JP6888321B2 - Electrochromic element - Google Patents

Electrochromic element Download PDF

Info

Publication number
JP6888321B2
JP6888321B2 JP2017027720A JP2017027720A JP6888321B2 JP 6888321 B2 JP6888321 B2 JP 6888321B2 JP 2017027720 A JP2017027720 A JP 2017027720A JP 2017027720 A JP2017027720 A JP 2017027720A JP 6888321 B2 JP6888321 B2 JP 6888321B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrochromic
layer
spacer
electrolyte
conductive substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017027720A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018132718A (en
Inventor
福田 智男
智男 福田
圭一郎 油谷
圭一郎 油谷
藤村 浩
浩 藤村
剛彰 今野
剛彰 今野
秀和 ▲柳▼沼
秀和 ▲柳▼沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2017027720A priority Critical patent/JP6888321B2/en
Publication of JP2018132718A publication Critical patent/JP2018132718A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6888321B2 publication Critical patent/JP6888321B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

本発明は、エレクトロクロミック素子に関する。 The present invention relates to electrochromic devices.

電圧を印加すると、可逆的に酸化、還元が起こり、可逆的に着色消色する現象をエレクトロクロミズムと呼ぶ。電圧操作により着色消色するエレクトロクロミック素子を作り、透明な基材を用いることで、エレクトロクロミック素子を光量制御素子(例えば、調光ガラスや調光レンズ等)などに利用しようとする試みが以前から行われている。 When a voltage is applied, oxidation and reduction occur reversibly, and the phenomenon of reversible coloring and decolorization is called electrochromism. Previous attempts have been made to use electrochromic elements for light intensity control elements (for example, dimming glass, dimming lenses, etc.) by creating electrochromic elements that are colored and decolorized by voltage manipulation and using a transparent base material. It is done from.

エレクトロクロミック素子の作製として、酸化層、還元層を形成した表示電極及び対向電極とで、電解質を含む電解層を挟み込んで作製する方法が知られている。この場合、従来の作製プロセスでは、貼り合わせの際に電極間でショートしないようにするため、スペーサーを用いている。
しかし、従来では、スペーサーとして球状のビーズ等が用いられており、ビーズは樹脂製、あるいはガラス製が用いられているが、電解層と屈折率の差が大きいとヘイズが悪化したり、着色むらが生じたりするなどの光学特性についての問題があった。
As a method for producing an electrochromic device, a method is known in which an electrolytic layer containing an electrolyte is sandwiched between a display electrode and a counter electrode on which an oxide layer and a reduction layer are formed. In this case, in the conventional manufacturing process, a spacer is used to prevent a short circuit between the electrodes during bonding.
However, conventionally, spherical beads or the like are used as spacers, and the beads are made of resin or glass. However, if the difference in refractive index from the electrolytic layer is large, haze deteriorates or uneven coloring occurs. There was a problem with optical characteristics such as the occurrence of.

特許文献1には、セルギャップを維持しつつ、光学特性を担保する目的で、スペーサーに使うビーズと電解層との屈折率の差が±0.03以下であるエレクトロクロミックミラーについて開示されている。
また、特許文献2、3には、高分子バインダーとスペーサーを含有する電解質層を電極上に形成し、これに対しもう一つの電極を貼り合わせる方法が開示されており、スペーサーの平均粒径と電解質層の膜厚を実質的に等しくさせている。これにより、着色むらの解消を試みている。
Patent Document 1 discloses an electrochromic mirror in which the difference in refractive index between the beads used for the spacer and the electrolytic layer is ± 0.03 or less for the purpose of ensuring the optical characteristics while maintaining the cell gap. ..
Further, Patent Documents 2 and 3 disclose a method in which an electrolyte layer containing a polymer binder and a spacer is formed on an electrode and another electrode is attached to the electrode, and the average particle size of the spacer and the average particle size of the spacer are disclosed. The film thickness of the electrolyte layer is made substantially equal. In this way, we are trying to eliminate uneven coloring.

しかしながら、従来では光学特性を担保できたとしても、スペーサーが酸化還元反応に寄与しないため、スペーサーの部分が着色消色の反応に影響を与え、電気特性に関して良好な着色消色反応が得られていなかった。そのため、良好な光学特性及び電気特性を有するエレクトロクロミック素子が求められていた。 However, in the past, even if the optical characteristics could be ensured, the spacer did not contribute to the redox reaction, so that the spacer portion affected the color decolorization reaction, and a good color decolorization reaction was obtained in terms of electrical characteristics. There wasn't. Therefore, an electrochromic device having good optical and electrical characteristics has been required.

本発明は、良好な光学特性及び電気特性を有する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。 An object of the present invention is to provide an electrochromic device having good optical and electrical characteristics.

上記課題を解決するために、本発明のエレクトロクロミック素子は、第1の導電基板と、該第1の導電基板と接して形成された第1のエレクトロクロミック層と、前記第1の導電基板と対向する第2の導電基板と、該第2の導電基板と接して形成された第2のエレクトロクロミック層と、スペーサーを有する電解質層と、を有し、前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2のエレクトロクロミック層は前記電解質層を介して対向し、前記スペーサーは電解質及び樹脂を含み、突起形状にパターニングされてなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the electrochromic element of the present invention includes a first conductive substrate, a first electrochromic layer formed in contact with the first conductive substrate, and the first conductive substrate. It has a second conductive substrate facing each other, a second electrochromic layer formed in contact with the second conductive substrate, and an electrolyte layer having a spacer, and the first electrochromic layer and the first electrochromic layer. the second electrochromic layer face each other through the electrolyte layer, wherein the spacer is viewed contains an electrolyte and a resin, characterized in that formed by patterning the projection shape.

本発明によれば、良好な光学特性及び電気特性を有するエレクトロクロミック素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrochromic device having good optical characteristics and electrical characteristics.

本発明のエレクトロクロミック素子の一例を示す厚み方向に沿った概略断面図である。It is schematic cross-sectional view along the thickness direction which shows an example of the electrochromic element of this invention. 本発明のエレクトロクロミック素子の一例を示す面方向に沿った概略断面図である。It is schematic cross-sectional view along the plane direction which shows an example of the electrochromic element of this invention.

以下、本発明に係るエレクトロクロミック素子について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Hereinafter, the electrochromic device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below, and can be modified within the range conceivable by those skilled in the art, such as other embodiments, additions, modifications, and deletions. However, as long as the action and effect of the present invention are exhibited, it is included in the scope of the present invention.

