(57)【要約】【課題】電気活性物質および有益薬剤を適宜のエレクトロクロミック媒体に操業的に望ましい濃度で組込みすることに関連する損失および／または複雑化を矯正する可溶性部分を有する電気活性物質および／または有益薬剤を提供する。【解決手段】前面および後面を有する基体、前面および後面を有する第二基体ならびにチャンバー、結合封止部材を有する導電物質が塗布されていてもよい基体、カソード電気活性物質で少なくとも１種の溶媒、アノード電気活性物質、任意の有益薬剤含む、エレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体であり、前記カソード電気活性物質、アノード電気活性物質および／または有益薬剤の少なくとも１つは、可溶性部分のない同じ物質に比較して結合物質もしくは薬剤の溶解度を増大させる働きをする可溶性部分と結合している。【選択図】図１
2011081409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体であって、当該媒体が
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソード電気活性物質；
‐アノード電気活性物質；を含み、
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方はエレクトロクロミックであり；そして
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は可溶性部分と関連付けられ、当該可溶性部分は可溶性部分のない同じ物質に比較して関連付けられたカソードおよびアノード電気活性物質の一方もしくは両方の溶解度を増大させる働きをする。
【請求項２】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項３】
前記可溶性部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体：
【化１】
2011081409.tif 000034
2011081409.tif 000035
2011081409.tif 000036
‐式中Ｒ11〜Ｒ31は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方と関連付けられ、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項４】
前記可溶性部分が、下記化学式により表される、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項５】
前記可溶性部分が、追加のアノード電気活性物質、追加のカソード活性物質およびこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項６】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項７】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項８】
前記可溶性部分が、非電気活性物質を含む、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項９】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１０】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１１】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１２】
エレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体であって、当該媒体が
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソード電気活性物質；
‐アノード電気活性物質；
‐有益薬剤；を含み
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックであり；そして
前記有益薬剤は、可溶性部分のない同じ物質に比較して有益薬剤の溶解度を増大させる働きをする可溶性部分を含む。
【請求項１３】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１４】
前記可溶性部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体：
【化２】
2011081409.tif 000037
2011081409.tif 000038
2011081409.tif 000039
2011081409.tif 000040
‐式中Ｒ11〜Ｒ31は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記有益薬剤と関連付けられる基であり、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項１５】
前記可溶性部分が、下記化学式により表される、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記有益薬剤と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項１６】
前記可溶性部分が、追加のアノード電気活性物質、追加の有益薬剤およびこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１７】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１８】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項１９】
前記可溶性部分が、非電気活性物質を含む、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項２０】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項２１】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項１２に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項２２】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項２１に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項２３】
下記の要素を含むエレクトロクロミックデバイス：
‐導電物質と関連付けられた少なくとも１種の実質的に透明な基体；および
‐下記の要素を含むエレクトロクロミック媒体：
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソード電気活性物質；
‐アノード電気活性物質；
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックである；そして
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は可溶性部分と関連付けられ、当該可溶性部分可溶性部分は可溶性部分のない同じ物質に比較して関連付けられたカソードおよびアノード電気活性物質の一方もしくは両方の溶解度を増大させる働きをする。
【請求項２４】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホニット、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２５】
前記可溶性部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス：
【化３】
2011081409.tif 000041
2011081409.tif 000042
2011081409.tif 000043
2011081409.tif 000044
‐式中Ｒ11〜Ｒ31は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方と関連付けられ、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項２６】
前記可溶性部分が、下記化学式により表される、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項２７】
前記可溶性部分が、追加のアノード電気活性物質、追加のカソード活性物質およびこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２８】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項２７に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２９】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３０】
前記可溶性部分が、非電気活性物質を含む、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３１】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３２】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３３】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項３２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３４】
第一実質的透明基体および第二基体を含む、請求項２３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３５】
デバイスが、エレクトロクロミック窓である、請求項３４に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３６】
