(57)【要約】【課題】  発色の応答性が良好で、少ないエネルギーの電圧で駆動でき、かつ、製造の容易なエレクトロクロミック素子及び該素子の駆動方法を得る。【解決手段】  それぞれ電極３，５を備えた一対の基板２，４と、該基板２，４の間に挟持された発色層６及び電解液層７とからなり、発色層６及び電解液層７の周囲を樹脂材８で封止したエレクトロクロミック素子。発色層６は無機又は有機のエレクトロクロミック材料からなり、電解液層７はイオン性液体である。このエレクトロクロミック素子は電極３，５に直流電圧、サイン波形電圧又はパルス波形電圧のいずれかを印加することにより駆動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ電極を備えた一対の基板と、該一対の基板の間に挟持された発色層及び電解液層とからなり、
前記電解液層がイオン性液体であり、
前記発色層及び前記電解液層の周囲に封止材が設けられていること、
を特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項２】
前記発色層は無機又は有機のエレクトロクロミック材料であることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３】
前記イオン性液体はピリジン系、脂環式アミン系又は脂肪属アミン系の材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項４】
前記イオン性液体は多孔質シートに含浸されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項５】
前記封止材は前記イオン性液体と混じることなく硬化する樹脂材であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項６】
直流電圧を印加することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のエレクトロクロミック素子の駆動方法。
【請求項７】
サイン波形電圧を印加することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のエレクトロクロミック素子の駆動方法。
【請求項８】
パルス波形電圧を印加することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のエレクトロクロミック素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック素子、特に、光の透過体に電界を加えると光の吸収量が増加する現象を利用したエレクトロクロミック素子及び該素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示素子として、光の透過体に電界を加えると光の吸収量が増加する現象を利用したエレクトロクロミック素子が知られている。例えば、特許文献１には、それぞれ透明電極を備えた透明基板の間に、エレクトロクロミック層、ゲル電解質及び電荷収支補償層をスペーサで間隔を保持して挟持したものが開示されている。
【０００３】
しかしながら、前記エレクトロクロミック素子では電解質として水酸化ナトリウム溶液を用いているため、発色の応答性が遅いという問題点を有している。また、このゲル電解質はある程度の層厚を必要とするため、駆動電圧が高くなり、しかも、基板に挟持するのにスペーサを必要とするために製作が煩雑であるという問題点をも有している。
【特許文献１】特開２００１−１６７６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、発色の応答性が良好で、少ないエネルギーの電圧で駆動でき、かつ、製造の容易なエレクトロクロミック素子及び該素子の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の目的を達成するため、本発明に係るエレクトロクロミック素子は、それぞれ電極を備えた一対の基板と、該一対の基板の間に挟持された発色層及び電解液層とからなり、前記電解液層がイオン性液体であり、前記発色層及び前記電解液層の周囲に封止材が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るエレクトロクロミック素子において、発色層は無機又は有機のエレクトロクロミック材料を使用することができる。また、イオン性液体はピリジン系、脂環式アミン系又は脂肪属アミン系の材料を使用することが好ましい。このイオン性液体は多孔質シートに含浸されていてもよい。封止材としては、イオン性液体と混じることなく硬化する樹脂材であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る駆動方法は、前記エレクトロクロミック素子の電極に直流電圧、サイン波形電圧又はパルス波形電圧のいずれかを印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るエレクトロクロミック素子にあっては、電解液層としてイオン性液体を用いているため、従来の水酸化ナトリウム溶液などを用いるものに比べて発色の応答速度が格段に速い。しかも、イオン性液体は少量で済み、一対の基板の間での保持性が良好であって基板間にスペーサを設ける必要がなくなり、構成及び製造工程が簡略化される。
【０００９】
また、基板（電極）間の間隔が小さくなることから、低電圧で応答性よく駆動することが可能になり、消費電力が少なくて済む。しかも、電圧を断続的に印加しても発色層が劣化することなく安定した発色を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るエレクトロクロミック素子及び該素子の駆動方法の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
（素子の基本的構成、図１参照）
図１に本発明に係るエレクトロクロミック素子の基本的構成を示す。この素子１は、電極３を備えて基板２と電極５を備えた基板４とを、電極３，５が向き合うように対向させ、その間に発色層６及びイオン性液体７を挟持し、その周囲を樹脂材８にて封止したものである。電極３，５にはそれぞれ電圧印加用のリード線１１，１２が接続されている。
