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WO2008083861A1 - Transparente organisch basierte elektrochrome formulierung, herstellung eines transparenten elektrochromen bauteils und verwendungen dazu - Google Patents

Transparente organisch basierte elektrochrome formulierung, herstellung eines transparenten elektrochromen bauteils und verwendungen dazu Download PDF

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WO2008083861A1
WO2008083861A1 PCT/EP2007/059586 EP2007059586W WO2008083861A1 WO 2008083861 A1 WO2008083861 A1 WO 2008083861A1 EP 2007059586 W EP2007059586 W EP 2007059586W WO 2008083861 A1 WO2008083861 A1 WO 2008083861A1
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WO
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formulation according
formulation
transparent
electrochromic
organic
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Ceased
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PCT/EP2007/059586
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Kanitz
Wolfgang Roth
Roland Wagner
Julia Wirsing
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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

Definitions

  • Transparent organic based electrochromic formulation preparation of a transparent electrochromic device and uses therefor
  • the invention relates to an electrochromic formulation which is transparent in the visible spectral range.
  • Electrochromic devices that are transparent in the visible spectral range are suitable for specific applications such as windows and mirrors.
  • E lektrochrome transparent components previously known only inorganic based, ⁇ are too expensive very alswen dig in the manufacture and therefore nen for large Applikatio-.
  • Electrochromic displays based on organic materials to take ⁇ normally an active electrochromic layer, which is in the case of a display between the electrodes arranged perpendicular to each other.
  • Essential components of the active layer are a redox system and a pH-active dye.
  • the concent ⁇ rations collapse the redox partner is shifted from each other in the material.
  • protons and / or ions are released or bound in the material, which has an effect on the pH.
  • a voltage is applied to the material at ⁇ , then the displacement of the equilibrium of the redox partners of the two electrodes run in the opposite direction. This causes the pH at one electrode to rise while it sinks at the counterelectrode.
  • Via a pH dye the change in the pH value is then converted into a color change of the material and the application of the voltage is made visible.
  • a pasty formulation which represents the electrochromic system, is located between the electrodes.
  • the composition of this electrochromic system comprises as essential constituents a polymer as a solid electrolyte, a conductive salt, a redox system, TiO 2 as a white pigment, a solvent and ei ⁇ nen dye. This is usually a pH indicator.
  • TiO 2 as a white pigment are known, however, these find practically no application because of their low hiding power.
  • Another principle to realize electrochromic displays is to bring about the color change not by changing the pH in the display, but to use the already occurring redox processes to produce high-contrast color changes by the formation of reductive and / or oxidative states in suitable materials .
  • viologens and polythiophenes have become known as classes of materials. Examples in the literature for this are described in M.O.M. Edwards, Appl. Phys. Lett. 2005, 86 (7) and Helmut W. Heuer, Rolf Wehrmann, Stephan Kirchmeyer Adv. Funct. Mater. 2002, 89.
  • a white pigment Since a garstingli ⁇ cher color impression usually arises at the cathode or anode, a white pigment must be used to suppress the color impression of the, the viewer off, electrode. TiO 2 is widely used as a white pigment with high covering power . Cause a reduction of the content of white pigment, the layer thickness and / or the content of the electrochromically Akti ⁇ ven component to only unsatisfactory results to produce a transparent, that is translucent impression with backlighting.
  • Object of the present invention is therefore to provide an orgasmic ⁇ based electrochromic active formulation, with which a transparent electrochromic organic component can be produced.
  • the invention relates to an electrochromic formulation comprising the following materials: at least one chromophore and at least one associated redox partner in a matrix, inorganic and / or organic particles which are dispersed in the formulation and thus produce light scattering in the matrix. Moreover, the invention relates to a method for producing a transparent electrochromic organic component and finally the invention relates to the use of transparent electrochromic components in state displays, windows and / or mirrors.
