JP7359441B2 - エレクトロクロミック素子 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月１２日公開 Ｔｈｅ ２６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ（ＩＤＷ ’１９） ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｉｄｗ２０１９／ｓｕｂｊｅｃｔ／ＥＰ３－１Ｌ／ａｄｖａｎｃｅｄ

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２６日発行 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ２６，ＩＳＳＮ ２１８９－８３９１，ＩＳＳＮ－Ｌ １８８３－２４９０，ＥＰ３－１Ｌ（Ｌａｔｅ－Ｎｅｗｓ Ｐａｐｅｒ）Ｐ．１４１５－１４１７

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２７日～２９日開催 Ｔｈｅ ２６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ（ＩＤＷ ’１９）札幌コンベンションセンター（札幌市白石区東札幌６条１丁目１－１）

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２５日公開 国立研究開発法人物質・材料研究機構プレスリリース「にじみを表現できる省電力ソフトディスプレイによる芸術的表現の試み」 ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｉｍｓ．ｇｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／ｐｒｅｓｓ／２０１９／１１／２０１９１１２５０．ｈｔｍｌ

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２５日公開 早稲田大学プレスリリース「にじみを表現できる省電力ソフトディスプレイによる芸術的表現の試み」 ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｗａｓｅｄａ．ｊｐ／ｔｏｐ／ｎｅｗｓ／６７４５８

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２５日公開 国立研究開発法人科学技術振興機構プレスリリース「にじみを表現できる省電力ソフトディスプレイによる芸術的表現の試み」 ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｒ／ａｎｎｏｕｎｃｅ／２０１９１１２５／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２５日公開 多摩美術大学プレスリリース「にじみを表現できる省電力ソフトディスプレイによる芸術的表現の試み」 ｈｔｔｐｓ：／／ｋ．ｔａｍａｂｉ．ａｃ．ｊｐ／ａｃｔｉｖｉｔｙ／ｋｉｋａｋｕ／２５６０１９２／ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔａｍａｂｉ．ａｃ．ｊｐ／ｔｏｐｉｃｓ／ｐｒ＿ｎｉｍｓ＿１９１１２５．ｐｄｆ

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２６日公開 Ｆａｃｅｂｏｏｋ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆａｃｅｂｏｏｋ．ｃｏｍ／ｎｉｍｓ．ｊｐ

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２６日公開 Ｉｎｓｔａｇｒａｍ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｎｓｔａｇｒａｍ．ｃｏｍ／ｐ／Ｂ５ＵｆｍＱ２ｌＵＯ７／

特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２６日公開 Ｔｗｉｔｔｅｒ ｈｔｔｐｓ：／／ｔｗｉｔｔｅｒ．ｃｏｍ／ＮＩＭＳ＿ＰＲ／ｓｔａｔｕｓ／１１９９２２８４１３４３０５２１８５６

特許法第３０条第２項適用 令和１年１２月１９日放送 テレビ東京株式会社 ワールドビジネスサテライト ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｖ－ｔｏｋｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｍｖ／ｗｂｓ／ｔｒｅｎｄ＿ｔａｍａｇｏ／ｐｏｓｔ＿１９２９８０／

特許法第３０条第２項適用 令和２年１月１０日発行 株式会社誠文堂新光社 子供の科学 第８３巻第２号４頁

特許法第３０条第２項適用 令和２年１月２２日公開 Ｉｎｓｔａｇｒａｍ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｎｓｔａｇｒａｍ．ｃｏｍ／ｐ／Ｂ７ｎＵｃｖａＦｃｈ４／

本発明は、有機／金属ハイブリッドポリマーを用いたエレクトロクロミック（ＥＣ）素子に関する。

近年、ディスプレイ材料としてエレクトロクロミック材料が注目されている。このようなエレクトロクロミック材料として、種々の有機／金属ハイブリッドポリマーが開発され、それを用いたエレクトロクロミックデバイスが知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。特許文献１および２では、有機配位子がターピリジン基あるいはフェナントロリン基であり、これに金属イオンが配位した有機／金属ハイブリッドポリマーおよびそのエレクトロクロミックデバイスが開示されている。

このようなエレクトロクロミックデバイスは、表示素子、調光素子、電子ペーパ等に適用される。最近、単一の素子において、グラデーションやランダムなど複雑な着消色を可能にするエレクトロクロミック素子が開発されている（例えば、特許文献３を参照）。特許文献３のエレクトロクロミック素子によれば、エレクトロクロミック層に電圧を印加すると、電圧分布（不均一な電位差）が生じ、蓄積される電荷量、さらに電荷量が蓄積されるまでの時間が不均一となる。その結果、電荷量の不均一さに応じたグラデーションや色むら、電荷量蓄積に要する時間の不均一さに応じた着消色速度の不均一さ（じわじわ感）といった種々の着消色を可能にする。

しかしながら、特許文献３では、例えば、電極構成によって電荷量の蓄積量や蓄積されるまでの時間を制御するため、電極構成によっては意匠性を損なう場合がある。特に、外部電源との接続に際して、半田やクリップなどを用いると意匠性が損なわれる。このため、さらに意匠性に優れたグラデーションや色むらなどの複雑な着消色を可能にするエレクトロクロミック素子が求められる。