本発明にエレクトロクロミック素子の一実施形態について説明する。本実施形態のエレクトロクロミック素子を図1、図2に示す。図1は本実施形態のエレクトロクロミック素子の厚み方向に沿った概略断面図である。図2は本実施形態のエレクトロクロミック素子の面方向に沿った概略断面図であり、図1におけるA−A断面図である。 An embodiment of an electrochromic device will be described in the present invention. The electrochromic device of this embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the electrochromic element of the present embodiment along the thickness direction. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the plane direction of the electrochromic element of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

本実施形態のエレクトロクロミック素子は、第1の導電基板1と、第1の導電基板1と接して形成された第1のエレクトロクロミック層3と、第1の導電基板1と対向する第2の導電基板2と、第2の導電基板2と接して形成された第2のエレクトロクロミック層4と、スペーサー6を有する電解質層5と、を有している。そして、第1のエレクトロクロミック層3と第2のエレクトロクロミック層4は電解質層5を介して対向し、スペーサー6は電解質及び樹脂を含む。 The electrochromic element of the present embodiment includes a first conductive substrate 1, a first electrochromic layer 3 formed in contact with the first conductive substrate 1, and a second conductive substrate 1 facing the first conductive substrate 1. It has a conductive substrate 2, a second electrochromic layer 4 formed in contact with the second conductive substrate 2, and an electrolyte layer 5 having a spacer 6. The first electrochromic layer 3 and the second electrochromic layer 4 face each other via the electrolyte layer 5, and the spacer 6 contains an electrolyte and a resin.

詳細は後述するが、第1の導電基板1及び第2の導電基板2は透明であることが好ましく、エレクトロクロミック素子の消色時、第1のエレクトロクロミック層3、第2のエレクトロクロミック層4及び電解質層5は透明であることが好ましい。 Although the details will be described later, it is preferable that the first conductive substrate 1 and the second conductive substrate 2 are transparent, and when the electrochromic element is decolorized, the first electrochromic layer 3 and the second electrochromic layer 4 are used. And the electrolyte layer 5 is preferably transparent.

<第1の導電基板及び第2の導電基板>
導電基板は電極としての機能を有する基板をいう。本実施形態では、第1の基板1a上に第1の電極1bを形成して第1の導電基板1としてもよい。また、第2の基板2a上に第2の電極2bを形成して第2の導電基板2としてもよい。
基板(第1の基板1a、第2の基板2a)としてはガラス、プラスチック基材などが挙げられる。プラスチック基材はPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂やPC(ポリカーボネート)樹脂など公知の材料を用いることができる。基板としては透明な支持体を使用することが好ましい。
<First conductive substrate and second conductive substrate>
A conductive substrate refers to a substrate that functions as an electrode. In the present embodiment, the first electrode 1b may be formed on the first substrate 1a to form the first conductive substrate 1. Further, the second electrode 2b may be formed on the second substrate 2a to form the second conductive substrate 2.
Examples of the substrate (first substrate 1a, second substrate 2a) include glass and a plastic substrate. As the plastic base material, known materials such as PET (polyethylene terephthalate) resin and PC (polycarbonate) resin can be used. It is preferable to use a transparent support as the substrate.

第1の電極1b及び第2の電極2bは、透明導電材料からなることが好ましく、酸化インジウムスズ(スズをドープした酸化インジウム)(以下、「ITO」と称する)、フッ素をドープした酸化スズ(以下、「FTO」と称する)、アンチモンをドープした酸化スズ(以下、「ATO」と称する)、酸化亜鉛等の無機材料などが挙げられる。更に、透明性を有するカーボンナノチューブや、他のAu、Ag、Pt、Cuなど高導電性の非透過性材料等を微細なネットワーク状に形成して、透明度を保持したまま、導電性を改善した電極を用いてもよい。これらの中でも、ITOを用いると高い密着力が得られるため本発明のエレクトロクロミック素子に含まれる電極として好適である。 The first electrode 1b and the second electrode 2b are preferably made of a transparent conductive material, and are preferably indium tin oxide (tin-doped indium oxide) (hereinafter referred to as “ITO”) and fluorine-doped tin oxide (hereinafter referred to as “ITO”). Hereinafter, examples thereof include inorganic materials such as "FTO"), indium tin oxide doped with antimony (hereinafter referred to as "ATO"), and zinc oxide. Furthermore, transparent carbon nanotubes and other highly conductive non-transparent materials such as Au, Ag, Pt, and Cu are formed in a fine network to improve conductivity while maintaining transparency. Electrodes may be used. Among these, ITO is suitable as an electrode included in the electrochromic element of the present invention because high adhesion can be obtained.

第1の電極1b及び第2の電極2bの作製方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等を用いることができる。また、第1の電極1bや第2の電極2bの材料が塗布形成できる材料の場合、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の各種印刷法を用いることができる。 As a method for producing the first electrode 1b and the second electrode 2b, for example, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like can be used. When the material of the first electrode 1b and the second electrode 2b is a material that can be applied and formed, for example, a spin coating method, a casting method, a microgravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, and a wire. Bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary coating method, spray coating method, nozzle coating method, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, reverse printing method, inkjet printing method, etc. A printing method can be used.

第1の電極1b及び第2の電極2bの膜厚としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えばITOを使用した場合は、膜厚50nm以上500nm以下程度とすることが好ましい。 The film thicknesses of the first electrode 1b and the second electrode 2b are not particularly limited and can be appropriately changed. For example, when ITO is used, the film thickness is preferably about 50 nm or more and 500 nm or less.

第1の導電基板1及び第2の導電基板2としては、第1の基板1a及び第2の基板2aに透明な基板を用い、第1の電極1b及び第2の電極2bに透明電極を用いて、透明とすることが好ましい。 As the first conductive substrate 1 and the second conductive substrate 2, a transparent substrate is used for the first substrate 1a and the second substrate 2a, and a transparent electrode is used for the first electrode 1b and the second electrode 2b. It is preferable to make it transparent.

<第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層>
次に、本実施形態における第1のエレクトロクロミック層3及び第2のエレクトロクロミック層4について説明する。
以下、エレクトロクロミック層と表記した場合、第1のエレクトロクロミック層3と第2のエレクトロクロミック層4とを区別せず、両者について説明するものである。
また、第1のエレクトロクロミック層を表示電極と称することがあり、第2のエレクトロクロミック層を対向電極と称することがある。また、本実施形態では、第1のエレクトロクロミック層が酸化型エレクトロクロミック化合物を使用した酸化層、第2のエレクトロクロミック層が還元型エレクトロクロミック化合物を使用した還元層として説明するが、これに限られるものではない。
<First electrochromic layer and second electrochromic layer>
Next, the first electrochromic layer 3 and the second electrochromic layer 4 in the present embodiment will be described.
Hereinafter, when the term "electrochromic layer" is used, the first electrochromic layer 3 and the second electrochromic layer 4 are not distinguished, and both will be described.
Further, the first electrochromic layer may be referred to as a display electrode, and the second electrochromic layer may be referred to as a counter electrode. Further, in the present embodiment, the first electrochromic layer will be described as an oxide layer using an oxidized electrochromic compound, and the second electrochromic layer will be described as a reduced layer using a reduced electrochromic compound. It is not something that can be done.

エレクトロクロミック層の形成用材料としては、例えば、エレクトロクロミック化合物をバインダー、溶剤、添加剤などと混合して調製する。 As a material for forming the electrochromic layer, for example, an electrochromic compound is prepared by mixing it with a binder, a solvent, an additive or the like.

本実施形態において、第1のエレクトロクロミック層3には酸化型エレクトロクロミック化合物を用いる。第1のエレクトロクロミック層3としては、トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物と、該トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物とは異なる他のラジカル重合性化合物とを含む第1のエレクトロクロミック層形成用材料を架橋した架橋物であることが好ましい。この場合、重合物の溶解性及び耐久性の点で好ましい。
また、トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物を有することでより良好な着色消色反応を示すことができる。
In the present embodiment, an oxidized electrochromic compound is used for the first electrochromic layer 3. The first electrochromic layer 3 is a first electrochromic layer containing a radically polymerizable compound having a triarylamine structure and another radically polymerizable compound different from the radically polymerizable compound having the triarylamine structure. It is preferably a crosslinked product obtained by cross-linking the layer-forming material. In this case, it is preferable in terms of solubility and durability of the polymer.
Further, by having a radically polymerizable compound having a triarylamine structure, a better color decolorization reaction can be exhibited.

前記バインダーとしては、特に制限されるものではなく、公知の高分子樹脂を用いることができる。例えば、上述したトリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物とは異なる他のラジカル重合性化合物などが挙げられる。
前記他のラジカル重合性化合物は、前記トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物とは異なり、少なくとも1つのラジカル重合性官能基を有する化合物である。
前記他のラジカル重合性化合物としては、例えば、1官能のラジカル重合性化合物、2官能のラジカル重合性化合物、3官能以上のラジカル重合性化合物、機能性モノマー、ラジカル重合性オリゴマーなどが挙げられる。これらの中でも、2官能以上のラジカル重合性化合物が特に好ましい。
The binder is not particularly limited, and a known polymer resin can be used. For example, other radically polymerizable compounds different from the above-mentioned radically polymerizable compound having a triarylamine structure can be mentioned.
The other radically polymerizable compound is a compound having at least one radically polymerizable functional group, unlike the radically polymerizable compound having the triarylamine structure.
Examples of the other radical-polymerizable compounds include monofunctional radical-polymerizable compounds, bifunctional radical-polymerizable compounds, trifunctional or higher-functional radical-polymerizable compounds, functional monomers, and radical-polymerizable oligomers. Among these, a radically polymerizable compound having two or more functions is particularly preferable.

第1のエレクトロクロミック層3形成用材料は、前記トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物と、前記トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物とは異なる他のラジカル重合性化合物との架橋反応を効率よく進行させるため、必要に応じて重合開始剤を含有することが好ましい。
前記重合開始剤としては、適宜変更することが可能であるが、例えば熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。重合効率の観点から光重合開始剤が好ましい。
The material for forming the first electrochromic layer 3 undergoes a cross-linking reaction between the radically polymerizable compound having the triarylamine structure and another radically polymerizable compound different from the radically polymerizable compound having the triarylamine structure. It is preferable to contain a polymerization initiator as necessary in order to proceed efficiently.
The polymerization initiator can be changed as appropriate, and examples thereof include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator. A photopolymerization initiator is preferable from the viewpoint of polymerization efficiency.

エレクトロクロミック層の成膜方法としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、ダイコーティング、スプレーコーティング、フレキソ印刷などが挙げられる。 The method for forming the electrochromic layer is not particularly limited and can be appropriately changed. For example, inkjet, screen printing, gravure printing, die coating, spray coating, flexographic printing and the like can be mentioned.

本実施形態において、第2のエレクトロクロミック層4には還元型エレクトロクロミック化合物が使用される。還元型エレクトロクロミック化合物としては、例えば、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、ジピリジン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系等の低分子系有機エレクトロクロミック化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the present embodiment, a reduced electrochromic compound is used for the second electrochromic layer 4. Examples of the reduced electrochromic compound include azobenzene-based, anthraquinone-based, diarylethane-based, dihydroprene-based, dipyridine-based, styryl-based, styrylspiropirane-based, spiroxazine-based, spirothiopyran-based, thioindigo-based, tetrathiafluvalene-based, and terephthalic acid. System, triphenylmethane system, triphenylamine system, naphthopyrane system, viologen system, pyrazoline system, phenazine system, phenylenediamine system, phenoxazine system, phenothiazine system, phthalocyanine system, fluorane system, flugide system, benzopyran system, metallocene system, etc. Low molecular weight organic electrochromic compounds and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

第2のエレクトロクロミック層4としては、導電性又は半導体性微粒子に有機エレクトロクロミック化合物を担持した構造としてもよい。具体的には、電極表面に例えば粒径5nm〜50nm程度の微粒子を焼結し、その微粒子の表面にホスホン酸やカルボキシル基、シラノール基等の極性基を有する有機エレクトロクロミック化合物を吸着した構造である。 The second electrochromic layer 4 may have a structure in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductor fine particles. Specifically, it has a structure in which fine particles having a particle size of, for example, about 5 nm to 50 nm are sintered on the surface of the electrode, and an organic electrochromic compound having a polar group such as a phosphonic acid, a carboxyl group, or a silanol group is adsorbed on the surface of the fine particles. is there.

このような構造では、微粒子の大きな表面効果を利用して、効率よく有機エレクトロクロミック化合物に電子が注入されるため、従来のエレクトロクロミック表示素子と比較して高速応答が可能となる。更に、微粒子を用いることで透明な膜を形成することができるため、エレクトロクロミック色素の高い発色濃度を得ることができる。また、複数種類の有機エレクトロクロミック化合物を導電性又は半導体性微粒子に担持することもできる。 In such a structure, electrons are efficiently injected into the organic electrochromic compound by utilizing the large surface effect of the fine particles, so that a high-speed response is possible as compared with the conventional electrochromic display device. Further, since a transparent film can be formed by using fine particles, a high color density of the electrochromic dye can be obtained. Further, a plurality of types of organic electrochromic compounds can be supported on conductive or semiconductor fine particles.

エレクトロクロミック層の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.2μm〜5.0μmが好ましい。前記平均厚みが、0.2μm未満であると、発色濃度が得にくくなることがあり、5.0μmを超えると、製造コストが増大するとともに、着色によって視認性が低下しやすいことがある。 The average thickness of the electrochromic layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.2 μm to 5.0 μm. If the average thickness is less than 0.2 μm, it may be difficult to obtain the color development density, and if it exceeds 5.0 μm, the manufacturing cost may increase and the visibility may easily decrease due to coloring.

<電解質層>
電解質層5は、エレクトロクロミック層へのイオン供給のためにイオン伝導可能な層である。また、電解質層5はエレクトロクロミック素子の表示素子としての性質より、透明な層であることが好ましい。電解質層5は、スペーサー6、電解質を有し、更に必要に応じて電解質溶媒やその他の成分を含有する。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer 5 is a layer capable of conducting ions for supplying ions to the electrochromic layer. Further, the electrolyte layer 5 is preferably a transparent layer because of its properties as a display element of the electrochromic element. The electrolyte layer 5 has a spacer 6, an electrolyte, and further contains an electrolyte solvent and other components, if necessary.

