Электрохромовая композиция Советский патент 1978 года по МПК H03K3/40 

I

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

Известны электрохромные композиции получаемые растворением активного вещества, например кислотно-основного индикатора, в раст-ворителе, 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 электри2

ческого импульса в 20 В длительность его воздействия на злектрохромную композицию должна быть не менее 0,1 с или, другими словами, значение уЬравляющего электрического импульса порядка 2 В/с; узкий температурный интервал применения (), так как в качестве растворителя испо.пьзуют воду. Кроме этого, в них отсутствует внутренняя память, т.е. отсутствует сохранение окрашенной формы после прекращения подачи управляющего электрическ6го импульса (после окончания электролиза). Попытки же увеличить

внутреннюю память приводят в этом

случае к весьма существенному усложнению как состава самой электрохромнос 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 активного

вещества применять ионное органичес кое соединение общей формулы Т, И или iT) ,

Жд Sj 1

Y I - - II где X -O,S -nnHNR; R - углеводородная группа; у - a ни о Hi; .. углеводородные или функцио нальные группы, в органическом растворителе, преимущественно полярном (диметилформамид, диметилсульфоксид, ацетон, бензонитрил). Концентрацию) .активного вещества формул 1-lil устанавливают от 0,01 моль/л до требуемой для насьлдения раствора. Прозрачные при обычных условиях растворы при электролизе приобретают (в приэлектродной областиУ интенсивную синюю, темно-синюю или черну 0 окраску, что способствует существенному улучшению контрастности (порядка 1:90 1:100) . Длительность воздействия электрическим импульсом, необходимым для появления устойчивог эффекта, снижается до 0,,2 В/с. Раствор остается окрашенным и после прекращения воздействия управляющего электрического импульса на электрохромную композицию. Устройства, созданные на основе этой электрохромной композиции, имею внутреннюю память, которая в зависимости от характера используемого ак тивного вещества формул и рас творителя, а также длит.ельности и амплитуды электрического импульса имеет значение до 60 мин. Электрохромная компози ция, содер жащая вещество формул ,в указа ном органическом р астворителе имеет широкий температурный интервал прим нения Пример 1.К -метил-2,4-6трифенилпиридинийперхлорат растворя в диметилсульфоксиде (концентрация 0,05 моль/л и выше). При длительнос

Т

1R ти воздействия управляющего электрического импульса (Т ) 0,2-0,35 В/с приэлектродный слой окрашивается практически дгновенно. Контрастность ( К ) окрашенной (черной) формы составляет 1:100 (по визуальной оценке). Внутренняя память (t время памяти) от 1 до 40 мин. Пример 2. Активное вещество 2,4,б-трифенилпирилийперхлорат растворяют в Диметилформамиде или другом полярном органическом растворителе. Концентрацию раствора устанавливают от 0,07 моль/jji до состояния насыщения . Раствор помещаю:р в электролитическую ячейку с прозрачными электродам-,- 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,б-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 . Табли. ца 1

D - оптическая плотность в максимуме кривой видности глаза.

А)

-,. - время стирания.

Испытаны индикаторные отображающие устройства, в которых использовали электрохромные композиции следующих составов:

раствор N -метил-2,4,б-трифенилпиридинийперхлората в диметилсульфоксиде;

раствор N -метил-2,4-дифенилхинолинийхлорида в диметилформамиде;

(раствор / -метил-9-фёнйлакридинийнитрата в ацетоне

Испытания показали, что предлаРаеNMB электрохромные композиции по сравнению с известными электрохромными композициями обладают гораздо меньшим временем окрашивания, имеют более широкий температурный интервал применения, достаточно высокую контрастность и длительную внутреннюю память.

Результаты испытаний приведены в бл.2. Таблица 2