  • Suitable inorganic particles that cause the light ⁇ scattering in the matrix are suitable, for example calcium carbonate, barium sulfate, talc, generally carbonates, bicarbonates, sulfates, hydrogen sulfates and phosphates, hydrogen phosphates of alkali and alkaline earth elements. Particularly suitable is calcium carbonate. Furthermore, oxides, hydroxides and / or mixtures thereof of the metals of the third and fourth main group can be used. As organic solvents or dispersing z. As polyethylene glycols particularly suitable. A particularly suitable system consists of silicon dioxide, preferably with particle sizes of 4 to 20 ⁇ m, dispersed in diethylene glycol.
  • the light scattering that occurs in the formulation can also be detected by the Tyndall effect.
  • the formulation is colloidal systems whose particle sizes are in the wavelength range of visible light. Depending on the particle size, the formulation may show high transparency in the visible spectral range or be opaque and opaque.
  • the formulation is arranged between two switchable electrode layers.
  • FIG. 1 shows the measurement setup for the so-called CVC measurement (current-voltage-contrast), in which a cyclic voltammetry of the overall electrochromic system is carried out and at the same time the discoloration and the transient current are recorded.
  • CVC measurement current-voltage-contrast
  • the transparent electrochromic cell 1 is irradiated with a light source 2, while the measured re ⁇ inflected light 3 with a photodetector. 4
  • the transparent EC display 1 is switched (circuit not shown for the sake of simplicity) that the Pho ⁇ todetektor 4 facing away from 5 darkened.
  • the light source 2 irradiates the transparent ⁇ EC cell 1 with festgeleg ⁇ ter intensity (white LED 30OmCd). If the EC cell 1 is not transparent, the color of the side 6 facing the photodetector does not change and the same intensity is reflected as in the non-connected state and the current of the photodetector 4 remains high.
  • the photodetector current necessarily sinks because the intensity of the reflected light decreases Absorption of part of the incident light in the discolored material).
  • the contrast is obtained by a darkening of the irradiated (and measured) surface in which the distance from the highest (initial state) at the lowest (Wired Mechanical state) Pho ⁇ todetektorstrom is determined.
  • the measurement is carried out for both sides (5,6), so it is once the photo ⁇ detector 4 facing side 6 and once the opposite side 5 examined.
  • the ratio of the measured contrasts for both cases provides as a first approximation a measurable statement for the transparency of the EC device.
  • examples of different transparent EC displays are presented.
  • Facing side 5 no discoloration (I max - I min ⁇ 0.1)
  • the formulation comprises a matrix in which a material for electrorochromic layers is based on a color change activated by redox reaction.
  • a material for electrorochromic layers is based on a color change activated by redox reaction.
  • the formulation can be described 10 2005 031634 and DE 10 2005 032081, also comprise a material such example ⁇ example in the documents DE.
  • Another embodiment of the invention is a matrix based on organic particles and consists in principle of a polymer in an only moderately good solvent. The transparent impression results from only incompletely dissolved polymer particles.
  • Particularly suitable is a mixture of polyvinylpyrrolidone, preferably with MW 1,300,000, or polyvinylcarbazole, preferably with MW 1,100,000 or polyethylene glycol, preferably with MW> 600,000 in diethylene glycol.
  • an electrochromic active component for example a polymeric 4,4'-bipyridinium salt (10 2005 032 316.2 DE, poly (dodecyl-4, 4 '- bipyridinium) -dibromid), mixed.
  • the materials are used anhydrous.
  • the use of anhydrous and / or free of water of crystallization materials because protic electrochemical reactions which disturb the redox chemistry of the EC cell and in particular attack the electrode materials are avoided.
  • the content of the coloring component the color depth can be adjusted by the content of the dispersed / colloidal particles, the transparency.
  • the color depth or the transparency can be adjusted by the layer thickness.
  • the electrochromic formulation with a layer thickness of less than 500 microns, more preferably less than 50 microns, transparent as a thin layer, in particular ⁇ sondere.
  • 6g SiO 2 at 4-20 ⁇ m are mixed with 0.6 g of a polymeric bipyridium salt (poly (dodecyl-4,4'-bipyridinium) -dibromide) and 0.23 g of a dimeric ferrocene derivative (1,2-diferrocenyl-1,2) dimethyl-ethylene) are intensively mixed together by means of a speed mixer.
