[发明专利]新型有机化合物和包括该有机化合物的电致变色器件

说明书

技术领域

本发明涉及新型有机化合物和包括该有机化合物的电致变色器件。

背景技术

作为通过电化学氧化-还原反应使光学吸收性质（呈色状态和透光率）变化的电致变色（以下可简写为“EC”）材料，已报道了各种材料。作为无机EC材料，已知金属氧化物例如WO₃，但它们具有如下问题：其成膜方法限制于例如沉积，这防止该膜在大面积上形成。

有机EC材料记载于例如PTL 1和PTL 2，PTL 1公开了包括导电聚合物的EC器件，PTL 2公开了包括有机低分子量化合物例如紫罗碱的EC器件。

PTL 1中记载的导电聚合物能够通过单体的电引发聚合作为EC层直接在电极上形成。作为形成EC层的导电聚合物，例如，已知聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯。这样的导电聚合物中，其电化学氧化或还原使主链的π-共轭链长、最高占有分子轨道（HOMO）的电子状态和吸收波长改变。这些导电聚合物具有π-共轭系并且在中性状态下在可见光区域中显示吸收。因此，它们具有颜色，并且通过氧化，吸收波长向较长波长侧（红外区域侧）迁移。通过向红外区域侧的迁移，可见光区域中的吸收消失，由此EC器件失去其颜色。

另一方面，PTL 2中记载的紫罗碱化合物的EC材料中，在消色状态下二价阳离子溶解在溶液中，并且通过还原反应将紫罗碱转化为自由基阳离子以在电极上沉积并且具有颜色。

但是，这些有机EC材料的稳定性低，并且即使在消色状态下可能也不会充分地消色。

PTL 1中，通过使通常不稳定的自由基阳离子在分子中离域来增加稳定性。但是，稳定性不足，通过使氧化-还原反应反复，产生引起材料的劣化和性能的下降的问题。

此外，中性状态的导电聚合物在可见光中具有吸收带。因此，如果存在电化学反应不充分的部分，残迹发生，使得难以获得高透明性。

PTL 2的紫罗碱EC化合物中，沉积和溶解的反复导致劣化现象，认为由起因于不可逆的结晶或聚合的不溶化引起。这种劣化引起“残迹”，其中即使在消色状态下也没有获得透明性。此外，紫罗碱EC化合物在还原时产生不稳定的自由基阳离子，由此，具有不稳定的问题。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.56-67881

PTL 2：日本专利公开No.51-146253

发明内容

因此，本发明提供有机化合物，其即使在自由基阳离子状态下和反复氧化-还原时也稳定，并且在消色状态下也具有在可见光区域中不具有光学吸收的高透明性。而且，本发明提供包括该有机化合物的EC器件。

因此，本发明提供由下述通式[1]表示的有机化合物：

通式[1]中，A和A'各自独立地选自氢原子、具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基、和芳基；并且A和A'中的至少一个选自该烷基、该烷氧基和该芳基。

该芳基可各自有具有1-4个碳原子的烷基或具有1-4个碳原子的烷氧基作为取代基。

R₁和R₂各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基、芳基、芳烷基、氨基、或甲硅烷基；和n为1或2。

该芳基、该芳烷基、该氨基和该甲硅烷基可各自有具有1-4个碳原子的烷基作为取代基。

根据本发明，能够提供有机化合物，其对于氧化-还原反应的反复具有高稳定性，并且在电中性状态下消色，由此具有在可见光区域中不产生残迹的高透明性。

附图说明

图1是表示根据实施方案的有机化合物的实例的分子模型的图。

图2是表示例示化合物A-2的紫外和可见吸收光谱的图。

图3是表示例示化合物A-17的循环伏安图的图。

图4是表示二噻吩并噻吩的循环伏安图的图。

具体实施方式

根据本发明的有机化合物由下述通式[1]表示：

通式[1]中，A和A'各自独立地选自氢原子、具有1-20个碳原子的烷基、芳基和烷氧基，并且A和A'的至少一个选自该烷基、该芳基和该烷氧基。

芳基可各自有具有1-4个碳原子的烷基或具有1-4个碳原子的烷氧基作为取代基。

R₁和R₂各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基、芳基、芳烷基、氨基、或甲硅烷基；和n为1或2。