RU2110823C1 - Электрохромный состав - Google Patents
Электрохромный состав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110823C1 RU2110823C1 RU95109484A RU95109484A RU2110823C1 RU 2110823 C1 RU2110823 C1 RU 2110823C1 RU 95109484 A RU95109484 A RU 95109484A RU 95109484 A RU95109484 A RU 95109484A RU 2110823 C1 RU2110823 C1 RU 2110823C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- state
- concentration
- electrochromic
- dipyridinium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к прикладной электрохимии и может быть использовано в устройствах с электрически управляемой величиной светопоглощения или светоотражения, например в автомобильных зеркалах заднего вида. Сущность изобретения состоит в создании электрохромного состава с уменьшенным временем самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния в исходное. Электрохромный состав включает в себя ингредиенты при их следующем соотношении, мас. %: катодная компонента - дитрифенилцианборат производного дипиридиния 0,7 - 5,1; анодная компонента - ферроценовое масло 0,2 - 1,9 или 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин 0,3 - 1,4; электролит фона - соль трифенилцианборат тетраалкиламмония или щелочного металла 0,6 - 7,5 и/или растворитель -γ-бутиролактон или пропилекарбонат остальное до 100%. Предлагаемый электрохромный состав позволяет в 2 - 3 раза уменьшить время самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния в исходное и способствует созданию более быстродействующих электрохромных устройств, функционирующих при разных режимах электрического управления. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к электрохромным составам органических соединений, которые могут быть использованы в устройствах с электрически управляемой величиной светопоглощения или светоотражения.
Широкое применение электрохромные составы могут найти в автомобильной промышленности при создании как внутрисалонных, так и наружных автомобильных зеркал заднего обзора. Такие автоматически затемняющиеся электрохромные зеркала будут заменять автомобильные клиновидные зеркала с постоянным коэффициентом отражения света. Электрохромные составы могут быть использованы также при создании индикаторов и других средств отображения информации как альтернативы жидкокристаллическим и светоизлучающим устройствам.
Принцип создания высокообратимых органических электрохромных составов, как и сами составы на основе солей дипиридиния, были предложены в [1 и 2]. В качестве катодной компоненты использовали диперхлорат или ди(тетрафторборат) 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния, а в качестве анодной компоненты были предложены 3-этил-2-бензитиазолоназин [1] и 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин [2] .
Значительно позднее состав солей 4,4'-дипиридиния был расширен, а в качестве анодной компоненты наиболее оптимальным был подтвержден для использования 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин [3 и 4].
Недостатком аналогов является увеличенное время перехода электроокрашенного состояния в исходное после длительного воздействия электрического напряжения при повышенных концентрациях электроактивных ингредиентов в составе, что является следствием возникновения эффекта гравитационного расслаивания электроокрашенного состояния составов [5].
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный электрохромный состав, включающий в качестве катодной компоненты дитрифенилцианборат производного дипиридиния, в качестве анодной компоненты - ферроценовое масло, полиметилметакрилат-загуститель и γ-бутиролактон-растворитель [6].
Сочетание объемного аниона производного дипиридиния и загустителя позволяет получить пониженные времена перехода из электроокрашенного состояния состава в исходное, однако время самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния известного состава в исходное при снятии напряжения после длительной поляризации остается достаточно длительным.
Цель изобретения - создание электрохромного состава с уменьшенным временем самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния в исходное.
Это достигается использованием в электрохромных составах в качестве катодной компоненты дитрифенилцианборат производного дипиридиния, в качестве анодной компоненты - ферроценового масла или 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназина, а также пропиленкарбоната или γ-бутиролактона как растворителя. При этом состав может дополнительно содержать электролит фона - соль с трифенилцианборат анионом, например трифенилцианборат натрия, тетраметил - или тетрабутиламмония.
Предлагаемый состав содержит вышеуказанные ингредиенты при следующем соотношении, мас.%:
Катодная компонента - дитрифенилцианборат производного дипиридиния - 0,7 - 5,1
Анодная компонента - ферроценовое масло - 0,2 - 1,9
или
5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин - 0,3 - 1,4
Электролит фона - соль с трифенилцианборат анионом - 0,6 - 7,5
и/или
Растворитель - γ-бутиролактон
или
Пропиленкарбонат - Остальное до 100
Существенным отличием предлагаемого решения является использование в качестве растворителя пропиленкарбоната, которое, как оказалось, само по себе уменьшает время самопроизвольной релаксации составов из электроокрашенного состояния в неокрашенное. Добавление указанных солей электролита фона способствует снижению времени релаксации составов как на основе пропиленкарбоната, так и γ-бутиролактона. Указанный эффект проявляется при расширенном ассортименте анодных компонент.
