KR20190068545A - 근적외선 흡수 화합물 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

근적외선 흡수 화합물 및 이를 포함하는 장치 Download PDF

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Abstract

전기변색 장치는 조성식 (I)의 화합물을 포함하되,
Figure pct00017
(I)
R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나, R1 및 R2 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 20이고; 각각의 R20은 개별적으로 알킬이고; X는 음이온이다.

Description

근적외선 흡수 화합물 및 이를 포함하는 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 10월 17일에 출원된 미국 가출원 번호 제62/409,034호의 이익을 주장하며, 이의 전체 개시는 임의의 그리고 모든 목적으로 본원에 참조로서 인용된다.
기술분야
본 기술은 일반적으로 전기변색 화합물 및 전기-광학 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이는 트리페노디티아진 및 이들을 통합하는 전기변색 장치에서 사용하는 것과 관련된 것이다.
일 양태에서, 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 전기화학 장치가 제공된다.
Figure pct00001
(I).
조성식 (I)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나, R1 및 R2는 알킬이고 R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20; 각 R20은 개별적으로 알킬이며, X는 음이온임)이다. 장치는 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 아노드 재료를 갖는 전기변색 매질을 더 포함할 수 있다. 예시적인 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 및 스위칭 가능한 전기-광학 필터를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또 다른 양태에서, 조성식 (I)의 화합물이 제공된다.
Figure pct00002
(I).
조성식 (I)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나, R1 및 R2는 알킬이고 R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20; 각 R20은 개별적으로 알킬이며, X는 음이온임)이다. 장치는 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 아노드 재료를 갖는 전기변색 매질을 더 포함할 수 있다. 예시적인 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 및 필터를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 일부 구현예에 따라 전기변색 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 실시예 2에 따라 3,10-디-t-부틸-7,14-(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트)의 제2 및 제3 산화 상태 생성물의 흡광 스펙트럼이다.
도 3은 실시예 1 내지 실시예 5에 따라, 제2 산화 상태의 트리페노디티아진의 흡광 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 1 내지 실시예 5에 따라, 제3 산화 상태의 트리페노디티아진의 흡광 스펙트럼이다.
도 5는 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대한 전기-광학 셀의 단면 개략도이다.
도 6은 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대한 전기-광학 셀의 단면 개략도이다.
도 7은 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대해 격리 전극 셀(isolated electrode cell) 설계를 갖는 전기-광학 셀의 단면 개략도이다.
도 8은 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대해 격리 전극 셀 설계를 갖는 전기-광학 셀의 개략도이다.
도 9는 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대해 격리 전극 셀 설계를 갖는 전기-광학 셀의 두 가지 개략도이다. 도 9의 상부 절반은 분해도이다. 도 9의 하부 절반은 동일한 셀의 측면도이다.
도 10은 전력 미공급 상태(a), 전이 동안 1.4 볼트로 전력 공급 받을 때(b), 및 최종 상태에서 전력 공급 받을 때(c), 도 9의 근적외선 격리 전극 필터 장치의 사진을 도시한다.
도 11은 도 9의 근적외선 필터 장치에 대한 투과 스펙트럼 데이터를 도시한다.
도 12는 도 9의 근적외선 필터 장치에 의한 스위칭 시간 평가를 도시한 것이다.
도 13은 전기-광학 적외선 필터의 비한정적 예에 대해 격리 전극 셀 설계를 갖는 전기-광학 셀의 두 가지 개략도이다. 도 13의 상부 절반은 분해도이다. 도 13의 하부 절반은 동일한 셀의 측면도이다.
도 14는 제1 산화 상태, 제2 산화 상태, 및 제3 산화 상태의 트리페노디티아진의 비제한적인 예를 도시한다.
도 15는 본원에 기술된 스위칭 가능한 전기-광학 적외선 필터를 포함하는 이미저 조립체의 비한정적 예를 도시한다.
이하에서 다양한 구현예가 설명된다. 구체적인 구현예가 한정적인 설명으로 또는 본원에서 논의된 더 넓은 양태에 대한 제한으로서 의도된 것이 아님을 주목하여야 한다. 특별한 구현예와 함께 설명된 일 양태는 이와 같은 구현예로 반드시 제한되지 않고, 임의의 다른 구현예(들)와 함께 실시될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "약(about)"은 당업자에게 이해될 것이고 사용되는 문맥에 따라 어느 정도 가변적일 것이다. 당업자에게 명확하지 않은 용어가 사용된다면, 용어가 사용되는 문맥이 주어지는 경우, "약(about)"은 특정 용어의 플러스 또는 마이너스 10 %까지를 의미할 것이다.
(특히 아래의 청구범위의 문맥에서) 요소를 설명하는 문맥에서의 용어 "임의의 하나(a)" 및 "임의의 하나(an)"와 "정해진 하나(the)" 그리고 유사한 지시 대상의 사용은, 여기에서 달리 지시되지 않거나 문맥에서 명확히 부정되지 않는다면, 단일형과 복수형 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 여기에서 값의 범위의 설명은, 여기에서 달리 지시되지 않는 한, 단지 범위 내에 해당하는 각각의 별도 값을 개별적으로 참조하는 속기 방법의 역할을 하고자 의도되며, 각각의 별도 값은 마치 여기서 개별적으로 인용되는 바와 같이 명세서로 원용된다. 여기에 설명되는 모든 방법은 여기에 달리 지시되지 않거나 또는 달리 문맥으로 명확히 부정되지 않는 한 임의의 적합한 지시로 실행될 수 있다. 임의의 그리고 모든 실시예, 또는 여기에 제공되는 예시적인 언어(예, "와 같은(such as)")의 사용은 달리 언급하지 않는 한 단지 구현예를 보다 양호하게 분명히 하기 위한 것이지 청구항의 범위에 대한 제한을 하고자 의도된 것은 아니다. 본 명세서 내의 어떠한 언어도 필수적인 것으로 임의의 청구되지 않는 요소를 지시하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
일반적으로, "치환된(substituted)"은, 아래에 정의된 바(예: 알킬기)와 같이, 내부에 함유된 수소 원자에 대한 하나 이상의 결합이 비-수소 또는 비-탄소 원자에 대한 결합으로 대체되는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 또는 에테르기를 지칭한다. 치환된 기는 또한 탄소(들) 또는 수소(들) 원자에 대한 하나 이상의 결합이 헤테로 원자에 대한 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 하나 이상의 결합으로 대체되는 기를 포함한다. 따라서, 치환된 기는, 달리 특정되지 않으면, 하나 이상의 치환기로 치환될 것이다. 일부 구현예에서, 치환된 기는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 치환기와 치환된다. 치환기의 예는 할로겐(즉, F, Cl, Br, 및 I); 하이드록실; 알콕시, 알케녹시, 알키녹시, 아릴옥시, 아랄킬옥시, 헤테로시크릴옥시, 및 헤테로시크릴알콕시 기; 카보닐(옥소); 카보일; 에스테르; 우레탄; 옥심(oximes); 하이드록시아민; 알콕시아민; 아랄콕시아민; 티올; 황화물; 술폭시드; 술폰; 술포닐; 술폰아미드; 아민; N-산화물; 하이드라진; 하이드라지드; 하이드라존; 아지드; 아미드; 우레아; 아미딘; 구아니딘; 에나민; 이미드; 이소시아네이트; 이소티오시아네이트; 시아네이트; 티오시아네이트; 이민; 니트로 기; 니트릴(즉, CN) 등을 포함할 수 있다. 이러한 치환은 미국 특허 제6,445,486호에 기재된 바와 같은 용해성 향상 기를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 기 앞에서 사용되는 경우, Cm-Cn, 예컨대 C1-C12, C1-C8, 또는 C1-C6은 m 내지 n개의 탄소 원자를 포함하는 기를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "알킬"기는 1개 내지 20개의 탄소 원자, 통상적으로 1개 내지 12개의 탄소, 또는 일부 구현예에서는 1개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형(straight chain) 및 분지쇄형(branched) 알킬기를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "알킬기"는 아래에 정의된 시클로알킬기를 포함한다. 알킬기는 치환되거나 또는 치환되지 않을 수 있다. 직쇄형 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸 및 n-옥틸기를 포함한다. 분지쇄형 알킬기의 예는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 이소프로필, 이차 부틸, t-부틸, 네오펜틸 및 이소펜틸기를 포함한다. 대표적인 치환된 알킬기는 예를 들어, 아미노, 티오, 히드록시, 시아노, 알콕시, 및/또는 F, Cl, Br 및 I기와 같은 할로기로 1회 이상 치환될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 할로알킬은 하나 이상의 할로기를 갖는 알킬기이다. 일부 구현예에서, 할로알킬은 퍼-할로알킬기를 지칭한다.
시클로알킬기는, 이들에 제한되지는 않지만, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 및 시클로옥틸기와 같은 환형 알킬기이다. 일부 구현예에서, 시클로알킬기는 3개 내지 8개의 링 부재를 가지며, 반면에 다른 구현예에서, 링 탄소 원자들의 수는 3 내지 5, 6, 또는 7 범위이다. 시클로알킬기는 치환되거나 또는 치환되지 않을 수 있다. 시클로알킬기는 다환식 시클로알킬기, 이들에 제한되지는 않지만, 예를 들어 노보닐기, 아다만틸기, 보닐기, 캄페닐기, 이소캄페닐기, 및 카레닐기, 및 축합환, 이들에 제한되지는 않지만, 예컨대 데카리닐 등을 더 포함한다. 시클로알킬기는 또한 위에서 정의된 바와 같이 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기로 치환되는 환형을 포함한다. 대표적인 치환형 시클로알킬기는 단일 치환 또는 하나 이상 치환될 수 있고, 예컨대 2,2-; 2,3-; 2,4-; 2,5-; 또는 2,6-미치환 시클로헥실기 또는 단일, 이중, 또는 삼중-치환 노르보닐 또는 시클로헵틸기를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 이는 예를 들어, 알킬, 알콕시, 아미노, 티오, 히드록시, 시아노, 및/또는 할로기와 치환될 수 있다.