前記第二基体が反射性物質でめっきされている、請求項３４に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３７】
前記反射性物質が、クロム、ルテニウム、ロジウム、銀、同物質の合金およびこれらの積重ね層を含む群から選ばれる、請求項３６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３８】
デバイスが、エレクトロクロミック鏡である、請求項３７に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３９】
下記の要素を含むエレクトロクロミックデバイス：
‐導電物質と関連づけされた少なくとも１種の実質的に透明な基体；および
‐下記の要素を含むエレクトロクロミック媒体：
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソード電気活性物質；
‐アノード電気活性物質；
‐有益薬剤；を含み
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックであり；そして
前記有益薬剤は、可溶性部分のない同じ物質に比較して有益薬剤の溶解度を増大させる働きをする少なくとも１種の成分を有する可溶性部分を含む。
【請求項４０】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネートを含むカルボニル、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミド、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４１】
前記可溶性部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス：
【化４】
2011081409.tif 000045
2011081409.tif 000046
2011081409.tif 000047
2011081409.tif 000048
‐式中Ｒ11〜Ｒ31は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記有益薬剤と関連付けられるものであり、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項４２】
前記可溶性部分が、下記化学式により表される、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記有益薬剤と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項４３】
前記可溶性部分が、追加のアノード電気活性物質、追加の有益薬剤およびこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４４】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項４３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４５】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４６】
前記可溶性部分が、非電気活性物質を含む、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４７】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４８】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４９】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項４８に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５０】
実質的に透明な第一基体、および第二基体を含む、請求項３９に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５１】
デバイスが、エレクトロクロミック窓である、請求項５０に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５２】
前記第二基体が、反射物質でめっきされている、請求項５０に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５３】
前記反射物質が、クロム、ロジウム、ルテニウム、銀、同物質の合金およびこれらの積重ね層を含む群から選ばれる、請求項５２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５４】
デバイスが、エレクトロクロミック鏡である、請求項５３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５５】
エレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体であって、当該媒体が：
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソードエレクトロクロミック物質；
‐アノードエレクトロクロミック物質：を含み、当該アノードエレクトロクロミック物質が
‐メタロセンもしくは置換メタロセンを含む第一部分；および
‐少なくとも１種の成分を含む第二部分であって、第二部分が含まれていない第一部分に比較して少なくとも１種の溶媒中の第一部分の溶解度を増大させる働きをする第二部分を含む。
【請求項５６】
前記第一部分が、フェロセン、置換フェロセンおよびこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項５７】
前記第一部分が、下記化学式により表される、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体：
【化５】
2011081409.tif 000049
式中Ｒ1〜Ｒ10は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状もしくは枝分れアルキル基を含み、かつＲ1〜Ｒ10の少なくとも１つは、第二部分と結合している。
【請求項５８】
Ｒ1〜Ｒ10が、同じもしくは異なり、Ｒ1〜Ｒ10の少なくとも３つが、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含む直線状もしくは枝分れアルキル基を含み、かつＲ1〜Ｒ10の残りが、Ｈを含む、請求項５７に記載のエレクトロクロミック媒体
【請求項５９】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項６０】
前記第二部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体：
【化６】
2011081409.tif 000050
2011081409.tif 000051
2011081409.tif 000052
2011081409.tif 000053
‐式中Ｒ11〜Ｒ32は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記第一部分と関連付けられ、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項６１】
前記第二部分が、下記化学式により表される、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記第一部分と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項６２】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項６３】
前記アノードエレクトロクロミック物質の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項５５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項６４】
前記アノードエレクトロクロミック物質の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項６３に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項６５】
下記の要素を含むエレクトロクロミックデバイス：
‐少なくとも１つの実質的に透明な基体；および
‐エレクトロクロミック媒体：を含み、当該エレクトロクロミック媒体が
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソードエレクトロクロミック物質；および
‐アノードエレクトロクロミック物質：を含み、当該アノードエレクトロクロミック物質が
‐メタロセンもしくは置換メタロセンを含む第一部分；および
‐少なくとも１種の成分を含む第二部分であって、第二部分を含有しない第一部分に比較して少なくとも１種の溶媒における第一部分の溶解度を増大させる働きをする第二部分を含む。
【請求項６６】
前記第一部分が、フェロセン、置換フェロセンおよびこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項６７】
前記第一部分が、下記化学式により表される、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス：
【化７】
2011081409.tif 000054
式中Ｒ1〜Ｒ10は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状もしくは枝分れアルキル基を含み、かつＲ1〜Ｒ10の少なくとも１つは、第二部分関連付けられている。
【請求項６８】
Ｒ1〜Ｒ10が、同じもしくは異なり、Ｒ1〜Ｒ10の少なくとも３つが、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含む直線状もしくは枝分れアルキル基を含み、かつＲ1〜Ｒ10の残りが、Ｈを含む、請求項６７に記載のエレクトロクロミックデバイス
