[发明专利]电致变色器件

说明书

技术领域

本发明涉及新型电致变色器件。

背景技术

已积极地开发电致变色（以下也简写为“EC”）器件，其包括通过电化学氧化还原反应使材料的光学吸收性能例如着色状态和透光率变化的电致变色材料。

PTL1公开了EC器件，其中在透明电极上形成导电性聚合物并且在电极和对电极之间将电解液封入。PTL2公开了溶液相EC器件，其中将含有低分子量分子例如紫罗碱溶解在其中的电解液封入一对电极之间。

对于PTL1中记载的导电性聚合物，通过单体的电解聚合能够在电极上直接形成EC层。形成EC层的导电性聚合物的已知实例包括聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯。

将这样的导电性聚合物电化学氧化或还原的情况下，使主链的π-共轭链长改变，由此改变最高占有分子轨道(HOMO)的电子状态。因此，使由该导电性聚合物吸收的波长改变。

这些导电性聚合物在电中性状态下吸收可见区域中的光，因此是着色的。这些导电性聚合物的氧化使得被该导电性聚合物吸收的波长向较长波长迁移。

波长向红外区域迁移的情况下，该聚合物不显示可见区域中的吸收，以致使EC器件消色。

同时，对于PTL2中记载的含有紫罗碱系化合物的EC材料，在消色状态下使双阳离子溶解在溶液中。通过还原反应使紫罗碱转化为自由基阳离子，在电极上沉淀并且着色。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利公开No.56-67881

PTL2：日本专利公开No.51-146253

非专利文献

NPL1:Advanced Functional Materials,16,426(2006)

发明内容

技术问题

PTL1中，其分子中不稳定的自由基阳离子的离域提高稳定性。但是，稳定性不足。使氧化还原反应反复的情况下，使材料劣化，由此不利地使EC器件的性能降低。

而且，导电性聚合物在电中性状态下吸收可见光。即，在电中性状态下使该聚合物着色。因此，如果存在电化学反应不充分地发生的部分，则使该部分保持为着色的状态，因此使得难以实现高透明性。

在PTL2中记载的紫罗碱系有机EC化合物中，沉淀和溶解的反复导致劣化现象。

该劣化现象能够归因于不可逆的结晶和起因于聚合的不溶化。该劣化导致“残留部分”，其中即使在该部分应消色的状态下该部分也不透明。

而且，紫罗碱系有机EC化合物在还原时形成不稳定的自由基阳离子。不幸地是，该分子不具有使自由基阳离子稳定的机制，以致自由基阳离子的稳定性低。因此，该器件具有低耐久性。

因此，本发明的目的在于提供EC器件，其具有高耐久性、高响应速度和器件消色时的高透明性。

问题的解决方案

本发明提供电致变色器件，包括一对电极和在该对电极之间配置的组合物，该组合物含有电解质和有机电致变色化合物，

其中该有机电致变色化合物包括显示电致变色性能的电致变色部分和与该电致变色部分直接键合的芳环，

该电致变色部分形成一个共轭平面，

该芳环的且与和该电致变色部分键合的原子相邻的原子具有取代基，该取代基具有与甲基的体积相等或比其大的体积，并且

该对电极具有150μm以下的电极间距离。

本发明的有利效果

根据本发明，能够提供EC器件，其具有高耐久性、高响应速度和器件消色时的高透明性。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的EC器件的横截面示意图。

图2是表示实施例2中对于氧化还原循环的耐久稳定性的坐标图。

图3是表示实施例3中对于氧化还原循环的耐久稳定性的坐标图。

图4是表示实施例10中EC器件的响应时间的坐标图。

具体实施方案

根据本发明的EC器件包括一对电极和配置在该一对电极之间的组合物，该组合物含有电解质和有机电致变色化合物，

其中该有机电致变色化合物包括显示电致变色性能的电致变色部分和与该电致变色部分直接键合的芳环，

该电致变色部分形成一个共轭平面，

该芳环的、并且和与该电致变色部分键合的原子相邻的原子具有取代基，该取代基具有等于或大于甲基体积的体积，并且

该一对电极具有150μm以下的电极间距离。