電解質層5は液状、固体状、ゲル状、高分子架橋型などの形態とすることができる。電解質層5はゲル状、固体状に形成することで、素子強度向上、信頼性向上などの利点が得られる。特に高いイオン伝導度を維持できるゲル状に形成することが好ましい。ゲル化手法としては、前記電解質、電解質溶媒やその他の成分をポリマー樹脂中に保持することが好ましい。これにより高いイオン伝導度と固体強度が得られる。 The electrolyte layer 5 can be in the form of a liquid, a solid, a gel, a polymer crosslinked type, or the like. By forming the electrolyte layer 5 in the form of a gel or a solid, advantages such as improvement in device strength and improvement in reliability can be obtained. In particular, it is preferable to form a gel that can maintain high ionic conductivity. As a gelling method, it is preferable to retain the electrolyte, the electrolyte solvent and other components in the polymer resin. As a result, high ionic conductivity and solid strength can be obtained.

電解質としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、4級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩などを用いることができ、具体的には、LiClO、LiBF、LiAsF、LiPF、LiCFSO、LiCFCOO、KCl、NaClO、NaCl、NaBF、NaSCN、KBF、Mg(ClO、Mg(BFなどが挙げられる。 As the electrolyte, for example, inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts can be used, and quaternary ammonium salts, acids, supporting salts of alkalis and the like can be used. Specifically, LiClO 4 , LiBF 4 and the like can be used. Examples thereof include LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 COO, KCl, NaClO 3 , NaCl, NaBF 4 , NaSCN, KBF 4 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 .

また、電解質としてイオン性液体を用いることもできる。これらの中でも、有機のイオン性液体は、室温を含む幅広い温度領域で液体を示す分子構造を有しているため、好ましい。
イオン性液体としては、例えば1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(EMIMTFSI、関東化学社製)、エチルメチルイミダゾリウムテトラシアノボレート(EMIMTCB、メルク社製)、エチルメチルイミダゾリウムトリペンタフルホロエチルトリフロオロホスフェート(EMIMFAP、メルク社製)、アリルブチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(ABIMBF4、関東化学社製)、メチルプロピルピロリジニウムビスフルオロスルホンイミド(P13FSI、関東化学社製)などを溶解した液体が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
An ionic liquid can also be used as the electrolyte. Among these, organic ionic liquids are preferable because they have a molecular structure that exhibits a liquid in a wide temperature range including room temperature.
Examples of the ionic liquid include 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (EMIMTFSI, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), ethylmethylimidazolium tetracyanoborate (EMIMTCB, manufactured by Merck), and ethylmethyl. Imidazolium tripentafluholoethyl trifluoroolophosphate (EMIMFAP, manufactured by Merck), allylbutyl imidazolium tetrafluoroborate (ABIMBF4, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), methylpropylpyrrolidinium bisfluorosulfonimide (P13FSI, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) A liquid in which (manufactured by) is dissolved. These may be used alone or in combination of two or more.

前記イオン性液体は、光重合性モノマー、オリゴマー、及び液晶材料のいずれかに直接溶解させてもよい。なお、溶解性が悪い場合は、少量の溶媒に溶解させて、該溶液を光重合性モノマー、オリゴマー、及び液晶材料のいずれかと混合して用いればよい。 The ionic liquid may be dissolved directly in any of the photopolymerizable monomers, oligomers, and liquid crystal materials. If the solubility is poor, the solution may be dissolved in a small amount of solvent and mixed with any of a photopolymerizable monomer, an oligomer, and a liquid crystal material.

前記電解質層5の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100nm以上100μm以下が好ましい。 The average thickness of the electrolyte layer 5 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 100 nm or more and 100 μm or less.

前記溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、アルコール類、又はこれらの混合溶媒などが挙げられる。 Examples of the solvent include propylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, and polyethylene glycol. , Alcohols, or a mixed solvent thereof and the like.

前記ポリマー樹脂としては光硬化可能な樹脂が好ましい。熱重合や溶剤を蒸発させることにより薄膜化する方法に比べて、低温かつ短時間でエレクトロクロミック素子を製造できるためである。 As the polymer resin, a photocurable resin is preferable. This is because an electrochromic device can be manufactured at a low temperature and in a short time as compared with a method of forming a thin film by thermal polymerization or evaporation of a solvent.

また、前記ポリマー樹脂としてはメタクリレート系ポリマー、アクリレート系ポリマーが好ましい。前記ポリマーは少なくとも1つのラジカル重合性官能基を有する化合物を光硬化して得ることが好ましい。前記のラジカル重合性化合物としては、前記エレクトロクロミック層の前記バインダーとして挙げた例と同様の化合物を用いることができる。例えば、1官能のラジカル重合性化合物、2官能のラジカル重合性化合物、3官能以上のラジカル重合性化合物、機能性モノマー、ラジカル重合性オリゴマーなどが挙げられる。これらは単一、または複数の種類を組み合わせて使用することができる。 Further, as the polymer resin, a methacrylate-based polymer and an acrylate-based polymer are preferable. The polymer is preferably obtained by photocuring a compound having at least one radically polymerizable functional group. As the radically polymerizable compound, the same compounds as those mentioned as the binder of the electrochromic layer can be used. For example, a monofunctional radical polymerizable compound, a bifunctional radical polymerizable compound, a trifunctional or higher functional radical polymerizable compound, a functional monomer, a radical polymerizable oligomer and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of multiple types.

前記のラジカル重合性官能基を有する化合物と前記電解質、電解質溶媒、後述のその他の成分を混合し光硬化することで、ゲル化した電解質層が得られる。 A gelled electrolyte layer can be obtained by mixing the compound having a radically polymerizable functional group with the electrolyte, an electrolyte solvent, and other components described below and photocuring.

前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒、可塑剤、重合開始剤、レベリング剤、増感剤、分散剤、界面活性剤、酸化防止剤、フィラーなどが挙げられる。 The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a solvent, a plasticizer, a polymerization initiator, a leveling agent, a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and an antioxidant can be selected. Examples include agents and fillers.

<<スペーサー>>
従来から、エレクトロクロミック素子の作製の際に、電極間でショートしないようにするといった理由から電解質層にスペーサーが用いられている。従来のスペーサーは酸化還元反応に寄与しない絶縁体になる。しかし、スペーサーが酸化還元反応に寄与しないため、スペーサーの部分が着色消色の反応に影響を与え、電気特性について良好な着色消色反応が得られていなかった。
<< Spacer >>
Conventionally, spacers have been used in the electrolyte layer for the purpose of preventing short circuits between electrodes when manufacturing electrochromic devices. The conventional spacer becomes an insulator that does not contribute to the redox reaction. However, since the spacer does not contribute to the redox reaction, the spacer portion affects the color decolorization reaction, and a good color decolorization reaction has not been obtained in terms of electrical characteristics.

一方、本実施形態のスペーサー6が電解質を含むことにより、着色消色反応に寄与し、着色消色の電気特性を向上させることができる。また、スペーサー6が電解質を含むことにより、電解質層とスペーサーの屈折率を近づけることができるため、内部ヘイズが低減し、光学特性を向上させることができる。 On the other hand, when the spacer 6 of the present embodiment contains an electrolyte, it can contribute to the color decolorization reaction and improve the electrical characteristics of the color decolorization. Further, since the spacer 6 contains an electrolyte, the refractive indexes of the electrolyte layer and the spacer can be brought close to each other, so that the internal haze can be reduced and the optical characteristics can be improved.