特開２００７－１１２９５７号公報 特開２０１２－１８８５１７号公報 国際公開第２０１９／０３９１２１号

本発明の課題は、意匠性に優れたエレクトロクロミック素子を提供することである。

本発明によるエレクトロクロミック素子は、第１のかしめ部材を有する第１の透明電極と、前記第１の透明電極上に位置する、有機配位子と、前記有機配位子に配位された金属イオンとからなる有機／金属ハイブリッドポリマーを含有するエレクトロクロミック層と、前記エレクトロクロミック層上に位置する電解質層と、前記電解質層上に位置する、第２のかしめ部材を有する第２の透明電極とを備え、前記エレクトロクロミック層は、厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域を有し、前記第１のかしめ部材は、前記第１の透明電極のみを貫通しており、前記第２のかしめ部材は、前記第２の透明電極のみを貫通しており、これにより上記課題を解決する。
前記厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域は、２以上の異なる厚さを有する領域からなってもよい。
前記２以上の異なる厚さを有する領域における厚さの差は、０．０５μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であってもよい。
前記厚さの差は、０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲であってもよい。
前記厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域における一方の領域における金属イオンの量は、他方の領域における金属イオンの量に対し１．５以上１００以下の範囲であってもよい。
前記第１のかしめ部材および前記第２のかしめ部材は、それぞれ、ハトメ、金属リベット、ピアス端子、金属鋲、ホッチキス、ビス、ボルト、ホック、スナップファスナ、および、スナップボタンからなる群から選択されてもよい。
前記第１の透明電極および前記第２の透明電極は、それぞれ、透明基板と前記透明基板上に位置する透明導電膜とを備え、前記透明基板は、ガラス、石英、および、樹脂からなる群から選択されてもよい。
前記樹脂は、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、非環状ポリオレフィン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂からなる群から選択されてもよい。
前記電解質層と前記第２の透明電極との間に対極物質層をさらに備えてもよい。
前記対極物質層は、金属錯体または有機金属錯体であってもよい。
前記有機配位子は、ターピリジン基、フェナントロリン基、ビピリジン基、イミノ基およびこれらの誘導体からなる群から少なくとも１種選択されてもよい。
前記金属イオンは、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、亜鉛（Ｚｎ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群から少なくとも１種選択されてもよい。
前記有機／金属ハイブリッドポリマーは、一般式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）からなる群から少なくとも１つ選択される一般式で表されてもよい。

前記式（Ｉ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ｓは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数であり、
前記式（ＩＩ）において、Ｍ^１～Ｍ^Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に酸化還元電位の異なる金属イオンを示し、Ｘ^１～Ｘ^ｎ（ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立にカウンターアニオンを示し、Ｓ^１～Ｓ^Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１ _１～Ｒ^１ _Ｎ、Ｒ^２ _１～Ｒ^２ _Ｎ、Ｒ^３ _１～Ｒ^３ _Ｎ、Ｒ^４ _１～Ｒ^４ _Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎ^１～ｎ^Ｎは、それぞれ独立に重合度を示す２以上の整数であり、
前記式（ＩＩＩ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ａは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのフェナントロリン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数である。
前記有機／金属ハイブリッドポリマーは、一般式（ＩＶ）で表される繰り返し単位、および、（Ｖ）で表される部分構造からなる群から選択される少なくとも１つの単位または部分構造と、カウンターアニオンとを有してもよい。

前記式（ＩＶ）において、Ｍ_１は、配位数が４である第１金属イオン並びに配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数４の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_２は、単結合又は２価の基を表し、複数あるＬ_２およびＭ_１は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよく、
前記式（Ｖ）において、Ｍ_２は、配位数が６である第２金属イオン並びに配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数６の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_３は、単結合又は２価の基を表し、＊は、結合位置を表し、複数あるＭ_２及びＬ_３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよい。
前記電解質層は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリ（ビニリデンフルオライド－ｃｏ－ヘキサフルオロイソプロピル）（ＰＶｄＦ－ｃｏ－ＰＨＦＰ）、ポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）、ポリカーボネート、および、ポリアクリロニトリルからなる群から少なくとも１種選択される高分子と、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯＯ、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＨ_３ＣＯＯ、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ_３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ_４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ_４、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２およびＭｇ（ＢＦ_４）_２からなる群から少なくとも１種選択される支持塩とを含んでもよい。

本発明のエレクトロクロミック（ＥＣ）素子は、厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域を有するため、にじむように（じわじわと）色が変化し、意匠性に優れた階調表現を可能にする。さらに、第１のかしめ部材および第２のかしめ部材を介して外部電源に接続できるため、銀ペーストを用いた電源との接続部における不純物のＥＣ層への拡散を抑制でき、歩留まりよく、高精度なＥＣ素子が提供される。また、第１のかしめ部材および第２のかしめ部材を使用することにより、外部電源との接続に極細配線材の使用が可能となり、意匠性に優れる。

本発明のＥＣ素子を示す模式図 本発明の別のＥＣ素子を示す模式図 本発明のさらに別のＥＣ素子を示す模式図 参考例１のＥＣ素子の着消色の様子を示す図 参考例２のＥＣ素子の着消色の様子を示す図 ハトメを有するＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図 別のハトメを有する表側のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図 別のハトメを有する裏側のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図 塗布用のマスクを示す図 実施例１の葉っぱ型エレクトロクロミック素子を示す図 実施例１の葉っぱ型ＥＣ素子の着消色の様子を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、同様の要素には同様の番号を付し、その説明を省略する。

本発明のエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１００の構成および製造方法について説明する。
図１は、本発明のＥＣ素子を示す模式図である。
図２は、本発明の別のＥＣ素子を示す模式図である。

本発明のＥＣ素子１００、２００は、第１のかしめ部材１１０を有する第１の透明電極１２０と、第１の透明電極１２０上に位置する、有機／金属ハイブリッドポリマーを含有するエレクトロクロミック（ＥＣ）層１３０と、ＥＣ層１３０上に位置する電解質層１４０と、電解質層１４０上に位置する、第２のかしめ部材１５０を有する第２の透明電極１６０とを備える。有機／金属ハイブリッドポリマーは、有機配位子と、その有機配位子に配位された金属イオンとからなる。

ＥＣ層１３０は、厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域を有する。厚さ方向とは、図１、図２中で紙面に対して上下方向であり、金属イオンの総量が異なる２以上の領域があればよい。これにより、ＥＣ層１３０中に光を吸収する金属イオンの総量が異なる領域ができるため、金属イオンの総量の多い領域は、金属イオンの総量の少ない領域に比べて、ゆっくりと色変化するため、全体としてにじむような色変化を達成できる。

厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域とは、ＥＣ層１３０の厚み方向に沿って金属イオンの単位面積当たりの含有量を合計したとき、その合計量が互いに異なる領域である。なお、金属イオンの量は、例えば、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等によって測定され得る。

詳細には、図１に示すように、ＥＣ層１３０における厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域は、２以上の異なる厚さを有する領域からなってもよい。これにより、図１の領域１７０と領域１８０とでは、厚さ方向の金属イオンの量が異なる。すなわち、領域１８０の厚さ方向の金属イオンの量は、領域１７０の厚さ方向のそれよりも多い。特に、ＥＣ層１３０がすべて同じ濃度を有する有機／金属ハイブリッドポリマー溶液から製造する場合に有効である。

厚さの差Ｈは、好ましくは、０．０５μｍより大きく２０μｍ以下の範囲である。この範囲であれば、色変化を視認できる。さらに好ましくは、差Ｈは、０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲である。これにより、より明瞭な色変化を視認できる。

図１では、２つの異なる厚さを有する領域を示すが、領域は３以上であってもよい。これにより、より複雑な色変化を達成できる。

また、図２に示すように、ＥＣ層１３０における厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域は、有機／金属ハイブリッドポリマーの濃度が互いに異なる領域２１０と領域２２０とであってもよい。ここでは、領域２１０の有機／金属ハイブリッドポリマーの濃度は、領域２２０の有機／金属ハイブリッドポリマーのそれよりも小さいものとする。すなわち、領域２２０の厚さ方向の金属イオンの量は、領域２１０の厚さ方向のそれよりも多い。特に、ＥＣ層１３０の厚さが均一な場合に有効である。

このような厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域のうち一方の領域（例えば、領域２２０）における金属イオンの量は、好ましくは、他方の領域（例えば、領域２１０）における金属イオンの量に対して１．５倍以上１００倍以下の範囲である。この範囲であれば、色変化を視認できる。さらに好ましくは、２倍以上１０倍以下の範囲である。これにより、明瞭な色変化を視認できる。

図２では、２つの異なる濃度を有する領域を示すが、領域は３以上であってもよい。これにより、より複雑な色変化を達成できる。

第１のかしめ部材１１０は、第１の透明電極１２０のみを貫通し、第２のかしめ部材１５０は第２の透明電極１６０のみを貫通するよう構成されている。第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０を介して外部電源（図示せず）に接続されることになる。このように、第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０は、いずれも、物理的にＥＣ層１３０から離間した状態を維持できる。さらに、第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０は、例えば、所望の導線等を巻き付けなどするだけで、容易に外部電源と接続できる。特に、導線として極細導線を採用すれば、ＥＣ素子全体の意匠性に優れる。

また、第１のかしめ部材１１０、第２のかしめ部材１５０を用いることにより、従来必要であった銀ペースト等の半田付けやワイヤボンディングを不要とするため、製造工程が簡略化される。さらには、銀ペーストなど不純物が半田付けの際の温度上昇によりＥＣ層１３０へ拡散することが抑制されるので、ＥＣ層１３０のエレクトロクロミック特性が良好に維持される。

さらには、第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０に美観や意匠的に優れた部材を選ぶことにより、ＥＣ素子全体の美観や意匠性も向上し得る。

このような第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０は、第１の透明電極１２０および第２の透明電極１６０のそれぞれを貫通するものであれば特に制限はないが、美観や意匠性の観点から、ハトメ、金属リベット、ピアス端子、金属鋲、ホッチキス、ビス、ボルト、ホック、スナップファスナ、および、スナップボタンからなる群から選択される。これらは、各種サイズのものを容易に入手できるとともに、意匠性にも優れる。

第１の透明電極１２０および第２の透明電極１６０は、可視光の各電極の平均透過率が７０％以上、好ましくは、８０％以上であり、シート抵抗が１００Ω／ｓｑ．以下の電気伝導度を有するものであれば任意の材料を採用できる。

第１の透明電極１２０および第２の透明電極１６０は、好ましくは、透明基板と透明基板上に位置する透明導電膜であってもよい。透明導電膜は、例示的には、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化インジウム、金メッシュ、銀メッシュ、銅メッシュ等がある。これらの材料は、いずれも、上述の透光性および電気伝導率を有する。

透明基板は、好ましくは、ガラス、石英、および、樹脂からなる群から選択される。これらの基板は、上述の透光性を有しており、入手可能であり、上述の透明導電膜を物理的気相成長法や化学的気相成長法等によってその上に容易に形成できる。特に樹脂であれば、樹脂の柔軟性を生かした種々の形状のＥＣ素子を実現でき、曲面表示やフレキシブルなＥＣ素子となる。

このような樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートなどのポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ジシクロペンタニルメタクリレートなどの（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ－４－メチルペンテン－１（ＴＰＸ）などの非環状ポリオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロースエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂からなる群から選択され得る。これらの樹脂は、上述の透光性を有する。

ＥＣ層１３０は、有機配位子と、有機配位子に配位された金属イオンとを含む有機／金属ハイブリッドポリマーを含有するエレクトロクロミック材料である。このような有機／金属ハイブリッドポリマーは、消費電力が小さいため、電磁波信号から変換された電気信号によって容易に着色・消色する。

ここで、有機／金属ハイブリッドポリマーについて詳述する。有機配位子とは、金属イオンを配位でき、重合によって高分子化可能である有機化合物であれば、特に制限はない。有機配位子は、好ましくは、ターピリジン基、フェナントロリン基、ビピリジン基、イミノ基およびこれらの誘導体からなる群から選択される。有機／金属ハイブリッドポリマーを構成する有機配位子は、単数種であっても複数種であってもよい。これらの有機配位子が金属イオンと配位し、錯形成することによって、有機配位子と金属イオンとが交互に連結した状態となり有機／金属ハイブリッドポリマーを構成する。

