JP7743125B2 - 光透過性、高柔軟性、及び高耐湿性を有する電気変色素子用組成物及び電気変色部材の製造方法 - Google Patents

光透過性、高柔軟性、及び高耐湿性を有する電気変色素子用組成物及び電気変色部材の製造方法

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Description

本発明は光透過性、高柔軟性、及び高耐湿性を有する電気変色素子用組成物及び電気変色部材の製造方法に関する。
電気変色素子は電気変色物質（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含んでおり、外部から印加される電圧によって色相が変わる素子である。前記電気変色物質には高分子化合物、金属酸化物など多様な物質が適用されており、前記電極に印加される電圧によって色相が可逆的に変化するようになる。
最近はこのような変色素子を外部の視線及び太陽光を遮断するスマートウィンドウシステムや地図、文字などの情報を表示する自動車用ガラスに使用されるなど、適用分野が拡大されている。
従来の電気変色素子は液体状の電気変色物質を利用するため電解液の漏液が発生するという問題があり、柔軟性を有するディスプレイとして使用されるのに制限がある。
最近固体化した水基盤の電解液が開発されたが、水が容易に気化を防止するための保護層を追加に設置するという問題がある。
韓国登録特許第１０－２０７８４８１号公報
本発明は光透過性及び伸縮性が改善された電気変色素子用組成物及び電気変色部材の製造方法を提供することを目的とする。
また、寿命が長く耐久性に優れる。
また、柔軟性及び伸縮性を有することで多様な分野に適用可能である。
また、製造方法が簡単で生産効率の増大及び製造コストの減少が可能である。
本発明の実施例による電気変色素子用組成物は、光透過性高分子樹脂と、可塑剤と、電気変色物質とを含む。
前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートであり、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して５乃至２０重量部であり得る。
前記電気変色物質は下記化学式１で表され得る。
前記高分子樹脂１００重量部に対して１００乃至２００重量部の含量を有するイオン性液体更に含み得る。
前記電気変色物質はエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して５乃至１４重量部であり得る。
前記エチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは下記化学式２で表され得る。
本発明の実施例による電気変色素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極による電圧によって変色する電気変色素子層とを含むが、前記電気変色素子層は上述した電気変色素子用組成物を含む。
本発明の実施例による電気変色部材の製造方法は、高分子樹脂、可塑剤、イオン性液体、及び電気変色物質を溶媒に溶解して混合溶液を製造するステップと、前記混合溶液の溶媒を除去するステップとを含む。
前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートであり、前記変色物質の製造方法は、１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップと、前記溶液にＮＨ４ＰＦ６を加えるステップとを含み得る。
前記電気変色物質はエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり、前記電気変色物質の製造方法は、エチルビオロゲンジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップと、前記溶液にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを加えるステップとを含み得る。
本発明の実施例による電気変色素子用組成物及び電気変色部材の製造方法によると、改善された光透過性及び伸縮性を有し得る。
また、寿命が長く耐久性に優れる。
また、柔軟性及び伸縮性を有することで多様な分野に適用可能である。
また、製造方法が簡単で生産効率の増大及び製造コストの減少が可能である。
電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合のサイクリックボルタンメトリーによる測定結果を示す図である。 電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合の光吸収率の測定結果を示す図である。 電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合の電位による色発現程度を撮影した写真である。 電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合の光透過率の実験結果を示す図である。 電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合の光学密度対電荷密度の分析結果を示す図である。 