(57)【要約】【課題】シールが不要でコスト的に有利なエレクトロクロミック素子を提供する。【解決手段】エレクトロクロミック素子（透過型エレクトロクロミック素子）１は、表示極３と、対向電極５と、透明高分子電解質膜７と、を備えている。透明高分子電解質膜７のうち、表示極３に接触せず、かつ対向電極５に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れている。透明高分子電解質膜７は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含むゲル膜である。このエレクトロクロミック素子１は、ゲル膜が透明高分子電解質膜として用いられているから、透明高分子電解質膜７の少なくとも一部が、外気に触れている開放型の構造を採用しても、電解質が揮発せず、液漏れもしない。よって、密閉するためのシールが不要となり、コスト的に有利である。【選択図】図１
2019053104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型エレクトロクロミック素子であって、
透明導電性膜上に電気化学的に可逆に呈色するエレクトロクロミック材料を修飾した表示極と、
前記表示極の電気化学反応を補償する対向電極と、
前記表示極と、前記対向電極との間に挟まれた透明高分子電解質膜と、を備え、
前記透明高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含むゲル膜であり、
前記透明高分子電解質膜のうち、前記表示極に接触せず、かつ前記対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れていることを特徴とする透過型エレクトロクロミック素子。
【請求項２】
前記透明高分子電解質膜と前記表示極は密着しており、前記透明高分子電解質膜と前記表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ
前記透明高分子電解質膜と前記対向電極は密着しており、前記透明高分子電解質膜と前記対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の透過型エレクトロクロミック素子。
【請求項３】
反射型エレクトロクロミック素子であって、
透明導電性膜上に電気化学的に可逆に呈色するエレクトロクロミック材料を修飾した表示極と、
前記表示極の電気化学反応を補償する対向電極と、
前記表示極と、前記対向電極との間に挟まれた白色高分子電解質膜と、を備え、
前記白色高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含むゲル膜であり、
前記白色高分子電解質膜のうち、前記表示極に接触せず、かつ前記対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れていることを特徴とする反射型エレクトロクロミック素子。
【請求項４】
前記白色高分子電解質膜と前記表示極は密着しており、前記白色高分子電解質膜と前記表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ
前記白色高分子電解質膜と前記対向電極は密着しており、前記白色高分子電解質膜と前記対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことを特徴とする請求項３に記載の反射型エレクトロクロミック素子。
【請求項５】
透過型エレクトロクロミック素子の製造方法であって、
表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、透明なイオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、
前記イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記一方の極に接していない片面に、前記溶媒を塗布して、前記片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記片面に、前記表示極及び前記対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備えることを特徴とする透過型エレクトロクロミック素子の製造方法。
【請求項６】
反射型エレクトロクロミック素子の製造方法であって、
表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、白色顔料含有のイオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、
前記イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記一方の極に接していない片面に、前記溶媒を塗布して、前記片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記片面に、前記表示極及び前記対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備えることを特徴とする反射型エレクトロクロミック素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、透過型エレクトロクロミック素子、反射型エレクトロクロミック素子、透過型エレクトロクロミック素子の製造方法、及び反射型エレクトロクロミック素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミック素子等の電気化学デバイスが盛んに検討されている（特許文献１参照）。そして、これまで、エレクトロクロミック素子等の電気化学デバイスの電解溶液として、支持塩を溶解したアセトニトリル溶液が用いられている。アセトニトリルは、安定な電位窓を有するため電気化学デバイスの電解溶液として適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０２０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アセトニトリルは揮発性であるため、開放型において使用すると、時間の経過とともに揮発してしまう。また、この場合には、液漏れのおそれもある。そのため、シールをして密閉型とする必要があり、構造が複雑になるという問題点があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、シールが不要でコスト的に有利な透過型エレクトロクロミック素子又は反射型エレクトロクロミック素子を提供することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔１〕
透過型エレクトロクロミック素子であって、
透明導電性膜上に電気化学的に可逆に呈色するエレクトロクロミック材料を修飾した表示極と、
前記表示極の電気化学反応を補償する対向電極と、
前記表示極と、前記対向電極との間に挟まれた透明高分子電解質膜と、を備え、
前記透明高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含むゲル膜であり、
前記透明高分子電解質膜のうち、前記表示極に接触せず、かつ前記対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れていることを特徴とする透過型エレクトロクロミック素子。
【０００６】
〔２〕
前記透明高分子電解質膜と前記表示極は密着しており、前記透明高分子電解質膜と前記表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ
前記透明高分子電解質膜と前記対向電極は密着しており、前記透明高分子電解質膜と前記対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことを特徴とする〔１〕に記載の透過型エレクトロクロミック素子。
【０００７】
〔３〕
反射型エレクトロクロミック素子であって、
透明導電性膜上に電気化学的に可逆に呈色するエレクトロクロミック材料を修飾した表示極と、
前記表示極の電気化学反応を補償する対向電極と、
前記表示極と、前記対向電極との間に挟まれた白色高分子電解質膜と、を備え、
前記白色高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含むゲル膜であり、
前記白色高分子電解質膜のうち、前記表示極に接触せず、かつ前記対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れていることを特徴とする反射型エレクトロクロミック素子。
【０００８】
〔４〕
前記白色高分子電解質膜と前記表示極は密着しており、前記白色高分子電解質膜と前記表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ
前記白色高分子電解質膜と前記対向電極は密着しており、前記白色高分子電解質膜と前記対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことを特徴とする〔３〕に記載の反射型エレクトロクロミック素子。
【０００９】
〔５〕
透過型エレクトロクロミック素子の製造方法であって、
表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、透明なイオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、
前記イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記一方の極に接していない片面に、前記溶媒を塗布して、前記片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記片面に、前記表示極及び前記対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備えることを特徴とする透過型エレクトロクロミック素子の製造方法。
【００１０】
〔６〕
反射型エレクトロクロミック素子の製造方法であって、
表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、白色顔料含有のイオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、
前記イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記一方の極に接していない片面に、前記溶媒を塗布して、前記片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、
前記イオン液体ゲル膜の前記片面に、前記表示極及び前記対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備えることを特徴とする反射型エレクトロクロミック素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透過型エレクトロクロミック素子では、ゲル膜を透明高分子電解質膜として用いている。よって、透明高分子電解質膜の少なくとも一部が、外気に触れている開放型の構造を採用しても、電解質が揮発せず、液漏れもしない。このように、本発明の透過型エレクトロクロミック素子では、密閉するためのシールが不要となるから、コスト的に有利である。
透明高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ、透明高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しない場合には、色変化の均一性が担保される。また、この場合には、気泡による光の散乱が防止されるため、透過型エレクトロクロミック素子の透明性が保たれる。また、この場合には、気泡による、透明高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、透明高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されるので、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮させることができる。
【００１２】
本発明の反射型エレクトロクロミック素子では、ゲル膜を白色高分子電解質膜として用いている。よって、白色高分子電解質膜の少なくとも一部が、外気に触れている開放型の構造を採用しても、電解質が揮発せず、液漏れもしない。このように、本発明の反射型エレクトロクロミック素子では、密閉するためのシールが不要となるから、コスト的に有利である。また、この反射型エレクトロクロミック素子では、白色高分子電解質膜が反射膜としても機能するから、別途、反射膜を設ける必要がなく、コスト的に有利である。
白色高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ白色高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しない場合には、色変化の均一性が担保される。また、この場合には、気泡による、白色高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、白色高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されるので、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮させることができる。
【００１３】
本発明の透過型エレクトロクロミック素子の製造方法によれば、イオン液体ゲル膜と表示極の間に気泡が入ることが抑制され、かつ、イオン液体ゲル膜と対向電極の間にも気泡が入ることが抑制される。よって、この製造方法によれば、色変化の均一性が担保された透過型エレクトロクロミック素子が提供される。また、この製造方法によれば、透明性が保たれた透過型エレクトロクロミック素子が提供される。また、この製造方法によれば、気泡による、イオン液体ゲル膜と表示極の接触面積の減少や、イオン液体ゲル膜と対向電極の接触面積の減少が抑制され、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮できる透過型エレクトロクロミック素子が提供される。
【００１４】
本発明の反射型エレクトロクロミック素子の製造方法によれば、イオン液体ゲル膜と表示極の間に気泡が入ることが抑制され、かつ、イオン液体ゲル膜と対向電極の間にも気泡が入ることが抑制される。よって、この製造方法によれば、色変化の均一性が担保された反射型エレクトロクロミック素子が提供される。また、この製造方法によれば、気泡による、イオン液体ゲル膜と表示極の接触面積の減少や、イオン液体ゲル膜と対向電極の接触面積の減少が抑制され、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮できる反射型エレクトロクロミック素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明する。
【図１】透過型エレクトロクロミック素子の構造を模式的に示す説明図である。
【図２】反射型エレクトロクロミック素子の構造を模式的に示す説明図である。
【図３】透過型エレクトロクロミック素子の製造方法を模式的に示す説明図である。
