JPS63248826A - イソチアナフテン構造を有する重合体、それらの製造方法及び用途 - Google Patents
イソチアナフテン構造を有する重合体、それらの製造方法及び用途Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
- C08G61/123—Macromolecular 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K9/00—Tenebrescent 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
- C09K9/02—Organic tenebrescent materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
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- G02F1/1514—Devices 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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- G02F1/15165—Polymers
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)産業上の利用分野
本発明は総括的に秩、電導性高分子及び核高分子金種々
の装置における電極として使用することに関する。更に
詳しくは、本発明Fi成る種の置換基を持ったイソチア
ナフテン(PITN)m造を有する重合体と、それらの
エレクトロクロミック表示装置、電池、太陽電池Aどで
の利用に関する。
の装置における電極として使用することに関する。更に
詳しくは、本発明Fi成る種の置換基を持ったイソチア
ナフテン(PITN)m造を有する重合体と、それらの
エレクトロクロミック表示装置、電池、太陽電池Aどで
の利用に関する。
(2)従来の技術
近年の電気、電子機器の軽量化、薄形化そして小型化の
発展に伴って、新しい電導性物質それ自体の開発が望ま
れている。
発展に伴って、新しい電導性物質それ自体の開発が望ま
れている。
+中々の営硫黄複素埠式重合体が知られている。
例えば、チオフェンからの重合体としては米国特許F
2. ’s 82.796号及び[百12.65&90
2号があり、ジベンゾチオフェンからの重合体としては
米国特許へ585.163号があり、ビニルビチオフェ
ンからの重合体どしては米国特許へ615,384号が
あり、神々の置換チオフェンからの重合体としては米国
特許へ725.362号があり、2−ブロモ−8−ヒド
ロキシ−5,5−ジオキンジベンゾチオフェンからの重
合体としては米国萄許、5,775゜368号がおり、
テトラチアペンタレンからの重合体としては米国特許4
,111,857号が凌)る。
2. ’s 82.796号及び[百12.65&90
2号があり、ジベンゾチオフェンからの重合体としては
米国特許へ585.163号があり、ビニルビチオフェ
ンからの重合体どしては米国特許へ615,384号が
あり、神々の置換チオフェンからの重合体としては米国
特許へ725.362号があり、2−ブロモ−8−ヒド
ロキシ−5,5−ジオキンジベンゾチオフェンからの重
合体としては米国萄許、5,775゜368号がおり、
テトラチアペンタレンからの重合体としては米国特許4
,111,857号が凌)る。
急速に拡大する電導性高分子の分野において(”高分子
導体の物理及び化学に関する国際会議の議事録″、J、
phy−初県e、Co−λ−1oq竺、、C−3(1
983年))、検素環系高分子は、容易にノイルム化で
きる、そしてポリアセチレンやポリフェニレンと比較し
て非常に空句中て安定で$h 2〕ので、注目されてき
ている。半導体表面の安定化剤としての利用は、アール
、ヌーフイ(R,Nouf i )等、ジャーナルオフ
アメリカンケミカル ソザイアテイ(1981)、第1
83巻、184頁及びその中の参考資料に示されている
。この研究の展開として銖、本発明者等の最近のポリチ
オフェンに関するものがある。
導体の物理及び化学に関する国際会議の議事録″、J、
phy−初県e、Co−λ−1oq竺、、C−3(1
983年))、検素環系高分子は、容易にノイルム化で
きる、そしてポリアセチレンやポリフェニレンと比較し
て非常に空句中て安定で$h 2〕ので、注目されてき
ている。半導体表面の安定化剤としての利用は、アール
、ヌーフイ(R,Nouf i )等、ジャーナルオフ
アメリカンケミカル ソザイアテイ(1981)、第1
83巻、184頁及びその中の参考資料に示されている
。この研究の展開として銖、本発明者等の最近のポリチ
オフェンに関するものがある。
新しい電導性高分子に関する広範な研究がなされてきて
いる。例えば、ポリアセチレンについては、ヨウ素や五
フッ化ヒ素でドープさ′!)ると、102〜103 S
/郡の高電気伝導度を丞すので、二次電池の電極vJ別
と1〜での利用の可能性が研(JPされている(シン七
チック メタルズ、第1巻、第2号、101頁(197
9/1980年)参照)っこれらの高分子は、優れた充
放電特性もまた示す、3ポリアセチレンの太陽電池での
使用も、その光吸収特性が太陽光の特性に近いので研究
されている。
いる。例えば、ポリアセチレンについては、ヨウ素や五
フッ化ヒ素でドープさ′!)ると、102〜103 S
/郡の高電気伝導度を丞すので、二次電池の電極vJ別
と1〜での利用の可能性が研(JPされている(シン七
チック メタルズ、第1巻、第2号、101頁(197
9/1980年)参照)っこれらの高分子は、優れた充
放電特性もまた示す、3ポリアセチレンの太陽電池での
使用も、その光吸収特性が太陽光の特性に近いので研究
されている。
しかしながら、ポリアセチレンはそれ自体酸化されやす
く、ドープトポリアセチレンは非常に水分に敏感である
という欠点を持っている。
く、ドープトポリアセチレンは非常に水分に敏感である
という欠点を持っている。
ポリチオフェンは、電導性物質や電池電極材料としてだ
けではなくて、ドープ状態の色変化を利用するエレクト
ロクロミック材料としても研究されてきている。例えば
、ニー、エム、ドルーイ(A。
けではなくて、ドープ状態の色変化を利用するエレクト
ロクロミック材料としても研究されてきている。例えば
、ニー、エム、ドルーイ(A。
M、 Druy )等は2.2′−ビチェニルを電気化
学的に重合させると、重合体が酸化状態から還元状態に
変わって、背色から赤色に変色し、これが可逆的である
ことを用いて、エレクトロクロミック材料として有用に
なる可能性があると報告している。
学的に重合させると、重合体が酸化状態から還元状態に
変わって、背色から赤色に変色し、これが可逆的である
ことを用いて、エレクトロクロミック材料として有用に
なる可能性があると報告している。
(Journal do Physique、 第4
4巻第6号、C5−595頁、1983年)。しかし、
ポリチオフェンもポリアセチレンと同様に、通常敏感な
物質である。
4巻第6号、C5−595頁、1983年)。しかし、
ポリチオフェンもポリアセチレンと同様に、通常敏感な
物質である。
上述の問題点を鑑みて、本発明者等は、電導性高分子と
それらの利用について広範な研究を実施してきた。そし
てその結果として、インチアナフテン構造を有する重合
体が、酸化と還元の過程で連続的かつ可逆的に色変化が
起こる非常に安定な物質であることを見出した。無置換
のポリインチアナフテンについては、本発明者等による
文献中に述べられている。ラドル(Wudl ) ’4
、ジャーナルオフオーガニツクケミストリー第49巻、
3382−3384頁(1984年)、ラドル等、ボリ
マープレプリンツ、第25巻、第2号、257−259
頁(1984年)、ケミカルアプストラクツ、第101
巻、パート24、第7頁211832q (1984年
)。PITN型重合体重合体ては、1985年5月22
日に出願した米国特許出願第736.984号に記載し
ている。同米国特許出願の開示内容全体を本明細書中に
援用する。EPO公表第164.974号(1985年
12月18日出願)も参照。