알케닐기는 2 내지 약 20개의 탄소 원자를 가지며 적어도 하나의 이중 결합을 더 포함하는 직쇄형, 분지쇄형 또는 환형 알킬기이다. 일부 구현예에서, 알케닐기는 1 내지 12개의 탄소, 또는 전형적으로 1 내지 8개의 탄소 원자를 가진다. 알케닐기는 치환되거나 또는 치환되지 않을 수 있다. 알케닐기는, 그 중에서도 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 이소부테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥사디에닐기, 부타디에닐기, 펜타디에낼기, 및 헥사디에닐기를 포함한다. 알케닐기는 유사하게 알킬기로 치환될 수 있다. 2가 알케닐기, 즉, 두 개의 부착 지점을 갖는 알케닐기는, 이들에 제한되지는 않지만 CH-CH=CH2, C=CH2, 또는 C=CHCH3을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "아릴", 또는 "방향족" 기는 헤테로원자를 포함하지 않는 환형 방향족 탄화수소이다. 아릴기는 일환, 이환 및 다환식 환 시스템을 포함한다. 이처럼, 아릴기는, 이들에 제한되지는 않지만, 페닐(phenyl)기, 아주레닐(azulenyl)기, 헵타레닐(heptalenyl)기, 비페니레닐(biphenylenyl)기, 인다세닐(indacenyl)기, 플루오레닐(fluorenyl)기, 페난트레닐(phenanthrenyl)기, 트리페니레닐(triphenylenyl)기, 피레닐(pyrenyl)기, 나프타세닐(naphthacenyl)기, 크리세닐(chrysenyl)기, 비페닐(biphenyl)기, 안트라세닐(anthracenyl)기, 인데닐(indenyl)기, 인다닐(indanyl)기, 펜타레닐(pentalenyl)기, 및 나프틸(naphthyl)기를 포함한다. 일부 구현예에서, 아릴기는 이들의 환 부분에 6 내지 14개의 탄소, 그리고 다른 형태로는 6 내지 12개의 탄소, 또는 심지어 6 내지 10개의 탄소 원자를 포함한다. "아릴기"는 축합환, 예컨대 축합된 방향족-지방족 환 시스템(예, 인다닐, 테트라하이드로나프틸 등)을 포함한다. 아릴기는 치환되거나 또는 치환되지 않을 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "TFSI"는 아래 도시된 바와 같이 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드를 지칭한다.
Figure pct00003
.
일 양태에서, 근적외선(NIR) 흡수 화합물은 전기변색 장치에서 사용될 때에 제조되는데, 자외선(UV) 및 열 사이클 하에서도 안정적이다. 화합물은 다른 아노드 화합물보다 높은 산화 전위를 나타내며, 더 높은 산화 전위로 인해, 화합물은 취급 시 그리고 이 물질로 구성된 장치는 공기에 덜 민감하다. NIR 흡수 화합물은 3개의 산화 상태 중 하나에 존재할 수 있다: (1)제1 산화 상태(예, 중립 상태); (2)제2 산화 상태(예, 래디칼 양이온에 대해 산화) 및 (3)제3 산화 상태(예, 디케이션에 대해 산화), 여기서 화합물은 각 상태에서 UV 및 열 사이클링 하의 분해에 대해 안정적이다. NIR 흡수 화합물 및 그의 제1, 제2 및 제3 산화 상태의 비제한적인 예가 도 14에 도시되어 있다. NIR 흡광 스펙트럼의 비제한적인 예를 제2 및 제3 산화 상태에서의 NIR 흡수 화합물에 대해 모았다. 참조 도 3 및 도 4. 화합물은 전기변색 장치 및 적외선 사진 필터를 포함하나 이에 제한되지 않는 광범위한 장치 내에서 사용할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 근적외선 또는 "NIR"는 종점을 포함한, 700 nm 내지 1400 nm 범위 내의 파장을 갖는 광을 지칭한다.
특정 트리페노디티아진 화합물은 가시광 영역에서 상당한 흡광도를 가지지 않으면서 제3 산화 상태에서 근적외선 영역 내에서 매우 높은 흡광도를 갖는다는 것이 발견되었다. 이들 화합물을 갖는 전기-광학 장치는 가시광 영역에 상당한 영향을 미치지 않으면서 근적외선 영역 내에서 투과율을 가역적으로 감쇠시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 장치는 용액에서 캐소드 종의 부재에 의한 간섭 없이, 산화된 트리페노디티아진 화합물의 근적외선 흡수가 관찰될 수 있는 구성을 포함한다. 즉, 근적외선 흡수가 관찰되는 경우에 장치는 그 특정 영역에서, 무색으로 나타날 수 있다(즉, 가시광 스펙트럼의 흡수가 낮거나 최소임).
일 양태에서, 시험 악조건 하에서 전기변색 장치 내의 양호한 안정성을 나타내는 트리페노디티아진이 제공된다. 이러한 재료는 미러 어셈블리, 건축용 윈도우 어셈블리, 항공기 윈도우 어셈블리, 필터 어셈블리 등에서 사용될 수 있다.
다른 양태에서, 본원에서 아노드 화합물을 함유하는 전기변색 장치를 제공하며, 전압이 충분한 크기로 인가할 시 아노드 화합물은 안정적인 제3 산화 상태에 접근할 수 있다. 일부 구현예에서, 아노드 화합물은 안정한 제3 산화 상태에 접근한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "안정한 제3 산화 상태"의 화합물은 UV 및 열 사이클링 하에서 제3 산화 상태로 존재하면서 분해에 대해 안정적인 화합물을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "충분한 크기의 인가 전압"은 약 0.1 볼트 내지 약 3 볼트를 지칭한다. 일부 구현예에서, 충분한 크기의 인가 전압은 약 800 mV 내지 약 1.4 V이다. 이전에 공지된 아노드 화합물은, 일단 제3 산화 상태에서 UV 및 열 사이클링 하에 있는 경우에 분해에 대해 안정적으로 유지되지 않는다. 본 발명의 아노드 화합물은 본원에 기재된 조성식 (I)의 화합물일 수 있다. 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 필터, 또는 배터리를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
트리페노디티아진은 조성식 (I)로 표시된다.
Figure pct00004
(I).
조성식 (I)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이고, 또는 R1 및 R2는 알킬이고; R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20; 각 R20은 개별적으로 알킬이고; X는 음이온임)이다.
전술한 구현예 중 어느 하나에서, R1 및 R2 개별적으로 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시(R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수임)일 수 있다. 전술한 구현예 중 어느 하나에서, R9 및 R10은 모두 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시(R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수임)일 수 있다.
조성식 (I)인 화합물의 일부 구현예에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 10이고; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; X는 음이온임)이다. 이는, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸, 또는-(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 6이고; 각각의 R은20 메틸 또는 에틸이고; X는 음이온임)을 포함한다.
조성식 (I)인 화합물의 다른 구현예에서, R1 및 R2은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R11 및 R12 는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20이고; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; X는 음이온임)이다. 이는, R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R5 및 R6은 H인 것을 포함한다. 이는, 또한 R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R5 및 R6은 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X], 또는 알킬(n은 1 내지 20이고; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; X는 음이온임)을 포함한다. 조성식 (I)로 표시된 트리페노디티아진의 예시적인 일 구현예에서, R1 및 R2는 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R3, R4, R7, R8은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R5 및 R6은 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R11 및 R12 는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸, 또는-(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 6이고; 각각의 R20은 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, 이차-부틸, 또는 t-부틸이고; X는 음이온임)이다.
상기 구현예 중 어느 하나에 있어서 X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)2 -, -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4(Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기임)일 수 있다. 일 구현예에서, X-는 -BAr4이고 Ar은 펜타플루오로페닐기이다. 일부 구현예에서, X는 테트라플루오로보레이트 또는 비스(트리플루오로메틸술포닐) 이미드 음이온이다. 본원에서 임의의 화합물에서 나타낸 경우, 다수 개의 X는 이러한 음이온 2개 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 트리페노디티아진은 일반적으로 다른 아노드 화합물 및 특히 다른 트리페노디티아진에 대해 개선된 안정성을 나타낸다. 트리페노디티아진은 또한 근적외선(NIR) 영역에서 파장을 갖는 광의 흡수 이동을 나타낸다. 본 트리페노디티아진은, 제2 산화를 위해 약 1102 nm 내지 약 1364 nm의 NIR 흡수 최대값을 가지며, 제3 산화 흡수 최대값은 732 nm 내지 약 886 nm이다. 이러한 이동은, 장치 내에 트리페노디티아진이 통합되는 장치를 통해 NIR 광 파장이 통과하거나 전달되는 것을 방지하는 데에 유용할 수 있다. 본원에 기재된 트리페노디티아진을 포함할 수 있는 예시적인 장치는, 윈도우, 항공기 투명체, 미러, 디스플레이 장치, 광 필터 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
제2 또는 제3 산화 상태 동안에, 본원에 개시된 트리페노디티아진은 가시광 범위에서 상당한 광 흡수 없이 근적외선 광 흡수를 나타낼 수 있다. 일부 구현예에서, 트리페노디티아진은 가시광 범위에서 그의 총 광 흡수의 10% 미만을 나타낸다. 이는 가시광 범위에서 그의 총 광 흡수의 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 미만을 포함한다. 일부 구현예에서, 트리페노디티아진은 가시광 범위에서 그의 총 광 흡수율의 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10% 그리고 그 안의 증가분을 포함하여 나타낸다.