電気変色物質がＤＨＶ［ＰＦ６］２、ＤＢＶ［ＰＦ６］２、ＤＥＶ［ＰＦ６］２である場合の着色／脱色の繰り返しサイクル実験結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である場合のインピーダンス実験結果を示すナイキスト線図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である引張強度－歪みの測定結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である圧縮荷重試験の結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である蒸発試験の結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２であるサイクリックボルタンメトリーによる測定結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である光吸収率の測定結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である光透過率の実験結果を示す図である。 電気変色物質がＥＶ［ＴＦＳＩ］２である光学密度対電荷密度の分析結果を示す図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を以下のように説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されてもよく、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限らない。また、本発明の実施形態は、該当技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。よって、図面の要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張され得て、図面上の同じ符号で表示される要素は同じ要素である。また、類似した機能及び作用をする部分に対しては図面全体にわたって同じ符号を使用する。加えて、明細書全体において、ある構成要素を「含む」ということは、特に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素を更に含み得ることを意味する。
電気変色素子用組成物
本発明の実施例による電気変色素子用組成物は、光透過性高分子樹脂と、可塑剤と、電気変色物質とを含む。
前記高分子樹脂は電気変色素子用組成物から基本本体を形成する。前記高分子樹脂は可塑剤によって硬化する際に光透過性、柔軟性、及び伸縮性を有するものであり得る。そのために、前記高分子樹脂はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうち少なくともいずれか一つであり得る。特に、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用することで高い光透過性、柔軟性、及び伸縮性を有し得る。
可塑剤は高分子樹脂を可塑化する物質である。前記可塑剤は特に限らないが、ＤＢＡ（アジピン酸ジブチル）であり得る。前記ＤＢＡは下記化学式３で表され得る。
前記可塑剤の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して７００乃至１２００重量部、好ましくは８００乃至１０００重量部であり得る。可塑剤の含量が低すぎれば製造された変色素子部材に結晶が生成されやすく、可塑剤の含量が高すぎれば機械的物性が減少し得る。
電気変色物質は外部から印加される電圧によって吸収する波長が変化し、色相が変わる物質である。本発明の実施例では、前記電気変色物質は、好ましくはジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートまたはエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり得る。
前記ジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートはＤＨＶ［ＰＦ６］２で表され、下記化学式４で表される。前記ジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートは、電圧が印加されたら青色またはシアン（Ｃｙａｎ）系の色相を具現し得る。このように電気変色物質を限定することで、電気変色素子層の光透過性を高く維持しながらも、電圧によって光透過率を制御し色相を正確に具現し得る。
前記エチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドはＥＶ［ＴＦＳＩ］２で表され、下記化学式５で表される。前記エチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは、電圧が印加されたら青色またはシアン系の色相を具現し得る。このように電気変色物質を限定することで、電気変色素子層の光透過性を高く維持しながらも、電圧によって光透過率を制御し色相を正確に具現し得る。
前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して５乃至２０重量部であり得る。前記電気変色物質がジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートであれば、前記電気変色物質の含量は好ましくは１４乃至１７重量部であり得る。
