エレクトロクロミックおよびフォトクロミック効果を示す有機媒体の開発と応用

既に見出されている有機エレクトロクロミック(EC)材料以外の、新規なEC材料を探索すること。溶液型セル内での着色種の振舞いからECメカニズムを推論すること。セルの固体化の方向として溶液型セルにポリマーを添加し、粘性を増した場合のEC特性に及ぼす効果を見極めること。EC効果に加えてフォトクロミック(PC)効果の発現の可能性も調べること。これらの点を主な目標として研究し、次に示すような成果を得た。1.新規なEC材料としては、ビフェニールカルボン酸エステルが高コントラストの着色を示すことが分かった。この物質は1電子還元状態に加えて、2電子還元状態もとるものと考えられ、そのため、電圧の大きさによって、着色の色相が変わるという特長をもつ。2.溶液型セルでは、電流の印加と除去を繰り返すことによって、着色濃度が増大し平衡状態に達するという使い込み効果が存在する。この効果は溶液の粘性が増すに従って顕著になる。これは、セル内のイオンの分極過程と関連があるものと考えられた。3.セル厚が厚い場合、電流印加時に作られる着色種は、溶液内の他の生成分子(またはイオン)との密度差によって鉛直方向に分離することが観測された。その結果を利用して、着色種のみのスペクトルを測定した。低粘性の溶液型表示セルでは、従って、セル厚に限界のあることが明らかになった。4.溶液の粘性(1-10^5cP)によらず 着/消色の時間応答特性は同一の反応速度式に従うことが分かった。この式は、単分子反応を仮定し、さらに他の効果を考慮することで導けた。また、着色濃度と緩和時間は共に、上記範囲の粘性の増加に伴って、およそ1桁増大した。5.PC効果は、イミド系EC化合物に、その萌しがみられた。

既に見出されている有機エレクトロクロミック(EC)材料以外の、新規なEC材料を探索すること。溶液型セル内での着色種の振舞いからECメカニズムを推論すること。セルの固体化の方向として溶液型セルにポリマーを添加し、粘性を増した場合のEC特性に及ぼす効果を見極めること。EC効果に加えてフォトクロミック(PC)効果の発現の可能性も調べること。これらの点を主な目標として研究し、次に示すような成果を得た。1.新規なEC材料としては、ビフェニールカルボン酸エステルが高コントラストの着色を示すことが分かった。この物質は1電子還元状態に加えて、2電子還元状態もとるものと考えられ、そのため、電圧の大きさによって、着色の色相が変わるという特長をもつ。2.溶液型セルでは、電流の印加と除去を繰り返すことによって、着色濃度が増大し平衡状態に達するという使い込み効果が存在する。この効果は溶液の粘性が増すに従って顕著になる。これは、セル内のイオンの分極過程と関連があるものと考えられた。3.セル厚が厚い場合、電流印加時に作られる着色種は、溶液内の他の生成分子(またはイオン)との密度差によって鉛直方向に分離することが観測された。その結果を利用して、着色種のみのスペクトルを測定した。低粘性の溶液型表示セルでは、従って、セル厚に限界のあることが明らかになった。4.溶液の粘性(1-10^5cP)によらず 着/消色の時間応答特性は同一の反応速度式に従うことが分かった。この式は、単分子反応を仮定し、さらに他の効果を考慮することで導けた。また、着色濃度と緩和時間は共に、上記範囲の粘性の増加に伴って、およそ1桁増大した。5.PC効果は、イミド系EC化合物に、その萌しがみられた。