【図４】反射型エレクトロクロミック素子の製造方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１７】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１８】
１．透過型エレクトロクロミック素子
本発明の透過型エレクトロクロミック素子１は、表示極３と、対向電極５と、透明高分子電解質膜７と、を備えている（図１参照）。
【００１９】
（１）表示極
表示極は、透明導電性膜上に電気化学的に可逆に呈色するエレクトロクロミック材料を修飾した電極である。
透明導電性膜は、特に限定されず、公知の透明導電性膜を用いることができる。例えば、透明導電性膜としてインジュウム酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズなどを好適に用いることができる。
エレクトロクロミック材料は、特に限定されず、公知のエレクトロクロミック材料を用いることができる。例えば、エレクトロクロミック材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）膜、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）膜などを好適に用いることができる。ＰＥＤＯＴ膜は、例えば、電解重合法により成膜できる。Ｐ３ＨＴ膜は、例えば、スピンコート法により成膜できる。
なお、表示極のエレクトロクロミック材料で修飾した側が、透明高分子電解質膜に接触している。
【００２０】
（２）対向電極
対向電極は、表示極の電気化学反応を補償する電極である。対向電極は、例えば、透明導電性膜上に表示極の電気化学反応を補償する材料を修飾した電極とすることができる。
透明導電性膜は、特に限定されず、公知の透明導電性膜を用いることができる。例えば、透明導電性膜としてインジュウム酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズなどを好適に用いることができる。
電気化学反応を補償する材料は、特に限定されず、公知の材料を用いることができる。例えば、この材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）膜などを好適に用いることができる。ＰＥＤＯＴ膜は、例えば、電解重合法により成膜できる。
なお、対向電極の電気化学反応を補償する材料で修飾した側が、透明高分子電解質膜に接触している。
【００２１】
（３）透明高分子電解質膜
透明高分子電解質膜は、表示極と、対向電極との間に挟まれるように配置されている。透明高分子電解質膜のうち、表示極に接触せず、かつ対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れている。すなわち、本発明の透過型エレクトロクロミック素子は開放型である。
透明高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含むゲル膜である。ゲル膜は、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含む溶液から、有機溶媒を揮発させて形成することができる。なお、本明細書において「ゲル膜」のことを「イオン液体ゲル膜」と記載することがあるが、両者は同じである。
【００２２】
（３．１）ゲル膜の形成に用いる有機溶媒
ゲル膜の形成に用いる有機溶媒は特に限定されない。有機溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジブチルエーテル、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、が挙げられる。有機溶媒は単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒がより好ましい。エーテル系溶媒、ケトン系溶媒を用いると透明なゲル膜ができやすいからである。具体的には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトンが特に好ましい。透明で均一なゲル膜を作製するためには、エーテル系溶媒が特に好ましく、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が最も適している。
なお、ニトリル系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エステル系溶媒を用いた場合には、白色のゲル膜が得られる。
【００２３】
（３．２）イオン液体
上述のイオン液体とは、常温（２５℃）において溶融状態にあり、カチオン部とアニオン部からなるイオン性物質のことを示す。
イオン液体のカチオン部としては、通常のイオン液体に用いられるカチオンを用いることができる。例えば、窒素数１〜３個の５〜６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオン、及び第四級ホスホニウムカチオンからなる群より選択されるカチオン部が挙げられる。
【００２４】
窒素数１〜３個の５〜６員環化合物のオニウムカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウムカチオン等の５員環化合物のオニウムカチオンや、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン等の６員環化合物のオニウムカチオンを挙げることができる。これらの中でも、イミダゾリウムカチオンが、融点が低く液状になりやすい点で好ましい。
【００２５】
イミダゾリウムカチオンとしては、特に限定されるものではない。例えば、下記一般式（１）の構造を有するものをあげることができる。
【化１】
2019053104.tif 000003
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７〜３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基、前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕
【００２６】
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソアミル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−へキシル基、３−メチルペンタン−２−イル基、３−メチルペンタン−３−イル基、４−メチルペンチル基、４−メチルペンタン−２−イル基、１，３−ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブタン−２−イル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、１−エチルペンチル基、１−（ｎ−プロピル）ブチル基、１，１−ジメチルペンチル基、１，４−ジメチルペンチル基、１，１−ジエチルプロピル基、１，３，３−トリメチルブチル基、１−エチル−２，２−ジメチルプロピル基、ｎ−オクチル基、２−メチルヘキサン−２−イル基、２，４−ジメチルペンタン−３−イル基、１，１−ジメチルペンタン−１−イル基、２，２−ジメチルヘキサン−３−イル基、２，３−ジメチルヘキサン−２−イル基、２，５−ジメチルヘキサン−２−イル基、２，５−ジメチルヘキサン−３−イル基、３，４−ジメチルヘキサン−３−イル基、３，５−ジメチルヘキサン−３−イル基、１−メチルヘプチル基、２−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、２−メチルヘプタン−２−イル基、３−メチルヘプタン−３−イル基、４−メチルヘプタン−３−イル基、４−メチルヘプタン−４−イル基、１−エチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、１−プロピルペンチル基、２−プロピルペンチル基、１，１−ジメチルヘキシル基、１，４−ジメチルヘキシル基、１，５−ジメチルヘキシル基、１−エチル−１−メチルペンチル基、１−エチル−４−メチルペンチル基、１，１，４−トリメチルペンチル基、２，４，４−トリメチルペンチル基、１−イソプロピル−１，２−ジメチルプロピル基、１，１，３，３−テトラメチルブチル基、ｎ−ノニル基、１−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、１−エチルヘプチル基、１−（ｎ−ブチル）ペンチル基、４−メチル−１−（ｎ−プロピル）ペンチル基、１，５，５−トリメチルヘキシル基、１，１，５−トリメチルヘキシル基、２−メチルオクタン−３−イル基、ｎ−デシル基、１−メチルノニル基、１−エチルオクチル基、１−（ｎ−ブチル）ヘキシル基、１，１−ジメチルオクチル基、３，７−ジメチルオクチル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、１−エチルノニル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、１−メチルトリデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。入手容易性の観点から、置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜８の飽和もしくは不飽和の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
【００２７】
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基の例としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アンスリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、５−ナフタセニル基、１−インデニル基、２−アズレニル基、９−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基などが挙げられる。
【００２８】
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数７〜３１のアリールアルキル基の例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、３−フェニルプロピル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、２−（１−ナフチル）エチル基、２−（２−ナフチル）エチル基、３−（１−ナフチル）プロピル基、又は３−（２−ナフチル）プロピル基などが挙げられる。
【００２９】
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる炭素数１〜２０のアルコキシ基の例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、２−メチルプロポキシ基、１−メチルプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。これらのなかでも、炭素数１〜４のものが好ましい。
【００３０】
前述した置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換されているかもしくは非置換のアリールアルキル基、及びアルキレン基中の水素原子は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
【００３１】
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ドデシル基などのアルキル基、フェニル基、ｐ−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基などのアリール基、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−トリルオキシ基などのアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニルなど等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基などのアシル基、メチルスルファニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルファニル基などのアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、ｐ−トリルスルファニル基などのアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基などのジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ｐ−トリルアミノ基等のアリールアミノ基などの他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基などが挙げられる。
【００３２】
上記式（１）で示されるイミダゾリウムカチオンとしては、合成の容易さの点から、１，３−二置換イミダゾリウムカチオン、１，２，３−三置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられ、特には１，３−二置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられる。
具体的にイミダゾリウムカチオンとしては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムカチオン、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムカチオンなどのジアルキルイミダゾリウムカチオン；３−エチル−１，２−ジメチル−イミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−ヘキシルイミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−オクチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３，４−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−イソプロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオンなどのトリアルキルイミダゾリウムカチオンなどを挙げることができる。
【００３３】
ピロリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−プロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−イソプロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
【００３４】
ピリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ−メチルピリジニウムカチオン、Ｎ−エチルピリジニウムカチオン、Ｎ−ブチルピリジニウムカチオン、Ｎ−プロピルピリジニウムカチオンなどの炭素数１〜１６のアルキル基により置換されたピリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
【００３５】
ピペリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−エチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
【００３６】
イオン液体（１）のアニオン部に関しては、特に限定されず、一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。例えば、アニオン部として、Ｃｌ−、Ｂｒ−、ＡｌＣｌ４−、Ａｌ２  Ｃｌ７−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＮＯ３−、ＣＨ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＣＯＯ−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＣＦ３ＳＯ３−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＮｂＦ６−、ＴａＦ６−、Ｆ（ＨＦ）ｎ−、（ＣＮ）２Ｎ−、ＳＣＮ−、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３−、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ−、Ｃ３Ｆ７ＣＯＯ−、（ＣＦ３ＳＯ２）（ＣＦ３ＣＯ）Ｎ−などの一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。
これらの中でも、ハロゲン原子を有するアニオンが好ましく、特にはフッ素原子含有アニオンが好ましく、更には、下記一般式（２）で示されるフッ素含有イミドアニオンを用いることが好ましい。
【００３７】
（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−    ・・・（２）
（式中、ｎは、０〜１５の整数）
【００３８】
一般式（２）で示されるフッ素含有イミドアニオンとして、具体的には、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、ビス（フルオロスルホニル）イミドアニオンを用いることが好ましい。なお、上記ｎとしては、通常０〜１５、好ましくは０〜８、特に好ましくは０〜４である。
【００３９】
イオン液体の製造方法は、特に限定されない。例えば、製造方法として、アニオン交換法又は酸エステル法などの公知の方法を適用することができる。より詳細には、例えば、用いる有機カチオンのハロゲン化塩とパーフルオロアルキルスルホネートアニオンのアルカリ金属塩とを用いてアニオン交換反応により得ることができる。ハロゲン化塩のハロゲンとしては、塩素又は臭素があげられる。アルカリ金属塩のアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
【００４０】
（３．３）（メタ）アクリル系ポリマー
本明細書において、（メタ）アクリル系ポリマーとは、アクリル樹脂、メタクリル樹脂の双方を含む意味で用いる。本明細書において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及び／又は「メタクリル」（「アクリル」及び「メタクリル」のうち一方又は両方）を意味する。
（メタ）アクリル系ポリマーは、特に限定されない。（メタ）アクリル系ポリマーとしては、例えば、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルをモノマー単位として５０質量％以上含有するポリマーであることが好ましい。例えばポリメタクリル酸メチル（以下、「ＰＭＭＡ」ともいう。）が好適に用いられる。
（メタ）アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されない。重量平均分子量は、例えば、１×１０４〜１×１０６であり、好ましくは５×１０４〜２×１０５である。
【００４１】
（３．４）ゲル膜の製造方法
ゲル膜の製造方法は、特に限定されないが、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含む透明なイオン液体ゲル調製溶液から、有機溶媒を揮発させてゲル膜とする方法を好適に採用できる。
ここで、「有機溶媒」、「イオン液体」、「（メタ）アクリル系ポリマー」については、既に述べた説明をそのまま適用できる。
この製造方法では、透明なイオン液体ゲル調製溶液中に、（メタ）アクリル系ポリマーを溶解していることが特徴である。
【００４２】
有機溶媒、イオン液体、（メタ）アクリル系ポリマーの混合割合は、特に限定されない。例えば、次の割合で、有機溶媒に、イオン液体及び（メタ）アクリル系ポリマーを溶解させることができる。すなわち、有機溶媒１ｍＬに対して溶解させるイオン液体は、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。有機溶媒１ｍＬに対して溶解させる（メタ）アクリル系ポリマーは、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。これらの範囲内で、有機溶媒に、イオン液体及び（メタ）アクリル系ポリマーを溶解させると、良好なゲル膜が得られる傾向にある。
【００４３】
有機溶媒を揮発させる際の温度は、用いる有機溶媒の沸点にもよるが、通常、０〜１８０℃、好ましくは０〜１２０℃、より好ましくは１５〜６０℃である。
また、有機溶媒の揮発は、常圧下で行っても、減圧下で行っても、加圧下で行ってもよい。
【００４４】
（４）透過型エレクトロクロミック素子の好ましい実施形態
透過型エレクトロクロミック素子は以下の特徴を有することが好ましい。
透明高分子電解質膜と表示極は密着しており、透明高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ透明高分子電解質膜と対向電極は密着しており、透明高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことが好ましい。
この構成では、透過型エレクトロクロミック素子における、色変化の均一性が担保される。また、気泡による光の散乱が防止されるため、透過型エレクトロクロミック素子の透明性が保たれる。また、気泡による、透明高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、透明高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されるので、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮させることができる。
【００４５】
（５）透過型エレクトロクロミック素子の製造方法
透過型エレクトロクロミック素子の製造方法は特に限定されないが、以下の製造方法を好適に例示することができる。
すなわち、〔１〕表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、イオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、〔２〕イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、〔３〕イオン液体ゲル膜の片面（一方の極に接していない面）に、溶媒を塗布して、片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、〔４〕イオン液体ゲル膜の片面に、表示極及び対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備える製造方法を好適に採用できる。