  • a speed mixer To 10 g Diethylengklykol be given and mixed thoroughly this also means a speed mixer, a ⁇ .
  • a 50 ⁇ m thick layer is produced by means of the doctor blade technique on an ITO-coated film. This layer is transparent in transmitted light. If this layer is located between two ITO electrodes, a blue color is produced at the cathode when a voltage is applied, and a translucent color impression when illuminated.
  • Gradations in the light transmittance of a film produced from the Formu ⁇ -regulation can be achieved by the layer thickness of the film and / or by the size of the dispersed particles.
  • the invention relates to an electrochromic formulation which is transparent in the visible spectral range.
  • the transparency of the formulation is due to light scattering caused by particles in the formulation.
  • the transparency can be adjusted via the particle size and the layer thickness.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrochrome Formulierung, die im sichtbaren Spektralbereich transparent ist. Die Transparenz der Formulierung entsteht durch Lichtstreuung, die durch Partikel in der Formulierung hervorgerufen wird. Die Transparenz lässt sich über die Partikelgröße und die Schichtdicke einstellen.

Description

Beschreibung
Transparente organisch basierte elektrochrome Formulierung, Herstellung eines transparenten elektrochromen Bauteils und Verwendungen dazu
Die Erfindung betrifft eine elektrochrome Formulierung, die im sichtbaren Spektralbereich transparent ist.
Elektrochrome Bauteile, die im sichtbaren Spektralbereich transparent sind, eignen sich für spezielle Anwendungen, wie Fenster und Spiegel. Bisher sind nur anorganisch basierte e- lektrochrome transparente Bauteile bekannt, die sehr aufwen¬ dig in der Herstellung und daher für großflächige Applikatio- nen zu teuer sind.
Elektrochrome Displays auf Basis organischer Materialien um¬ fassen im Normalfall eine aktive elektrochrome Schicht, die sich im Falle eines Displays zwischen senkrecht zueinander angeordneten Elektroden befindet. Wesentliche Bestandteile der aktiven Schicht sind ein Redox-System und ein pH-aktiver Farbstoff. Durch das Anlegen einer Spannung wird das Konzent¬ rationsverhältnis der Redox-Partner zueinander im Material verschoben. Bei dieser Reaktion werden im Material Protonen und/oder Ionen freigesetzt bzw. gebunden, welches sich auf den pH-Wert auswirkt. Wenn eine Spannung an das Material an¬ gelegt wird, dann läuft die Verschiebung des Gleichgewichts der Redox-Partner an den beiden Elektroden in entgegen gesetzter Richtung. Dies führt dazu, dass an der einen Elektro- de der pH-Wert steigt, während er an der Gegenelektrode sinkt. Über einen pH-Farbstoff wird die Änderung des pH- Wertes dann in eine Farbänderung des Materials umgesetzt und das Anlegen der Spannung sichtbar gemacht .
Aus WO 02/075441A2 und WO 02/075442 Al ist bekannt, dass sich zwischen den Elektroden eine pastöse Formulierung, die das elektrochrome System darstellt, befindet. Die Zusammensetzung dieses elektrochromen Systems umfasst als essentielle Be- standteile ein Polymer als Festelektrolyt, ein Leitsalz, ein Redox-System, TiO2 als Weißpigment, ein Lösungsmittel und ei¬ nen Farbstoff. Dieser ist in der Regel ein pH-Indikator. Zwar sind Alternativen zu TiO2 als Weißpigment bekannt, jedoch finden diese wegen ihrer geringen Deckkraft praktisch keine Anwendung .