일 양태에서, 조성식 (I)로 표시되는 트리페노디티아진을 포함하는 전기변색 장치가 제공된다:
Figure pct00005
(I).
조성식 (I)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이고, 또는 R1 및 R2는 알킬이고; R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20; 각 R20은 개별적으로 알킬이며, X는 음이온임)이다. 전술한 구현예 중 어느 하나에서, R3-R10이 모두 H이고 R11 및 R12가 (CH)2)nN+(R20)3 [X]인 경우에 R1 및 R2는 OME 외의 다른 것 일 수 있다.
전술한 구현예 중 어느 하나에서, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시(R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수임)일 수 있다. 전술한 구현예 중 어느 하나에서, R9 및 R10은 모두 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시(R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수임)일 수 있다.
조성식 (I)인 화합물의 일부 구현예에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 -(CH)2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 10이고; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; 각각의 R50은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; X는 음이온임)이다. 이는, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, iso-프로필, n-부틸, iso-부틸, sec-부틸, t-부틸, -(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 6이고; 각각의 R은20 메틸 또는 에틸이고, X는 음이온임)를 포함한다.
조성식 (I)인 화합물의 다른 구현예에서, R1 및 R2는 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이고; R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20이고; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고; X는 음이온임)이다. 이는, R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시 또는 C6-C12-아릴옥시이고; R5 및 R6은 H임을 포함한다. 이는 또한, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R5 및 R6은 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고; R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 20; 각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고, X는 음이온임)를 포함한다. 조성식 (I)로 표시된 트리페노디티아진의 예시적인 일 구현예에서, R1 및 R2는 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R3, R4, R7, R8은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R5 및 R6은 H이고; R9 및 R10은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고; R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸, 또는-(CH2)nN+(R20)3 [X](n은 1 내지 6이고; 각각의 R20은 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, 이차-부틸, 또는 t-부틸이고; X는 음이온임)이다.
상기 구현예 중 어느 하나에 있어서 X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)2 -, -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4(Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기임)일 수 있다. 일 구현예에서, X-는 -BAr4이고 Ar은 펜타플루오로페닐기이다. 일부 구현예에서, X는 테트라플루오로보레이트 또는 비스(트리플루오로메틸술포닐) 이미드 음이온이다. 본원에서 임의의 화합물에서 나타낸 경우, 다수 개의 X는 이러한 음이온 2개 이상의 혼합물일 수 있다.
본원에 기재된 트리페노디티아진 이외에, 전기변색 매질은 적어도 하나의 용매 및 적어도 하나의 캐소드 재료를 포함할 수 있다. 상기 캐소드 재료는 비올로겐; 다양한 치환 폴리티오펜, 폴리머 비올로겐과 같은 폴리머 필름; 무기 필름; 또는 텅스텐 산화물을 포함하지만 이에 한정되지 않는 고체 전이 금속 산화물일 수 있다.
통상적으로, 아노드 및 캐소드 재료 모두는 전기활성이고 그들 중 적어도 하나는 전기변색성이다. 그의 통상적인 의미에 상관없이, 용어 "전기활성(electroactive)"은 특정 전기 전위차에 노출 시에 이의 산화 상태의 변형을 겪는 물질로서 본원에서 정의될 것임을 이해할 것이다. 또한 용어 "전기변색(electrochromic)"은, 이의 통상적인 의미에 상관없이 특정 전기 전위차에 노출 시에 하나 이상의 파장에서 이의 소광 계수(extinction coefficient)의 변화를 나타내는 물질로서 본 명세서에서 정의될 것임이 이해될 것이다.
전기변색 매질은 다른 아노드(즉, 산화성) 물질과 조합하여 조성식 (I)의 트리페노디티아진 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 아노드 물질은 메탈로센, 5,10-디히드로페나진, 페노티아진, 페녹사진, 카르바졸, 트리펜디옥사진, 및 관련 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전기변색 매질에 포함되는 아노드 물질은 페로센, 치환된 페로센, 치환된 페로센염, 페나진, 치환된 페나진, 페노티아진, 치환된 디티아진, 티안트렌, 및 치환된 티안트렌을 포함하는 치환된 페노티아진을 포함한 다수의 물질 중 하나를 포함할 수 있다. 아노드 재료의 예는 디-tert-부틸-디에틸페로센, 5,10-디메틸-5,10-디히드로페나진(DMP), 3,7,10-트리메틸페노티아진, 2,3,7,8-테트라메톡시-티안트렌, 10-메틸페노티아진, 테트라메틸페네티진(TMP), 및 비스(부틸트리에틸암모늄)-파라-메톡시트리 페닐디티아진(TPDT)을 포함할 수 있다.
또한, 아노드 물질은 폴리머 필름, 예를 들어 폴리아닐린, 폴리티오펜, 중합체 메탈로센, 또는 바나듐, 니켈, 이리듐 산화물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 고체 전이 금속 산화물, 뿐만 아니라 다수의 헤테로고리 화합물 등을 포함할 수도 있음이 고려되기도 한다. 다수의 다른 아노드 재료는 미국 특허 제 4,902,108 호; 제 6,188,505 호; 제 6,710,906 호; 및 제 7,428,091 호에 개시된 것을 포함하여 사용 고려됨이 이해될 것이다. 　 다른 일 구현예에서, 아노드 전기활성 물질 중 적어도 하나는 치환 또는 미치환 페나진 화합물을 포함한다. 다른 일 구현예에서, 아노드 전기 활성 물질 중 적어도 하나는 치환 또는 미치환 2,7-디알킬-5,10-디알킬-5,10-디히드로페나진 화합물을 포함한다. 다른 일 구현예에서, 페나진에 부착된 5,10-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 적어도 4개의 탄소 원자를 포함하며, β-수소 원자가 결여되고, 페나진에 부착된 2,7-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 적어도 4개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 일 구현예에서, 페나진 화합물에 부착되는 5,10-디알킬 중 적어도 하나의 알킬기는 치환 또는 미치환 네오펜틸기를 포함하고, 페나진 화합물에 부착되는 2,7-디알킬 중 적어도 하나의 알킬기는 치환 또는 미치환 이소프로필, 이소부틸, (2-에틸부틸), 또는 (2-프로필펜틸)기를 포함한다. 일부 구현예에서, 페나진 화합물에 부착되는 5,10-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 네오펜틸기를 포함하고, 페나진 화합물에 부착되는 2,7-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 2-에틸-1-부탄올기를 포함한다. 다른 일 구현예에서, 페나진 화합물에 부착되는 5,10-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 네오펜틸기를 포함하고, 페나진 화합물에 부착되는 2,7-디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기는 이소부틸기를 포함한다.
일부 구현예에서, 전기변색성 매질의 용매는 3-메틸술폴란, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 테트라글림 및 다른 폴리에테르; 에톡시에탄올과 같은 알코올; 아세토니트릴, 글루타로니트릴, 3-하이드록시프로피오니트릴, 및 2-메틸글루타로니트릴과 같은 니트릴; 2-아세틸부티로락톤, 및 시클로펜타논을 포함하는 케톤; 베타-프로피오락톤, γ-부티로락톤, 및 γ-발레로락톤을 포함하는 환상 에스테르; 프로필렌 탄산염(PC), 에틸렌 탄산염; 올리고에테르; 피리디늄, 이미다졸륨, 및 피롤리디늄-화합물과 같은 이온성 액체; 및 2개 이상의 이러한 용매의 임의의 균질 혼합물을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 상기 용매가 이온성 액체를 포함하는 경우, 반대 이온은 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5) -, -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4(Ar은 아릴 또는 불소첨가 아릴기, 또는 이온성 액체에서 사용되는 다른 반대 이온임)일 수 있다. 일 구현예에서, 반대 이온-은 -BAr4이고 Ar은 펜타플루오로페닐기이다. 다른 구현예에서, 전기 변색 조성물은 프로필렌 탄산염을 포함하는 용매를 포함할 수 있다. 특정 용매를 전기변색 조성물과 결합되는 것으로 개시되었지만, 그들 전에 본 개시를 갖는 당 기술 분야의 숙련된 자에게 공지된 다수의 다른 용매도 마찬가지로 사용하기 위해 고려된다. 예를 들어, 상기 용매 외에도, 상기 전기변색 매질은 겔 조성물일 수 있다.
전기변색 매질에서, 하나 이상의 물질이 장치의 동작 중 상 변화를 겪을 수 있으며, 예를 들어 이온 전도성 전해질 용액에 함유된 물질은 전기 화학적으로 산화 또는 환원될 때 전기 전도성 전극 상에 층을 형성한다.