それらの利用について広範な研究を実施してきた。そし
てその結果として、インチアナフテン構造を有する重合
体が、酸化と還元の過程で連続的かつ可逆的に色変化が
起こる非常に安定な物質であることを見出した。無置換
のポリインチアナフテンについては、本発明者等による
文献中に述べられている。ラドル(Wudl ) ’4
、ジャーナルオフオーガニツクケミストリー第49巻、
3382−3384頁(1984年)、ラドル等、ボリ
マープレプリンツ、第25巻、第2号、257−259
頁(1984年)、ケミカルアプストラクツ、第101
巻、パート24、第7頁211832q (1984年
)。PITN型重合体重合体ては、1985年5月22
日に出願した米国特許出願第736.984号に記載し
ている。同米国特許出願の開示内容全体を本明細書中に
援用する。EPO公表第164.974号(1985年
12月18日出願)も参照。
ポリインチアナフテンは非常に安定であり、高いコント
ラストの色変化を伴う実に早いp−型の電気化学的ドー
ピング特性を示すので、明かに多くの応用の可能性があ
る。一つの応用−エレクトロクロミツク貴示装置での使
用−は、ポリイソチアナステンが電導性であると同時に
透明性の重合体であるという事実によって可能になった
。ドーピングによって、PITHの薄膜の可視領域での
光吸収密度は、非常に小さくなる。PITNの光−電気
化学的特性を使用する他の応用は、電池や、太陽電池や
、太陽エネルギー変換装置の電極としての使用やエレク
トロクロミック物質としての一般的応用を含む。しかし
、高いドーパント濃度のPITNfl、空気中で、脱ド
ーピングを伴って攻撃されるという限界も存在している
。それ故。
ラストの色変化を伴う実に早いp−型の電気化学的ドー
ピング特性を示すので、明かに多くの応用の可能性があ
る。一つの応用−エレクトロクロミツク貴示装置での使
用−は、ポリイソチアナステンが電導性であると同時に
透明性の重合体であるという事実によって可能になった
。ドーピングによって、PITHの薄膜の可視領域での
光吸収密度は、非常に小さくなる。PITNの光−電気
化学的特性を使用する他の応用は、電池や、太陽電池や
、太陽エネルギー変換装置の電極としての使用やエレク
トロクロミック物質としての一般的応用を含む。しかし
、高いドーパント濃度のPITNfl、空気中で、脱ド
ーピングを伴って攻撃されるという限界も存在している
。それ故。
PITN型重合体重合体TNの利点を維持させながら高
いドーパント濃度での空気中成分による攻撃に対する抵
抗性を付与するという必蚤性が存在している。
いドーパント濃度での空気中成分による攻撃に対する抵
抗性を付与するという必蚤性が存在している。
エレクトロクロミック表示は、液晶表示を改良できる可
能性があシ、最近広範囲な応用の可能性を持つ「低−エ
ネルギー」表示装置として検討されてきている。液晶表
示装置では視野角依存性があり、コントラストと解像度
も典型的に劣る。メモリー機能もなく、又大面積化も困
難である。これらの不都合な点を克服するために、低−
エネルギーエレクトロクロミック表示(ECD)装置に
関する研究が広範に行われてきている。これらの装置で
は、電圧又は電流の印加で光の吸収特性が変化するエレ
クトロクロミック物質が用いられる。
能性があシ、最近広範囲な応用の可能性を持つ「低−エ
ネルギー」表示装置として検討されてきている。液晶表
示装置では視野角依存性があり、コントラストと解像度
も典型的に劣る。メモリー機能もなく、又大面積化も困
難である。これらの不都合な点を克服するために、低−
エネルギーエレクトロクロミック表示(ECD)装置に
関する研究が広範に行われてきている。これらの装置で
は、電圧又は電流の印加で光の吸収特性が変化するエレ
クトロクロミック物質が用いられる。
ECD装置で使われるエレクトロクロミック物質は、無
機物であっても有機物であっても良い。
機物であっても有機物であっても良い。
利用できると考えられている無機物は、主に遷移金属の
酸化物であるが、これらは、発色化に限界がある。遷移
金属酸化物は、プロトンが色形成イオンとして用いられ
ると、応答速度が早いとはいえ、膜の電気化学的溶出及
び電極の劣化が発生してしまう。エレクトロクロミック
表示に用いられる有機物としては、典型的にはビオロゲ
ン染料やフタロシアニン錯体などがある。しかし、ビオ
ロゲン染料は繰シ返し使用すると、不溶性の物質が析出
するという欠点があり、フタロシアニン錯体では基盤と
真空蒸着膜との間の密着性に依然未解決の問題が残され
ている。
酸化物であるが、これらは、発色化に限界がある。遷移
金属酸化物は、プロトンが色形成イオンとして用いられ
ると、応答速度が早いとはいえ、膜の電気化学的溶出及
び電極の劣化が発生してしまう。エレクトロクロミック
表示に用いられる有機物としては、典型的にはビオロゲ
ン染料やフタロシアニン錯体などがある。しかし、ビオ
ロゲン染料は繰シ返し使用すると、不溶性の物質が析出
するという欠点があり、フタロシアニン錯体では基盤と
真空蒸着膜との間の密着性に依然未解決の問題が残され
ている。
他のエレクトロクロミック物質としては、ニー。
エフ。ディアス(A、 F、 Dlaz )等によって
、ジャ・−ナル オフエレクトローアナリチカル ケミ
ストリー、第111巻、第111頁(1980年)に、
又はヨネヤマ等によって、同一雑誌、第161巻、第4
19頁(1984年)に投稿されたポリアニリン、ニー
、エフ、ディアス等によって、同−船誌、第149巻、
第101頁(1983年)に投稿されたポリピロール、
エム、ニー。ドルーイ尋によって、Journal d
@Physique、 第44巻6月号、第C5−59
5頁(1983年)又はカネト等によって、応用物理学
M誌、第23巻、第7号、第L412頁(1985年)
に投稿されたポリチオフェンがある。しかし、これらの
いずれもが実用化には至っていない。エレクトロクロミ
ック物質として望まrる特性り:、早い応答速度と、鮮
明なコントラストと、高解像度と、良好な色調などであ
る一以上の他にPITNのように、無色の色調が出せる
エレクトロクロミック物質は装置としての応用の拡大の
可能性がある。この点は、酸化状態から還元状態への変
色過程において、有色である上述のへテロ共役系物質と
比較して特徴的な点でちる。以上のように、ECD装置
で使用するためにもPITN型重合体重合体の必要性が
ある。
、ジャ・−ナル オフエレクトローアナリチカル ケミ
ストリー、第111巻、第111頁(1980年)に、
又はヨネヤマ等によって、同一雑誌、第161巻、第4
19頁(1984年)に投稿されたポリアニリン、ニー
、エフ、ディアス等によって、同−船誌、第149巻、
第101頁(1983年)に投稿されたポリピロール、
エム、ニー。ドルーイ尋によって、Journal d
@Physique、 第44巻6月号、第C5−59
5頁(1983年)又はカネト等によって、応用物理学
M誌、第23巻、第7号、第L412頁(1985年)
に投稿されたポリチオフェンがある。しかし、これらの
いずれもが実用化には至っていない。エレクトロクロミ
ック物質として望まrる特性り:、早い応答速度と、鮮
明なコントラストと、高解像度と、良好な色調などであ
る一以上の他にPITNのように、無色の色調が出せる
エレクトロクロミック物質は装置としての応用の拡大の
可能性がある。この点は、酸化状態から還元状態への変
色過程において、有色である上述のへテロ共役系物質と
比較して特徴的な点でちる。以上のように、ECD装置
で使用するためにもPITN型重合体重合体の必要性が
ある。
(3)発明が解決しようとする問題点
前項で述べたように、高いドーパント濃度でも空気中で
安定で、ECD装置に応用するのに優れた特性を有する
インチアナフテン構造を有する重合体を提供するのが、
本発明の目的である。
安定で、ECD装置に応用するのに優れた特性を有する
インチアナフテン構造を有する重合体を提供するのが、
本発明の目的である。
(4)問題点を解決するための手段
本発明の電導性で置換基の付いたイソデアナフテン構造
を有する重合体は、Ia又はIb式で与えられる。
を有する重合体は、Ia又はIb式で与えられる。
zY−
Ia lb〔式中、R1
は水素又は−0R3であり、R8及びR,sはそれぞれ