Ein weiteres Prinzip elektrochrome Displays zu verwirklichen besteht darin, die Farbänderung nicht durch die Änderung des pH-Wertes im Display herbeizuführen, sondern die ohnehin statt findenden Redoxprozesse zu nutzen, um kontrastreiche Farbwechsel durch die Bildung reduktiver und/oder oxidativer Zustände in geeigneten Materialien zu erzeugen. Dabei sind vor allem die so genannten Viologene und Polythiophene als Materialklassen bekannt geworden. Beispiele in der Literatur hierfür sind in M. O. M. Edwards, Appl . Phys . Lett . 2005, 86(7) und Helmut W. Heuer, Rolf Wehrmann, Stephan Kirchmeyer Adv. Funct. Mater. 2002, 89.
Da in der Regel an der Kathode bzw. Anode ein unterschiedli¬ cher Farbeindruck entsteht, muss ein Weißpigment verwendet werden, um den Farbeindruck der, dem Betrachter abgewandten, Elektrode zu unterdrücken. Als Weißpigment mit hoher Deck¬ kraft findet TiO2 breite Verwendung. Zur Erzeugung eines transparenten, also durchscheinenden Eindrucks bei Hinter- leuchtung führen eine Reduzierung des Gehalts an Weißpigment, der Schichtdicke und/oder des Gehalts der elektrochrom akti¬ ven Komponente zu nur unbefriedigenden Ergebnissen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine orga¬ nisch basierte elektrochrom aktive Formulierung zu schaffen, mit der ein transparentes elektrochromes organisches Bauteil herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Ansprüche, der Beschreibung und der Beispiele gelöst. Gegenstand der Erfindung ist eine elektrochrome Formulierung, folgende Materialien umfassend: zumindest ein Chromophor und zumindest einen dazugehörigen Redox-Partner in einer Matrix, anorganische und/oder organische Partikel die in der Formu- lierung dispergiert vorliegen und so in der Matrix Lichtstreuung erzeugen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten elektrochromen organischen Bauteils und schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung transparenter elektrochromer Bauteile in Zustands- anzeigen, Fenstern und/oder Spiegel.
Geeignete anorganische Partikel, die in der Matrix die Licht¬ streuung hervorrufen, sind beispielsweise Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Talkum, generell Carbonate, Hydrogencarbonate, Sulfate, Hydrogensulfate und Phosphate, Hydrogenphosphate der Alkali- und Erdalkalielemente geeignet. Besonders geeignet ist Calciumcarbonat. Weiterhin können Oxide, Hydroxide und/oder Gemische daraus der Metalle der dritten und vierten Hauptgruppe verwendet werden. Als organische Lösungsmittel oder Dispergierphase sind z. B. Polyethylenglykole besonders geeignet. Ein besonders geeignetes System besteht aus Silici- umdioxid, bevorzugt mit Teilchengrößen 4- 20 μm, dispergiert in Diethylenglykol .
Die Lichtstreuung, die in der Formulierung auftritt kann auch durch den Tyndall-Effekt nachgewiesen werden. Dies bedeutet, dass es sich bei der Formulierung um kolloide Systeme handelt, deren Partikelgrößen im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts liegen. So kann die Formulierung je nach Parti- kelgröße hohe Transparenz im Sichtbaren Spektralbereich zeigen oder auch undurchlässig und opak sein.
Zur Herstellung eines transparenten organischen elektronischen Bauteils wird die Formulierung zwischen zwei schaltba- ren Elektrodenschichten angeordnet.
Bei der Verwendung eines solchen Bauteils in Zustandsanzeigen können diese auch hinterleuchtet sein. Im Folgenden wird eine Möglichkeit beschrieben, die Transpa¬ renz einer elektrochromen Zelle durch eine geeignete Messung zu quantifizieren.
Figur 1 zeigt den Messaufbau für die so genannte CVC Messung (Current - Voltage - Contrast), bei der eine Cyclovoltam- metrie des elektrochromen Gesamtsystems durchgeführt und gleichzeitig die Verfärbung und der transiente Strom erfasst wird.
