电致变色化合物、电致变色组合物、电致变色元件和电致变色调光元件制造技术

提供由以下通式(1)表示的电致变色化合物，其中X

Electrochromic compounds, electrochromic compositions, electrochromic elements and electrochromic dimmer

An electrochromic compound is provided by the following general formula (1), in which X

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电致变色化合物、电致变色组合物、电致变色元件和电致变色调光元件
本专利技术涉及电致变色化合物、电致变色组合物、电致变色元件和电致变色调光元件。
技术介绍
电致变色是其中当施加电压时可逆地引起氧化还原反应而可逆地改变颜色的现象。电致变色通常在两个相对的电极之间建立，且通过其中电极之间的间隔填充有能够传导离子的电解质(电解液)层的结构引起氧化还原反应。当在两个相对的电极之一的附近引起还原反应时，在另一个电极的附近引起作为所述还原反应的逆反应的氧化反应。在其中使用前述的电致变色元件获得透明的显示装置或者制造具有其中层叠青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)3种颜色的层的结构的装置的情形中，重要的是，电致变色元件通过无色且透明的材料形成。对于可解决前述问题的材料，这样的紫罗碱化合物是合适的：其在中性状态下是透明的，且呈现其中该化合物在还原状态下发色(显色，color)的电致变色现象。氧化钛适宜作为与紫罗碱化合物的组合被使用。在多种类型的氧化钛中，已经报道，在层叠结构中作为担载电致变色化合物的粒子的氧化钛粒子的使用可维持高的光学密度(opticaldensity)和高的对比度系数(对比率)。对于除上述材料之外的解决前述问题的材料，通过使包括含三芳基胺的能自由基聚合的化合物的电致变色组合物聚合而获得的聚合物是有效的，该三芳基胺在在中性状态下是透明的且呈现其中该化合物在还原状态下发色的电致变色现象。已经报道，所述化合物作为电致变色材料的使用可保证高的操作稳定性和高的耐光性(例如参见NPL1)。然而，优选的是，元件通过比前述文献中报道的电压低的电压进行驱动。而且，期望维持较高的驱动稳定性以实现所述电致变色元件的实际使用。引文列表非专利文献NPL1：Org.Electron.2014,15,428-434.
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供这样的电致变色化合物：其对于重复使用具有优异的耐久性且在消色(discharged)状态下是无色的，在消色时不具有在可见波长范围内的吸收带。问题的解决方案作为用于解决前述问题的手段，本专利技术的电致变色化合物由以下通式(1)表示.[化学式1]在通式(1)中，X1和X2各自独立地为碳原子或氮原子，R1、R2和R3各自独立地为卤素原子、取代或未取代的烷基、或取代或未取代的烷氧基，x为选自0-3的整数，y和z各自独立地为选自0-4的整数，且L1和L2的至少一个为直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子的一价官能团。专利技术的有益效果本专利技术可提供这样的电致变色化合物：其对于重复使用具有优异的耐久性且在消色状态下是无色的，在消色时不具有在可见波长范围内的吸收带。附图说明[图1]图1为说明本专利技术的电致变色元件的一个实例的示意图。[图2]图2为说明本专利技术的电致变色元件的另一个实例的示意图。[图3]图3为说明使用本专利技术的电致变色化合物的电致变色调光元件的一个实例的示意图。[图4]图4为示出在实施例10的电致变色元件上进行的重复试验的评价结果的图。[图5]图5为示出实施例10中消色和显色(charge)的透射光谱的变化的图。[图6]图6为示出对比例1的吸收光谱的变化的图。[图7]图7为示出对比例2的吸收光谱的变化的图。具体实施方式(电致变色化合物)本专利技术的电致变色化合物由以下通式(1)表示。[化学式2]在通式(1)中，X1和X2各自独立地为碳原子或氮原子，R1、R2和R3各自独立地为卤素原子、取代或未取代的烷基、或取代或未取代的烷氧基，x为选自0-3的整数，y和z各自独立地为选自0-4的整数，且L1和L2的至少一个为直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子的一价官能团。在以上提到的结构中，考虑到所得的电致变色元件的结构和一般特性，R1到R3以及L1和L2的至少一个包含能够直接或间接地键合到羟基的官能团是优选的。而且，考虑到反应原材料和合成反应的操控，L1和L2的至少一个包含能够直接或间接地键合到羟基的官能团是优选的。此外，特别优选能够直接或间接地键合到羟基的官能团为膦酸基团、磷酸基团、羧酸基团、甲硅烷基或硅醇基团。作为通式(1)中的R1-R3的任一个的卤素原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。在它们中，考虑到稳定性，氟原子是优选的。作为R1-R3的任一个的取代或未取代的烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、仲丁基、正丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、9-十七烷基、3,7-二甲基辛基、2-乙基己基、三氟甲基、2-氰乙基、苄基、4-氯苄基、4-甲基苄基、环戊基、环己基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基和三氟乙基。这些烷基可彼此键合而形成环。而且，烷氧基和烷硫基(alkylthiogroup)的实例包括通过将氧原子或硫原子插入到烷基的键接位点制备的烷氧基或烷硫基。本专利技术的由通式(1)表示的电致变色化合物包含吡啶结构。由于吡啶结构为一价阳离子，反荷阴离子存在于本专利技术的由通式(1)表示的电致变色化合物中。反荷阴离子取决于预期意图适当地选择而没有任何限制，只要该阴离子与吡啶结构的阳离子位点稳定地成对。阴离子的实例包括Br离子、Cl离子、ClO4离子、PF6离子、BF4离子和CF3SO3离子。通式(1)中L1和L2的具体实例包括直接键合到环中的氮原子的官能团或经由二价烃残基间接地键合到环中的氮原子的单官能团，其中所述烃残基可包含取代基。二价烃残基的实例包括可具有取代基的亚烷基(alkylenylgroup)、可具有取代基的亚烯基(alkenylenylgroup)和可具有取代基的亚芳基(arylenylgroup)。二价烃残基的取代基的实例包括烷基、烯基、炔基和芳基。多个L的至少一个为能够直接或间接地键合到羟基的官能团。例如，能够直接或间接地键合到羟基的官能团可为这样的官能团：其本身具有羟基、能够直接地键合到环中的氮原子或经由二价烃残基间接地键合到环中的氮原子、且可容易地变成羟基(例如通过湿气可容易水解成羟基的强路易斯酸基团)。具体地，能够直接或间接地键合到羟基的官能团的结构没有特别限制，只要所述官能团为通过氢键、吸附或化学反应可直接或间接地键合到羟基的官能团。能够直接或间接地键合到羟基的官能团的实例包括膦酸基团、磷酸基团、羧基、三氯甲硅烷基、三烷氧基甲硅烷基、单氯甲硅烷基和单烷氧基甲硅烷基。三烷氧基甲硅烷基优选为三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基。在前述官能团中，对以下提到的导电或半导电的纳米结构体具有高的结合力(键力)的三烷氧基甲硅烷基和膦酸基团是特别优选的。这些能够直接或间接地键合到羟基的官能团可布置在本专利技术的电致变色化合物的分子中的任意位点处。考虑到合成的自由性(freedom)，能够直接或间接地键合到羟基的官能团优选地布置在通式(1)中的L位点处。本专利技术的由通式(1)表示的电致变色化合物的具体实例在以下列出，但是本专利技术的电致变色化合物不限于以下实例。[表1]<电致变色化合物(1-8)>[化学式3]<电致变色化合物(1-9)>[化学式4]<电致变色化合物的制造方法>对本专利技术的由通式(1)表示的电致变色化合物的制造方法进行详细描述。电致变色化合物可例如通过使用铂催化剂或镍催化剂使由以下通式(1a)表示的含氮的杂芳环本文档来自技高网...