ターピリジン基は、代表的には、２，２’：６’，２”－ターピリジンであるが、これに、種々の置換基を有した誘導体であってもよい。例示的な置換基は、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、及び、ペンタデシル等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、及び、シクロヘキシル等）、アルケニル基（例えば、ビニル、及び、アリル等）、アルキニル基（例えば、エチニル、及び、プロパルギル等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ、オクチルチオ、ドデシルチオ等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ、シクロヘキシルチオ等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ、ナフチルチオ等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル、エチルオキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニル等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル、メチルアミノスルホニル、ジメチルアミノスルホニル、ブチルアミノスルホニル、ヘキシルアミノスルホニル、シクロヘキシルアミノスルホニル、オクチルアミノスルホニル、ドデシルアミノスルホニル、フェニルアミノスルホニル、ナフチルアミノスルホニル等）等が挙げられる。

あるいは、置換基は、アシル基（例えば、アセチル、エチルカルボニル、プロピルカルボニル、ペンチルカルボニル、シクロヘキシルカルボニル、オクチルカルボニル、２－エチルヘキシルカルボニル、ドデシルカルボニル、アクリロイル、メタクリロイル、フェニルカルボニル、ナフチルカルボニル等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ、エチルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、ドデシルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ、エチルカルボニルアミノ、ジメチルカルボニルアミノ、プロピルカルボニルアミノ、ペンチルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、２－エチルヘキシルカルボニルアミノ、オクチルカルボニルアミノ、ドデシルカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、ナフチルカルボニルアミノ等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル、メチルアミノカルボニル、ジメチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、シクロヘキシルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、２－エチルヘキシルアミノカルボニル、ドデシルアミノカルボニル、フェニルアミノカルボニル、ナフチルアミノカルボニル等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド、エチルウレイド、ペンチルウレイド、シクロヘキシルウレイド、オクチルウレイド、ドデシルウレイド、フェニルウレイド、ナフチルウレイド等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、ブチルスルフィニル、シクロヘキシルスルフィニル、２－エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ナフチルスルフィニル等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ブチルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、２－エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル、ナフチルスルホニル等）、アミノ基（アミノ基、アルキルアミノ基、アルケニルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含み、例えば、アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、２－エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、ナフチルアミノ等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリフェニルシリル、フェニルジエチルシリル等）等であってもよい。

これらの各基は、更に置換基を有していてもよく、この置換基としては上記の置換基が挙げられる。例えば、アルキル基にアリール基が置換したアラルキル基、アルキル基にヒドロキシ基が置換したヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、置換基が更に複数の置換基を有する場合、複数の置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。

置換基は、炭素数１～１０のヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基が好ましく、炭素数１～１０のアルキル基がより好ましく、炭素数１～６のアルキル基がさらに好ましい。

ビピリジン基は、２，２’－ビピリジン、３，３’－ビピリジン、４，４’－ビピリジン、２，３’－ビピリジン、２，４’－ビピリジン、３，４’－ビピリジンであるが、これに種々の置換基を有した誘導体であってもよい。ここでも例示的な置換基は、上述したとおりである。なお、ビピリジン基の誘導体はターピリジン基を含まないものとする。

イミノ基は、Ｃ＝Ｎを有し、これに種々の置換基を有した誘導体であり得る。誘導体が有し得る例示的な置換基は、上述したとおりである。

フェナントロリン基は、フェナントレンのうちの任意の２つの炭素原子が窒素原子で置換されたものであるが、これに種々の置換基を有した誘導体であってもよい。誘導体が有し得る例示的な置換基は、メチル基、ｔ－ブチル基、フェニル基、チエニル基、ビチエニル基、ターチエニル基、フェニルアセチル基等であるが、これに限らない。

金属イオンは、酸化還元反応によって価数を変化させる任意の金属イオンであり得るが、好ましくは、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、亜鉛（Ｚｎ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンである。これらの金属イオンは、上述の有機配位子と配位する。より好ましくは、有機配位子が、ターピリジン基またはその誘導体である場合には、６配位の金属イオンが選択され、有機配位子がフェナントロリン基、ビピリジン基、イミノ基またはこれらの誘導体である場合には、４配位の金属イオンが選択される。

有機／金属ハイブリッドポリマーは、好ましくは、一般式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）からなる群から選択される一般式で表される。一実施形態で、有機／金属ハイブリッドポリマーは、これらの混合物であってもよい。

式（Ｉ）および式（ＩＩ）で表される有機／金属ハイブリッドポリマーは、いずれも、有機配位子としてターピリジン基またはその誘導体とそれに配位された金属イオンとを含む。式（ＩＩＩ）で表される有機／金属ハイブリッドポリマーは、有機配位子としてフェナントロリン基またはその誘導体とそれに配位された金属イオンとを含む。

式（Ｉ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ｓは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数である。

式（ＩＩ）において、Ｍ^１～Ｍ^Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に酸化還元電位の異なる金属イオンを示し、Ｘ^１～Ｘ^ｎ（ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立にカウンターアニオンを示し、Ｓ^１～Ｓ^Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１ _１～Ｒ^１ _Ｎ、Ｒ^２ _１～Ｒ^２ _Ｎ、Ｒ^３ _１～Ｒ^３ _Ｎ、Ｒ^４ _１～Ｒ^４ _Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎ^１～ｎ^Ｎは、それぞれ独立に重合度を示す２以上の整数である。

ここで、式（Ｉ）および式（ＩＩ）における金属イオンは、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＺｎおよびＲｈからなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンであり得る。これらの金属イオンは６配位形態をとりうるので、上記有機配位子との錯形成が可能になる。

式（Ｉ）および式（ＩＩ）におけるカウンターアニオンは、酢酸イオン、リン酸イオン、塩素イオン、六フッ化リンイオン、四フッ化ホウ素イオン、および、ポリオキソメタレートからなる群から選択され得る。これらのカウンターアニオンによって、有機／金属ハイブリッドポリマーは電気的に中性となり安定化する。

