JP2023148520A - 有機化合物およびエレクトロクロミック素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 より低い電圧でＥＣ性を示す有機化合物を提供する。【解決手段】 下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機化合物。TIFF2023148520000014.tif2958一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は、アルキル基、アリール基、アラルキル基からそれぞれ独立して選択される。Ａ１－およびＡ２－は、それぞれ独立に一価のアニオンを表す。【選択図】 図８

Description

本発明は、有機化合物およびこれを用いたエレクトロクロミック素子に関する。

エレクトロクロミック（以降、「ＥＣ」と称することがある）性とは、電気化学的な酸化還元反応が可逆的に進行することにより、物質の光学吸収の性質（呈色状態や光透過度）が変化し、その色調が変化する性質である。

ＥＣ素子は、一対の電極とこの一対の電極の間に配置されているＥＣ層を有する素子である。一対の電極に電圧を印加することで、ＥＣ層を通過する光の光量を調整する素子である。すなわち、ＥＣ素子は、光の透過率を制御することができる。

ＥＣ層に用いられるＥＣ材料は無機材料、高分子材料、有機低分子材料など種々の材料が知られている。

これらの材料を用いて、自動車の調光ミラーや、電子ペーパー等にＥＣ素子を応用することが行われてきた。これらの装置は、材料の選択によって多様な色調の表示が可能であるという特性を利用している。ＥＣ素子を利用する上で、多様な色調の材料を開発することが必要である。例えば、フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合にはシアン、マゼンタ、黄色に着色する材料が必要となる。さらに広汎な用途への応用を考えた場合、多様な色調の着色材料が必要になる。

特許文献１には、酸化還元安定性に優れるピリジン誘導体が記載されている。

特開２０１７－２０６４９９号公報

しかし、上記文献に記載されている化合物は、ＥＣ素子に用いた場合、駆動電圧に改善の余地がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされるものであり、その目的は、より低い電圧でＥＣ性を示す有機化合物を提供することである。

本発明に係る有機化合物は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする。

一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のアラルキル基からそれぞれ独立して選択される。Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は、それぞれ独立に一価のアニオンを表す。

本発明によれば、より低い電圧でＥＣ性を示す有機化合物を提供できる。

実施形態に係るエレクトロクロミック素子の一例の断面模式図である。 実施形態に係るエレクトロクロミック素子を含む駆動装置の一例を示す模式図である。 （ａ）光学フィルタがレンズユニットに配置されている撮像装置の一例の模式図である。（ｂ）光学フィルタが撮像装置に配置されている撮像装置の一例の模式図である。 （ａ）本実施形態に係るＥＣ素子を用いた窓を示す概観図である。（ｂ）図４（ａ）のＸ－Ｘ’断面模式図である。 例示化合物Ａ－３の着色状態と消色状態の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。 例示化合物Ｂ－１の着色状態と消色状態の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。 例示化合物Ｃ－２の着色状態と消色状態の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。 例示化合物Ａ－３の８０℃と０℃の着色状態の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。 比較化合物１の８０℃と０℃の着色状態の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。

本明細書において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

アルキル基としては、炭素数１以上２０以下のアルキル基であってよい。炭素原子数１以上８以下が好ましく、直鎖状でも、分岐状でも、環状でもよい。例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、セカンダリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、１－アダマンチル基、２－アダマンチル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、アルキル基が有してもよい置換基として、ハロゲン原子、エステル基、シアノ基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、アルキル基内の水素原子がハロゲン原子、好ましくはフッ素原子に置換されていてもよい。また、アルキル基が有する炭素原子が、エステル基、シアノ基に置換されていてもよい。

アリール基としては、炭素数６乃至２４以下のアリール基であってよい。例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、フルオランテニル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アリール基は、ハロゲン原子、炭素数１以上８以下のアルキル基、または炭素数１以上８以下のアルコキシ基の少なくともいずれかを置換基として有してよい。アルキル基またはアルコキシ基内の水素原子が、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子に置換されていてもよい。

アラルキル基としては、炭素数７以上２０以下のアラルキル基であってよい。例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アラルキル基は置換基を有していてもよく、具体的には、炭素数１以上８以下のアルキル基、炭素数１以上８以下のアルコキシ基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基内の水素原子が、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子に置換されていてもよい。

エステル基としては、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、ホスホン酸エステル基、などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

なお、本明細書において、着色するとは、特定の波長の透過率が低くなることを指す。また、還元時に着色する有機化合物とは、還元時における可視光の透過率が、酸化時における可視光の透過率よりも低い有機化合物を指す。

（１）有機化合物
まず、本発明に係る有機化合物について説明する。

本発明に係る有機化合物は、下記一般式（１）で表される有機化合物であり、ＥＣ性を有する。そのため、ＥＣ化合物と呼ぶこともできる。また、本発明に係る有機化合物は還元時に着色する有機化合物である。

一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のアラルキル基からそれぞれ独立して選択される。

Ｘ_１およびＸ_２は、炭素数１乃至８のアルキル基、炭素数６乃至１４のアリール基、炭素数７乃至１０のアラルキル基を有することが好ましく、ｎ－ヘプチル基、フェニル基、またはベンジル基を有することが更に好ましい。また、Ｘ_１およびＸ_２は、異なる構造であっても同一の構造であってもよいが、合成の容易性の観点から、同一の構造であることが好ましい。

Ｘ_１およびＸ_２は、電極へ吸着するための吸着基またはその酸エステル基を有してもよい。当該電極は、多孔質電極であることが好ましい。吸着基またはその酸エステル基の具体例としては、カルボキシル基及びカルボン酸エステル基、スルホン酸基及びスルホン酸エステル基、ホスホン酸基及びホスホン酸エステル基、トリアルコキシシリル基等が挙げられる。また、有機溶媒への溶解性を向上させるために、ピリジニウム基、キノリニウム基等のイオン性基を有していてもよい。Ｘ_１およびＸ_２は、ホスホン酸基、カルボン酸エステル基、ホスホン酸エステル基、またはピリジニウム基を有することが更に好ましい。

Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は、それぞれ独立に一価のアニオンを表す。

Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－で表される一価のアニオンは、ＰＦ_６ ^－、ＣｌＯ_４ ^－、ＢＦ_４ ^－、ＡｓＦ_６ ^－、ＳｂＦ_６ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－などの陰イオンや、Ｂｒ^－、Ｃｌ^－、Ｉ^－などのハロゲン陰イオン等が挙げられる。Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は、ＰＦ_６ ^－、ＣｌＯ_４ ^－、ＢＦ_４ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－、Ｂｒ^－、またはＩ^－であることが好ましく、ＰＦ_６ ^－またはＢＦ_４ ^－であることが更に好ましい。また、Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は異なるアニオンであっても同一のアニオンであってもよいが、合成の容易性の観点から、同一のアニオンであることが好ましい。

一般式（１）で表される有機化合物は、以下の特徴を有する。

（１－１）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、還元電位の低下を抑制することができる。

（１－２）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、環境温度による吸収スペクトルの変化を低減することができる。

（１－３）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、溶媒に溶解したとき、高い透明性を有する。

以下、これらの特徴について説明する。

（１－１）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、還元電位の低下を抑制することができる。

本発明に係る有機化合物は、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、還元電位の低下を抑制することができる有機化合物である。特許文献１には、４，４’－ビピリジンの３位にアルキル基またはアルコキシ基を有する有機化合物が記載されている。アルキル基やアルコキシ基は４，４’－ビピリジンに対して、電子供与基として作用するため、還元電位がより低下する（絶対値の大きい負の値を示す）。したがって、これらの有機化合物をＥＣ素子に用いた場合、駆動電圧が高くなる。一方、本発明に係る有機化合物は、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有する。フッ素原子は４，４’－ビピリジンに対して、電子求引基として作用するため、還元電位の低下を抑制することができる。つまり、本発明に係る有機化合物は、より低い電圧でＥＣ性を示す化合物である。したがって、本発明に係る有機化合物をＥＣ素子に用いた場合、駆動電圧が低くなるため、好ましい。

（１－２）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、環境温度による吸収スペクトルの変化を低減することができる。

本発明に係る有機化合物は、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、環境温度による吸収スペクトルの変化を低減することができる有機化合物である。フッ素原子は最も大きい電気陰性度を示すため、分子間の反発による二量体化を抑制できると考えられる。そのため、本発明に係る有機化合物は、環境温度による吸収スペクトルの変化を低減することができる。

（１－３）４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有することで、消色時、高い透明性を有する。

本発明に係る有機化合物は、消色時、高い透明性を有する有機化合物である。本発明に係る有機化合物は、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有するため、ねじれ構造を有する。ねじれ構造によって、分子の共役長が変化するため、吸収波長も変化する。その結果、消色時は、可視光の吸収を低減することができるため、高い透明性を有する。そのため、本発明に係る有機化合物を溶媒に溶解させたとき、高い透明性を維持することが可能である。

本発明に係る有機化合物を製造する方法については特に制限はないが、例えば、以下に示す方法によって製造することができる。一般式（１）で表わされる化合物において、Ｘ_１またはＸ_２の少なくとも１つがアルキル基またはアラルキル基の場合、一般式（２）で表わされる有機化合物とハロゲン化物を所定の溶媒中で反応させる。その後、所望のアニオンを含む塩と所定の溶媒中でアニオン交換反応させることにより得ることができる。Ｘ_１およびＸ_２の少なくとも１つがアリール基の場合、超原子価ヨウ素化合物と反応させた後、アニオンを含む塩と所定の溶媒中でアニオン交換反応させることにより得ることができる。また、溶媒と反応温度を選択することによって、片側のイミンだけ反応させることもでる。反応を繰り返すことによって、二つのイミンに互いに異なる置換基を導入することも可能である。

一般式（２）の製造方法は特に制限はないが、例えば、以下に示す製造方法に従い製造することができる。

合成ルート内のＲ_１は一般式（１）と同様に置換基を表わし、ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン原子を表す。

中間体１は、３位にフッ素原子を有する４－ハロゲン化ピリジンと４－ピリジルボロン酸とのカップリング反応で合成することが出来る。

以下に本発明に係る有機化合物の具体的な構造式を例示する。但し、本発明に係る化合物はこれらに限定されるものではない。

上記例示化合物のうち、Ａ群に属する化合物は、Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有する化合物群である。Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有するため、合成が容易である。また、Ｘ_１およびＸ_２がアルキル基であるため、耐久性に優れる。

上記例示化合物のうち、Ｂ群に属する化合物は、Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有する化合物群である。Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有するため、合成が容易である。また、Ｘ_１およびＸ_２がアリール基であるため、吸収波長の調整が容易である。

上記例示化合物のうち、Ｃ群に属する化合物は、Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有する化合物群である。Ｘ_１およびＸ_２が同一の構造を有するため、合成が容易である。また、Ｘ_１およびＸ_２がアラルキル基であるため、吸収波長の調整が容易である。

上記例示化合物のうち、Ｂ群に属する化合物は、Ｘ_１およびＸ_２が異なる構造を有する化合物群である。そのため、吸収波長の調整が容易である。

上記例示化合物はいずれも、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有するため、溶媒に溶解させた場合、高い透明性を有する化合物である。

≪ＥＣ素子≫
本実施形態に係る有機化合物は、ＥＣ素子のＥＣ層として用いることができる。以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＥＣ素子について説明する。

図１のＥＣ素子１は、一対の基板１０と、一対の電極１１と、一対の電極の間に配置されているＥＣ層１２と、を有する。一対の電極１１は、スペーサー１３によって、電極間距離が一定となっている。このＥＣ素子１は、一対の電極１１が一対の基板１０の間に配置されている。ＥＣ層１２は、本発明に係る有機化合物を有している。このＥＣ層１２は、本発明に係る有機化合物からなる層と、電解質からなる層と、を有してもよい。また、ＥＣ化合物と電解質とを有する溶液としてＥＣ層１２を設けてもよい。本実施形態に係るＥＣ素子１は、ＥＣ層１２が溶液層であることが好ましい。ＥＣ層１２が溶液層である場合、本発明に係る有機化合物、溶液、その他の溶解物をまとめて、ＥＣ媒体と呼ぶことがある。以下、本実施形態に係るＥＣ素子１の構成要素について説明する。

＜ＥＣ層１２＞
電解質としては、イオン解離性の塩である場合は、溶媒に対して良好な溶解性を有する化合物、また固体電解質である場合は、本発明に係る有機化合と高い相溶性を示す化合物であれば限定されない。中でも電子供与性を有する電解質が好ましい。これら電解質は、支持電解質と呼ぶこともできる。電解質としては、例えば、各種のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの無機イオン塩や４級アンモニウム塩や環状４級アンモニウム塩などがあげられる。具体的には、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、ＮａＣｌＯ_４、ＮａＢＦ_４、ＮａＡｓＦ_６、ＫＳＣＮ、ＫＣｌ等のＬｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属塩や、（ＣＨ_３）_４ＮＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢＦ_４、（ｎ－Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＢＦ_４、（ｎ－Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＰＦ_６、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢｒ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＣｌＯ_４、（ｎ－Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＣｌＯ_４等の４級アンモニウム塩および環状４級アンモニウム塩等が挙げられる。

本発明に係る有機化合物および電解質を溶かす溶媒としては、これらを溶解できるものであれば特に限定されないが、特に極性を有するものが好ましい。具体的には水や、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメトキシエタン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピオンニトリル、ベンゾニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジオキソラン等の有機極性溶媒が挙げられる。

ＥＣ層１２は、さらにポリマーやゲル化剤を含有させて粘稠性が高いもの若しくはゲル状としたもの等を用いることもできる。これらポリマーやゲル化剤は、増粘剤と呼ぶこともできる。増粘剤を有し、ＥＣ媒体の粘度を増すことで、有機化合物が会合体を形成しにくくなり、吸収スペクトルの温度依存性を低減することができる。したがって、ＥＣ媒体は、増粘剤を有することが好ましい。

ＥＣ媒体の粘度は、１０ｃＰ以上５０００ｃＰ以下であることが好ましく、５０ｃＰ以上１０００ｃＰ以下であることが更に好ましい。ＥＣ媒体の粘度は、１５０ｃＰ以下であることが好ましく、１００ｃＰ以下であることが更に好ましく、６５ｃＰ以下であることが特に好ましい。また、ＥＣ媒体の粘度は、２０ｃＰ以上であることが好ましく、５０ｃＰ以上であることが更に好ましい。ＥＣ媒体の粘度が５０００ｃＰを超える場合、ＥＣ媒体のキャリアの動きを抑制してしまい、ＥＣ素子１の反応速度が小さくなるため、好ましくない。

増粘剤は、ＥＣ媒体全体の重量を１００ｗｔ％とした場合、２０ｗｔ％以下の重量比であることが好ましく、１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であることが更に好ましく、５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが特に好ましい。

上記ポリマーとしては、特に限定されず、例えばポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリアルキレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ナフィオン（登録商標）などが挙げられる。ポリメチルメタクリレートやポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドが好ましい。

本実施形態に係るＥＣ素子１は、本発明に係る有機化合物と、この有機化合物とは別種の第２の有機化合物とを有してもよい。第２の有機化合物は、一種類でも複数種種類でもよく、酸化時に着色する化合物でも、還元時に着色する化合物でも、その双方の性質を有する化合物であってもよい。特に、酸化時に着色する化合物が含まれていることが好ましい。酸化時に着色する化合物とは、酸化時における可視光の透過率が、還元時における可視光の透過率よりも低い化合物である。ただし、可視光領域のいずれかで透過率が変化すればよく、可視光の全域で透過率が変化しなくてもよい。

本発明に係る有機化合物は、他の色の着色材料と組み合わせることによって、ＥＣ素子として所望の色を吸収することができる。着色時における第２の有機化合物は、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲に吸収波長を有することが好ましく、４２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に吸収波長を有することが更に好ましい。本発明に係る有機化合物と第２の有機化合物を複数組み合わせることによって、可視領域を全て吸収し、黒色着色するＥＣ素子を作製することもできる。

本実施形態に係るＥＣ素子１は、本発明に係る有機化合物と合わせて、５種類以上の第２の有機化合物を有することが好ましい。ＥＣ素子１を有するフィルタが、各波長の光を均一に吸収しやすいためである。

本実施形態に係るＥＣ素子１に用いることができる第２の有機化合物として、例えば、下記の化合物があげられる。酸化時に着色する第２の有機化合物としては、オリゴチオフェン系化合物、５，１０－ジヒドロ－５，１０－ジメチルフェナジン、５，１０－ジヒドロ－５，１０－ジイソプロピルフェナジンなどのフェナジン系化合物、フェロセン、テトラ－ｔ－ブチルフェロセン、チタノセンなどのメタロセン系化合物、Ｎ，Ｎ’，Ｎ，Ｎ’－テトラメチル－ｐ－フェニレンジアミンなどのフェニレンジアミン系化合物、１－フェニル－２－ピラゾリンなどのピラリゾン系化合物などが挙げられる。

還元時に着色する化合物としては、Ｎ，Ｎ’－ジヘプチルビピリジニウムジパークロレート、Ｎ，Ｎ’－ジヘプチルビピリジニウムジテトラフフオロボレート、Ｎ，Ｎ’－ジヘプチルビピリジニウムジヘキサフルオロホスフェート、Ｎ，Ｎ’－ジエチルビピリジニウムジパークロレート、Ｎ，Ｎ’－ジエチルビピリジニウムジテトラフルオロボレート、Ｎ，Ｎ’－ジエチルビピリジニウムジヘキサフルオロホスフェート、Ｎ，Ｎ’－ジベンジルビピリジニウムジパークロレート、Ｎ，Ｎ’－ジベンジルビピリジニウムジテトラフルオロボレート、Ｎ，Ｎ’－ジベンジルビピリジニウムジヘキサフルオロホスフェート、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルビピリジニウムジパークロレート、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルビピリジニウムジテトラフロロボレート、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルビピリジニウムジヘキサフロロホスフェートなどのビオロゲン系化合物、２－エチルアントラキノン、２－ｔ－ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノンなどのアントラキノン系化合物、フェロセニウムテトラフルオロボレート、フェロセニウムヘキサフルオロホスフェートなどのフェロセニウム塩系化合物、スチリル化系化合物などが挙げられる。

本実施形態において、フェナジン系化合物とは、化学構造中に５，１０－ジヒドロフェナジン骨格を含む化合物、または５，１０－ジヒドロフェナジンに置換基を有する化合物を指す。例えば、５，１０－ジヒドロフェナジンの５、１０位の水素原子が、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、フェニル基等のアリール基に置換されてもよい。また、フェナジン系化合物は、５，１０－ジヒドロフェナジンに炭素数１以上２０以下のアルキル基を有する化合物であってよい。また、５，１０－ジヒドロフェナジンに炭素数１以上２０以下のアルコキシ基を有する化合物であってよい。また、５，１０－ジヒドロフェナジンに炭素数４以上６０以下のアリール基を有する化合物であってよい。他の化合物、例えばビオロゲン系化合物、についても同様である。

第２の有機化合物としては、上記の中でもフェナジン系化合物、メタロセン系化合物、フェニレンジアミン系化合物、ピラゾリン系化合物のいずれかであることが好ましい。

＜基板１０＞
基板１０、特に透明基板としては、例えば、無色または有色ガラス、強化ガラス等が用いられる他、無色または有色の透明性樹脂が用いられる。なお、本実施形態において透明基板は、可視光の透過率が９０％以上であることが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリノルボルネン、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。

＜電極１１＞
電極１１、特に透明電極の材料としては、例えば、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができる。また、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。

さらに、電極１１は、多孔質電極であってもよい。多孔質電極は表面及び内部に微細孔を有した多孔質形状、ロット形状、ワイヤ形状等、表面積が大きい材料が好ましい。多孔質電極の材料は、例えば、金属、金属酸化物、カーボン等が適用できる。より好ましくは酸化チタン、酸化スズ、酸化鉄、酸化ストロンチウム、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化バナジウム、酸化インジウム、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化コバルト等の金属酸化物である。

スペーサーは、一対の透明電極の間に配置されており、本発明のＥＣ化合物を有するＥＣ層を収容するための空間を与えるものである。具体的には、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム、エポキシ樹脂等を用いることができる。このスペーサーにより、ＥＣ素子の電極間距離を保持することが可能である。

＜スペーサー１３＞
スペーサー１３は、一対の電極１１の間に配置されており、ＥＣ層１２としての本発明に係る有機化合物を有する溶液を収容するための空間を与えるものである。具体的には、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレ、ポリエステル、フッ素ゴム、エポキシ樹脂等を用いることができる。このスペーサー１３により、ＥＣ素子１の電極間距離を保持することが可能である。

本実施形態に係るＥＣ素子１は、一対の電極１１とスペーサー１３とによって形成される液体注入口を有してもよい。液体注入口から本実施形態に係る有機化合物を有する組成物を封入したのちに、封止部材により注入口を覆い、さらに接着剤等で密閉することでＥＣ素子とすることができる。封止部材は、接着剤とＥＣ媒体が接触しないように隔離する役割も担っている。封止部材の形状は、特に限定されないが、楔形等の先細り形状が好ましい。

本実施形態に係るＥＣ素子１の形成方法は特に限定されず、一対の電極１１の間に設けた間隙に、真空注入法、大気注入法、メニスカス法等によって予め調製した本発明に係る有機化合物を有するＥＣ媒体を注入する方法を用いることができる。

≪ＥＣ素子１の用途≫
本実施形態に係るＥＣ素子１を駆動することにより、ＥＣ素子１を通過する光量を調整することができ、光学フィルタ、レンズユニット、撮像装置、窓材等に用いることができる。

＜光学フィルタ＞
本実施形態に係る光学フィルタは、本発明に係るＥＣ素子１と、ＥＣ素子１に接続されている能動素子とを有する。本発明の光学フィルタは、周辺装置を含んでいてもよい。能動素子は、ＥＣ素子１に直接接続されていても、他の素子を介して間接的に接続されていてもよい。能動素子としては、例えば、ＴＦＴ素子やＭＩＭ素子等が挙げられる。本発明の光学フィルタは、能動素子が、ＥＣ素子１を駆動することにより、ＥＣ素子１を通過する光量を調整する。また、トランジスタは活性領域に、ＩｎＧａＺｎＯなどの酸化物半導体を有してもよい。

本実施形態に係る光学フィルタは、本発明に係るＥＣ素子１と、ＥＣ素子１に接続されている駆動装置２０と、を有する。図２は、駆動装置２０と、駆動装置２０が駆動するＥＣ素子１の一例を示す模式図である。本実施形態に係る駆動装置２０は、駆動電源８、抵抗切替器９、および制御器７とを有する。

駆動電源８は、本発明に係る有機化合物を有するＥＣ媒体が電気化学反応を生じるのに必要な電圧（以降、「駆動電圧」と称する）をＥＣ素子１に印加する。ＥＣ層１２が複数種類のＥＣ材料を含有すると、各ＥＣ材料の酸化還元電位差やモル吸光係数の差に起因して吸収スペクトルが変化する場合がある。そのため、駆動電圧は一定電圧であることが好ましい。駆動電圧の印加開始または保持は、制御器７の信号で行われる。本実施形態では、ＥＣ素子１の光透過率を制御する期間においては、一定電圧の印加状態が保持されている。

制御器７によるＥＣ素子１の透過率の制御方法は、用いられる素子に適した方法が採用される。具体的には、所望の透過率の設定値に対して、予め規定されている条件をＥＣ素子１に入力する方法や、透過率の設定値とＥＣ素子１の透過率を比較して、設定値に合うように条件を選択して入力する方法が挙げられる。変化させるパラメータとしては、電圧、電流、デューティー比を挙げることができる。本明細書において、デューティー比とは、パルス電圧波形の一周期に占める印加電圧の印加期間の割合を指す。制御器７は、電圧、電流またはデューティー比を変化させることで、ＥＣ素子の着色濃度を変化させることができる。

本実施形態において、電圧の変更、電流の変更、パルス幅の変調は、公知の手段を用いることができる。またパルス幅の変調は、以下のように行うこともできる。

抵抗切替器９は、駆動電源８とＥＣ素子１を含む閉回路中に、不示図の抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１よりも大きな抵抗Ｒ２とを切り替えて直列に接続するものである。抵抗Ｒ１の抵抗値としては、少なくとも素子閉回路の最も大きなインピーダンスよりも小さいことが好ましく、好ましくは１０Ω以下である。抵抗Ｒ２の抵抗値としては、素子閉回路の最も大きなインピーダンスよりも大きいことが好ましく、好ましくは１ＭΩ以上である。なお、抵抗Ｒ２は空気であっても良い。この場合、厳密には閉回路は開回路となるが、空気を抵抗Ｒ２と見なすことで閉回路と考えることができる。

制御器７は、抵抗切替器９に切替信号を送り、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２のスイッチングを制御する。抵抗Ｒ１の時にＥＣ素子１は着色し、抵抗Ｒ２の時にＥＣ素子２は消色する。抵抗Ｒ２の期間において、ＥＣ材料は自己消色を生じる。この自己消色は着色時に生じたＥＣ材料のラジカル種の不安定さや、異なる電位を持つ対向電極への拡散、アノード材料のラジカル種とカソード材料のラジカル種の溶液中での衝突などに起因する。

＜レンズユニット＞
本実施形態に係るレンズユニットは、上述した本発明に係る光学フィルタと、複数のレンズを有する撮像光学系とを有している。本実施形態に係るレンズユニットは、本発明に係る光学フィルタを通過した光が撮像光学系を通過するように配置されていてもよいし、撮像光学系を通過した光が本発明に係る光学フィルタを通過するように配置されていてもよい。特に、本実施形態に係る光学フィルタは、レンズの光軸上に設けられることが好ましい。

＜撮像装置＞
本実施形態に係る撮像装置は、上述した本発明に係る光学フィルタと、この光学フィルタを通過した光を受光する受光素子とを有する。撮像装置とは、具体的には、カメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等が挙げられる。撮像装置は、受光素子を有する本体と、レンズを有するレンズユニットとが分離できる形態であってもよい。ここで撮像装置が、本体と、レンズユニットとで分離できる場合は、撮像時に撮像装置とは別体の光学フィルタを用いる形態も本発明に含まれる。光学フィルタの配置位置としては、レンズユニットの外側、レンズユニットと受光素子との間、複数あるレンズの間（レンズユニットが複数のレンズを有する場合）等が挙げられる。

図３（ａ）光学フィルタがレンズユニットに配置されている撮像装置の一例の模式図であり、図３（ｂ）光学フィルタが撮像装置に配置されている撮像装置の一例の模式図である。

撮像装置１００は、レンズユニット１０２と、撮像ユニット１０３と、を有する撮像装置である。レンズユニット１０２は、光学フィルタ１０１と、複数のレンズ又はレンズ群を有する撮像光学系と、を有する。光学フィルタ１０１は、上述した本発明に係る光学フィルタ１０１である。

レンズユニット１０２は、例えば、絞りより後でフォーカシングを行うリアフォーカス式のズームレンズである。レンズユニット１０２は、被写体（物体）側より順に、正の屈折力の第１のレンズ群１０４、負の屈折力の第２のレンズ群１０５、正の屈折力の第３のレンズ群１０６、および正の屈折力の第４のレンズ群１０７の４つのレンズ群と、光学フィルタ１０１と、を有する。本実施形態において、例えば、第２のレンズ群１０５と第３のレンズ群１０６の間隔を変化させて変倍を行い、第４のレンズ群１０７の一部のレンズ群を移動させてフォーカスを行ってもよい。

レンズユニット１０２は、例えば、第２のレンズ群１０５と第３のレンズ群１０６との間に開口絞り１０８を有し、また、第３のレンズ群１０６と第４のレンズ群１０７との間に光学フィルタ１０１を有する。レンズユニット１０２を通過する光は、各レンズ群１０４～１０７、開口絞り１０８および光学フィルタ１０１を通過するよう配置されており、開口絞り１０８および光学フィルタ１０１を用いて光量の調整を行うことができる。

レンズユニット１０２は、マウント部材（不図示）を介して撮像ユニット１０３に着脱可能に接続されていてもよい。

なお、本実施形態では、レンズユニット１０２内の第３のレンズ群１０６と第４のレンズ群１０７との間に光学フィルタ１０１が配置されているが、撮像装置１００はこの構成に限定されない。例えば、光学フィルタ１０１は、開口絞り１０８の前（被写体側）あるいは後（撮像ユニット１０３側）のいずれにあってもよく、また、第１～第４のレンズ群１０４～１０７のいずれの前、後、レンズ群の間にあってもよい。なお、光学フィルタ１０１を光の収束する位置に配置すれば、光学フィルタ１０１の面積を小さくできるなどの利点がある。

また、レンズユニット１０２の構成も上述の構成に限定されず、適宜選択可能である。例えば、リアフォーカス式の他、絞りより前でフォーカシングを行うインナーフォーカス式であってもよく、その他方式であっても構わない。また、ズームレンズ以外にも魚眼レンズやマクロレンズなどの特殊レンズも用いてもよい。

撮像ユニット１０３は、ガラスブロック１０９と、受光素子１１０と、を有する。ガラスブロック１０９は、ローパスフィルタやフェースプレートや色フィルタ等のガラスブロックである。また、受光素子１１０は、レンズユニットを通過した光を受光するセンサ部であって、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が使用できる。また、フォトダイオードのような光センサであってもよく、光の強度または波長の情報を取得し出力するものを適宜利用可能である。

図３（ａ）のように、光学フィルタ１０１がレンズユニット１０２に組み込まれている場合、駆動装置２０はレンズユニット１０２内に配置されてもよく、レンズユニット１０２外に配置されてもよい。レンズユニット１０２外に配置される場合は、配線を通してレンズユニット１０２の内のＥＣ素子１と駆動装置２０を接続し、駆動制御する。

また、上述の撮像装置１００の構成では、光学フィルタ１０１がレンズユニット１０２の内部に配置されている。しかし、本発明はこの形態に限らず、光学フィルタ１０１は、撮像装置１００内部の適当な箇所に配置され、受光素子１１０は光学フィルタ１０１を通過した光を受光するよう配置されていればよい。