独立に水素又は炭素数1〜8の炭化水素基から選択され
る。但し、R2及びR3け2個の酸素と一緒になって■
式で表わされるベンゼン環上にジオキシアルキレン置換
基を形成することができる。
は水素又は−0R3であり、R8及びR,sはそれぞれ
独立に水素又は炭素数1〜8の炭化水素基から選択され
る。但し、R2及びR3け2個の酸素と一緒になって■
式で表わされるベンゼン環上にジオキシアルキレン置換
基を形成することができる。
■
(式中、R4及びRs Viそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群より選択する。Y−は翫解貴の
アニオンを表わす。ziモノマー1モル当たりのアニオ
ンの比を示すα01から1の数であり、n社重合度を示
す5〜500の数である〕。
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群より選択する。Y−は翫解貴の
アニオンを表わす。ziモノマー1モル当たりのアニオ
ンの比を示すα01から1の数であり、n社重合度を示
す5〜500の数である〕。
式1aij:、脱ドープ状態の重合体を表わしている。
弐1bは、正電荷がポリマー主鎖に沿って動き得る電導
性のドープ状態を表わしている。例えは、本発明のエレ
クトロクロミック表示装置において、重合体の膜に電圧
を印加することによシ、中性の電荷を持たない式Iaの
重合体から電荷を持つ九式1bの重合体へ変化する。
性のドープ状態を表わしている。例えは、本発明のエレ
クトロクロミック表示装置において、重合体の膜に電圧
を印加することによシ、中性の電荷を持たない式Iaの
重合体から電荷を持つ九式1bの重合体へ変化する。
本発明の典型的な具体例は、Xが硫黄であり、R1が−
OR,であり、R1鵞及びRsti炭素数1−5の炭化
水′9(例えば、メチル、エチルなど)又は、R4及び
R,が水素、メチル又はエチルであるジオキシアルキレ
ン置換基である。
OR,であり、R1鵞及びRsti炭素数1−5の炭化
水′9(例えば、メチル、エチルなど)又は、R4及び
R,が水素、メチル又はエチルであるジオキシアルキレ
ン置換基である。
典型例の重合体のアンドープ状態の構造式は、以下の弐
■、■で表わされる。
■、■で表わされる。
■
(式中、R6及びR7は、それぞれ独立に水素、及び炭
素数1〜Bの炭化水素から選択する)。
素数1〜Bの炭化水素から選択する)。
■
(式中、X、R,及びR5は、前に定義した通りである
。弐■及び■の重合体は、Ibと同様のドープ状態構造
を持っている。式Ibのアニオン、Y−は、好ましくは
、CI−、Br−、I−、ClO4−1BF4−1P
F6−1AsF@−、PF6−、AsF6−、SbF6
−、−、AsF6−1AI Br4−1FeCl4−及
びCF3 S Os− からなる群よシ選択する。しか
しY−は、H8O,−か又はHFl−であっても良い。
。弐■及び■の重合体は、Ibと同様のドープ状態構造
を持っている。式Ibのアニオン、Y−は、好ましくは
、CI−、Br−、I−、ClO4−1BF4−1P
F6−1AsF@−、PF6−、AsF6−、SbF6
−、−、AsF6−1AI Br4−1FeCl4−及
びCF3 S Os− からなる群よシ選択する。しか
しY−は、H8O,−か又はHFl−であっても良い。
比2は、好ましくはα01からQ、40である。
本発明の狭いバンドギャップを有する電導性重合体は、
本質的な高い電導性と、ドーピングの過程においてそれ
らが透明性の電気伝導体に変化するという理由で重要で
ある。すなわち、該重合体は濃い着色状態(例えば黒青
色)から透明状態に変化する。電解槽において、ドーピ
ングが行われると、この変化は鮮明なコントラストのエ
レクトロクロミズムとして観察される。
本質的な高い電導性と、ドーピングの過程においてそれ
らが透明性の電気伝導体に変化するという理由で重要で
ある。すなわち、該重合体は濃い着色状態(例えば黒青
色)から透明状態に変化する。電解槽において、ドーピ
ングが行われると、この変化は鮮明なコントラストのエ
レクトロクロミズムとして観察される。
本発明の置換基の付きたPITN3r合体は、カチオン
を安定化させる酸素原子との共役によって、電荷を持っ
たPITN重合体の安定性を改善することを狙って設計
された。この安定化の機構は、以下に示すポリ(ジオキ
シメチレンイソチアナフテン)(PDOMIT)で例示
される。
を安定化させる酸素原子との共役によって、電荷を持っ
たPITN重合体の安定性を改善することを狙って設計
された。この安定化の機構は、以下に示すポリ(ジオキ
シメチレンイソチアナフテン)(PDOMIT)で例示
される。
PITN PDOMITPDOMIT中
に見られるように、正電荷は酸素の孤立化電子対との共
鳴によって安定化されている。加うるに、酸素原子を通
じて鏡開の相互作用が強まる、それによって室温での重
合体の電導度が高まる可能性も存在している。
に見られるように、正電荷は酸素の孤立化電子対との共
鳴によって安定化されている。加うるに、酸素原子を通
じて鏡開の相互作用が強まる、それによって室温での重
合体の電導度が高まる可能性も存在している。
本発明の置換基の付いたPITN重合体は、例えば、V
式の構造を持ったモノマーを電解重合させて合成する。
式の構造を持ったモノマーを電解重合させて合成する。
■
(式中、R1、R2及びXは、前に定義し九通シである
)。■式で示される置換基の付いたイソチアナフテンの
具体例としては、5−メトキシ−イソチアナフテン、5
.6−シヒドロキシーイソチアナフテン、5,6−シメ
トキシイソテアナフテン、へ6−ジニトキシーイソチア
ナフテン、5.6−ジオキシメチレン−インチアナフテ
ン、及び翫6−ジオキシ(α、α−ジメチルメチレン)
−イソチアナフテンが挙けられる。EPO164,97
4号に述べられているように、重合後に脱水素が可能な
ので、モノマーとして対応する1、3−ジヒドロイソチ
アナフテン類を使用することもできる。
)。■式で示される置換基の付いたイソチアナフテンの
具体例としては、5−メトキシ−イソチアナフテン、5
.6−シヒドロキシーイソチアナフテン、5,6−シメ
トキシイソテアナフテン、へ6−ジニトキシーイソチア
ナフテン、5.6−ジオキシメチレン−インチアナフテ
ン、及び翫6−ジオキシ(α、α−ジメチルメチレン)
−イソチアナフテンが挙けられる。EPO164,97
4号に述べられているように、重合後に脱水素が可能な
ので、モノマーとして対応する1、3−ジヒドロイソチ
アナフテン類を使用することもできる。
モノマーVのヒドロキシ及びアルコキシ形は、対応する
置換基の付いた1、3−ジヒドロインチアナフテンから
合成され、これを例えば、メタ過沃素酸ナトリウムで処
理して、スルホキサイドにし、次にスルホキサイドを脱
水することによって対応するヒドロキシ又はアルコキシ
置換基の付いたインチアナフテンが得られる。
置換基の付いた1、3−ジヒドロインチアナフテンから
合成され、これを例えば、メタ過沃素酸ナトリウムで処
理して、スルホキサイドにし、次にスルホキサイドを脱
水することによって対応するヒドロキシ又はアルコキシ
置換基の付いたインチアナフテンが得られる。
別法としては、V式のモノマーは置換基の付いり1.2
−ビスハロメチルベンゼンから合成される。
−ビスハロメチルベンゼンから合成される。
その物質の例としては、1.2−ビスクロロメチル−a
、 s −シオキシメチレンベンゼント、1.2−ビス
p o oメチル−4,5−ジメトキシベンゼンヲ挙げ
ることができる。これらの置換基の付いたハロメチルベ
ンゼン類を例えば硫化ナトリウム9水和物と反応させる
ことにより、1,5−ジヒドロインテアナフテン誘導体
が得られる。そして、これは式■の対応するスルホキサ
イドに変換され、そして脱水反応によりインチアナフテ
ンモノマーに転化される。
、 s −シオキシメチレンベンゼント、1.2−ビス
p o oメチル−4,5−ジメトキシベンゼンヲ挙げ
ることができる。これらの置換基の付いたハロメチルベ
ンゼン類を例えば硫化ナトリウム9水和物と反応させる
ことにより、1,5−ジヒドロインテアナフテン誘導体
が得られる。そして、これは式■の対応するスルホキサ
イドに変換され、そして脱水反応によりインチアナフテ