Катодная компонента - дитрифенилцианборат производного дипиридиния - 0,7 - 5,1
Анодная компонента - ферроценовое масло - 0,2 - 1,9
или
5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин - 0,3 - 1,4
Электролит фона - соль с трифенилцианборат анионом - 0,6 - 7,5
и/или
Растворитель - γ-бутиролактон
или
Пропиленкарбонат - Остальное до 100
Существенным отличием предлагаемого решения является использование в качестве растворителя пропиленкарбоната, которое, как оказалось, само по себе уменьшает время самопроизвольной релаксации составов из электроокрашенного состояния в неокрашенное. Добавление указанных солей электролита фона способствует снижению времени релаксации составов как на основе пропиленкарбоната, так и γ-бутиролактона. Указанный эффект проявляется при расширенном ассортименте анодных компонент.
Испытания составов проводили в электрохромных устройствах, состоящих из двух стеклянных пластин размером 28 x 30 мм с нанесенными на внутренние стороны полупроводниковыми покрытиями из In2O3 с легирующими добавками. Сопротивление покрытий составляло 10 - 12 Ом/квадрат. Расстояние между пластинами определялось толщиной тефлоновой прокладки (0,2 мм) с отверстием диаметром 18 мм в середине. Пространство, ограниченное пластинами и тефлоновой прокладкой, заполняли электрохромным составом. Для герметизации устройство стягивали струбцинами. Испытания проводили всегда в двух вертикально расположенных устройствах, составы которых отличались одним или двумя компонентами. На оба последовательно соединенных устройства накладывали постоянное электрическое напряжение с помощью потенциостата ПИ-50-1, поддерживая состав в электроокрашенном состоянии определенное время. Затем электрическую цепь размыкали и измеряли время самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния в исходное.
Сопоставление времени релаксации двух электрохромных составов, различающихся природой ингредиентов или дополнительно введенным компонентом в один из них, позволяет сделать вывод о влиянии компонентов на этот параметр.
Предлагаемое изобретение подтверждают следующие примеры.
Пример 1. Одно из электрохромных устройств заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дигептил-4,4'-дипиридиния в концентрации 3,5 мас. % (0,05 М), ферроценовое масло, ГОСТ 38.103219-88 (смесь моно-ди-три-трет. бутилферроцена) в концентрации 10 мас. % (0,05 М), растворенные в γ-бутиролактоне, загущенном полиметилметакрилатом в концентрации 6 мас.% (прототип). Второе устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дигептил-4,4'-дипиридиния в концентрации 3,5 мас.% (0,05 М), ферроценовое масло в концентрации 1,0 мас.% (0,05 М), растворенные в пропиленкарбонате. Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,6 В на 25 мин. В электроактивированном состоянии оба состава приобретают синюю окраску. После отключения напряжения первый состав обесцвечивается за 120, второй за 40 с.
Пример 2. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 3,0 мас. % (0,05 М), ферроценовое масло в концентрации 1,1 мас.% (0,05 М), растворенные в γ- -бутиролактоне. Второе идентичное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 2,9 мас.% (0,05 М), ферроценовое масло в концентрации 1,0 мас.% (0,05 М), растворенные в пропиленкарбонате. Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,6 В на 1,5 ч. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют синюю окраску. После снятия напряжения первый состав переходит в неокрашенное состояние через 4 мин 38 с, второй - через 2 мин 5 с. Если в первом устройстве наблюдается неравномерное обесцвечивание электроокрашенной площади из-за проявления эффекта "расслаивания", то во втором устройстве такая неравномерность обесцвечивания по площади практически не проявляется.
Пример 3. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дигептил-4,4'-дипиридиния в концентрации 3,5 мас. % (0,05 М), ферроценовое масло в концентрации 1,0 мас.% (0,05 М), растворенные в пропиленкарбонате. Второе идентичное устройство заполняют тем же составом, но дополнительно содержащим трифенилцианборат тетрабутиламмония в концентрации 7,5 мас.% (0,2 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,6 В на 1 ч 10 мин. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют синюю окраску. После снятия напряжения первый состав переходит в неокрашенное состояние через 9 мин 70 с, а второй - через 6 мин 30 с, при этом первый состав в начальное время обесцвечивания имеет четко выраженное "расслаивание" окрашенной формы.
Пример 4. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дигептил-4,4'-дипиридиния в концентрации 5,1 мас. % (0,075 М), ферроценовое масло в концентрации 1,9 мас.% (0,1 М), растворенные в пропиленкарбонате. Второе устройство заполняют тем же составом, но дополнительно содержащим трифенилцианборат тетраметиламмония в концентрации 2,6 мас.% (0,1 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,4 В в течение 1 ч 10 мин. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют интенсивно синюю окраску. После снятия напряжения первый состав переходит в неокрашенное состояние за 18 мин 30 с, а второй - за 8 мин 30 с. Оба состава в электроокрашенном состоянии "расслаиваются", но первый состав - более значительно.