式（Ｉ）および式（ＩＩ）におけるスペーサが炭素原子および水素原子を含むスペーサである場合、このようなスペーサは炭素原子および水素原子を含む二価の有機基であり得る。例示的には、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基等が挙げられる。中でも、フェニレン基、ビフェニレン基などのアリーレン基が好ましい。また、これらの炭化水素基はメチル基、エチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、塩素、臭素等のハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。また、このようなスペーサは、酸素原子や硫黄原子をさらに含んでいてもよい。酸素原子や硫黄原子は修飾能を有するので、有機／金属ハイブリッドポリマーの材料設計に有利である。

アリーレン基の中でも以下に示すアリーレン基が好ましい。これらであれば、有機／金属ハイブリッドポリマーが安定化する。「＊」は結合位置を表す。

スペーサを構成する脂肪族炭化水素基としては、例えば、Ｃ_１～Ｃ_６等のアルキレン基、具体的には、メチレン基、エチレン基、ｎ－プロピレン基、ｉ－プロピレン基、ｎ－ブチレン基、ｔ－ブチレン基等が例示できる。

さらにスペーサを構成する二価の有機基として、これらの基にメチル基、エチル基、ヘキシル基等のＣ_１～Ｃ_６のアルキル基、メトキシ基、ブトキシ基等のＣ_１～Ｃ_６のアルコキシ基、塩素、臭素等のハロゲン原子等の置換基を有するものを用いてもよい。

式（Ｉ）のＲ^１～Ｒ^４および式（ＩＩ）のＲ^１ _１～Ｒ^１ _Ｎ、Ｒ^２ _１～Ｒ^２ _Ｎ、Ｒ^３ _Ｎ～Ｒ^３ _Ｎ、Ｒ^４ _１～Ｒ^４ _Ｎは、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭化水素基、ヒドロキシル基、アルコキシ基（例えばＣ_１～Ｃ_１０）、カルボニル基、カルボン酸エステル基（例えばＣ_１～Ｃ_１０）、アミノ基、置換アミノ基、アミド基、置換アミド基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。炭化水素基としては、例えば、Ｃ_１～Ｃ_１０等の直鎖または分岐のアルキル基、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｔ－ブチル基等が例示できる。さらにこれらの置換基が有していてよい置換基の例として、これらの炭化水素基にメチル基、エチル基、ヘキシル基等のＣ_１～Ｃ_１０のアルキル基、メトキシ基、ブトキシ基等のＣ_１～Ｃ_１０のアルコキシ基、塩素、臭素等のハロゲン原子等の置換基を有するものを用いてもよいが、これらに限らない。

式（Ｉ）において、ｎは重合度を示す２以上の整数であり、例えば２～５０００、好ましくは１０～１０００である。式（ＩＩ）において、ｎ^１～ｎ^Ｎは、それぞれ独立に重合度を示す２以上の整数であり、その合計ｎ^１＋ｎ^２・・・＋ｎ^Ｎは、例えば２～５０００、好ましくは１０～１０００である。

式（ＩＩＩ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ａは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのフェナントロリン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数である。

ここで、式（ＩＩＩ）における金属イオンは、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＡｇおよびＰｄからなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンであり得る。これらの金属イオンは４配位形態をとり得るので、上記有機配位子との錯形成が可能になる。式（ＩＩＩ）におけるカウンターアニオンは、過塩素酸イオン、トリフラートイオン、四フッ化ホウ素イオン、塩化物イオンおよび六フッ化リン酸イオンからなる群から選択され得る。これらのカウンターアニオンによって、有機／金属ハイブリッドポリマーは電気的に中性となり安定化する。

式（ＩＩＩ）におけるスペーサが炭素原子および水素原子を含むスペーサである場合、スペーサは、以下に示すように、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、チエニル基、ビチエニル基、ターチエニル基が代表例として挙げられる。また、ビス（フェナントロリン）誘導体の溶解性を高めるために、アルキル基（炭素数１から１６）やアルコキシ基（炭素数１から１６）で修飾したスペーサを用いることも望ましい。さらに、ジオキソアルキル基（炭素数２から１６）でフェニル基間が連結されたスペーサを用いることもできる。

式（ＩＩＩ）におけるＲ^１およびＲ^２は、以下に示すように、水素、メチル基、ｔ－ブチル基、フェニル基、チエニル基、ビチエニル基、ターチエニル基が挙げられる。式（ＩＩＩ）におけるＲ^３およびＲ^４は、水素、フェニル基、フェニルアセチル基が挙げられる。

式（ＩＩＩ）において、ｎは重合度を示す２以上の整数であり、例えば２～５０００、好ましくは１０～１０００である。

上述した有機／金属ハイブリッドポリマーは、例えば、特許文献１および特許文献２を参照して製造できる。

あるいは、有機／金属ハイブリッドポリマーは、一般式（ＩＶ）で表される繰り返し単位、および、（Ｖ）で表される部分構造からなる群から少なくとも１つ選択される単位または部分構造と、カウンターアニオンとを有してもよい。ここで、カウンターアニオンは上述したとおりである。

式（ＩＶ）において、Ｍ_１は、配位数が４である第１金属イオン、並びに、配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数４の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_２は、単結合又は２価の基を表し、複数あるＬ_２およびＭ_１は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよい。

このようなＭ_１は、好ましくは、Ｐｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｕ、ＣｏおよびＰｔからなる群から少なくとも１種選択される。これらの金属イオンは４配位形態をとり得るので、上記有機配位子との錯形成が可能になる。Ｌ_２が２価の基である場合、好ましくは、上述したアリーレン基であってもよい。