前記電気変色物質がエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであれば、前記電気変色物質の含量は、好ましくは８乃至１３．５重量部、より好ましくは１１乃至１３．５重量部であり得る。前記電気変色物質の含量が低すぎれば光透過率を制御することが難しく、色相が正確に具現されない可能性があり、含量が高すぎれば電気変色層内に結晶が生成されて変色が不均一になるという問題がある。
一実施例において、電気変色素子用組成物はイオン性液体（ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ）を更に含み得る。イオン性液体は一般に１００℃以下で非揮発性液体状態に維持されながらイオン及び電子の移動を向上し得る物質である。前記イオン性液体は多様なものが使用され得るが、好ましくは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（ＥＭＩＭ－ＴＦＳＩ）を使用し得る。このようにイオン性液体を限定することで、電気変色素子層の光透過性を高く維持し得る。前記ＥＭＩＭ－ＴＦＳＩは下記化学式６で表され得る。
前記イオン性液体の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して１００乃至２００重量部、好ましくは１５０乃至１７０重量部であり得る。前記イオン性液体の含量が高すぎれば光透過率が減少し得る。
一実施例において、電気変色素子用組成物はアノードレドックス化合物を更に含み得る。前記アノードレドックス化合物はフェロセン及びジメチルフェロセンのうちいずれか一つであり得るが、好ましくはジメチルフェロセンであり得る。前記ジメチルフェロセンは下記化学式７で表され得る。
前記アノードレドックス化合物の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して１乃至５重量部、好ましくは１乃至７重量部であり得る。
電気変色素子
本発明の実施例による電気変色素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極による電圧によって変色する電気変色素子層とを含むが、前記電気変色素子層は上述した電気変色素子用組成物を含む。
前記第１電極及び第２電極は電気装置で一般に使用されるものであって、特に限らない。但し、光透過性、柔軟性、伸縮性を有するためにＩＴＯ ｇｌａｓｓまたはＩＴＯ－ＰＥＮなどからなるものであってもよい。
前記電気変色素子層は上述した電気変色素子用組成物を含むものであって、前記電気変色素子用組成物を以下に説明する製造方法によって適当なサイズ及び厚さで製造したものであり得る。
電気変色部材の製造方法
本発明の実施例による電気変色部材の製造方法は、高分子樹脂、可塑剤、イオン性液体、及び電気変色物質を溶媒に溶解して混合溶液を製造するステップと、前記混合溶液の溶媒を除去するステップとを含む。
前記混合溶液を製造するステップで混合される高分子樹脂剤、可塑剤、及びイオン性液体は上述した通りである。
本ステップにおいて、前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートであれば、前記変色物質の製造方法は、１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップと、前記溶液にＮＨ４ＰＦ６を加えるステップとを含み得る。前記１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドはＤＨＶ（Ｂｒ）２で表され得る。
前記溶媒は１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドを溶解し得る液体であって、好ましくは水であり得る。本ステップにおいて、１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドを水に入れて撹拌して完全に溶解し得る。
前記溶液にＮＨ４ＰＦ６を加えるステップは、前記１，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミド溶液の上にＮＨ４ＰＦ６を徐々に滴下することで行われ得る。
次に、常温で反応させてＤＨＶ［ＰＦ６］２を生成し得る。次に、溶媒を除去し洗浄及び乾燥して、最終的にてＤＨＶ［ＰＦ６］２を製造し得る。
本ステップにおいて、前記電気変色物質がエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであれば、前記電気変色物質の製造方法は、エチルビオロゲンジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップ、及び前記溶液にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを加えるステップによって製造され得る。前記エチルビオロゲンジブロミドはＥＶ（Ｂｒ）２で表され、下記化学式８で表される。
前記溶媒はエチルビオロゲンジブロミドを溶解し得る液体であって、好ましくは水であり得る。本ステップにおいて、エチルビオロゲンジブロミドを水に入れて撹拌して完全に溶解し得る。
