JP2021026231A - Electrochromic element - Google Patents

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史育 金子
Fuminari Kaneko
史育 金子
後藤 大輔
Daisuke Goto
大輔 後藤
雅人 篠田
Masahito Shinoda
雅人 篠田
怜 川村
Rei Kawamura
怜 川村
田中 成
Sei Tanaka
成 田中
八代 徹
Toru Yashiro
徹 八代
満美子 井上
Mamiko Inoue
満美子 井上
直樹 浦
Naoki Ura
直樹 浦
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

To provide an electrochromic element having high transparency in a discoloured state.SOLUTION: The electrochromic element includes: a first electrochromic layer 104 having a conductive or semiconductor nano structure and electrochromic compound on a first electrode 101; and an electrolyte layer 103 containing electrolyte between the first electrochromic layer 104 and a second electrode 102. The electrochromic compound is a compound represented by the following formula, anion of the electrolyte is monovalent anion with higher oxidation potential by 3.1 V or more than reduction potential of di-cation in the formula.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

電圧を印加することで酸化還元反応が起こり、色が変化する現象をエレクトロクロミズムという。前記エレクトロクロミズムは、一般に対向する2つの電極間に形成され、イオン伝導可能な電解質層が電極間に満たされた構成で酸化還元反応する。 The phenomenon in which a redox reaction occurs when a voltage is applied and the color changes is called electrochromism. The electrochromism is generally formed between two opposing electrodes and undergoes a redox reaction in a configuration in which an ionic conductive electrolyte layer is filled between the electrodes.

このようなエレクトロクロミック素子において、透明な表示素子を得ようとする場合や、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の3層の発色層を積層させた構成の素子を構築する場合には、中性状態が透明状態である還元型エレクトロクロミック材料や、中性状態が透明である酸化型エレクトロクロミック材料により構成されていることが重要である。またこのような色鮮やかな表示素子には置換基によって様々な色をもたせることが出来る有機エレクトロクロミック材料が適している。 In such an electrochromic element, when trying to obtain a transparent display element, or when constructing an element having a configuration in which three color-developing layers of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are laminated. In this case, it is important that the material is composed of a reduced electrochromic material having a transparent neutral state and an oxidized electrochromic material having a transparent neutral state. Further, for such a colorful display element, an organic electrochromic material capable of giving various colors by a substituent is suitable.

前記エレクトロクロミック材料としては、中性状態が無色透明状態であり、還元状態で発色するエレクトロクロミック現象を示すビオロゲン誘導体などが利用されている。素子の発色層として、前記ビオロゲン誘導体を用いる場合、酸化チタンが好適に用いられている。これらの中でも、積層構成において、エレクトロクロミック化合物の担持粒子として、酸化チタン粒子を用いることで、ビオロゲン誘導体を非常に高濃度で層形成できるため、高い光学的濃度や高コントラスト比を実現できることが報告されている。さらにビオロゲン誘導体を固体層として形成することによって高い応答性やメモリー性を得ることが出来、ビオロゲン誘導体を溶媒に溶解した液体やゲルを用いた層からなるエレクトロクロミック素子に比べて大きな利点となっている。 As the electrochromic material, a viologen derivative or the like showing an electrochromic phenomenon in which the neutral state is colorless and transparent and the color is developed in the reduced state is used. When the viologen derivative is used as the color-developing layer of the device, titanium oxide is preferably used. Among these, it has been reported that by using titanium oxide particles as the supporting particles of the electrochromic compound in the laminated structure, the viologen derivative can be layered at a very high concentration, so that a high optical concentration and a high contrast ratio can be realized. Has been done. Furthermore, by forming the viologen derivative as a solid layer, high responsiveness and memory properties can be obtained, which is a great advantage over an electrochromic device consisting of a layer using a liquid or gel in which the viologen derivative is dissolved in a solvent. There is.

このようなエレクトロクロミック素子として例えばビオロゲン誘導体を導電性又は半導体性ナノ構造体に付着させたエレクトロクロミック層を用いたエレクトロクロミック素子が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この素子においてビオロゲン誘導体のカウンターアニオンとしては、Brイオン(Br)、Clイオン(Cl)、Iイオン(I)、OTf(トリフラート)イオン(OTf)、ClOイオン(ClO )、PFイオン(PF )、及びBFイオン(BF )が例示されている。
さらに別の例として特許文献2にもエレクトロクロミック素子が開示されている。この素子においてビオロゲン誘導体のカウンターアニオンとしてはBrイオン(Br)、Clイオン(Cl)、ClOイオン(ClO−)、PFイオン(PF )、BFイオン(BF )、TFSIイオン(CNO )、及びFSIイオン(CFSO )が例示されている。
これらのカウンターアニオンは特に限定されておらず、また具体的な実施例としてはBr及びClが記載されているのみである。加えて、これらの文献では、カウンターアニオンの種類によって素子の種々の特性がどのように変わるかは一切触れられていない。
As such an electrochromic device, for example, an electrochromic device using an electrochromic layer in which a viologen derivative is attached to a conductive or semiconductor nanostructure is disclosed (see, for example, Patent Document 1). In this device, the counter anions of the bromide derivative include Br ion (Br ), Cl ion (Cl ), I ion (I ), OTf (triflate) ion (OTf ), and ClO 4 ion (ClO 4 ). , PF 6 ion (PF 6 -), and BF 4 ion (BF 4 -) are illustrated.
As yet another example, Patent Document 2 also discloses an electrochromic device. In this device, the counter anions of the bromide derivative are Br ion (Br ), Cl ion (Cl ), ClO 4 ion (ClO 4 −), PF 6 ion (PF 6 ), and BF 4 ion (BF 4 ). , TFSI ion (C 2 F 6 NO 4 S 2 ), and FSI ion (CF 3 SO 3 ) are exemplified.
These counter anions are not particularly limited, and Br − and Cl are only described as specific examples. In addition, these documents make no mention of how the various properties of the device change depending on the type of counter anion.

一方でビオロゲン誘導体を溶媒に溶かした溶液やゲルを用いた素子も数多く開示されており、例えば特許文献3にはビオロゲン誘導体を溶媒に溶解してゲル化した後に積層した素子が開示されている。他にも特許文献4にはビオロゲン誘導体の溶液を電極で挟み込んだ構成が開示されている。さらに溶液系で用いるビオロゲン誘導体として例えば特許文献5にはアリールビオロゲン誘導体が開示されている。しかしこれらの素子又は材料においてビオロゲン誘導体のアニオンは具体的なものがいくつが提示されているものの必ずしも限定されておらず、特にアニオンの種類による特性の違いについては一切述べられていない。いくつかの具体的なアニオンが提示されている点については、例えば特許文献6に明示されているように素子中での酸化還元反応に不活性であるという視点でのみ選定されている。 On the other hand, many devices using a solution or gel in which a viologen derivative is dissolved in a solvent are also disclosed. For example, Patent Document 3 discloses an element in which a viologen derivative is dissolved in a solvent, gelled, and then laminated. In addition, Patent Document 4 discloses a configuration in which a solution of a viologen derivative is sandwiched between electrodes. Further, as a viologen derivative used in a solution system, for example, Patent Document 5 discloses an aryl viologen derivative. However, the number of specific anions of the viologen derivative in these devices or materials is not necessarily limited, and the difference in characteristics depending on the type of anion is not described at all. The point that some specific anions are presented is selected only from the viewpoint of being inactive to the redox reaction in the device, for example, as specified in Patent Document 6.

本発明は、消色状態において高い透明性を持つエレクトロクロミック素子を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an electrochromic device having high transparency in a decolorized state.

上記の課題を解決するための手段の一例としてのエレクトロクロミック素子は、例えば以下の構成を有する。
第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であり、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンであることを特徴とするエレクトロクロミック素子である。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
An electrochromic device as an example of means for solving the above problems has, for example, the following configuration.
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
On the first electrode, a first electrochromic layer having a conductive or semiconductor nanostructure and an electrochromic compound,
It has an electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrode.
The electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
The electrochromic device is characterized in that the anion of the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.

上記の課題を解決するための手段の他の一例としてのエレクトロクロミック素子は、例えば以下の構成を有する。
第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られる第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
An electrochromic device as another example of means for solving the above problems has, for example, the following configuration.
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
A first electrochromic layer obtained by adhering an electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure on the first electrode, and
It has an electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrode.
An electrochromic device characterized in that the electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.

本発明によれば、消色状態において高い透明性を持つ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 high transparency in a decolorized state.

図1は、本発明のエレクトロクロミック素子の構成例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of the electrochromic device of the present invention.

溶液系においてビオロゲン誘導体のアニオンを特に種類の影響を受けずに用いることが出来る理由として、このような溶液系においては、ビオロゲン誘導体は実際には錯体やイオン対の状態では存在せず、溶媒に溶解してイオン解離しており溶媒和されたフリーカチオンとして存在していることが挙げられる。そのため元々のカウンターイオンの種類が何であったかに影響を受けずにビオロゲン誘導体カチオンとして同一の挙動を示す。仮に比較的近傍にあるフリーアニオンの影響を受けるとしても、これらの溶液系においては通常ビオロゲン誘導体よりもはるかに多量の電解質が添加されており、この電解質のアニオンによる影響が支配的となるために、やはり元々のカウンターイオンの種類が何であったかに影響をほぼ受けない。 The reason why the anion of the viologen derivative can be used in the solution system without being particularly affected by the type is that in such a solution system, the viologen derivative does not actually exist in the state of a complex or an ion pair, and is used as a solvent. It is mentioned that it is dissolved and ion-dissociated and exists as a solvated free cation. Therefore, it behaves the same as a viologen derivative cation without being affected by what the original type of counter ion was. Even if it is affected by free anions that are relatively close to each other, a much larger amount of electrolyte is usually added to these solution systems than the viologen derivative, and the influence of the anions on this electrolyte becomes dominant. After all, it is almost unaffected by what the original type of counterion was.

これに対してビオロゲン誘導体がイオン対あるいは錯体で存在し、ビオロゲン誘導体分子間に溶媒や他のイオンがほとんど存在せず、ビオロゲン誘導体が非常に高濃度で存在するような環境においては、ビオロゲン誘導体の特性はカウンターアニオンの種類に強く影響を受ける。このような環境とはすなわちビオロゲン誘導体が固体状態あるいは担体に担持されている状態で用いられている場合であり、特に具体的にはビオロゲン誘導体を導電性又は半導体性ナノ構造体に付着させたエレクトロクロミック層を用いたエレクトロクロミック素子の場合が代表例の一つである。そのためビオロゲン誘導体のカウンターアニオンの種類によって素子の特性が大きく変化するというのは、ビオロゲン誘導体と導電性又は半導体性ナノ構造体とを有するエレクトロクロミック層を用いたエレクトロクロミック素子に特有の課題であることを本発明者らは見出した。 On the other hand, in an environment where the viologen derivative exists as an ion pair or a complex, there is almost no solvent or other ions between the viologen derivative molecules, and the viologen derivative is present at a very high concentration, the viologen derivative is used. The properties are strongly influenced by the type of counter anion. Such an environment is a case where the viologen derivative is used in a solid state or in a state of being supported on a carrier, and more specifically, an electro-electron in which the viologen derivative is attached to a conductive or semiconductor nanostructure. The case of an electrochromic element using a chromic layer is one of the typical examples. Therefore, it is a problem peculiar to an electrochromic device using an electrochromic layer having a viologen derivative and a conductive or semiconducting nanostructure that the characteristics of the device change greatly depending on the type of counter anion of the viologen derivative. The present inventors have found.

しかしながら上述したように、このようなエレクトロクロミック素子においてカウンターアニオンの種類による影響はこれまでに十分な検討がなされていないのが現状である。 However, as described above, the influence of the type of counter anion in such an electrochromic device has not been sufficiently studied so far.

そこで、本発明者は、ビオロゲン誘導体などの特定のジカチオン(下記一般式Aで表される化合物)と導電性又は半導体性のナノ構造体とを有するエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミック素子のジカチオンのカウンターアニオンの種類について鋭意検討を行ったところ、カウンターアニオンの種類により、消色状態の素子の透明性が異なることを知見した。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは各々水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、或いは炭素原子数10までのシクロアルキル基又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、荷電を中和するイオンを表す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
そして、更に検討を進めた結果、前記特定のジカチオンのアニオンとして、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを用いることにより、消色状態において高い透明性を持つことを見出し、本発明の完成に至った。
Therefore, the present inventor presents a counter for a dication of an electrochromic device having an electrochromic layer having a specific dication (compound represented by the following general formula A) such as a viologen derivative and a conductive or semiconductor nanostructure. As a result of diligent studies on the types of anions, it was found that the transparency of the decolorized device differs depending on the type of counter anion.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group having up to 14 carbon atoms, heteroaryl group having up to 14 carbon atoms, branched alkyl group having up to 10 carbon atoms, and 10 carbon atoms, respectively. Represents an alkenyl group up to, or a functional group capable of bonding to a cycloalkyl group or a hydroxyl group having up to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents an ion that neutralizes the charge.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.
As a result of further studies, a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more is used as the anion of the specific dication, thereby decolorizing. It was found that it has high transparency in the above, and the present invention was completed.

なお、本発明において、消色状態において高い透明性を持つとは、第1のエレクトロクロミック層が低いYI(イエローインデックス)値を持つことを意味する。即ち、電極の着色などにより素子自体のYI値が高くても、第1のエレクトロクロミック層のYI値が低く抑えられていれば、消色状態において高い透明性を持つことに該当する。 In the present invention, having high transparency in the decolorized state means that the first electrochromic layer has a low YI (yellow index) value. That is, even if the YI value of the element itself is high due to coloring of the electrodes or the like, if the YI value of the first electrochromic layer is kept low, it corresponds to having high transparency in the decolorized state.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(エレクトロクロミック素子)
本発明のエレクトロクロミック素子の構成例を図1に示す。エレクトロクロミック素子は、第1の電極101と第2の電極102と電解質層103と第1のエレクトロクロミック層104と第2のエレクトロクロミック層105を有する。
(Electrochromic element)
FIG. 1 shows a configuration example of the electrochromic device of the present invention. The electrochromic device has a first electrode 101, a second electrode 102, an electrolyte layer 103, a first electrochromic layer 104, and a second electrochromic layer 105.

本発明のエレクトロクロミック素子は、例えば、下記の第1の態様と第2の態様を含む。 The electrochromic device of the present invention includes, for example, the following first and second aspects.

<第1の態様>
本発明のエレクトロクロミック素子の第1の態様は、
第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られる第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物である。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは各々水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、或いは炭素原子数10までのシクロアルキル基又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオン(以下、「高酸化電位アニオン」と称することがある)を示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
<First aspect>
The first aspect of the electrochromic device of the present invention is
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
A first electrochromic layer obtained by adhering an electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure on the first electrode, and
It has an electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrode.
The electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group having up to 14 carbon atoms, heteroaryl group having up to 14 carbon atoms, branched alkyl group having up to 10 carbon atoms, and 10 carbon atoms, respectively. Represents an alkenyl group up to, or a functional group capable of bonding to a cycloalkyl group or a hydroxyl group having up to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more (hereinafter, may be referred to as “high oxidation potential anion”). Is shown.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.

第1の態様において重要な点は、第1のエレクトロクロミック層が、導電性又は半導体性のナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて得られる点である。即ち、導電性又は半導体性のナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて第1のエレクトロクロミック層を形成する際に、前記エレクトロクロミック化合物のアニオンとして前記高酸化電位アニオンを用いる点である。
本明細書の実施例と比較例とを対比すると、実施例では、第1のエレクトロクロミック層を形成する際に、前記一般式1の化合物を用いている。他方、比較例では、第1のエレクトロクロミック層を形成する際に、前記一般式1の化合物のアニオンに代えて、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高くない酸化電位を持つ1価のアニオン(Br、Cl:以下、「低酸化電位アニオン」と称することがある)を用いている。
本明細書の実施例のエレクトロクロミック素子では、前記高酸化電位アニオンに起因し、素子作製時に低いYI値が得られ、この状態は長く保持される。
一方、本明細書の比較例のエレクトロクロミック素子では、前記低酸化電位アニオンに起因し、素子作製時に高いYI値となり、この状態は長く保持される。
ここで、一般的に、電解質層中のアニオンと、第1のエレクトロクロミック層中のアニオンとは、エレクトロクロミック素子作製後には、イオン交換が行われる。イオン交換の程度は明らかではないが、50%程度以上のイオン交換が予想される。そのため、素子作製時に電解質層に含まれていたアニオンが、素子作製時に第1のエレクトロクロミック層に含まれていたアニオンと、ある程度イオン交換され、本明細書の比較例のエレクトロクロミック素子でも、素子作製後には、電解質層に含まれていたアニオンが第1のエレクトロクロミック層に含まれることになる。そして、一度イオン交換が生じると、イオン交換後の素子のみから、イオン交換されたアニオンの量を求めることは不可能に近い。それは、イオン交換が生じた後には、イオン交換後の素子の第1のエレクトロクロミック層に含まれるアニオン、電解質層に含まれるアニオンのそれぞれが、素子作製時に、第1のエレクトロクロミック層を形成するために用いたアニオンであるか、電解質層を形成するために用いたアニオンであるかを分析により確認できないためである。
本明細書の比較例のエレクトロクロミック素子では、素子作製時に、電解質層を形成するために、前記高酸化電位アニオンを用いている。この場合、イオン交換が生じると、イオン交換後の比較例の素子の第1のエレクトロクロミック層には、前記高酸化電位アニオンが存在することになるものの、その際でも、実施例のYI値とは区別がつく程度に高いYI値の状態を保持する。
そのため、本願明細書の実施例及び比較例では、ともに、素子作製後に、第1のエレクトロクロミック層中に前記高酸化電位アニオンを持つ状態があるものの、それらの状態の実施例と比較例とでは、YI値において、明らかに異なる。しかし、本願明細書の実施例及び比較例ともに、素子作製後にイオン交換が生じ、第1のエレクトロクロミック層中に前記高酸化電位アニオンを持つ状態において、それらの状態を分析により区別することは、薄膜の第1のエレクトロクロミック層及び第1のエレクトロクロミック層の厚みに比して厚膜の電解質層を有する小型のエレクトロクロミック素子においては、不可能乃至は非実際的である。不可能乃至は非実際的ではあることは、例えば、以下の2つの素子(第1の素子及び第2の素子)を素子製後かつイオン交換後に両者の違いを分析することが不可能であることからも明らかである。
・第1の素子:素子作製時に、第1のエレクトロクロミック層の形成に前記高酸化電位アニオンを1単位用い、電解質層の形成に前記高酸化電位アニオン及び前記低酸化電位アニオンの混合物(50単位:50単位の混合物とする)を用いた素子。
・第2の素子:素子作製時に、第1のエレクトロクロミック層の形成に前記低酸化電位アニオンを1単位用い、電解質層の形成に前記高酸化電位アニオン及び前記低酸化電位アニオンの混合物(49単位:51単位の混合物とする)を用いた素子。
第1の素子及び第2の素子において、第1のエレクトロクロミック層と電解質層との間で第1のエレクトロクロミック層のアニオンの50%程度以上のイオン交換が行われた後には、第1の素子及び第2の素子の間で、第1のエレクトロクロミック層及び電解質層それぞれに存在する前記高酸化電位アニオン及び前記低酸化電位アニオンの量の違いを分析により区別することはもはやできない。
そのため、第1の態様において重要な点は、第1のエレクトロクロミック層が、導電性又は半導体性のナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて得られる点である。即ち、導電性又は半導体性のナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて第1のエレクトロクロミック層を形成する際に、前記エレクトロクロミック化合物のアニオンとして前記高酸化電位アニオンを用いる点である。電解質層の形成に用いるアニオンを限定しない条件においては、この点は特に重要である。
An important point in the first aspect is that the first electrochromic layer is obtained by adhering the electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure. That is, when the electrochromic compound is attached to a conductive or semiconductor nanostructure to form the first electrochromic layer, the high oxidation potential anion is used as the anion of the electrochromic compound.
Comparing the examples of the present specification with the comparative examples, in the examples, the compound of the general formula 1 is used when forming the first electrochromic layer. On the other hand, in the comparative example, when forming the first electrochromic layer, the oxidation potential is not higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more instead of the anion of the compound of the general formula 1. A monovalent anion having (Br , Cl : hereinafter, may be referred to as “low oxidation potential anion”) is used.
In the electrochromic device of the embodiment of the present specification, a low YI value is obtained at the time of manufacturing the device due to the high oxidation potential anion, and this state is maintained for a long time.
On the other hand, in the electrochromic device of the comparative example of the present specification, due to the low oxidation potential anion, a high YI value is obtained at the time of manufacturing the device, and this state is maintained for a long time.
Here, in general, the anion in the electrolyte layer and the anion in the first electrochromic layer are ion-exchanged after the electrochromic device is manufactured. The degree of ion exchange is not clear, but ion exchange of about 50% or more is expected. Therefore, the anions contained in the electrolyte layer at the time of device fabrication are ion-exchanged with the anions contained in the first electrochromic layer at the time of device fabrication to some extent, and even in the electrochromic device of the comparative example of the present specification, the device After production, the anions contained in the electrolyte layer will be contained in the first electrochromic layer. Then, once ion exchange occurs, it is almost impossible to obtain the amount of ion-exchanged anions only from the device after ion exchange. That is, after ion exchange occurs, each of the anion contained in the first electrochromic layer of the device after ion exchange and the anion contained in the electrolyte layer form the first electrochromic layer at the time of device fabrication. This is because it cannot be confirmed by analysis whether it is the anion used for the purpose or the anion used for forming the electrolyte layer.
In the electrochromic device of the comparative example of the present specification, the high oxidation potential anion is used in order to form an electrolyte layer at the time of manufacturing the device. In this case, when ion exchange occurs, the high oxidation potential anion is present in the first electrochromic layer of the device of the comparative example after ion exchange, but even in that case, the YI value of the example and Holds a state of YI value high enough to be distinguished.
Therefore, in both the examples and the comparative examples of the present specification, although there are states having the high oxidation potential anion in the first electrochromic layer after the device is manufactured, the examples and the comparative examples in those states are different. , YI values are clearly different. However, in both the examples and comparative examples of the present specification, in a state where ion exchange occurs after device fabrication and the high oxidation potential anion is present in the first electrochromic layer, it is not possible to distinguish these states by analysis. It is impossible or impractical in a small electrochromic device having a thick electrolyte layer as compared with the thickness of the first electrochromic layer and the first electrochromic layer of the thin film. What is impossible or impractical is that, for example, it is impossible to analyze the difference between the following two elements (the first element and the second element) after the elements are manufactured and after ion exchange. It is clear from that.
First device: At the time of device fabrication, 1 unit of the high oxidation potential anion was used to form the first electrochromic layer, and a mixture of the high potential anion and the low oxidation potential anion (50 units) was used to form the electrolyte layer. : An element using a mixture of 50 units).
Second element: At the time of device fabrication, 1 unit of the low oxidation potential anion was used to form the first electrochromic layer, and a mixture of the high potential anion and the low oxidation potential anion (49 units) was used to form the electrolyte layer. : 51 units of mixture).
In the first element and the second element, after ion exchange of about 50% or more of the anion of the first electrochromic layer is performed between the first electrochromic layer and the electrolyte layer, the first device is used. It is no longer possible to distinguish by analysis the difference in the amount of the high oxidation potential anion and the low oxidation potential anion present in the first electrochromic layer and the electrolyte layer, respectively, between the device and the second device.
Therefore, an important point in the first aspect is that the first electrochromic layer is obtained by adhering the electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure. That is, when the electrochromic compound is attached to a conductive or semiconductor nanostructure to form the first electrochromic layer, the high oxidation potential anion is used as the anion of the electrochromic compound. This point is particularly important under conditions that do not limit the anions used to form the electrolyte layer.

<第2の態様>
本発明のエレクトロクロミック素子の第2の態様は、
第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に、電解質を含有する電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であり、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンである。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは各々水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、或いは炭素原子数10までのシクロアルキル基又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
<Second aspect>
A second aspect of the electrochromic device of the present invention is
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
On the first electrode, a first electrochromic layer having a conductive or semiconductor nanostructure and an electrochromic compound,
An electrolyte layer containing an electrolyte is provided between the first electrochromic layer and the second electrode.
The electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
The electrolyte anion is a monovalent anion having an oxidation potential that is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group having up to 14 carbon atoms, heteroaryl group having up to 14 carbon atoms, branched alkyl group having up to 10 carbon atoms, and 10 carbon atoms, respectively. Represents an alkenyl group up to, or a functional group capable of bonding to a cycloalkyl group or a hydroxyl group having up to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.

第2の態様においては、素子中でエレクトロクロミック化合物のアニオンと電解質のアニオンがイオン交換した場合でもより透明性に優れる素子を得ることができる。 In the second aspect, a device having more excellent transparency can be obtained even when the anion of the electrochromic compound and the anion of the electrolyte are ion-exchanged in the device.

第2の態様において、第1のエレクトロクロミック層は、第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する。
ここで、第2の態様では、第1のエレクトロクロミック層は、導電性又は半導電性のナノ構造体と、上記のエレクトロクロミック化合物とを有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。第1のエレクトロクロミック層としては、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物が付着した状態であるものが好ましい。言い換えると、第2の態様では、第1のエレクトロクロミック層としては、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物が付着してなるものが好ましい。
In a second aspect, the first electrochromic layer has conductive or semiconducting nanostructures and electrochromic compounds on the first electrode.
Here, in the second aspect, the first electrochromic layer is not particularly limited as long as it has a conductive or semi-conductive nanostructure and the above-mentioned electrochromic compound, depending on the intended purpose. It can be selected as appropriate. The first electrochromic layer is preferably one in which an electrochromic compound is attached to a conductive or semiconductor nanostructure. In other words, in the second aspect, the first electrochromic layer is preferably one in which an electrochromic compound is attached to a conductive or semiconductor nanostructure.

第2の態様において重要な点は、以下の2点である。
(i)第1のエレクトロクロミック層における前記エレクトロクロミック化合物が、前記一般式1で表される化合物である。
(ii)電解質を含有する電解質層における前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンである。
The important points in the second aspect are the following two points.
(I) The electrochromic compound in the first electrochromic layer is a compound represented by the general formula 1.
(Ii) The anion of the electrolyte in the electrolyte layer containing the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential that is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1.

第1の態様では、導電性又は半導体性のナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて第1のエレクトロクロミック層を形成する際に、前記エレクトロクロミック化合物のアニオンとして前記高酸化電位アニオンを用いることが重要である。電解質層の形成に用いるアニオンを限定しない条件においては、特に重要である。
他方、第2の態様では、第1のエレクトロクロミック層における前記エレクトロクロミック化合物が前記一般式1で表される化合物であることに加え、電解質層の電解質におけるアニオンを前記高酸化電位アニオンとしている。この場合、第1のエレクトロクロミック層及び電解質層に存在するアニオンは実質的に前記高酸化電位アニオンのみであるため、それらのアニオンがイオン交換しても第1のエレクトロクロミック層及び電解質層に存在する前記高酸化電位アニオンの状態はほとんど変わらない。
第2の態様に関し、第1のエレクトロクロミック層における前記エレクトロクロミック化合物が、前記一般式1で表される化合物であること、及び前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンであることは、第1のエレクトロクロミック層と電解質層との間のアニオン交換が行われる前であってもよいし、アニオン交換が行われた後であってもよい。
なお、第2の態様において、電解質層においてアニオンの総量の微量〜10モル%程度の前記低酸化電位アニオンが含まれていてもよい。かつ第1のエレクトロクロミック層において、アニオンの総量の微量〜10モル%程度の前記低酸化電位アニオンが含まれていてもよい。
In the first aspect, when the electrochromic compound is attached to a conductive or semiconductor nanostructure to form a first electrochromic layer, the high oxidation potential anion is used as the anion of the electrochromic compound. This is very important. It is particularly important under conditions that do not limit the anion used to form the electrolyte layer.
On the other hand, in the second aspect, in addition to the electrochromic compound in the first electrochromic layer being the compound represented by the general formula 1, the anion in the electrolyte of the electrolyte layer is the high oxidation potential anion. In this case, since the anions existing in the first electrochromic layer and the electrolyte layer are substantially only the high oxidation potential anions, they are present in the first electrochromic layer and the electrolyte layer even if those anions are ion-exchanged. The state of the high oxidation potential anion is almost unchanged.
Regarding the second aspect, the electrochromic compound in the first electrochromic layer is a compound represented by the general formula 1, and the anion of the electrolyte is based on the reduction potential of the dication in the general formula 1. The monovalent anion having an oxidation potential higher than 3.1 V may be before the anion exchange between the first electrochromic layer and the electrolyte layer is performed, or the anion exchange is performed. It may be after.
In the second aspect, the electrolyte layer may contain a trace amount of the low oxidation potential anion of about 10 mol% of the total amount of anions. Moreover, in the first electrochromic layer, the low oxidation potential anion of about 10 mol% of the total amount of anions may be contained.

<第1のエレクトロクロミック層>
第1の態様において、第1のエレクトロクロミック層は、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られる。
第2の態様において、第1のエレクトロクロミック層は、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する。また、第2の態様において、第1のエレクトロクロミック層は、ナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られるものであることが好ましい。
<First electrochromic layer>
In the first aspect, the first electrochromic layer is obtained by attaching an electrochromic compound to a conductive or semiconducting nanostructure.
In a second aspect, the first electrochromic layer comprises a conductive or semiconducting nanostructure and an electrochromic compound. Further, in the second aspect, it is preferable that the first electrochromic layer is obtained by adhering an electrochromic compound to the nanostructure.

本発明において付着とは例えば共有結合やイオン結合などにより化学的に結合している状態及び水素結合や分子間力などにより物理吸着している状態及び粒子やアモルファス状固体が物理的に堆積した状態を意味するが、これらに限定されるものではない。 In the present invention, adhesion means, for example, a state of being chemically bonded by a covalent bond or an ionic bond, a state of being physically adsorbed by a hydrogen bond or an intermolecular force, and a state of physically depositing particles or amorphous solids. However, it is not limited to these.

前記第1のエレクトロクロミック層の形成方法としては、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、前記第1のエレクトロクロミック層の材料が塗布形成できるものであれば、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。
なお、例えば、本明細書の実施例に示す方法より、第1のエレクトロクロミック層を形成すれば、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物が付着してなる第1のエレクトロクロミック層を作製することができる。
As a method for forming the first electrochromic layer, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method and the like can be used. Further, as long as the material of the first electrochromic layer 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. Can be used.
For example, if the first electrochromic layer is formed by the method shown in the examples of the present specification, the first electrochromic layer is formed by adhering an electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure. Can be produced.

前記第1の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以上5.0μm以下が好ましい。前記平均厚みが、0.2μm以上であると、濃い発色濃度が得られやすく、5.0μm以下であると、製造コストが抑えられ、更に、着色による視認性の低下が起こりにくい。前記第1のエレクトロクロミック層は真空製膜により形成することも可能であるが、生産性の点で粒子分散ペーストとして塗布形成することが好ましい。 The average thickness of the first electrochromic layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.2 μm or more and 5.0 μm or less. When the average thickness is 0.2 μm or more, a deep color development density is likely to be obtained, and when it is 5.0 μm or less, the manufacturing cost is suppressed, and the visibility is less likely to be deteriorated due to coloring. Although the first electrochromic layer can be formed by vacuum film formation, it is preferably formed by coating as a particle dispersion paste from the viewpoint of productivity.

第1のエレクトロクロミック層は第1の電極上に積層されており、1層のみ積層されていても良く、2層以上積層されていてもよい。 The first electrochromic layer is laminated on the first electrode, and only one layer may be laminated, or two or more layers may be laminated.

前記導電性又は半導体性のナノ構造体を形成した後に、前記エレクトロクロミック化合物を付着させても良い。このとき前記導電性又は半導体性のナノ構造体の形成方法は前記第1のエレクトロクロミック層の形成方法と同じ方法で形成することが出来る。前記エレクトロクロミック化合物の付着方法は、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、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。 After forming the conductive or semiconductor nanostructures, the electrochromic compound may be attached. At this time, the method for forming the conductive or semiconductor nanostructure can be the same as the method for forming the first electrochromic layer. As the method for adhering the electrochromic compound, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method or the like can be used. In addition, spin coating method, casting method, microgravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, 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, flexo printing method, offset printing method, reverse printing method, inkjet printing method and various other printing methods can be used.

<<導電性又は半導体性のナノ構造体>> << Conductive or semiconductor nanostructures >>

本発明に係る導電性又は半導体性ナノ構造体とは、ナノ粒子もしくはナノポーラス構造体等、ナノスケールの凹凸を有する構造体である。 The conductive or semiconductor nanostructure according to the present invention is a structure having nanoscale irregularities such as nanoparticles or nanoporous structures.

前記導電性又は半導体性ナノ構造体を構成する材質としては、透明性や導電性の面から金属酸化物が好ましい。このような金属酸化物の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物が用いられる。また、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、2種以上が混合され用いられてもよい。 As the material constituting the conductive or semiconductor nanostructure, a metal oxide is preferable from the viewpoint of transparency and conductivity. Examples of such metal oxides are titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, boron oxide, magnesium oxide, strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate. , Calcium oxide, ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, aluminosilicate, calcium phosphate, aluminosilicate, etc. Used. Further, these metal oxides may be used alone or in combination of two or more.

電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性を鑑みるに、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化タングステン等の金属酸化物から選ばれる一種、もしくはそれらの混合物が用いられたとき、発消色の応答速度に優れる。とりわけ、酸化チタンが用いられたとき、より発消色の応答速度に優れる。 From metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, tungsten oxide, etc., in consideration of electrical properties such as electrical conductivity and physical properties such as optical properties. When one of the selected materials or a mixture thereof is used, the response speed of color development is excellent. In particular, when titanium oxide is used, the response speed of color development is more excellent.

前記金属酸化物の形状としては、平均一次粒子径が30nm以下の金属酸化物微粒子であることが好ましい。粒子径が小さいほど金属酸化物に対する光の透過率が向上し、単位体積当たりの表面積(以下、「比表面積」という。)が大きい形状が用いられる。大きな比表面積を有することで、より効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色の表示コントラスト比に優れた多色カラー表示が可能である。ナノ構造の比表面積は、特に限定されるものではないが、例えば、100m/g以上とすることができる。 The shape of the metal oxide is preferably metal oxide fine particles having an average primary particle diameter of 30 nm or less. The smaller the particle size, the higher the transmittance of light to the metal oxide, and the larger the surface area per unit volume (hereinafter referred to as "specific surface area") is used. By having a large specific surface area, the electrochromic compound is supported more efficiently, and multicolor display with an excellent display contrast ratio of color emission / extinction is possible. The specific surface area of the nanostructure is not particularly limited, but can be, for example, 100 m 2 / g or more.

<<エレクトロクロミック化合物>>
本発明のエレクトロクロミック化合物は下記一般式1で表される化合物である。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは各々水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、或いは炭素原子数10までのシクロアルキル基又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
<< Electrochromic compound >>
The electrochromic compound of the present invention is a compound represented by the following general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group having up to 14 carbon atoms, heteroaryl group having up to 14 carbon atoms, branched alkyl group having up to 10 carbon atoms, and 10 carbon atoms, respectively. Represents an alkenyl group up to, or a functional group capable of bonding to a cycloalkyl group or a hydroxyl group having up to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.

前記一般式1において、W2+はエレクトロクロミック機能を発現し、この部分が酸化還元することによって色彩が変化する。R、R、R、R及びZはエレクトロクロミック機能には寄与せず、またW2+のエレクトロクロミック機能を阻害もしない。 In the general formula 1, W 2+ expresses an electrochromic function, and the color is changed by redoxing this portion. R 1, R 2, R 3 , R 4 and Z does not contribute to the electrochromic function, and does not even inhibit electrochromic functionality W 2+.

より好ましい形態としては、R又はRの少なくともいずれかが水酸基に対して結合することができる官能基である。これにより、前記導電性又は半導体性のナノ構造体への付着が容易に可能となる。
更に好ましい形態としては、R及びRの両方が前記水酸基に対して結合することができる官能基である。こうすることにより、結合がより強固になり素子中で脱離する可能性が減り信頼性の向上につながる。
別の好ましい形態としては、R又はRの一方が前記水酸基に対して結合することができる官能基である。こうすることにより、より多くのエレクトロクロミック化合物が前記導電性又は半導電性のナノ構造体に付着することが可能となり、発色濃度の向上につながる。
A more preferred form is a functional group to which at least one of R 1 or R 2 can be attached to a hydroxyl group. This makes it possible to easily adhere to the conductive or semiconductor nanostructures.
A more preferred form is a functional group in which both R 1 and R 2 can be attached to the hydroxyl group. By doing so, the coupling becomes stronger, the possibility of desorption in the element is reduced, and the reliability is improved.
Another preferred form is a functional group to which either R 1 or R 2 can be attached to the hydroxyl group. By doing so, more electrochromic compounds can be attached to the conductive or semi-conductive nanostructures, leading to an improvement in color density.

前記水酸基に対して結合することができる官能基としては、例えば、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、シラノール基などが挙げられる。これらの中でも、合成の簡便さ、担持粒子への吸着性、及び化合物の安定性の点から、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基が好ましく、ホスホン酸基がより好ましい。
シリル基としては、例えば、以下のアルコキシシリル基が挙げられる。
−SiR100 (OR1013−n
前記式中、R100は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。R101は、炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。nは、0〜2の整数を表す。R100が、2以上の場合、それらは同じであってもよいし、異なっていてもよい。OR101が、2以上の場合、それらは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Examples of the functional group that can be bonded to the hydroxyl group include a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group. Among these, a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, and a carboxylic acid group are preferable, and a phosphonic acid group is more preferable, from the viewpoint of ease of synthesis, adsorptivity to supporting particles, and stability of the compound.
Examples of the silyl group include the following alkoxysilyl groups.
−SiR 100 n (OR 101 ) 3-n
In the above formula, R 100 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 101 represents an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 2. When R 100 is 2 or more, they may be the same or different. When OR 101 is 2 or more, they may be the same or different.

このように、本発明においては、例えば、前記一般式1においてR及びRの少なくともいずれかが、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかであることが好ましい。こうすることにより、前記導電性又は半導体性のナノ構造体への付着が容易に可能となる。
この場合、本発明においては、例えば、前記一般式1においてR及びR(RとRの両方)が、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかであると、結合がより強固になり素子中で脱離する可能性が減り信頼性の向上させることができる。
また、本発明においては、前記一般式1においてR及びRのどちらか一方が、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかであり、他方が、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、及び炭素原子数10までのシクロアルキル基のいずれかであると、より多くのエレクトロクロミック化合物が前記導電性又は半導電性のナノ構造体に付着することが可能となり、発色濃度の向上させることができる。
As described above, in the present invention, for example, at least one of R 1 and R 2 in the general formula 1 is any of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group. It is preferable that it is. By doing so, it becomes possible to easily adhere to the conductive or semiconductor nanostructure.
In this case, in the present invention, for example, in the general formula 1, R 1 and R 2 ( both R 1 and R 2 ) are a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and If any of the silanol groups is used, the bond becomes stronger, the possibility of desorption in the element is reduced, and the reliability can be improved.
Further, in the present invention, in the general formula 1, either R 1 or R 2 is any one of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group. On the other hand, hydrogen atoms, aryl groups with up to 14 carbon atoms, heteroaryl groups with up to 14 carbon atoms, branched alkyl groups with up to 10 carbon atoms, alkenyl groups with up to 10 carbon atoms, and up to 10 carbon atoms. When any of the cycloalkyl groups of the above, more electrochromic compounds can be attached to the conductive or semi-conductive nanostructure, and the color development density can be improved.

官能基としてホスホン酸、リン酸基、カルボキシル基、スルホニル基等を有するとき、前記エレクトロクロミック化合物は更に容易に前記ナノ構造体に付着する。また、前記エレクトロクロミック化合物が、シリル基、シラノール基等を有するとき、シロキサン結合を介して前記ナノ構造体に付着しその結合は強固なものとなり、安定なエレクトロクロミック層を得ることができる。前記シロキサン結合とは、ケイ素原子及び酸素原子を介した化学結合をいう。 When having a phosphonic acid, a phosphoric acid group, a carboxyl group, a sulfonyl group or the like as a functional group, the electrochromic compound adheres to the nanostructure more easily. Further, when the electrochromic compound has a silyl group, silanol group or the like, it adheres to the nanostructure via a siloxane bond and the bond becomes strong, so that a stable electrochromic layer can be obtained. The siloxane bond refers to a chemical bond via a silicon atom and an oxygen atom.

前記ホスホン酸基としては、例えば、メチルホスホン酸基、エチルホスホン酸基、プロピルホスホン酸基、ヘキシルホスホン酸基、オクチルホスホン酸基、デシルホスホン酸基、ドデシルホスホン酸基、オクタデシルホスホン酸基、ベンジルホスホン酸基、フェニルエチルホスホン酸基、フェニルプロピルホスホン酸基、ビフェニルホスホン酸基などが挙げられる。前記リン酸基としては、例えば、メチルリン酸基、エチルリン酸基、プロピルリン酸基、ヘキシルリン酸基、オクチルリン酸基、デシルリン酸基、ドデシルリン酸基、オクタデシルリン酸基、ベンジルリン酸基、フェニルエチルリン酸基、フェニルプロピルリン酸基、ビフェニルリン酸基などが挙げられる。前記カルボン酸基としては、例えば、メチルカルボン酸基、エチルカルボン酸基、プロピルカルボン酸基、ヘキシルカルボン酸基、オクチルカルボン酸基、デシルカルボン酸基、ドデシルカルボン酸基、オクタデシルカルボン酸基、ベンジルカルボン酸基、フェニルエチルカルボン酸基、フェニルプロピルカルボン酸基、ビフェニルカルボン酸基、4−プロピルフェニルカルボン酸基、4−プロピルビフェニルカルボン酸基などが挙げられる。 Examples of the phosphonic acid group include methylphosphonic acid group, ethylphosphonic acid group, propylphosphonic acid group, hexylphosphonic acid group, octylphosphonic acid group, decylphosphonic acid group, dodecylphosphonic acid group, octadecylphosphonic acid group, and benzylphosphonate. Examples thereof include an acid group, a phenylethylphosphonic acid group, a phenylpropylphosphonic acid group, and a biphenylphosphonic acid group. Examples of the phosphate group include methyl phosphate group, ethyl phosphate group, propyl phosphate group, hexyl phosphate group, octyl phosphate group, decyl phosphate group, dodecyl phosphate group, octadecyl phosphate group, benzyl phosphate group and phenyl. Examples thereof include an ethyl phosphate group, a phenylpropyl phosphate group, and a biphenyl phosphate group. Examples of the carboxylic acid group include methylcarboxylic acid group, ethylcarboxylic acid group, propylcarboxylic acid group, hexylcarboxylic acid group, octylcarboxylic acid group, decylcarboxylic acid group, dodecylcarboxylic acid group, octadecylcarboxylic acid group, and benzyl. Examples thereof include a carboxylic acid group, a phenylethyl carboxylic acid group, a phenylpropyl carboxylic acid group, a biphenyl carboxylic acid group, a 4-propyl phenyl carboxylic acid group, and a 4-propyl biphenyl carboxylic acid group.

前記スルホニル基としては、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、デシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基、オクタデシルスルホニル基、ベンジルスルホニル基、フェニルエチルスルホニル基、フェニルプロピルスルホニル基、ビフェニルスルホニル基などが挙げられる。前記シリル基としては、例えば、メチルシリル基、エチルシリル基、プロピルシリル基、ヘキシルシリル基、オクチルシリル基、デシルシリル基、ドデシルシリル基、オクタデシルシリル基、ベンジルシリル基、フェニルエチルシリル基、フェニルプロピルシリル基、ビフェニルシリル基などが挙げられる。前記シラノール基としては、例えば、メチルシラノール基、エチルシラノール基、プロピルシラノール基、ヘキシルシラノール基、オクチルシラノール基、デシルシラノール基、ドデシルシラノール基、オクタデシルシラノール基、ベンジルシラノール基、フェニルエチルシラノール基、フェニルプロピルシラノール基、ビフェニルシラノール基などが挙げられる。 Examples of the sulfonyl group include methyl sulfonyl group, ethyl sulfonyl group, propyl sulfonyl group, hexyl sulfonyl group, octyl sulfonyl group, decyl sulfonyl group, dodecyl sulfonyl group, octadecyl sulfonyl group, benzyl sulfonyl group, phenyl ethyl sulfonyl group and phenyl propi. Examples thereof include a rusulfonyl group and a biphenylsulfonyl group. Examples of the silyl group include methylsilyl group, ethylsilyl group, propylsilyl group, hexylsilyl group, octylsilyl group, decylsilyl group, dodecylsilyl group, octadecylsilyl group, benzylsilyl group, phenylethylsilyl group and phenylpropylsilyl group. , Biphenylsilyl group and the like. Examples of the silanol group include methylsilanol group, ethylsilanol group, propylsilanol group, hexylsilanol group, octylsilanol group, decylsilanol group, dodecylsilanol group, octadecylsilanol group, benzylsilanol group, phenylethylsilanol group and phenylpropi. Examples thereof include a lucilanol group and a biphenylsilanol group.

前記一般式1において、Zは、C1〜C12アルキレン、C3〜C7シクロアルキレン、C3〜C14アリーレン、C5〜C10ヘテロアリーレン、(C1〜C4アルキレン)−(C3〜C14アリーレン)、(C1〜C4アルキレン)−(C3〜C14ヘテロアリーレン)、(C1〜C4アルキレン)−(C3〜C14アリーレン)−(C1〜C4アルキレン)、(C1〜C4アルキレン)−(C3〜C14ヘテロアリーレン)−(C1〜C4アルキレン)、(C3〜C14アリーレン)−(C3〜C14アリーレン)、(C1〜C4アルキレン)−(C3〜C14アリーレン)−(C3〜C14アリーレン)−(C1〜C4アルキレン)、及び(C3〜C14アリーレン)−(CR’R’’)−(C3〜C14アリーレン)から選択されることが好ましく、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒にC3〜C20炭素環基を形成し;アリーレン及びシクロアルキレン基は、ハロゲン、C1〜C4アルキル、C1〜C4アルコキシ及びC3〜C7シクロアルキルから選択される1つ又は複数の置換基により置換されてもよく、アルキレン基は、ハロゲン、C3〜C14アルキル、C1〜C12アルコキシ、C2〜C12アシルオキシ、C1〜C12ヒドロキシアルキル、C3〜C12シクロアルキル、フェニル、フェニルオキシ及び置換フェニルから選択される1つ又は複数の置換基により置換されてもよい。具体的には、置換アルキレンは、−CH2(CRaRb)CH2−を含み、Ra及びRbは、独立してH、C3〜C14アルキル、C3〜C12シクロアルキル、(シクロアルキル)メチル、アリール、置換アリール、アリールアルキル(例えば、ベンジル又はフェニル(C2〜C7アルキル)等)、フェニルオキシエチル、置換アリールアルキル、C1〜C12アルコキシ、C2〜C12アシルオキシ、C1〜C12ヒドロキシアルキル、及びC1〜C12アルコキシメチルから選択されてもよい。 In the general formula 1, Z is C1 to C12 alkylene, C3 to C7 cycloalkylene, C3 to C14 arylene, C5 to C10 heteroarylene, (C1 to C4 alkylene)-(C3 to C14 arylene), (C1 to C4 alkylene). )-(C3-C14 heteroarylene), (C1-C4alkylene)-(C3-C14 arylene)-(C1-C4alkylene), (C1-C4alkylene)-(C3-C14 heteroarylene)-(C1-C4) (Alkylene), (C3 to C14 allele)-(C3 to C14 allele), (C1 to C4 alkylene)-(C3 to C14 allele)-(C3 to C14 allele)-(C1 to C4 alkylene), and (C3 to C14). It is preferred to be selected from (arylene)-(CR'R'')-(C3 to C14 arylene), where R'and R'' form a C3 to C20 carbon ring group with the carbon to which they are attached. Formed; arylene and cycloalkylene groups may be substituted with one or more substituents selected from halogen, C1-C4 alkyl, C1-C4 alkoxy and C3-C7 cycloalkyl, where the alkylene group is halogen. , C3-C14 alkyl, C1-C12 alkoxy, C2-C12 acyloxy, C1-C12 hydroxyalkyl, C3-C12 cycloalkyl, phenyl, phenyloxy and substituted with one or more substituents selected from substituted phenyl. May be good. Specifically, the substituted alkylene contains −CH2 (CRaRb) CH2-, and Ra and Rb independently H, C3-C14 alkyl, C3-C12 cycloalkyl, (cycloalkyl) methyl, aryl, substituted aryl. , Arylalkyl (eg, benzyl or phenyl (C2-C7alkyl), etc.), phenyloxyethyl, substituted arylalkyl, C1-C12 alkoxy, C2-C12 acyloxy, C1-C12 hydroxyalkyl, and C1-C12 alkoxymethyl. May be done.

Zが、C1〜C12アルキレン、アリール置換のC1〜C12アルキレン、フェニレン、ナフチレン、(C1〜C4アルキレン)−フェニレン−(C1〜C4アルキレン)、(C1〜C4アルキレン)−ナフチレン−(C1〜C4アルキレン)(例えば、ナフチレンビス(メチレン)等)、キノキサリン−2,3−ジイル、(C1〜C4アルキレン)−キノキサリン−2,3−ジイル−(C1〜C4アルキレン)(例えば、キノキサリン−2,3−ジイルビス(メチレン)等)、フェニレン−フェニレン、(C1〜C4アルキレン)−フェニレン−フェニレン−(C1〜C4アルキレン)及びフェニレン−フルオレニレン−フェニレンから選択されることがさらに好ましい。
Zとしては、例えば、−CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH−、−CH−CH(CH)−CH−、−CH−CH(CHフェニル)−CH−、−(CH−CH(CH)−CH−、−(CH−CH(CH)−CH−、−(CH−CH(CH)−(CH−、などが挙げられる。
Z is C1 to C12 alkylene, aryl substituted C1 to C12 alkylene, phenylene, naphthylene, (C1 to C4 alkylene) -phenylene- (C1 to C4 alkylene), (C1 to C4 alkylene) -naphthylene- (C1 to C4 alkylene). ) (For example, naphthylenebis (methylene), etc.), Kinoxalin-2,3-diyl, (C1-C4alkylene) -quinoxalin-2,3-diyl- (C1-C4alkylene) (for example, quinoxalin-2,3-diylbis) (Methylene) and the like), phenylene-phenylene, (C1-C4alkylene) -phenylene-phenylene- (C1-C4alkylene) and phenylene-fluorenylene-phenylene are more preferably selected.
As Z, for example, −CH 2 −, − (CH 2 ) 2 −, − (CH 2 ) 3 −, − (CH 2 ) 4 −, − (CH 2 ) 5 −, −CH 2 −CH (CH) 3) -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 2 phenyl) -CH 2 -, - (CH 2) 2 -CH (CH 3) -CH 2 -, - (CH 2) 3 -CH (CH 3 ) -CH 2 -,-(CH 2 ) 2- CH (CH 3 )-(CH 2 ) 2- , and the like.

また、前記一般式1におけるZとしては、次の構造式で表されるものを好適に用いることができる。
Further, as Z in the general formula 1, those represented by the following structural formula can be preferably used.

前記一般式1においてXの酸化電位は前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い。言い換えれば、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。Xの酸化電位が一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高くない場合、素子の消色状態においてわずかに着色して透過率が低下してしまう場合がある。エレクトロクロミック化合物が前記導電性又は半導体性のナノ構造体に付着している場合、アニオンとジカチオン(前記一般式1におけるジカチオン)とがCT(Charge Transfer;電荷移動)錯体を形成してCT遷移によってある波長の光を吸収してしまう場合がある。このときCT遷移による吸光波長が400nmより大きい、つまりアニオンのLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital:最低空軌道)とジカチオンのHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital:最高被占軌道)のエネルギー準位差が3.1eV未満の場合、すなわちアニオンの酸化電位とジカチオンの還元電位の電位差が3.1V未満の場合に目視でエレクトロクロミック素子が着色して見えるため好ましくない。このような場合、特に短波長域での透過率低下によって、素子が黄色く見えることが多い。 In the general formula 1, the oxidation potential of X − is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1. In other words, X represents a monovalent anion having an oxidation potential that is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1. If the oxidation potential of X − is not higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more, the device may be slightly colored in the decolorized state and the transmittance may decrease. When the electrochromic compound is attached to the conductive or semiconductor nanostructures, the anion and the dication (the dication in the general formula 1) form a CT (Charge Transfer) complex by CT transition. It may absorb light of a certain wavelength. At this time, the absorption wavelength due to CT transition is larger than 400 nm, that is, the energy level difference between the anion LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) and the dication HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) is 3.1 eV. If it is less than 3.1 V, that is, if the potential difference between the oxidation potential of the anion and the reduction potential of the dication is less than 3.1 V, the electrochromic element appears to be colored visually, which is not preferable. In such a case, the device often looks yellow due to a decrease in transmittance, especially in the short wavelength region.

アニオンの酸化電位とジカチオンの還元電位の電位差が3.1V以上になるXとしては、例えば、(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、CFBF 、PF 、ClO 、(CSO、(CSO、CFSO、CSO、CSO、(CPF 、(CFSOなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。 Examples of X − in which the potential difference between the oxidation potential of the anion and the reduction potential of the dication is 3.1 V or more include (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , and so on. BF 4 -, CF 3 BF 3 -, PF 6 -, ClO 4 -, (C 2 F 5 SO 2) 2 N -, (C 4 F 9 SO 2) 2 N -, CF 3 SO 3, C 2 F Examples thereof include 5 SO 3 , C 4 F 9 SO 3 , (C 2 F 5 ) 3 PF 3 , and (CF 3 SO 2 ) 3 C −. One of these may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.

より好ましい実施形態として、Xは(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、ClO から選ばれる1種又は複数種である。これらのアニオンはジカチオンとCT錯体を形成しにくいほど大きく、さらに安定であり、また十分な応答速度が得られるほどに大きすぎないため、これらのアニオンを用いることで透明性に優れるのみならず応答性に優れる素子を得ることが出来る。 As a more preferred embodiment, X is one selected from (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 −. Or there are multiple types. Since these anions are so large that it is difficult to form a CT complex with a dication, they are stable, and they are not too large to obtain a sufficient response rate, the use of these anions not only provides excellent transparency but also responds. An element having excellent properties can be obtained.

さらに好ましい実施形態として、Xは(FSO、(CFSOから選ばれる1種又は複数種である。これらのアニオンは特に安定性と応答性に優れるため、これらのアニオンを用いることでさらに耐久性に優れる素子を得ることが出来る。 As a more preferred embodiment, X is one or more selected from (FSO 2 ) 2 N and (CF 3 SO 2 ) 2 N −. Since these anions are particularly excellent in stability and responsiveness, it is possible to obtain an element having further excellent durability by using these anions.

最も好ましい実施形態として、Xは(CFSO(以下、「TFSI)と称することがある)である。(CFSOを用いることでさらに濃い発色濃度を実現できる素子を得ることが出来る。そのメカニズムは明らかになっていないが、エレクトロクロミック化合物が前記ナノ構造体に付着する際の、ジカチオン分子間の距離やパッキング構造、付着プロセス時の導電性又は半導体性ナノ構造体の表面状態などの付着状態などが影響しているものと考えられる。なお付着プロセス時の導電性又は半導体性ナノ構造体の表面状態は、エレクトロクロミック化合物溶液を前記ナノ構造体に塗布した際の溶液の濡れ性やpHなどの影響によって変化するものと推測される。 In the most preferable embodiment, X is (CF 3 SO 2 ) 2 N (hereinafter, may be referred to as “TFSI − ”). By using (CF 3 SO 2 ) 2 N , a deeper color is developed. A device capable of achieving a concentration can be obtained. The mechanism has not been clarified, but the distance between dication molecules, the packing structure, and the conductivity during the adhesion process when the electrochromic compound adheres to the nanostructure. Alternatively, it is considered that the adhesion state such as the surface state of the semiconductor nanostructure has an influence. The conductivity or the surface state of the semiconductor nanostructure at the time of the adhesion process is the nanostructure of the electrochromic compound solution. It is presumed that it changes depending on the wettability of the solution when applied to the body and the influence of pH.

前記エレクトロクロミック化合物の好ましい形態においては、前記一般式1中のW2+が下記構造式1で表される。こうすることにより、ジカチオンの発色状態の安定性が高まり、より信頼性に優れた素子が得られる。
[構造式1]
In a preferred form of the electrochromic compound, W 2+ in the general formula 1 is represented by the following structural formula 1. By doing so, the stability of the color development state of the dication is enhanced, and a more reliable device can be obtained.
[Structural formula 1]

前記エレクトロクロミック化合物の別の好ましい形態においては、前記一般式1中のkが0である。こうすることにより、化合物の溶解度が上がり、容易により多くのエレクトロクロミック化合物を前記導電性又は半導体性のナノ構造体へ付着させることが可能となり発色濃度の向上につながる。 In another preferred form of the electrochromic compound, k in the general formula 1 is 0. By doing so, the solubility of the compound is increased, and more electrochromic compounds can be easily attached to the conductive or semiconductor nanostructures, which leads to an improvement in the color development density.

前記エレクトロクロミック化合物のさらに別の好ましい形態においては、前記一般式1中のRが下記一般式3で表され、Rが下記一般式4で表される。こうすることにより、エレクトロクロミック化合物の耐久性が高まり、より信頼性の高い素子を得ることができる。
[一般式3]
[一般式4]
ただし、前記一般式3中、mは0或いは1から10の整数を表し、前記一般式4中、nは、0或いは1から10の整数を表し、mとnは互いに同じ値でもよく異なっていてもよい。
In still another preferred form of the electrochromic compound, R 3 in the general formula 1 is represented by the following general formula 3 and R 4 is represented by the following general formula 4. By doing so, the durability of the electrochromic compound is increased, and a more reliable element can be obtained.
[General formula 3]
[General formula 4]
However, in the general formula 3, m represents an integer of 0 or 1 to 10, n represents an integer of 0 or 1 to 10 in the general formula 4, and m and n may have the same value but are different from each other. You may.

本発明のエレクトロクロミック化合物の具体的な例示化合物としては、以下に示すものが挙げられるが、前記エレクトロクロミック化合物はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the electrochromic compound of the present invention include those shown below, but the electrochromic compound is not limited thereto.

<例示化合物1−1>
<Example compound 1-1>

<例示化合物1−2>
<Example compound 1-2>

<例示化合物1−3>
<Example compound 1-3>

<例示化合物1−4>
<Example compound 1-4>

<例示化合物1−5>
<Example compound 1-5>

<例示化合物1−6>
<Example compound 1-6>

<例示化合物1−7>
<Example compound 1-7>

<例示化合物1−8>
<Example compound 1-8>

<例示化合物1−9>
<Example compound 1-9>

<例示化合物1−10>
<Example compound 1-10>

<例示化合物1−11>
<Example compound 1-11>

<例示化合物1−12>
<Example compound 1-12>

<例示化合物1−13>
<Example compound 1-13>

<例示化合物1−14>
<Example compound 1-14>

<例示化合物1−15>
<Example compound 1-15>

<例示化合物1−16>
<Example compound 1-16>

<例示化合物1−17>
<Example compound 1-17>

<例示化合物1−18>
<Example compound 1-18>

<例示化合物1−19>
<Example compound 1-19>

<例示化合物1−20>
<Example compound 1-20>

<例示化合物1−21>
<Example compound 1-21>

<例示化合物1−22>
<Example compound 1-22>

<例示化合物1−23>
<Example compound 1-23>

<例示化合物1−24>
<Example compound 1-24>

<例示化合物1−25>
<Example compound 1-25>

<例示化合物1−26>
<Example compound 1-26>

<例示化合物1−27>
<Example compound 1-27>

<例示化合物1−28>
<Example compound 1-28>

<例示化合物1−29>
<Example compound 1-29>

<例示化合物1−30>
<Example compound 1-30>

<例示化合物1−31>
<Example compound 1-31>

<例示化合物1−32>
<Example compound 1-32>

<例示化合物1−33>
<Example compound 1-33>

<例示化合物1−34>
<Example compound 1-34>

エレクトロクロミック層のイオン種を確認する方法としては公知の種々の方法を用いることが出来、特にイオンクロマトグラフィが有効である。 As a method for confirming the ion species of the electrochromic layer, various known methods can be used, and ion chromatography is particularly effective.

確認方法の一例として、エレクトロクロミック素子を分解してエレクトロクロミック層を露出させ、水やアルコール等の溶媒でエレクトロクロミック層を洗浄する、あるいは溶媒にエレクトロクロミック層を浸漬することで溶媒中にエレクトロクロミック化合物を溶解させる。このとき必要に応じて加熱や、酸やアルカリの添加による加水分解処理などを併用しても良い。また電解質層中のイオンの混入を防ぐために、予めエレクトロクロミック層を洗浄した後に、上記の手法でエレクトロクロミック化合物を溶解させても良い。こうして得られた溶液をイオンクロマトグラフィを用いて分析することで、イオン種を同定することが出来る。 As an example of the confirmation method, the electrochromic element is decomposed to expose the electrochromic layer, and the electrochromic layer is washed with a solvent such as water or alcohol, or the electrochromic layer is immersed in the solvent to electrochromic in the solvent. Dissolve the compound. At this time, if necessary, heating or hydrolysis treatment by addition of acid or alkali may be used in combination. Further, in order to prevent the mixing of ions in the electrolyte layer, the electrochromic compound may be dissolved by the above method after cleaning the electrochromic layer in advance. By analyzing the solution thus obtained by using ion chromatography, the ionic species can be identified.

ただし分析操作中に大気中や他の部材からOHやハロゲン化物イオンなどの微量の不純物が混入する可能性があるため注意が必要である。 However, care must be taken because trace impurities such as OH − and halide ions may be mixed in from the atmosphere or other members during the analysis operation.

前記Xの酸化電位の測定方法は、公知の方法を用いて測定することが出来るが、例えば電気化学的に測定する場合は、エレクトロクロミック化合物の還元電位を測定する場合と測定法をそろえることが好ましい。具体的には、使用する作用極、対極、参照極、溶媒、電解質、測定条件などを揃えることが好ましい。酸化還元電位をサイクリックボルタンメトリーにて測定する場合、まず還元方向に電極電位を掃引して本発明のエレクトロクロミック化合物の還元電位を測定した後、そのまま酸化方向に電極電位を掃引してXの酸化電位を測定すると全く同一の系で反応電位を比較できるため容易である。一方で溶媒への溶解性や測定系の電位窓の関係でXの酸化電位が同じ系で同時に測定できない場合は、Xのカウンターカチオンとして酸化側の電位窓の高いものを用いた塩を用意して、その塩の酸化電位を測定することでXの酸化電位を測定することが出来る。しかしながら本発明のエレクトロクロミック化合物の還元電位よりも3.1V以上高い電位まで電位窓が広い測定系は多くないことが多いため、Xの塩を含まない同じ測定系のバックグラウンド電流値と比較しながら酸化電位を見積もるのがよい。 The method for measuring the oxidation potential of X − can be measured by using a known method. For example, in the case of electrochemical measurement, the measurement method should be the same as that for measuring the reduction potential of the electrochromic compound. Is preferable. Specifically, it is preferable to prepare the working electrode, counter electrode, reference electrode, solvent, electrolyte, measurement conditions, and the like to be used. When the oxidation-reduction potential is measured by cyclic voltammetry, the electrode potential is first swept in the reduction direction to measure the reduction potential of the electrochromic compound of the present invention, and then the electrode potential is swept in the oxidation direction as it is to obtain X . It is easy to measure the oxidation potential because the reaction potentials can be compared in exactly the same system. On the other hand, if the oxidation potential of X − cannot be measured simultaneously in the same system due to the solubility in the solvent or the potential window of the measurement system, a salt using a salt having a high potential window on the oxidation side as the counter cation of X − is used. By preparing and measuring the oxidation potential of the salt, the oxidation potential of X can be measured. However, since there are not many measurement systems with a wide potential window up to a potential 3.1 V or more higher than the reduction potential of the electrochromic compound of the present invention, it is compared with the background current value of the same measurement system that does not contain the salt of X −. It is good to estimate the oxidation potential while doing so.

<第2のエレクトロクロミック層>
本発明のエレクトロクロミック素子は第2の電極上にさらに第2のエレクトロクロミック層を有することが好ましい。第2のエレクトロクロミック層は第2のエレクトロクロミック化合物を含む。
なお、第2のエレクトロクロミック層が第2のエレクトロクロミック化合物を含むことには、第2のエレクトロクロミック層において、第2のエレクトロクロミック化合物がその構造を保持して存在していている態様に加え、第2のエレクトロクロミック化合物が重合体の構成成分となって存在している態様も含まれる。
言い換えれば、第2のエレクトロクロミック層が第2のエレクトロクロミック化合物を含むとは、第2のエレクトロクロミック層が第2のエレクトロクロミック化合物を構成成分として含むことを意味する。
<Second electrochromic layer>
The electrochromic device of the present invention preferably further has a second electrochromic layer on the second electrode. The second electrochromic layer contains a second electrochromic compound.
It should be noted that the inclusion of the second electrochromic compound in the second electrochromic layer is in addition to the embodiment in which the second electrochromic compound is present in the second electrochromic layer while retaining its structure. Also included is an embodiment in which the second electrochromic compound is present as a constituent component of the polymer.
In other words, when the second electrochromic layer contains the second electrochromic compound, it means that the second electrochromic layer contains the second electrochromic compound as a constituent component.

第2のエレクトロクロミック層を有することで2つのエレクトロクロミック層が発消色するためにより濃い発色濃度を得ることが出来るようになる。 By having the second electrochromic layer, the two electrochromic layers develop and decolorize, so that a deeper color density can be obtained.

第2のエレクトロクロミック層は第2の電極上に積層されており、1層のみ積層されていても良く、2層以上積層されていてもよい。 The second electrochromic layer is laminated on the second electrode, and only one layer may be laminated, or two or more layers may be laminated.

<<第2のエレクトロクロミック化合物>>
第2のエレクトロクロミック化合物としては、特に限定されず公知のエレクトロクロミック化合物が用いることができる。
<< Second electrochromic compound >>
As the second electrochromic compound, a known electrochromic compound can be used without particular limitation.

具体的に、エレクトロクロミック化合物として、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、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材料やポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物が用いられる。これらは1種単独で用いられても良い、複数種組み合わせて用いられても良い。 Specifically, as electrochromic compounds, azobenzene-based, anthraquinone-based, diarylethene-based, dihydroprene-based, styryl-based, styrylspiropirane-based, spiroxazine-based, spirothiopyran-based, thioindigo-based, tetrathiafluvalene-based, terephthalic acid-based, triphenyl Low molecules such as methane, triphenylamine, naphthopyrane, viologen, pyrazoline, phenazine, phenylenediamine, phenoxazine, phenothiazine, phthalocyanine, fluorane, flugide, benzopyran, metallocene, etc. Organic electrochromic materials and conductive polymer compounds such as polyaniline and polythiophene are used. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of a plurality of types.

より好ましくは、第2のエレクトロクロミック層は、トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物を含有する重合性材料を重合した重合物を含有する。これによって耐久性に優れたエレクトロクロミック素子を得ることができる。
なお、第2のエレクトロクロミック層は、本質的に重合物のみからなることが好ましい。ここで、「本質的に重合物のみからなる」とは、上記効果を阻害しない範囲で、第2のエレクトロクロミック層が重合物以外の他の成分を含有することを許容する。
More preferably, the second electrochromic layer contains a polymer obtained by polymerizing a polymerizable material containing a radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton. This makes it possible to obtain an electrochromic element having excellent durability.
It is preferable that the second electrochromic layer is essentially composed of only a polymer. Here, "consisting essentially of a polymer" means that the second electrochromic layer is allowed to contain components other than the polymer as long as the above effects are not impaired.

さらに好ましくは、第2のエレクトロクロミック層は、トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物とテトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物とを含有する重合性材料を重合した重合物を含有する。これによってより耐久性に優れたエレクトロクロミック素子を得ることが出来る。 More preferably, the second electrochromic layer contains a polymer obtained by polymerizing a polymerizable material containing a radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton and a radically polymerizable compound having a tetraarylbenzidine skeleton. This makes it possible to obtain an electrochromic element having more durability.

前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物及び前記テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物は、第2の電極の表面において酸化還元反応を有するエレクトロクロミック機能を付与するために重要である。前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物としては、下記一般式5で表される化合物が挙げられる。
[一般式5]
An−Bm
ただし、n=2のときにはmは0であり、n=1のときmは0又は1である。A及びBの少なくとも1つはラジカル重合性官能基を有する。前記Aは下記一般式6で示される構造であり、RからR15のいずれかの位置で前記Bと結合している。前記Bは下記一般式7で示される構造であり、R16からR21のいずれかの位置で前記Aと結合している。
前記テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物は上記一般式5で表される化合物のうちn=2のものである。
[一般式6]
[一般式7]
ただし、前記一般式6及び7中、RからR21は、いずれも一価の基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、前記一価の基のうち少なくとも1つはラジカル重合性官能基である。
The radically polymerizable compound having the triarylamine skeleton and the radically polymerizable compound having the tetraarylbenzidine skeleton are important for imparting an electrochromic function having a redox reaction on the surface of the second electrode. Examples of the radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton include compounds represented by the following general formula 5.
[General formula 5]
An-Bm
However, when n = 2, m is 0, and when n = 1, m is 0 or 1. At least one of A and B has a radically polymerizable functional group. The A has a structure represented by the following general formula 6, and is coupled to the B at any position from R 1 to R 15. The B has a structure represented by the following general formula 7, and is coupled to the A at any position from R 16 to R 21.
The radically polymerizable compound having a tetraarylbenzidine skeleton is one of the compounds represented by the general formula 5 with n = 2.
[General formula 6]
[General formula 7]
However, in the general formulas 6 and 7, R 1 to R 21 are all monovalent groups and may be the same or different from each other, and at least one of the monovalent groups is a radical. It is a polymerizable functional group.

−一価の基−
前記一般式6及び前記一般式7における前記一価の基としては、例えば、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールカルボニル基、アミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノカルボニル基、スルホン酸基、置換基を有していてもよいアルコキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールスルホニル基、スルホンアミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノスルホニル基、アミノ基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよい複素環基などが挙げられる。これらの中でも、安定動作の点から、アルキル基、アルコキシ基、水素原子、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルケニル基、アルキニル基が特に好ましい。
-Univalent base-
As the monovalent group in the general formula 6 and the general formula 7, for example, even if each independently has a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, and a substituent. A good alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group which may have a substituent, an alkylcarbonyl group which may have a substituent, an arylcarbonyl group which may have a substituent, an amide group, a substituent. It may have a monoalkylaminocarbonyl group which may have a substituent, a dialkylaminocarbonyl group which may have a substituent, a monoarylaminocarbonyl group which may have a substituent, or a substituent. A good diarylaminocarbonyl group, a sulfonic acid group, an alkoxysulfonyl group which may have a substituent, an aryloxysulfonyl group which may have a substituent, an alkylsulfonyl group which may have a substituent, It has an arylsulfonyl group that may have a substituent, a sulfonamide group, a monoalkylaminosulfonyl group that may have a substituent, a dialkylaminosulfonyl group that may have a substituent, and a substituent. Monoarylaminosulfonyl group which may have a substituent, diarylaminosulfonyl group which may have a substituent, an amino group, a monoalkylamino group which may have a substituent, and a substituent which may have a substituent. It may have a good dialkylamino group, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, and a substituent. An aryl group, an alkoxy group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, and an alkylthio which may have a substituent. Examples thereof include a group, an arylthio group which may have a substituent, and a heterocyclic group which may have a substituent. Among these, an alkyl group, an alkoxy group, a hydrogen atom, an aryl group, an aryloxy group, a halogen atom, an alkenyl group and an alkynyl group are particularly preferable from the viewpoint of stable operation.

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。前記アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基などが挙げられる。前記複素環基としては、例えば、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group and the like. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and the like. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, a 4-methoxyphenoxy group, a 4-methylphenoxy group and the like. Examples of the heterocyclic group include carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, oxadiazole, thiadiazole and the like.

前記置換基に更に置換される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。 Examples of the substituent further substituted with the substituent include an alkyl group such as a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methyl group and an ethyl group, an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, and an aryloxy such as a phenoxy group. Examples thereof include an aryl group such as a group, a phenyl group and a naphthyl group, and an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group.

−ラジカル重合性官能基−
前記ラジカル重合性官能基とは、炭素−炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基であればいずれでもよい。前記ラジカル重合性官能基としては、例えば、下記に示す1−置換エチレン官能基、1,1−置換エチレン官能基などが挙げられる。
-Radical polymerizable functional group-
The radically polymerizable functional group may be any group as long as it has a carbon-carbon double bond and is radically polymerizable. Examples of the radically polymerizable functional group include the 1-substituted ethylene functional group and the 1,1-substituted ethylene functional group shown below.

(1)1−置換エチレン官能基としては、例えば、下記一般式(i)で表される官能基が挙げられる。
ただし、前記一般式(i)中、Xは、置換基を有してもよいアリーレン基、置換基を有してもよいアルケニレン基、−CO−基、−COO−基、−CON(R100)−基〔R100は、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基を表す。〕、又は−S−基を表す。
前記一般式(i)のアリーレン基としては、例えば、置換基を有してもよいフェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。前記アルケニレン基としては、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基などが挙げられる。前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基などが挙げられる。前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
前記一般式(i)で表されるラジカル重合性官能基の具体例としては、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1,3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミド基、ビニルチオエーテル基などが挙げられる。
(1) Examples of the 1-substituted ethylene functional group include a functional group represented by the following general formula (i).
However, in the general formula (i), X 1 is an arylene group which may have a substituent, an alkenylene group which may have a substituent, an −CO− group, an −COO− group, or −CON (R). 100 ) -Group [R 100 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group. ], Or -S- group.
Examples of the arylene group of the general formula (i) include a phenylene group and a naphthylene group which may have a substituent. Examples of the alkenylene group include an ethenylene group, a propenylene group, a butenylene group and the like. Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a naphthylmethyl group, a phenethyl group and the like. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.
Specific examples of the radically polymerizable functional group represented by the general formula (i) include a vinyl group, a styryl group, a 2-methyl-1,3-butadienyl group, a vinylcarbonyl group, an acryloyl group, an acryloyloxy group, and an acryloyl group. Examples thereof include an amide group and a vinylthioether group.

(2)1,1−置換エチレン官能基としては、例えば、下記一般式(ii)で表される官能基が挙げられる。
ただし、前記一般式(ii)中、Yは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR101基〔R101は、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基、又はCONR102103(R102及びR103は、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基を表し、互いに同一又は異なっていてもよい。)〕を表す。また、Xは、前記一般式(i)のXと同一の置換基及び単結合、アルキレン基を表す。ただし、Y及びXの少なくともいずれか一方がオキシカルボニル基、シアノ基、アルケニレン基、芳香族環である。
前記一般式(ii)のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基などが挙げられる。
(2) Examples of the 1,1-substituted ethylene functional group include a functional group represented by the following general formula (ii).
However, in the general formula (ii), Y is an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a halogen atom, or a cyano. Group, nitro group, alkoxy group, -COOR 101 group [R 101 may have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, and a substituent. The aryl group, or CONR 102 R 103 (R 102 and R 103 may have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aryl group and may be the same or different from each other.)]. Further, X 2 represents the same substituent, single bond, and alkylene group as X 1 of the general formula (i). However, at least one of Y and X 2 is an oxycarbonyl group, a cyano group, an alkenylene group, or an aromatic ring.
Examples of the aryl group of the general formula (ii) include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a naphthylmethyl group, a phenethyl group and the like.

前記一般式(ii)で表されるラジカル重合性官能基の具体例としては、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基などが挙げられる。 Specific examples of the radically polymerizable functional group represented by the general formula (ii) include α-acryloyloxy chloride group, methacryloyl group, methacryloyloxy group, α-cyanoethylene group, α-cyanoacryloyloxy group and α-. Examples thereof include a cyanophenylene group and a methacryloylamino group.

なお、これらX、X、Yについての置換基に更に置換される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。 Examples of the substituent further substituted with the substituents for X 1 , X 2 and Y include an alkyl group such as a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methyl group and an ethyl group, a methoxy group and an ethoxy group. Examples thereof include an alkoxy group such as, an aryloxy group such as a phenoxy group, an aryl group such as a phenyl group and a naphthyl group, and an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group.

前記ラジカル重合性官能基の中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が特に好ましい。 Among the radically polymerizable functional groups, an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group are particularly preferable.

前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物としては、以下の一般式(2−1)から(2−3)で表される化合物が好適に挙げられる。
[一般式(2−1)]
[一般式(2−2)]
[一般式(2−3)]
前記一般式(2−1)から(2−3)中、R27からR89は、いずれも一価の基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、前記一価の基のうち少なくとも1つはラジカル重合性官能基である。前記一価の基及び前記ラジカル重合性官能基としては、例えば、前記一般式5と同じものが挙げられる。
このうち前記一般式(2−1)で表される化合物が前記テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物である。
前記一般式5、及び前記一般式(2−1)から(2−3)で表される例示化合物としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物や前記テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物はこれらに限定されるものではない。
As the radically polymerizable compound having the triarylamine skeleton, compounds represented by the following general formulas (2-1) to (2-3) are preferably mentioned.
[General formula (2-1)]
[General formula (2-2)]
[General formula (2-3)]
In the general formulas (2-1) to (2-3), R 27 to R 89 are all monovalent radicals, which may be the same or different from each other, and are the monovalent radicals. At least one of them is a radically polymerizable functional group. Examples of the monovalent group and the radically polymerizable functional group include the same ones as those in the general formula 5.
Of these, the compound represented by the general formula (2-1) is a radically polymerizable compound having the tetraarylbenzidine skeleton.
Examples of the exemplary compounds represented by the general formula 5 and the general formulas (2-1) to (2-3) include those shown below. The radically polymerizable compound having the triarylamine skeleton and the radically polymerizable compound having the tetraarylbenzidine skeleton are not limited thereto.

<例示化合物3−1>
<例示化合物3−2>
<例示化合物3−3>
<例示化合物3−4>
<例示化合物3−5>
<例示化合物3−6>
<例示化合物3−7>
<例示化合物3−8>
<例示化合物3−9>
<例示化合物3−10>
「Me」は、メチル基を表す。
<例示化合物3−11>
<例示化合物3−12>
<例示化合物3−13>
<例示化合物3−14>
<例示化合物3−15>
<例示化合物3−16>
<例示化合物3−17>
<例示化合物3−18>
<例示化合物3−19>
<例示化合物3−20>
<例示化合物3−21>
<例示化合物3−22>
<例示化合物3−23>
<例示化合物3−24>
<例示化合物3−25>
<例示化合物3−26>
<例示化合物3−27>
<例示化合物3−28>
<例示化合物3−29>
<例示化合物3−30>
<例示化合物3−31>
<例示化合物3−32>
<例示化合物3−33>
<例示化合物3−34>
<例示化合物3−35>
<例示化合物3−36>
<例示化合物3−37>
<例示化合物3−38>
<例示化合物3−39>
<例示化合物3−40>
<Example compound 3-1>
<Example compound 3-2>
<Example compound 3-3>
<Example compound 3-4>
<Example compound 3-5>
<Example compound 3-6>
<Example compound 3-7>
<Example compound 3-8>
<Example compound 3-9>
<Example compound 3-10>
"Me" represents a methyl group.
<Example compound 3-11>
<Example compound 3-12>
<Example compound 3-13>
<Example compound 3-14>
<Example compound 3-15>
<Example compound 3-16>
<Example compound 3-17>
<Example compound 3-18>
<Example compound 3-19>
<Example compound 3-20>
<Example compound 3-21>
<Example compound 3-22>
<Example compound 3-23>
<Example compound 3-24>
<Example compound 3-25>
<Example compound 3-26>
<Example compound 3-27>
<Example compound 3-28>
<Example compound 3-29>
<Example compound 3-30>
<Example compound 3-31>
<Example compound 3-32>
<Example compound 3-33>
<Example compound 3-34>
<Example compound 3-35>
<Example compound 3-36>
<Example compound 3-37>
<Example compound 3-38>
<Example compound 3-39>
<Example compound 3-40>

<<他の重合性化合物>>
第2のエレクトロクロミック層を形成するための重合性材料は、必要に応じて他の重合性化合物を含んでいても良い。
<< Other polymerizable compounds >>
The polymerizable material for forming the second electrochromic layer may contain other polymerizable compounds, if necessary.

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骨格を有するラジカル重合性化合物とは異なる。また、前記他のラジカル重合性化合物は、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。前記他のラジカル重合性化合物におけるラジカル重合性官能基としては、前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物におけるラジカル重合性官能基と同様であり、これらの中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が特に好ましい。 The other radically polymerizable compound is different from the radically polymerizable compound having the triarylamine skeleton. In addition, the other radically polymerizable compound is a compound having at least one radically polymerizable functional group. 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. The radically polymerizable functional group in the other radically polymerizable compound is the same as the radically polymerizable functional group in the radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton, and among these, the acryloyloxy group and the methacryloyloxy group are used. Especially preferable.

前記1官能のラジカル重合性化合物としては、例えば、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルサクシネート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマーなどが挙げられる。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。 Examples of the monofunctional radically polymerizable compound include 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol monoacrylate, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate, 2-acryloyloxyethyl succinate, and 2 -Ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 2-ethylhexyl carbitol acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isoamyl acrylate, isobutyl acrylate, methoxytriethylene glycol Examples thereof include acrylate, phenoxytetraethylene glycol acrylate, cetyl acrylate, isostearyl acrylate, stearyl acrylate, and styrene monomer. These may be used alone or in combination of two or more.

前記2官能のラジカル重合性化合物としては、例えば、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、EO変性ビスフェノールFジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。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。 Examples of the bifunctional radically polymerizable compound include 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate, 1. , 6-Hexanediol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, EO-modified bisphenol A diacrylate, EO-modified bisphenol F diacrylate, neopentyl glycol diacrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記3官能以上のラジカル重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、HPA変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、ECH変性グリセロールトリアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、PO変性グリセロールトリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、2,2,5,5−テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレートなどが挙げられる。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。なお、上記において、EO変性はエチレンオキシ変性を指し、PO変性はプロピレンオキシ変性を指す。 Examples of the trifunctional or higher functional radical polymerizable compound include trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropane trimethacrylate, EO-modified trimethylolpropane triacrylate, PO-modified trimethylolpropane triacrylate, and caprolactone-modified trimethylolpropane. Triacrylate, HPA-modified trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate (PETTA), glycerol triacrylate, ECH-modified glycerol triacrylate, EO-modified glycerol triacrylate, PO-modified glycerol triacrylate, tris (acryloxy) Ethyl) isocyanurate, dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol tetraacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol Examples thereof include trimethylolpropane tetraacrylate (DTMPTA), pentaerythritol ethoxytetraacrylate, EO-modified phosphate triacrylate, and 2,2,5,5-tetrahydroxymethylcyclopentanone tetraacrylate. These may be used alone or in combination of two or more. In the above, EO modification refers to ethylene oxy modification, and PO modification refers to propylene oxy modification.