上述した撮像装置１００の構成では、光学フィルタ１０１がレンズユニット１０２の内部に配置されているが、これに限らず、図３（ｂ）に示したように、撮像ユニット１０３が光学フィルタ１０１を有していてもよい。図３（ｂ）においては、光学フィルタ１０１は受光素子１１０の前（被写体側）に配置されている。撮像ユニット１０３が光学フィルタ１０１を内蔵する場合、接続されるレンズユニット１０２が光学フィルタ１０１を持たなくてもよいため、既存のレンズユニット１０２を用いた調光可能な撮像装置を構成することが可能となる。

本実施形態の撮像装置１００は、光量調整と受光素子の組合せを有する製品に適用可能である。例えばカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラに使用可能であり、また、携帯電話やスマートフォン、ＰＣ、タブレットなど撮像装置を内蔵する製品にも適用できる。

本実施形態に係る撮像装置１００によれば、光学フィルタ１０１を調光部材として用いることにより、調光量を一つのフィルタで適宜可変させることが可能となり、部材点数の削減や省スペース化といった利点がある。

＜窓＞
本実施形態に係る窓は、一対の基板と、当該一対の基板の間に配置された本発明に係るＥＣ素子と、本発明に係るＥＣ素子に接続された能動素子と、を有する。本実施形態に係る窓は、ＥＣ素子１を駆動する駆動手段として、ＥＣ素子１に接続された能動素子による、通過した光の光量を調整する方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。能動素子としては、例えば、ＴＦＴ素子やＭＩＭ素子等が挙げられる。また、トランジスタは活性領域に、ＩｎＧａＺｎＯなどの酸化物半導体を有してもよい。本実施形態に係る窓は、透過率可変窓と呼ぶこともできる。

図４（ｂ）のように、本実施形態の調光窓１１１は、ＥＣ素子１と、それを挟持する透明板１１３と、全体を囲繞して一体化するフレーム１１２と、を有する。ＥＣ素子１は不示図の駆動装置を有しており、駆動装置はフレーム１１２内に一体化されていてもよく、フレーム１１２外に配置され配線を通してＥＣ素子１と接続されてもよい。

透明板１１３は光透過率が高い材料であれば特に限定されず、窓としての利用を考慮すればガラス素材であることが好ましい。図４においてＥＣ素子１は透明板１１３とは独立した構成部材であるが、例えば、ＥＣ素子１の基板１０を透明板１１３と見なしても構わない。

フレーム１１２の材質は問わないが、ＥＣ素子１の少なくとも一部を被覆し、一体化された形態を有するもの全般をフレームとしても構わない。

係る調光窓は、例えば日中の太陽光の室内への入射量を調整する用途に適用できる。太陽の光量の他、熱量の調整にも適用できるため、室内の明るさや温度の制御に使用することが可能である。また、シャッターとして、室外から室内への眺望を遮断する用途にも適用可能である。このような調光窓は、建造物用のガラス窓の他に、自動車や電車、飛行機、船など乗り物の窓、時計や携帯電話の表示面のフィルタにも適用可能である。

また、エレクトロクロミック素子の一方の光の経路に反射部材を設けることもできる。このような窓は、エレクトロクロミックミラーと呼ばれ、一対の基板と、当該一対の基板の間に配置されている本発明に係るＥＣ素子１と、本発明に係るＥＣ素子１に接続されている能動素子と、反射部材と、を有する。エレクトロクロミックミラーは、防眩ミラーとして、自動車等に設けられてよい。

このように、一般式（１）で表わされる有機化合物をＥＣ層１２に含むＥＣ素子１を、光学フィルタ、レンズユニット、撮像装置、窓等に用いることができる。本実施形態の光学フィルタ、レンズユニット、撮像装置、窓のそれぞれは、一般式（１）で表わされる有機化合物単独、あるいは他の波長帯域の着色吸収を有するＥＣ化合物と組み合わせることにより、様々な吸収色を提供することが可能となる。また、本実施形態の光学フィルタ、レンズユニット、撮像装置、窓のそれぞれは、一般式（１）で表わされる有機化合物を含むため、消色状態における透明性を向上することができる。

以下、実施例により本発明を説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１（例示化合物Ａ－２の合成）］

反応容器に３－フルオロ－４－クロロピリジン塩酸塩（０．４７ｇ、３．６ｍｍｏｌ）、４－ピリジルボロン酸（０．６５ｇ、５．３ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（６５ｍｇ、０．０７ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン（４５ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム（ｎ水和物）（２ｇ）、ジオキサン（１０ｍｌ）、及び水（６ｍｌ）を仕込み、窒素気流下、８時間加熱還流で撹拌を行った。反応終了後、反応液を濃縮した後、酢酸エチルで抽出を行った。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に減圧乾固を行った。シリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノール＝３０／１）で精製し、中間体１を０．５４ｇ（収率：８６％）得た。

反応容器に中間体１：１７４ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、１－ヨードヘプタン：６７８ｍｇ（３．０ｍｍｏｌ）、アセトニトリル５ｍｌを反応容器に仕込み、８０℃で１６時間撹拌を行った。反応終了後、酢酸エチルを加え、析出した結晶をろ過、酢酸エチルで洗浄し例示化合物Ａ－２を４８４ｍｇ（収率：７７％）得た。

^１Ｈ ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ_６，５００ＭＨｚ） δ（ｐｐｍ）：９．７６（ｄ，１Ｈ），９．３８（ｄ，２Ｈ），９．２８（ｄ，１Ｈ），８．６５（ｔ，１Ｈ），８．９７（ｄ，１Ｈ），８．５７（ｄ，２Ｈ），４．７１（ｔ，４Ｈ），２．００（ｍ，４Ｈ），１．３４（ｍ，８Ｈ），１．２８（ｍ，８Ｈ），０．８８（ｍ，６Ｈ）．

［実施例２（例示化合物Ａ－３の合成）］
例示化合物Ａ－２（１２５ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）を水に溶解した。ヘキサフルオロリン酸カリウム３００ｍｇを溶解した水溶液を滴下し、室温で３時間撹拌を行った。析出した結晶をろ過、イソプロピルアルコール、ジエチルエーテルで順次で洗浄し、例示化合物Ａ－３を１１９ｍｇ（収率：９０％）得た。