前記リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを加えるステップは、前記エチルビオロゲンジブロミド溶液の上にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを徐々に滴下することで行われ得る。前記リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドはＬｉＴＦＳＩで表され、下記化学式９で表される。
次に、常温で反応させてＥＶ［ＴＦＳＩ］２を生成し得る。次に、溶媒を除去し洗浄及び乾燥して、最終的にＥＶ［ＴＦＳＩ］２を製造し得る。
混合溶液を製造するステップにおいて、使用する溶媒は極性有機溶媒であり得る。これは、ＰＶＣなど高分子樹脂を容易に溶解するためである。前記極性有機溶媒は、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、及び１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）のうちいずれか一つであり得る。
本ステップで加えられる前記可塑剤の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して７００乃至１２００重量部であり、前記イオン性液体の含量は１００乃至２００重量部であり、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して５乃至２０重量部、好ましくは５乃至１４重量部であり得る。また、前記高分子樹脂１００重量部に対して１乃至７重量部、好ましくは１乃至５重量部の含量を有するアノードレドックス化合物を更に加えられ得る。
本ステップの後、溶媒を除去するステップを行う。本ステップは先に多様な物質が混合された溶液を常温に長期間放置して行い得るが、必要によって乾燥器などを使用してもよい。また、所望の形状及び厚さに製造するためにフィルムまたはモールドの上で本ステップを行い得る。
製造例：電気変色物質ＤＨＶ［ＰＦ ６ ］ ２ 、ＤＢＶ［ＰＦ ６ ］ ２ 、ＤＥＶ［ＰＦ ６ ］ ２ の製造
電気変色物質であるＤＨＶ［ＰＦ６］２を製造するために、ＴＣＩ社製のＤＨＶ（Ｂｒ）２ ０．２ｇを水４０ｍｌに溶解した後、ここにＮＨ４ＰＦ６ ０．１９ｇを他の水４０ｍｌに溶解した。次に、ＤＨＶ（Ｂｒ）２を溶解した水溶液にＮＨ４ＰＦ６を溶解した水溶液を一滴ずつ滴下して加えた。次に、混合溶液を２５℃で２４時間放置してＤＨＶ［ＰＦ６］２が生成されるようにした。前記混合溶液を減圧フィルタリングし蒸留水で洗浄した後、真空オーブンを利用して８０℃で２４時間乾燥した。
電気変色物質であるＤＢＶ［ＰＦ６］２を製造するために、Ａｌｆａ ａｅｓｅｒ社製のＤＢＶ（Ｂｒ）２（ベンジルビオロゲンジクロリド）０．２ｇを水４０ｍｌに溶解した後、ここにＮＨ４ＰＦ６ ０．２３８９ｇを一滴ずつ滴下して加えて、ＤＢＶ（Ｂｒ）２及びＮＨ４ＰＦ６のモル比が１：３になるようにした。次に、混合溶液を２５℃で２４時間放置してＤＢＶ［ＰＦ６］２が生成されるようにした。前記混合溶液を減圧フィルタリングし蒸留水で洗浄した後、真空オーブンを利用して８０℃で２４時間乾燥した。
電気変色物質であるＤＥＶ［ＰＦ６］２を製造するために、ＤＥＶ（Ｂｒ）２（１，１’－ジエチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミド）０．２ｇを４０ｍｌに溶解した後、ここにＮＨ４ＰＦ６ ０．３４ｇを一滴ずつ滴下して加えた。次に、混合溶液を２５℃で２４時間放置してＤＥＶ［ＰＦ６］２が生成されるようにした。前記混合溶液を減圧フィルタリングし蒸留水で洗浄した後、真空オーブンを利用して８０℃で２４時間乾燥した。
製造例：電気変色物質ＥＶ［ＴＦＳＩ］ ２ の製造
ＥＶ（Ｂｒ）２ ０．２ｇを水４０ｍｌに溶解し、ＬｉＴＦＳＩ ０．３４ｇを他の水４０ｍｌに溶解した後、ＥＶ（Ｂｒ）２を溶解した溶液にＬｉＴＦＳＩを溶解した溶液を一滴ずつ滴下してＥＶ（Ｂｒ）２及びＬｉＴＦＳＩのモル比が１：３になるように加えた。次に、混合溶液を２５℃で２４時間放置してＥＶ［ＴＦＳＩ］２が生成されるようにした。前記混合溶液を減圧フィルタリングし蒸留水で洗浄した後、真空オーブンを利用して８０℃で２４時間乾燥した。
製造例：ＤＨＶ［ＰＦ ６ ］ ２ 、ＤＢＶ［ＰＦ ６ ］ ２ 、ＤＥＶ［ＰＦ ６ ］ ２ を使用した電気変色部材の製造
実施例１
高分子樹脂としてＰＶＣ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）０．３４２４ｇ、可塑剤としてＤＢＡ（ＴＣＩ社製）３．０８１６ｇ、イオン性液体としてＥＭＩＭＴＦＳＩ（ｉｏ－ｌｉ－ｔｅｃ社製）０．５４７８ｇ、電気変色物質としてＤＨＶ［ＰＦ６］２（先に製造したもの）０．０３３３ｇ、アノードレドックス化合物としてジメチルフェロセン（ＴＣＩ社製）０．０１１１ｇを溶媒であるＴＨＦに投入し混合した。次に、前記混合溶液をガラス皿に注ぎ、常温で３日間溶媒を蒸発させて乾燥した。
実施例２
ＤＨＶ［ＰＦ６］２を０．０４１６ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１３８ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
実施例３
ＤＨＶ［ＰＦ６］２を０．０４９９ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１６６ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
実施例４