前記機能性モノマーとしては、例えば、オクタフルオロペンチルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、2−パーフルオロイソノニルエチルアクリレートなどのフッ素原子を置換したもの、特公平5−60503号公報、特公平6−45770号公報に記載のシロキサン繰り返し単位が20〜70のアクリロイルポリジメチルシロキサンエチル、メタクリロイルポリジメチルシロキサンエチル、アクリロイルポリジメチルシロキサンプロピル、アクリロイルポリジメチルシロキサンブチル、ジアクリロイルポリジメチルシロキサンジエチルなどのポリシロキサン基を有するビニルモノマー、アクリレート及びメタクリレートなどが挙げられる。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。 Examples of the functional monomer include those substituted with fluorine atoms such as octafluoropentyl acrylate, 2-perfluorooctyl ethyl acrylate, 2-perfluorooctyl ethyl methacrylate, and 2-perfluoroisononyl ethyl acrylate. Acryloyl polydimethylsiloxane ethyl, methacryloyl polydimethyl siloxane ethyl, acryloyl polydimethyl siloxane propyl, acryloyl polydimethyl siloxane butyl, diacryloyl poly having a siloxane repeating unit of 20 to 70 described in JP-A-60503 and JP-A-6-45770. Examples thereof include vinyl monomers having a polysiloxane group such as dimethylsiloxane diethyl, acrylates and methacrylates. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート系オリゴマー、ウレタンアクリレート系オリゴマー、ポリエステルアクリレート系オリゴマーなどが挙げられる。 Examples of the radically polymerizable oligomer include epoxy acrylate-based oligomers, urethane acrylate-based oligomers, polyester acrylate-based oligomers, and the like.

前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物及び前記トリアリールアミン骨格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の少なくともいずれか一方がラジカル重合性官能基を2つ以上有していることが、架橋物を形成する点から好ましい。 At least one of the radical-polymerizable compound having the triarylamine skeleton and another radical-polymerizable compound different from the radical-polymerizable compound having the triarylamine skeleton has two or more radical-polymerizable functional groups. It is preferable from the viewpoint of forming a crosslinked product.

前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物の含有量は、重合性材料中のエレクトロクロミック機能を発現する材料全量に対して、10質量%以上100質量%以下が好ましく、30質量%以上90質量%以下がより好ましい。前記含有量が、10質量%以上であると、第2のエレクトロクロミック層のエレクトロクロミック機能が充分に発現でき、加電圧による繰り返しの使用で耐久性が良好であり、発色感度が良好である。前記含有量が、100質量%でもエレクトロクロミック機能が可能であり、この場合、最も厚みに対する発色感度が高い。それに相反して電荷の授受に必要であるイオンとの相溶性が低くなる場合があるため、加電圧による繰り返しの使用で耐久性の低下などによる電気特性の劣化が現れる。使用されるプロセスによって要求される電気特性が異なるため一概には言えないが、発色感度と繰り返し耐久性の両特性のバランスを考慮すると30質量%以上90質量%以下が特に好ましい。 The content of the radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton is preferably 10% by mass or more and 100% by mass or less, and 30% by mass or more and 90% by mass, based on the total amount of the material exhibiting the electrochromic function in the polymerizable material. % Or less is more preferable. When the content is 10% by mass or more, the electrochromic function of the second electrochromic layer can be sufficiently exhibited, the durability is good with repeated use by a applied voltage, and the color development sensitivity is good. Even if the content is 100% by mass, the electrochromic function is possible, and in this case, the color development sensitivity with respect to the thickness is the highest. On the contrary, the compatibility with the ions required for the transfer of electric charge may be lowered, so that the electrical characteristics deteriorate due to the deterioration of durability due to repeated use by the applied voltage. Although it cannot be said unconditionally because the required electrical characteristics differ depending on the process used, 30% by mass or more and 90% by mass or less is particularly preferable in consideration of the balance between the characteristics of color development sensitivity and repeatability.

<<重合開始剤>>
前記重合性材料は、前記トリアリールアミン骨格を有するラジカル重合性化合物の重合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(例えば、ラジカル重合開始剤)を含有していてもよい。
前記重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられるが、重合効率の観点から光重合開始剤が好ましい。
<< Polymerization Initiator >>
The polymerizable material may contain a polymerization initiator (for example, a radical polymerization initiator), if necessary, in order to efficiently proceed with the polymerization reaction of the radically polymerizable compound having the triarylamine skeleton.
Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator, but a photopolymerization initiator is preferable from the viewpoint of polymerization efficiency.

前記熱重合開始剤としては、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、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(パーオキシベンゾイル)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルベルオキサイド、t−ブチルヒドロベルオキサイド、クメンヒドロベルオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系開始剤;アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸等のアゾ系開始剤、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。 The thermal polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, etc. t-Butyl cumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (peroxybenzoyl) hexin-3, di-t-butylbeloxide, t-butylhydrobeloxide, cumenehydrobeloxide, lauroyl peroxide Peroxide-based initiators such as; azobisisobutyrynitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, methyl azobisisobutyrate, azobisisobutyramidine hydrochloride, azo-based initiators such as 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, etc. And so on. These may be used alone or in combination of two or more.

前記光重合開始剤としては、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、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルフォリノ(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム等のアセトフェノン系又はケタール系光重合開始剤;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系光重合開始剤;ベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルフェニールエーテル、アクリル化ベンゾフェノン、1,4−ベンゾイルベンゼン等のベンゾフェノン系光重合開始剤;2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系光重合開始剤;などが挙げられる。 The photopolymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxy -Cyclohexyl-phenyl-ketone, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-methyl-2-morpholino (4-methylthiophenyl) propan-1-one, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- ( O-ethoxycarbonyl) acetophenone-based or ketal-based photopolymerization initiators such as oxime; benzophenone-based photopolymerization initiators such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether; benzophenone, 4-hydroxy Benzophenone-based photopolymerization initiators such as benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 2-benzoylnaphthalene, 4-benzoylbiphenyl, 4-benzoylphenyl ether, acrylicized benzophenone, 1,4-benzoylbenzene; 2-isopropylthioxanthone, 2 -Thioxanthone-based photopolymerization initiators such as chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, and 2,4-dichlorothioxanthone; and the like.

その他の光重合開始剤としては、例えば、エチルアントラキノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシエステル、9,10−フェナントレン、アクリジン系化合物、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物、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。 Examples of other photopolymerization initiators include ethylanthraquinone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide, and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl). Phenylphosphine oxide, bis (2,4-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, methylphenylglioxyester, 9,10-phenanthrene, aclysine compounds, triazine compounds, imidazole compounds, etc. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

なお、光重合促進効果を有するものを単独又は前記光重合開始剤と併用して用いることもできる。例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、などが挙げられる。 It should be noted that those having a photopolymerization promoting effect can be used alone or in combination with the photopolymerization initiator. For example, triethanolamine, methyldiethanolamine, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl benzoate (2-dimethylamino), 4,4'-dimethylaminobenzophenone, and the like can be mentioned.

前記第2のエレクトロクロミック層を形成する際の前記重合性材料における前記重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物の全量100質量部に対して、0.5質量部以上40質量部以下が好ましく、1質量部以上20質量部以下がより好ましい。
ここで、前記ラジカル重合性化合物は、前記重合性材料に含まれるラジカル重合性の化合物全量を指す。
The content of the polymerization initiator in the polymerizable material when forming the second electrochromic layer is 0.5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the radically polymerizable compound. Preferably, it is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less.
Here, the radically polymerizable compound refers to the total amount of the radically polymerizable compound contained in the polymerizable material.

<電解質層>
電解質層には少なくとも電解質が含まれる。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer contains at least an electrolyte.

<<電解質>>
電解質としては、特に限定されず公知のものを用いることが出来るが、前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンであることが好ましい。このようなアニオンとして例えば、(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、CFBF 、PF 、ClO 、(CSO、(CSO、CFSO、CSO、CSO、(CPF 、(CFSOなどが挙げられる。これらのアニオンを持った電解質を用いることで、素子中でエレクトロクロミック化合物のアニオンと電解質のアニオンがイオン交換した場合でもエレクトロクロミック化合物のCT遷移による着色を防止できるため、より透明性に優れるエレクトロクロミック素子を得ることが出来る。
<< Electrolyte >>
The electrolyte is not particularly limited and known ones can be used, but the anion of the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential that is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1. It is preferable to have. Such anions include, for example, (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , CF 3 BF 3 , PF 6 , ClO 4 , (C 2 F 5 SO 2) 2 N -, (C 4 F 9 SO 2) 2 N -, CF 3 SO 3, C 2 F 5 SO 3, C 4 F 9 SO 3, (C 2 F 5) 3 PF 3 , (CF 3 SO 2 ) 3 C − and the like can be mentioned. By using an electrolyte having these anions, it is possible to prevent coloring due to CT transition of the electrochromic compound even when the anion of the electrochromic compound and the anion of the electrolyte are ion-exchanged in the device, so that the electrochromic is more transparent. The element can be obtained.

より好ましくは、電解質のアニオンが(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、ClO の場合である。これらのアニオンは素子中でエレクトロクロミック化合物のアニオンと電解質のアニオンがイオン交換した場合でもエレクトロクロミック化合物のCT遷移による着色を防止でき、さらに安定であり、また十分な応答速度が得られるほどに大きすぎないため、これらのアニオンを用いることで透明性に優れるのみならず応答性に優れる素子を得ることが出来る。 More preferably, the anions of the electrolyte are (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 . These anions can prevent coloring due to CT transition of the electrochromic compound even when the anion of the electrochromic compound and the anion of the electrolyte are ion-exchanged in the device, are more stable, and are large enough to obtain a sufficient response rate. Therefore, by using these anions, it is possible to obtain an element having not only excellent transparency but also excellent responsiveness.

電解質のカチオンとしては、特に限定されず、電解質としては、例えばLi塩、Na塩、K塩、Mg塩などの金属イオン系や、N、N−ジメチルイミダゾール塩、N、N−メチルエチルイミダゾール塩、N、N−メチルプロピルイミダゾール塩、N、N−メチルブチルイミダゾール塩、N、N−アリルブチルイミダゾール塩、等のイミダゾール誘導体;N、N−ジメチルピリジニウム塩、N、N−メチルプロピルピリジニウム塩等のピリジニウム誘導体;N,N−ジメチルピロリジニウム塩、N−エチル−N−メチルピロリジニウム塩、N−メチル−N−プロピルピロリジニウム塩、N−ブチル−N−メチルピロリジニウム塩、N−メチル−N−ペンチルピロリジニウム塩、N−ヘキシル−N−メチルピロリジニウム塩等のピロリジニウム誘導体;トリメチルプロピルアンモニウム塩、トリメチルヘキシルアンモニウム塩、トリエチルヘキシルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム系などが挙げられる。 The cation of the electrolyte is not particularly limited, and the electrolyte includes metal ion systems such as Li salt, Na salt, K salt, and Mg salt, and N, N-dimethylimidazole salt, N, N-methylethyl imidazole salt. , N, N-Methylpropylimidazole salt, N, N-methylbutylimidazole salt, N, N-allylbutylimidazole salt, and other imidazole derivatives; N, N-dimethylpyridinium salt, N, N-methylpropylpyridinium salt, etc. Pyridinium derivatives of: N, N-dimethylpyrrolidinium salt, N-ethyl-N-methylpyrrolidinium salt, N-methyl-N-propylpyrrolidinium salt, N-butyl-N-methylpyrrolidinium salt, Pyrrolidinium derivatives such as N-methyl-N-pentylpyrrolidinium salt and N-hexyl-N-methylpyrrolidinium salt; aliphatic quaternary ammonium salts such as trimethylpropylammonium salt, trimethylhexylammonium salt and triethylhexylammonium salt. And so on.

前記アニオン及びカチオンはそれぞれ自由に組み合わせて用いることが出来、それぞれ1種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。 The anions and cations can be used in any combination, and one type may be used alone or a plurality of types may be used in combination.

特に電解質の融点が室温以下になるアニオンとカチオンの組み合わせが好ましい。すなわち電解質としてイオン液体を用いることが好ましい。さらに有機系のイオン性液体は、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、用いることが好ましい。 In particular, a combination of anion and cation having a melting point of the electrolyte of room temperature or lower is preferable. That is, it is preferable to use an ionic liquid as the electrolyte. Further, an organic ionic liquid is preferably used because it has a molecular structure showing the liquid in a wide temperature range including room temperature.

前記電解質は、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 electrolyte 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 the solution may be mixed with any of a photopolymerizable monomer, an oligomer, and a liquid crystal material.

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.

前記電解質層は低粘性の液体である必要はなく、ゲル状や高分子架橋型、液晶分散型などの様々な形態をとることが可能である。電解質はゲル状、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。 The electrolyte layer does not have to be a low-viscosity liquid, and can take various forms such as a gel form, a polymer crosslinked type, and a liquid crystal dispersed type. By forming the electrolyte in the form of a gel or a solid, advantages such as improvement in device strength and improvement in reliability can be obtained.

固体化手法としては、電解質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ためである。 As a solidification method, it is preferable to hold the electrolyte in the polymer resin. This is because high ionic conductivity and solid strength can be obtained.

更に、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、低温かつ短時間で素子を製造できるためである。
前記電解質からなる電解質層の平均厚みは、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、100nm以上100μm以下が好ましい。
電解質層の平均厚みは、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、第1のエレクトロクロミック層の平均厚みの0.1倍以上1000倍以下が好ましい。
Further, as the polymer resin, a photocurable resin is preferable. This is because the device can be manufactured at a low temperature and in a short time as compared with the method of forming a thin film by thermal polymerization or evaporation of a solvent.
The average thickness of the electrolyte layer made of the electrolyte 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.
The average thickness of the electrolyte layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 times or more and 1000 times or less the average thickness of the first electrochromic layer.

<第1の電極及び第2の電極>
前記第1の電極及び第2の電極の材料としては、特に制限されず通常用いられる導電体を用いることが出来る。
透明電極については導電性を有する透明材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化亜鉛等の無機材料などが挙げられる。これらの中でも、InSnO、GaZnO、SnO、In、ZnOが好ましい。
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。
前記第1の電極及び第2の電極の各々の厚みは、エレクトロクロミック層の酸化還元反応に必要な電気抵抗値が得られるように調整される。
前記第1の電極及び第2の電極の材料としてITOを用いた場合、第1の電極及び第2の電極の各々の厚みは、例えば、50nm以上500nm以下が好ましい。
<1st electrode and 2nd electrode>
The material of the first electrode and the second electrode is not particularly limited, and a commonly used conductor can be used.
The transparent electrode is not particularly limited as long as it is a conductive transparent material, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as “ITO”) and fluorine-doped Examples thereof include tin oxide, antimony-doped tin oxide, and inorganic materials such as zinc oxide. Among these, InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3, ZnO is preferable.
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.
The thickness of each of the first electrode and the second electrode is adjusted so that the electric resistance value required for the redox reaction of the electrochromic layer can be obtained.
When ITO is used as the material for the first electrode and the second electrode, the thickness of each of the first electrode and the second electrode is preferably, for example, 50 nm or more and 500 nm or less.

前記第1の電極及び第2の電極の各々の作製方法としては、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。
前記第1の電極及び第2の電極の各々の材料が塗布形成できるものであれば特に制限はなく、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 each of the first electrode and the second electrode, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like can be used.
There is no particular limitation as long as the materials of the first electrode and the second electrode can be applied and formed, and for example, a spin coating method, a casting method, a microgravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, and a roll. Coating method, Wirer 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 Various printing methods such as a method can be used.

<その他の部材>
本発明のエレクトロクロミック素子には、必要に応じてさらにその他の部材を備えていても良い。
前記その他の部材としては、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、支持体、封止材、保護層、などが挙げられる。
<Other parts>
The electrochromic device of the present invention may further include other members, if necessary.
The other members are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a support, a sealing material, and a protective layer.

<<支持体>>
支持体としては、各層を支持できる透明材料であれば、周知の有機材料や無機材料をそのまま用いることができる。
前記支持体としては、例えば、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、フロートガラス、ソーダ石灰ガラス等のガラス基板を用いることができる。又、支持体として、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂基板を用いてもよい。
また、前記支持体の表面に、水蒸気バリア性、ガスバリア性、紫外線耐性、及び視認性を高めるために透明絶縁層、UVカット層、反射防止層等がコーティングされていてもよい。
前記支持体の形状は、長方形であっても丸型であってもよく、特に限定されない。
前記支持体は複数の重ねあわせでもよく、例えば、2枚のガラス基板でエレクトロクロミック素子を挟持する構造にすることで、水蒸気バリア性及びガスバリア性を高めることが可能である。
<< Support >>
As the support, a well-known organic material or inorganic material can be used as it is as long as it is a transparent material that can support each layer.
As the support, for example, a glass substrate such as non-alkali glass, borosilicate glass, float glass, and soda-lime glass can be used. Further, as the support, a resin substrate such as a polycarbonate resin, an acrylic resin, a polyethylene, a polyvinyl chloride, a polyester, an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, a polyurethane resin, or a polyimide resin may be used.
Further, the surface of the support may be coated with a transparent insulating layer, a UV cut layer, an antireflection layer or the like in order to enhance water vapor barrier property, gas barrier property, ultraviolet ray resistance, and visibility.
The shape of the support may be rectangular or round, and is not particularly limited.
The support may be a plurality of superpositions. For example, the water vapor barrier property and the gas barrier property can be enhanced by forming a structure in which the electrochromic element is sandwiched between two glass substrates.

<<封止材>>
封止材は貼り合せたエレクトロクロミック素子の側面を封止し電解質の漏洩を防ぐ、大気中の水分や酸素などエレクトロクロミック素子が安定的に動作するために不要なものの侵入を防ぐなどの機能を有する。封止材としては特に限定されず、例えば、紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂などが挙げられる。
<< Sealing material >>
The encapsulant has functions such as sealing the side surface of the bonded electrochromic element to prevent leakage of electrolytes, and preventing the intrusion of unnecessary substances such as moisture and oxygen in the atmosphere for stable operation of the electrochromic element. Have. The sealing material is not particularly limited, and for example, an ultraviolet curable type resin or a thermosetting type resin can be used, and specific examples thereof include acrylic type, urethane type, and epoxy type resins.

<<保護層>>
前記保護層の役割は、外的応力や洗浄工程の薬品から素子を守ることや、電解質の漏洩を防ぐこと、大気中の水分や酸素などエレクトロクロミック素子が安定的に動作するために不要なものの侵入を防ぐこと等である。
前記保護層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm以上200μm以下が好ましい。
前記保護層の材料としては、例えば、紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂などが挙げられる。
<< Protective layer >>
The role of the protective layer is unnecessary for protecting the element from external stress and chemicals in the cleaning process, preventing leakage of electrolytes, and for stable operation of electrochromic elements such as moisture and oxygen in the atmosphere. For example, to prevent intrusion.
The thickness of the protective layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 μm or more and 200 μm or less.
As the material of the protective layer, for example, an ultraviolet curable type resin or a thermosetting type resin can be used, and specific examples thereof include acrylic type, urethane type, and epoxy type resins.

<用途>
本発明のエレクトロクロミック素子は、透明性に優れているので、例えば、エレクトロクロミックデバイス、エレクトロクロミックディスプレイ、株価の表示板等の大型表示板、防眩ミラー、調光ガラス、調光レンズ、調光フィルム等の調光素子、タッチパネル式キースイッチ等の低電圧駆動素子、光スイッチ、光メモリー、電子ペーパー、電子アルバムなどに好適に使用することができる。
<Use>
Since the electrochromic element of the present invention has excellent transparency, for example, an electrochromic device, an electrochromic display, a large display board such as a stock price display board, an antiglare mirror, a dimming glass, a dimming lens, and a dimming. It can be suitably used for a dimming element such as a film, a low voltage drive element such as a touch panel type key switch, an optical switch, an optical memory, an electronic paper, an electronic album, and the like.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.

<ジカチオンの還元電位の測定>
オクチルビオロゲンジブロマイド(東京化成)を炭酸プロピレンに0.01mol/Lとなるように溶解し、さらに電解質として1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド(EMIMFSI、関東化学)を0.1mol/Lとなるように溶解して測定溶液を調液した。作用極としてグラッシーカーボン電極、対極としてプラチナ電極、参照極としてイオン透過ガラスで仕切られたAg/Ag+電極を用いた。ポテンシオスタットを用いてサイクリックボルタンメトリーを行い、オクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位を測定した。なお、共通するビオロゲン骨格を有する例示化合物1−1から1−18及び1−24から1−26のジカチオンは、同じ還元電位を示す。
さらに、例示化合物1−19から1−23を、炭酸プロピレンに0.01mol/Lとなるように溶解し、同様の方法でジカチオンの還元電位を測定したところ、それぞれの還元電位はいずれもオクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位よりも低かった。
<Measurement of dication reduction potential>
Octylbiologene dibromide (Tokyo Kasei) was dissolved in propylene carbonate to a concentration of 0.01 mol / L, and 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis (fluorosulfonyl) imide (EMIMFSI, Kanto Chemical Co., Inc.) was added as an electrolyte. The measurement solution was prepared by dissolving the mixture so as to be 0.1 mol / L. A glassy carbon electrode was used as the working electrode, a platinum electrode was used as the counter electrode, and an Ag / Ag + electrode partitioned by ion-transmitting glass was used as the reference electrode. Cyclic voltammetry was performed using a potentiostat to measure the reduction potential of the dication of octylviologen. The dications of Exemplified Compounds 1-1 to 1-18 and 1-24 to 1-26 having a common viologen skeleton show the same reduction potential.
Further, the exemplified compounds 1-19 to 1-23 were dissolved in propylene carbonate so as to be 0.01 mol / L, and the reduction potentials of the dications were measured by the same method. As a result, the reduction potentials of the dications were all octylbiologens. It was lower than the reduction potential of the dication.

<アニオンの酸化電位の測定>
つづいて例示化合物1−1及び例示化合物1−7のアニオンとして1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミドを0.1mol/Lとなるように炭酸プロピレンに溶解し、酸化側に電位を掃引してFSIアニオンの酸化電位を測定した。その結果、オクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位より3.1V高い電位においても目立った反応電流は見られなかった。このことから、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンの酸化電位は、例示化合物1−1から1−26のジカチオンの還元電位より3.1V以上高いことがわかる。
<Measurement of anion oxidation potential>
Subsequently, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis (fluorosulfonyl) imide was dissolved in propylene carbonate so as to be 0.1 mol / L as an anion of Exemplified Compound 1-1 and Exemplified Compound 1-7, and the oxidation side was obtained. The potential was swept to measure the oxidation potential of the FSI anion. As a result, no conspicuous reaction current was observed even at a potential 3.1 V higher than the reduction potential of the dication of octylviologen. From this, it can be seen that the oxidation potential of the bis (fluorosulfonyl) imide anion is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dications of Exemplified Compounds 1-1 to 1-26.

同様に例示化合物1−2及び例示化合物1−8から1−34のアニオンとして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)イミドを、例示化合物1−3のアニオンとして1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム テトラシアノボレートを、例示化合物1−4のアニオンとして1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム テトラフルオロボレートを、例示化合物1−5のアニオンとして1−ブチル−3−メチル−イミダゾリウム ヘキサフルオロホスフェートを、例示化合物1−6のアニオンとしてテトラブチルアンモニウム パークロライドを、それぞれ0.1mol/Lとなるように炭酸プロピレンに溶解し、酸化側に電位を掃引して各アニオンの酸化電位を測定した。
その結果、オクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位より3.1V高い電位においても目立った反応電流は見られなかった。なおいずれの測定でもオクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位より3.1V高い電位を超えた付近から酸化電流が流れ始めており、全てのアニオンが同じ酸化電位を持っているとは考えにくいためこの電流は炭酸プロピレンの酸化による電流だと考えられる。そのためそれぞれのアニオンの具体的な酸化電位については不明であるが、オクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位より3.1V以上高いことは間違いない。このことから、これらのアニオンの酸化電位は、例示化合物1−1から1−26のジカチオンの還元電位より3.1V以上高いことがわかる。
Similarly, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide as an anion of Exemplified Compounds 1-2 and 1-8 to 1-34, and 1-ethyl as an anion of Exemplified Compound 1-3. -3-Methyl-imidazolium tetracyanoborate, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate as an anion of Exemplified Compound 1-4, 1-butyl-3-methyl as an anion of Exemplified Compound 1-5 -Imidazolium hexafluorophosphate was dissolved in propylene carbonate so that tetrabutylammonium perchloride was 0.1 mol / L as an anion of Exemplified Compound 1-6, and the potential was swept to the oxidation side to sweep each anion. The oxidation potential was measured.
As a result, no conspicuous reaction current was observed even at a potential 3.1 V higher than the reduction potential of the dication of octylviologen. In all measurements, the oxidation current starts to flow from the vicinity where the potential exceeds 3.1 V higher than the reduction potential of the dication of octylviologen, and it is unlikely that all anions have the same oxidation potential, so this current is carbonated. It is considered to be the current due to the oxidation of propylene. Therefore, the specific oxidation potential of each anion is unknown, but there is no doubt that it is 3.1 V or more higher than the reduction potential of the dication of octylviologen. From this, it can be seen that the oxidation potentials of these anions are 3.1 V or more higher than the reduction potentials of the dications of Exemplified Compounds 1-1 to 1-26.

(実施例1)
<エレクトロクロミック層の作製>
第1の電極としてのITOガラス基板(40mm×40mm、厚み0.7mm、ITO膜厚:約100nm)上に、酸化チタンナノ粒子分散液(商品名:SP210、昭和タイタニウム株式会社製、平均粒子径:約20nm)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、厚み2.5μm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。
この酸化チタン粒子膜に例示化合物1−1の40mmol%2,2,3,3−テトラフロロプロパノール溶液を塗布液としてスピンコート法により塗布し、120℃で10分間アニール処理を行うことによって第1の電極上に酸化チタン粒子表面に例示化合物1−1を付着させた厚み2.5μmの第1のエレクトロクロミック層を形成した。
(Example 1)
<Preparation of electrochromic layer>
Titanium oxide nanoparticle dispersion (trade name: SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle size:) on an ITO glass substrate (40 mm × 40 mm, thickness 0.7 mm, ITO film thickness: about 100 nm) as the first electrode. Approximately 20 nm) was applied by a spin coating method and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to form a nanostructured semiconductor material composed of a titanium oxide particle film having a thickness of 2.5 μm.
A 40 mmol% 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution of Exemplified Compound 1-1 was applied to the titanium oxide particle film as a coating solution by a spin coating method, and annealed at 120 ° C. for 10 minutes. A first electrochromic layer having a thickness of 2.5 μm was formed on the electrode of the above, with the example compound 1-1 adhered to the surface of the titanium oxide particles.

<第2のエレクトロクロミック層の作製>
第2の電極としてのITOガラス基板(40mm×40mm、厚み0.7mm、ITO膜厚:約100nm)上に、第2のエレクトロクロミック化合物としてトリアリールアミン骨格を有する前記例示化合物3−10とテトラアリールベンジジン骨格を有する前記例示化合物3−40を、他の重合性化合物としてブレンマーAME400(日油)とブレンマーADE400A(日油)を、さらに重合開始剤としてirgacure184を、溶媒として2−ブタノンを質量比(例示化合物3−10:例示化合物3−40:AME400:ADE400A:irgacure184:2−ブタノン=3:7:6:4:0.1:80)で混合した溶液を、スピンコートで塗布乾燥して、窒素雰囲気下でUV硬化させて第2の電極上に厚み1.3μmの第2のエレクトロクロミック層を形成した。
<Preparation of the second electrochromic layer>
The above-mentioned exemplified compounds 3-10 and tetra having a triarylamine skeleton as a second electrochromic compound on an ITO glass substrate (40 mm × 40 mm, thickness 0.7 mm, ITO film thickness: about 100 nm) as a second electrode. The above-mentioned exemplified compound 3-40 having an arylbenzidine skeleton, Blemmer AME400 (Nichiyu) and Brenmer ADE400A (Nichiyu) as other polymerizable compounds, irgacure184 as a polymerization initiator, and 2-butanone as a solvent by mass ratio. The solution mixed with (Exemplary Compound 3-10: Exemplified Compound 3-40: AME400: ADE400A: irgacure184: 2-Butanone = 3: 7: 6: 4: 0.1: 80) was applied by spin coating and dried. A second electrochromic layer having a thickness of 1.3 μm was formed on the second electrode by UV curing in a nitrogen atmosphere.

<電解質の充填>
まずモノマーとしてブレンマーAME400(日油)195質量部及びブレンマーADE400A(日油)195質量部、重合開始剤としてIRGACURE184(BASF)を10質量部、さらに電解質として1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド(EMIMFSI、関東化学)60質量部を混合してモノマー組成液とし、電解質液を得た。
得られた電解質液をマイクロピペットで50μL測り取り、前記第1のエレクトロクロミック層を有するITOガラス基板に対して滴下した。その上に、電極の引き出し部分があるように、第2のエレクトロクロミック層を有するITOガラス基板を貼り合せ、貼り合せ素子を作製した。
得られた貼り合せ素子をUV(波長250nm)照射装置(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE)により10mWで60秒間照射した。以上により、エレクトロクロミック素子を作製した。
電解質層の平均厚みは30μmであった。
<filling of electrolyte>
First, 195 parts by mass of Blemmer AME400 (Nichiyu) and 195 parts by mass of Brenmer ADE400A (Nichiyu) as a monomer, 10 parts by mass of IRGACURE184 (BASF) as a polymerization initiator, and 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis as an electrolyte. 60 parts by mass of (fluorosulfonyl) imide (EMIMFSI, Kanto Chemical Co., Inc.) was mixed to prepare a monomer composition solution, and an electrolyte solution was obtained.
50 μL of the obtained electrolyte solution was measured with a micropipette and added dropwise to the ITO glass substrate having the first electrochromic layer. An ITO glass substrate having a second electrochromic layer was bonded onto the electrode so that a lead-out portion of the electrode was provided, to produce a bonded element.
The obtained bonding element was irradiated with a UV (wavelength 250 nm) irradiation device (SPOT CURE manufactured by Ushio, Inc.) at 10 mW for 60 seconds. From the above, an electrochromic device was manufactured.
The average thickness of the electrolyte layer was 30 μm.

<無色透明性の評価>
作製したエレクトロクロミック素子について透過率をOcean Optics社製、USB4000で測定し、得られたスペクトルからイエローインデックス(YI)値を算出した。算出結果を表1−1に示す。
<Evaluation of colorless transparency>
The transmittance of the manufactured electrochromic device was measured by USB4000 manufactured by Ocean Optics, and the yellow index (YI) value was calculated from the obtained spectrum. The calculation results are shown in Table 1-1.

<発色濃度評価>
作製したエレクトロクロミック素子について、発色エリアの単位面積当たり10mC/cmの電荷を投入した際の610nmにおける透過率をOcean Optics社製、USB4000で測定した。測定結果を表1−1に示す。
<Evaluation of color density>
With respect to the produced electrochromic device, the transmittance at 610 nm when a charge of 10 mC / cm 2 was applied per unit area of the color development area was measured by USB 4000 manufactured by Ocean Optics. The measurement results are shown in Table 1-1.

<耐久性評価>
作製したエレクトロクロミック素子について、発色エリアの単位面積当たり5mC/cmの電荷を投入して発色させた状態で耐侯性試験機SUNTEST CPS+(東洋精機)中で環境温度28℃光量250W/mにて50時間耐久性試験を行った。試験後素子を消色させて、透過率をOcean Optics社製、USB4000で測定し、得られたスペクトルからイエローインデックス(YI)値を算出した。なお、イエローインデックス値の算出は、上記の無色透明性の評価と同様の手法により行った。このYIが耐久性試験前の値からどれだけ増加したかΔYIを算出した。算出結果を表1−1に示す。
<Durability evaluation>
Regarding the manufactured electrochromic element, the ambient temperature was 28 ° C. and the light intensity was 250 W / m 2 in the weather resistance tester SUNTEST CPS + (Toyo Seiki) in a state where a charge of 5 mC / cm 2 was applied per unit area of the color development area to develop the color. A durability test was conducted for 50 hours. After the test, the element was decolorized, the transmittance was measured with USB4000 manufactured by Ocean Optics, and the yellow index (YI) value was calculated from the obtained spectrum. The yellow index value was calculated by the same method as the above-mentioned evaluation of colorless transparency. ΔYI was calculated as to how much this YI increased from the value before the durability test. The calculation results are shown in Table 1-1.

(実施例2〜90)
エレクトロクロミック素子の作製法について、各エレクトロクロミック化合物や電解質を表1−1〜表1−4に示したものに変更した以外は実施例1と同様にエレクトロクロミック素子を作製し、評価を行った。結果を表1−1〜表1−4に示す。なお電解質の表記については表2にまとめた。
(Examples 2 to 90)
Regarding the method for producing an electrochromic device, an electrochromic device was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that each electrochromic compound and electrolyte was changed to those shown in Tables 1-1 to 1-4. .. The results are shown in Tables 1-1 to 1-4. The notation of electrolytes is summarized in Table 2.