式（Ｖ）において、Ｍ_２は、配位数が６である第２金属イオン並びに配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数６の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_３は、単結合又は２価の基を表し、＊は、結合位置を表し、複数あるＭ_２及びＬ_３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよい。

このようなＭ_２は、好ましくは、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）およびオスミウム（Ｏｓ）からなる群から少なくとも１種選択される。これらの金属イオンは６配位形態をとり得るので、上記有機配位子との錯形成が可能になる。Ｌ_３が２価の基である場合、好ましくは、上述したアリーレン基であってもよい。

式（ＩＶ）の繰り返し単位、または、式（Ｖ）の部分構造を有する有機／金属ハイブリッドポリマーは、例えば、以下の工程によって製造され得る。
工程１：式（ＩＶ）または式（Ｖ）で表される化合物（化合物Ａと称する）を合成する工程；
工程２：化合物Ａと、有機溶媒とを含有する溶液と、特定金属イオンのイオン源となる化合物を含有する水溶液とを準備し、上記溶液と水溶液とを接触させて、水／油境界面を形成する工程；
工程３：上記水／油境界面で化合物Ａを、特定金属イオンを介して重合させる工程。

工程１は、化合物Ａを合成する工程である。化合物Ａの合成方法としては特に制限されず公知の方法が適用可能である。化合物Ａを合成する方法としては、例えば、ウィッティヒ反応等が使用できる。より具体的には、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９５，３４，４７３－４８７に記載された方法が適用可能であり、上記方法は本明細書に組み込まれる。

工程２は、化合物Ａと、有機溶媒とを含有する溶液（化合物Ａ溶液）、及び、特定金属イオン源のイオン源となる化合物を含有する水溶液（金属イオン水溶液）とを準備し、上記溶液と水溶液とを接触させて、水／油境界面を形成する工程である。

・化合物Ａ溶液
化合物Ａ溶液が含有する有機溶媒としては特に制限されず、化合物Ａを溶解できること、及び、水と混和しにくい（好ましくは、混和しない）有機溶媒であればよい。有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキルが挙げられる。

化合物Ａ溶液中における化合物Ａの含有量としては特に制限されず、一般に化合物Ａ溶液の全質量に対して、０．０５ｍＭ（ｍｍｏｌ／ｌ）以上１．０Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）以下の範囲が好ましい。化合物Ａ溶液は、化合物Ａの２種以上を含有していてもよい。化合物Ａ溶液が化合物Ａの２種以上を含有する場合には、その合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。

・金属イオン水溶液
金属イオン水溶液は、特定金属イオンを含有する水溶液であり、典型的には、イオン源となる化合物を溶解した水溶液である。なお、特定金属イオンについてはすでに説明したとおりである。イオン源となる化合物は、特定金属イオンと、そのカウンターアニオンからなる金属塩であることが好ましい。このとき、カウンターアニオンとしては、重合体がより優れた安定性を有する観点から酢酸イオン、リン酸イオン、塩素イオン、六フッ化リンイオン、四フッ化ホウ素イオン（ホウフッ化物イオン）、及び、ポリオキソメタレートからなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。

金属イオン水溶液中におけるイオン源となる化合物（典型的には金属塩）の含有量としては特に制限されないが、一般に、金属イオン水溶液の全質量に対して、１ｍＭ以上５００ｍＭ以下の範囲が好ましく、１０ｍＭ以上３００ｍＭ以下の範囲がより好ましい。

上記化合物Ａ溶液と上記金属イオン水溶液とを接触させて、水／油境界面を形成する方法としては特に制限されないが、例えば室温にて大気圧下、上記化合物Ａ溶液を容器に保持し、そこに上記金属イオン水溶液をゆっくりと添加する方法が挙げられる。

工程３は、上記水／油境界面で化合物Ａを、金属イオンを介して重合させる工程である。重合の方法としては特に制限されないが、１０℃以上３０℃以下で、大気圧下、２時間以上２４時間以下の間保持して反応させる方法が挙げられる。本発明の一実施形態に係る重合体は、化合物Ａの構造に由来して、一般的に金属イオンに対する配位が速い。結果として、この重合体は、より温和な条件（例えば、室温および大気圧下）で、短時間（例えば２４時間以内）で反応が進むという優れた特長を有する。

なお、上記水／油境界面で製造方法については、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１５，１３７，４６８１－４６８９を参照でき、上記内容は本明細書に組み込まれる。

上述した有機／金属ハイブリッドポリマーは、金属イオンから有機配位子への電荷移動吸収、有機配位子から金属イオンへの電荷移動吸収、有機配位子を介した金属イオン間の電荷移動吸収、金属イオン内での電荷移動吸収、有機配位子内での電荷移動吸収のいずれかに基づき呈色を示す。すなわち、有機／金属ハイブリッドポリマーは、電気化学的に酸化または還元されると発色が消えた消色状態となり、電気化学的に還元または酸化されると発色状態となる。この現象は繰り返し起こすことが可能である。したがって、このような有機／金属ハイブリッドポリマーは、低消費電力のエレクトロクロミック材料として機能する。

電解質層１４０は、ＥＣ層１３０における金属イオンの酸化還元反応に伴う価数の変化に対し、その電荷を補償する機能を有するものであれば、特に制限はないが、通常、少なくとも、高分子および支持塩を含有する。

高分子は、好ましくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリ（ビニリデンフルオライド－ｃｏ－ヘキサフルオロイソプロピル）（ＰＶｄＦ－ｃｏ－ＰＨＦＰ）、ポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）、ポリカーボネート、および、ポリアクリロニトリルからなる群から少なくとも１種選択される。これらの高分子はゲル電解質層の構成に有利である。

支持塩は、好ましくは、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯＯ、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＨ_３ＣＯＯ、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ_３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ_４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ_４、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２およびＭｇ（ＢＦ_４）_２からなる群から少なくとも１種選択される。これらの支持塩は、有機／金属ハイブリッドポリマーのカウンターアニオンとしても効果的に機能する。