【請求項６９】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項６５に記載のエレクトロクロミック媒体。
【請求項７０】
前記第二部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス：
【化８】
2011081409.tif 000055
2011081409.tif 000056
2011081409.tif 000057
2011081409.tif 000058
‐式中Ｒ11〜Ｒ32は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記第一部分と関連付けられ、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項７１】
前記第二部分が、下記化学式により表される、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス：
Ｙ−Ｒ33
‐式中Ｙは、前記第一部分と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項７２】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７３】
前記アノードエレクトロクロミック物質の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７４】
前記アノードエレクトロクロミック物質の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項７３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７５】
実質的に透明な第一基体、および第二基体を含む、請求項６５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７６】
デバイスが、エレクトロクロミック窓である、請求項７５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７７】
前記第二基体が反射物質でめっきされている、請求項７５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７８】
前記反射物質が、クロム、ロジウム、ルテニウム、銀、同物質の合金およびこれらの積重ね堆積層を含む群から選ばれる、請求項７７に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７９】
デバイスが、エレクトロクロミック鏡である、請求項７８に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、一般にエレクトロクロミックデバイスに使用される電気活性物質および有益薬剤(beneficial agent)に関し、特に可溶性部分と関連付けられた電気活性物質および／または有益薬剤に関し、その可溶性部分は、そのような可溶性部分のない同じ物質と比較して関連付けられた物質もしくは薬剤の溶解度を増大させる働きをする。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
エレクトロクロミックデバイスは、数年前から当業界では既知である。さらに、種々の電気活性物質および／または有益薬剤に関連する実験も、探求されてきた。エレクトロクロミック鏡および窓などの装置におけるそのような電気活性物質および／または有益薬剤の利用が確認されている一方、これらの物質および薬剤の多くの溶解度特性は、商業的用途については大いに問題があるままである；特に特定のデバイスが極度の気候変化に日常的に曝露されるところではそうである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、上記物質および薬剤を適宜のエレクトロクロミック媒体に操業的に望ましい濃度で組込みすることに関連する前記損失および／または複雑化を矯正する可溶性部分を有する電気活性物質および／または有益薬剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の要約
本発明は、エレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体に向けられる：当該媒体は（ａ）少なくとも１種の溶媒；（ｂ）カソード電気活性物質；（ｃ）アノード電気活性物質；を含み、（ｄ）前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックであり；そして（ｅ）前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は可溶性部分と関連付けられており、当該可溶性部分は可溶性部分のない同じ物質に比較して関連付けられたカソードおよびアノード電気活性物質の一方もしくは両方の溶解度を増大させる働きをする。
【０００５】
本発明は、またエレクトロクロミックデバイスに使用されるエレクトロクロミック媒体にも向けられる：当該デバイスは（ａ）少なくとも１種の溶媒；（ｂ）カソード電気活性物質；（ｃ）アノード電気活性物質；（ｅ）有益薬剤；を含み、（ｄ）前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックであり；そして前記有益薬剤は、可溶性部分のない同じ物質に比較して有益薬剤の溶解度を増大させる働きをする可溶性部分を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図面の図１は、本発明により作成されたエレクトロクロミックデバイスの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
発明の詳細な説明
図面を、特に図１を参照すると、エレクトロクロミックデバイス１００の断面模式図が示され、それは一般に前面１１２Ａおよび後面１１２Ｂを有する第一基体１１２、前面１１４Aおよび後面１１４Ｂを有する第二基体１１４、ならびにエレクトロクロミック媒体１２４を含むチャンバー１１６を含む。エレクトロクロミックデバイス１００が、説明の目的のみで、鏡、窓、ディスプレーデバイス、コントラスト強化フィルターなどを含んでもよいことは理解されよう。さらに、図１はエレクトロクロミックデバイス１００の模式図にすぎないことも理解されよう。そういうわけで、構成部品のいくつかは、図を明瞭にするために実物大からゆがめられている。実際、多数の他のエレクトロクロミックデバイス形態が、その内容すべてが本明細書に取り込まれる“Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｒｅａｒｖｉｅｗ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ａ  Ｔｈｉｒｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ”と題する米国特許第５，８１８，６２５号（以下、'６２５特許という）に開示されるものを含んで、使用に企図される。
【０００８】
第一基体１１２を、例えば、ボロシリケートガラス、ソーダ石灰ガラス、フロートガラス、天然および合成ポリマー樹脂、もしくはニュージャージー州サミットのＴｉｃｏｎａから市販されているＴｏｐａｓ（登録商標）を含むプラスチックなど、電磁スペクトルの可視領域で透明もしくは実質的に透明ないくつかの物質のいずれか１つから作成してもよい。第一基体１１２は、好ましくはおよそ０．５ｍｍ〜およそ１２．７ｍｍの範囲の厚さを有するガラスシートから作成される。もちろん、基体の厚さは、エレクトロクロミックデバイスの特定の用途に大いに依存する。特定の基体材料が説明の目的のみで開示されるが、多数の他の基体材料も、材料が少なくとも実質的に透明で、かつ意図される用途の状態で有効な操作を可能とする適切な物理的性質を発揮する限り、使用に企図される。実際、本発明によるエレクトロクロミックデバイスは、正常な操業の間、極度の温度、さらに太陽から主に発散する実質的な紫外線に曝露され得る。
【０００９】
第二基体１１４は、第一基体１１２のそれに類似する材料から作成できる。しかし、エレクトロクロミックデバイスが鏡であるなら、実質的に透明な要件は、必要ではない。そういうわけで、第二基体１１４は、代替的に、ポリマー、金属、ガラス、セラミックもしくは他の類似する物質を含んでもよい。第二基体１１４は、好ましくはおよそ０．５ｍｍ〜およそ１２．７ｍｍの範囲の厚さを有するガラスシートから作成される。第一および第二基体１１２と１１４がそれぞれガラスシートから作成されるなら、ついで、導電物質（１１８および１２０）層で塗布することに先立ってもしくはそれに続いて、ガラスを任意に熱もしくは化学的手段により焼戻し(temper)、あるいは強化できる。
【００１０】
導電物質１１８の１つ以上の層が、第一基体の後面１１２Ｂと関連付けられる。これらの層は、エレクトロクロミックデバイスに電極として働く。導電物質１１８は、望ましくは下記のような材料である：（ａ）電磁スペクトルの可視領域で実質的に透明である；（ｂ）第一基体１１２にほどよく結合する；（ｃ）封止材料と関連付けられたときにこの結合を維持する；（ｄ）一般にエレクトロクロミックデバイスもしくは雰囲気内に含まれる物質に耐蝕性である；そして最小の拡散もしくは正反射率、ならびに十分な電導度を示す。導電物質１１８を、弗素ドープ錫酸化物（ＦＴＯ）、例えば、オハイオ州トレドのＬｉｂｂｙ  Ｏｗｅｎｓ‐Ｆｏｒｄ‐Ｃｏ．から市販されているＴＥＣガラス、インジウムドープ錫酸化物（ＩＴＯ）、ドープ亜鉛酸化物もしくは他の当業界で既知の材料から作成することが企図される。
【００１１】
導電物質１２０は、好ましくは第二基体１１４の前面１１４Ａと関連付けられ、封止部材１２２により導電物質１１８に作動的に結合する。図１でわかるように、いったん結合すると、封止部材１２２ならびに導電物質１１８および１２０の並べて置かれた部分は、チャンバー１１６の内部周辺配置を定める働きをする。
【００１２】
導電物質１２０は、エレクトロクロミックデバイスの意図される用途により変化し得る。例えば、エレクトロクロミックデバイスが鏡である場合、材料は、導電物質１１８に類似する透明導電性コーティングを含んでもよい（この場合、反射体は、第二基体１１４の後面１１４Ｂと関連付けられる）。代替的に、導電物質１２０は、上記'６２５特許の教示による反射材料の層を含んでもよい。この場合、導電物質１２０は、第二基体１１４の前面１１４Ａと関連付けられる。この型の反射体の典型的なコーティングには、クロム、ロジウム、ルテニウム、銀、銀合金およびこれらの積重ね層が含まれる。
【００１３】
封止部材１２２は、エレクトロクロミック媒体１２４がチャンバーから不注意で漏れないように、導電物質１１８および１２０に接着結合して、次に、部材１１６を封止できるいかなる材料も含み得る。図１のダッシュラインに示されるように、封止部材がそれぞれの基体の後面１１２Ｂおよび前面１１４Ａに伸びることも企図される。そのような実施態様においては、導電物質１１８および１２０の層を、封止部材１２２が配置されるところで部分的に除去してもよい。導電物質１１８および１２０がそれぞれの基体と関連付けられていない場合、封止部材１２２は、好ましくはガラスによく結合している。封止部材１２２を、例えば、その内容すべてが本明細書に取り込まれる米国特許第４，２９７，４０１号、第４，４１８，１０２号、第４，６９５，４９０号、第５，５９６，０２３号、第５，５９６，０２４号、第４，２９７，４０１号、および“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｅａｌ  Ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する米国特許出願出願番号０９／１５８，４２３号に開示されるものを含むいくつかの材料のいずれか１種から作成することができる。
【００１４】
エレクトロクロミック媒体１２４が図１に示されるが、それは一般にアノード電気活性および／またはエレクトロクロミック物質、カソード電気活性および／またはエレクトロクロミック物質、１種以上の溶媒および１種以上の任意の有益薬剤を含む。本発明によれば、上記媒体物質もしくは薬剤の１つ以上は可溶性部分と関連付けられており、当該可溶性部分は可溶性部分のない同じ物質に比較して関連付けられた物質もしくは薬剤の溶解度を増大させる働きをする。下で詳細に検討するように、そのような可溶性部分は、関連装置で、特に特定の装置が、エレクトロクロミック窓および鏡の場合普通そうであるが、極度の気候変化に一般に曝露される場合、物質もしくは薬剤の相溶性を大きく強化できる。エレクトロクロミック媒体１２４が、“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｐｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｃｏｌｏｒ”と題する米国特許第６，０２０，９８７号に開示される形状を含むいくつかの異なるものの１つに形作ることができることが理解されよう。「エレクトロクロミック」という語は、その通常の意味にもかかわらず、本明細書においては、特定の電位差に曝露されたときに１つ以上の波長でその吸光係数に変化を有する物質と定義される。「電気活性」という語は、その通常の意味にもかかわらず、本明細書においては、特定の電位差に曝露されたときにその酸化状態で変性を受ける物質と定義される。
【００１５】
本開示のために、本明細書で下に開示されるエレクトロクロミック媒体は、その内容すべてが本明細書に取り込まれる“Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ”と題する米国特許第５，９２８，５７２号に開示されるような溶液相およびゲル化媒体を含むいくつかの媒体型のいずれか１種を含み得る。
【００１６】
本発明に開示される電気活性および／またはエレクトロクロミック物質、ならびに有益薬剤は、“Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ”と題する国際出願出願番号ＰＣＴ／ＥＰ９７／００４９９の教示に従ってブリッジングユニットにより組合せもしくは結合され得ることは理解されよう。
【００１７】
さらに、本発明に開示される電気活性および／またはエレクトロクロミック物質、ならびに有益薬剤も、その内容すべてが本明細書に取り込まれる“Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｕｃｈ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，Ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓｕｃｈ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する米国特許第５，９１０，８５４号の教示に従ってゼラチン状媒体に「結束(tied)」され得ることも理解されよう。さらに、ハイブリッド媒体も、同様に使用に企図される。ハイブリッド媒体において、カソードもしくはアノード物質の１つを（固体形状で）、それぞれの導電物質もしくは半導体に適用できる。例えば、酸化タングステン（ＷＯ3）もしくはポリアニリンを、従来の導電物質の表面に適用できる。さらに、他の物質中、多くのビオロゲンをＴｉＯ2の上に適用できる。
【００１８】
カソード電気活性／エレクトロクロミック物質は、例えば、メチルビオロゲンテトラフルオロボレートもしくはオクチルビオロゲンテトラフルオロボレート、ならびにポリマービオロゲンなどのビピリジニル系ビオロゲンを含み得る。上記物質の調製もしくは市販源は、当業界で周知である。特定のカソード物質が、説明の目的のみで与えられたが、多くの他の従来のカソード物質も同様に使用に企図され、それに限定はされないが、その内容すべてが本明細書に取り込まれる米国特許第４，９０２，１０８号および“Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ”と題する米国出願出願番号０９／３６６，１１５に開示されるものを含む。実際、カソード物質に対する唯一の企図される限定は、装置１００のエレクトロクロミック性能に悪影響を及ぼすべきではないということである。さらに、カソード物質が、それに限定はされないが、酸化タングステンを含む固体遷移金属酸化物を含み得ることも企図される。
【００１９】
アノード電気活性および／またはエレクトロクロミック物質は、メタロセン、置換メタロセン、フェロセン、置換フェロセン、置換フェロセニル塩、アジン、フェナジン、置換フェナジン、フェノチアジン、置換フェノチアジン、トリフェノアジン、トリフェノジチアジン、トリフェノジオキサジン、キノザリノフェナジン、カルバゾールおよびフェニレンジアミンを含むいくつかの物質のいずれか１種を含み得る。アノード物質の例には、ジ‐ｔ‐ブチル‐ジエチルフェロセン、（６‐（テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセニル）ヘキシル）トリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、（３‐（テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセニル）プロピル）トリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、５，１０‐ジメチルフェナジンおよび３，７，１０‐トリメチルフェノチアジンが含まれ得る。
【００２０】
アノード物質の追加例には、下記化学式により表されるものが含まれる：
【００２１】
【化１】
2011081409.tif 000003
【００２２】
式中Ｒ1〜Ｒ10は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状もしくは枝分れアルキル基を含み、かつＲ1〜Ｒ10の少なくとも１つは、第二／可溶性部分と結合している。特定のアノード物質が、説明の目的のみで開示されたが、いくつかのアノード物質のいずれか１種も、その特定のアノード物質が、本明細書に定義されるように適切な「電気活性」および／または「エレクトロクロミック」特質を示す限り、同様に使用に企図される。上記アノード物質もしくはその前駆体のいくつかは、ウィスコンシン州ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．などの一般的な商業的化学薬品販売者から入手可能である。
【００２３】
本発明によれば、可溶性部分は１種以上の電気活性物質および／または１種以上の有益薬剤（下記参照）と関連付けることができ、当該部分はそのような可溶性部分のない同じ物質に比較して関連付けられたもしくは薬剤の溶解度を増大させる働きをする。そのような増大した溶解度は、例えば、多くの安定した電気活性物質および有益薬剤が、普通の市販される適宜の溶媒中で、特に低温で、問題の溶解度（例、曇り、沈殿、相分離など）を示すので、非常に望ましい。本開示のために、可溶性部分は、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホニット、アンモニウム成分、カーボネート、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミドを含むカルボニル、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、アルコール、ラクトン、イミド、ならびにこれらの混合物を含み得る。
【００２４】
例えば、可溶性部分は、下記化学式の１つ以上により表すことができる：
【００２５】
【化２】
2011081409.tif 000004
2011081409.tif 000005
2011081409.tif 000006
2011081409.tif 000007
2011081409.tif 000008
【００２６】
式中Ｒ11〜Ｒ32は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そしてＸは電気活性物質もしくは有益薬剤と関連付けられ、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【００２７】