ＤＨＶ［ＰＦ６］２を０．０５８３ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１９４ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例１
実施例１でＤＨＶ［ＰＦ６］２の代わりにＤＢＶ［ＰＦ６］２（先に製造したもの）を０．０３２５ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１１１ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例２
実施例２でＤＨＶ［ＰＦ６］２の代わりにＤＢＶ［ＰＦ６］２（先に製造したもの）を０．０４０６ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１３８ｇ使用したことを除いては実施例２と同様に行って製造した。
比較例３
実施例３でＤＨＶ［ＰＦ６］２の代わりにＤＢＶ［ＰＦ６］２（先に製造したもの）を０．０４８７ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１６６ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例４
実施例１でＤＨＶ［ＰＦ６］２の代わりにＤＥＶ［ＰＦ６］２（先に製造したもの）を０．０１３０ｇ、ジメチルフェロセンを０．００５５ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例５
比較例４でＤＥＶ［ＰＦ６］２を０．０１９６ｇ、ジメチルフェロセンを０．００８ｇ使用したことを除いては比較例４と同様に行って製造した。
比較例６
比較例４でＤＥＶ［ＰＦ６］２を０．０２６１ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１１１ｇ使用したことを除いては比較例４と同様に行って製造した。
製造例：ＥＶ［ＴＦＳＩ］ ２ を使用した電気変色素子の製造
実施例５
高分子樹脂としてＰＶＣ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）０．３４２４ｇ、可塑剤としてＤＢＡ（ＴＣＩ社製）３．０８１６ｇ、イオン性液体としてＥＭＩＭＴＦＳＩ（ｉｏ－ｌｉ－ｔｅｃ社製）０．５４７８ｇ、電気変色物質としてＥＶ［ＴＦＳＩ］２（先に製造したもの）０．０２ｇ、アノードレドックス化合物としてジメチルフェロセン（ＴＣＩ社製）０．００５５ｇを溶媒であるＴＨＦ ２５ｍｌに投入し混合した。次に、前記混合溶液をガラス皿に注ぎ、常温で３日間溶媒を蒸発させて乾燥した。
実施例６
ＥＶ［ＴＦＳＩ］２を０．０３ｇ、ジメチルフェロセンを０．００８３ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
実施例７
ＥＶ［ＴＦＳＩ］２を０．０４ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１１１ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
実施例８
ＥＶ［ＴＦＳＩ］２を０．０４５ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１２４４ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例７
ＥＶ［ＴＦＳＩ］２を０．０５０ｇ、ジメチルフェロセンを０．０１３８３ｇ使用したことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
比較例８
ＥＶ［ＴＦＳＩ］２を加えていないことを除いては実施例１と同様に行って製造した。
製造例：電気変色素子の製造
先に製造した電気変色部材をＩＴＯ ｇｌａｓｓの上に配置し、前記電気変色部材の縁に厚さ１００μｍのスペーサを配置した後、他のＩＴＯ ｇｌａｓｓで上部を覆った。このように製造された電気変色素子は、電気変色部材である実施例１乃至４に対応してそれぞれ実施例Ｄ１乃至Ｄ４、実施例５乃至８に対応してそれぞれ実施例Ｅ５乃至Ｅ８と定義し、比較例１乃至６に対応してそれぞれ比較例Ｄ１乃至Ｄ６と、比較例７及び８に対応してそれぞれ比較例Ｅ７及びＥ８と定義した。
実験例：肉眼検査
実施例１乃至８、及び比較例１乃至８を肉眼を検査し、異常がないのか確認した。比較例３、６、及び７の場合は内部に結晶が生成されたことを確認した。
実験例：サイクリックボルタンメトリーの測定（１）
電位器（ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ、ＳＰ２４０）を利用して２０ｍＶｓ－１の条件で実施例Ｄ１乃至Ｄ４、及び比較例Ｄ１乃至Ｄ６に対するサイクリックボルタンメトリーによる電流／電位曲線を得た。図１は本実験結果を示す図である。図１を参照すると、実施例Ｄ１乃至Ｄ４が比較例に比べ電流の変化が明確に示されており、特に実施例Ｄ３及びＤ４がより明確であることが分かる。
実験例：光吸収率の測定
実施例Ｄ４、比較例Ｄ２、及び比較例Ｄ５に対して紫外・可視光分光器（ＵＶ－Ｖｉｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、Ｐｅｒｋｉｎ ｅｌｍｅｒ、Ｌａｍｂｄａ ４６５）を利用し、４００乃至８００ｎｍの範囲で測定した。図２（ａ）は実施例Ｄ４、図２（ｂ）は比較例Ｄ２、図２（ｃ）は比較例Ｄ５の実験結果を示す図である。図２を参照すると、実施例Ｄ４の場合は６０６ｎｍの波長に対する吸収率が最も高く、印加される電圧によって光吸収率が調節されることが分かる。比較例の場合は６０６ｎｍ付近で光吸収率が他の波長に比べ高いが、実施例に比べ吸収量が差が大きくなかった。