ンモノマーに転化される。
ヒドロキシ置換基の伺い7?:重合体は、ジオキシメチ
レン基をヒドロキン基に転化させることによって、PD
OMITから直接的に合成するとともできる。例えば、
これはPDOMITをHI、メチ、ルマグネシウムアイ
オダイド、又は塩化アルミニウムで処理することによっ
て行われるっV式の千ツマ−を電気化学的に重合させる
のが好ましい。上述の竹換左の付いたイソチアナフテン
化合物の電解重合は、チオフェン、ビロールなどの電解
1転合で一般的に用いられる方法によって行なうことが
できる。(例えば、ノリラドステート コミュニケーシ
ョン、第46巻、第5号、589頁(1983年)に述
べられている。)更に詳しくは、電圧を制御する電解法
か又は電流を制御する電解法のいずれかを用いることが
できる。そして、電極に透明fJ:を導性の基盤を用い
、その上に重合体の膜を形成させることが望ましい。好
ましい電解重合プロセスは米国特許4.64 [1,7
84号及びEPO公表第164.874号に述べられて
いる。特願昭59=109329号及び、中国特許出願
第85?05974号も参照の事。
レン基をヒドロキン基に転化させることによって、PD
OMITから直接的に合成するとともできる。例えば、
これはPDOMITをHI、メチ、ルマグネシウムアイ
オダイド、又は塩化アルミニウムで処理することによっ
て行われるっV式の千ツマ−を電気化学的に重合させる
のが好ましい。上述の竹換左の付いたイソチアナフテン
化合物の電解重合は、チオフェン、ビロールなどの電解
1転合で一般的に用いられる方法によって行なうことが
できる。(例えば、ノリラドステート コミュニケーシ
ョン、第46巻、第5号、589頁(1983年)に述
べられている。)更に詳しくは、電圧を制御する電解法
か又は電流を制御する電解法のいずれかを用いることが
できる。そして、電極に透明fJ:を導性の基盤を用い
、その上に重合体の膜を形成させることが望ましい。好
ましい電解重合プロセスは米国特許4.64 [1,7
84号及びEPO公表第164.874号に述べられて
いる。特願昭59=109329号及び、中国特許出願
第85?05974号も参照の事。
本発明の特徴の中には、ここで述べられている置換基の
付いたポリイソチアナフテン類から成るエレクトロクロ
ミッタな重合体を用いるエレクトロクロミック表示装置
が含まれる。第1図にその装置の構成を示す。透明基盤
1」−にある表示11極2の上に置換基の付いたポリイ
ソチアナフテンの膜3を、例えば電解重合によって形成
すZ)。適当な溶媒中に溶解又は分散した支持π電解質
を含む液状電解質4i1′、PUTN膜と対向霜、極5
とに隔離している。保護層6は、装置の外枠として用い
られる。電圧を、二つの電極に電気的に接触しているリ
ードmフにより、表示電極2と対向電極5の間に印加す
る。
付いたポリイソチアナフテン類から成るエレクトロクロ
ミッタな重合体を用いるエレクトロクロミック表示装置
が含まれる。第1図にその装置の構成を示す。透明基盤
1」−にある表示11極2の上に置換基の付いたポリイ
ソチアナフテンの膜3を、例えば電解重合によって形成
すZ)。適当な溶媒中に溶解又は分散した支持π電解質
を含む液状電解質4i1′、PUTN膜と対向霜、極5
とに隔離している。保護層6は、装置の外枠として用い
られる。電圧を、二つの電極に電気的に接触しているリ
ードmフにより、表示電極2と対向電極5の間に印加す
る。
エレクトロクロミック表示装置に用いるPUTNの膜厚
は、約0,05〜30μ雷、好ましくυ、約105〜2
2μπ、更に射ましくは約01へ一10P’mである。
は、約0,05〜30μ雷、好ましくυ、約105〜2
2μπ、更に射ましくは約01へ一10P’mである。
膜厚が約0,03μmよりも薄いと、鮮明なコントラス
トは得られない。膜1シが30μmを越えると、着色が
強すぎて色変化を祝藺するととは困難であり、かつ膜の
強度及び応答速度にも問題がある。
トは得られない。膜1シが30μmを越えると、着色が
強すぎて色変化を祝藺するととは困難であり、かつ膜の
強度及び応答速度にも問題がある。
本発明において用いることができる電導性透明基盤1と
しては、酸化インジウム錫、酸化錫、白金等を、例えば
ガラス、ポリエステA・フィルム等の透明絶縁体上にス
パッタリング等の方法により蒸着させたものを含む。こ
れらの相料は、容易に市販品が入手できる。
しては、酸化インジウム錫、酸化錫、白金等を、例えば
ガラス、ポリエステA・フィルム等の透明絶縁体上にス
パッタリング等の方法により蒸着させたものを含む。こ
れらの相料は、容易に市販品が入手できる。
ECU装置は、このようにして得た1合体を液体Mt電
解質介して対向電極と組み立てることにより作られる。
解質介して対向電極と組み立てることにより作られる。
用いることができる液体電M質とは、溶媒中に支持電解
質を分散又は溶解させたものである。本発明で用いるこ
とができる支持電解質としては、(1)例えば PF6
−、PF6−、AsF6−、SbF6−@−1As F
6−1sbei、″の如きVa族の元素のノ・ロゲン化
物アニオン、例えは BF、−の如き■&族の元素のノ
・ロゲン化物アニオン、例えば I′″<Xs−)、B
r−1Cl−の如きハロゲンアニオン、例えばClO4
−の如き過塩素酸アニオンなどのア、−オン(すなわち
、lb中におけるY−)および(11)例えはLl、N
a5K“の如きアルカリ金属イオン、例えばR2H”(
Rは炭素数1−=−2rlの炭化水素基を表わす)の如
き第四級アンモニウムイオン、例えば(C6H111)
4P+の如きホスホニウムイオン等との組合わせから成
るものを用いることが出来るが、必ずしもとれらに限定
されるものでないとと員−いうまでもない。
質を分散又は溶解させたものである。本発明で用いるこ
とができる支持電解質としては、(1)例えば PF6
−、PF6−、AsF6−、SbF6−@−1As F
6−1sbei、″の如きVa族の元素のノ・ロゲン化
物アニオン、例えは BF、−の如き■&族の元素のノ
・ロゲン化物アニオン、例えば I′″<Xs−)、B
r−1Cl−の如きハロゲンアニオン、例えばClO4
−の如き過塩素酸アニオンなどのア、−オン(すなわち
、lb中におけるY−)および(11)例えはLl、N
a5K“の如きアルカリ金属イオン、例えばR2H”(
Rは炭素数1−=−2rlの炭化水素基を表わす)の如
き第四級アンモニウムイオン、例えば(C6H111)
4P+の如きホスホニウムイオン等との組合わせから成
るものを用いることが出来るが、必ずしもとれらに限定
されるものでないとと員−いうまでもない。
上述のアニオンとカチオンとの組合わぜによって得られ
る支持電解質の具体例と17てit LiPF4、Li
5bF’、、LiAsF5、LiClO4、Na I
、 NaPFS、Na Sb Fっ、Na Alx F
都、NaClO4、KI、K P F、、K Sb F
6、KAs F@ 、 KCI 04、r: (n−B
u)4N]”・(AsF6)−1C(n−Bu)4N)
”−(PF6)−1((n−Bu)4N″]” 11
Cl04−1LiAICl,、y、113F’4、(C
6H3)4P ” BFa、(C5H5)4 P−As
F’1、(C,H5)4P −Cl04をあけること
ができるが必ずしもこれ等に限定されるものではかい0
.、これらの支持電解質は1称類、また、は必要に応じ
て2種類以上を混合して使用してもよい。
る支持電解質の具体例と17てit LiPF4、Li
5bF’、、LiAsF5、LiClO4、Na I
、 NaPFS、Na Sb Fっ、Na Alx F
都、NaClO4、KI、K P F、、K Sb F
6、KAs F@ 、 KCI 04、r: (n−B
u)4N]”・(AsF6)−1C(n−Bu)4N)
”−(PF6)−1((n−Bu)4N″]” 11
Cl04−1LiAICl,、y、113F’4、(C
6H3)4P ” BFa、(C5H5)4 P−As
F’1、(C,H5)4P −Cl04をあけること
ができるが必ずしもこれ等に限定されるものではかい0
.、これらの支持電解質は1称類、また、は必要に応じ
て2種類以上を混合して使用してもよい。
前記のアニオンに加えて、HFff1−及びH8O4’
−アニオンも用いることができ、にI記のカチメンに加