또한, 전기변색 매질은 광 흡수제, 광 안정제, 열 안정제, 산화 방지제, 산소 제거제, 증점제, 점도 조절제, 색조 제공제, 산화 환원 완충제, 및 이들의 두 가지 이상의 혼합물과 같은 다른 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 UV 안정제는, 티누빈 P라는 상표로 Ciba-Geigy사에 의해 시판되는 2-에틸-2-시아노-3,3-디페닐 아크릴레이트; (2-에틸헥실)-2-시아노-3,3- 디페닐 아크릴레이트; 2-(2'-히드록시-4'-메틸페닐)벤조트리아졸, 종래의 가스분해 후 종래의 에스테르화를 통해, Ciba-Geigy사에 의해 시판되는, 티누빈 213으로 조제된 3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]프로피온산 펜틸 에스테르(이하 "티누빈 PE"); 2,4-디히드록시벤조페논; 2-히드록시-4-메톡시벤조페논; 및 2-에틸-2'-에톡시알라닐라이드를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
일 구현예에서, 전기 변색 매질은 아노드 및/또는 캐소드 색 안정 산화 환원 완충제를 더 포함한다. 적합한 산화환원 완충제에는, 특히 미국 특허 제6,188,505호에 개시된 것을 포함한다. 적합한 아노드 및 캐소드 산화 환원 완충제의 다른 예는 메탈로센(예, 치환된 페로센), 및 메탈로시늄(예, 페로시늄) 화합물을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
일 구현예에서, 전기변색 매질은 가교 중합체 매트릭스, 프리-스탠딩 겔, 및/또는 실질적으로 비-위핑 겔을 더 포함할 수 있다.
전기변색 매질은 층으로 제조되고, 전기 화학적으로 산화 또는 환원되는 경우에 전기 전도성 전극에 직접 부착되거나 가두어진 채 남아 있는 전기 도전성 전극에 매우 근접하여 가두어진 물질을 포함할 수 있다.
전기-광학 매질은 적어도 하나의 파장 밴드에 대해 실질적으로 투명하고 실질적으로 불투명한 사이에서 작동 가능하다.
일 양태에서, 본원에 기술된 전기변색 화합물을 포함하는 전기변색 매질, 그리고 제1 표면으로 이루어진 제1 전도성 표면, 제2 표면으로 이루어진 제2 전도성 표면, 및 상기 제1 표면을 상기 제2 표면에 결합하는 밀봉 부재에 의해 정의된 적어도 하나의 챔버를 포함하는 전기변색 장치가 제공된다. 전기변색 매질은 챔버 내에 배치된다. 제1 및 제2 전도성 표면을 이용하여 전기 접촉이 이루어질 수 있게 하기 위해서, 제1 및 제2 기판이 서로 오프셋 될 수 있다.
전기변색 장치의 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 전기변색 장치(100)는 전방 표면(112a) 및 후방 표면(112b)을 갖는 제1 기판(112)과, 전방 표면(114a) 및 후방 표면(114b)을 갖는 제2 기판(114)을 포함한다. 전방 표면(112a)과 후방 표면(114a)은 각각 전도성 표면(118 및 120)과 관련되어 있다. 밀봉 부재(122)와 함께 제1 기판(112)과 제2 기판(114)은 전기변색 매질(124)을 담기 위한 챔버(116)를 정의한다. 상기 장치는 하나 이상의 충진 포트(128)와 관련된 하나 이상의 플러그(126 및 130)도 포함한다. 하나 이상의 충진 포트(128)는 제1 기판(112), 제2 기판(114), 또는 밀봉 부재(122) 내에 배치될 수 있다. 미러, 윈도우, 또는 다른 장치로서 장착 시, 상기 전기변색 장치(100)는 (존재하면) 버스 연결기, 밀봉 부재(122), 하나 이상의 플러그(126과 130), 및 하나 이상의 충진 포트(128)를 숨기고/거나 보호하기 위해 제1 기판(112)과 제2 기판(114) 중 적어도 하나의 주변부 둘레로 연장되는 베젤을 선택적으로 포함할 수 있다.
일부 다른 전기변색 장치 구성의 사용이 미국 특허 제5,818,625호, 제6,597,489호, 및 제6,700,692호에 개시되어 있는 구성을 포함하나 이에 한정되지 않으며, 본원에 참조로서 전체가 인용되며 거기에 포함된 모든 참조도 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 기판은 예를 들어, 보로실리케이트 글라스, 소다 라임 글라스, 천연 및 합성 중합체 수지, 플라스틱, 및/또는 폴리에스테르(예, PET), 폴리이미드(PI), 폴리탄산염, 폴리술폰, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 아크릴레이트 중합체, 및 Topas®와 같이, 전자기 스펙트럼의 가시광 및 NIR 영역에서 투명하거나 실질적으로 투명한 다수의 재료 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 기판은 약 0.10 밀리미터(mm) 내지 약 12.7 mm 범위의 두께를 갖는 글라스 시트로 제조된다. 이는 약 0.50 mm 내지 약 1.50 mm, 약 0.65 mm 내지 약 1.00 mm와 같은 임의 범위의 두께를 포함할 수 있다. 물론, 기판의 두께는 전기변색 장치의 특정 응용에 따라 좌우될 것이다. 예시적인 목적으로만 특정 기판 재료가 개시되었지만, 재료들이 적어도 실질적으로 투명하고 의도된 사용의 조건에서 효과적으로 작동 가능하도록 강도와 같은 적절한 물리적 특성을 보이기만 하면, 수많은 다른 기판 재료의 사용이 마찬가지로 고려됨을 이해할 것이다. 실제로, 본 발명에 따른 전기변색 장치는 정상 작동 동안 주로 태양에서 방출되는 실질적인 UV선뿐만 아니라 극한 온도 변화에 노출될 수 있다. 기판(들) 및/또는 전기변색 매질을 UV 손상으로부터 보호하는 것을 돕기 위해 제1 기판 및/또는 제2 기판이 UV 흡수층을 포함할 수 있고/거나 UV 흡수 재료를 포함할 수 있음이 또한 이해될 것이다.
일부 구현예에서, 제2 기판은 제2 기판과 유사한 재료로 제조될 수 있고, 그렇지 않고 제2 기판의 투과성이 필요하지 않은 경우, 제2 기판은 금속일 수 있다. 제2 기판은 약 0.10 mm 내지 약 12.7 mm 범위의 두께를 갖는 글라스 또는 플라스틱 시트로 제조된다. 이는 약 0.50 mm 내지 약 1.50 mm, 약 0.65 mm 내지 약 1.00 mm의 두께를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 기판이 글라스 시트로 제조되는 경우, 전기 전도성 물질의 층으로 코팅되기 전 또는 후에 글라스는 선택적으로 템퍼링, 열 강화, 화학적 강화, 및/또는 라미네이트될 수 있다.
전기 전도성 재료로 이루어진 하나 이상의 층은 제1 기판의 후면과 연관될 수 있다. 이들 층은 전기변색 장치용 전극으로서 기능한다. 전기 전도성 재료는 (a) 전자기 스펙트럼의 가시 영역내에서 실질적으로 투명하고; (b) 제1 기판에 상당히 잘 결합되며; (c) 밀봉 부재와 연관될 때 이와 같은 결합을 유지하고; (d) 전기변색 장치 또는 대기 내에 함유된 재료에 의한 부식에 일반적으로 저항성을 가지며; 및 (e) 충분한 전기 전도성뿐만 아니라 최소 확산 또는 정반사율을 나타내는 재료가 바람직하다. 전기 전도성 재료는 불소 도핑 주석 산화물(FTO), 예를 들어 TEC 글라스, 인듐/주석 산화물(ITO), 도핑된 아연 산화물, 인듐 아연 산화물, 금속 산화물/금속/금속 산화물(여기에서 금속 산화물은 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 황화물 등으로 치환될 수 있음), 또는 당업자에게 공지된 다른 물질로 제조될 수 있다.
제1 기판의 후면과 연관된 재료와 동일하거나 상이한 재료로 이루어진 전기 전도성의 하나 이상의 재료층이 제2 기판의 전면과 연관될 수 있다. 상기 전기 전도성 재료는 밀봉 부재에 의해 제1 기판과 연관된 전기 전도성 재료에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 일단 결합되면, 전기 전도성 물질로 이루어진 밀봉 부재, 플러그 및/또는 병치된 부분은 챔버의 내부 둘레 형상을 일반적으로 정의하는 역할을 할 수 있다. 대안적으로, 미국 특허 제7,372,611호에 개시되어 있는 에지 밀봉 기술이 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 실질적으로 투명한 제1 기판 및 실질적으로 투명한 제2 기판은 600 μm 미만의 셀 간격을 갖는다. 다른 구현예에서, 제1 실질적인 투명 기판 및 제2 실질적인 투명 기판은 약 150 μm 내지 약 600 μm, 약 200 μm 내지 약 300 μm, 약 225 μm 내지 약 275 μm, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위(끝점 포함)의 셀 거리를 갖는다. 다른 일 구현예에서, 실질적으로 투명한 제1 기판 및 실질적으로 투명한 제2 기판은 약 350 μm, 300 μm, 275 μm, 250 μm, 약 225 μm, 200 μm, 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 90 μm, 약 80 μm, 70 μm, 60 μm, 50 μm, 40 μm, 30 μm, 20 μm, 10 μm, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위(끝점 포함)의 셀 간격을 갖는다. 다른 구현예에서, 실질적으로 투명한 제1 기판 및 실질적으로 투명한 제2 기판은 약 250 μm 의 셀 간격을 갖는다.