Bei der CVC-Messung wird die transparente elektrochrome Zelle 1 mit einer Lichtquelle 2 bestrahlt und gleichzeitig das re¬ flektierte Licht 3 mit einem Photodetektor 4 gemessen. Dabei wird die transparente EC-Anzeige 1 so geschaltet (Schaltung der Einfachheit halber nicht gezeigt), dass sich die dem Pho¬ todetektor 4 abgewandte Seite 5 dunkel verfärbt. Die Licht¬ quelle 2 bestrahlt die transparente EC-Zelle 1 mit festgeleg¬ ter Intensität (weiße LED 30OmCd) . Ist die EC-Zelle 1 nicht transparent, so ändert sich die Farbe der dem Photodetektor zugewandten Seite 6 nicht und es wird die gleiche Intensität Licht reflektiert wie im nicht beschalteten Zustand und der Strom des Photodetektors 4 bleibt unverändert hoch.
Wenn sich allerdings - wie mit Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Formulierung möglich - die Verfärbung der abgewandten Seite 5 durch die EC-Zelle hindurch sehen lässt, die EC-Zelle also transparent ist, dann sinkt notwendigerweise der Photodetektorstrom, weil die Intensität des reflektierten Lichts sinkt (durch Absorption eines Teils des eingestrahlten Lichts im verfärbten Material) .
Der Kontrast ergibt sich durch eine Abdunklung der bestrahlten (und gemessenen) Fläche, in dem der Abstand vom höchsten (Ausgangszustand) zum niedrigsten (beschalteter Zustand) Pho¬ todetektorstrom bestimmt wird. Die Messung wird für beide Seiten (5,6) durchgeführt, es wird also einmal die dem Photo¬ detektor 4 zugewandte Seite 6 und einmal die abgewandte Seite 5 untersucht. Das Verhältnis der gemessenen Kontraste für beide Fälle liefert in erster Näherung eine messbare Aussage für die Transparenz des EC-Devices. In den Figuren werden Beispiele für unterschiedlich transparente EC-Anzeigen vorge- stellt.
Figur 2: nicht transparent
Zugewandte Seite 6: Verfärbung (I max - I min = 0,7) Abgewandte Seite 5: keine Verfärbung (I max - I min < 0,1)
Figur 3: leicht transparent
Zugewandte Seite 6: Verfärbung (I max - I min = 0,5)
Abgewandte Seite 5: leichte Verfärbung (I max - I min = 0,25)
Figur 4: transparent
Zugewandte Seite 6: Verfärbung (I max - I min = 0,7) Abgewandte Seite 5: Verfärbung (I max - I min = 0,7)
Die gleichen transparenten elektrochromen Zellen wurden noch einer UV/VIS Messung unterworfen. Die Ergebnisse sind in den Figuren 5 bis 7 zu sehen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Formulierung eine Matrix, in der sich ein Material für elekt- rochrome Schichten auf der Basis eines durch Redox-Reaktion aktivierten Farbumschlags befindet. Dabei können beispiels¬ weise die Funktionalitäten des Redox-Systems, des elektroak- tiven Chromophors und des polymeren Festelektrolyten in einer Komponente zusammengelegt sein (vgl. DE 10 2005 031636) .
Durch die Zusammenlegung der Funktionalitäten werden einzelne Komponenten der elektrochromen Formulierung eingespart und die Lebensdauer der elektrochromen Formulierung erhöht.
Die Formulierung kann aber ebenso ein Material wie beispiels¬ weise in den Druckschriften DE 10 2005 031634 und DE 10 2005 032081 beschrieben, umfassen. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine Matrix auf Basis organischer Partikel und besteht prinzipiell aus einem Polymer in einem nur mäßig guten Lösungsmittel. Der transparente Eindruck entsteht durch nur unvollständig gelös- te Polymerpartikel. Besonders geeignet ist eine Mischung aus Polyvinylpyrrolidon, bevorzugt mit MW 1.300000, oder Polyvi- nylcarbazol, bevorzugt mit MW 1.100000 oder Polyethylengly- kol, bevorzugt mit MW > 600000 in Diethylenglykol .