好ましくは、電解質層１４０は、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸エチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチレン、γ－ブチロラクトン、スクシノニトリル、および、イオン液体からなる群から選択される少なくとも１種の可塑剤を含有する。ここで、イオン液体は、好ましくは、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、および、ビス（ペンタフルオロエチルスルフォニル）イミドからなる群から選択されるアニオンと、イミダゾリウム、ピロリジニウム、および、テトラアルキルアンモニウムからなる群から選択されるカチオンとの組み合わせの少なくとも１種である。これにより、高分子のネットワークに上述の可塑剤および支持塩が存在し、ゲル電解質層を構成できるので、フレキシブルなＥＣ素子を提供できる。

電解質層１４０は、ビオロゲン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－ｐ－フェニレンジアミンおよび有機金属錯体からなる群から選択される少なくとも１種であるイオン蓄積材料をさらに含有してもよい。これにより、第１の透明電極１２０とＥＣ層１３０との間に電荷が蓄積することを抑制できるので、電荷の蓄積によって生じる第１の透明電極１２０の物理的な損傷を抑制することができる。例示的な有機金属錯体は、フェロセン、プルシアンブルー、ポルフィリン等である。なお、上述のイオン蓄積材料をさらに含有すれば、第１の透明電極１２０およびそれを備えた基板の損傷をより効果的に防ぐことができる。

図３は、本発明のさらに別のＥＣ素子を示す模式図である。

本発明のＥＣ素子は、対極物質層を含んでもよい。図３に示すように、ＥＣ素子３００は、電解質層１４０と第２の透明電極１６０との間に対極物質層３１０を含むが、これ以外の構成は図１のＥＣ素子１００と同じである。

対極物質層３１０は、ＥＣ層１３０とは逆反応をすることにより、ＥＣ層１３０の電気化学反応を安定化させ、消色や発色に必要な電位差を小さくできる。ＥＣ層１３０が酸化によって発色する場合には、対極物質層３１０は還元反応する材料からなればよく、ＥＣ層１３０が還元によって発色する場合にはその逆であればよい。

このような対極物質層３１０には、酸化還元反応に伴う可視光域での光吸収体の変化が小さく、実質的に色変化を有しない材料、もしくはデバイス内において有機／金属ハイブリッドポリマーの発色時に発色し、消色時に消色する色変化を有する材料であればよく、例えば、酸化アンチモンスズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズなどの無機材料や、ポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ビオロゲンなどの有機材料を使用できるが、ＥＣ層１３０を構成する有機／金属ハイブリッドポリマーが上述のような場合には、対極物質層３１０は、好ましくは、有機金属錯体や金属錯体を採用できる。これにより、ＥＣ素子の動作が安定し、より複雑な発色やグラデーションなどを表現できる。このような有機金属錯体や金属錯体には、フェロセン、プルシアンブルー、プルシアンブルーニッケル誘導体、ポルフィリン等がある。また、ＥＣ層１３０で使用する有機／金属ハイブリッドポリマーとは酸化還元による発色と消色挙動が真逆の有機／金属ハイブリッドポリマーを対極物質層３１０に用いることもできる。

本発明のＥＣ素子１００～３００は、エポキシ樹脂および／またはシリコーン樹脂からなる封止剤により封止されていてもよい。これにより、ＥＣ素子の酸素や水に対するバリア性が向上する。

このようなＥＣ素子は、例示的には次のようにして製造される。
まず、第１の透明電極１２０を用意する。第１の透明電極１２０は、市販の透明導電性基板であってもよいし、例えば、任意の物理的気相成長法または化学的気相成長法によって、上述した透明基板上に透明導電膜を成長させてもよい。

第１の透明電極１２０に第１のかしめ部材１１０を取り付ける。第１の透明電極１２０が樹脂上の透明導電膜である場合には、手動にて貫通させ、第１のかしめ部材１１０を取り付けることもできるが、穴開け加工後に第１のかしめ部材１１０を取り付けてもよい。第１のかしめ部材１１０の取り付け時に配線を併せて取り付けてもよい。

次いで、第１のかしめ部材１１０を除く、第１の透明電極１２０上に上述した有機／金属ハイブリッドポリマーを含有する材料を付与し、ＥＣ層１３０を形成する。上述した材料をメタノール等の溶媒に溶解させ、色むら、グラデーションなどの着消色を意図的に変化させる領域を指定するマスク等を用い、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、ワイヤーバーコート法、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、及び、インクジェットプリント法等によって第１の透明電極１２０上に塗布する。

例えば、図１に示すように、ＥＣ層１３０に２以上の異なる厚さを有する領域を設ける場合には、１回目の塗布は、第１の透明電極１２０上全体に塗布し、２回目の塗布は、領域１７０をマスクして塗布すればよい。なお、用いる塗布方法や濃度によって１回の塗布によるＥＣ層の厚さは異なるため、上述の膜厚の差Ｈを満たすよう、塗布回数は適宜変更してよい。ＥＣ層１３０に３以上の異なる厚さの領域を設ける場合には、より複雑なマスクを用い、複数回塗布を行えばよい。

例えば、図２に示すように、ＥＣ層１３０に金属イオンの量の異なる２以上の領域を設ける場合には、金属イオンの量が異なる２以上の有機／金属ハイブリッドポリマー溶液を用い、同様にマスクを用い、塗布すればよい。

詳細には、１回目の塗布は、所定量の金属イオンの量を含有する有機／金属ハイブリッドポリマー溶液を用い、領域２２０をマスクして塗布する。２回目の塗布は、所定量の金属イオンの量に対して１．５倍以上１００倍以下の範囲を満たす金属イオンの量を含有する有機／金属ハイブリッドポリマー溶液を用い、領域２１０をマスクして塗布する。

ＥＣ層１３０に３以上の金属イオンの量の異なる領域を設ける場合には、異なる金属イオンの量を含有する有機／金属ハイブリッドポリマー溶液を用いて、同様に塗布を行えばよい。