일부 구현예에서, 밀봉 부재는 전기변색 조성물이 챔버의 외부로 부주의하게 누출되지 않거나 대기 밖으로 노출되지 않도록 (일부 구현예에서 플러그 및 충진 포트와 협력하여), 제1 기판 및 제2 기판 상에 코팅된 전기 전도성 재료와 접착식으로 결합되어 결국 챔버를 밀봉하도록 구성되는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 이 밀봉 부재는 이들 각각의 기판의 후면 및 전면에 완전히 연장된다는 것도 고려된다. 이러한 구현예에서, 제1 및 제2 기판 상에 코팅된 전기 전도성 재료로 이루어진 층은 밀봉 부재가 위치되는 곳에서 부분적으로 제거될 수 있다. 전기 전도성 재료가 각각의 기판과 연관되지 않는다면, 이때 밀봉 부재는 바람직하게는 글라스에 잘 결합된다. 밀봉 부재가, 예컨대 미국 특허 제4,297,401호; 제4,418,102호; 제4,695,490호; 제5,596,023호; 제5,596,024호; 제6,157,480호; 및 제6,714,334호에 개시된 재료를 비롯하여 수많은 재료들 중 어느 하나로 제조될 수 있음을 이해할 것이다.
일부 구현예에서, 전기변색 매질 내의 트리페노디티아진 (아노드) 및/또는 캐소드 재료의 농도는 약 1 밀리몰(mM) 내지 약 500 mM일 수 있다. 일부 구현예에서, 전기변색 매질 내의 아노드 및/또는 캐소드 물질의 농도는 약 2 mM 내지 약 100 mM일 수 있다.
일 구현예에서, 아노드 전기 활성 물질 중 적어도 하나는 적어도 5 mM의 농도를 갖는다. 다른 구현예에서, 아노드 전기 활성 물질 중 적어도 하나는 약 2 mM 내지 약 100 mM, 약 5 mM 내지 약 50 mM, 약 7 mM 내지 약 50 mM, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위(끝점 포함)의 농도를 갖는다. 다른 구현예에서, 아노드 전기 활성 물질 중 적어도 하나는 약 5 mM 내지 약 7 mM의 농도를 갖는다. 다른 구현예에서, 제2 아노드 전기활성 물질 중 적어도 하나는 약 40 mM 내지 약 50 mM의 농도를 갖는다.
일 구현예에서, 캐소드 전기활성 물질 중 적어도 하나는 적어도 50 mM의 농도를 갖는다. 다른 구현예에서, 캐소드 전기활성 물질 중 적어도 하나는 약 50 mM 내지 약 100 mM, 약 60 mM 내지 약 90 mM, 약 70 mM 내지 약 80 mM, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위(끝점 포함)의 농도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, 캐소드 전기활성 물질 중 적어도 하나는 약 10 mM 내지 약 50 mM, 약 20 mM 내지 약 90 mM, 약 30 mM 내지 약 80 mM, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위(끝점 포함)의 농도를 갖는다.
본원에 기술된 전기변색 화합물을 사용하는 예시적인 전기변색 장치는 단지 예시적인 목적으로만, 윈도우, 항공기 투명체, 미러, 디스플레이 장치, 광 필터 등을 포함할 수 있다. 본원에서 지칭되는 동일하거나 유사한 요소 및/또는 성분, 및/또는 방법은 동일한 참조 부호를 가진 도면들 전체에 걸쳐서 동일할 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 전기변색 장치는 전기변색 윈도우 또는 전기변색 미러이다. 일부 구현예에서, 상기 장치는 차량 내부의 전기변색 미러이다. 일부 구현예에서, 상기 장치는 가변 투과성 전기변색 윈도우이다. 일부 구현예에서, 상기 장치는 항공기 윈도우 시스템이다. 전기변색 장치의 다른 응용들은 시계, 계산기 및 컴퓨터 디스플레이 스크린용 스크린; 안경 및 썬글라스와 같은 안경류; 스위칭 가능한 미러, 썬 바이저; 자동차, 건축, 항공기, 해양, 및 우주선 윈도우; 정보 표시판 및 디지털 광고판 등을 포함한다.
일부 구현예에서, 전기변색 장치는 스위칭 가능한 전기-광학 적외선 필터이다. 일부 구현예에서, 스위칭 가능한 전기-광학 적외선 필터는 전기-광학 셀을 포함한다. 일부 구현예에서, 전기-광학 셀은 제1 표면 및 제2 표면을 정의하는 제1 기판(5a)("기판(1)"이라고도 지칭됨) 및 제3 표면 및 제4 표면을 정의하는 제2 기판(5b)을 포함한다(도 5). 제2 및 제3 표면(본원에서 "표면 2"와 "표면 3"이라고도 지칭됨)은 전도성 층(6a, 6b), 예를 들어 ITO를 포함한다. 제1 및 제2 기판은, 밀봉 부재(7)가 전기변색 매질(8)로 충진되는 공동을 형성하고 제2 및 제3 표면 사이에 있으면서, 제2 및 제3 표면이 서로 이격된 관계로 서로 대면하도록 위치한다. 전기변색 매질은 광의 하나 이상의 파장 대역에 가변 투과성이다. 전기적 컨택은, 전기-광학 매질을 실질적인 무색과 실질적인 컬러 상태 사이에서 스위칭하기 위해서 전류를 제공하도록 제2 및 제3 표면 전도층에 형성된다. 일부 구현예에서, 상기 전기-광학 셀은 무색 상태(예, 투명 상태) 또는 또는 근적외선 광에 대해 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80%를 초과하는 실질적 무색 상태의 투과도를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 전기-광학 셀은 색깔 있는 상태(예, 불투명 상태) 또는 또는 근적외선 광에 대해 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 또는 0.1% 미만인 실질적으로 색깔 있는 상태의 투과도를 갖는다. 근적외선 광에 대한 투과도 및 불투명도의 변화는 실질적으로 무색인(예, 투명) 상태와 실질적으로 색깔 있는(예, 불투명) 상태 사이의 전기-광학 요소의 부분적 천이에 의해 얻어질 수 있다.
일부 구현예에서, 전도성 층에 대한 전기적 컨택은 셀의 각 단부에서 전극 표면을 노출시키기 위해 2개의 유리 기판을 오프셋함으로써 단순화된다(도 6). 수많은 다른 전기적 컨택 방법은 종래 기술(예, 미국 특허 제8,274,729호에 기술된 바와 같음)에 잘 나타나 있고, 본원에서 사용하는 데 적합할 수 있다. 셀이 전력을 공급받을 때, 아노드 재료는 아노드 표면에서 산화되고 캐소드 종은 캐소드 표면에서 환원된다. 자유롭게 확산하는 유체 셀의 경우, 이들 활성화 종(예, 산화된 아노드 종 및/또는 환원된 캐소드 종)이 아노드 표면과 캐소드 표면 사이의 대략 중간에 있는 영역으로 확산되고, 전기 공급된 전극 표면과의 상호 작용 하기 전에 이들이 보유한 산화 환원 상태로 이들을 복귀시키는 전자 전달을 거친다. 이러한 확산 공정으로 인해, 산화된 아노드 종 및 환원된 캐소드 종의 추가적인 흡광이, 전력이 공급될 때 전기 광학 셀을 통한 투과도에서 관찰된다. 특정 응용예에서, 전기변색성 종에서 오직 하나의 흡수가 전기-광학 셀의 특정 영역에서 관찰되는 것이 바람직할 수 있다. 이들 응용 분야에서, 전기-광학 셀의 전극 표면은 캐소드 화합물의 환원 영역으로부터 아노드 화합물의 산화 영역을 공간적으로 분리하기 위해 구성될 수 있으며, 전압이 충분한 크기로 인가 시, 셀의 하나 이상의 기능적 구역을 형성한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "기능적 구역"은 산화된 아노드 종 또는 환원된 캐소드 종을 포함하지만, 둘 다는 포함하지 않는다.
도 7은 격리 전극 셀 디자인의 비제한적인 예를 도시한다. 제1 기판(11a), 제2 기판(11b), 및 밀봉 부재(13)는 전기변색 매질(14)을 담기 위한 챔버를 정의한다. 표면(2, 3)에 수직인 임의의 유리한 지점에서 보았을 때, 표면(2 및 3) 상의 전극 층의 활성 영역은 격리되며 중첩되지 않는다(전기적 격리는 12에서 도시됨). 이는 캐소드 종의 환원이 캐소드(10b)의 활성 영역으로 제한되고 아노드 종의 산화가 아노드(10a)의 활성 영역으로 제한되는 것을 초래하여, 충분한 크기로 전압을 인가할 시 셀 내부에 2개의 분리된 기능 구역 결과를 갖는다. 두 구역 사이의 전해질의 확산은 전하 균형을 유지한다. 활성 전극 영역의 분리(12)는 용해 증발, 에칭, 마스킹, 패시베이션 및 패터닝과 같은 많은 수단으로 달성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 전기변색성 스위칭 가능한 광학 필터로서 사용되도록 설계된 격리 전극 셀은 도 8에 도시된 것과 유사한 형태를 갖는다. 밀봉 부재(23)를 갖는 기판(20a) 및 기판(20b)은 전기변색 매질을 갖는 챔버를 정의한다. 아노드(21)의 활성 부분은 기판(20b) 표면(3) 상의 필터(중심)의 활성 영역 내에 위치하고, 캐소드(22)의 활성 부분은 기판(20a) 표면(2) 상에서 주변부로 제한된다. 아노드 및 캐소드의 활성 영역은 표면(2, 3) 사이에 정의된 갭에 걸쳐 중첩되지 않는다. 이 배열은 필터 활성 영역 내의 필터로서 착색된(산화된) 버전의 아노드 종을 나타낸다. 이는 또한 필터 활성 영역으로부터 착색된(환원된) 버전의 캐소드 종을 멀리 격리시켜 그의 흡수가 필터 색상에 영향을 미치지 않도록 한다.