本実施形態のスペーサー6は電解質及び樹脂を含む。スペーサー6に含まれる電解質としては、例えば上述の電解質層5に用いることのできる電解質などが挙げられる。中でも前記イオン性液体であることが好ましい。 The spacer 6 of the present embodiment contains an electrolyte and a resin. Examples of the electrolyte contained in the spacer 6 include an electrolyte that can be used for the above-mentioned electrolyte layer 5. Above all, the ionic liquid is preferable.

スペーサー6に含まれる電解質は、電解質層5に含まれる電解質と同じであってもよいし、異なっていてもよいが、スペーサー6に含まれる電解質としては、電解質層5に含まれる電解質と同一の成分を含むことが好ましい。この場合、スペーサーと電解質層の屈折率の差をより小さくすることができ、光学特性が向上する。 The electrolyte contained in the spacer 6 may be the same as or different from the electrolyte contained in the electrolyte layer 5, but the electrolyte contained in the spacer 6 is the same as the electrolyte contained in the electrolyte layer 5. It preferably contains an ingredient. In this case, the difference in the refractive index between the spacer and the electrolyte layer can be made smaller, and the optical characteristics are improved.

スペーサー6に含まれる樹脂としては、適宜変更することが可能であるが、例えば上述の電解質層5に用いることのできる樹脂などが挙げられる。 The resin contained in the spacer 6 can be appropriately changed, and examples thereof include a resin that can be used for the above-mentioned electrolyte layer 5.

スペーサー6に含まれる電解質の含有量は、適宜変更することが可能であるが、例えばスペーサーに対して1質量%以上80質量%以下含まれることが好ましい。この場合、スペーサーが着色消色反応に寄与することができるとともに、樹脂の含有量を適切に調整することができ、電極のショートを防ぐのに必要な強度を付与することができる。 The content of the electrolyte contained in the spacer 6 can be changed as appropriate, but for example, it is preferably contained in an amount of 1% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the spacer. In this case, the spacer can contribute to the decolorization reaction, the resin content can be appropriately adjusted, and the strength required to prevent short-circuiting of the electrodes can be imparted.

スペーサー6の形状としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば図1の厚み方向に沿った断面図に示されるように、テーパー状であってもよいし、この他にも円状や矩形状などのその他の形状であってもよい。また、図2の面方向に沿った断面図に示されるように、円状であってもよいし、この他にも矩形状などその他の形状であってもよい。 The shape of the spacer 6 is not particularly limited and can be changed as appropriate. For example, as shown in the cross-sectional view taken along the thickness direction of FIG. 1, it may have a tapered shape, or it may have another shape such as a circular shape or a rectangular shape. Further, as shown in the cross-sectional view taken along the plane direction of FIG. 2, it may have a circular shape, or may have another shape such as a rectangular shape.

スペーサーの高さは、ほぼ電解質層の厚みとなるが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。スペーサーの高さの平均としては、例えば100nm以上100μm以下が好ましい。 The height of the spacer is substantially the thickness of the electrolyte layer, but is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The average height of the spacers is preferably 100 nm or more and 100 μm or less, for example.

電解質層に含まれる全てのスペーサーが第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層に接している必要はなく、どちらか一方に接しているもの、両方に接していないものがあってもよい。スペーサーが第1のエレクトロクロミック層及び第2のエレクトロクロミック層の少なくとも1つに接していることにより、電極がショートすることをより確実に防ぐことができる。 Not all spacers contained in the electrolyte layer need to be in contact with the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, and some may be in contact with either one or not. .. When the spacer is in contact with at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, it is possible to more reliably prevent the electrodes from being short-circuited.

電解質層に含まれるスペーサーの割合としては、光学特性及び電気特性が良好になるように適宜変更することができるが、例えば電解質層に対して1質量%以上50質量%以下含まれることが好ましい。この場合、スペーサーが着色消色反応に寄与することができるとともに、電極のショートを防ぐのに必要な強度を有することができる。 The proportion of the spacer contained in the electrolyte layer can be appropriately changed so as to improve the optical characteristics and the electrical characteristics, but for example, it is preferably contained in an amount of 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the electrolyte layer. In this case, the spacer can contribute to the decolorization reaction and can have the strength required to prevent short-circuiting of the electrodes.

また、スペーサーと電解質層は同じ成分であってもよく、作製工程をより簡易にすることができる。この場合、スペーサーは電解質層よりも硬いことが好ましい。同じ成分で同じ硬度の場合、着色消色反応を良好にすることはできるが、スペーサーが電極のショートを防ぐ機能が低下してしまう。なお、硬度はナノインデンターなどを用いて調べることができる。 Further, the spacer and the electrolyte layer may have the same components, which can simplify the manufacturing process. In this case, the spacer is preferably harder than the electrolyte layer. When the same component and the same hardness are used, the coloring and decolorizing reaction can be improved, but the function of the spacer to prevent short-circuiting of the electrode is reduced. The hardness can be examined using a nano indenter or the like.

次に、本実施形態におけるスペーサー、電解質層の作製方法を説明する。
まず、導電基板上に形成された第1のエレクトロクロミック層又は第2のエレクトロクロミック層上に電解質及び樹脂を含むスペーサー形成用材料を付与する。スペーサー形成用材料は、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、ディスペンサーなどにより付与することができる。
なお、スペーサーは第1のエレクトロクロミック層と第2のエレクトロクロミック層のどちらか一方に形成してもよいし、両方に形成してもよい。
Next, a method for producing the spacer and the electrolyte layer in the present embodiment will be described.
First, a spacer forming material containing an electrolyte and a resin is applied onto the first electrochromic layer or the second electrochromic layer formed on the conductive substrate. The spacer forming material can be applied by inkjet, screen printing, gravure printing, dispenser or the like.
The spacer may be formed on either one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer, or may be formed on both.

エレクトロクロミック層上にスペーサー形成用材料を付与した後に、これを硬化させる。硬化の方法としては、適宜変更することが可能であるが、例えばUV露光により硬化させる方法、熱で硬化させる方法等が挙げられる。 After applying the spacer forming material on the electrochromic layer, it is cured. The curing method can be changed as appropriate, and examples thereof include a method of curing by UV exposure and a method of curing by heat.

スペーサーを形成した後、スペーサーを形成したエレクトロクロミック層上に電解質層形成用材料を付与する。電解質層形成用材料は、例えばディスペンサー、スクリーン印刷、インクジェットなどを用いて付与することができる。 After forming the spacer, the material for forming the electrolyte layer is applied onto the electrochromic layer on which the spacer is formed. The material for forming the electrolyte layer can be applied using, for example, a dispenser, screen printing, an inkjet, or the like.

