Электрохромовая композиция

 

Союз Соватскнк

Сецналиетичеакнк

Рвснублнн

ОПИСАпИ

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0304,70(21) 1423684/23-04 с присоединением з Йвки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.10.78. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 230878 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 541.138 (088. 8) Б.Г.Дистанов, A.È.Ìèòè÷êèí, И.П.Крайнов, A.A.Oêñþê, В.Г.Тищенко, Ю.К.Худенский и Е.Г.Проценко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОХРОМНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к электрохромным композициям, пригодным для создания безвакуумных плоских или объемных отображающих устройств, светофильтров, электрически управляемых 5 запоминающих элементов, счетно-решающих устройств.

Известны электрохромные композиции, получаемые растворением активного вещества, например кислотно-основного 10 индикатора, в растворителе, например воде, с добавкой небольших количеств кислоты или щелочи. Однако известные композиции не обладают достаточно хорошими контрастностными, временными и электрическими характеристиками.

Они имеют малую контрастность изображения в связи с тем, что окраска не появляется, а изменяется (желтыйкрасный, красный-синий и т.д.); малую скорость действия, так как.появление электрохромного эффекта является результатом большого числа последовательно протекающих реакций; большую амплитуду и большую длительность управляющего электрического импульса (при амплитуде управляющего электрического импульса в 20 В длительность его воздействия на электрохромную композицию дОлжна быть не менее 0,1 с или, другими словами, значение yhpaaляющего электрического импульса порядка 2 В/с узкий температурный

1юнтервал применения (5-90 С), так как в качестве растворителя используют воду. Кроме этого, в них отсутствует внутренняя память, т.е. отсутствует сохранение окрашенной формы после прекращения подачи управляющего .электрического импульса (после окончайия электролиза). Попытки же увеличить внутреннюю память приводят в этом случае к весьма сущеСтвенному усложнению как состава самой электрохромноР композиции, так и используемых для наблюдения электрохромного эффекта устройств.

С целью улучшения физико-химических характеристик электрохромных композиций и расширения сферы их применения предлагают в качестве активнога вещества применять ионное органичес. кое соединение общей формулы Т, П или ttt

401293

Зц К9 3g

В

Х Н, Еь д7

Состав п композиц асРаствор 2,4,6-трифенилперилийперхлората в диметилформамиде

Раствор 2,4,6-триФенилтиопирилийперхлората в диметилформамиде

Желтая красная

1,50 .0,65-0,95 1:40 5-10

Желтая красная

0,4-0,5 1:35

2,3

Ф) — оптическая плотность в максимуме кривой видности глаза. ) время стирания.

С где Х -О,Я .или Nfl

Р†. углеводородная группа; у — BHHOH

R R -углеводородные или функцио- 10

> 2. нальные группы, в органическом растворителе, преимущественно полярном (диметилформамид, диметилсульфоксид, ацетон, бензонитрил) .

Концентрацию! . активного вещества )5 формул 1-111 устанавливают от 0,01 моль/л до требуемой для насыщения раствора.

Прозрачные при обычных условиях растворы при электролизе прйобретают 3) (в приэлектродной области) интенсивную синюю, темно-сНН» или черную окраску, что способствует существенному улучшению контрастности (порядка 1:90 1:100). Длительность воз- рб действия электрическим импульсом, необходимым для появления устойчивого эффекта, снижается до 0,4 0,2 В/с.

Раствор остается окрашенным и после прекращения воздействия управляющего электрического импульса на электрохромную композицию. устройства, созданные на основе этой электрохромнОй композиции, имеют внутреннюю память, которая в зависимости от характера используемого активного вещества формул 1-ЙI и растворителя, а также длительности и амплитуды электрического импульса имеет значение до 60 мин.

Электрохромная композиция, содержащая вещество формул 1-111,в указанном органическом растворителе имеет широкий температурный интервал применения

Пример 1.ф -метил-2,4-6трифенилпиридинийперхлорат растворяют в диметилсульфоксиде (концентрация

0,05 моль/л и в4ше). При длительности воздействия управляющего электрического импульса (g ) 0,2-0,35 B/c

1приэлектродный слой окрашивается праКтически ЙгновеннО. Контрастность (К ) окрашенной (черной) формы составляет 1:100 (по визуальной оценке).

Внутренняя память (Ф„ время памяти) от 1 до 40 мин.