(比較例1〜3)
エレクトロクロミック素子の作製法について、各エレクトロクロミック化合物や電解質を表1−4に示したものに変更した以外は実施例1と同様にエレクトロクロミック素子を作製し、評価を行った。結果を表1−4に示す。比較例にて用いたエレクトロクロミック化合物はそれぞれ下記に示す化合物を用いた。
<比較化合物1>
<比較化合物2>
<比較化合物3>
(Comparative Examples 1 to 3)
Regarding the method for producing an electrochromic device, an electrochromic element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that each electrochromic compound and electrolyte was changed to those shown in Table 1-4. The results are shown in Table 1-4. The compounds shown below were used as the electrochromic compounds used in the comparative examples.
<Comparative compound 1>
<Comparative compound 2>
<Comparative compound 3>

<比較例のアニオンの酸化電位の測定>
本発明のエレクトロクロミック化合物のアニオンの酸化電位の測定法と同様に、比較化合物1及び比較化合物3のアニオンとして1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム ブロマイドを、比較化合物2のアニオンとして1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム クロライドの酸化電位を測定した。その結果1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム ブロマイドはオクチルビオロゲンのジカチオンの還元電位よりも1.1V高い電位において酸化反応による電流が確認され、1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム クロライドはビオロゲンの還元電位よりも1.4V高い電位において酸化反応による電流値が確認された。このことから、これらのアニオンの酸化電位は、比較化合物1から3のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高くないことがわかる。
<Measurement of anion potential of comparative example>
Similar to the method for measuring the oxidation potential of the anion of the electrochromic compound of the present invention, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bromide was used as the anion of Comparative Compound 1 and Comparative Compound 3, and 1-ethyl was used as the anion of Comparative Compound 2. The oxidation potential of -3-methyl-imidazolium chloride was measured. As a result, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bromide was confirmed to have a current due to an oxidation reaction at a potential 1.1 V higher than the reduction potential of the dication of octylviologen, and 1-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride was confirmed to be a viologen. The current value due to the oxidation reaction was confirmed at a potential 1.4 V higher than the reduction potential of. From this, it can be seen that the oxidation potentials of these anions are not higher than the reduction potentials of the dications of Comparative Compounds 1 to 3 by 3.1 V or more.

結果より、本発明のエレクトロクロミック素子は、透明性、発色濃度、耐久性に優れることを確認した。 From the results, it was confirmed that the electrochromic device of the present invention is excellent in transparency, color density, and durability.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に、電解質を含有する電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であり、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンであることを特徴とするエレクトロクロミック素子である。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
<2> 前記第1のエレクトロクロミック層が、前記ナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて得られる、前記<1>に記載のエレクトロクロミック素子である。
<3> 第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られる第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であることを特徴とするエレクトロクロミック素子である。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
<4> 前記電解質層が、電解質を含有し、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンである前記<3>に記載のエレクトロクロミック素子である。
<5> 前記電解質層の前記電解質の前記アニオンが(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、及びClO から選ばれる1種又は複数種である前記<1>、<2>、及び<4>のいずれかにエレクトロクロミック素子である。
<6> 前記一般式1においてR及びRの少なくともいずれかが、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかである前記<1>から<5>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<7> 前記一般式1においてR及びRのどちらか一方が、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかであり、
他方が、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、及び炭素原子数10までのシクロアルキル基のいずれかである前記<1>から<6>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<8> 前記一般式1においてXが、(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、及びClO から選ばれる1種又は複数種である前記<1>から<7>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<9> 前記一般式1においてXが、(FSO、及び(CFSOから選ばれる1種又は複数種である前記<1>から<8>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<10> 前記一般式1においてXが、(CFSOである前記<1>から<9>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<11> 前記一般式1においてW2+が、下記構造式1で表される前記<1>から<10>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
[構造式1]
<12> 前記一般式1においてkが0である前記<1>から<11>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<13> 前記一般式1においてRが下記一般式3で表され、Rが下記一般式4で表される前記<1>から<12>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
[一般式3]
[一般式4]
ただし、前記一般式3中、mは0或いは1から10の整数を表し、前記一般式4中、nは、0或いは1から10の整数を表し、mとnは互いに同じ値でもよく異なっていてもよい。
<14> 前記第2の電極上にさらに第2のエレクトロクロミック層を有し、
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の間に前記電解質層を有する前記<1>から<13>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<15> 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骨格を有するラジカル重合性化合物を含有する重合性材料を重合した重合物を含有する前記<14>に記載のエレクトロクロミック素子である。
<16> 前記重合性材料が、更に、テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物を含有する前記<15>に記載のエレクトロクロミック素子である。
Aspects of the present invention are, for example, as follows.
<1> With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
On the first electrode, a first electrochromic layer having a conductive or semiconductor nanostructure and an electrochromic compound,
An electrolyte layer containing an electrolyte is provided between the first electrochromic layer and the second electrode.
The electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
The electrochromic device is characterized in that the anion of the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.
<2> The electrochromic device according to <1>, wherein the first electrochromic layer is obtained by adhering the electrochromic compound to the nanostructure.
<3> With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
A first electrochromic layer obtained by adhering an electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure on the first electrode, and
It has an electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrode.
An electrochromic device characterized in that the electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.
<4> The electrolyte layer contains an electrolyte and
The electrochromic device according to <3>, wherein the electrolyte anion is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
<5> The anion of the electrolyte in the electrolyte layer is (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 −. The electrochromic element is one or more of the above <1>, <2>, and <4> selected from the above.
<6> From <1>, wherein at least one of R 1 and R 2 in the general formula 1 is any one of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group. The electrochromic element according to any one of <5>.
<7> In the general formula 1, either R 1 or R 2 is one of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group.
On the other hand, hydrogen atoms, aryl groups with up to 14 carbon atoms, heteroaryl groups with up to 14 carbon atoms, branched alkyl groups with up to 10 carbon atoms, alkenyl groups with up to 10 carbon atoms, and up to 10 carbon atoms. The electrochromic element according to any one of <1> to <6>, which is any of the cycloalkyl groups of the above.
<8> In the general formula 1, X is derived from (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 −. The electrochromic device according to any one of <1> to <7>, which is one or more selected types.
<9> In the general formula 1, X is one or more selected from (FSO 2 ) 2 N and (CF 3 SO 2 ) 2 N , whichever is <1> to <8>. The electrochromic element described in the above.
<10> The electrochromic device according to any one of <1> to <9>, wherein X − in the general formula 1 is (CF 3 SO 2 ) 2 N −.
<11> In the general formula 1, W 2+ is the electrochromic element according to any one of <1> to <10> represented by the following structural formula 1.
[Structural formula 1]
<12> The electrochromic device according to any one of <1> to <11>, wherein k is 0 in the general formula 1.
<13> In formula 1 R 3 is represented by the following general formula 3, R 4 is electrochromic device according to any one of of the following formula 4 of <1> to <12>.
[General formula 3]
[General formula 4]
However, in the general formula 3, m represents an integer of 0 or 1 to 10, n represents an integer of 0 or 1 to 10 in the general formula 4, and m and n may have the same value but are different from each other. You may.
<14> A second electrochromic layer is further provided on the second electrode.
The electrochromic device according to any one of <1> to <13>, which has the electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer.
<15> The electrochromic element according to <14>, wherein the second electrochromic layer contains a polymer obtained by polymerizing a polymerizable material containing a radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton.
<16> The electrochromic device according to <15>, wherein the polymerizable material further contains a radically polymerizable compound having a tetraarylbenzidine skeleton.

前記<1>から<16>に記載のエレクトロクロミック素子は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The electrochromic device according to <1> to <16> can solve the conventional problems and achieve the object of the present invention.

100 エレクトロクロミック素子
101 第1の電極
102 第2の電極
103 電解質層
104 第1のエレクトロクロミック層
105 第2のエレクトロクロミック層
100 Electrochromic element 101 First electrode 102 Second electrode 103 Electrolyte layer 104 First electrochromic layer 105 Second electrochromic layer

特開2017−107153号公報JP-A-2017-107153 特開2008−052172号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-052172 特表2018−508034号公報Special Table 2018-508034 特開2017−206499号公報JP-A-2017-206499 特許6456964号公報Japanese Patent No. 6456964 特表2002−524762号公報Special Table 2002-524762

Claims (16)

第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体、及びエレクトロクロミック化合物を有する第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に、電解質を含有する電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であり、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンであることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
On the first electrode, a first electrochromic layer having a conductive or semiconductor nanostructure and an electrochromic compound,
An electrolyte layer containing an electrolyte is provided between the first electrochromic layer and the second electrode.
The electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
An electrochromic device characterized in that the anion of the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.
前記第1のエレクトロクロミック層が、前記ナノ構造体に前記エレクトロクロミック化合物を付着させて得られる、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 first electrochromic layer is obtained by adhering the electrochromic compound to the nanostructure. 第1の電極と、
前記第1の電極に対して間隔をおいて対向して設けた第2の電極と、
前記第1の電極上に、導電性又は半導体性のナノ構造体にエレクトロクロミック化合物を付着させて得られる第1のエレクトロクロミック層と、
前記第1のエレクトロクロミック層と前記第2の電極との間に電解質層とを有し、
前記エレクトロクロミック化合物が下記一般式1で表される化合物であることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
[一般式1]
前記一般式1中、R、及びRは、各々、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、若しくは炭素原子数10までのシクロアルキル基、又は水酸基に対して結合することができる官能基を表す。R、及びRは、炭素数1〜10のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数12までのアリーレン基を表す。
前記一般式1中、Zは、アルキレン、シクロアルキレン、及びR−Y−R(ここで、R及びRは、各々独立して、単結合、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され、Yは、アリーレン、シクロアルキレン、ヘテロアリーレン、アリーレン−アリーレン、及びアリーレン−CR’R’’−アリーレンから選択される。ただし、R’及びR’’は、それらが結合している炭素と一緒に炭素環基を形成する)の2価の基から選択される。なお、前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アリーレン、前記ヘテロアリーレン、及び前記炭素環基は、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシアルキル、アシルオキシ、シクロアルキル、アリール、置換アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール及び置換ヘテロアリールから選択される1つ又は複数の置換基で置換されてもよい。kは、0又は1を表す。
前記一般式1中、Xは、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンを示す。
前記一般式1中、W2+は、下記一般式2で表されるジカチオンを表す。
[一般式2]
前記一般式2中、o、p、及びqは、それぞれ独立に0又は1を表し、A、B、及びCは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数2から20のアリーレン基又は複素環基を表す。
With the first electrode
A second electrode provided so as to face the first electrode at a distance,
A first electrochromic layer obtained by adhering an electrochromic compound to a conductive or semiconductor nanostructure on the first electrode, and
It has an electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrode.
An electrochromic device characterized in that the electrochromic compound is a compound represented by the following general formula 1.
[General formula 1]
In the general formula 1, R 1 and R 2 are hydrogen atom, aryl group up to 14 carbon atoms, heteroaryl group up to 14 carbon atoms, branched alkyl group up to 10 carbon atoms, and carbon atom, respectively. Represents an alkenyl group up to several tens, a cycloalkyl group up to ten carbon atoms, or a functional group that can be bonded to a hydroxyl group. R 3 and R 4 represent an arylene group having up to 12 carbon atoms which may have an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituent.
In the general formula 1, Z is alkylene, cycloalkylene, and R 7- Y-R 8 (where R 7 and R 8 are independently selected from single bond, alkylene, and cycloalkylene, respectively. Y is selected from arylene, cycloalkylene, heteroarylene, arylene-allylen, and arylene-CR'R''-arylene, where R'and R'' are combined with the carbon to which they are attached. It is selected from divalent groups (forming carbon ring groups). The alkylene, the cycloalkylene, the arylene, the heteroarylene, and the carbocyclic group are halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, hydroxyalkyl, acyloxy, cycloalkyl, aryl, substituted aryl, aryloxy, heteroaryl and Substituted Heteroaryls may be substituted with one or more substituents selected from them. k represents 0 or 1.
In the general formula 1, X represents a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
In the general formula 1, W 2+ represents a dication represented by the following general formula 2.
[General formula 2]
In the general formula 2, o, p, and q each independently represent 0 or 1, and A, B, and C each independently may have a substituent and have 2 to 20 carbon atoms. Represents a group or a heterocyclic group.
前記電解質層が、電解質を含有し、
前記電解質のアニオンが、前記一般式1中のジカチオンの還元電位よりも3.1V以上高い酸化電位を持つ1価のアニオンである請求項3に記載のエレクトロクロミック素子。
The electrolyte layer contains an electrolyte and
The electrochromic device according to claim 3, wherein the anion of the electrolyte is a monovalent anion having an oxidation potential higher than the reduction potential of the dication in the general formula 1 by 3.1 V or more.
前記電解質層の前記電解質の前記アニオンが(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、及びClO から選ばれる1種又は複数種である請求項1、2、及び4のいずれかにエレクトロクロミック素子。 The anion of the electrolyte in the electrolyte layer is selected from (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 −. The electrochromic device according to any one or more of claims 1, 2, and 4. 前記一般式1においてR及びRの少なくともいずれかが、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかである請求項1から5のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 Any of claims 1 to 5, wherein at least one of R 1 and R 2 in the general formula 1 is any one of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group. The electrochromic element described in. 前記一般式1においてR及びRのどちらか一方が、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、スルホニル基、シリル基、及びシラノール基のいずれかであり、
他方が、水素原子、炭素原子数14までのアリール基、炭素原子数14までのヘテロアリール基、炭素原子数10までの分岐アルキル基、炭素原子数10までのアルケニル基、及び炭素原子数10までのシクロアルキル基のいずれかである請求項1から6のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
In the general formula 1, either R 1 or R 2 is one of a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, a carboxylic acid group, a sulfonyl group, a silyl group, and a silanol group.
On the other hand, hydrogen atoms, aryl groups with up to 14 carbon atoms, heteroaryl groups with up to 14 carbon atoms, branched alkyl groups with up to 10 carbon atoms, alkenyl groups with up to 10 carbon atoms, and up to 10 carbon atoms. The electrochromic element according to any one of claims 1 to 6, which is any of the cycloalkyl groups of the above.
前記一般式1においてXが、(FSO、(CFSO、(CN)、BF 、PF 、及びClO から選ばれる1種又は複数種である請求項1から7のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 In the general formula 1, X is selected from (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CN) 4 B , BF 4 , PF 6 , and ClO 4 −. The electrochromic device according to any one of claims 1 to 7, which is a species or a plurality of species. 前記一般式1においてXが、(FSO、及び(CFSOから選ばれる1種又は複数種である請求項1から8のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 The electrochromic according to any one of claims 1 to 8, wherein X − in the general formula 1 is one or more selected from (FSO 2 ) 2 N and (CF 3 SO 2 ) 2 N −. element. 前記一般式1においてXが、(CFSOである請求項1から9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 9, wherein X − in the general formula 1 is (CF 3 SO 2 ) 2 N −. 前記一般式1においてW2+が、下記構造式1で表される請求項1から10のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
[構造式1]
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 10, wherein W 2+ in the general formula 1 is represented by the following structural formula 1.
[Structural formula 1]
前記一般式1においてkが0である請求項1から11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 11, wherein k is 0 in the general formula 1. 前記一般式1においてRが下記一般式3で表され、Rが下記一般式4で表される請求項1から12のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
[一般式3]
[一般式4]
ただし、前記一般式3中、mは0或いは1から10の整数を表し、前記一般式4中、nは、0或いは1から10の整数を表し、mとnは互いに同じ値でもよく異なっていてもよい。
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 12, wherein R 3 is represented by the following general formula 3 and R 4 is represented by the following general formula 4 in the general formula 1.
[General formula 3]
[General formula 4]
However, in the general formula 3, m represents an integer of 0 or 1 to 10, n represents an integer of 0 or 1 to 10 in the general formula 4, and m and n may have the same value but are different from each other. You may.
前記第2の電極上にさらに第2のエレクトロクロミック層を有し、
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の間に前記電解質層を有する請求項1から13のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
A second electrochromic layer is further provided on the second electrode.
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 13, which has the electrolyte layer between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer.
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骨格を有するラジカル重合性化合物を含有する重合性材料を重合した重合物を含有する請求項14に記載のエレクトロクロミック素子。 The electrochromic element according to claim 14, wherein the second electrochromic layer contains a polymer obtained by polymerizing a polymerizable material containing a radically polymerizable compound having a triarylamine skeleton. 前記重合性材料が、更に、テトラアリールベンジジン骨格を有するラジカル重合性化合物を含有する請求項15に記載のエレクトロクロミック素子。

The electrochromic device according to claim 15, wherein the polymerizable material further contains a radically polymerizable compound having a tetraarylbenzidine skeleton.

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