次に、エレクトロクロミック層、スペーサーが形成された導電基板に対し、別途エレクトロクロミック層を形成した導電基板を貼り合わせる。この際、ラミネーターや真空貼り合わせ機などで空気を抜きながら押さえつけて貼り合わせてもよい。
また、貼り合わせの際に、接着剤などを用いて接着強度を向上させてもよい。この場合、接着剤は封止材として機能させることができる。
Next, the conductive substrate on which the electrochromic layer is separately formed is attached to the conductive substrate on which the electrochromic layer and the spacer are formed. At this time, it may be bonded by pressing it while removing air with a laminator or a vacuum bonding machine.
Further, at the time of bonding, an adhesive or the like may be used to improve the adhesive strength. In this case, the adhesive can function as a sealing material.

電解質層は液状であっても機能するため、導電基板を貼り合わせることでエレクトロクロミック素子が得られるが、貼り合わせた後に電解質層を硬化させて固体状あるいはゲル状にしてもよい。固体状、ゲル状である場合、液漏れを防止でき、より信頼性の高い素子を作製することができる。 Since the electrolyte layer functions even if it is in a liquid state, an electrochromic element can be obtained by bonding conductive substrates, but the electrolyte layer may be cured after bonding to form a solid or gel. When it is in the form of a solid or gel, it is possible to prevent liquid leakage and to manufacture a more reliable element.

なお、電解質層を硬化させる場合において、スペーサー形成用材料と電解質層形成用材料を同じにする場合、スペーサーが電解質層よりも硬くなるように両者を硬化させることが好ましい。この場合、電解質層の硬化はスペーサーの積算光量よりも低くすることが好ましい。 When the material for forming the spacer and the material for forming the electrolyte layer are the same in the case of curing the electrolyte layer, it is preferable to cure both so that the spacer is harder than the electrolyte layer. In this case, the curing of the electrolyte layer is preferably lower than the integrated light intensity of the spacer.

<封止材>
封止材7としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば接着剤などの樹脂を用いることができる。封止材7は電解質層5のはみだしを防ぐことや、基板どうしの接着力を高めることなどの目的により用いられる。封止材7の形状は特に制限されるものではなく、例えば図1、図2に図示されるような形状とすることができる。
また、素子の面方向に対する封止材7の厚みとしては、例えば100μm〜10mmとすることが好ましい。
<Encapsulant>
The sealing material 7 is not particularly limited and can be appropriately changed. For example, a resin such as an adhesive can be used. The sealing material 7 is used for the purpose of preventing the electrolyte layer 5 from sticking out and increasing the adhesive force between the substrates. The shape of the sealing material 7 is not particularly limited, and may be, for example, a shape as shown in FIGS. 1 and 2.
The thickness of the sealing material 7 with respect to the surface direction of the element is preferably, for example, 100 μm to 10 mm.

<エレクトロクロミック素子の製造方法>
上述のように、本実施形態のエレクトロクロミック素子の製造方法は、第1の導電基板上に第1のエレクトロクロミック層を形成する工程と、第2の導電基板上に第2のエレクトロクロミック層を形成する工程と、前記第1のエレクトロクロミック層又は前記第2のエレクトロクロミック層上にスペーサー形成用材料を付与し、硬化させてスペーサーを形成する工程と、前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2のエレクトロクロミック層が前記スペーサーを介して対向するように前記第1の導電基板と前記第2の導電基板とを貼り合わせる工程と、電解質層形成用材料を前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2のエレクトロクロミック層の間に付与して電解質層を形成する工程と、を有する。そして前記スペーサー形成用材料は電解質及び樹脂を含む。
<Manufacturing method of electrochromic element>
As described above, the method for manufacturing the electrochromic element of the present embodiment includes a step of forming the first electrochromic layer on the first conductive substrate and a second electrochromic layer on the second conductive substrate. A step of forming, a step of applying a spacer forming material on the first electrochromic layer or the second electrochromic layer, and curing the material to form a spacer, and the first electrochromic layer and the first. The step of laminating the first conductive substrate and the second conductive substrate so that the two electrochromic layers face each other via the spacer, and the material for forming the electrolyte layer is the first electrochromic layer and the said. It has a step of forming an electrolyte layer by applying it between the second electrochromic layers. The spacer forming material contains an electrolyte and a resin.

また、前記スペーサー形成用材料と前記電解質層形成用材料は同じ組成で作製することも可能であり、前記スペーサーは前記電解質層よりも硬くなるように形成されることが好ましい。この場合、より簡便にエレクトロクロミック素子を製造することができる。 Further, the spacer forming material and the electrolyte layer forming material can be produced with the same composition, and it is preferable that the spacer is formed so as to be harder than the electrolyte layer. In this case, the electrochromic device can be manufactured more easily.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(実施例1)
<導電基板>
導電基板にはITOが成膜されたITOガラス(40mm×40mm、ガラスの厚み0.7mm、ITOの厚み100nm)を用いた。素子の着消色部の大きさは30mm×30mmとした。
(Example 1)
<Conductive substrate>
As the conductive substrate, ITO glass (40 mm × 40 mm, glass thickness 0.7 mm, ITO thickness 100 nm) on which ITO was formed was used. The size of the color-decoloring portion of the element was 30 mm × 30 mm.

<第1のエレクトロクロミック層の形成>
第1のエレクトロクロミック層形成用材料を下記の組成で調製した。
<Formation of the first electrochromic layer>
The first electrochromic layer forming material was prepared with the following composition.

[組成]
・下記構造式(1)で表されるエレクトロクロミック化合物 15質量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート(日本化薬社製PEG400D) 14.25質量%
・光開始剤(BASF社製Irgacure184) 0.75質量%
・シクロヘキサノン 70質量%
[composition]
15% by mass of electrochromic compound represented by the following structural formula (1)
-Polyethylene glycol diacrylate (PEG400D manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 14.25% by mass
-Photoinitiator (BASF's Irgacure 184) 0.75% by mass
・ Cyclohexanone 70% by mass

Figure 0006888321
Figure 0006888321

上記第1のエレクトロクロミック層形成用材料に対して超音波により10分間溶解を行った。その後、導電基板にインクジェット装置を用いて必要な箇所へ塗布した後、溶媒を乾燥させるために、ホットプレートにて80℃、1分乾燥し、その後UV露光をすることにより、厚み1.3μmの第1のエレクトロクロミック層を形成した。 The first electrochromic layer forming material was dissolved by ultrasonic waves for 10 minutes. Then, after applying to a conductive substrate to a necessary place using an inkjet device, the solvent is dried on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then UV-exposed to a thickness of 1.3 μm. A first electrochromic layer was formed.

<第2のエレクトロクロミック層の形成>
酸化チタンナノ粒子分散液(昭和タイタニウム社製SP210、平均粒径20nm)をスピンコート法により導電基板上に塗布し、120℃、15分のアニール処理を行うことにより、1.0μmの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成した。次いで、下記の組成で第2のエレクトロクロミック層形成用材料を調製した。
<Formation of a second electrochromic layer>
Titanium oxide nanoparticle dispersion liquid (SP210 manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle size 20 nm) is applied onto a conductive substrate by a spin coating method, and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to obtain a 1.0 μm titanium oxide particle film. A nanostructured semiconductor material composed of Then, a material for forming a second electrochromic layer was prepared with the following composition.

[組成]
・下記構造式(2)で表されるエレクトロクロミック化合物 2質量%
・2,2,3,3−テトラフロロプロパノール 98質量%
[composition]
-Electrochromic compound represented by the following structural formula (2) 2% by mass
・ 2,2,3,3-tetrafluoropropanol 98% by mass

Figure 0006888321
Figure 0006888321

上記第2のエレクトロクロミック層形成用材料を上記のようにして得られた半導体材料にスピンコート法にて塗布した。次いで、120℃、10分のアニール処理を行い、酸化チタン粒子膜とエレクトロクロミック化合物からなる厚み1.0μmの第2のエレクトロクロミック層を形成した。 The second electrochromic layer forming material was applied to the semiconductor material obtained as described above by a spin coating method. Next, annealing treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes to form a second electrochromic layer having a thickness of 1.0 μm composed of a titanium oxide particle film and an electrochromic compound.

<電解質層の形成>
−電解質層形成用材料の調製−
以下の組成で電解質層形成用材料を調製した。
<Formation of electrolyte layer>
-Preparation of materials for forming electrolyte layer-
A material for forming an electrolyte layer was prepared with the following composition.

[組成]
・1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド 60質量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート(日本化薬社製PEG400D) 20質量%
・メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(日本油脂社製ブレンマーPME) 18質量%
・光開始剤(BASF社製Irgacure184) 2質量%
[composition]
1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide 60% by mass
-Polyethylene glycol diacrylate (PEG400D manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 20% by mass
・ Methoxypolyethylene glycol monoacrylate (NOF Corporation Blemmer PME) 18% by mass
-Photoinitiator (BASF's Irgacure 184) 2% by mass

−スペーサー形成用材料の調製−
以下の組成でスペーサー形成用材料を調製した。
-Preparation of materials for spacer formation-
A material for forming a spacer was prepared with the following composition.

[組成]
・1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド 30質量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート(日本化薬社製PEG400D) 66.5質量%
・光開始剤(BASF社製Irgacure184) 3.5質量%
[composition]
1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide 30% by mass
-Polyethylene glycol diacrylate (PEG400D manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 66.5% by mass
-Photoinitiator (BASF's Irgacure 184) 3.5% by mass

上記得られた第1のエレクトロクロミック層上にスペーサー形成用材料を、インクジェット装置を用いて30μmの突起になるようパターニングし、UV露光により硬化させてスペーサーを形成した。硬化条件は240〜275nmの波長にて積算光量0.6J/cmの照射とした。
その後、エアロジェットディスペンサーを用いて電解質層形成用材料を第1のエレクトロクロミック層上に充填した。電解質層形成用材料を充填した後、光学接着剤を用いて導電基板どうしを貼り合わせた。貼り合わせた後、UV露光により電解質層を硬化させゲル状とした。硬化条件は240〜275nmの波長にて積算光量0.3J/cmの照射とした。
A spacer-forming material was patterned on the obtained first electrochromic layer so as to form protrusions of 30 μm using an inkjet device, and cured by UV exposure to form spacers. The curing conditions were irradiation with an integrated light intensity of 0.6 J / cm 2 at a wavelength of 240 to 275 nm.
Then, the material for forming the electrolyte layer was filled on the first electrochromic layer using an aerojet dispenser. After filling the material for forming the electrolyte layer, the conductive substrates were bonded to each other using an optical adhesive. After bonding, the electrolyte layer was cured by UV exposure to form a gel. The curing conditions were irradiation with an integrated light intensity of 0.3 J / cm 2 at a wavelength of 240 to 275 nm.

以上のようにして本実施例のエレクトロクロミック素子を作製した。得られたエレクトロクロミック素子は図1、図2に図示される構成であった。なお、光学接着剤は封止材として形成され、図示されるような形状で作製された。 As described above, the electrochromic device of this example was produced. The obtained electrochromic device had the configuration shown in FIGS. 1 and 2. The optical adhesive was formed as a sealing material and was produced in a shape as shown in the figure.

(実施例2)
実施例1において、スペーサー形成用材料として電解質層形成用材料と同じものを用いた以外は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック素子を作製した。なお、積算光量等の硬化条件は実施例1と同じにした。
(Example 2)
In Example 1, an electrochromic device was produced in the same manner as in Example 1 except that the same material as that for forming the electrolyte layer was used as the spacer forming material. The curing conditions such as the integrated light amount were the same as in Example 1.

(比較例1)
実施例1のスペーサー形成用材料の調製において、電解質を入れずに、ポリエチレングリコールジアクリレートとIrgacure184のみとした。それ以外は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック素子を作製した。
(Comparative Example 1)
In the preparation of the spacer forming material of Example 1, only polyethylene glycol diacrylate and Irgacure 184 were used without adding an electrolyte. Other than that, an electrochromic device was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
実施例1のスペーサー形成用材料の調製において、電解質を入れずに、φ30μmのアクリル樹脂ビーズ(積水化学社製ミクロパール)を加えた。それ以外は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック素子を作製した。
(Comparative Example 2)
In the preparation of the spacer forming material of Example 1, acrylic resin beads (micropearl manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having a diameter of 30 μm were added without adding an electrolyte. Other than that, an electrochromic device was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
実施例1において、スペーサーを形成しなかった以外は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック素子を作製した。
(Comparative Example 3)
An electrochromic device was produced in the same manner as in Example 1 except that the spacer was not formed in Example 1.

(測定)
ヘイズはJIS−K−7136に基づいて測定した。
着色むらは、着色時、第1のエレクトロクロミック層と第2のエレクトロクロミック層に対して−2.0Vの電圧を5秒間印加し、その際の目視による色むらを評価した。色むらが目視で確認できなかったものを○とし、確認できたものを×とした。
メモリー性は着色した後、電圧の印加を止め、放置した際に30秒以上色が変化しなかった場合を○とした。
(Measurement)
Haze was measured based on JIS-K-7136.
At the time of coloring, a voltage of −2.0 V was applied to the first electrochromic layer and the second electrochromic layer for 5 seconds, and the color unevenness visually evaluated at that time was evaluated. Those in which color unevenness could not be visually confirmed were marked with ◯, and those in which color unevenness could be confirmed were marked with x.
The memory property was marked with ◯ when the application of voltage was stopped after coloring and the color did not change for 30 seconds or more when left unattended.