일부 구현예에서, 격리 전극 셀은 도 9에 도시된 것과 유사한 형태를 갖는다. 도 9의 상부 절반은 격리 전극 셀의 분해도를 도시하고, 하부 절반은 셀의 측면도를 도시한다. 활성 캐소드 영역(30)을 갖는 제1 기판이 활성 아노드 영역(31)을 갖는 제2 기판과 오프셋되어 배열된다. 밀봉 부재(33)를 갖는 2개의 기판은 전기변색 매질을 함유하는 챔버를 정의한다. 활성 캐소드 영역(30)(회색 음영 표시)은 레이저 융제에 의해 제1 기판 상의 비활성 영역(음영 없음)으로부터 격리된다. 유사하게 활성 아노드 영역(31)(회색 음영 표시)은 레이저 융제에 의해 제2 기판 상의 비활성 영역(음영 없음)으로부터 격리된다. 캐소드(30a) 및 아노드 (31a) 영역으로의 전기적 컨택은 도시된 바와 같다. 비활성 영역은 전기적 컨택이 결여되어 있고 전기변색 매질에서 전기 활성 물질을 산화 또는 환원시킬 수 없다. 제1 및 제2 기판에 수직인 유리한 관점에서 보았을 때, 활성 캐소드 영역에 의한 활성 아노드 영역의 폐쇄가 거의 없거나 전혀 없고, 그 결과 충분한 크기의 전압을 인가할 시 셀 내에 2개의 기능적 구역을 생성한다. 한 구역은 산화된 아노드 종을 포함하나 환원된 캐소드 종은 없고, 다른 하나의 구역은 환원된 캐소드 종을 포함하나 산화된 아노드 종은 없다. 산화된 아노드 종을 포함하는 기능적 구역(예, 제2 및/또는 제3 산화 상태에서 본 발명의 하나 이상의 NIR 화합물)은 필터의 활성 영역으로서 기능할 수 있다.
일부 구현예에서, 격리 전극 셀은 도 13에 도시된 것과 유사한 형태를 갖는다. 도 13의 상부 절반은 격리 전극 셀의 분해도를 도시하고, 하부 절반은 셀의 측면도를 도시한다. 활성 캐소드 영역(30)을 갖는 제1 기판이 활성 아노드 영역(31)을 갖는 제2 기판과 오프셋되어 배열된다. 밀봉 부재(33)를 갖는 2개의 기판은 전기변색 매질을 함유하는 챔버를 정의한다. 활성 캐소드 영역(30)(회색 음영 표시)은 레이저 융제에 의해 제1 기판 상의 비활성 영역(음영 없음)으로부터 격리된다. 레이저 융제는 활성 아노드 영역(31)이 위치하는 제2 기판 상에서 수행되지 않는다. 캐소드(30a) 및 아노드 (31a) 영역으로의 전기적 컨택은 도시된 바와 같다. 비활성 영역은 전기적 컨택이 결여되어 있고 전기변색 매질에서 전기 활성 물질을 산화 또는 환원시킬 수 없다. 제1 및 제2 기판에 수직인 유리한 관점에서 볼 때, 활성 캐소드 영역에 의한 활성 아노드 영역의 부분 폐쇄가 존재하며, 그 결과 충분한 크기로 전압을 인가할 시 셀 내에 하나의 기능적 구역이 생성되고 상기 기능적 구역은 산화된 아노드 종(제2 및/또는 제3 산화 상태에서 본 발명의 하나 이상의 NIR 화합물)을 포함한다. 이 기능 구역은 필터의 활성 영역으로서 기능할 수 있다.
본원에 설명된 스위칭 가능한 전기-광학 적외선 필터는 도 15에 도시된 이미저 어셈블리 내로 포함될 수 있으며, 상기 필터(41)는 회로 기판(40) 상의 이미저와 렌즈 어셈블리(42) 사이에 위치한다.
따라서 일반적으로 기술된 본 발명은 다음 실시예를 참조하여 보다 용이하게 이해될 것이며, 예시로 제공되고 본 발명을 제한하고자 의도된 것이 아니다.
실시예
다음 실시예는 전술된 다양한 구현예에 따라 화합물 및 장치를 제조하기 위한 프로토콜을 보다 구체적으로 도시한다. 이들 실시예는 결코 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
실시예1(비교): 7,14-디메틸트리페노디티아진 합성. 이 화합물은 여기에 도시된 바와 같이 두 단계에 걸쳐 합성되었다.
Figure pct00006
단계 1. 500 ml의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 N,N'-디페닐-1,4-페닐렌디아민(26 g, 0.099 mol), 황(10 g), 요오드(2.0 g), 및 디클로로벤젠(130 ml)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 24시간 동안 180℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고 헥산(200 ml)을 첨가하였다. 생성물을 여과에 의해 수집한 후 헥산으로 세척하여 27.2 g(95% 수율)의 트리페노디티아진을 수득하였다.
단계 2. 250 ml의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 트리페노디티아진(7.00 g, .022 mol), 소듐 디티오나이트(7.0 g), 탄산나트륨(10 g), 메틸 트리부틸 암모늄 클로라이드(1 ml), 물(1 ml), 아세토니트릴(100 ml), 및 메틸 요오드(20 ml)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류시키기 위해 72시간 동안 가열하였다. 메틸 요오드(20 ml), 소듐 디티오나이트(7.0 g), 탄산나트륨(10 g)을 더 첨가하고 추가로 24시간 동안 환류시켜 반응을 완료하였다. 물(150 ml)로 급냉시킨 후, 디메틸트리페노디티아진을 여과에 의해 수집하고 물로 세척하여 6.6 g(86% 수율)의 생성물을 수득하였다.
실시예 2: 3,10-디-t-부틸-7,14-(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트). 생성물을 아래 예시된 바와 같이 4단계로 합성하였다.
Figure pct00007
단계 1. N,N'-디 t부틸-1,4-페닐렌디아민. 불꽃 건조된, 2 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 1,4-페닐렌디아민(108.14 g, 1 mol), 4-브로모-t-부틸 벤젠(447.3 g, 2.1 mol), 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센(1.6 g, .0028 mol), 트리스(디벤질리데네아세톤)디팔라듐(0)(0.8 g, 0.00087 mol), 소듐 t-부톡시드(200 g, 2 mol), 및 무수 톨루엔(1300 ml)으로 채웠다. 반응 혼합물을 18시간 동안 80℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고 1000 ml의 헥산을 첨가하였다. 여과 후, 고체를 헥산으로 세척하였다. 그 다음 생성물을 소듐 디티오나이트 용액(1 L 물에 100 g)에서 30분 동안 재슬러리화해서, 재차 여과하고 고체를 물로 건조시켜 246g(66% 수율)을 수득하였다.
단계 2. 3,10-디-t-부틸트리페노디티아진. 단계 1에서의 생성물(181 g, 0.48 mol)로 채워진 5 L 플라스크에, 황(78 g), 요오드(11.4 g) 및 디클로로벤젠(800 ml)을 첨가해서, 180℃로 48시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고 페닐 히드라진(32.6 ml)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 3시간 동안 160℃로 천천히 가열하고, 형성된 H2S 가스는 20 중량% NaOH 용액에 스크러버 처리되었다. 그 다음 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 생성물을 여과에 의해 수집하고 헥산으로 세척하여 97 g(47% 수율)을 수득하였다.
단계 3. 3,10-디 t-부틸-7-14-(4-브로모부틸) 트리페노디티아진. 3,10-디-t-부틸트리페노디티아진(75 g, 0.173 mol), 50% 수산화나트륨(132 g), 소듐 디티오나이트(75 g), 1,4-디브로모부탄(405 ml), 물(132 ml), 및 메틸 트리부틸암모늄 클로라이드(15 g)의 혼합물을 48시간 동안 80℃로 가열하였다. 반응에 대해 소듐 디티오네이트(15 g) 및 50% 부식제(30 g)를 4회 첨가하고, 혼합물이 보라색으로 변할 때 반응은 완료되었다. 반응 완료 시, 반응 혼합물을 아세토니트릴과 물의 1:1 혼합물 1400 ml로 급냉한 다음, 실온으로 냉각하고 빙욕으로 5시간 동안 추가로 냉각하였다. 생성물을 여과에 의해 수집하고 헥산으로 세척하였다. 고체를 헥산(400 ml)에서 슬러리화시키고, 수집하고 건조시켜 55 g(45% 수율)의 생성물을 수득하였다.
단계 4. 3,10-디-t-부틸-7,14-(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트). 아세토니트릴(641 ml) 내에 트리에틸 아민(203 ml)과 3,10-디-t-부틸-7-14-94-(브로모부틸) 트리페노디티아진(50 g)의 용액을 환류하기 위해 24시간동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고 여과에 의해 고체를 수집하였다. 아세토니트릴(250 ml), 물(200 ml), 및 4 M 테트라플루오로보레이트(156 ml) 용액에 상기 고체를 용해시켜, 원하는 생성물인 브로마이드 염을 테트라플루오로보레이트 염으로 전환하였다. 용액을 50℃로 2시간 동안 가열한 다음 5℃로 냉각시켰다. 생성물을 여과에 의해 수집하고, 물로 세척하고, 제2 음이온 치환 절차를 수행하여 51 g(78% 수율)의 생성물을 수득하였다.