図示はされていないが、可溶性部分の多くが、群ＩおよびＩＩ金属陽イオン、遷移金属陽イオン、アンモニウム陽イオンもしくは他の類似の陽イオンを含む陽イオン、あるいはハロゲン化物、ペルクロレート、トリフルオロメタンスルホネートを含むスルホネート、ビス‐トリフルオロメタンスルホンアミド、テトラフルオロボレート、テトラフェニルボレート、ヘキサフルオロホスフェートもしくは他の類似の陰イオンを含む陰イオンなど、均合対イオンと関連付けられることが理解されよう。
【００２８】
代替的に、可溶性部分は、下記化学式で表すことができる：
Ｙ−Ｒ33
式中Ｙは、電気活性物質および／または有益薬剤と結合し、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そしてＲ33は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【００２９】
特定の可溶性部分を、本明細書で開示したが、非電気活性（およそ−１．２Ｖ〜およそ１．２Ｖ対Ａｇ／ＡｇＣｌの外でレドックス反応を受けるもの；溶媒崩壊をはばむのに好ましい有用な範囲）、カソード活性、フェナジンもしくはフェノチアジン、ＵＶ安定化および「溶媒クローン」部分を含むいくつかの他の可溶性部分のいずれか１種が使用に企図されることが理解されよう。「溶媒クローン」部分という語は、本明細書においては、特定の溶媒の官能成分に類似する部分と定義される。実際、可溶性部分についての唯一企図される限定は、それが可溶性部分のない電気活性物質もしくは有益薬剤の溶解度に比較して、関連付けた溶媒における関連付けた電気活性物質もしくは有益薬剤の溶解度増大を容易にしなければならないということである。上記可溶性部分の多くが、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．を含む商業的化学薬品販売者から入手可能である有機成分を含むことは理解されよう。
【００３０】
説明の目的のみで、アノードおよびカソード電気活性物質の濃度は、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲であり、より好ましくはおよそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である。アノードおよびカソード物質の特定の濃度を与えたが、所望の濃度はエレクトロクロミック媒体１２４を含むチャンバーの幾何学的形状により大きく変化し得ることは理解されよう。
【００３１】
本開示の目的で、エレクトロクロミック媒体の溶媒は、３‐メチルスルホラン、スルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートを含むカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む多くの一般の市販される物質の１種以上を含み得る。説明の目的のみで、エレクトロクロミック媒体と関連付けられるものとして特定の溶媒を開示したが、本開示を有する当業者に既知の多くの他の溶媒も、使用に企図される。実際、非液体もしくはポリマー型エレクトロクロミック媒体が、本発明による使用に好適であることは理解されよう。
【００３２】
さらに、エレクトロクロミック媒体は、光吸収剤および／またはブロッカー、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、増粘剤を含む粘度調整剤、および／または色彩付与剤、ならびにこれらの混合物を含む可溶性部分と関連付けられ得る１種以上の有益薬剤も含み得る。好適な光安定剤には、２、３挙げると、下記のものが含まれる：ニューヨーク州パーシパニーのＢＡＳＦより登録商標Ｕｖｉｎｕｌ  Ｎ‐３５の下で、またニューヨーク州フラッシングのＡｃｅｔｏ  Ｃｏｒｐ．により登録商標Ｖｉｏｓｏｒｂ９１０の下で市販されている物質エチル‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレート；ＢＡＳＦより登録商標Ｕｖｉｎｕｌ  Ｎ‐５３９の下で市販されている物質（２‐エチルヘキシル）‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレート；Ｃｉｂａ‐Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．により登録商標Ｔｉｎｕｖｉｎ  Ｐの下で市販されている物質２‐（２’‐ヒドロキシ‐４’‐メチルフェニル）ベンゾトリアゾール；従来の加水分解それに続く従来のエステル化により、Ｃｉｂａ‐Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．により市販されているＴｉｎｕｖｉｎ  ２１３から調製された物質３‐［３‐（２Ｈ‐ベンゾトリアゾール‐２‐イル）‐５‐（１，１‐ジメチルエチル）‐４‐ヒドロキシフェニル］プロピオン酸ペンチルエステル（以下、“Ｔｉｎｕｖｉｎ  ＰＥ”）；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄから登録商標Ｓｙａｓｏｒｂ  ＵＶ  ９の下で市販されている物質２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシベンゾフェノン；およびＳａｎｄｏｚ  Ｃｏｌｏｒ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから登録商標Ｓａｎｄｕｖｏｒ  ＶＳＵの下で市販されている物質２‐エチル‐２’‐エトキシアラニリド。増粘剤には、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびポリカルボネートが含まれ、両方とも、他の化学薬品供給者中、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から市販されている。さらに、エレクトロクロミック媒体の安定度は、その内容すべてが本明細書に取り込まれる“Ｃｏｌｏｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する米国出願出願番号０９／３７７，４５５の教示により強化できる。
【００３３】
構成部分として上記可溶化物質もしくは薬剤を有するエレクトロクロミックデバイスは、種々の用途に用いることができ、それにおいては、正常の操作で、透過もしくは反射光を調節でき、その技術は、当業界で周知である。そのようなデバイスには、車用バックミラー；ビルディング、家もしくは車の外部用窓；チューブ状光フィルターを含むビルディング用天窓；オフィスもしくは部屋間仕切の窓；ディスプレー装置；ディスプレー用コントラスト強化フィルター；写真装置および光センサー用光フィルター；ならびに粉末電池、一次および二次電気化学電池用指示器が含まれる。
【００３４】
本発明のエレクトロクロミック媒体は、多くの異なる電気活性および／またはエレクトロクロミック物質を利用する。物質もしくはそれに関連する誘導体が当業界で周知でなければ、調製および／または市販源を本明細書に与える。特に断りがない限り、出発試薬は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．および他の一般の化学薬品供給者から市販されていることは理解されよう。さらに、下記のものを含む従来の化学省略形が、適切なときに用いられることも理解されよう：グラム（ｇ）；ミリリットル（ｍｌ）；モル（ｍｏｌ）；ミリモル（ｍｍｏｌ）；モルの（Ｍ）；ミリモルの（ｍＭ）；１平方インチにつきのポンド（ｐｓｉ）；および時間（ｈ）。
【００３５】
本発明の支持のため、いくつかの実験を実施したが、それにおいて、可溶性部分と結合した電気活性物質および有益薬剤の溶解度特性を、そのような可溶性部分のない類似の物質および薬剤と比較した。下記の表は、下の実験で利用された多くの物質および薬剤を与える。
【００３６】
【表１】
2011081409.tif 000009
【００３７】
【表２】
2011081409.tif 000010
【００３８】
フェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートの合成
Ｎ‐メチル‐４，４’‐ジピリジルヘキサフルオロホスフェート６．３２ｇ（２０ｍｍｏｌ）を、１００ｍｌのアセトニトリルに溶解し、その後、９．２１ｇ（３０ｍｍｏｌ）の３‐ブロモ‐１‐フェロセニルプロパンを添加し、混合物を加熱して一晩中還流させた。３‐ブロモ‐１‐フェロセニルプロパンを、適宜の誘導出発試薬を用いて、'４５５出願に開示されるような６‐ブロモ‐１‐（テトラ‐ｔ‐ブチル）フェロセニルへキサンに類似する方法で調製した。溶液をおよそ４０時間還流させ、その後黄色の固体を空気中フリットの上に集めた。溶液を一晩中の加熱に戻し、より黄色の物質を集めた。４．４１ｇ（３５％）の全量を集め、ジエチルエーテル（Ｅｔ2Ｏ）で洗浄し、空気中で乾燥させることにより乾燥させた。この固体（３．０ｇ、４．８ｍｍｏｌ）を水に溶解し、ＮａＢＦ4（溶解前は８．７７ｇ）のろ過水溶液を添加して赤クレー色の沈殿物を与えた。物質を集め、アセトンに再溶解し、ＮａＢＦ4（５．０ｇ）の別のろ過水溶液を添加した。沈殿が始まるまで、アセトンを回転蒸発により徐々に除去し、その時点で混合物を加熱して溶解し、ついで徐々に冷却して結晶化した。固体を、空気中ガラスフリットの上に集め、Ｅｔ2Ｏで洗浄して２．２９ｇ（８３％）のフェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートを与えた。
【００３９】
ビス‐フェロセンヘキシルビオロゲンテトラフルオロボレートの合成
ビス‐フェロセンヘキシルビオロゲンテトラフルオロボレートを、１７．２６ｇ（４９．４ｍｍｏｌ）の6‐ブロモ‐１‐フェロセニルヘキサンおよび２．５ｇ（１６．０ｍｍｏｌ）の４，４’‐ジピリジンを用いて、フェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートと類似の方法で調製し、７．７１ｇ（５６％）のビス‐フェロセンヘキシルビオロゲンテトラフルオロボレートを得た。６‐ブロモ‐１‐フェロセニルへキサンを、適宜の誘導出発試薬を用いて、'４５５出願に開示されるような６‐ブロモ‐１‐（テトラ‐ｔ‐ブチル）フェロセニルへキサンに類似する方法で調製した。
【００４０】
フェロセンプロピル‐ｐ‐シアノフェニルビオロゲンテトラフルオロボレートの合成