図３に、この製造方法の模式図を示す。図３の符号３１は一方の極を示し、符号３３はイオン液体ゲル調製溶液を示し、符号３５はイオン液体ゲル膜を示し、符号３７は低粘性液体を示し、符号３９は他方の極を示す。また、図３（Ａ）（Ｂ）は、〔１〕の塗布工程を示す。図３（Ｃ）は、〔２〕のゲル膜形成工程を示す。図３（Ｄ）は、〔３〕の溶解工程を示す。図３（Ｅ）は、〔４〕の貼り合わせ工程を示す。なお、〔４〕の貼り合わせ工程の後に、乾燥させることにより、図３（Ｆ）で示す透過型エレクトロクロミック素子が完成する。
【００４６】
ここで、「表示極」、「対向電極」、「イオン液体ゲル膜（上述の「ゲル膜」と同じ）」については、既に述べた説明をそのまま適用できる。
また、「イオン液体ゲル調製溶液」は、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、を含む溶液である。「有機溶媒」、「イオン液体」、「（メタ）アクリル系ポリマー」については、既に述べた説明をそのまま適用できる。イオン液体ゲル調製溶液における、有機溶媒、イオン液体、（メタ）アクリル系ポリマーの混合割合は、特に限定されない。例えば、次の割合で、有機溶媒に、イオン液体及び（メタ）アクリル系ポリマーを溶解させることができる。すなわち、有機溶媒１ｍＬに対して溶解させるイオン液体は、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。有機溶媒１ｍＬに対して溶解させる（メタ）アクリル系ポリマーは、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。これらの範囲内で、有機溶媒に、イオン液体及び（メタ）アクリル系ポリマーを溶解させると、良好なゲル膜が得られる傾向にある。
【００４７】
有機溶媒を揮発させる際の温度は、用いる有機溶媒の沸点にもよるが、通常、０〜１８０℃、好ましくは０〜１２０℃、より好ましくは１５〜６０℃である。
また、有機溶媒の揮発は、常圧下で行っても、減圧下で行っても、加圧下で行ってもよい。
【００４８】
上述の製造方法では、〔２〕のゲル膜形成工程で、イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とし、その後、〔３〕の溶解工程で、イオン液体ゲル膜の片面に、溶媒を塗布して、片面の表面のみを低粘性液体とし、〔４〕の貼り合わせ工程で、他方の極を貼り合わせている。このようにイオン液体ゲル膜を形成後、再びイオン液体ゲル膜の表面層のみ液化してサンドイッチ構造を形成する理由は、以下の通りである。イオン液体ゲル調製溶液は高粘性体のため、一方の極の上にイオン液体ゲル調製溶液を塗布して、一度も乾燥せずに他方の極を貼り合わせると、他方の極に対する濡れが悪く気泡が混入してしまう。また、溶媒が揮発する際に上下に電極があると、開放された側面からしか揮発できず、体積収縮の際に気泡が発生してしまう。他方、上述の製造方法のように、一度開放系で乾燥させるとイオン液体ゲル膜には気泡は発生しない。その後、表面層を溶媒で液化した場合は、低粘性液体となり、他方の極を重ねる際に、濡れが良くなり、気泡の混入を防ぐことができる。
【００４９】
２．反射型エレクトロクロミック素子
次に、反射型エレクトロクロミック素子について説明する。
本発明の反射型エレクトロクロミック素子１１は、表示極１３と、対向電極１５と、白色高分子電解質膜１７と、を備えている（図２参照）。
【００５０】
（１）表示極
「表示極」については、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「１（１）表示極」の説明をそのまま適用できる。
なお、表示極のエレクトロクロミック材料で修飾した側が、白色高分子電解質膜に接触している。
【００５１】
（２）対向電極
「対向電極」については、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「１（２）対向電極」の説明をそのまま適用できる。
なお、対向電極の電気化学反応を補償する材料で修飾した側が、白色高分子電解質膜に接触している。
【００５２】
（３）白色高分子電解質膜
白色高分子電解質膜は、表示極と、対向電極との間に挟まれるように配置されている。白色高分子電解質膜のうち、表示極に接触せず、かつ対向電極に接触しない部分の少なくとも一部は、外気に触れている。すなわち、本発明の反射型エレクトロクロミック素子は開放型である。
白色高分子電解質膜は、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含むゲル膜である。ゲル膜は、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含む溶液から、有機溶媒を揮発させて形成することができる。なお、本明細書において「ゲル膜」のことを「イオン液体ゲル膜」と記載することがあるが、両者は同じである。
【００５３】
（３．１）ゲル膜の形成に用いる有機溶媒
「ゲル膜の形成に用いる有機溶媒」については、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「（３．１）ゲル膜の形成に用いる有機溶媒」の説明をそのまま適用できる。
【００５４】
（３．２）イオン液体
「イオン液体」については、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「（３．２）イオン液体」の説明をそのまま適用できる。
【００５５】
（３．３）（メタ）アクリル系ポリマー
「（メタ）アクリル系ポリマー」については、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「（３．３）（メタ）アクリル系ポリマー」の説明をそのまま適用できる。
【００５６】
（３．４）白色顔料
白色顔料は、特に限定されず、公知の白色顔料を用いることができる。白色顔料としては、酸化チタン（二酸化チタン）を好適に用いることができる。酸化チタンの結晶型はアナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のいずれでもよい。また、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のうち２種以上の結晶型を含有していてもかまわない。
【００５７】
（３．５）ゲル膜の製造方法
ゲル膜の製造方法は、特に限定されないが、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含むイオン液体ゲル調製溶液から、有機溶媒を揮発させてゲル膜とする方法を好適に採用できる。
ここで、「有機溶媒」、「イオン液体」、「（メタ）アクリル系ポリマー」、「白色顔料」については、既に述べた説明をそのまま適用できる。
この製造方法では、イオン液体ゲル調製溶液中に、（メタ）アクリル系ポリマーを溶解していることが特徴である。
【００５８】
イオン液体ゲル調製溶液は、上述の透過型エレクトロクロミック素子における「（３．４）ゲル膜の製造方法」に記載された透明なイオン液体ゲル調製溶液に白色顔料が分散されたものである。
有機溶媒、イオン液体、（メタ）アクリル系ポリマー、白色顔料の混合割合は、特に限定されない。例えば、次の割合とすることができる。すなわち、有機溶媒１ｍＬに対して溶解させるイオン液体は、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。有機溶媒１ｍＬに対して溶解させる（メタ）アクリル系ポリマーは、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。
また、白色顔料は、透明なイオン液体ゲル調製溶液（有機溶媒、イオン液体、及び（メタ）アクリル系ポリマーを含んだ溶液）１ｇに対して好ましくは１〜１００ｍｇ、より好ましくは５〜５０ｍｇ、更に好ましくは１０〜２０ｍｇの割合で混合されている。
混合割合が、これらの範囲内とすると、良好なゲル膜が得られる傾向にある。
【００５９】
（４）反射型エレクトロクロミック素子の好ましい実施形態
反射型エレクトロクロミック素子は以下の特徴を有することが好ましい。
白色高分子電解質膜と表示極は密着しており、白色高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ白色高分子電解質膜と対向電極は密着しており、白色高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在しないことが好ましい。
この構成では、反射型エレクトロクロミック素子における、色変化の均一性が担保される。また、気泡による、白色高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、白色高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されるので、表示極及び対向電極の本来の機能を十分に発揮させることができる。
【００６０】
（５）反射型エレクトロクロミック素子の製造方法
反射型エレクトロクロミック素子の製造方法は特に限定されないが、以下の製造方法を好適に例示することができる。
すなわち、〔１〕表示極及び対向電極のいずれか一方の極の上に、白色顔料含有のイオン液体ゲル調製溶液を塗布する塗布工程と、〔２〕イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とするゲル膜形成工程と、〔３〕イオン液体ゲル膜の片面（一方の極に接していない面）に、溶媒を塗布して、片面の表面のみを低粘性液体とする溶解工程と、〔４〕イオン液体ゲル膜の片面に、表示極及び対向電極のいずれか他方の極を貼り合わせる貼り合わせ工程と、を備える製造方法を好適に採用できる。
図４に、この製造方法の模式図を示す。図４の符号３１は一方の極を示し、符号３３はイオン液体ゲル調製溶液を示し、符号３５はイオン液体ゲル膜を示し、符号３７は低粘性液体を示し、符号３９は他方の極を示す。また、図４（Ａ）（Ｂ）は、〔１〕の塗布工程を示す。図４（Ｃ）は、〔２〕のゲル膜形成工程を示す。図４（Ｄ）は、〔３〕の溶解工程を示す。図４（Ｅ）は、〔４〕の貼り合わせ工程を示す。なお、〔４〕の貼り合わせ工程の後に、乾燥させることにより、図４（Ｆ）で示す反射型エレクトロクロミック素子が完成する。
【００６１】
ここで、「表示極」、「対向電極」、「イオン液体ゲル膜（上述の「ゲル膜」と同じ）」については、既に述べた説明をそのまま適用できる。
また、「イオン液体ゲル調製溶液」は、有機溶媒と、イオン液体と、（メタ）アクリル系ポリマーと、白色顔料と、を含む溶液である。「有機溶媒」、「イオン液体」、「（メタ）アクリル系ポリマー」、「白色顔料」、については、既に述べた説明をそのまま適用できる。イオン液体ゲル調製溶液における、有機溶媒、イオン液体、（メタ）アクリル系ポリマー、白色顔料の混合割合は、特に限定されない。例えば、次の割合とすることができる。すなわち、有機溶媒１ｍＬに対して溶解させるイオン液体は、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。有機溶媒１ｍＬに対して溶解させる（メタ）アクリル系ポリマーは、好ましくは１〜１００ｍｇであり、より好ましくは５〜５０ｍｇであり、更に好ましくは１０〜２０ｍｇである。
また、白色顔料は、透明なイオン液体ゲル調製溶液（有機溶媒、イオン液体、及び（メタ）アクリル系ポリマーを含んだ溶液）１ｇに対して好ましくは１〜１００ｍｇ、より好ましくは５〜５０ｍｇ、更に好ましくは１０〜２０ｍｇの割合で混合されている。
混合割合が、これらの範囲内とすると、良好なゲル膜が得られる傾向にある。
【００６２】
有機溶媒を揮発させる際の温度は、用いる有機溶媒の沸点にもよるが、通常、０〜１８０℃、好ましくは０〜１２０℃、より好ましくは１５〜６０℃である。
また、有機溶媒の揮発は、常圧下で行っても、減圧下で行っても、加圧下で行ってもよい。
【００６３】
上述の製造方法では、〔２〕のゲル膜形成工程で、イオン液体ゲル調製溶液から溶媒を揮発させてイオン液体ゲル膜とし、その後、〔３〕の溶解工程で、イオン液体ゲル膜の片面に、溶媒を塗布して、片面の表面のみを低粘性液体とし、〔４〕の貼り合わせ工程で、他方の極を貼り合わせている。このようにイオン液体ゲル膜を形成後、再びイオン液体ゲル膜の表面層のみ液化してサンドイッチ構造を形成する理由は、以下の通りである。イオン液体ゲル調製溶液は高粘性体のため、一方の極の上にイオン液体ゲル調製溶液を塗布して、一度も乾燥せずに他方の極を貼り合わせると、他方の極に対する濡れが悪く気泡が混入してしまう。また、溶媒が揮発する際に上下に電極があると、開放された側面からしか揮発できず、体積収縮の際に気泡が発生してしまう。他方、上述の製造方法のように、一度開放系で乾燥させるとイオン液体ゲル膜には気泡は発生しない。その後、表面層を溶媒で液化した場合は、低粘性液体となり、他方の極を重ねる際に、濡れが良くなり、気泡の混入を防ぐことができる。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例により更に具体的に説明する。
【００６５】
１．透過型エレクトロクロミック素子（実施例１）
（１）ＰＥＤＯＴ膜を用いた表示極又は対向電極の製造
ＩＴＯ電極（インジュウム酸化スズ電極）の上に、ＰＥＤＯＴ膜を成膜した。具体的には、以下のようにした。ＰＥＤＯＴ膜は、作用電極としてＩＴＯ電極、参照電極としてＡｇ／Ａｇ＋電極、対極として白金コイル線を用いた三極系をポテンショスタットにより電流制御し、１０ｍＭ  エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）モノマーを含む０．１Ｍテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロリン酸（ＴＢＡ＋ＰＦ６−）を支持電解質としたアセトニトリル溶液にてＩＴＯ電極上に６０秒間１ｍＡで定電流電解して成膜した。
【００６６】
（２）Ｐ３ＨＴ膜を用いた表示極の製造
ＩＴＯ電極の上に、Ｐ３ＨＴ膜を成膜した。
Ｐ３ＨＴ膜は、クロロホルム溶媒に溶解したＰ３ＨＴ溶液をＩＴＯ電極上に滴下し、スピンコーターにて１０００ｒｐｍの回転速度で６０秒間回転して乾燥して成膜した。Ｐ３ＨＴ濃度及び回転数を調整して膜厚を制御した。
【００６７】
（３）透明なイオン液体ゲル調製溶液の製造
透明なイオン液体ゲル調製溶液として、ＴＨＦ溶媒（１ｍＬ）に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＥＭＩｍ＋ＴＦＳＩ−）３８０ｍｇとポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）１２７ｍｇを溶解した粘性溶液を用いた。
【００６８】
（４）透過型エレクトロクロミック素子の製造
対向電極（ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極）上に透明なイオン液体ゲル調製溶液を塗布し、揮発性のＴＨＦ溶媒を常温にて揮発させ、透明なイオン液体ゲル膜を作製した。その後、透明なイオン液体ゲル膜上に再びＴＨＦ溶媒を塗布してイオン液体ゲル膜の表面のみを低粘性液体にし、その上に表示極（ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極、又はＰ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極）を貼り合わせてサンドイッチ構造にした。一晩静置してＴＨＦが揮発すると、粘性液体はゲル化して固体膜となり、封止等の必要がなくなった。
【００６９】
（５）透過型エレクトロクロミック素子の作用効果
本実施例の透過型エレクトロクロミック素子では、電解質には透明なイオン液体ゲル膜を使用しているから溶媒の揮発・発火がない。しかも、電解質は、ゲル化しているから、液漏れのおそれがなく、素子工程の簡素化、シールフリーを実現できる。
表示極として、ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた透過型エレクトロクロミック素子では、電気によって色が変わる現象、すなわち、濃紺色と薄青色の間で色が変わる現象が観察された。よって、この透過型エレクトロクロミック素子は、素子としての基本的な性能を備えていることが確認された。
表示極として、Ｐ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた透過型エレクトロクロミック素子では、電気によって色が変わる現象、すなわち、赤紫色と薄青色の間で色が変わる現象が観察された。よって、この透過型エレクトロクロミック素子は、素子としての基本的な性能を備えていることが確認された。
【００７０】
また、表示極として、ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた透過型エレクトロクロミック素子、及びＰ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた透過型エレクトロクロミック素子のいずれにおいても透明高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ透明高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在していなかった。そして、いずれの透過型エレクトロクロミック素子でも、色変化の均一性が担保されていた。また、気泡による光の散乱が防止されるため、透過型エレクトロクロミック素子の透明性が保たれていた。また、気泡による、透明高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、透明高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されて、表示極及び対向電極の本来の機能が十分に発揮され、色の変化も実用的であった。
【００７１】
２．反射型エレクトロクロミック素子（実施例２）
（１）ＰＥＤＯＴ膜を用いた表示極又は対向電極の製造
ＰＥＤＯＴ膜を用いた表示極又は対向電極は、透過型エレクトロクロミック素子（実施例１）の場合と同様にして製造した。
【００７２】
（２）Ｐ３ＨＴ膜を用いた表示極の製造
Ｐ３ＨＴ膜を用いた表示極は、透過型エレクトロクロミック素子（実施例１）の場合と同様にして製造した。
【００７３】
（３）白色顔料含有のイオン液体ゲル調製溶液の製造
透過型エレクトロクロミック素子（実施例１）における透明なイオン液体ゲル調製溶液に白色顔料である酸化チタン微粒子が分散された高分散白色顔料イオン液体ゲル調製溶液（白色顔料含有のイオン液体ゲル調製溶液）を作製した。これにより、拡散反射膜となるセパレーターを省くことができる。酸化チタン微粒子を高分散にするためには、透明なイオン液体ゲル調製溶液を調製後に酸化チタン微粒子を分散しようとしても高粘性液体のため均一な分散は行えない。そこで、酸化チタン微粒子粉末を予め低粘性溶媒であるＴＨＦ溶媒に超音波振動により高分散させた後、イオン液体とポリメタクリル酸メチルを加えて高分散白色顔料イオン液体調製溶液を作製した。各成分の配合は以下の通りである。
ＴＨＦ溶媒：２ｍＬ
酸化チタン微粒子：３０ｍｇ
ＥＭＩｍ＋ＴＦＳＩ−：７６０ｍｇ
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）：２５３ｍｇ
【００７４】
（４）反射型エレクトロクロミック素子の製造
対向電極（ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極）上に高分散白色顔料イオン液体ゲル調製溶液を塗布し、揮発性のＴＨＦ溶媒を常温にて揮発させ、高分散白色顔料イオン液体ゲル膜（イオン液体ゲル膜）を作製した。その後、イオン液体ゲル膜上に再びＴＨＦ溶媒を塗布してイオン液体ゲル膜の表面のみを低粘性液体にし、その上に表示極（ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極、又はＰ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極）を貼り合わせてサンドイッチ構造にした。一晩静置してＴＨＦが揮発すると、粘性液体はゲル化して固体膜となり、封止等の必要がなくなった。
【００７５】
（５）反射型エレクトロクロミック素子の作用効果
本実施例の反射型エレクトロクロミック素子では、電解質にはイオン液体ゲル膜を使用しているから溶媒の揮発・発火がない。しかも、電解質は、ゲル化しているから、液漏れのおそれがなく、素子工程の簡素化、シールフリーを実現できる。
表示極として、ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた反射型エレクトロクロミック素子では、電気によって色が変わる現象、すなわち、濃紺色と薄青色の間で色が変わる現象が観察された。よって、この反射型エレクトロクロミック素子は、素子としての基本的な性能を備えていることが確認された。
表示極として、Ｐ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた反射型エレクトロクロミック素子では、電気によって色が変わる現象、すなわち、赤紫色と薄青色の間で色が変わる現象が観察された。よって、この反射型エレクトロクロミック素子は、素子としての基本的な性能を備えていることが確認された。
【００７６】
また、表示極として、ＰＥＤＯＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた反射型エレクトロクロミック素子、及びＰ３ＨＴ膜で修飾したＩＴＯ電極を用いた反射型エレクトロクロミック素子のいずれにおいても白色高分子電解質膜と表示極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在せず、かつ白色高分子電解質膜と対向電極の間には、直径１ｍｍ以上の気泡が存在していなかった。そして、いずれの反射型エレクトロクロミック素子でも、色変化の均一性が担保されていた。また、気泡による、白色高分子電解質膜と表示極の接触面積の減少や、白色高分子電解質膜と対向電極の接触面積の減少が抑制されて、表示極及び対向電極の本来の機能が十分に発揮され、色の変化も実用的であった。
【００７７】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的及び例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲又は本質から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【００７８】
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の透過型エレクトロクロミック素子、反射型エレクトロクロミック素子は、シールが不要でコスト的に有利であるため、実用性が高く、非常に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１…透過型エレクトロクロミック素子
３…表示極
５…対向電極
７…透明高分子電解質膜
１１…反射型エレクトロクロミック素子
１３…表示極
１５…対向電極
１７…白色高分子電解質膜
３１…一方の極
３３…イオン液体ゲル調製溶液
３５…イオン液体ゲル膜
３７…低粘性液体
３９…他方の極
【図１】
2019053104.tif 000004
【図２】
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【図３】
2019053104.tif 000006
【図４】
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