실시예 3: 3,10-디-t-부틸-6,13-디메톡시-7,14-디메틸 트리페노디티아진. 생성물을 아래 예시된 바와 같이 3단계로 합성하였다.
Figure pct00008
단계 1. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 테트라클로로-1,4-벤조퀴논(16.45 g, 0.0669 mol), 아세트산 나트륨(15 g, 0.182 mol), 에탄올(350 ml)을 넣었다. 에탄올(150 ml)에 용해된 4-t-부틸 아닐린(25 g, 0.1675 mol)을 첨가 깔때기를 통해 반응 혼합물에 천천히 첨가하였다. 그 결과 생성된 발열이 진정된 후, 반응물을 20시간 동안 환류시켰다. 실온으로 냉각하고 물(350 ml)로 반응물을 급냉시킨 후, 생성물을 여과하고 물로 세척하고, 건조시킨 후 30 g(97% 수율)을 수득하였다.
단계 2. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에, 단계 1에서의 물질(30.6g), 황(11 g), 요오드(1.75 g), 및 디클로로벤젠(270 ml)을 첨가하였다. 반응물은 24시간 동안 173℃로 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고, 여과하고, 헥산으로 세척하여 원하는 생성물 18.7 g(62% 수율)을 수득하였다.
단계 3. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 단계 2의 트리페노디티아진(5.0 g), 소듐 디티오나이트(8.0 g), 탄산나트륨(10.0 g), 메틸 트리부틸 암모늄 클로라이드(1.0 g), 물(1 ml), 아세토니트릴(200 ml), 및 메틸 요오드(20 ml)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 24시간 동안 가열하여 환류시키고, 이어서 50% 수산화나트륨 용액(20 ml)과 메틸 요오드(50 ml)를 첨가하고, 72시간 동안 환류시켰다. 추가적으로 50% 수산화나트륨 용액(20 ml) 및 메틸 요오드(50 ml)를 첨가하여 반응을 완료하였다. 반응 완료 후에 물(400 ml)을 첨가하여 반응물을 급냉시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여과하여 고체를 수득하고 물로 세척하였다. 진공 건조로 생성물(5.0 g, 96% 수율)을 수득하였다.
실시예 4. 2,3,4,6,9,10,11,13-옥타메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진의 합성.
Figure pct00009
단계 1. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 테트라클로로-1,4-벤조퀴논(24.59 g, 0.1 mol), 아세트산나트륨(20.5g, 0.25 mol), 에탄올(400 ml), 및 3,4,5-트리메톡시 아닐린(38.5 g, 0.21 mol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 48시간 동안 환류하였다. 실온으로 냉각시키고 반응물을 물(700 ml)로 급냉시켰다. 생성물을 여과하고 물로 세척하였다. 진공 건조로 생성물 56.8 g(100% 수율)을 수득하였다.
단계 2. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에, 단계 1의 N,N'-비스(트리메톡시페닐)-3,6-디클로로벤조퀴논(26.9 g), 황(8.4 g), 요오드(1.3 g), 및 디클로로벤젠(200 ml)을 첨가하였다. 반응물을 환류시키기 위해 72시간 동안 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고, 여과하고, 헥산으로 세척하여 원하는 생성물 27 g(100% 수율)을 수득하였다.
단계 3. 2 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 2,3,4,9,10,11,-헥사메톡시-트리페노디티아진 퀴논(17.5 g, 0.033 mol), 소듐 디티오나이트(30.0 g), 탄산나트륨(40 g), 50% 수산화나트륨 용액(65 ml), 메틸 트리부틸암모늄 클로라이드(5 ml), 물(5 ml), 아세토니트릴(200 ml), DMF(100 ml), 및 메틸 요오드(100 ml)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류시키기 위해 7일 동안 가열하였다. 주기적으로, 소듐 디티오나이트, 50% 수산화나트륨 및 메틸 요오드를 추가적으로 첨가하여 반응을 완료하였다. 반응 완료 후에 물(1000 ml)을 첨가하여 반응물을 급냉시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여과하여 물로 세척한 고체를 얻었다. 생성물을 THF 및 아세토니트릴로부터 재결정화시켜 3.6 g(18% 수율)을 만들었다.
실시예 5. 3,6,10,13-테트라메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진의 합성.
Figure pct00010
단계 1. 5 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 테트라클로로-1,4-벤조퀴논(30 g, 0.122 mol), 아세트산나트륨(36.9 g, 0.012 mol), 및 에탄올(1000 ml)을 첨가하였다. p-아니시딘(37 g, 0.3 mol)을 에탄올 (600 ml)에 용해시키고 서서히 반응 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 48시간 동안 환류시킨 다음, 실온으로 냉각시키고 물 (1500 ml)로 급냉시켰다. 생성물을 여과에 의해 수집하고, 물로 세척하고, 진공 건조시켜 원하는 생성물(49 g, 40% 수율)을 수득하였다.
단계 2. 2 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 N,N'-비스(4-메톡시페닐)-3,6-디클로로벤조퀴논(49 g, 0.116 mol), 황(18.6 g), 요오드(2.7 g), 및 디클로로벤젠(700 ml)을 첨가하였다. 반응물을 환류시키기 위해 72시간 동안 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고 500 ml의 헥산을 첨가하였다. 여과한 후, 고체를 헥산으로 세척하여 원하는 생성물 48.6 g(100% 수율)을 수득하였다.
단계 2. 1 리터의 목이 3개인 둥근 바닥 플라스크에 3,9,-디메톡시트리페노디티아진 퀴논(13 g, 0.031 mol), 소듐 디티오나이트(20.0 g), 탄산나트륨(25 g), 메틸 트리부틸암모늄 클로라이드(2 ml), 물(2 ml), 아세토니트릴(200 ml), 및 메틸 요오드(50 ml)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류시키기 위해 72시간 동안 가열하였다. 주기적으로, 소듐 디티오나이트, 50% 수산화나트륨(25 ml) 및 메틸 요오드가 추가적으로 첨가되어 반응을 완료하였다. 반응 완료 후에 물(500 ml)을 첨가하여 반응물을 급냉시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 껌 같은 고체를 여과하고 물로 세척하였다. 고체를 고온 THF에 용해시켰고 에탄올을 첨가했다. 생성물을 분리하여 3.37 g(21% 수율)을 수득하였다.
실시예 6. 근적외선(NIR) 격리 전극 필터 장치.
도 9 및 도 10에 도시된 NIR 격리 전극 필터 장치의 비한정적 예는, 캐소드 화합물(15 mM의 1,1'-디옥틸-4,4'-비피리디늄 비스(테트라플루오로보레이트)) 및 NIR 흡수제 아노드 화합물(7 mM의 3,10-디메톡시-7,14-(4-트리에틸암모늄 부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트)) 및 프로필렌 카보네이트 내의 LiBF4 전해질(100 mM)의 용액으로 채워졌다. 장치는 표면(2) 및 표면(3)에서 레이저 융제된 격리선을 갖는 ITO-코팅된 유리를 포함하며, 두 개의 활성 전극은 많이 중첩되지 않는다. 투과 스펙트럼 데이터 및 장치에 대한 스위칭 시간의 평가는 도 11 및 도 12에 각각 도시되어 있다.
특정 구현예가 예시되고 설명되었지만, 아래의 청구범위에서 정의되는 바와 같이 보다 넓은 양태에서 본 발명에서 벗어나지 않고서 해당 기술 분야의 통상의 기술에 따라 변화 및 수정이 여기서 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
여기에 예시적으로 설명되는 구현예는, 여기에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 또는 요소들, 제한 또는 제한들의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 용어 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "함유하는(containing)" 등은 확장적으로 그리고 제한 없이 읽혀져야 한다. 추가로, 본원에서 사용되는 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명의 용어로 사용되었고, 이러한 용어 및 표현의 사용에는 도시되고 설명되는 특징 또는 그 부분의 임의의 균등물을 배제하는 어떠한 의도도 없으나, 청구된 기술의 범위 내에서 다양한 수정이 가능함이 인식된다. 또한, 구절 "필수적으로 구성되는(consisting essentially of)"은 구체적으로 인용되는 요소 및 청구된 기술의 기본적이고 신규한 특징에 실질적으로 영향을 주지 않는 추가 요소를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 구절 "구성되는(consisting of)"은 명시되지 않은 임의의 요소를 배제한다.
본 개시는 본 출원에서 설명되는 특정 구현예에 의해 제한되지 않는다. 당업자에게 명확해지듯이, 그 정신 및 범주로부터 벗어나지 않고서 다수의 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 여기에서 열거되는 것들에 더하여, 본 개시의 범주 내에서 기능적으로 균등한 방법 및 조성물은 상기 설명에서 당업자에게 명확해질 것이다. 이러한 수정 및 변경은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시는, 이러한 청구범위가 권리를 부여받게 되는 균등물의 전체 범주와 함께, 첨부된 청구범위의 용어에 의해서만 제한되는 것이다. 본 개시는 물론 변화할 수 있는 특정 방법, 시약, 화합물, 조성물 또는 생물학적 시스템에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 여기에 사용되는 전문 용어는 오로지 특정 구현예를 설명하기 위한 목적이며, 제한을 위한 의도가 아님을 또한 이해할 것이다.
또한, 본 개시의 특성 또는 양태가 마쿠쉬(Markush) 그룹에 의해 설명되는 경우, 당업자는 본 개시가 또한 이로써 마쿠쉬 그룹의 임의의 개별 요소 또는 그 요소의 서브 그룹에 의해 설명되는 것임을 인식할 것이다.
당업자에 의해 이해되듯이, 특히 기재된 설명의 제공의 관점에서 임의의 그리고 모든 목적을 위해, 본원에 개시된 모든 범위는 또한, 임의의 그리고 모든 가능한 하위 범위와 그 하위 범위의 조합을 포함한다. 임의의 열거된 범위는 충분히 설명되었고 동일한 범위를 적어도 동일한 절반, 3등분, 4등분, 5등분, 10등분 등으로 분할될 수 있음이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 비-제한적인 실시예로서, 여기 논의되는 각각의 범위는 보다 낮은 3등분, 중간 3등분과 보다 높은 3등분 등으로 용이하게 분할될 수 있다. 당업자에 의해 또한 이해되듯이, "까지(up to)", "적어도(at least)", "보다 큰(greater than)", "보다 작은(less than)" 등과 같은 모든 용어는 인용되는 수를 포함하고, 상기 논의되는 바와 같은 하위 범위로 그 후에 분할될 수 있는 범위를 언급한다. 마지막으로, 당업자에 의해 이해되듯이, 범위는 각각의 개별 요소를 포함한다.
모든 공보, 특허 출원, 등록 특허 및 본 명세서에 참조되는 다른 문헌은, 마치 각각의 개별 공보, 특허 출원, 등록 특허 또는 다른 문헌이 구체적으로 그리고 개별적으로 그 전체가 참조로 통합되도록 표시되듯이 참조로 본원에 통합된다. 참조로 통합되는 텍스트에 포함되는 정의가 본 개시에서의 정의와 모순되면, 배제된다.
문단 A. 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 전기변색 장치로서,
Figure pct00011
(I)
R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고 R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 20이고,
각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
X는 음이온인 전기변색 장치.
문단 B. 문단A에 있어서, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시이되, R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수인 전기변색 장치.
문단 C. 문단A 또는 문단B에 있어서, R9 및 R10은 모두 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시이되, R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수인 전기변색 장치.
문단 D. 문단A에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 X- (R20)3N+(CH2)n이되, n은 1 내지 10이고,
각각의 R20은 C1-C6-알킬이고,
X는 음이온인 전기변색 장치.
문단 E. 문단D에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t- 부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 6이고,
각각의 R20은 메틸 또는 에틸이고,
X는 음이온인 전기변색 장치.
문단 F. 문단A에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R5 및 R6은 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 20이고,
각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
X는 음이온인 전기변색 장치.
문단 G. 문단A에 있어서, 　
R1 및 R2는 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
R3, R4, R7, R8은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
R5 및 R6은 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t- 부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 6이고,
각각의 R20은 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸이고,
X는 전기변색 장치.
문단 H. 문단A에 있어서, X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)2 -, -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4이되, Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기인 전기 변색 장치.
문단 I. 문단A 내지 문단H 중 어느 한 문단에 있어서, 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 아노드 재료를 포함하는 전기변색 매질을 더 포함하는 전기변색 장치.
문단 J. 문단I에 있어서, 상기 전기변색 장치는 용매를 더 포함하는 전기변색 장치.
문단 K. 문단A 내지 문단J 중 어느 한 문단에 있어서, 캐소드 재료를 더 포함하는 전기변색 장치.
문단 L. 문단K에 있어서, 상기 전기변색 매질은 캐소드 재료를 더 포함하는 전기변색 장치.
문단 M. 문단A 내지 문단L 중 어느 한 문단에 있어서, 조성식 (I)의 화합물은 3,10-디-t-부틸-7,14-비스(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트); 3,10-디-t-부틸-6,13-디메톡시-7,14-디메틸 트리페노디티아진; 2,3,4,6,9,10,11,13-옥타메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 3,6,10,13-테트라메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 또는 이들 중 임의의 2개 이상의 혼합물인 전기변색 장치.
문단 N. 문단A 내지 문단M 중 어느 한 문단에 있어서, 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 필터 또는 배터리인 전기변색 장치.
문단 O. 조성식 (I)의 화합물로서,
Figure pct00012
(I)
R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
X는 음이온인 화합물.
문단 P. 문단O에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 10이고,
각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
X는 음이온인 화합물.
문단 Q. 문단P에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 6이고,
각각의 R20은 메틸 또는 에틸이고,
X는 음이온인 화합물.
문단 R. 문단O에 있어서,
R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R5 및 R6은 H이고,
R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
X는 음이온인 화합물.
문단 S. 문단O에 있어서, X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 - , PF6 - , SbF6 - , AsF6 - , ClO4 - , SO3CF3 - , N(CN)2 - , N(CF3SO2)2 - , C(CF3SO2)3 - , N(SO2C2F5)2 - , -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4이되, Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기인 화합물.
문단 T. 문단O 내지 문단S 중 어느 하나에 있어서, 상기 화합물은 3,10-디-t-부틸-7,14-비스(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트); 3,10-디-t-부틸-6,13-디메톡시-7,14-디메틸 트리페노디티아진; 2,3,4,6,9,10,11,13-옥타메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 3,6,10,13-테트라메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진인 화합물.
문단 U. 아노드 화합물을 포함하되, 충분한 크기의 전압이 인가되는 경우에 상기 아노드 화합물은 안정한 제3 산화 상태로 산화되는 전기변색 장치.
문단 V. 문단 U에 있어서, 상기 아노드 화합물은 조성식 (I)의 화합물이되,
Figure pct00013
(I)
R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
X는 음이온인 전기변색 장치.
문단 W. 문단U 또는 문단V에 있어서, 상기 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 필터 또는 배터리인 전기변색 장치.
다른 구현예는 아래 청구범위에 기재되어 있다.

Claims (20)

  1. 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 전기변색 장치로서,
    Figure pct00014
    (I)
    R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 20이고,
    각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  2. 제1항에 있어서, R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시이되, R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수인 전기변색 장치.
  3. 제1항에 있어서, R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시, 조성식 R21[O(CH2)x]qO-, 또는 C6-C20-아릴옥시이되, R21은 알킬이고, x는 1, 2, 3, 또는 4이고, q는 1 내지 20의 정수인 전기변색 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 X- (R20)3N+(CH2)n이되, n은 1 내지 10이고,
    각각의 R20은 C1-C6-알킬이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t- 부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 6이고,
    각각의 R20은 메틸 또는 에틸이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R5 및 R6은 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 20이고,
    각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
    R3, R4, R7, R8은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
    R5 및 R6은 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 메톡시, 에톡실, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 또는 t-부톡시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t- 부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]이되, n은 1 내지 6이고,
    각각의 R20은 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  8. 제1항에 있어서, X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SBF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)2 -, -Al(OC(CF)3)3)4 또는 -BAr4이되, Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기인 전기변색 장치.
  9. 제1항에 있어서, 조성식 (I)의 화합물을 포함하는 아노드 재료를 포함하는 전기변색 매질을 더 포함하는 전기 변색 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조성식 (I)의 화합물은 3,10-디-t-부틸-7,14-비스(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트); 3,10-디-t-부틸-6,13-디메톡시-7,14-디메틸 트리페노디티아진; 2,3,4,6,9,10,11,13-옥타메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 3,6,10,13-테트라메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 또는 이들 중 임의의 2개 이상의 혼합물인 전기변색 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 비행 투명체, 렌즈, 필터인 전기변색 장치.
  12. 조성식 (I)의 화합물로서,
    Figure pct00015
    (I)
    R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
    각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
    X는 음이온인 화합물.
  13. 제12항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 알킬이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 10이고,
    각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
    X는 음이온인 화합물.
  14. 제12항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 H 또는 C1-C6-알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, t-부틸, 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 6이고,
    각각의 R20은 메틸 또는 에틸이고,
    X는 음이온인 화합물.
  15. 제12항에 있어서,
    R1 및 R2는 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R3, R4, R7, R8은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R5 및 R6은 H이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 C1-C12-알콕시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 C1-C12-알킬 또는 -(CH)2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
    각각의 R20은 개별적으로 C1-C6-알킬이고,
    X는 음이온인 화합물.
  16. 제12항에 있어서, X는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CN)2 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)2 -, -Al(OC(CF3)3)4 또는 -BAr4이되, Ar은 아릴 또는 불소 첨가 아릴기인 화합물.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 3,10-디-t-부틸-7,14-비스(4-트리에틸암모늄부틸) 트리페노디티아진 비스(테트라플루오로보레이트); 3,10-디-t-부틸-6,13-디메톡시-7,14-디메틸 트리페노디티아진; 2,3,4,6,9,10,11,13-옥타메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진; 또는 3,6,10,13-테트라메톡시-7-14-디메틸 트리페노디티아진인 화합물.
  18. 아노드 화합물을 포함하되, 충분한 크기의 전압이 인가되는 경우에 상기 아노드 화합물은 안정한 제3 산화 상태로 산화되는 전기변색 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 아노드 화합물은 조성식 (I)의 화합물로서,
    Figure pct00016
    (I)
    R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R3, R4, R5, R6, R7, R8은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R9 및 R10은 개별적으로 알콕시 또는 아릴옥시이거나 R1 및 R2는 알킬이고, R9 및 R10은 개별적으로 H, 알콕시 또는 아릴옥시이고,
    R11 및 R12는 개별적으로 알킬 또는 -(CH2)nN+(R20)3 [X]-이되, n은 1 내지 20이고,
    각각의 R20은 개별적으로 알킬이고,
    X는 음이온인 전기변색 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 전기변색 장치는 미러, 건축용 윈도우, 항공기 윈도우, 필터 또는 배터리인 전기변색 장치.
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