Пример 5. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дибензил-4,4'-дипиридиния в концентрации 0,7 мас. % (0,01 М), ферроценовое масло в концентрации 0,2 мас.% (0,01 М), растворенные в пропиленкарбонате. Второе устройство заполняют тем же составом, но дополнительно содержащим трифенилцианборат тетраметиламмония в концентрации 0,6 мас.% (0,02 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,6 В в течение 1 ч 40 мин. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют слабую синюю окраску. После снятия напряжения первый состав переходит в неокрашенное состояние за 1 мин, а второй - за 25 с.
Пример 6. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 2,4 мас. % (0,04 М), 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин в концентрации 1,4 мас.% (0,08 М), растворенные в γ-бутиролактоне. Второе электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 2,3 мас.% (0,04 М), 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин в концентрации 1,3 мас. % (0,08 М), растворенные в пропиленкарбонате. Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,1 В в течение 30 мин. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют темно-зеленую окраску. После снятия напряжения переход из электроокрашенного состояния в исходное происходит в первом устройстве за 165, во втором - за 90 с.
Пример 7. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-дигептил-4,4'-дипиридиния в концентрации 1,5 мас. % (0,02 М), 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин в концентрации 0,3 мас.% (0,02 М), растворенные в пропиленкарбонате. Второе устройство заполняют тем же составом, в который дополнительно введен трифенилцианборат тетраметиламмония в концентрации 2,7 мас.% (0,1 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,4 В в течение 45 мин. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют светло-зеленую окраску. После снятия напряжения в первом устройстве наблюдается значительное "расслаивание" электронаведенной окрашенной формы, и время релаксации состава составляет 4 мин 30 с, тогда как во втором устройстве время перехода из окрашенного состояния в исходное - 1 мин 05 с.
Пример 8. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 1,5 мас. % (0,025 М), 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин в концентрации 0,4 мас.% (0,025 М), растворенные в пропиленкарбонате. Второе устройство заполняют составом, который дополнительно содержит трифенилцианборат натрия в концентрации 2,3 мас.% (0,1 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,3 В в течение 1,5 ч. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют темно-зеленую окраску. После снятия напряжения второе устройство равномерно по всей площади релаксирует в неокрашенное состояние за 30, первое - за 58 с. Увеличение времени релаксации связано с незначительным "расслаиванием" электронаведенной окрашенной формы.
Пример 9. Первое электрохромное устройство заполняют составом, включающим дитрифенилцианборат 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиния в концентрации 1,6 мас. % (0,025 М), 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин в концентрации 0,5 мас.% (0,025 М), растворенные в γ-бутиролактоне, второе устройство заполняют составом, который дополнительно содержит трифенилцианборат тетраметиламмония в концентрации 4,2 мас.% (0,15 М). Оба устройства соединяют последовательно и накладывают постоянное напряжение 2,1 В в течение 1 ч. Оба состава в электроактивированном состоянии имеют темно-зеленую окраску. После снятия напряжения время самопроизвольной релаксации электроокрашенного состояния первого состава составляет 105, второго - 22 с. Обесцвечивание состава во втором устройстве происходит равномерно по всей площади оптического окна.
Как видно из приведенных выше примеров, замена в электрохромном составе загущенного полиметилметакрилатом γ-бутиролактона, как и самого γ-бутиролактона на пропиленкарбонат (пример 1, 2 и 6), приводит к уменьшению примерно в 2 - 3 раза времени самопроизвольной релаксации состава из электроокрашенного состояния в неокрашенное. Это следует из соотношения соответствующих времен релаксации двух последовательно соединенных электрохромных устройств с составами на основе γ-бутиролактона и пропиленкарбоната. Введение в электрохромные составы на основе пропиленкарбоната и γ-бутиролактона электролита фона с одинаковым, как у производного дипиридиния анионом, приводит к дополнительному снижению времени релаксации электроокрашенного состояния (примеры 3, 4, 5, 7, 8 и 9).
Таким образом, предлагаемый электрохромный состав будет способствовать созданию более быстродействующих электрохромных устройств, функционирующих при разных режимах электрического управления.
Claims (1)
1. Электрохромный состав, включающий катодную компоненту - дитрифенилцианборат производного дипиридиния, анодную компоненту и растворитель, отличающийся тем, что в качестве анодной компоненты он содержит ферроценовое масло или 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназин, а в качестве растворителя - γ- бутиролактон или пропиленкарбонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Катодная компонента - дитрифенилцианборат производного дипиридиния - 0,7 - 5,1
Анодная компонента - ферроценовое масло - 0,2 - 1,9
или
5,10-Дигидро-5,10-диметилфеназин - 0,3 - 1,4
Растворитель - γ- бутиролактон или пропиленкарбонат - Остальное до 100%
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит электролит фона-соль трифенилцианборат тетраалкиламмония или щелочного металла в количестве 0,6 - 7,5 мас.%.
Катодная компонента - дитрифенилцианборат производного дипиридиния - 0,7 - 5,1
Анодная компонента - ферроценовое масло - 0,2 - 1,9
или
5,10-Дигидро-5,10-диметилфеназин - 0,3 - 1,4
Растворитель - γ- бутиролактон или пропиленкарбонат - Остальное до 100%
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит электролит фона-соль трифенилцианборат тетраалкиламмония или щелочного металла в количестве 0,6 - 7,5 мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95109484A RU2110823C1 (ru) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | Электрохромный состав |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95109484A RU2110823C1 (ru) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | Электрохромный состав |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95109484A RU95109484A (ru) | 1996-11-20 |
| RU2110823C1 true RU2110823C1 (ru) | 1998-05-10 |
Family
ID=20168667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95109484A RU2110823C1 (ru) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | Электрохромный состав |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2110823C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10294415B2 (en) | 2014-06-09 | 2019-05-21 | iGlass Technology, Inc. | Electrochromic composition and electrochromic device using same |
| US10344208B2 (en) | 2014-06-09 | 2019-07-09 | iGlass Technology, Inc. | Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device |
-
1995
- 1995-06-06 RU RU95109484A patent/RU2110823C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Шелепин И.В., Ушаков О.А., Карпова Н.И., Барачевский В.А. Электрохимия. - 1977, т. 13, с. 32. 2. Шелепин И.В., Гаврилов В.И., Барачевский В.А., Карпова Н.И. Электрохимия. - 1977, т. 13, с. 404. 3. * |
| 5. Ушаков О.А., Шелепин И.В. Электрохимия. - 1985, т. 21, с. 918. 6. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10294415B2 (en) | 2014-06-09 | 2019-05-21 | iGlass Technology, Inc. | Electrochromic composition and electrochromic device using same |
| US10344208B2 (en) | 2014-06-09 | 2019-07-09 | iGlass Technology, Inc. | Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device |
| US10698285B2 (en) | 2014-06-09 | 2020-06-30 | iGlass Technology, Inc. | Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device |
| US11698565B2 (en) | 2014-06-09 | 2023-07-11 | Vitro Flat Glass Llc | Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95109484A (ru) | 1996-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5151816A (en) | Method for reducing current leakage and enhancing uv stability in electrochemichromic solutions and devices | |
| DE60003773T2 (de) | Elektrochromes medium mit konzentration verbesserter stabilität, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung | |
| US5140455A (en) | High performance electrochemichromic solutions and devices thereof | |
| Monk et al. | Electrochromism: fundamentals and applications | |
| US6351328B1 (en) | Variable transmittance electrochromic devices | |
| US5142407A (en) | Method of reducing leakage current in electrochemichromic solutions and solutions based thereon | |
| Noukakis et al. | Photophysics of thiacarbocyanine dye in organic solvent | |
| RU2224275C1 (ru) | Способ изготовления электрохромного устройства и электрохромное устройство | |
| JPS608069B2 (ja) | エレクトロクロミツクデイスプレイ装置 | |
| US4752119A (en) | Electrochromic display devices | |
| SU1484827A1 (ru) | Hematичeckaя жидkokpиctaлличeckaя cmecь для элektpooпtичeckoгo уctpoйctba | |
| RU2110823C1 (ru) | Электрохромный состав | |
| CA1059229A (en) | Visual image recording device | |
| RU2079864C1 (ru) | Электрохромный состав | |
| KR100581641B1 (ko) | 광학장치및전해액 | |
| RU2130630C1 (ru) | Электрохромный состав | |
| RU2711654C1 (ru) | Электрохромное устройство и способ его изготовления | |
| RU2009530C1 (ru) | Электрохромный состав | |
| CN108474988A (zh) | 电致变色组合物和使用其的电致变色装置 | |
| RU2059974C1 (ru) | Электрохромный состав | |
| RU1334662C (ru) | Дитрифенилцианбораты производных дипиридини в качестве электрохромного вещества и электрохромный состав на их основе | |
| RU722219C (ru) | Электрохромный состав | |
| KR970042938A (ko) | 일렉트로크로믹 조성물 | |
| CA1339921C (en) | Single-compartment self-erasing, solution-phase electro-chomic devices, solutions for use therein, and uses thereof | |
| JPH0598251A (ja) | エレクトロクロミツク表示素子 |