黄色い電気発色体(1)の
透明膜が得られる。この重合化における収率は80チか
ら100%である。
一〇、5ボルトから−0,9肘ルトの間の電圧では、重
合体は黄色から青色にかわる。電圧tプラスにもどすと
、重合体の色ももとにもどる。
代理人 浅 村 皓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)少なくとも一つの有機電気発色化合物を含み、少
    なくとも一つのピロールあるいはその誘導体にグラフト
    重合された有機電気発色化合物によって特徴づけられる
    有機電気発色材料。 (2)前記有機電気発色化合物が4,4−ピビリジュウ
    ム(ヒオロデン)あるいはフタロシアニンであることビ
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の有機電気発色材
    料。 。 (3)前記有機電気発色化合物がルテシウム−シフタロ
    ジアニンであることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載の有機電気発色材料。 (4)前記有機電気発色材料が下記の構造式の物質によ
    って特徴づけられる特許請求の範囲第1項又は第2項の
    いずれかに記載の有機電気発色材料。 (5) 少なくとも一つの有機電気発色化合物と化学的
    に結合されたピロールまたはその誘導体と、少なくとも
    一つの支持電解質と、少なくとも一つの溶媒から成る電
    解浴に醒極と、対電極を入れ、その間に電流を流すこと
    ゛により、電極上に膜状となって生成されることン特徴
    とする有機電気発色材料の製造方法。 ことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の製造方法
    ; 過塩素酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、テトラ(力 溶
    媒がアセトニトリル、メタノール、水、ジメチルスルホ
    キシド、ジメチルホルムアミドの中から選択されたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項に記載の
    製造方法。 え (8)少なくとも一つの電気発色材料の像素を有する特
    性表示素子を備えた特許請求の範囲第1項乃至第4項の
    いずれかに記載の電気発色材料。
JP60082724A 1984-04-20 1985-04-19 有機電気発色材料及びその製造方法 Pending JPS60233125A (ja)

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FR8406902 1984-04-20

Publications (1)

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EP0163559B1 (fr) 1987-11-04
DE3560905D1 (en) 1987-12-10
FR2563229B1 (fr) 1986-07-18
EP0163559A1 (fr) 1985-12-04

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