^１Ｈ ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ_６，５００ＭＨｚ） δ（ｐｐｍ）：９．７６（ｄ，１Ｈ），９．３８（ｄ，２Ｈ），９．２８（ｄ，１Ｈ），８．６５（ｔ，１Ｈ），８．９７（ｄ，１Ｈ），８．５７（ｄ，２Ｈ），４．７１（ｔ，４Ｈ），２．００（ｍ，４Ｈ），１．３４（ｍ，８Ｈ），１．２８（ｍ，８Ｈ），０．８８（ｍ，６Ｈ）．

［実施例３（例示化合物Ｂ－１の合成）］
反応容器に中間体１：１７４ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、ジフェニルヨードニウムブロミド（２．１７ｇ、６．０ｍｍｏｌ）、酢酸銅（ＩＩ）一水和物（１８ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（３ｍＬ）とを加え、１００℃にて２０時間反応を行った。反応終了後、減圧濃縮し、アセトニトリルを加えた。析出した固体をろ過回収し、水１０ｍｌに溶解した。これにヘキサフルオロリン酸アンモニウム２００ｍｇを溶解した水溶液を滴下し、室温で３時間撹拌を行った。析出した結晶をろ過、水、イソプロピルアルコール、ジエチルエーテルで順次で洗浄し、例示化合物Ｂ－１を２２１ｍｇ（収率：３６％）得た。

^１Ｈ ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤ３ＣＮ，５００ＭＨｚ） δ（ｐｐｍ）：９．３７（ｍ，１Ｈ），９．２３（ｄ，２Ｈ），９．１３（ｄ，１Ｈ），８．５８（ｍ，３Ｈ），７．８４（ｍ，１０Ｈ）．

［実施例４（例示化合物Ｃ－２の合成）］
反応容器に中間体１：１７４ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、ベンジルブロミド：５１３ｍｇ（３．０ｍｍｏｌ）、アセトニトリル５ｍｌを反応容器に仕込み、８０℃で２時間撹拌を行った。反応終了後、酢酸エチルを加え、析出した結晶をろ過、酢酸エチルで洗浄し例示化合物Ｃ－１を６２２ｍｇ（収率：９２％）得た。

例示化合物Ｃ－１（１３５ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）を水に溶解した。テトラフルオロホウ酸ナトリウム３００ｍｇを溶解した水溶液を滴下し、室温で３時間撹拌を行った。析出した結晶をろ過、イソプロピルアルコール、ジエチルエーテルで順次で洗浄し、例示化合物Ｃ－２を１１９ｍｇ（収率：９０％）得た。

^１Ｈ ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤ３ＣＮ，５００ＭＨｚ） δ（ｐｐｍ）：９．０９（ｄ，１Ｈ），９．００（ｄ，２Ｈ），８．９１（ｄ，１Ｈ），８．３３（ｍ，１０Ｈ），５．８７（ｄ，４Ｈ）．

［実施例５（例示化合物Ａ－３を用いたエレクトロクロミック素子の作製および特性評価）］
電解質としてヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウムを０．１Ｍの濃度で炭酸プロピレンに溶解させ、次いで実施例２の例示化合物Ａ－３を４０．０ｍＭの濃度で溶解させ、ＥＣ媒体を得た。

次いで一対の透明導電膜（ＩＴＯ）付きのガラス基板の四方の端部に絶縁層（ＳｉＯ２）を形成した。基板間隔を規定するＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製メリネックスＳ（登録商標）、１２５μｍ厚）を一対の透明電極膜付きガラス基板の間に配置した。その後、ＥＣ媒体注入用の注入口を残してエポキシ系接着剤により基板と、ＰＥＴフィルムを接着し、封止した。以上のように、注入口付き空セルを作製した。

次に前述の注入口より、上記の操作で得られたＥＣ媒体を真空注入法により注入後、注入口をエポキシ系接着剤により封止し、ＥＣ素子とした。

作製直後の本ＥＣ素子は可視光領域全域にわたり、８０％前後の透過率を示し、高い透明性を有していた。

この素子に電圧を１．１Ｖ印加すると、例示化合物Ａ－３の還元種に由来する吸収を示し、素子は着色した。さらに－０．５Ｖ印加すると消色した。この素子は着色状態と、消色状態と、を可逆的に変化できる。また、図５は、実施例５で作製した素子の紫外可視吸収スペクトルである。光源には、オーシャンオプティクス社のＤＨ‐２０００Ｓ重水素、ハロゲン光源を用いた。

［実施例６（例示化合物Ｂ－１を用いたエレクトロクロミック素子の作製および特性評価）］
実施例５において、例示化合物Ａ－３の代わりに例示化合物Ｂ－１を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。本実施例の素子に電圧を１．０Ｖ印加すると、例示化合物Ｂ－１の還元種に由来する吸収を示し、素子は着色した。さらに－０．５Ｖ印加すると消色し、可逆的な着色および消色した。この素子は着色状態と、消色状態と、を可逆的に変化できる。図６は、実施例６で作製した素子の紫外可視吸収スペクトルである。

［実施例７（例示化合物Ｃ－２を用いたエレクトロクロミック素子の作製および特性評価）］
実施例５おいて、例示化合物Ａ－３の代わりに例示化合物Ｃ－２を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。本実施例の素子に電圧を１．１Ｖ印加すると、例示化合物Ｃ－２の還元種に由来する吸収を示し、素子は着色した。さらに－０．５Ｖ印加すると消色し、可逆的な着色および消色した。この素子は着色状態と、消色状態と、を可逆的に変化できる。図７は、実施例７で作製した素子の紫外可視吸収スペクトルである。

［実施例８（例示化合物Ａ－３を用いたエレクトロクロミック素子の温度特性評価）］
実施例５において作製した素子おいて、周辺温度を０℃、８０℃に変化させてラジカル着色時のスペクトル測定を行った。得られたスペクトルを８０℃での吸収ピークの６６０ｎｍで規格化した。図８は、実施例８で作製した素子の紫外可視吸収スペクトルである。０℃と８０℃の環境下において、本発明に係る有機化合物は環境温度による吸収スペクトルの変化が小さく、周辺温度による色ずれが起こり難い有機化合物であることが分かる。