【００１２】
基板２と電極３、基板４と電極５のいずれか一方側又は両側は透明である。従って、基板２，４及び電極３，５はその条件が満たされれば種々の材料を用いることができる。例えば、次の例１，２の組合せを採用できる。
【００１３】
組合せ例１
基板２：透明ガラス
電極３：透明電極体（厚さ０．３μｍ程度のＩＴＯ膜）
基板４：シリコン
電極５：厚さ０．５μｍ程度のアルミ膜
【００１４】
組合せ例２
基板２：透明プラスチックフィルム
電極３：透明電極体（厚さ０．２μｍ程度のＩＴＯ膜）
基板４：透明ガラス
電極５：透明電極体（厚さ０．３μｍ程度のＩＴＯ膜）
【００１５】
発色層６は、エレクトロクロミック現象を生じる材料であれば種々のものを使用できる。無機物では酸化タングステン、酸化イリジウムなどである。有機物ではポリアニリン、ポリチオフェン、ルテチウムジフタトシアニン、ＴＴＦ−ポリスチレンなどである。酸化タングステンを真空蒸着した発色層６にあっては青色に発色し、消色時には透明になる。また、ポリ−３ヘキシルチオフェンをスピンコートした発色層６にあっては赤色に発色し、消色時には透明になる。
【００１６】
イオン性液体７は、電解液として機能するもので、ピリジン系、脂環式アミン系又は脂肪属アミン系の材料を使用することが好ましい。具体的には、広栄化学工業社製ＩＬ−Ｐ２、ＩＬ−Ｃ３、ＩＬ−Ａ１を用いることができる。
【００１７】
封止用樹脂材８としては、シリコン樹脂などイオン性液体７と混じることなく硬化する材料を使用することが好ましい。
【００１８】
（実施例１）
以下の工程により実施例１としてのエレクトロクロミック素子を作製した。材料としては前記組合せ例１，２のいずれでもよい。
【００１９】
工程１：基板４の電極５を形成した面にパターンマスクを用いて酸化タングステンを蒸着し、発色層６を形成する。
【００２０】
工程２：基板２の電極３を形成した面にイオン性液体７を塗布し、前記基板４を対向させ（発色層６がイオン性液体７と面接触する）、気泡が残らないように留意して基板２，４に均一な押圧力を作用させて余分なイオン性液体を周囲に浸み出させる。
【００２１】
工程３：浸み出たイオン性液体を素早く除去し、発色層６及びイオン性液体７の周囲を樹脂材８で封止する。
【００２２】
（実施例２）
また、以下の工程により実施例２としてのエレクトロクロミック素子を作製した。材料としては前記組合せ例１，２のいずれでもよい。
【００２３】
工程１：基板４の電極５を形成した面にスピンコートで有機高分子エレクトロクロミック材料を塗布し、乾燥させて発色層６を形成する。
【００２４】
工程２：基板２の電極３を形成した面にイオン性液体７を浸み込ませた薄紙を載置し、前記基板４を対向させ（発色層６がイオン性液体７と面接触する）、基板２，４に均一な押圧力を作用させて気泡を除去する。
【００２５】
工程３：気泡が除去された後、素早く発色層６及びイオン性液体７の周囲を樹脂材８で封止する。
【００２６】
（駆動方法、図２及び図３参照）
前記エレクトロクロミック素子１は直流駆動、交流駆動及びパルス波形による駆動が可能であり、電圧はリード線１１，１２から電極３，５に印加され、電界が発色層及びイオン性液体に作用する。なお、消色は発色時とは逆極性の電界を作用させることにより行われる。
【００２７】
一般的な駆動方法は、図２（Ａ）に示す所定電圧値の直流による駆動である。本発明に係るエレクトロクロミック素子１は電解質層としてイオン性液体を用いているため、発色の応答速度が格段に速く、イオン性液体は薄くて済むために電極３，５の間隔が小さく、３〜５Ｖの低電圧で駆動することができる。
【００２８】
この場合、図２（Ｂ）に示すように、初期時間ｔ（１〜２秒）において数十ｍＡの電流が流れるが、１〜２秒後には数ｍＡに減少する。従って、電流が数ｍＡに減少した後は電圧印加をオフにしてもよい。
【００２９】
また、前記エレクトロクロミック素子１は任意の波形によっても駆動することができる。本発明に係るエレクトロクロミック素子１はイオンの移動によって発色するため、１回の電圧印加による反応の後、戻り現象で発色又は消色の低下が生じる。この戻り現象を抑えるように繰り返して電圧を印加すれば、前記直流駆動よりも速い応答性で発色（消色）が安定する。
【００３０】
図３に種々の駆動波形を示す。図３（Ａ）は正領域のサイン波形であり、図３（Ｂ）は前記サイン波形を整流したパルス波形である。図３（Ｃ）は方形のパルス波形であり、図３（Ｄ）はパルス幅を徐々に変化させたパルス波形である。
【００３１】
（他の実施例）
なお、本発明に係るエレクトロクロミック素子及び該素子の駆動方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３２】
特に、封止材は樹脂材を塗布する形態に限らず、テープ材であってもよく、また、イオン性液体と混じることのないものであれば種々の材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るエレクトロクロミック素子の基本的構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るエレクトロクロミック素子に対する直流駆動形態を示し、（Ａ）は印加電圧を示すチャート図、（Ｂ）はその電流変化を示すチャート図である。
【図３】本発明に係るエレクトロクロミック素子の種々の駆動波形を示し、（Ａ）はサイン波を示すチャート図、（Ｂ）は整流したサイン波を示すチャート図、（Ｃ）は方形波を示すチャート図、（Ｄ）は方形波の変形例を示すチャート図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…エレクトロクロミック素子
２，４…基板
３，５…電極
６…発色層
７…電解液層（イオン性液体）
８…封止用樹脂材
１１，１２…リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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