【技术保护点】
由以下通式(1)表示的电致变色化合物：[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 JP 2015-050266;2015.10.22 JP 2015-208311.由以下通式(1)表示的电致变色化合物：[化学式1]通式(1)其中X1和X2各自独立地为碳原子或氮原子，R1、R2和R3各自独立地为卤素原子、取代或未取代的烷基、或取代或未取代的烷氧基，x为选自0-3的整数，y和z各自独立地为选自0-4的整数，且L1和L2的至少一个为直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子的一价官能团。2.根据权利要求1的电致变色化合物，其中选自R1-R3以及L1和L2的至少一个包含能够直接或间接地键合到羟基的官能团。3.根据权利要求2的电致变色化合物，其中L1和L2的至少一个包含能够直接或间接地键合到羟基的官能团。4.根据权利要求2或3的电致变色化合物，其中能够直接或间接地键合到羟基的官能团为膦酸基团、磷酸基团、羧酸基团、甲硅烷基基团或硅醇基团。5.电致变色组合物，其包括：导电或半导电的纳米结构体；和根据权利要求1-4任一项的电致变色化合物，其中电致变色化合物能键合到导电或半导电的纳米结构体或吸附在导电或半导电的纳米结构体上。6.电致变色元件，其包括：第一支持体；形成在第一支持体上的第一电极；第一电活性层；面向第一支持体设置的第二支持体；形成在第二支持体上的在第一支持体侧的第二电极；第二电活性层；和填充在第一电极和第二电极之间的电解质，其中第一电活性层包含电致变色化合物，该电致变色化合物通过还原反应显色且由以下通式(1)表示，且第二电活性层包含蓄电材料，[化学式2]通式(1)其中X1和X2各自独立地为碳原子或氮原子，R1、R2和R3各自独立地为卤素原子、取代或未取代的烷基或取代或未取代的烷氧基，x为选自0-3的整数，y和z各自独立地为选自0-4的整数，且L1和L2的至少一个为直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子的一价官能团。7.根据权利要求6的电致变色元件，其中第一电活性层包含由通式(1)表示的其中L1和L2两者包含直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子的一价官能团的电致变色化合物和由通式(1)表示的其中L1或L2包含直接或经由二价取代基键合到吡啶环的氮原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：匂坂俊也，山本谕，冈田崇，篠田雅人，平野成伸，金子史育，井上满美子，后藤大辅，八代彻，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP