JP7269128B2 - 調光素子及び調光素子システム - Google Patents
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Description
本開示は、調光素子及び調光素子システムに関する。
従来、調光素子としては、例えば、次のものが知られている。すなわち、エレクトロクロミック型の調光ガラス（樹脂ガラス）である（特許文献１参照）。この調光ガラスは、２枚のガラス板（樹脂ガラス板）のそれぞれ片側面に調光機能を有する材料及び／又は透明導電体が付着されている。そして、ガラス板の付着面が内側に向かい合わされ、その間に調光用電解質が配され、通電することによって調光される。
ところで、近年、調光素子を用いた商品開発が幅広くなされており、既存の調光素子では所望の効果が得られない場合もある。そこで、新規な構成の調光素子の開発が切望されている。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、新規な調光素子及び調光素子システムを提供することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、新規な調光素子及び調光素子システムを提供することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
〔１〕調光素子であって、
調光極と、
基板と、
前記調光極と、前記基板との間に配された電解質と、
前記電解質内に少なくとも一部が配された対向極と、
を備え、
前記電解質には、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸が含まれることを特徴とする調光素子。
調光極と、
基板と、
前記調光極と、前記基板との間に配された電解質と、
前記電解質内に少なくとも一部が配された対向極と、
を備え、
前記電解質には、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸が含まれることを特徴とする調光素子。
〔２〕前記対向極のうち前記電解質に接触する部分は、銀であることを特徴とする〔１〕に記載の調光素子。
〔３〕電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による前記銀被膜の溶出とを可逆的に行うことで、可視光の反射率を変化させる構成であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の調光素子。
〔４〕前記銀被膜は、鏡面を有していることを特徴とする〔３〕に記載の調光素子。
〔５〕 前記イオン液体のカチオン部が下記一般式（１）で表されることを特徴とする〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の調光素子。
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１～２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されており、
前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１～２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されており、
前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕
〔６〕前記有機溶媒が極性溶媒であることを特徴とする〔１〕～〔５〕のいずれか１項に記載の調光素子。
〔７〕前記イオン液体と、前記有機溶媒との体積比率が９０：１０～１０：９０であることを特徴とする〔１〕～〔６〕のいずれか１項に記載の調光素子。
〔８〕調光スマートウィンドウ、調光ミラー、又は意匠部品として用いられることを特徴とする〔１〕～〔７〕のいずれか１項に記載の調光素子。
〔９〕
前記基板の前記調光極と対向する面上に、網目状の銀が配されて前記対向極として機能することを特徴とする〔１〕～〔８〕のいずれか１項に記載の調光素子。
前記基板の前記調光極と対向する面上に、網目状の銀が配されて前記対向極として機能することを特徴とする〔１〕～〔８〕のいずれか１項に記載の調光素子。
〔１０〕〔１〕又は〔２〕に記載の前記調光素子と、
前記調光素子を駆動する電源装置と、
を備え、
前記電源装置にて前記調光素子における銀被膜の形成と前記銀被膜の溶出をコントロールして、前記調光素子の可視光の反射率を変化させることを特徴とする調光素子システム。
前記調光素子を駆動する電源装置と、
を備え、
前記電源装置にて前記調光素子における銀被膜の形成と前記銀被膜の溶出をコントロールして、前記調光素子の可視光の反射率を変化させることを特徴とする調光素子システム。
〔１１〕前記電源装置は、前記調光素子を、定電流駆動、定電圧駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれかによって作動させることを特徴とする〔１０〕に記載の調光素子システム。
〔１２〕前記電源装置は、
前記銀被膜を形成する電解メッキ時には、定電流で前記調光素子を作動させ、
前記銀被膜を溶出する電解溶出時には、
（１）電解溶出開始の際、定電流で前記調光素子を作動させ、そのまま定電流で前記調光素子を所定時間継続して作動させ、
（２）電解溶出の終了前の所定時間は、定電圧で前記調光素子を作動させることを特徴とする〔１１〕に記載の調光素子システム。
前記銀被膜を形成する電解メッキ時には、定電流で前記調光素子を作動させ、
前記銀被膜を溶出する電解溶出時には、
（１）電解溶出開始の際、定電流で前記調光素子を作動させ、そのまま定電流で前記調光素子を所定時間継続して作動させ、
（２）電解溶出の終了前の所定時間は、定電圧で前記調光素子を作動させることを特徴とする〔１１〕に記載の調光素子システム。
本発明の調光素子は、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸を含む電解質を用いた新規な調光素子であるため、調光素子の応用範囲が広がる。
対向極のうち電解質に接触する部分が、銀である場合には、低電圧で駆動できる。
電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことで、可視光の反射率を変化させる構成では、調光素子は調光ミラーとして有効に利用できる。なお、調光素子は、銀被膜が形成されている状態において、電圧（電源）をＯＦＦにしても、銀被膜はそのまま維持されるため、省電力である。すなわち、調光素子は、いわゆるメモリー効果を有する。
銀被膜が鏡面を有している場合には、可視光の反射率が向上する。なお、本明細書における可視光とは、波長が４００ｎｍ～８００ｎｍの光を意味する。
特定のカチオンを有するイオン液体を用いると、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
有機溶媒が極性溶媒であると、クエン酸が電解質によく溶解され、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
イオン液体と、有機溶媒との体積比率が９０：１０～１０：９０である場合には、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
本発明の調光素子は、調光スマートウィンドウ、調光ミラー、又は意匠部品として用いられると実用上、非常に有効である。
基板の調光極と対向する面上に、網目状の銀が配されて対向極として機能する場合には、調光素子の構造が簡略化されて、コストが安くなる。
本発明の調光素子システムは、電源装置にて調光素子における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子の可視光の反射率を変化させている。この構成の調光素子システムは、調光ミラーシステムとして有効に利用できる。
本発明の調光素子システムにおいて、調光素子を、定電流駆動、定電圧駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれかによって作動させても、低電圧で調光素子を駆動できる。
本発明の調光素子システムにおいて、電源装置は、電解メッキ時には、定電流で調光素子を作動させ、電解溶出時には、定電流で調光素子を作動させることを基本とするとともに、電解溶出の終了間際の所定時間は、定電圧で調光素子を作動させる場合には、より低電圧で調光素子を駆動できる。
対向極のうち電解質に接触する部分が、銀である場合には、低電圧で駆動できる。
電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことで、可視光の反射率を変化させる構成では、調光素子は調光ミラーとして有効に利用できる。なお、調光素子は、銀被膜が形成されている状態において、電圧（電源）をＯＦＦにしても、銀被膜はそのまま維持されるため、省電力である。すなわち、調光素子は、いわゆるメモリー効果を有する。
銀被膜が鏡面を有している場合には、可視光の反射率が向上する。なお、本明細書における可視光とは、波長が４００ｎｍ～８００ｎｍの光を意味する。
特定のカチオンを有するイオン液体を用いると、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
有機溶媒が極性溶媒であると、クエン酸が電解質によく溶解され、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
イオン液体と、有機溶媒との体積比率が９０：１０～１０：９０である場合には、電解メッキによる銀被膜の形成、及び電解溶出による銀被膜の溶出を円滑に行うことができる。
本発明の調光素子は、調光スマートウィンドウ、調光ミラー、又は意匠部品として用いられると実用上、非常に有効である。
基板の調光極と対向する面上に、網目状の銀が配されて対向極として機能する場合には、調光素子の構造が簡略化されて、コストが安くなる。
本発明の調光素子システムは、電源装置にて調光素子における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子の可視光の反射率を変化させている。この構成の調光素子システムは、調光ミラーシステムとして有効に利用できる。
本発明の調光素子システムにおいて、調光素子を、定電流駆動、定電圧駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれかによって作動させても、低電圧で調光素子を駆動できる。
本発明の調光素子システムにおいて、電源装置は、電解メッキ時には、定電流で調光素子を作動させ、電解溶出時には、定電流で調光素子を作動させることを基本とするとともに、電解溶出の終了間際の所定時間は、定電圧で調光素子を作動させる場合には、より低電圧で調光素子を駆動できる。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
以下、本発明を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「～」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０～２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０～２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。
１．第１実施形態の調光素子１
本発明の調光素子１は、図１，２に示すように、調光極３と、基板５と、電解質７と、対向極９と、を備えている。なお、符号１１は、任意の構成要件であるシール材を意味する。
本発明の調光素子１は、図１，２に示すように、調光極３と、基板５と、電解質７と、対向極９と、を備えている。なお、符号１１は、任意の構成要件であるシール材を意味する。
（１）調光極３
調光極３には、調光極３として使用される公知の透明電極が適宜用いられる。透明電極には、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の透明導電膜が好適に採用できる。透明導電膜の基板には、無機ガラス、樹脂ガラス、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂等が好適に採用できる。
透明電極の表面に貴金属ナノ微粒子が付着していてもよい。貴金属ナノ微粒子が付着した透明電極を用いると、透明電極上に形成される銀被膜が、美しい鏡面光沢を呈する傾向がある。すなわち、透明電極上に形成される銀被膜の可視光の反射率が高くなる傾向にある。「貴金属」としては、例えば、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）等の１種以上が挙げられる。
透明電極表面への貴金属ナノ微粒子の付着方法は、特に限定されない。付着方法としてＰｄ２＋等をストライクメッキして貴金属ナノ微粒子を付着する方法が好適に採用される。
貴金属ナノ微粒子のサイズは特に限定されない。貴金属ナノ微粒子の平均粒子径は、５ｎｍ～７０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ～６０ｎｍであることがより好ましく、３０ｎｍ～５０ｎｍであることが特に好ましい。この範囲の平均粒子径とすると、透明電極上での貴金属ナノ微粒子の分散性が高くなり、電解メッキによって極めて均一性の高い銀被膜が形成される。
なお、貴金属ナノ微粒子の平均粒子径は、任意の２００個以上のＰｄナノ微粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定し、その測定値を平均化することにより求める。
また、貴金属を担持させる場合の平均貴金属表面密度は、特に限定されない。平均貴金属表面密度は、好ましくは１．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～９．０×１０－６ｇ／ｃｍ２であり、より好ましくは２．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～８．０×１０－６ｇ／ｃｍ２であり、更に好ましくは３．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～７．０×１０－６ｇ／ｃｍ２である。この範囲内であると、銀被膜形成前の調光極３の、可視光に対する透過率が十分に確保される。
調光極３には、調光極３として使用される公知の透明電極が適宜用いられる。透明電極には、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の透明導電膜が好適に採用できる。透明導電膜の基板には、無機ガラス、樹脂ガラス、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂等が好適に採用できる。
透明電極の表面に貴金属ナノ微粒子が付着していてもよい。貴金属ナノ微粒子が付着した透明電極を用いると、透明電極上に形成される銀被膜が、美しい鏡面光沢を呈する傾向がある。すなわち、透明電極上に形成される銀被膜の可視光の反射率が高くなる傾向にある。「貴金属」としては、例えば、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）等の１種以上が挙げられる。
透明電極表面への貴金属ナノ微粒子の付着方法は、特に限定されない。付着方法としてＰｄ２＋等をストライクメッキして貴金属ナノ微粒子を付着する方法が好適に採用される。
貴金属ナノ微粒子のサイズは特に限定されない。貴金属ナノ微粒子の平均粒子径は、５ｎｍ～７０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ～６０ｎｍであることがより好ましく、３０ｎｍ～５０ｎｍであることが特に好ましい。この範囲の平均粒子径とすると、透明電極上での貴金属ナノ微粒子の分散性が高くなり、電解メッキによって極めて均一性の高い銀被膜が形成される。
なお、貴金属ナノ微粒子の平均粒子径は、任意の２００個以上のＰｄナノ微粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定し、その測定値を平均化することにより求める。
また、貴金属を担持させる場合の平均貴金属表面密度は、特に限定されない。平均貴金属表面密度は、好ましくは１．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～９．０×１０－６ｇ／ｃｍ２であり、より好ましくは２．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～８．０×１０－６ｇ／ｃｍ２であり、更に好ましくは３．０×１０－６ｇ／ｃｍ２～７．０×１０－６ｇ／ｃｍ２である。この範囲内であると、銀被膜形成前の調光極３の、可視光に対する透過率が十分に確保される。
（２）基板５
基板５の材質は、特に限定されない。基板５の材料には、例えば、公知の透明材料が採用される。具体的には、無機ガラス、樹脂ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂等が好適に採用できる。
基板５の材質は、特に限定されない。基板５の材料には、例えば、公知の透明材料が採用される。具体的には、無機ガラス、樹脂ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂等が好適に採用できる。
（３）電解質７
電解質７には、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸が含まれる。この「電解質７」は「Ａｇメッキ浴」と称される場合がある。
ここで、本発明がなされた経緯を説明する。
従来のＡｇメッキ浴は、猛毒のシアンが配位子として用いられている。また、従来のＡｇメッキ浴は水溶液系のメッキ浴であり、調光部材（デバイス）に使用する場合は、溶媒の揮発や電解質塩の析出という問題もある。また、電解メッキと、電解溶出とを可逆的に行うことができるＡｇメッキ浴は現状存在していない。
このような背景の下、本発明の電解質７が開発されたのである。本発明の電解質７は、シアンの代わりに安全なクエン酸を用いている。また、本発明の電解質７は、水系ではなく、イオン液体と有機溶媒の混合系を用いている。そして、本発明者らは、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸を含む電解質７を用いることにより、電解メッキと、電解溶出とが可逆的に行えるという予想外の事実を見いだし、この知見に基づいて本発明はなされた。
次に、各成分について詳細に説明する。
電解質７には、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸が含まれる。この「電解質７」は「Ａｇメッキ浴」と称される場合がある。
ここで、本発明がなされた経緯を説明する。
従来のＡｇメッキ浴は、猛毒のシアンが配位子として用いられている。また、従来のＡｇメッキ浴は水溶液系のメッキ浴であり、調光部材（デバイス）に使用する場合は、溶媒の揮発や電解質塩の析出という問題もある。また、電解メッキと、電解溶出とを可逆的に行うことができるＡｇメッキ浴は現状存在していない。
このような背景の下、本発明の電解質７が開発されたのである。本発明の電解質７は、シアンの代わりに安全なクエン酸を用いている。また、本発明の電解質７は、水系ではなく、イオン液体と有機溶媒の混合系を用いている。そして、本発明者らは、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸を含む電解質７を用いることにより、電解メッキと、電解溶出とが可逆的に行えるという予想外の事実を見いだし、この知見に基づいて本発明はなされた。
次に、各成分について詳細に説明する。
（３．１）イオン液体
上述のイオン液体とは、常温（２５℃）において溶融状態にあり、カチオン部とアニオン部からなるイオン性物質のことを示す。
イオン液体のカチオン部としては、通常のイオン液体に用いられるカチオンを用いることができる。例えば、窒素数１～３個の５～６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオン、及び第四級ホスホニウムカチオンからなる群より選択されるカチオン部が挙げられる。
上述のイオン液体とは、常温（２５℃）において溶融状態にあり、カチオン部とアニオン部からなるイオン性物質のことを示す。
イオン液体のカチオン部としては、通常のイオン液体に用いられるカチオンを用いることができる。例えば、窒素数１～３個の５～６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオン、及び第四級ホスホニウムカチオンからなる群より選択されるカチオン部が挙げられる。
窒素数１～３個の５～６員環化合物のオニウムカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウムカチオン等の５員環化合物のオニウムカチオンや、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン等の６員環化合物のオニウムカチオンを挙げることができる。これらの中でも、イミダゾリウムカチオンが、融点が低く液状になりやすい点で好ましい。
イミダゾリウムカチオンは、特に限定されるものではない。例えば、下記一般式（１）の構造を有するものが挙げられる。
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１～２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されており、
前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１～２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されており、
前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソアミル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ－へキシル基、３－メチルペンタン－２－イル基、３－メチルペンタン－３－イル基、４－メチルペンチル基、４－メチルペンタン－２－イル基、１，３－ジメチルブチル基、３，３－ジメチルブチル基、３，３－ジメチルブタン－２－イル基、ｎ－ヘプチル基、１－メチルヘキシル基、３－メチルヘキシル基、４－メチルヘキシル基、５－メチルヘキシル基、１－エチルペンチル基、１－（ｎ－プロピル）ブチル基、１，１－ジメチルペンチル基、１，４－ジメチルペンチル基、１，１－ジエチルプロピル基、１，３，３－トリメチルブチル基、１－エチル－２，２－ジメチルプロピル基、ｎ－オクチル基、２－メチルヘキサン－２－イル基、２，４－ジメチルペンタン－３－イル基、１，１－ジメチルペンタン－１－イル基、２，２－ジメチルヘキサン－３－イル基、２，３－ジメチルヘキサン－２－イル基、２，５－ジメチルヘキサン－２－イル基、２，５－ジメチルヘキサン－３－イル基、３，４－ジメチルヘキサン－３－イル基、３，５－ジメチルヘキサン－３－イル基、１－メチルヘプチル基、２－メチルヘプチル基、５－メチルヘプチル基、２－メチルヘプタン－２－イル基、３－メチルヘプタン－３－イル基、４－メチルヘプタン－３－イル基、４－メチルヘプタン－４－イル基、１－エチルヘキシル基、２－エチルヘキシル基、１－プロピルペンチル基、２－プロピルペンチル基、１，１－ジメチルヘキシル基、１，４－ジメチルヘキシル基、１，５－ジメチルヘキシル基、１－エチル－１－メチルペンチル基、１－エチル－４－メチルペンチル基、１，１，４－トリメチルペンチル基、２，４，４－トリメチルペンチル基、１－イソプロピル－１，２－ジメチルプロピル基、１，１，３，３－テトラメチルブチル基、ｎ－ノニル基、１－メチルオクチル基、６－メチルオクチル基、１－エチルヘプチル基、１－（ｎ－ブチル）ペンチル基、４－メチル－１－（ｎ－プロピル）ペンチル基、１，５，５－トリメチルヘキシル基、１，１，５－トリメチルヘキシル基、２－メチルオクタン－３－イル基、ｎ－デシル基、１－メチルノニル基、１－エチルオクチル基、１－（ｎ－ブチル）ヘキシル基、１，１－ジメチルオクチル基、３，７－ジメチルオクチル基、ｎ－ウンデシル基、１－メチルデシル基、１－エチルノニル基、ｎ－ドデシル基、ｎ－トリデシル基、ｎ－テトラデシル基、１－メチルトリデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－ノナデシル基、ｎ－エイコシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。入手容易性の観点から、置換されているかもしくは非置換の炭素数１～８の飽和もしくは不飽和の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基の例としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、９－アンスリル基、９－フェナントリル基、１－ピレニル基、５－ナフタセニル基、１－インデニル基、２－アズレニル基、９－フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基などが挙げられる。
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基の例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、３－フェニルプロピル基、１－ナフチルメチル基、２－ナフチルメチル基、２－（１－ナフチル）エチル基、２－（２－ナフチル）エチル基、３－（１－ナフチル）プロピル基、又は３－（２－ナフチル）プロピル基などが挙げられる。
前記化学式（１）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として用いられる炭素数１～２０のアルコキシ基の例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、ｉ－プロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、２－メチルプロポキシ基、１－メチルプロポキシ基、ｔ－ブトキシ基等を挙げることができる。これらのなかでも、炭素数１～４のものが好ましい。
前述した炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、フェニル基、ｐ－トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基などのアリール基、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基などのアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニルなど等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基などのアシル基、メチルスルファニル基、ｔｅｒｔ－ブチルスルファニル基などのアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、ｐ－トリルスルファニル基などのアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基などのジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ｐ－トリルアミノ基等のアリールアミノ基などの他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基などが挙げられる。
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、フェニル基、ｐ－トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基などのアリール基、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基などのアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニルなど等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基などのアシル基、メチルスルファニル基、ｔｅｒｔ－ブチルスルファニル基などのアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、ｐ－トリルスルファニル基などのアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基などのジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ｐ－トリルアミノ基等のアリールアミノ基などの他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基などが挙げられる。
前述した炭素数６～３０のアリール基、炭素数７～３１のアリールアルキル基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基などのアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニルなど等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基などのアシル基、メチルスルファニル基、ｔｅｒｔ－ブチルスルファニル基などのアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、ｐ－トリルスルファニル基などのアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基などのジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ｐ－トリルアミノ基等のアリールアミノ基などの他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基などが挙げられる。
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基などのアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニルなど等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基などのアシル基、メチルスルファニル基、ｔｅｒｔ－ブチルスルファニル基などのアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、ｐ－トリルスルファニル基などのアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基などのジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ｐ－トリルアミノ基等のアリールアミノ基などの他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基などが挙げられる。
上記式（１）で示されるイミダゾリウムカチオンとしては、合成の容易さの点から、１，３－二置換イミダゾリウムカチオン、１，２，３－三置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられ、特には１，３－二置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられる。
具体的にイミダゾリウムカチオンとしては、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１，３－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－ペンチルイミダゾリウムカチオン、１－ヘキシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－ヘプチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムカチオン、１－デシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－ドデシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－エチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－エチルイミダゾリウムカチオンなどのジアルキルイミダゾリウムカチオン；３－エチル－１，２－ジメチル－イミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－２，３－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－ヘキシルイミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－オクチルイミダゾリウムカチオン、１－エチル－３，４－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１－イソプロピル－２，３－ジメチルイミダゾリウムカチオンなどのトリアルキルイミダゾリウムカチオンなどを挙げることができる。
具体的にイミダゾリウムカチオンとしては、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１，３－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－ペンチルイミダゾリウムカチオン、１－ヘキシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－ヘプチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムカチオン、１－デシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－ドデシル－３－メチルイミダゾリウムカチオン、１－エチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－エチルイミダゾリウムカチオンなどのジアルキルイミダゾリウムカチオン；３－エチル－１，２－ジメチル－イミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－２，３－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－ヘキシルイミダゾリウムカチオン、１，２－ジメチル－３－オクチルイミダゾリウムカチオン、１－エチル－３，４－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１－イソプロピル－２，３－ジメチルイミダゾリウムカチオンなどのトリアルキルイミダゾリウムカチオンなどを挙げることができる。
ピロリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－プロピルピロリジニウムカチオン、Ｎ－ブチル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－ペンチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－ヘキシル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－オクチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－デシル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－ドデシル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－（２－メトキシエチル）－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－（２－エトキシエチル）－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－（２－プロポキシエチル）－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－（２－イソプロポキシエチル）－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
ピリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ－メチルピリジニウムカチオン、Ｎ－エチルピリジニウムカチオン、Ｎ－ブチルピリジニウムカチオン、Ｎ－プロピルピリジニウムカチオンなどの炭素数１～１６のアルキル基により置換されたピリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
ピペリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－プロピルピペリジニウムカチオン、Ｎ－ブチル－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－ペンチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－ヘキシル－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－オクチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－デシル－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－ドデシル－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－（２－メトキシエチル）－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－（２－メトキシエチル）－Ｎ－エチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－（２－エトキシエチル）－Ｎ－メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－（２－メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ－メチル－Ｎ－（４－メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ－（２－メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ－（４－メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオンなどを挙げることができる。
イオン液体（１）のアニオン部に関しては、特に限定されず、一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。例えば、アニオン部として、Ｃｌ－、Ｂｒ－、ＡｌＣｌ４
－、Ａｌ２Ｃｌ７
－、ＢＦ４
－、ＰＦ６
－、ＣｌＯ４
－、ＮＯ３
－、ＣＨ３ＣＯＯ－、ＣＦ３ＣＯＯ－、ＣＨ３ＳＯ３
－、ＣＦ３ＳＯ３
－、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－、ＡｓＦ６
－、ＳｂＦ６
－、ＮｂＦ６
－、ＴａＦ６
－、Ｆ（ＨＦ）ｎ－、（ＣＮ）２Ｎ－、ＳＣＮ－、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３
－、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ－、Ｃ３Ｆ７ＣＯＯ－、（ＣＦ３ＳＯ２）（ＣＦ３ＣＯ）Ｎ－などの一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。
これらの中でも、ハロゲン原子を有するアニオンが好ましく、特にはフッ素原子含有アニオンが好ましく、更には、下記一般式（２）で示されるフッ素含有イミドアニオンを用いることが好ましい。
これらの中でも、ハロゲン原子を有するアニオンが好ましく、特にはフッ素原子含有アニオンが好ましく、更には、下記一般式（２）で示されるフッ素含有イミドアニオンを用いることが好ましい。
（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ－ ・・・（２）
（式中、ｎは、０～１５の整数）
（式中、ｎは、０～１５の整数）
一般式（２）で示されるフッ素含有イミドアニオンとして、具体的には、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、ビス（フルオロスルホニル）イミドアニオンを用いることが好ましい。なお、上記ｎは、通常０～１５、好ましくは０～８、特に好ましくは０～４である。
イオン液体の製造方法は、特に限定されない。例えば、製造方法として、アニオン交換法又は酸エステル法などの公知の方法を適用することができる。より詳細には、例えば、用いる有機カチオンのハロゲン化塩とパーフルオロアルキルスルホネートアニオンのアルカリ金属塩とを用いてアニオン交換反応により得ることができる。ハロゲン化塩のハロゲンとしては、塩素又は臭素があげられる。アルカリ金属塩のアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
（３．２）有機溶媒
電解質７に含まれる有機溶媒は、特に限定されない。有機溶媒は、クエン酸を溶解しやすいという観点から、極性溶媒であることが好ましい。極性溶媒としては、例えば、アセトニトリル、エタノール、イソプロパノール、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、コハク酸メチルトリグリコールジエステル、アセトン、酢酸等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
電解質７に含まれる有機溶媒は、特に限定されない。有機溶媒は、クエン酸を溶解しやすいという観点から、極性溶媒であることが好ましい。極性溶媒としては、例えば、アセトニトリル、エタノール、イソプロパノール、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、コハク酸メチルトリグリコールジエステル、アセトン、酢酸等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
（３．３）イオン液体と、有機溶媒との体積比率
イオン液体と、有機溶媒との体積比率は、特に限定されない。イオン液体と、有機溶媒との体積比率は、好ましくは、９０：１０～１０：９０であり、より好ましくは６０：４０～４０：６０であり、更に好ましくは５５：４５～４５：５５である。この範囲内であると、クエン酸が電解質７に十分に溶解される。
イオン液体と、有機溶媒との体積比率は、特に限定されない。イオン液体と、有機溶媒との体積比率は、好ましくは、９０：１０～１０：９０であり、より好ましくは６０：４０～４０：６０であり、更に好ましくは５５：４５～４５：５５である。この範囲内であると、クエン酸が電解質７に十分に溶解される。
（３．４）銀イオン
銀イオン源としては特に限定されないが、一般的に入手しやすいものとして、硝酸銀、硫酸銀などが挙げられる。これらを用いることが汎用性、コストの面でも望ましい。
電解質中の銀イオンの濃度は、特に限定されない。銀イオンの濃度は、好ましくは０．０１Ｍ～２．０Ｍであり、より好ましくは０．０２Ｍ～０．８Ｍであり、更に好ましくは０．１Ｍ～０．３Ｍである。銀イオンの濃度を、この範囲にすると、可逆反応のために電解質７に流すことができる電流量を十分に確保できる。
銀イオン源としては特に限定されないが、一般的に入手しやすいものとして、硝酸銀、硫酸銀などが挙げられる。これらを用いることが汎用性、コストの面でも望ましい。
電解質中の銀イオンの濃度は、特に限定されない。銀イオンの濃度は、好ましくは０．０１Ｍ～２．０Ｍであり、より好ましくは０．０２Ｍ～０．８Ｍであり、更に好ましくは０．１Ｍ～０．３Ｍである。銀イオンの濃度を、この範囲にすると、可逆反応のために電解質７に流すことができる電流量を十分に確保できる。
（３．５）クエン酸
本発明では、電解質７にクエン酸が含まれることで、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことができる。
電解質中のクエン酸の濃度は、特に限定されない。クエン酸の濃度は、クエン酸一水和物として、好ましくは０．５ｍＭ～１０００ｍＭであり、より好ましくは５ｍＭ～２５０ｍＭであり、更に好ましくは２０ｍＭ～１００ｍＭである。クエン酸の濃度を、この範囲にすると、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを十分に行うことができ、調光部材の特性が良好となる。
本発明では、電解質７にクエン酸が含まれることで、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことができる。
電解質中のクエン酸の濃度は、特に限定されない。クエン酸の濃度は、クエン酸一水和物として、好ましくは０．５ｍＭ～１０００ｍＭであり、より好ましくは５ｍＭ～２５０ｍＭであり、更に好ましくは２０ｍＭ～１００ｍＭである。クエン酸の濃度を、この範囲にすると、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを十分に行うことができ、調光部材の特性が良好となる。
（３．６）他の成分
電解質７には、本発明の効果を阻害しない限り、他の成分が含まれていてもよい。
電解質７には、本発明の効果を阻害しない限り、他の成分が含まれていてもよい。
（４）対向極９
対向極９は、少なくともその一部が電解質７内に配されている。
対向極９には、対向極９として使用される公知の電極が適宜用いられる。対向極９としては、例えば、Ａｇ電極、ＩＴＯ電極、ＦＴＯ電極等が好適に採用される。
対向極９のうち電解質７に接触する部分は、銀であることが好ましい。電解質７に接触する部分を銀とすることで、低電圧駆動が可能となる。また、このようにすることで開放電圧、すなわち、電圧をかけなくても、調光素子１のミラー状態又は透明状態が安定的に保持される。また、対向極９に銀を用いることで、対向極９を銀イオンの供給源として機能させることができる。更に、対向極９に銀を用いることで、後述するように、対向極９を参照電極としても機能させることができる。
なお、国際公開第２０１２／１１８１８８号には、調光素子が開示されている。この文献の調光素子は、Ｃｕイオン、Ｂｒイオン、ＤＭＳＯが用いられている点で、本願発明の調光素子１とは相違する。また、この文献の調光素子は、駆動電圧が±２．５Ｖと高く、実用上不利である。ちなみに、対向極９のうち電解質７に接触する部分に銀を用いた場合、本願発明の調光素子１の駆動電圧は、±１Ｖ以内である。
対向極９としては、金属線（金属からなる繊維）を用いた電極が例示される。電極の形態としては、例えば、金属線を用いたメッシュ、金属線を用いた不織布、金属線が略平行に並べられた構造体を好適に挙げることができる。これらの形態の中で、対向極９の全面にわたる抵抗値が略均一になるとの観点から、メッシュが好ましい。メッシュとすることで、調光素子１の駆動電圧を低減することができる。
金属線には、銀からなる線、銀以外の金属線の表面に銀を配した金属線等を用いることができる。
金属線の線径は、特に限定されない。金属線の線径は、透過性と抵抗値の観点から、１００ｎｍ～０．５ｍｍであることが好ましく、１０００ｎｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、１００００ｎｍ～０．１ｍｍであることが更に好ましい。
また、対向極９の形態がメッシュである場合には、透過性と抵抗値の観点から、メッシュ数が２メッシュ～２００メッシュであることが好ましく、１０メッシュ～１００メッシュであることがより好ましく、２０メッシュ～８０メッシュであることが更に好ましい。
対向極９は、少なくともその一部が電解質７内に配されている。
対向極９には、対向極９として使用される公知の電極が適宜用いられる。対向極９としては、例えば、Ａｇ電極、ＩＴＯ電極、ＦＴＯ電極等が好適に採用される。
対向極９のうち電解質７に接触する部分は、銀であることが好ましい。電解質７に接触する部分を銀とすることで、低電圧駆動が可能となる。また、このようにすることで開放電圧、すなわち、電圧をかけなくても、調光素子１のミラー状態又は透明状態が安定的に保持される。また、対向極９に銀を用いることで、対向極９を銀イオンの供給源として機能させることができる。更に、対向極９に銀を用いることで、後述するように、対向極９を参照電極としても機能させることができる。
なお、国際公開第２０１２／１１８１８８号には、調光素子が開示されている。この文献の調光素子は、Ｃｕイオン、Ｂｒイオン、ＤＭＳＯが用いられている点で、本願発明の調光素子１とは相違する。また、この文献の調光素子は、駆動電圧が±２．５Ｖと高く、実用上不利である。ちなみに、対向極９のうち電解質７に接触する部分に銀を用いた場合、本願発明の調光素子１の駆動電圧は、±１Ｖ以内である。
対向極９としては、金属線（金属からなる繊維）を用いた電極が例示される。電極の形態としては、例えば、金属線を用いたメッシュ、金属線を用いた不織布、金属線が略平行に並べられた構造体を好適に挙げることができる。これらの形態の中で、対向極９の全面にわたる抵抗値が略均一になるとの観点から、メッシュが好ましい。メッシュとすることで、調光素子１の駆動電圧を低減することができる。
金属線には、銀からなる線、銀以外の金属線の表面に銀を配した金属線等を用いることができる。
金属線の線径は、特に限定されない。金属線の線径は、透過性と抵抗値の観点から、１００ｎｍ～０．５ｍｍであることが好ましく、１０００ｎｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、１００００ｎｍ～０．１ｍｍであることが更に好ましい。
また、対向極９の形態がメッシュである場合には、透過性と抵抗値の観点から、メッシュ数が２メッシュ～２００メッシュであることが好ましく、１０メッシュ～１００メッシュであることがより好ましく、２０メッシュ～８０メッシュであることが更に好ましい。
（５）参照電極
調光素子１は、参照電極を備えていてもよい。参照電極としては、例えば、Ａｇ／Ａｇ＋電極、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極、ＳＣＥ電極等が好適に採用できる。
対向極９として、電解質７に接触する部分が銀である電極を使用した場合には、対向極９は、参照電極としても機能する。
調光素子１は、参照電極を備えていてもよい。参照電極としては、例えば、Ａｇ／Ａｇ＋電極、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極、ＳＣＥ電極等が好適に採用できる。
対向極９として、電解質７に接触する部分が銀である電極を使用した場合には、対向極９は、参照電極としても機能する。
２．第１実施形態の調光素子１の効果
本実施形態の調光素子１は、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことができる。そして、この可逆反応によって、可視光の反射率を変化することができる。本実施形態の調光素子１は、新規な調光素子１であるため、調光素子１の適用範囲が広がる。
本実施形態の調光素子１は、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行うことができる。そして、この可逆反応によって、可視光の反射率を変化することができる。本実施形態の調光素子１は、新規な調光素子１であるため、調光素子１の適用範囲が広がる。
３．第２実施形態の調光素子１
第２実施形態の調光素子１は、図１１に示されるように、基板５の調光極３と対向する面上に、網目状の銀が配されて対向極９として機能する点が、図２の第１実施形態の調光素子１と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一構成部分に同一符号を付して説明を省略する。
網目状の銀を構成する各銀線の線幅は、透過性と抵抗値の観点から、１００ｎｍ～０．５ｍｍであることが好ましく、１０００ｎｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、１００００ｎｍ～０．１ｍｍであることが更に好ましい。網目状の銀（銀メッシュ）は、メッシュ数が２メッシュ～２００メッシュであることが好ましく、１０メッシュ～１００メッシュであることがより好ましく、２０メッシュ～８０メッシュであることが更に好ましい。
網目状の銀の形成方法は、特に限定されず、公知の方法を幅広く採用できる。例えば、印刷、メッキ、蒸着、箔ラミネート、スパッタ等の公知の方法を幅広く採用できる。
第２実施形態の調光素子１は、図１１に示されるように、基板５の調光極３と対向する面上に、網目状の銀が配されて対向極９として機能する点が、図２の第１実施形態の調光素子１と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一構成部分に同一符号を付して説明を省略する。
網目状の銀を構成する各銀線の線幅は、透過性と抵抗値の観点から、１００ｎｍ～０．５ｍｍであることが好ましく、１０００ｎｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、１００００ｎｍ～０．１ｍｍであることが更に好ましい。網目状の銀（銀メッシュ）は、メッシュ数が２メッシュ～２００メッシュであることが好ましく、１０メッシュ～１００メッシュであることがより好ましく、２０メッシュ～８０メッシュであることが更に好ましい。
網目状の銀の形成方法は、特に限定されず、公知の方法を幅広く採用できる。例えば、印刷、メッキ、蒸着、箔ラミネート、スパッタ等の公知の方法を幅広く採用できる。
４．第２実施形態の調光素子１の効果
第２実施形態の調光素子１では、第１実施形態の調光素子１と比較して、片方（図２では下側）のシール材１１を省略できるため、調光素子１の構造が簡略化されて、コストが安くなる。
また、第２実施形態の調光素子１では、対向極９たる網目状の銀が、基板５で支持されているため、網目状の銀の位置がずれにくい。特に対向極９たる網目状の銀が、例えば、印刷、メッキ、蒸着、スパッタで形成されており、基板５に密着している場合には、特に網目状の銀の位置がずれにくい。
ところで、網目状の銀を構成する各銀線の線幅は、細い方が好ましい。なぜならば、調光素子１が透明になった場合に、銀線が目立たなくなるからである。ここで、第２実施形態の調光素子１について検討すると、この調光素子１では、対向極９たる網目状の銀が、基板５で支持されており、各銀線の線幅が細くなっても、位置ずれしにくいため、線幅を細くすることができ、その結果、各銀線を目立たなくすることができる。
また、網目状の銀（銀メッシュ）とすることで、調光素子１の駆動電圧を低減することができる。
第２実施形態の調光素子１では、第１実施形態の調光素子１と比較して、片方（図２では下側）のシール材１１を省略できるため、調光素子１の構造が簡略化されて、コストが安くなる。
また、第２実施形態の調光素子１では、対向極９たる網目状の銀が、基板５で支持されているため、網目状の銀の位置がずれにくい。特に対向極９たる網目状の銀が、例えば、印刷、メッキ、蒸着、スパッタで形成されており、基板５に密着している場合には、特に網目状の銀の位置がずれにくい。
ところで、網目状の銀を構成する各銀線の線幅は、細い方が好ましい。なぜならば、調光素子１が透明になった場合に、銀線が目立たなくなるからである。ここで、第２実施形態の調光素子１について検討すると、この調光素子１では、対向極９たる網目状の銀が、基板５で支持されており、各銀線の線幅が細くなっても、位置ずれしにくいため、線幅を細くすることができ、その結果、各銀線を目立たなくすることができる。
また、網目状の銀（銀メッシュ）とすることで、調光素子１の駆動電圧を低減することができる。
５．調光素子システム１３
本発明の調光素子システム１３は、図１に示すように、調光素子１と、電源装置１５と、を備える。そして、調光素子システム１３は、電源装置１５にて調光素子１における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子１の可視光の反射率を変化させる。なお、電源装置１５としては、例えば、定電流電源、定電圧電源として使用可能な公知の電源装置を用いることができる。
調光素子１の電解メッキ時の電圧は、特に限定されない。電解メッキ時の電圧は、好ましくは－１．５Ｖ～－０．１Ｖであり、より好ましくは－０．８Ｖ～－０．２Ｖであり、更に好ましくは－０．５Ｖ～－０．４Ｖである。
調光素子１の電解溶出時の電圧は、特に限定されない。電解溶出時の電圧は、好ましくは０．１Ｖ～１．５Ｖであり、より好ましくは０．２Ｖ～０．８Ｖであり、更に好ましくは０．４Ｖ～０．５Ｖである。
電解メッキ時の電流密度は、特に限定されない。電解メッキ時の電流密度は、好ましくは０．５ｍＡ／ｃｍ２～２０ｍＡ／ｃｍ２であり、より好ましくは１ｍＡ／ｃｍ２～１０ｍＡ／ｃｍ２であり、更に好ましくは２ｍＡ／ｃｍ２～５ｍＡ／ｃｍ２である。
電解溶出時の電流密度は、特に限定されない。電解溶出時の電流密度は、好ましくは０．５ｍＡ／ｃｍ２～２０ｍＡ／ｃｍ２であり、より好ましくは１ｍＡ／ｃｍ２～１０ｍＡ／ｃｍ２であり、更に好ましくは２ｍＡ／ｃｍ２～５ｍＡ／ｃｍ２である。
本発明の調光素子システム１３は、図１に示すように、調光素子１と、電源装置１５と、を備える。そして、調光素子システム１３は、電源装置１５にて調光素子１における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子１の可視光の反射率を変化させる。なお、電源装置１５としては、例えば、定電流電源、定電圧電源として使用可能な公知の電源装置を用いることができる。
調光素子１の電解メッキ時の電圧は、特に限定されない。電解メッキ時の電圧は、好ましくは－１．５Ｖ～－０．１Ｖであり、より好ましくは－０．８Ｖ～－０．２Ｖであり、更に好ましくは－０．５Ｖ～－０．４Ｖである。
調光素子１の電解溶出時の電圧は、特に限定されない。電解溶出時の電圧は、好ましくは０．１Ｖ～１．５Ｖであり、より好ましくは０．２Ｖ～０．８Ｖであり、更に好ましくは０．４Ｖ～０．５Ｖである。
電解メッキ時の電流密度は、特に限定されない。電解メッキ時の電流密度は、好ましくは０．５ｍＡ／ｃｍ２～２０ｍＡ／ｃｍ２であり、より好ましくは１ｍＡ／ｃｍ２～１０ｍＡ／ｃｍ２であり、更に好ましくは２ｍＡ／ｃｍ２～５ｍＡ／ｃｍ２である。
電解溶出時の電流密度は、特に限定されない。電解溶出時の電流密度は、好ましくは０．５ｍＡ／ｃｍ２～２０ｍＡ／ｃｍ２であり、より好ましくは１ｍＡ／ｃｍ２～１０ｍＡ／ｃｍ２であり、更に好ましくは２ｍＡ／ｃｍ２～５ｍＡ／ｃｍ２である。
調光素子１は、定電流駆動、定電圧駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれによって作動させてもよい。
例えば、調光素子１は、電解メッキ時、及び電解溶出時に定電流で作動させることができる。
また、調光素子１は、電解メッキ時、及び電解溶出時に定電圧で作動させることができる。
更に、定電流駆動と定電圧駆動の組合せの場合は、調光素子１は、例えば次のように作動させることが好ましい。電源装置１５は、銀被膜を形成する電解メッキ時には、定電流で調光素子１を作動させる。電源装置１５は、銀被膜を溶出する電解溶出時には、電解溶出開始の際、定電流で調光素子１を作動させ、そのまま定電流で調光素子１を所定時間継続して作動させる。そして、電源装置１５は、電解溶出の終了前の所定時間は、定電圧で調光素子１を作動させる。すなわち、電解溶出時には、定電流での作動を基本とし、電解溶出の終了間際の所定時間は、定電圧での作動とする。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間は、特に限定されないが、１秒～１００秒が好ましく、２秒～５０秒がより好ましく、５秒～２０秒が更に好ましい。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間の電圧は、特に限定されない。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間の電圧は、好ましくは０．１Ｖ～０．９Ｖであり、より好ましくは０．２Ｖ～０．８Ｖであり、更に好ましくは０．４Ｖ～０．６Ｖである。電源装置１５が、電解溶出開始の際、定電流で調光素子１を作動させ、途中でモードを切り替えて定電圧で調光素子１を作動させると、定電流のまま作動させた場合と比べて、駆動電圧が高くなることを抑制できる。すなわち、電解溶出時に、調光素子１を定電流のみで作動させると、電解溶出の終了前に駆動電圧が上昇する場合がある。これに対して、途中で定電圧での作動に切り替えると、駆動電圧の上昇が抑制されるから、調光素子１をより低電圧で駆動できる。
例えば、調光素子１は、電解メッキ時、及び電解溶出時に定電流で作動させることができる。
また、調光素子１は、電解メッキ時、及び電解溶出時に定電圧で作動させることができる。
更に、定電流駆動と定電圧駆動の組合せの場合は、調光素子１は、例えば次のように作動させることが好ましい。電源装置１５は、銀被膜を形成する電解メッキ時には、定電流で調光素子１を作動させる。電源装置１５は、銀被膜を溶出する電解溶出時には、電解溶出開始の際、定電流で調光素子１を作動させ、そのまま定電流で調光素子１を所定時間継続して作動させる。そして、電源装置１５は、電解溶出の終了前の所定時間は、定電圧で調光素子１を作動させる。すなわち、電解溶出時には、定電流での作動を基本とし、電解溶出の終了間際の所定時間は、定電圧での作動とする。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間は、特に限定されないが、１秒～１００秒が好ましく、２秒～５０秒がより好ましく、５秒～２０秒が更に好ましい。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間の電圧は、特に限定されない。定電圧駆動させる電解溶出の終了前の所定時間の電圧は、好ましくは０．１Ｖ～０．９Ｖであり、より好ましくは０．２Ｖ～０．８Ｖであり、更に好ましくは０．４Ｖ～０．６Ｖである。電源装置１５が、電解溶出開始の際、定電流で調光素子１を作動させ、途中でモードを切り替えて定電圧で調光素子１を作動させると、定電流のまま作動させた場合と比べて、駆動電圧が高くなることを抑制できる。すなわち、電解溶出時に、調光素子１を定電流のみで作動させると、電解溶出の終了前に駆動電圧が上昇する場合がある。これに対して、途中で定電圧での作動に切り替えると、駆動電圧の上昇が抑制されるから、調光素子１をより低電圧で駆動できる。
６．本実施形態の調光素子システム１３の効果
本実施形態の調光素子システム１３は、電源装置１５にて調光素子１における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子１の可視光の反射率を変化させている。この構成では、調光素子システム１３は、調光ミラーシステムとして有効に利用できる。
本実施形態の調光素子システム１３は、電源装置１５にて調光素子１における銀被膜の形成と銀被膜の溶出をコントロールして、調光素子１の可視光の反射率を変化させている。この構成では、調光素子システム１３は、調光ミラーシステムとして有効に利用できる。
以下、実施例により更に具体的に説明する。
１．調光素子１の構成
（１）調光極３（作用電極）
調光極３は、Ｐｄナノ微粒子が分散した状態で付着したＩＴＯ電極とした。調光極３におけるＰｄ表面密度は、５．５×１０－６ｇ／ｃｍ２であった。
（２）基板５
基板５は、ガラス板（厚さ１ｍｍ）とした。
（３）電解質７
次の組成割合の電解質７を調製し、そのうちの約１ｍＬを電解質７として用いた。使用したイオン液体は、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）イミドである。
＜電解質組成＞
０．２Ｍ ＡｇＮＯ３
０．０８Ｍ クエン酸一水和物
アセトニトリル ２．９ｍＬ
イオン液体 ３．１ｍＬ
（４）対向極９
対向極９は、銀メッシュとした。銀メッシュにおける金属線の線径は０．１５ｍｍであり、メッシュ数は４０メッシュである。
（５）シール材１１
シール材１１は、シリコンゴムとした。
（１）調光極３（作用電極）
調光極３は、Ｐｄナノ微粒子が分散した状態で付着したＩＴＯ電極とした。調光極３におけるＰｄ表面密度は、５．５×１０－６ｇ／ｃｍ２であった。
（２）基板５
基板５は、ガラス板（厚さ１ｍｍ）とした。
（３）電解質７
次の組成割合の電解質７を調製し、そのうちの約１ｍＬを電解質７として用いた。使用したイオン液体は、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）イミドである。
＜電解質組成＞
０．２Ｍ ＡｇＮＯ３
０．０８Ｍ クエン酸一水和物
アセトニトリル ２．９ｍＬ
イオン液体 ３．１ｍＬ
（４）対向極９
対向極９は、銀メッシュとした。銀メッシュにおける金属線の線径は０．１５ｍｍであり、メッシュ数は４０メッシュである。
（５）シール材１１
シール材１１は、シリコンゴムとした。
２．調光素子１の駆動（定電圧駆動）
調光素子１を定電圧駆動した際の電流変化が図３に示されている。具体的には、調光素子１は、－０．６Ｖで１５秒、０Ｖで５秒、＋０．６Ｖで２０秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±０．６Ｖという±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。
なお、図３において、「－３０ｍＡで電解メッキ」「＋３０ｍＡで電解溶出」と注釈が記載されているが、電流値はいずれもおよその値である。また、「ル－プ±０．６Ｖ」との記載は、－０．６Ｖでの電解メッキと、＋０．６Ｖでの電解溶出を繰り返したことを意味する。
調光素子１を定電圧駆動した際の電流変化が図３に示されている。具体的には、調光素子１は、－０．６Ｖで１５秒、０Ｖで５秒、＋０．６Ｖで２０秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±０．６Ｖという±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。
なお、図３において、「－３０ｍＡで電解メッキ」「＋３０ｍＡで電解溶出」と注釈が記載されているが、電流値はいずれもおよその値である。また、「ル－プ±０．６Ｖ」との記載は、－０．６Ｖでの電解メッキと、＋０．６Ｖでの電解溶出を繰り返したことを意味する。
３．調光素子１の駆動（定電流駆動）
調光素子１を定電流駆動した際の電圧変化が図４，５に示されている。図５は、図４の１サイクル目を拡大した図である。
調光素子１は、－３６ｍＡで１０秒、０Ａで５秒、＋３６ｍＡで１０秒、０Ａで５秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。図４，５において、電解溶出の終盤に＋１．０Ｖに電圧がシフトしている。これは、電解溶出速度が遅い銀結晶によるものと推測される。この高い電圧へのシフトを考慮しても、調光素子１は±１Ｖ以下の低電圧で駆動されている。
なお、図５において、「－０．５Ｖで電解メッキ」「０Ｖでメッキ状態保持」「＋０．５Ｖで電解溶出」と注釈が記載されているが、電圧値はいずれもおよその値である。また、図４，５における「ル－プ±３６ｍＡ」との記載は、－３６ｍＡでの電解メッキと、＋３６ｍＡでの電解溶出を繰り返したことを意味する。
調光素子１を定電流駆動した際の電圧変化が図４，５に示されている。図５は、図４の１サイクル目を拡大した図である。
調光素子１は、－３６ｍＡで１０秒、０Ａで５秒、＋３６ｍＡで１０秒、０Ａで５秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。図４，５において、電解溶出の終盤に＋１．０Ｖに電圧がシフトしている。これは、電解溶出速度が遅い銀結晶によるものと推測される。この高い電圧へのシフトを考慮しても、調光素子１は±１Ｖ以下の低電圧で駆動されている。
なお、図５において、「－０．５Ｖで電解メッキ」「０Ｖでメッキ状態保持」「＋０．５Ｖで電解溶出」と注釈が記載されているが、電圧値はいずれもおよその値である。また、図４，５における「ル－プ±３６ｍＡ」との記載は、－３６ｍＡでの電解メッキと、＋３６ｍＡでの電解溶出を繰り返したことを意味する。
４．調光素子１の駆動（定電流駆動と定電圧駆動の組み合わせ）
調光素子１を駆動した際の電圧変化が図６，７に示されている。図７は、図６の１サイクル目を拡大した図である。具体的には、調光素子１は、－３６ｍＡで１５秒、０Ａで５秒、＋３６ｍＡで７秒、＋０．５Ｖで１５秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。このように電解溶出の開始から所定時間は定電流駆動とし、電解溶出の終盤で、定電流駆動から定電圧駆動に切り替えることで、図４，５に観察される電解溶出の終盤の＋１．０Ｖへの電圧シフトが抑制された。すなわち、電解溶出は、定電流駆動を基本としつつ、終盤は切り替えて定電圧駆動とすることで、調光素子１をより低電圧で駆動できることが確認された。調光素子１をより低電圧で駆動することで、副反応を抑制して、調光素子１の長寿命化が期待できる。
なお、図７において、「－０．６Ｖで電解メッキ」「０Ｖでメッキ状態保持」「＋０．６Ｖで電解溶出」「＋０．５Ｖで電解溶出」と注釈が記載されているが、電圧値はいずれもおよその値である。また、「ル－プ±３６ｍＡ」との記載は、－３６ｍＡでの電解メッキと、＋３６ｍＡでの電解溶出を繰り返したことを意味する。なお、電解溶出の終盤で、定電圧駆動が採用されているときには、必ずしも＋３６ｍＡとなっていない。
調光素子１を駆動した際の電圧変化が図６，７に示されている。図７は、図６の１サイクル目を拡大した図である。具体的には、調光素子１は、－３６ｍＡで１５秒、０Ａで５秒、＋３６ｍＡで７秒、＋０．５Ｖで１５秒の条件を順に繰り返して駆動された。その結果、±１Ｖ以下の低電圧であっても、電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による銀被膜の溶出とを可逆的に行えることが確認された。すなわち、±１Ｖ以下の低電圧であっても、調光素子１を透過状態とミラー状態との間で可逆的に変化させることができた。このように電解溶出の開始から所定時間は定電流駆動とし、電解溶出の終盤で、定電流駆動から定電圧駆動に切り替えることで、図４，５に観察される電解溶出の終盤の＋１．０Ｖへの電圧シフトが抑制された。すなわち、電解溶出は、定電流駆動を基本としつつ、終盤は切り替えて定電圧駆動とすることで、調光素子１をより低電圧で駆動できることが確認された。調光素子１をより低電圧で駆動することで、副反応を抑制して、調光素子１の長寿命化が期待できる。
なお、図７において、「－０．６Ｖで電解メッキ」「０Ｖでメッキ状態保持」「＋０．６Ｖで電解溶出」「＋０．５Ｖで電解溶出」と注釈が記載されているが、電圧値はいずれもおよその値である。また、「ル－プ±３６ｍＡ」との記載は、－３６ｍＡでの電解メッキと、＋３６ｍＡでの電解溶出を繰り返したことを意味する。なお、電解溶出の終盤で、定電圧駆動が採用されているときには、必ずしも＋３６ｍＡとなっていない。
５．透過状態及びミラー状態の調光素子１の観察
５０ｍｍ×５０ｍｍサイズの調光素子１を、透過状態とミラー状態にした際の写真が図８，９にそれぞれ示されている。調光素子１の背面には、マーク（大学校章）が印刷された板が配置されている。また、調光素子１の前面には、犬のフィギュアが配置されている。
図８に示されるように、透過状態の調光素子１の場合には、調光素子１が透けて背面のマークが観察された。
他方、図９に示されるように、ミラー状態の調光素子１の場合、前面の犬のフィギュアが調光素子１に映った。
５０ｍｍ×５０ｍｍサイズの調光素子１を、透過状態とミラー状態にした際の写真が図８，９にそれぞれ示されている。調光素子１の背面には、マーク（大学校章）が印刷された板が配置されている。また、調光素子１の前面には、犬のフィギュアが配置されている。
図８に示されるように、透過状態の調光素子１の場合には、調光素子１が透けて背面のマークが観察された。
他方、図９に示されるように、ミラー状態の調光素子１の場合、前面の犬のフィギュアが調光素子１に映った。
６．透過状態及びミラー状態の調光素子１の可視光の透過率
透過状態及びミラー状態の調光素子１の可視光の透過率を測定した。結果が図１０に示されている。
透過状態及びミラー状態では、可視光の透過率が顕著に変化していることが確認された。具体的には、透過率は、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの可視光領域において、透過状態では４０％、ミラー状態では１％であった。よって、実施例の調光素子１は、十分な調光性能を有することが確認できた。
透過状態及びミラー状態の調光素子１の可視光の透過率を測定した。結果が図１０に示されている。
透過状態及びミラー状態では、可視光の透過率が顕著に変化していることが確認された。具体的には、透過率は、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの可視光領域において、透過状態では４０％、ミラー状態では１％であった。よって、実施例の調光素子１は、十分な調光性能を有することが確認できた。
７．まとめ
実施例の調光素子１は、低電圧で駆動できることが確認された。
また、実施例の調光素子１は、定電圧駆動、定電流駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれによって作動することが確認された。
また、実施例の調光素子１は、透過状態及びミラー状態では、可視光の透過率が顕著に変化していることが確認された。
なお、定電流駆動と定電圧駆動とを比較した場合には、定電流駆動の方が電気量をコントロールしやすく、透過状態とミラー状態の切り替えの制御が容易である。従って、定電圧駆動を採用するよりも、定電流駆動、又は定電流駆動と定電圧駆動の組合せを採用することが好ましい。
実施例の調光素子１は、低電圧で駆動できることが確認された。
また、実施例の調光素子１は、定電圧駆動、定電流駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれによって作動することが確認された。
また、実施例の調光素子１は、透過状態及びミラー状態では、可視光の透過率が顕著に変化していることが確認された。
なお、定電流駆動と定電圧駆動とを比較した場合には、定電流駆動の方が電気量をコントロールしやすく、透過状態とミラー状態の切り替えの制御が容易である。従って、定電圧駆動を採用するよりも、定電流駆動、又は定電流駆動と定電圧駆動の組合せを採用することが好ましい。
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的及び例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲又は本質から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
本発明の調光素子１は、調光スマートウィンドウ、調光ミラー、又は意匠部品として用いられる。
１ …調光素子
３ …調光極
５ …基板
７ …電解質
９ …対向極
１１…シール材
１３…調光素子システム
１５…電源装置
３ …調光極
５ …基板
７ …電解質
９ …対向極
１１…シール材
１３…調光素子システム
１５…電源装置
Claims (12)
- 調光素子であって、
調光極と、
基板と、
前記調光極と、前記基板との間に配された電解質と、
前記電解質内に少なくとも一部が配された対向極と、
を備え、
前記電解質には、イオン液体、有機溶媒、銀イオン、及びクエン酸が含まれ、
前記対向極のうち前記電解質に接触する部分は、銀であり、
前記銀イオンの銀イオン源は、硝酸銀及び硫酸銀からなる群より選ばれ、
前記調光極は、透明電極であり、
前記透明電極の表面には、Ｐｄナノ微粒子が付着しており、
前記Ｐｄナノ微粒子の平均粒子径は、５～７０ｎｍであることを特徴とする調光素子。 - 平均Ｐｄ表面密度は、１．０×１０－６～９．０×１０－６ｇ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の調光素子。
- 電解メッキによる銀被膜の形成と、電解溶出による前記銀被膜の溶出とを可逆的に行うことで、可視光の反射率を変化させる構成であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の調光素子。
- 前記銀被膜は、鏡面を有していることを特徴とする請求項３に記載の調光素子。
- 前記イオン液体のカチオン部が下記一般式（１）で表されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の調光素子。
〔式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、
水素原子、
置換されているかもしくは非置換の炭素数１～２０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分枝状、もしくは環状のアルキル基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基、
置換されているかもしくは非置換の炭素数７～３１のアリールアルキル基、又は
炭素数１～２０のアルコキシ基であり、
前記アルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されており、
前記アリール基又は前記アリールアルキル基が置換されている場合は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、ｐ－トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、又はホスホノ基で置換されている。〕 - 前記有機溶媒が極性溶媒であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の調光素子。
- 前記イオン液体と、前記有機溶媒との体積比率が９０：１０～１０：９０であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の調光素子。
- 調光スマートウィンドウ、調光ミラー、又は意匠部品として用いられることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の調光素子。
- 前記基板の前記調光極と対向する面上に、網目状の銀が配されて前記対向極として機能することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の調光素子。
- 請求項１に記載の前記調光素子と、
前記調光素子を駆動する電源装置と、
を備え、
前記電源装置にて前記調光素子における銀被膜の形成と前記銀被膜の溶出をコントロールして、前記調光素子の可視光の反射率を変化させることを特徴とする調光素子システム。 - 前記電源装置は、前記調光素子を、定電流駆動、定電圧駆動、定電流駆動と定電圧駆動の組合せのいずれかによって作動させることを特徴とする請求項１０に記載の調光素子システム。
- 前記電源装置は、
前記銀被膜を形成する電解メッキ時には、定電流で前記調光素子を作動させ、
前記銀被膜を溶出する電解溶出時には、
（１）電解溶出開始の際、定電流で前記調光素子を作動させ、そのまま定電流で前記調光素子を所定時間継続して作動させ、
（２）電解溶出の終了前の所定時間は、定電圧で前記調光素子を作動させることを特徴とする請求項１１に記載の調光素子システム。
Applications Claiming Priority (2)
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006330528A (ja) | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | エレクトロデポジション型表示装置 |
| JP2006349751A (ja) | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Dainippon Ink & Chem Inc | 電気化学型表示素子および表示装置 |
| JP2007199147A (ja) | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 表示素子 |
| JP2007256505A (ja) | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Casio Comput Co Ltd | 表示駆動装置及びそれを備える表示装置 |
| JP2011039283A (ja) | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Konica Minolta Holdings Inc | 調光素子 |
| JP2016122058A (ja) | 2014-12-24 | 2016-07-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光学デバイス |
| JP2016126184A (ja) | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 株式会社村田製作所 | 電解液、及び光学装置 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006330528A (ja) | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | エレクトロデポジション型表示装置 |
| JP2006349751A (ja) | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Dainippon Ink & Chem Inc | 電気化学型表示素子および表示装置 |
| JP2007199147A (ja) | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 表示素子 |
| JP2007256505A (ja) | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Casio Comput Co Ltd | 表示駆動装置及びそれを備える表示装置 |
| JP2011039283A (ja) | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Konica Minolta Holdings Inc | 調光素子 |
| JP2016122058A (ja) | 2014-12-24 | 2016-07-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光学デバイス |
| JP2016126184A (ja) | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 株式会社村田製作所 | 電解液、及び光学装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 伊藤暉 ほか，ITO電極へのAg電解メッキと電解溶出を利用した調光ミラーの検討，電気化学会第85回大会講演要旨集，日本，公益社団法人電気化学会，2018年02月23日，1S05 |
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| JP2020046658A (ja) | 2020-03-26 |
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