えて、■で表わされるピリリウムまたはピリジニウム・
イオン: ■ (式中、2は酸素原子または窒素原子を表わし、R′は
水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基又は炭素数6
〜15のアリール基を表わし、R” はハロゲン原子、
炭素数が1〜10のアルキル基又は炭素数が6〜15の
アリール基を表わし、mは2が酸素原子のとき0であシ
、2が窒素原子のとき1であり、pFiOまた#i1〜
5の整数である);または■もしくは■式で表わされる
カルボニウム・カチオン: s ■ ■ 〔上式中、R3、R’、R’Fi独立に水素原子(但し
R3、R4及びR6は 同時に水素原子であることはな
い)、炭素数1〜15のアルキル基、アリル基、炭素数
6〜15のアリール基又は−0R7基(式中%R7は炭
素数が1〜10のアルキル基または炭素数6〜15のア
リール基を示す)であシ、R6は水素原子、炭素数が1
〜15のアルキル基又は炭素数6〜15の7リール基で
ある。〕も用いることができるつ 用いることができるHF!−アニオンは通常、下記の一
般式■、X、またはX: R” 〔上式中、R′及びR”は各々水素原子、炭素数が1〜
15のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基を表わ
し; R111は炭素数が1〜10のアルキル基、炭素
数6〜15のアリール基を表わし、2は酸素原子または
窒素原子を表わし、qは0または5以下の正の整数であ
り:Mはアルカリ金属である〕で表わされる化合物(フ
ッ化水素塩)1−支持電解として用いて適当な有機溶媒
に溶解することによって得られる。上記■、X及びX式
で表わされる化合物の具体例としてl’1H4N@Hp
2、Bu4N・HF2、Na1IHF2、K”HF、、
Li@HF、お上記■式で表わされるピリリウムもしく
はピリジニウムカチオンは、■式で表わされるカチオン
と例えば CI O,−1B P、−、AsF6−1F
@Cl4−、5nCl5−、ClO4−1PCI、−、
PF6−、AsF6−、SbF6−6−1As F6−
1CF3SO3−1HF、−等のアニオンとの間で形成
される塩を支持電解質として用いて適当な有機溶媒に溶
解することによって得られる。そのような塩の具体例と
してはC)I3 等をあげることができる。
−アニオンも用いることができ、にI記のカチメンに加
えて、■で表わされるピリリウムまたはピリジニウム・
イオン: ■ (式中、2は酸素原子または窒素原子を表わし、R′は
水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基又は炭素数6
〜15のアリール基を表わし、R” はハロゲン原子、
炭素数が1〜10のアルキル基又は炭素数が6〜15の
アリール基を表わし、mは2が酸素原子のとき0であシ
、2が窒素原子のとき1であり、pFiOまた#i1〜
5の整数である);または■もしくは■式で表わされる
カルボニウム・カチオン: s ■ ■ 〔上式中、R3、R’、R’Fi独立に水素原子(但し
R3、R4及びR6は 同時に水素原子であることはな
い)、炭素数1〜15のアルキル基、アリル基、炭素数
6〜15のアリール基又は−0R7基(式中%R7は炭
素数が1〜10のアルキル基または炭素数6〜15のア
リール基を示す)であシ、R6は水素原子、炭素数が1
〜15のアルキル基又は炭素数6〜15の7リール基で
ある。〕も用いることができるつ 用いることができるHF!−アニオンは通常、下記の一
般式■、X、またはX: R” 〔上式中、R′及びR”は各々水素原子、炭素数が1〜
15のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基を表わ
し; R111は炭素数が1〜10のアルキル基、炭素
数6〜15のアリール基を表わし、2は酸素原子または
窒素原子を表わし、qは0または5以下の正の整数であ
り:Mはアルカリ金属である〕で表わされる化合物(フ
ッ化水素塩)1−支持電解として用いて適当な有機溶媒
に溶解することによって得られる。上記■、X及びX式
で表わされる化合物の具体例としてl’1H4N@Hp
2、Bu4N・HF2、Na1IHF2、K”HF、、
Li@HF、お上記■式で表わされるピリリウムもしく
はピリジニウムカチオンは、■式で表わされるカチオン
と例えば CI O,−1B P、−、AsF6−1F
@Cl4−、5nCl5−、ClO4−1PCI、−、
PF6−、AsF6−、SbF6−6−1As F6−
1CF3SO3−1HF、−等のアニオンとの間で形成
される塩を支持電解質として用いて適当な有機溶媒に溶
解することによって得られる。そのような塩の具体例と
してはC)I3 等をあげることができる。
上記■又は■式で表わされるカルボニウム・カチオンの
具体例としては(C,H,)s c+、(CHs)3c
”、これらのカルボニウムカチオンは、該カチオンとア
ニオンとの間で形成される塩(カルボニウム塩)を支持
電解質として適当な有機溶媒に溶解若しくは分散するこ
とによって得られる。適したアニオンの代表例としては
、BF4−、SbF6−、AlCl、−1AI Brl
Cl−1FaCl4−1SnCl3−、ClO4″、
PCl、−15bcx; 、 sbv;%Clo;、C
F3SO3″等をあげることができ、また、カルボニウ
ム塩の具体例としては、例えば(C@H,)、C@BF
4、(C’H,)3C#BF4、HCO−AlCl2、
HCO−BF4、C4H6CO” Sn CI B等を
おけることができる。
具体例としては(C,H,)s c+、(CHs)3c
”、これらのカルボニウムカチオンは、該カチオンとア
ニオンとの間で形成される塩(カルボニウム塩)を支持
電解質として適当な有機溶媒に溶解若しくは分散するこ
とによって得られる。適したアニオンの代表例としては
、BF4−、SbF6−、AlCl、−1AI Brl
Cl−1FaCl4−1SnCl3−、ClO4″、
PCl、−15bcx; 、 sbv;%Clo;、C
F3SO3″等をあげることができ、また、カルボニウ
ム塩の具体例としては、例えば(C@H,)、C@BF
4、(C’H,)3C#BF4、HCO−AlCl2、
HCO−BF4、C4H6CO” Sn CI B等を
おけることができる。
本発明の溶媒としては、水溶液または非水溶液のいずれ
も用いることができるが、好ましくは非水性の有機溶媒
に前記の支持亀解質全溶かした溶液である。本発明で用
いる有機溶媒としては、非プロトン性でかつ高誘it率
のものが好ましい。例えにエーテル、ケトン、ニトリル
、アミン、アミド、硫黄化合物、リン酸エステA・系化
合物、亜リン酸エステル系化合物、ホウ酸エステル系化
合物、塩素化炭化水素、エステル、カーボネ・−ト1.
−トロ化合物等を用いることができる。こtらのうち、
ニーデル、ケトン、ニトリル、リン酸エステル系化合物
、亜すン酬エステル系化合物、ホウ酸エステル系化合物
、塩素化炭化水素及びカーボネートが好ましい。適した
溶媒の具体例としては、テトラヒドロフラン、2−メチ
ルテトラヒドロフラン、1.4−ジオキサン、モノグリ
ム、アセトニトリル、プロピオニトリル、4−メチル−
2−ペンタノン、ブチロニトリル、ハ1/17ロ二トリ
ルンゾニトリル、1,2−ジクロロエタン、γ−ブチロ
ラクトン、バレロラクトン、ジメトキシエタン、メチル
ホルメイト、プロピレンカーボネート、エチレン力・−
ボネート、ジメチA/ホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド、ジメチルチオホ刀−ムアミド、リン酸エチル、リ
ン酸メチル、亜リン酸エチル、中リン酸メチル、スルホ
ラン、ろ−メチルスA・ホラン等をあげることができる
。これらのうち、応答速度を増大させるためにす1%に
ニトリル及びカーボネートが好ましい。
も用いることができるが、好ましくは非水性の有機溶媒
に前記の支持亀解質全溶かした溶液である。本発明で用
いる有機溶媒としては、非プロトン性でかつ高誘it率
のものが好ましい。例えにエーテル、ケトン、ニトリル
、アミン、アミド、硫黄化合物、リン酸エステA・系化
合物、亜リン酸エステル系化合物、ホウ酸エステル系化
合物、塩素化炭化水素、エステル、カーボネ・−ト1.