結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

Figure 0006888321
Figure 0006888321

比較例1は電解質がスペーサーの中に存在しないため、着色時に反応しない部分ができ、着色むらが発生する。比較例2ではビーズを用いるため、ヘイズをコントロールするのが難しく、また比較例1と同様に着消色に寄与しない部分ができるため、着色むらが発生する。比較例3では中央部で第1のエレクトロクロミック層と第2のエレクトロクロミック層が接触しショートしてしまい、着色後のメモリー性が悪くなる。
これに対し、実施例1、2ではヘイズ、着色むら、メモリー性が良好であった。
以上から、本発明により良好な光学特性及び電気特性を有するエレクトロクロミック素子が得られる。
In Comparative Example 1, since the electrolyte does not exist in the spacer, a portion that does not react at the time of coloring is formed, and uneven coloring occurs. Since beads are used in Comparative Example 2, it is difficult to control the haze, and as in Comparative Example 1, there is a portion that does not contribute to color loss, so that uneven coloring occurs. In Comparative Example 3, the first electrochromic layer and the second electrochromic layer come into contact with each other in the central portion and cause a short circuit, resulting in poor memory after coloring.
On the other hand, in Examples 1 and 2, haze, uneven coloring, and memory properties were good.
From the above, an electrochromic device having good optical and electrical characteristics can be obtained by the present invention.

1 第1の導電基板
1a 第1の基板
1b 第1の電極
2 第2の導電基板
2a 第2の基板
2b 第2の電極
3 第1のエレクトロクロミック層
4 第2のエレクトロクロミック層
5 電解質層
6 スペーサー
7 封止材
1 1st conductive substrate 1a 1st substrate 1b 1st electrode 2 2nd conductive substrate 2a 2nd substrate 2b 2nd electrode 3 1st electrochromic layer 4 2nd electrochromic layer 5 Electrolyte layer 6 Spacer 7 Encapsulant

特許第4360663号公報Japanese Patent No. 4360663 特開2008−139745号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-139745 特開2008−145830号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-145830

Claims (6)

第1の導電基板と、
該第1の導電基板と接して形成された第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1の導電基板と対向する第2の導電基板と、
該第2の導電基板と接して形成された第2のエレクトロクロミック層と、
スペーサーを有する電解質層と、を有し、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2のエレクトロクロミック層は前記電解質層を介して対向し、
前記スペーサーは電解質及び樹脂を含み、突起形状にパターニングされてなることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
The first conductive substrate and
A first electrochromic layer formed in contact with the first conductive substrate,
A second conductive substrate facing the first conductive substrate and
A second electrochromic layer formed in contact with the second conductive substrate,
With an electrolyte layer having a spacer,
The first electrochromic layer and the second electrochromic layer face each other via the electrolyte layer.
The spacer viewed contains an electrolyte and a resin, an electrochromic element characterized by formed by patterning the projection shape.
前記スペーサーに含まれる電解質は、前記電解質層に含まれる電解質と同一の成分を含む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。 The electrochromic device according to claim 1, wherein the electrolyte contained in the spacer contains the same components as the electrolyte contained in the electrolyte layer. 前記スペーサーは前記第1のエレクトロクロミック層及び前記第2のエレクトロクロミック層の少なくとも1つに接していることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトロクロミック素子。 The electrochromic device according to claim 1 or 2, wherein the spacer is in contact with at least one of the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. 前記電解質はイオン性液体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 The electrochromic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrolyte is an ionic liquid. 前記第1のエレクトロクロミック層又は前記第2のエレクトロクロミック層が、トリアリールアミン構造を有するラジカル重合性化合物を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 The electrochromic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first electrochromic layer or the second electrochromic layer has a radically polymerizable compound having a triarylamine structure. 前記第1の導電基板及び前記第2の導電基板は透明であり、
前記エレクトロクロミック素子の消色時、前記第1のエレクトロクロミック層、前記第2のエレクトロクロミック層及び前記電解質層は透明であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
The first conductive substrate and the second conductive substrate are transparent and are transparent.
The electrochromic according to any one of claims 1 to 5, wherein the first electrochromic layer, the second electrochromic layer, and the electrolyte layer are transparent when the electrochromic element is decolorized. element.
JP2017027720A 2017-02-17 2017-02-17 Electrochromic element Active JP6888321B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017027720A JP6888321B2 (en) 2017-02-17 2017-02-17 Electrochromic element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017027720A JP6888321B2 (en) 2017-02-17 2017-02-17 Electrochromic element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018132718A JP2018132718A (en) 2018-08-23
JP6888321B2 true JP6888321B2 (en) 2021-06-16

Family

ID=63247695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017027720A Active JP6888321B2 (en) 2017-02-17 2017-02-17 Electrochromic element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6888321B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111542781B (en) * 2018-12-07 2023-05-05 京东方科技集团股份有限公司 Visual range adjusting device, driving method thereof, visual range adjusting device and display device
CN109613782A (en) * 2019-02-02 2019-04-12 Oppo广东移动通信有限公司 Electrochromic device and preparation method, shell, electronic equipment
WO2021066006A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 Electrochromic device
WO2022048122A1 (en) * 2020-09-01 2022-03-10 深圳市光羿科技有限公司 Electrochromic device and manufacturing methods therefor
JPWO2022085667A1 (en) 2020-10-21 2022-04-28

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204521A (en) * 1990-11-30 1992-07-24 Tonen Corp Flexible electrochromic element
US10571772B2 (en) * 2011-01-11 2020-02-25 Ajjer, Llc Added feature electrooptical devices and automotive components
JP6623507B2 (en) * 2014-08-26 2019-12-25 株式会社リコー Electrochromic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018132718A (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6888321B2 (en) Electrochromic element
US9869918B2 (en) Electrochromic apparatus, electrochromic element, and method of manufacturing electrochromic element
JP6798098B2 (en) Electrochromic device and its manufacturing method
JP6662017B2 (en) Electrochromic device and electrochromic light control device
US9304368B2 (en) Electrochromic device and production method thereof
JP7274122B2 (en) ELECTRONIC DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MODULATING LENS UNIT
JP6323154B2 (en) ELECTROCHROMIC DISPLAY ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, DISPLAY DEVICE, INFORMATION DEVICE, AND ELECTROCHROMIC Dimmer
JP6624206B2 (en) Electrochromic device
JP6610023B2 (en) Electrochromic display device
JP2017021077A (en) Electrochromic device and method for manufacturing the same
US11319484B2 (en) Electrochromic element and method for manufacturing electrochromic element
JP2018132635A (en) Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device
JP6003332B2 (en) Electrochromic device and manufacturing method thereof
JP2015096879A (en) Electrochromic device and manufacturing method thereof
JP6171812B2 (en) Electrochromic display element, electrochromic dimming lens, display device, information device, and method for manufacturing electrochromic display element
JP2017026750A (en) Electrochromic device, light control glasses, and method for manufacturing the electrochromic device
JP6295616B2 (en) Light control lens unit
JP2016156930A (en) Electrochromic display element, display device, information appliance, manufacturing method for electrochromic display element, and electrochromic light control lens
JP6848505B2 (en) Electrochromic element
JP6582607B2 (en) Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses
JP6740760B2 (en) Electrochromic device
JP2016024303A (en) Electrochromic device and method for manufacturing the same
JP2016133610A (en) Electrochromic device, lighting control lens and manufacturing method of electrochromic device
JP2016133648A (en) Electrochromic device and manufacturing method thereof
JP6776510B2 (en) Electrochromic display elements, display devices, information equipment, manufacturing methods for electrochromic display elements, electrochromic dimming lenses

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200917

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210503

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6888321

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151