フェロセンプロピル‐ｐ‐シアノフェニルビオロゲンテトラフルオロボレートを、１０．７１ｇ（３４．９ｍｍｏｌ）の３‐ブロモ‐１‐フェロセニルプロパン、４．０１ｇ（１１．６ｍｍｏｌ）のＮ‐ｐ‐シアノフェニル‐４，４’‐ジピリジルテトラフルオロボレート（下の合成を参照）を用いて、フェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートに類似する方法で調製して、１．８７ｇ（２４％）のフェロセンプロピル‐ｐ‐シアノフェニルビオロゲンテトラフルオロボレートを褐色の結晶性固体として与えた。
【００４１】
Ｎ‐ｐ‐シアノフェニル‐４，４’‐ジピリジルテトラフルオロボレートの合成
８５．９ｇ（５５０ｍｍｏｌ）の４，４’‐ジピリジルおよび１１２．２ｇ（５５３．９ｍｍｏｌ）の１‐クロロ‐２，４‐ジニトロベンゼンを５００ｍｌのアセトニトリルに溶解して、溶液を室温でおよそ４８時間攪拌した。固体を空気中フリットの上に集め、アセトニトリルで洗浄し、真空内で乾燥させて７３．２ｇ（３７％）のＮ‐２，４‐ジニトロフェニル‐４，４’‐ジピリジルクロリドを与えた。４０．０ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）のジニトロ錯体および３９．５２ｇ（３３４．５ｍｍｏｌ）のｐ‐シアノアニリンを、２００ｍｌのジメチルホルムアミドおよび３７５ｍｌの水の混合物に窒素パージ下で溶解し、溶液を還流で一晩中加熱した。溶液を冷却し、容積を２００ｍＬに減少させ、８００ｍｌのアセトンを添加して、Ｎ‐ｐ‐シアノフェニル‐４，４’‐ジピリジルクロリドを淡褐色の固体として沈殿させた。上澄み液からの物質のさらなる回収は、減圧下溶媒容積減少により容易になった。物質を最小量の水に溶解し、アセトンを再び添加して物質を白色固体として沈殿させた。１０ｇのＮａＢＦ4をおよそ１００ｍｌの水に溶解し、溶液をろ過した。白色固体を最小量の水に溶解して、ＢＦ4溶液を添加し、結果として得られる白色固体をろ過により集めて真空内で乾燥させて１３．４４ｇ（３５％）のＮ‐ｐ‐シアノフェニル‐４，４’‐ジピリジルテトラフルオロボレートを白色固体として与えた。
【００４２】
テトラ‐ｔ‐ブチル‐フェロセンヘキシルメチルビオロゲンヘキサフルオロホスフェートの合成
テトラ‐ｔ‐ブチル‐フェロセンヘキシルメチルビオロゲンヘキサフルオロホスフェートを、５．２６ｇ（９．２ｍｍｏｌ）の６‐ブロモ‐１‐テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセニルへキサン、１．４５ｇ（４．５９ｍｍｏｌ）のＮ‐メチル‐４，４’‐ジピリジルヘキサフルオロホスフェートおよび陰イオン交換物質として働く２．００ｇのヘキサフルオロホスフェートカリウムを用いて、フェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートに類似する方法で調製して、０．８２ｇ（１９％）のテトラ‐ｔ‐ブチル‐フェロセンヘキシルメチルビオロゲンヘキサフルオロホスフェートを緑色がかった固体として与えた。
【００４３】
テトラ‐ｔ‐ブチル‐フェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートの合成
１０．１９ｇ（１９．１７ｍｍｏｌ）の３‐ブロモ‐１‐テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセニルプロパンおよび１２．５ｇ（８０ｍｍｏｌ）の４，４’‐ジピリジンを１００ｍｌのアセトニトリルに溶解し、加熱して２日間還流させた。３‐ブロモ‐１‐テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセニルプロパンを、適宜の誘導出発試薬を用いて、'４５５出願に開示されるような６‐ブロモ‐１‐（テトラ‐ｔ‐ブチル）フェロセニルへキサンに類似する方法で調製した。冷却後、溶媒を回転蒸発により除去し、Ｅｔ2Ｏを添加し、混合物をろ過して４．５６ｇ（３５％）の褐色固体を与えた。褐色固体４．０ｇ（５．８２ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのアセトニトリルに懸濁し、ついで、加熱しておよそ５時間還流させる前に１．２４ｍｌ（２０ｍｍｏｌ）のＭｅｌを添加した。溶液を室温に冷却し、沈殿物を空気中ガラスフリットの上に集めた。固体をＥｔ2Ｏで洗浄し、フリットの上で乾燥させた。沈殿物を１：１メタノール（ＭｅＯＨ）：水（Ｈ2Ｏ）に溶解し、ＮａＢＦ4（１０ｇ）のろ過水溶液を攪拌しながら添加して黄金色の沈殿物を与え、それを再び空気中ガラスフリットの上に集めた。固体をアセトンに再溶解し、別のＮａＢＦ4（１０ｇ）ろ過水溶液を添加し、沈殿が始まるまでアセトンを回転蒸発により徐々に除去した。ついで、懸濁液を加熱して溶解し、溶液を徐々に冷却して結晶化した。固体を集め、Ｅｔ2Ｏで洗浄し、空気中で乾燥させて２．４５ｇ（５３％）のテトラ‐ｔ‐ブチルフェロセンプロピルメチルビオロゲンテトラフルオロボレートを褐色をおびた黄金色の固体として与えた。
【００４４】
オクタメチルフェロセンの合成
２５．００ｇ（２０４．６ｍｍｏｌ）の１，２，４，５‐テトラメチル‐シクロペンタ‐１，３‐ジエン（ＨＭｅ4Ｃｐ）を反応器に装填し、窒素正圧下およそ２００ｍｌのへキサンに溶解した。溶液を氷浴でおよそ０℃に冷却し、ついで、８４ｍｌ（２１０ｍｍｏｌ）の２．５Ｍ  ｎ‐ブチルリチウムをシリンジにより反応器に装填した。次に、反応混合物を一晩中攪拌しながら室温まで加温した。別の器で、およそ１００ｍｌのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中１．９５ｇ（３５ｍｍｏｌ）のＦｅを、窒素パージし、ついで、０℃に冷却した。１１．５６ｇ（７０ｍｍｏｌ）のＦｅＣｌ3を、３つに等しく分けてＦｅ／ＴＨＦ混合物に装填し、ついで、混合物を加熱して窒素雰囲気下およそ２時間還流させた。ついで、ＦｅＣｌ2‐２ＴＨＦを室温に冷却し、カニューレによりＬｉＭｅ4Ｃｐ懸濁液に移した。完全な混合物を加熱して、２時間還流させた。冷却後、反応をおよそ３００ｍｌの水および少量の亜鉛粉末の添加により急冷させた。反応混合物を分液漏斗に装填し、それにより有機層を単離し、集めた。水性層をＥｔ2Ｏで抽出した。次に、有機層を結合し、飽和ブライン溶液で洗浄し、ＭｇＳＯ4の上で乾燥させ、ろ過した。ついで、溶媒を回転蒸発により除去してオレンジ色の固体を与え、それをＭｅＯＨで洗浄し、真空フリットの上に集めた。追加生成物を、ＭｅＯＨ溶液の容量を減少させてフリーザー中で一晩中冷却することにより回収した。全収率は、およそ２２ｇのオクタメチルフェロセンだった。
【００４５】
ジ（メチルペンタノエート）オクタメチルフェロセンの合成
上で調製されたオクタメチルフェロセン５．００ｇ（１６．８ｍｍｏｌ）を反応器に装填し、窒素正圧下およそ１００ｍｌのジクロロエタン（Ｃ2Ｈ4Ｃｌ2）に溶解した。４．４８ｍｌ（３２．４ｍｍｏｌ）のメチル‐５‐クロロ‐５‐オキソバレレートおよび６．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）のＡｌＣｌ3を反応器に装填し、ついで、反応混合物をおよそ２４時間攪拌した。次に、およそ１００ｍｌの水およびおよそ２ｇの亜鉛粉末を反応器に装填した。ついで、反応混合物を追加の２時間攪拌し、ついで、およそ３００ｍｌのＥｔ2Ｏを混合物に添加した。有機層を分液漏斗により分離し、続いて、飽和ブライン溶液で洗浄し、ＭｇＳＯ4の上で乾燥させた。溶液をＭｇＳＯ4からデカントし、溶媒を回転蒸発により除去して赤色油状物を生成した。油状物をヘキサンで洗浄し、ヘキサンから結晶化した。およそ５ｇの中間生成物を単離した。次に、３．００ｇ（５．４１ｍｍｏｌ）の中間生成物を、窒素パージ下およそ１００ｍｌの酢酸に懸濁した。ついで、０．０５ｇのＰｔＯ2・Ｈ2Ｏを反応器に装填し、水素ガスをおよそ４０ｐｓｉの圧力で反応器に導入した。全試薬を装填した後、反応器をおよそ２日間攪拌（振とう）し、その後、さらに０．１ｇの白金触媒を添加し、水素圧力をリセットした。再び、攪拌を追加の１日間実施した。最後に、粗生成物を、短路シリカゲルカラムを用いて最終生成物単離を得たことを除いて、上記慣用の有機物仕上げ法を用いて単離した。２．５８ｇのジ（メチルペンタノエート）オクタメチルフェロセンを得た。
【００４６】
Ｔｉｎｕｖｉｎ  ＰＡの合成
６．４０ｋｇのＣｉｂａ‐Ｇｅｉｇｙ製Ｔｉｎｕｖｉｎ２１３を、１０リットルのメタノールおよび２．５リットルの１０Ｎ水酸化ナトリウムの溶液中で５時間還流させて、ベンゾトリアゾールのプロパン酸ナトリウム塩への加水分解を完了した。塩を濃塩酸で中和してプロパン酸を得、メタノール蒸留後、熱トルエン中に抽出した。トルエン溶液を室温に冷却し、沈殿した遊離酸をろ過し、エタノールですすぎ、乾燥させた。
【００４７】
３３．９ｇのプロパン酸を、窒素雰囲気下２００ｍｌのテトラヒドロフランに溶解した。この溶液に、室温で、３．８ｇのリチウムアルミニウム水素化物を徐々に添加し、２時間攪拌した。２時間後、別の３．８ｇのリチウムアルミニウム水素化物を添加し、反応スラリーを１６時間還流させ、その後、ゆっくりとエタノール、ついで水を添加して反応を停止した。ついで、溶液を臭化水素酸で中和し、テトラヒドロフランを蒸留した。還元生成物であるプロパノール誘導体は、油状物として沈殿し、水性上澄み液をデカントして除いた。
【００４８】
２００ｍｌの４８％臭化水素酸を上記で得られた油状残留物に添加し、４８時間還流させた。室温に冷却した後、２００ｍｌの水を徐々に添加し、プロピル臭化物誘導体が溶液から沈殿した。水性上澄み液を捨てた。プロピル臭化物誘導体を、６００ｍｌのアセトニトリルから２６．６ｇの白色固体に再結晶化した。
【００４９】
この白色固体を、１００ｍｌのアセトニトリルおよび１００ｍｌのトリエチルアミンを含む溶液に還流させた。２４時間後、四級化反応は完了し、室温に冷却後、トリエチルアンモニウム塩が沈殿した。それをろ過し、アセトンで洗浄し、白色固体を残した。ついで、この固体を１００ミリモルのテトラフルオロボレートナトリウムを含む１００ｍｌのメタノールおよび３００ｍｌの水の溶液に１時間還流させた。冷却して、メタセシス生成物である白色結晶性トリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート塩をろ過し、水で洗浄した。ついで、それを乾燥させて、１６．０ｇの所望の３‐トリエチルアンモニウムプロピルＴｉｎｕｖｉｎ類似体（Ｔｉｎｕｖｉｎ  ＰＡ）を与え、その構造を下記に示す。