−トロ化合物等を用いることができる。こtらのうち、
ニーデル、ケトン、ニトリル、リン酸エステル系化合物
、亜すン酬エステル系化合物、ホウ酸エステル系化合物
、塩素化炭化水素及びカーボネートが好ましい。適した
溶媒の具体例としては、テトラヒドロフラン、2−メチ
ルテトラヒドロフラン、1.4−ジオキサン、モノグリ
ム、アセトニトリル、プロピオニトリル、4−メチル−
2−ペンタノン、ブチロニトリル、ハ1/17ロ二トリ
ルンゾニトリル、1,2−ジクロロエタン、γ−ブチロ
ラクトン、バレロラクトン、ジメトキシエタン、メチル
ホルメイト、プロピレンカーボネート、エチレン力・−
ボネート、ジメチA/ホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド、ジメチルチオホ刀−ムアミド、リン酸エチル、リ
ン酸メチル、亜リン酸エチル、中リン酸メチル、スルホ
ラン、ろ−メチルスA・ホラン等をあげることができる
。これらのうち、応答速度を増大させるためにす1%に
ニトリル及びカーボネートが好ましい。
これらの有機溶媒祉1種類または2棟類以上の混合溶媒
として用いてもよい。用いるECD装置の型式または用
いる電極の種類によっては、これらの溶媒中に存在する
D素や水またはプロトン性溶媒等がECD装置の性能を
低下させる場合もあるので、そのような場合は、常法に
従い溶媒を精製するのが好ましい。また本発明のECD
装置にシいては、前記の電解質に加えてポリエチレンオ
キサイド及びNaI、Na5CN 等から戊る高イオン
伝導性有様固体電解質又は支持電解質を単に分散させた
有機溶媒も用いることもできる。
として用いてもよい。用いるECD装置の型式または用
いる電極の種類によっては、これらの溶媒中に存在する
D素や水またはプロトン性溶媒等がECD装置の性能を
低下させる場合もあるので、そのような場合は、常法に
従い溶媒を精製するのが好ましい。また本発明のECD
装置にシいては、前記の電解質に加えてポリエチレンオ
キサイド及びNaI、Na5CN 等から戊る高イオン
伝導性有様固体電解質又は支持電解質を単に分散させた
有機溶媒も用いることもできる。
本発明0ECD装置において用いる支持電解質の濃度は
使用する有機溶媒の種類、印加時の電流値、電圧値、作
動温度及び支持電解質の種類等によって異なるので一概
に規定することはできない。
使用する有機溶媒の種類、印加時の電流値、電圧値、作
動温度及び支持電解質の種類等によって異なるので一概
に規定することはできない。
液状電m質は均一系であっても不均一系であってもよい
が、通常の濃度は0.001〜10モル/lの範囲であ
る。本発明に従かう高分子導電性薄膜と対向電極との距
離は使用する溶媒の種類、支持電解質の洩類及び濃度、
印加時の電流値、電圧値或いはECD装置どしての表示
面積等によって異なるので一概に規定することはできな
いが、(105〜5mにするのが好ましい。また本発明
で用いる対向電極としては用途に応じて様々な材料のも
のを用いることができる。例えば、表示装置として透過
光を利用する場合には、対向電極としては例えは前記の
如き導電性透明材料を用いることが好ましい。一方反射
光を利用する契合には、対向電極として不透明な導電性
材料を用いることも可能であり、例えばニッケル、白金
の如き金舅の箔あるいはガーゼ等も用いることができる
。また殆んど無色の色調を寿えるため背景板とl〜て釉
々の色調のものを選ぶことができる。との様に本発明で
得られるECD装置は材料面の多用性から広い用途に適
用することができる。
が、通常の濃度は0.001〜10モル/lの範囲であ
る。本発明に従かう高分子導電性薄膜と対向電極との距
離は使用する溶媒の種類、支持電解質の洩類及び濃度、
印加時の電流値、電圧値或いはECD装置どしての表示
面積等によって異なるので一概に規定することはできな
いが、(105〜5mにするのが好ましい。また本発明
で用いる対向電極としては用途に応じて様々な材料のも
のを用いることができる。例えば、表示装置として透過
光を利用する場合には、対向電極としては例えは前記の
如き導電性透明材料を用いることが好ましい。一方反射
光を利用する契合には、対向電極として不透明な導電性
材料を用いることも可能であり、例えばニッケル、白金
の如き金舅の箔あるいはガーゼ等も用いることができる
。また殆んど無色の色調を寿えるため背景板とl〜て釉
々の色調のものを選ぶことができる。との様に本発明で
得られるECD装置は材料面の多用性から広い用途に適
用することができる。
ポリインチアナフテンの他の用途としては、電導性又は
エレクトロクロミック材料としての一般的用途が含まれ
る。すなわち、高電導性重合体−実に早い電気化学的ド
ーピング特性を示す−が望まれる用途又は、可逆的酸化
還元が起こり、それと同時に光学的スイッチングが起と
る又1dtffiこらないことを利用する用途である。
エレクトロクロミック材料としての一般的用途が含まれ
る。すなわち、高電導性重合体−実に早い電気化学的ド
ーピング特性を示す−が望まれる用途又は、可逆的酸化
還元が起こり、それと同時に光学的スイッチングが起と
る又1dtffiこらないことを利用する用途である。
本発明の他の特徴は、本発明のポリイソチアナフテンが
、電池のt極又ii電極の被桟材料として用いられると
いうことである。例えば、ポリインチアナフテンが正極
で、リチウムか仙の適当な物質が負極として用いる電池
を作ることができる。
、電池のt極又ii電極の被桟材料として用いられると
いうことである。例えば、ポリインチアナフテンが正極
で、リチウムか仙の適当な物質が負極として用いる電池
を作ることができる。
二つの電極は、イオンが自由に通過できるように選択し
た多孔質の隔膜で隔てる。膜で覆った電極を、次いで適
当な電解質溶液中に入れ、そして両極間に電圧を印加す
る。このような電池は、実質的に充放電効率が低下する
ことなく繰り返し使用することができる。更に加うるに
、このポリイソチアナフテン電池、では、自己放電が最
小である。
た多孔質の隔膜で隔てる。膜で覆った電極を、次いで適
当な電解質溶液中に入れ、そして両極間に電圧を印加す
る。このような電池は、実質的に充放電効率が低下する
ことなく繰り返し使用することができる。更に加うるに
、このポリイソチアナフテン電池、では、自己放電が最
小である。
木切N1?+中に開示する肴換基の付いたポリイソチア
ナフテンは、光の吸収によって電導性になる表面膜材料
として、太陽エネルギー変換装置にも有用である。これ
らの1合体の光吸収特性は、比較的太陽光のそれに近い
ので、太陽電池に利用するのが特に効果的である。ポリ
アセチレンは特に酸化されやすく、実に水分にも敏感で
あるのに対し、これらの重合体は安定であり、ポリアセ
チレンで可能な各用途において改良の効果を示す。
ナフテンは、光の吸収によって電導性になる表面膜材料
として、太陽エネルギー変換装置にも有用である。これ
らの1合体の光吸収特性は、比較的太陽光のそれに近い
ので、太陽電池に利用するのが特に効果的である。ポリ
アセチレンは特に酸化されやすく、実に水分にも敏感で
あるのに対し、これらの重合体は安定であり、ポリアセ
チレンで可能な各用途において改良の効果を示す。
(5)実施例
以下、本発明を実施例によシ説明するが、本発明の範囲
をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまで
もない。
をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまで
もない。
実施例1
1.51の脱気したエタノール(100qb )中に、
1、5 f (& 85 mmol )の1.2−ビス
クロロメチル−4,5−ジオキシメチレンベンゼン (
英国特許1、159.089号、西独公開第1.924
.747号(ケミカルアブストラクッ71:p8093
4m。
1、5 f (& 85 mmol )の1.2−ビス
クロロメチル−4,5−ジオキシメチレンベンゼン (
英国特許1、159.089号、西独公開第1.924
.747号(ケミカルアブストラクッ71:p8093
4m。
ケミカルアブストラクッ72:p66609y)に従っ
て合#:)を溶かした溶液(この高い希釈率は白色の処
理できない重合体の生成を避けるのに必要)に、細かく
砕いた硫化ナトリウム9水和物1、81 f (1,1
当量、7.54ミリモル)f、加えた。
て合#:)を溶かした溶液(この高い希釈率は白色の処
理できない重合体の生成を避けるのに必要)に、細かく
砕いた硫化ナトリウム9水和物1、81 f (1,1
当量、7.54ミリモル)f、加えた。
生成した反応混合物を窒素気流下で5時間、加熱、還流
、攪拌した。冷却後、生成した濁った溶液に(塩化ナト
リウムが析出してくる)、161 F(1,1当量、7
.54ミリモル)のメタ過沃素酸ナトリウムを26(l
dの水に溶かした水溶液を加え念。4時間還流し念後に
、生成した反応混合物をガラス7リツトに通して不溶分
をろ別し、ろ液を濃縮後、目的物をクロロホルムで3回
抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後のクロ
ロホルム溶液を蒸発させた後に、展開液にクロロホルム
を用いてシリカゲル カラムクロマト処理を実施し、無
色の固体であるスルホキサイドを得た。