Überraschenderweise werden auch durch Kombination niedermole¬ kularer organischer Verbindungen mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel erfindungsgemäße Matrices mit geeigneter Opazität erhalten. Solche Matrices werden vorteilhaft durch Lösen der niedermolekuaren Komponente im Lösungsmittel in der Siedehitze, z. B. auch durch Bildung eines Polymers, herge¬ stellt. Beim langsamen Abkühlen fällt die niedermolekulare Verbindung bzw. das gebildete Polymer als feinverteilte Phase aus und bleibt bei geeigneten Konzentrationsverhältnissen in der flüssigen Phase dispergiert erhalten. Besonders geeignet ist die Kombination von Pyromellitsäure-Anhydrid und Diethy¬ lenglykol (Polymerbildung) .
In die Matrix mit den Partikel wird eine elektrochrom aktive Komponente, beispielsweise ein polymeres 4,4'- Bipyridiniumsalz (10 2005 032 316.2 DE, PoIy- (dodecyl-4, 4' - bipyridinium) -dibromid) , eingemischt .
Besonders wichtig, um langzeitstabile transparente elektro- chrome Zellen zu erhalten, werden nach einer bevorzugten Aus- führungsform, die Materialien wasserfrei eingesetzt.
Insbesondere bevorzugt ist der Einsatz wasserfreier und/oder kristallwasserfreier Materialien, weil dabei protische elektrochemische Reaktionen, die die Redoxchemie der EC-Zelle stö- ren und dabei besonders die Elektrodenmaterialien angreifen, vermieden werden. Durch den Gehalt der farbgebenden Komponente kann die Farbtiefe eingestellt werden, durch den Gehalt der dispergierten / kolloidalen Partikel, die Transparenz. Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann die Farbtiefe bzw. die Transparenz durch die Schichtdicke eingestellt werden. Dabei ist die elektrochrome Formulierung als dünne Schicht, insbe¬ sondere mit einer Schichtdicke kleiner 500μm, insbesondere bevorzugt kleiner 50μm, transparent .
Ausführungsbeispiele
1 Herstellung einer opaken Matrix mit SiO2
6g SiO2 mit 4-20 μm werden mit 0.6g eines polymeren Bipyridi- niumsalzes (PoIy- (dodecyl-4, 4' -bipyridinium) -dibromid) und 0.23 g eines dimeren Ferrocenderivats (1, 2-Diferrocenyl-1, 2- dimethyl-ethylen) mittels eines Speed-Mixers intensiv miteinander vermischt. Dazu werden 10 g Diethylengklykol gegeben und diese ebenfalls mittels eines Speed-Mixers intensiv ein¬ gemischt. Es wird mittels der Rakel-Technik auf einer ITO- beschichteten Folie eine Schicht der Dicke 50 μm hergestellt. Diese Schicht ist im Durchlicht transparent. Befindet sich diese Schicht zwischen zwei ITO-Elektroden, so entsteht beim Anlegen einer Spannung an der Kathode ein blauer, bei Hinter- leuchtung durchscheinender Farbeindruck.
2 Herstellung einer opaken Matrix mit Polyvinylpyrrolidon
Ig Polyvinylpyrrolidon werden mit 0.1g eines polymeren Bipy- ridiniumsalzes (PoIy- (dodecyl-4, 4' -bipyridinium) -dibromid) und 0.07g eines dimeren Ferrocenderivats (1, 2-Diferrocenyl- 1, 2-dimethyl-ethylen) mittels eines Speed-Mixers intensiv miteinander vermischt. Dazu werden 7g Diethylengklykol gege- ben und diese ebenfalls mittels eines Speed-Mixers intensiv eingemischt. Es wird mittels der Rakel-Technik auf einer ITO- beschichteten Folie eine Schicht der Dicke 50 μm hergestellt. Diese Schicht ist im Durchlicht transparent. Befindet sich diese Schicht zwischen zwei ITO-Elektroden, so entsteht beim Anlegen einer Spannung an der Kathode ein blauer, bei Hinter- leuchtung durchscheinender Farbeindruck.