【００５０】
５，１０‐ビス‐２‐（トリエチルアンモニウム）エチルフェナジンテトラフルオロボレートの合成
１８．０ｇのフェナジン、５０．０ｇの２‐ブロモエタノール、２６．１ｇのナトリウムジチオン化物、２１．２ｇの粉末化炭酸ナトリウム、６．２ｇの塩化メチルトリブチルアンモニウム、２００ｍｌのアセトニトリルおよび１０ｍｌの水を１リットル三つ口丸底フラスコに装填すると、それはスラリーを発生させた。スラリーを攪拌し、窒素ガスシール下４８時間還流させ、その時点で反応は完了した。還流反応混合物に、４００ｍｌの水を追加漏斗により３０分間かけて添加した。ついで、反応を室温に冷却し、生成物をブフナー漏斗上に単離し、１００ｍｌの水で洗浄した。ついで、５，１０‐ビス‐２‐（ヒドロキシエチル）フェナジンを、真空下７０℃で一晩中乾燥させた。この中間体の乾燥重量は、９２．６％収率で２５．０ｇだった。
【００５１】
中間体を１リットル三つ口丸底フラスコに装填し、２００ｍｌのピリジンに溶解した。溶液を０℃に冷却し、その後、ポット温度を２０℃以下に保持しながら、１５ｍｌのメタンスルホニルクロリドを３０分間かけて滴下添加した。溶液を２時間攪拌し、ついで、別の１０ｍｌのメタンスルホニルクロリドを０℃溶液に滴下添加した。反応溶液を室温に温め、追加の２時間攪拌した。反応を停止し、生成物は、４００ｍｌの水の滴下添加により沈殿した。５，１０‐ビス‐エチルメシレートフェナジンをブフナー漏斗上にろ過し、大量の水で洗浄してピリジンを除去した。それを真空炉中に置いて８０℃で一晩中乾燥させた。この中間体の乾燥重量は、２５．４ｇで６４．４％収率だった。
【００５２】
最終工程は、メシレート中間体のトリエチルアミンによる四級化だった。メシレート中間体を、２５０ｍｌのアセトニトリルおよび４０ｍｌのトリエチルアミンとともに５００ｍｌ丸底フラスコに添加した。このスラリーを、不活性雰囲気下還流温度に１４日間加熱した。室温に冷却後、２００ｍｌのアセトンおよび酢酸エチルの１：１混合物を、反応溶液に添加した。３日間の結晶化後、生成物をブフナー漏斗上でろ過し、１００ｍｌのアセトンで洗浄した。
【００５３】
ビス‐トリエチルアンモニウムフェナジンのジメシレート塩を、５００ｍｌの熱水中で溶解し、それに５０ｍｌの４０％テトラフルオロボレートナトリウム水溶液を添加した。メタセシス生成物が油状物として沈殿し、ついで、それを４００ｍｌのメタノールおよび２００ｍｌの水の溶液から結晶化した。ついで、最終生成物を暗色結晶性固体として単離した。
【００５４】
トリエチル‐（４‐｛２‐［（３‐メチル‐３Ｈ‐ベンゾチアゾール‐２‐イリデン）‐ヒドラゾノ］‐ベンゾチアゾール‐３‐イル｝‐ブチル）‐アンモニウムテトラフルオロボレートの合成
２‐（メチルチオ）ベンゾチアゾール（４５．２ｇ、０．２４モル）、１，４‐ジブロモブタン（１５０ｍｌ、５当量）、沃化カリウム（０．５ｇ）およびトルエン（８０ｍｌ）を加熱して、１６時間還流させた。ついで、反応混合物を室温に冷却し、ろ過した。ジメチルスルフェート（３６ｍｌ）をろ液に添加し、それを５０℃で３時間加熱して、結果として得られたチオンを再アルキル化した。次に、混合物を室温に冷却し、それにおいて生成物をろ過し、トルエン（１００ｍｌ）で洗浄した。固体を１５０ｍｌのアセトン中で再びスラリー化し、ろ過して５１ｇ（４３％収率）の中間生成物ベンゾチアゾリウム塩を与えた。
【００５５】
窒素雰囲気下、ベンゾチアゾリウム塩（１０ｇ、０．０２３モル）、３‐メチル‐２‐ベンゾチアゾリウムヒドラゾン塩酸塩（４．５ｇ、０．０２モル）およびアセトニトリル（７５ｍｌ）を、１０分間攪拌した。トリエチルアミン（１５ｍｌ）を３０分間かけて滴下添加した。反応混合物を１６時間攪拌した。追加の１６ｍｌのトリエチルアミンを添加し、２日間還流させた。反応混合物を室温に冷却し、ろ過した。ろ液をストリッピングし油状物を得た。カラムクロマトグラフィーを実施して残留ブロモアジンを除去した。ついで、ブロミド塩を熱メタノールに溶解し、ついで３５ｍｌの２Ｍ  テトラフルオロボレートナトリウム塩を添加することにより、ブロモ塩をテトラフルオロボレート塩に変換した。ついで、混合物を室温に冷却し、ろ過し、冷アセトニトリルで洗浄して、０．５ｇの生成物、すなわち、トリエチル‐（４‐｛２‐［（３‐メチル‐３Ｈ‐ベンゾチアゾール‐２‐イリデン）‐ヒドラゾノ］‐ベンゾチアゾール‐３‐イル｝‐ブチル）‐アンモニウムテトラフルオロボレートを与えた。
【００５６】
５‐フェニル‐１０‐（２‐ピペリジン‐１‐イル‐エチル）‐５，１０‐ジヒドロフェナジンの合成
９．０ｇのフェナジンを、２５０ｍｌフラスコ内で１００ｍｌのジエチルエーテルに溶解した。溶液をアルゴンでパージし、常時アルゴン雰囲気下に保持した。溶液に、シクロヘキサン中４０ｍｌの１．８Ｍ  フェニルリチウムを気密シリンジで１５分間かけて添加した。この混合物を１時間攪拌し、ついで７．４ｇの２‐クロロエチルピペリジンを添加した。ついで、２５ｍｌの乾燥ＴＨＦを、１５分間かけて滴下添加し、結果として得られるスラリーを、室温で攪拌した。室温で２４時間攪拌した後、反応物を加熱し、さらに２４時間還流させた。反応混合物を、アルコールの添加により急冷し、ついで、エチルアセテートおよび水とともに分液漏斗に移した。有機層を水で洗浄し、ついで濃縮しい油状物を得た。油を熱エタノール中に取り上げ、冷却した。結晶化生成物をろ過し、冷エタノールで洗浄し、３７．４％収率で６．９ｇの所望の生成物に乾燥させた。
【００５７】
１‐メチル‐１‐［２‐（１０‐フェニル‐１０Ｈ‐フェナジン‐５‐イル）‐エチル］‐ピペリジニウムヘキサフルオロホスフェートの合成
上記のようにして調製された２．１ｇの５‐フェニル‐１０‐（２‐ピペリジン‐１‐イル‐エチル）‐５，１０‐ジヒドロフェナジンを、２．０ｍｌのイオドメタンおよび５０ｍｌのアセトニトリルとともに１００ｍｌフラスコに添加した。この溶液を２４時間還流させ、冷却し、四級化塩をろ過した。沃化物塩を、５００ｍｌの水および２５０ｍｌのエタノールのホット溶液に取り上げた。それに、２０ｍｌの１Ｍ  アンモニウムヘキサフルオロホスフェート溶液を添加した。冷却後、誘導フェナジンの沈殿ヘキサフルオロホスフェート塩をろ過し、水で洗浄し、ついで定量収率のために乾燥させた。
【００５８】
上記アノード物質／薬剤に関連する構造を明瞭にするために、かつそれらの名称に関連する不明瞭をなくすために、その化学構造を下に与える：
【００５９】
【化３】
2011081409.tif 000011
2011081409.tif 000012
【００６０】
【化４】
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2011081409.tif 000014
2011081409.tif 000015
【００６１】
【化５】
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【００６２】
【化６】
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【００６３】
【化７】
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【００６４】
【化８】
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【００６５】
【化９】
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【００６６】
下記実験のそれぞれにおいて、電気活性物質／有益薬剤を、適宜の溶媒中に既知濃度で溶解し、そのＵＶ‐ＶＩＳスペクトルを記録し、ついで、その吸光係数を測定した。（吸光係数は、用いられた溶媒に依存しないとみなされたことに注目されたい。）次に、同物質の飽和溶液を溶媒中で調製し、必要に応じてろ過し、必要に応じて稀釈し、そのＵＶ‐ＶＩＳスペクトルを再び記録した。先に測定した吸光係数を用いて、選択溶媒中飽和での濃度を、慣用の分析的技術を用いて計算した。分析的精密度および正確さを確実にするために、実験の間実質的な注意が払われたが、絶対値からの重要でない偏差は、周囲温度および／または大気圧における小さな変化によると理解し得ることを注目されたい。それにもかかわらず、本発明により調製された物質がしばしば溶解度に実質的な増加を示したのだから、そのような重要でない温度および／または圧力偏差の物質の溶解度特性に及ぼす影響は、取るに足りない。
【００６７】
【表３】
2011081409.tif 000026
【００６８】
この実験において、フェロセンは、可溶性部分のない電気活性物質を含み、電気活性物質の残りは、一つ以上の可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、フェロセンに比較しておよそ２倍よりも大きく増大した溶解度を示した。
【００６９】
【表４】
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【００７０】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセンを含み、電気活性物質の残りは、一種以上の可溶性部分を含んだ。再び、この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、テトラ‐ｔ‐ブチルフェロセンに比較して１オーダーよりも大きく増大した溶解度を示した。
【００７１】
【表５】
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【００７２】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、オクタメチルフェロセンを含み、エレクトロクロミック物質の残りは、１種以上の可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、オクタメチルフェロセンに比較して１オーダーよりも大きく増大した溶解度を示した。
【００７３】
【表６】