実験例：色発現実験
実施例Ｄ４、比較例Ｄ２、比較例Ｄ５に電圧を０Ｖから－１．４Ｖまで印加し、色相が変わることを観察した。図３は本実験の結果を示す図である。図３を参照すると、実施例Ｄ４の場合は加えられる電圧によって色相の制御が最も明確であり、比較例に比べ濃い青色を帯びた。
実験例：光透過率実験（１）
実施例Ｄ１乃至Ｄ４、及び比較例Ｄ１乃至Ｄ６に対して６０６ｎｍの波長の光が透過する程度を測定した。この際、電圧を印加及び遮断して着色及び脱色させる間の光透過率の変化を観察した。図４は本実験結果を示す図である。図４を参照すると、実施例が比較例に比べ光透過率の変化程度が大きく、実施例のうちでも実施例Ｄ３及びＤ４が他の実施例に比べ光透過率の変化程度が大きかった。
実験例：光学密度対電荷密度の分析（１）
６０６ｎｍ及び－１．０Ｖの条件で実施例Ｄ１乃至Ｄ４、及び比較例Ｄ１乃至Ｄ６に対して光学密度対電荷密度の関係を分析し、着色効率（η）を求めた。図８は本実験結果を示す図である。図５を参照すると、実施例が比較例に比べ着色効率（η）が大きく、特に実施例６乃至８で着色効率（η）の上昇が大きいが、実施例のうちでも実施例Ｄ３乃至Ｄ４がより大きいことが分かる。
実験例：着色・脱色の繰り返しサイクルによる光透過率実験
実施例Ｄ４、比較例Ｄ２及びＤ５に対して繰り返し電圧を印加して着色及び脱色を繰り返して、４０，０００秒間６０６ｎｍの波長の光が透過する程度を測定した。この際、電圧を印加及び遮断して着色及び脱色させる間の光透過率の変化を観察した。図６は本実験結果を示す図であり、（ａ）は実施例Ｄ４、（ｂ）は比較例Ｄ２、（ｃ）は比較例Ｄ５の結果である。図６を参照すると、実施例Ｄ４はサイクル周期の間に光透過率が一定に維持されたが、比較例Ｄ２及びＤ５は光透過率が減少したことが分かる。
実験例：インピーダンス特性の測定
実施例５乃至８、及び比較例８で製造した電気変色部材を白金電極の間に配置し、インピーダンス分光器を利用してインピーダンススペクトルを測定した。図７は本実験結果を示すナイキスト線図である。図７を参照すると、実施例５は比較例８と特性上大きな差はなく、実施例８の場合は比較例８に比べ特性が改善されたことが分かる。
実験例：引張強度－歪みの測定
実施例５乃至８、及び比較例８を対象に、万能試験機（ＵＴＭ、Ｔｉｎｉｕｓ Ｏｌｓｅｎ、Ｈ５ＫＴ）を利用して測定しており、ＡＳＴＭ Ｄ６３８ ｔｙｐｅ Ｖに従って行った。図８は本実験結果を示す図である。図８を参照すると、実施例が比較例８に比べ著しく高い引張強度を有することが分かり、特に実施例６乃至８が更に優れることが分かる。
実験例：圧縮荷重試験
実施例５乃至８、及び比較例８をそれぞれ厚さ３ｍｍ、横及び縦１０ｍｍになるように切り、圧縮荷重テスタで１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧しながら行った。図９は本実験結果を示す図である。図９を参照すると、実施例が比較例８に比べ圧縮特性に優れることが分かる。
実験例：蒸発試験
実施例５乃至８、及び比較例８を一定サイズで切り、それを常温で３０日間、２０乃至２７℃及び１９乃至４０％のＲＨ条件を維持しながら該当試料の重量を測定した。図１０は本実験結果を示す図である。図１０を参照すると、電気変色物質の含量が増加しても重量には変化がないことが分かった。
実験例：サイクリックボルタンメトリーの測定（２）
電位器（ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ、ＳＰ２４０）を利用して２０ｍＶｓ－１の条件で実施例Ｅ５乃至Ｅ８に対するサイクリックボルタンメトリーによる電流／電位曲線を得た。図１１は本実験結果を示す図である。図１１を参照すると、電気変色物質の含量が高いほど電流の変化が明確であることが分かる。
実験例：光吸収率の測定
実施例Ｅ８に対して紫外・可視光分光器（ＵＶ－Ｖｉｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、Ｐｅｒｋｉｎ ｅｌｍｅｒ、Ｌａｍｂｄａ ４６５）を利用し、４００乃至８００ｎｍの範囲で測定した。図１２は本実験結果を示す図である。図１２を参照すると、６０６ｎｍの波長に対する吸収率が最も高く、印加される電圧によって光吸収率が調節されることが分かる。
実験例：光透過率実験（２）
実施例Ｅ５乃至Ｅ８に対し、６０６ｎｍの波長の光が透過する程度を測定した。この際、電圧を印加及び遮断して着色及び脱色させる間の光透過率の変化を観察した。図１３は本実験結果を示す図である。図１３を参照すると、電気変色物質の含量が高いほど光透過率の変化程度が大きく、特に実施例Ｅ７及びＥ８の光透過率の変化程度が非常に優れることが分かる。
実験例：光学密度対電荷密度の分析（２）
６０６ｎｍ及び－１．０Ｖの条件で実施例Ｅ５乃至Ｅ８に対して光学密度対電荷密度の関係を分析し、着色効率（η）を求めた。図１４は本実験結果を示す図である。図１４を参照すると、電気変色物質の含量が高いほど着色効率（η）が大きく、特に実施例Ｅ６乃至Ｅ８で着色効率（η）の上昇が目立つことが分かる。
本発明は上述した実施形態及び添付した図面によって限定されず、添付した特許請求の範囲によって限定しようとする。よって、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であり、それも本発明の範囲に属するといえる。