3 Herstellung einer opaken Matrix mit Pyrromellitsäure- Anhydrid
2g Pyrromellitsäure-Anhydrid werden in 4g Diethylenglykol in der Wärme gelöst . Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird eine opake Lösung erhalten. In diese werden 0.3 g eines poly- meren Bipyridiniumsalzes (PoIy- (dodecyl-4 , 4' -bipyridinium) - dibromid) und 0.115g eines dimeren Ferrocenderivats (1,2- Diferrocenyl-1, 2-dimethyl-ethylen) mittels eines Speed-Mixers intensiv eingemischt. Diese Formulierung wird mittels der Ra- kel-Technik auf einer ITO-beschichteten Folie als Schicht der Dicke 50 μm aufgebracht . Diese Schicht ist im Durchlicht transparent. Befindet sich diese Schicht zwischen zwei ITO- Elektroden, so entsteht beim Anlegen einer Spannung an der Kathode ein blauer, bei Hinterleuchtung durchscheinender Farbeindruck.
Abstufungen in der Lichtdurchlässigkeit eines aus der Formu¬ lierung hergestellten Filmes können durch die Schichtdicke des Films und/oder durch die Größe der dispergierten Partikel erreicht werden.
Die Erfindung betrifft eine elektrochrome Formulierung, die im sichtbaren Spektralbereich transparent ist. Die Transparenz der Formulierung entsteht durch Lichtstreuung, die durch Partikel in der Formulierung hervorgerufen wird. Die Transparenz lässt sich über die Partikelgröße und die Schichtdicke einstellen .

Claims

Patentansprüche
1. Elektrochrome Formulierung, folgende Materialien umfas¬ send: zumindest ein Chromophor und zumindest einen dazugehö- rigen Redox-Partner in einer Matrix, sowie anorganische und/oder organische Partikel, die in der Formulierung disper- giert vorliegen und so in der Matrix Lichtstreuung erzeugen.
2. Formulierung nach Anspruch 1, wobei die anorganischen Partikel ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe folgender anorganischer Verbindungen umfassen: Talkum, Carbonate, Sulfate und Phosphate der Alkali- und Erdalkalielemente, jeweils auch die Hydrogenderivate davon, Oxide und/oder Hydroxide der Metalle der dritten und vierten Hauptgruppe.
3. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die organischen Partikel ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe folgender organischer Verbindungen umfassen: Polyvinylpyrro- lidon, Polyvinylcarbazol und/oder Polyethylenglykol .
4. Formulierung nach Anspruch 3, wobei die organischen Partikel in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst vorliegen .
5. Formulierung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Lösungsmittel Diethylenglykol umfasst.
6. Formulierung nach Anspruch 3, wobei das Polyvinylpyrroli- don in einer Molmasse von ca. 1.300 000, das Polyvinylcarba- zol in einer Molmasse von ca. 1.300 000 und/oder das Poly¬ ethylenglykol in einer Molmasse größer 600 000 vorliegt.
7. Formulierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Chromophor und der Redoxpartner zumindest eine Verbindung mit einer polymeren 4, 4 '-Bipyridinium-Struktur umfassen.
8. Formulierung nach Anspruch 7, wobei das Chromophor und der Redoxpartner zumindest ein PoIy- (dodecyl-4 , 4' - bipyridinium) -dibromid umfassen.
9. Formulierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Materialien wasserfrei eingesetzt werden.
10. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Materialien auch kristallwasserfrei eingesetzt werden.
11. Verfahren zur Herstellung eines transparenten elektroch- romen organischen Bauteils durch mittige Anordnung einer Formulierung nach einem der vorstehenden Ansprüche zwischen zwei transparenten Elektrodenschichten .
12. Verwendung transparenter elektrochromer Bauteile in hinterleuchteten Zustandsanzeigen, Fenstern und/oder Spiegel.
PCT/EP2007/059586 2007-01-11 2007-09-12 Transparente organisch basierte elektrochrome formulierung, herstellung eines transparenten elektrochromen bauteils und verwendungen dazu Ceased WO2008083861A1 (de)

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