Пример 2. Активное вещество

2,4,6-трифенилпирилийперхлорат растворяют в диметилформамиде или другом полярном органическом растворителе.

Концентрацию раствора устанавливают от 0,07 моль/л до состояния насыщения. Раствор помещают в электролитическую ячейку с прозрачными электродами,- на которые подают электрическое напряжение длительностью 1,2-1,5 В/с.

Окрашивание приэлектродного слоя в черный цвет происходит практически мгновенно. Контрастность равна 1:40 (по визуальной оценке); внутренняя память до 10 мин.

Пример 3. Активное вещество

2,4,6-трифенилтиопирилийперхлорат растворяют в диметилформамиде или ,другом полярном органическом раство(рителе. Концентрацию раствора уставливают от 0,1 моль/л до состояния насыщения. Раствор помещают в электролитическую ячейку с прозрачными электродами, на которые подают электрическое напряжение длительностью

2,3-В/с.

Окрашивание приэлектродного слоя в красный цвет происходит практически мгновенно. Контрастность окраски равна 1:35 (по визуальной оценке) . Внутренняя память практически отсутствует.

В табл.1 приведены характеристики электрохромных композиций с соединениями формул 1-111.

Таблица 1

401293

Испытаны индикаторные отображающие устройства, в которых использовали электрохромные композиции следующих составов: раствор Я -метил-2,4,б-трифенилпиридинийперхлората в диметилсульфоксиде; раствор И -метил-2,4-дифенилхинолинийхлорида в диметилформамиде; (раствор g -метил-9-Фенилакридинийнитрата в ацетоне охромная композиция ная

0,2-0,4

Не менее 2

Конкретных данных нет 1:80 1:100

5-90 от -60 до 150

Конкретных данных нет До б0

По механизму появления электрохромного эффекта {окраска) предлагаемое сочетание активного вещества и 25 растворителя позволяет получить концентрированные прозрачные растворы без сопутствующих электролитов, которые в приэлектродном слое окрашиваются в интенсивные синие, черно-синие или черные цвета. Появление окраски связано с одностадийной реакцией присоединения электрона к иону или молекуле активного вещества, что позволяет существенно уменьшить время записи и необходимое напряжение

Контрастность предлагаемой электрохромной композиции по визуальной оценке составляет 1:80 — 1:100.

При электролизе известной системы вследствие изменения величины рН наблюдается не появление, а изменение ее окраски: желтая-красная, краснаясиняя, бесцветная-красная и т.д. Электрохромный состав изменяет окраску в результате большого числа последова- 4 тельных реакций. В связи.с этим контрастность иэображения малая и по визуальной оценке равна 1:10-1:20.

Формула изобретени я g ЕЕ 6

Y 3 6

Я7

ЕЕЕ

И7 Нв

ЕЕ

2. Композиция по п.1, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, в качестве растворителя применен полярный органический растворитель, например диметилсульфоксид, диметилформамид, 60,ацетон, бензонитрил.

49 Тираж 108б Подписное ,- r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 где

О, 3 или углеводородная группа; анион; углеводородные или функгруппы.

ЦНИИПИ Заказ 5827/

Филиал ППП Патент

Х

Ц

У

R К ! 9 циональные

Время окрашивания, В/с

Контрастность

Температурный интервал о применения, С

Внутренняя память, мин

Испытания r.oêàýàëè что предлаЕ"ае мые электрохромные композиции по сравнению с известными электрохромными композициями обладают гораздо меньшим временем окрашнвания, имеют более широкий температурный интервал применения, достаточно высокую контрастность и длительную внутреннюю память.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Т а б л и ц а 2

Предложенная электрохромная композиция по сравнению с известной компо" зицией, состоящей из кислотно-основного индикатора, например Фенолфталеина, небольших количеств кислоты или щелочи, воды или эфира гликоля, позволяет увеличить контрастность изображения от 1:10 — 1:20 (в извест ном способе) до 1:80 — 1:100;ускоритЕ действие, так как окраска появляется в результате одностаднйного процесса, улучшить рабочие параметры, т.е. в отличие от известного предлагаемая композиция позволяет записывать и стирать информацию.

1. Электрохрамная композиция, состоящая из активного вещества и растворителя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения Фнзикохимических характеристик электрохромных композиций и расширения сферы их использования, в качестве активного вещества применено ионное органическое соедкненне обшей Формулы Т, 1 илн 111,