Claims (9)

  1. 光透過性高分子樹脂と、
    可塑剤と、
    電気変色物質と、を含み、
    前記高分子樹脂はポリ塩化ビニルであり、
    前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェート又はエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり、
    前記電気変色物質がジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートの場合、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して１４乃至１７重量部であり、
    前記電気変色物質がエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの場合、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対し１１乃至１３．５重量部であり、
    前記ジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートは下記化学式１で表されるものであり、
    前記エチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは下記化学式２で表されるものである、
    電気変色素子用組成物。
  2. 前記高分子樹脂１００重量部に対して１００乃至２００重量部の含量を有するイオン性液体更に含む、請求項１に記載の電気変色素子用組成物。
  3. 前記高分子樹脂１００重量部に対して１乃至７重量部の含量を有するアノードレドックス化合物を更に含む、請求項１に記載の電気変色素子用組成物。
  4. 第１電極と、
    第２電極と、
    前記第１電極及び第２電極による電圧によって変色する電気変色素子層と、を含むが、前記電気変色素子層は請求項１に記載の電気変色素子用組成物を含む、電気変色素子。
  5. 高分子樹脂、可塑剤、イオン性液体、及び電気変色物質を溶媒に溶解して混合溶液を製造するステップと、
    前記混合溶液の溶媒を除去するステップと、を含み、
    前記高分子樹脂はポリ塩化ビニルであり、
    前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェート又はエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり、
    前記電気変色物質がジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートの場合、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して１４乃至１７重量部であり、
    前記電気変色物質がエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの場合、前記電気変色物質の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対し１１乃至１３．５重量部であり、
    前記ジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートは下記化学式３で表されるものであり、
    前記エチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは下記化学式４で表されるものである、
    電気変色部材の製造方法。
  6. 前記電気変色物質はジヘプチルビオロゲンジヘキサフルオロホスフェートであり、前記電気変色物質は下記製造方法で製造されるものである；
    １，１’－ジヘプチル－４，４’－ビピリジニウムジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップ、及び
    前記溶液にＮＨ４ＰＦ６を加えるステップと、を含む、請求項５に記載の電気変色部材の製造方法。
  7. 前記電気変色物質はエチルビオロゲンジビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであり、前記電気変色物質は下記製造方法で製造されるものである；
    エチルビオロゲンジブロミドを溶媒に溶解した溶液を製造するステップ、及び
    前記溶液にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを加えるステップと、
    を含む、請求項５に記載の電気変色部材の製造方法。
  8. 前記混合溶液を製造するステップにおいて、
    前記可塑剤の含量は前記高分子樹脂１００重量部に対して７００乃至１２００重量部であり、
    前記イオン性液体の含量は１００乃至２００重量部である、請求項５に記載の電気変色部材の製造方法。
  9. 前記混合溶液を製造するステップにおいて、
    前記高分子樹脂１００重量部に対して１乃至７重量部の含量を有するアノードレドックス化合物を更に加える、請求項５に記載の電気変色部材の製造方法。
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