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【００７４】
この実験において、可溶性部分のない有益薬剤は、Ｔｉｎｕｖｉｎ  Ｐを含み、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ＰＡは、可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む有益薬剤は、Ｔｉｎｕｖｉｎ  Ｐに比較しておよそ３倍よりも大きく増大した溶解度を示した。
【００７５】
【表７】
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【００７６】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、５，１０‐ジヒドロ‐５，１０‐ジメチルフェナジンを含み、５，１０‐ビス‐２‐（トリエチルアンモニウム）エチルフェナジン［ＢＦ4］2は、可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、５，１０‐ジヒドロ‐５，１０‐ジメチルフェナジンに比較しておよそ２倍増大した溶解度を示した。
【００７７】
【表８】
2011081409.tif 000031
【００７８】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、Ｎ，Ｎ’‐ビス‐（３‐エチル‐３Ｈ‐ベンゾチアゾール‐２‐イリデン）‐ヒドラジンを含み、トリエチル‐（４‐｛２‐［（３‐メチル‐３Ｈ‐ベンゾチアゾール‐２‐イリデン）‐ヒドラゾノ］‐ベンゾチアゾール‐３‐イル｝‐ブチル）‐アンモニウムＢＦ4は、可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、Ｎ，Ｎ’‐ビス‐（３‐エチル‐３Ｈ‐ベンゾチアゾール‐２‐イリデン）‐ヒドラジンに比較してほとんど４倍増大した溶解度を示した。
【００７９】
【表９】
2011081409.tif 000032
【００８０】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、２，５，７，１０‐テトラメチル‐５，１０‐ジヒドロフェナジンを含み、２，７‐ジメチル‐５，１０‐ビス‐２‐（トリエチルアンモニウム）エチルフェナジン［ＢＦ4］2は、可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、２，５，７，１０‐テトラメチル‐５，１０‐ジヒドロフェナジンに比較しておよそ４．５倍増大した溶解度を示した。
【００８１】
【表１０】
2011081409.tif 000033
【００８２】
この実験において、可溶性部分のない電気活性物質は、５‐フェニル‐１０‐（２‐ピペリジン‐１‐イル‐エチル）‐５，１０‐ジヒドロフェナジンを含み、１‐メチル‐１‐［２‐（１０‐フェニル‐１０Ｈ‐フェナジン‐５‐イル）‐エチル］‐ピペリジニウムヘキサフルオロホスフェートは、可溶性部分を含んだ。この実験において集めたデータからわかるように、可溶性部分を含む電気活性物質は、５‐フェニル‐１０‐（２‐ピペリジン‐１‐イル‐エチル）‐５，１０‐ジヒドロフェナジンに比較しておよそ１００倍増大した溶解度を示した。
【００８３】
要約すると、実験番号１〜８は、実際、問題の溶解度特性を示す電気活性物質／有益薬剤が、本発明に従って可溶性部分と結合すると特定の溶媒中に望ましく溶解性となり得ることを立証する。そのような溶解度における増大は、低温が実質的に関連する電気活性物質／有益薬剤の溶解度特性に悪影響を及ぼすので、極度の気候条件に日常的に曝露されるエレクトロクロミックデバイスに特に有用であり得る。
【００８４】
本発明をいくつかの好ましい実施態様により本明細書で詳細に説明したが、それにおける多くの改変および変化は、当業者により実施され得る。したがって、特許請求の範囲によってのみ限定されるもので、本明細書に示される実施態様を説明する詳細および手段によってではないことが、我々の意図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月7日(2011.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の要素を含むエレクトロクロミックデバイス：
‐導電物質と関連づけされた少なくとも１種の実質的に透明な基体；および
‐下記の要素を含むエレクトロクロミック媒体：
‐少なくとも１種の溶媒；
‐カソード電気活性物質；
‐アノード電気活性物質；
‐有益薬剤；を含み
前記カソードおよびアノード電気活性物質の少なくとも一方は、エレクトロクロミックであり；そして
前記有益薬剤は、可溶性部分のない同じ物質に比較して有益薬剤の溶解度を増大させる働きをする少なくとも１種の成分を有する可溶性部分を含む。
【請求項２】
前記可溶性部分が、ニトリル、ニトロ成分、スルホキシド、スルホネート、スルホネートエステル、カルボキシレート、ホスホニウム成分、ホスホネート、ホスホナイト、アンモニウム成分、カーボネートを含むカルボニル、カルバメート、ケトン、エステルおよびアミド、ポリエーテルを含むエーテル、第三アミンを含むアミン、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３】
前記可溶性部分が、下記化学式の少なくとも１つにより表される、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス：
【化１】
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2011081409.tif 000061
2011081409.tif 000062
2011081409.tif 000063
‐式中Ｒ11〜Ｒ31は、同じもしくは異なり、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含み；
‐Ａｒは、フェニルを含むアリール成分であり；
‐ｍは、およそ１〜およそ５の範囲の整数であり；
‐ｎは、およそ１〜およそ２０の範囲の整数であり；そして
‐Ｘは前記有益薬剤と関連付けられるものであり、そしてXは直接結合、およそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアルキル、アリール、アルカリル、アラルキル、エーテルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれる。
【請求項４】
前記可溶性部分が、下記化学式により表される、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス：
Ｙ−Ｒ32
‐式中Ｙは、前記有益薬剤と関連付けられ、同物質の溶解度を増大させる働きをし、かつおよそ１〜およそ４０の炭素原子を含むアリール、アルカリル、アラルキルもしくはポリエーテル鎖、およそ１〜およそ４０の珪素原子を含むシリルもしくはシロキシル鎖、ならびにこれらの混合物を含む群から選ばれ；そして
‐Ｒ32は、Ｈ、あるいはおよそ１〜およそ１０の炭素原子を含む直線状または枝分れアルキル、アリール、アルカリルもしくはアラルキル基を含む。
【請求項５】
前記可溶性部分が、追加のアノード電気活性物質、追加の有益薬剤およびこれらの混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項６】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７】
前記カソードおよびアノード電気活性物質が、結合されている、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項８】
前記可溶性部分が、非電気活性物質を含む、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１種の溶媒が、３‐メチルスルホラン、グルタロニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラグリムを含むポリエーテル、エトキシエタノールを含むアルコール、３‐ヒドロキシプロピオニトリル、２‐メチルグルタロニトリルを含むニトリル、２‐アセチルブチロラクトン、シクロペンタノンを含むケトン、β‐プロピオラクトン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを含む環状エステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびこれらの均質混合物を含む群から選ばれる、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１０】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ１ｍＭ〜およそ１０００ｍＭの範囲である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１１】
前記カソードおよびアノードエレクトロクロミック物質の少なくとも一方の濃度が、およそ５ｍＭ〜およそ５００ｍＭの範囲である、請求項１０に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１２】
実質的に透明な第一基体、および第二基体を含む、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１３】
デバイスが、エレクトロクロミック窓である、請求項１２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１４】
前記第二基体が、反射物質でめっきされている、請求項１２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１５】
前記反射物質が、クロム、ロジウム、銀、同物質の合金およびこれらの積重ね層を含む群から選ばれる、請求項１４に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１６】
デバイスが、エレクトロクロミック鏡である、請求項１５に記載のエレクトロクロミックデバイス。