、攪拌した。冷却後、生成した濁った溶液に(塩化ナト
リウムが析出してくる)、161 F(1,1当量、7
.54ミリモル)のメタ過沃素酸ナトリウムを26(l
dの水に溶かした水溶液を加え念。4時間還流し念後に
、生成した反応混合物をガラス7リツトに通して不溶分
をろ別し、ろ液を濃縮後、目的物をクロロホルムで3回
抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後のクロ
ロホルム溶液を蒸発させた後に、展開液にクロロホルム
を用いてシリカゲル カラムクロマト処理を実施し、無
色の固体であるスルホキサイドを得た。
(収率21%)、MS196、I R(KBr am−
”)2880m、1475g、1420w、1 !+7
0W。
”)2880m、1475g、1420w、1 !+7
0W。
1280s、1200m、1145m、1020g。
930m、900w、840m、410m、340v。
N M R(CDCl3 δ TMS基準)4.1q
4H。
4H。
5.99s 2H,5,77s 2H0上述のスル
ホキサイドを、過剰の活性アルミナ(アクティビティ■
)と共に粉砕してから、昇華器に移し、0.25気圧で
110℃に加熱した。生成したジオキシメチレンイソチ
アナフテン(DOMIT)が、白色微結晶を形成して、
昇華器の冷却部(コールドフィンガー)に昇華した。
ホキサイドを、過剰の活性アルミナ(アクティビティ■
)と共に粉砕してから、昇華器に移し、0.25気圧で
110℃に加熱した。生成したジオキシメチレンイソチ
アナフテン(DOMIT)が、白色微結晶を形成して、
昇華器の冷却部(コールドフィンガー)に昇華した。
このヘテロサイクルは、明かに元のITNより安定であ
った。M8178、N M R(CDCl,δTMS基
準)5.88s 2H,&77a 2H。
った。M8178、N M R(CDCl,δTMS基
準)5.88s 2H,&77a 2H。
7.29a2H0
質としてテトラフェニルホスホニウムクロライド((L
IM)を、陰極としてITOガラスを、陰極としてカー
ボングラファイトを用い、アセトニトリル中、室温で通
常の方法(EPO164,974)で、電解重合を実施
した。生成した灰色のフィルムを一晩アセトニトリル及
びテトラヒドロ7ランでソックスレー抽出すると、脱ド
ープ状態の黒青色のフィルムが得られた。第2図は、脱
ドープされた重合体の電子吸収が近赤外の領域に入り込
んでいることを示している。これはバンド間のギャップ
が1 eV以下のオーダーであることを示唆している。
IM)を、陰極としてITOガラスを、陰極としてカー
ボングラファイトを用い、アセトニトリル中、室温で通
常の方法(EPO164,974)で、電解重合を実施
した。生成した灰色のフィルムを一晩アセトニトリル及
びテトラヒドロ7ランでソックスレー抽出すると、脱ド
ープ状態の黒青色のフィルムが得られた。第2図は、脱
ドープされた重合体の電子吸収が近赤外の領域に入り込
んでいることを示している。これはバンド間のギャップ
が1 eV以下のオーダーであることを示唆している。
第2図の実線は抽出後の重合体であり、破線は「製造し
たまま」のフィルムである。
たまま」のフィルムである。
典型的な電位走査の実験で、フィルムの色を透明性の灰
色と黒青色の間でサイクルさせることができた。(第3
図参照)。この実験では、ITOガラス上の灰色の均一
なフィルムを電極として用い、対向電極として白金線を
用い、新しく蒸留したアセトニトリルにα06Mの B
u4 NCI 04を溶Aざ/AgClである。電気化
学的VインA・全目視で観察した結果、PDOMIT
ij:PITN以上に鮮明なコントラストのエレクトロ
クロミック特性を有することがわかった(黒宵色から透
明性の灰色への変色)。
色と黒青色の間でサイクルさせることができた。(第3
図参照)。この実験では、ITOガラス上の灰色の均一
なフィルムを電極として用い、対向電極として白金線を
用い、新しく蒸留したアセトニトリルにα06Mの B
u4 NCI 04を溶Aざ/AgClである。電気化
学的VインA・全目視で観察した結果、PDOMIT
ij:PITN以上に鮮明なコントラストのエレクトロ
クロミック特性を有することがわかった(黒宵色から透
明性の灰色への変色)。
PDOMITの吸収スペクトルをアズプロウンフイルム
(第4図)と、同じフイA・ムをヒドラジンで補正した
後(第5図)の両方について測定した。結果(第4図)
は、アズプロウンフイルムが比較的高い濃■にドープさ
れていることを示している。(これはより低い酸化電位
を持っているということと矛盾しない。)補正後ハ、エ
ネルギ・−ギャップ(Eg)の存在が明瞭になっている
。吸収端からの推定値idEg:α、6 eVである。
(第4図)と、同じフイA・ムをヒドラジンで補正した
後(第5図)の両方について測定した。結果(第4図)
は、アズプロウンフイルムが比較的高い濃■にドープさ
れていることを示している。(これはより低い酸化電位
を持っているということと矛盾しない。)補正後ハ、エ
ネルギ・−ギャップ(Eg)の存在が明瞭になっている
。吸収端からの推定値idEg:α、6 eVである。
アズプロウンのPDOMITフィルムは、空気中で安定
である。
である。
実施例2
ジャーナルオフケミカル ソザイアテイ、Perkin
Trans、 1 、第8号1841頁(1980年
)に述べられている方法で1.5−ジヒドロ−5,6−
ジメトキシイソチアナフテンを合成する。次いで、この
物質をEPO公表第16 a、 974号に記載されて
いる通りにして、メタ過沃素酸ナトリウムで処理して、
1.5−ジヒドロ−5,6−シメトキシイソチアナフテ
ンー2−オキサイド+ Khる。次いで、スA・ホキサ
イドを脱水処理し、実施例1に記載する通りに重合させ
てポリ(5,6−ジメトキシイソチアナフテン)を得る
。
Trans、 1 、第8号1841頁(1980年
)に述べられている方法で1.5−ジヒドロ−5,6−
ジメトキシイソチアナフテンを合成する。次いで、この
物質をEPO公表第16 a、 974号に記載されて
いる通りにして、メタ過沃素酸ナトリウムで処理して、
1.5−ジヒドロ−5,6−シメトキシイソチアナフテ
ンー2−オキサイド+ Khる。次いで、スA・ホキサ
イドを脱水処理し、実施例1に記載する通りに重合させ
てポリ(5,6−ジメトキシイソチアナフテン)を得る
。
実施例5
英国特許明細書第1.097.270号に開示さ′!′
l−ている方法に従って、2.2−ジブロモプロパンと
カテコールとを反応させて、1.2−ジオキシ(α。
l−ている方法に従って、2.2−ジブロモプロパンと
カテコールとを反応させて、1.2−ジオキシ(α。
α−ジメチルメチレン)ベンゼン(DDMB)1合成す
る。DDMBの構造式を以下に示す=DDMBを次いで
実施例1に記載する通りに反応させてポリ(5,6−ジ
オキシ(α、a−ジメチルメチレン)イソチアナフテン
)を得る。
る。DDMBの構造式を以下に示す=DDMBを次いで
実施例1に記載する通りに反応させてポリ(5,6−ジ
オキシ(α、a−ジメチルメチレン)イソチアナフテン
)を得る。
実施例4
英国特許明細を第1.26 & 245号に従がって、
へ4−ビスブロモエチルアニソールを合成する。
へ4−ビスブロモエチルアニソールを合成する。
実施例1に記載する通りにして対応するインチアナフテ
ンに転化させ及び重合させてポリ(5−メトキシ−イン
チアナフテン)を得る。
ンに転化させ及び重合させてポリ(5−メトキシ−イン
チアナフテン)を得る。
第1図は、本発明に従がうECD装置の例を示す略横断
面である。 第2図は、本発明のπ1合体のドープ状態と脱ドープ状
態の両方の電子吸収を示1〜でいる。 第3図は、本発明の重合体の室1位走査実験の結果を示
している。 第4図は、本発明に従って電気化学的重合によって作っ
たフィルムのアズプロウンの状態すなわちドープ状態の
光吸収スペクトルを示している。 第5図は、第4図と同じ重合体フィルムをヒドラジンで
袖fは°した後の光吸収スペクトルを示している。 、−−− 代理人の氏名 倉 内 基 弘 同 風 間 弘 ハ口面の、:′:
!;’(+”:つに変更なし)ナツト−トル FIG、2 工乍ルギー(6v) 工そルギー(・Vl 手続補正書(方式) 昭ロ165年4月1日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 事件の表示 昭和62年特 願第31911、発明の名
称 イソチアナフテン構造を有する重合体補正をする
者
面である。 第2図は、本発明のπ1合体のドープ状態と脱ドープ状
態の両方の電子吸収を示1〜でいる。 第3図は、本発明の重合体の室1位走査実験の結果を示
している。 第4図は、本発明に従って電気化学的重合によって作っ
たフィルムのアズプロウンの状態すなわちドープ状態の
光吸収スペクトルを示している。 第5図は、第4図と同じ重合体フィルムをヒドラジンで
袖fは°した後の光吸収スペクトルを示している。 、−−− 代理人の氏名 倉 内 基 弘 同 風 間 弘 ハ口面の、:′:
!;’(+”:つに変更なし)ナツト−トル FIG、2 工乍ルギー(6v) 工そルギー(・Vl 手続補正書(方式) 昭ロ165年4月1日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 事件の表示 昭和62年特 願第31911、発明の名