［比較例１（比較化合物１を用いたエレクトロクロミック素子の温度特性評価）］
実施例８において、例示化合物Ａ－３の代わりに比較化合物１を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。作製した素子を周辺温度０℃、８０℃に変化させてラジカル着色時のスペクトル測定を行った。得られたスペクトルを８０℃での吸収ピークの６０６ｎｍで規格化した。結果を図９に示す。０℃と８０℃の環境下において、環境温度による吸収スペクトルの変化が大きく、周辺温度による色ずれが確認された。

［実施例９、比較例２乃至４（エレクトロクロミック素子の還元電位評価）］
電解質としてヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウムを０．１Ｍの濃度で炭酸プロピレンに溶解させ、例示化合物Ｂ－１を４０．０ｍＭの濃度で溶解させた。

ＢＡＳ社の電気化学 アナライザーモデル８３２Ｂを用いて測定を行った。Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして炭素、Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして白金、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ＥｌｅｃｔｒｏｄｅとしてＡｇ／Ａｇ＋電極（ヘキサフルオロリン酸銀の炭酸プロピレン溶液）を用いて、フェロセンを内部標準として測定を行った。

また、還元電位を比較するため、比較化合物２乃至４を同様の手法で４０．０ｍＭの炭酸プロピレン溶液を調整し、測定を行った。

本発明に係る有機化合物は、４，４’－ビピリジンの３位にフッ素原子を有するため、無置換の化合物、メチル基置換の化合物、メトキシ基置換の化合物と比較して、還元電位が大きい（絶対値が小さい）。そのため、本発明の化合物は、他の化合物よりも還元され易いため、より低電圧でＥＣ素子として駆動することが可能である。

以上より、本発明に係る有機化合物は、還元電位が大きい（絶対値が小さい）ため、より低い電圧でＥＣ性を示す化合物である。更に、環境温度の変化による吸収スペクトルの変化を低減することができる化合物である。また、本発明に係る有機化合物をＥＣ素子に用いることで、より低電圧での駆動が可能であり、消色時には透明性が高いＥＣ素子を提供することができる。

１ ＥＣ素子
７ 制御器
８ 駆動電源
９ 抵抗切替器
１０ 基板
１１ 電極
１２ エレクトロクロミック層
１３ スペーサー
２０ 駆動装置
１００ 撮像装置
１０１ 光学フィルタ
１０２ レンズユニット
１０３ 撮像ユニット
１０４ 第１のレンズ群
１０５ 第２のレンズ群
１０６ 第３のレンズ群
１０７ 第４のレンズ群
１０８ 開口絞り
１０９ ガラスブロック
１１０ 受光素子
１１１ 調光窓
１１２ フレーム
１１３ 透明板

Claims (22)

1. 下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機化合物。
   

   

   
   一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のアラルキル基からそれぞれ独立して選択される。Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は、それぞれ独立に一価のアニオンを表す。
2. 一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、炭素数１乃至８のアルキル基、炭素数６乃至１４のアリール基、または炭素数７乃至１０のアラルキル基を有することを特徴とする請求項１に記載の有機化合物。
3. 一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、ｎ－ヘプチル基、フェニル基、またはベンジル基を有することを特徴とする請求項２に記載の有機化合物。
4. 一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、同一の構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機化合物。
5. 一般式（１）において、Ａ_１ ^－またはＡ_２ ^－は、ＰＦ_６ ^－、ＣｌＯ_４ ^－、ＢＦ_４ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－、Ｂｒ^－、またはＩ^－からそれぞれ独立して選択されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機化合物。
6. 一般式（１）において、Ａ_１ ^－またはＡ_２ ^－は、ＰＦ_６ ^－またはＢＦ_４ ^－からそれぞれ独立して選択されることを特徴とする請求項５に記載の有機化合物。
7. 一般式（１）において、Ａ_１ ^－およびＡ_２ ^－は、同一のアニオンであることを特徴とする請求項６に記載の有機化合物。
8. 一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、イオン性基、吸着基または酸エステル基を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機化合物。
9. 一般式（１）において、前記イオン性基、前記吸着基または前記酸エステル基は、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、ホスホン酸エステル基、ピリジニウム基またはキノリニウム基を有することを特徴とする請求項８に記載の有機化合物。
10. 一般式（１）において、Ｘ_１およびＸ_２は、ホスホン酸基、カルボン酸エステル基、ホスホン酸エステル基、またはピリジニウム基を有することを特徴とする請求項９に記載の有機化合物。
11. 一対の電極と、
    前記一対の電極の間に配置されているエレクトロクロミック層と、を有し、
    前記エレクトロクロミック層は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の有機化合物を含有することを特徴とするエレクトロクロミック素子。
12. 前記エレクトロクロミック層は、前記有機化合物と、第２の有機化合物とを有することを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロクロミック素子。
13. 前記第２の有機化合物は、フェナジン系化合物、メタロセン系化合物、フェニレンジアミン系化合物、ピラゾリン系化合物のいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載のエレクトロクロミック素子。
14. 前記エレクトロクロミック層は、電解質をさらに有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック素子。
15. 前記エレクトロクロミック層は、増粘剤をさらに有することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック素子。
16. 前記増粘剤は、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、またはポリプロピレンオキサイドであることを特徴とする請求項１５に記載のエレクトロクロミック素子。
17. 請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に接続されている能動素子と、を有することを特徴とする光学フィルタ。
18. 前記能動素子が、前記エレクトロクロミック素子を駆動することにより、前記エレクトロクロミック素子を通過する光の光量を調整することを特徴とする請求項１７に記載の光学フィルタ。
19. 請求項１７または１８に記載の光学フィルタと、複数のレンズを有する撮像光学系と、を有することを特徴とするレンズユニット。
20. 請求項１７または１８に記載の光学フィルタと、前記光学フィルタを通過した光を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
21. 一対の基板と、
    前記一対の基板の間に配置された請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック素子と、
    前記エレクトロクロミック素子に接続された能動素子と、を有することを特徴とする窓。
22. 一対の基板と、
    前記一対の基板の間に配置されている請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック素子と、
    前記エレクトロクロミック素子に接続されている能動素子と、
    反射部材と、を有することを特徴とするエレクトロクロミックミラー。

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