称 イソチアナフテン構造を有する重合体補正をする
者
Claims (35)
- (1)一般式 I a及び I b ▲数式、化学式、表等があります▼ I A▲数式、化学
式、表等があります▼ I b 〔式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上にII式で表わされるジオ
キシアルキレン置換基を形成してもよい:▲数式、化学
式、表等があります▼II (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群から選択する。 Y^−は電解質のアニオンを表わす。zはモノマー1モ
ル当たりのアニオンの比を示す0.01から1の数であ
り、nは重合度を示す5〜500の数である〕から成る
群より選ぶ構造を有する重合体。 - (2)R_1は−OR_3であり、R_2及びR_3は
メチル及びエチルから成る群より選択するか、或は酸素
と一緒になつて前記ジオキシアルキレン(ここで、R_
4及びR_5は水素、メチル、エチルから成る群より選
択する)を形成し、Xは硫黄である特許請求の範囲第1
項記載の重合体。 - (3)B_2及びB_3がメチル又はエチルであり、か
つR_2=R_3である特許請求の範囲第2項記載の重
合体。 - (4)R_2及びR_3がメチルである特許請求の範囲
第2項記載の重合体。 - (5)R_2及びR_3は一緒になつて前記ジオキシア
ルキレンを形成し、R_4及びR_5は水素又はメチル
でありかつR_4=R_5である特許請求の範囲第2項
記載の重合体。 - (6)R_4及びR_5が水素である特許請求の範囲第
5項記載の重合体。 - (7)構造式が I aである特許請求の範囲第2項記載
の重合体。 - (8)構造式が I aである特許請求の範囲第3項記載
の重合体。 - (9)構造式が I aである特許請求の範囲第4項記載
の重合体。 - (10)構造式が I aである特許請求の範囲第5項記
載の重合体。 - (11)構造式が I aである特許請求の範囲第6項記
載の重合体。 - (12)構造式が I bである特許請求の範囲第2項記
載の重合体。 - (13)構造式が I bである特許請求の範囲第3項記
載の重合体。 - (14)構造式が I bである特許請求の範囲第4項記
載の重合体。 - (15)構造式が I bである特許請求の範囲第5項記
載の重合体。 - (16)構造式が I bである特許請求の範囲第6項記
載の重合体。 - (17)Y^−をCl^−、Br^−、I^−、ClO
_4^−、BF_4^−、PF_6^−、AsF_6^
−、SbF_6^−、AlCl_4^−、AlBr_4
^−、FeCl_4^−及びCF_3SO_3^−から
成る群より選ぶ特許請求の範囲第12項記載の重合体。 - (18)Y^−をCl^−、Br^−、I^−、ClO
_4^−、BF_4^−、PF_6^−、AsF_6^
−、SbF_6^−、AlCl_4^−、AlBr_4
^−、FeCl_4^−及びCF_3SO_3^−から
成る群より選ぶ特許請求の範囲第13項記載の重合体。 - (19)Y^−をCl^−、Br^−、I^−、ClO
_4^−、BF_4^−、PF_6^−、AsF_6^
−、SbF_6^−、AlCl_4^−、AlBr_4
^−、FeCl_4^−及びCF_3O_3^−から成
る群より選ぶ特許請求の範囲第14項記載の重合体。 - (20)Y^−をCl^−、Br^−、I^−、ClO
_4^−、BF_4^−、PF_6^−、AsF_6^
−、SbF_6^−、AlCl_4^−、AlBr_4
^−、FeCl_4^−及びCF_3SO_3^− か
ら成る群より選ぶ特許請求の範囲第15項記載の重合体
。 - (21)Y^−をCl^−、Br^−、I^−、ClO
_4^−、BF_4^−、PF_6^−、AsF_6^
−、SbF_6^−、AlCl_4^−、AlBr_4
^−、FeCl_4^−及びCF_3SO_3^−から
成る群より選ぶ特許請求の範囲第16項記載の重合体。 - (22)Y^−がHSO_4^−である特許請求の範囲
第12項記載の重合体。 - (23)Y^−がHSO_4^−である特許請求の範囲
第13項記載の重合体。 - (24)Y^−がHSO_4^−である特許請求の範囲
第14項記載の重合体。 - (25)Y^−がHSO_4^−である特許請求の範囲
第15項記載の重合体。 - (26)Y^−がHSO_4^−である特許請求の範囲
第16項記載の重合体。 - (27)以下の各工程を含む電解重合法によつて、イソ
チアナフテン構造を有する重合体を製造する製造方法: (a)次式で示される構造を持つモノマーを与え:▲数
式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上に下記式で表わされるジ
オキシアルキレン基を形成することができ:▲数式、化
学式、表等があります▼ (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)、 (b)イオン性であり及び求核性のアニオンの原料とな
る電解質を含有する非プロトン性の溶媒に該モノマーを
溶解し、 (c)該モノマー溶液を電解重合させてイソチアナフテ
ン構造を有する重合体とする。 - (28)前記モノマーが5、6−ジォキシメチレン−イ
ソチアナフテンである特許請求の範囲第27項記載の方
法。 - (29)前記モノマーが5、6−ジメトキシ−イソチア
ナフテンである特許請求の範囲第27項記載の方法。 - (30)前記重合が透明な電導性の基盤の上に、ポリイ
ソチアナフテンを膜状に形成する特許請求の範囲第27
項記載の方法。 - (31)前記重合が透明な電導性の基盤の上に、ポリイ
ソチアナフテンを膜状に作成する特許請求の範囲第28
項記載の方法。 - (32)一般式 I a及び I b ▲数式、化学式、表等があります▼ I a▲数式、化学
式、表等があります▼ I b 〔式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上にII式で表わされるジオ
キシアルキレン置換基を形成してもよい:▲数式、化学
式、表等があります▼II (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群から選択する。 Y^−は電解質のアニオンを表わす。zはモノマー1モ
ル当たりのアニオンの比を示す0.01から1の数であ
り、nは重合度を示す5〜500の数である〕から成る
群より選ぶ構造を有する重合体で表面が被覆されている
ことを特徴とする電極。 - (33)一般式 I a及び I b ▲数式、化学式、表等があります▼ I a▲数式、化学
式、表等があります▼ I b 〔式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上にII式で表わされるジオ
キシアルキレン置換基を形成してもよい:▲数式、化学
式、表等があります▼II (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群から選択する。Y^−は電解質
のアニオンを表わす。zはモノマー1モル当たりのアニ
オンの比を示す0.01から1の数であり、nは重合度
を示す5〜500の数である〕から成る群より選ぶ構造
を有する重合体で表面が被覆された電極を含むバッテリ
ー。 - (34)一般式 I a及び I b ▲数式、化学式、表等があります▼ I a▲数式、化学
式、表等があります▼ I b 〔式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上にII式で表わされるジオ
キシアルキレン置換基を形成してもよい:▲数式、化学
式、表等があります▼II (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群から選択する。Y^−は電解質
のアニオンを表わす。zはモノマー1モル当たりのアニ
オンの比を示す0.01から1の数であり、nは重合度
を示す5〜500の数である〕から成る群より選ぶ構造
を有する重合体で表面が被覆された電極を含む太陽エネ
ルギー変換装置。 - (35)一般式 I a及び I b ▲数式、化学式、表等があります▼ I a▲数式、化学
式、表等があります▼ I b 〔式中、R_1は水素又は−OR_3であり、R_2及
びR_3はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜8の炭化
水素基から選択する。但し、R_2及びR_3は2個の
酸素と一緒にしてベンゼン環上にII式で表わされるジオ
キシアルキレン置換基を形成してもよい:▲数式、化学
式、表等があります▼II (式中、R_4及びR_5はそれぞれ独立に水素又は炭
素数1〜4の炭化水素基から選択する)。Xは硫黄、セ
レン、テルルからなる群から選択する。Y^−は電解質
のアニオンを表わす。zはモノマー1モル当たりのアニ
オンの比を示す0.01から1の数であり、nは重合度
を示す5〜500の数である〕から成る群より選ぶ構造
を有する重合体の膜を含むエレクトロクロミック表示。
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