次いで、第１の透明電極１２０と同様に、第２の透明電極１６０を用意し、第２のかしめ部材１５０を取り付ける。その上に電解質材料を付与し、電解質層１４０を形成する。電解質層１４０の形成は、上述した電解質層１４０を構成する電解質材料（例えば、高分子、支持塩、イオン液体等を任意に含有する）をＥＣ層１３０上に付与することによって行うことができる。付与は単に滴下してもよいし、上述の塗布方法を採用してもよい。付与は、例示的には、電解質層１４０の厚さが１０ｎｍ以上１０ｍｍ以下となるように行われる。

好ましくは、電解質材料は、脱水溶媒（脱水処理された溶媒）を含有する。これにより、電解質材料の塗布を容易にし、電解質層１４０を構成する上述の高分子の結晶化が抑制され、応答速度の低下を防ぐことができる。このような脱水溶媒は、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフランであり得る。

電解質層１４０を備えた第２の透明電極１６０と、ＥＣ層１３０を備えた第１の透明電極１２０とを貼り合わせることにより、本発明のＥＣ素子１００、２００が得られる。なお、図３のように対極物質層３１０を設ける場合には、電解質層１４０の形成に先立って、上述の対極物質層３１０を構成する対極物質材料を電解質層１４０上に付与すればよい。ここでも付与は、上述の塗布方法を採用できる。付与は、例示的には、対極物質層３１０の厚さが、１０ｎｍ以上１０ｍｍ以下となるように行われる。

あるいは、ＥＣ層１３０上に電解質層１４０、必要に応じて対極物質層３１０を形成し、これに第２の透明電極１６０を貼り合わせてもよい。

１以上の本発明のＥＣ素子１００、２００、３００を外部電源（図示）と接続し、調光装置、表示装置などの各種装置を構成してもよい。本発明のＥＣ素子１００、２００、３００は、第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０に接続された配線を介して外部電源に接続される。

配線は、第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０に直接巻き付けるなどにより固定できるので、高温にする銀ペーストなどを使用する半田付けの必要はないため、不純物がＥＣ層１３０に拡散することはない。また、配線には、直径０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の被覆銅線を使用でき、配線が目立たず、意匠性に優れる。

このような本発明のＥＣ素子１００、２００、３００の動作を説明する。
第１のかしめ部材１１０および第２のかしめ部材１５０を介して外部電源（図示せず）に接続された第１の透明電極１２０と第２の電極１６０との間に所定の電圧が印加される。これにより、ＥＣ層１３０中の有機／金属ハイブリッドポリマーの金属イオンの酸化還元反応が制御される。すなわち、ＥＣ層１３０を構成する有機／金属ハイブリッドポリマーの金属イオンの酸化還元が制御され、発色および消色を発現できる。

詳細には、ＥＣ層１３０中の有機／金属ハイブリッドポリマー中の金属イオンは、還元状態である場合、色（例えば、金属イオンがＲｕ^２＋であれば、オレンジ色）を発する。これに、１．５Ｖ以上３．０Ｖ以下の範囲の電圧を印加すると、金属イオンは酸化され、消色（例えば、Ｒｕ^３＋となり、淡緑色）する、あるいは、別の色を発する。このようにして電圧印加によって色変化を実現する。なお、電圧をとりさると、着色状態を維持し得る。

さらに、ＥＣ層１３０は、厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域を有するため、金属イオンの量に起因して、色むらやにじむような色変化を達成できる。例えば、図１において、金属イオンの総量の多い領域１８０は、金属イオンの総量の少ない領域１７０より濃い発色をするが、外部電源からの電圧印加によって、領域１７０が先に消色し、領域１８０は、領域１７０に遅れて消色する。このような領域間で色変化の進行の程度が異なることにより、じわじわとした色変化を視認できる。また、消色の途中の段階で外部電源からの電気を切ると、階調表現やグラデーションが達成される。

次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。

［材料］
以降の例で用いた材料について説明する。なお、すべての材料は特級試薬であり、精製することなく用いた。

ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ、重量平均分子量（ポリスチレン換算ＧＰＣ測定、移動相溶媒ＴＨＦ）＝３５０ｋｇ／ｍｏｌ）を東京化成工業株式会社から購入した。

スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）膜を形成したソーダライムガラス（ＩＴＯの厚さ＝０．１μｍ、シート抵抗＝１０Ω／ｓｑ．）を、ジオマテック株式会社から購入した。ＩＴＯ膜を形成したフレキシブルポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ＩＴＯの厚さ＝０．１μｍ、フィルムの厚さ＝１５０μｍ、シート抵抗＝１０Ω／ｓｑ．）を、日東電工株式会社から購入した。

メタノール、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）および炭酸プロピレンを和光純薬工業株式会社から購入した。フェロシアン化ニッケルナトリウム錯体（ｗＮｉＨＣＦ粒子分散液、固形分散濃度６％）を関東化学工業株式会社から購入した。

過塩素酸リチウム３．０ｇを炭酸プロピレン２０ｍＬに溶解したのち、ＰＭＭＡ粉末２０ｇと少量のスペーサビーズ（ミクロパール、ＳＰＬ－２００）を添加し、真空中（＜０．０１ｋＰａ）で２時間攪拌・混合し、スラリー状の電解質前駆体とした。

フェロシアン化ニッケルナトリウム錯体３ｍＬを４０ｍＬのイオン交換水で希釈し、対極塗布液とした。

有機／金属ハイブリッドポリマーとして次式で示される高分子材料（１，４－ビス（２、２’：６’，２”－テルピリジン－４－イル）ベンゼンルテニウムクロライドポリマー）を用いた。高分子材料は、特許文献１あるいはＦ．Ｓ．ＨａｎらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００８，１３０（６），ｐｐ２０７３－２０８１を参照し、株式会社ナード研究所が製造した。以降では、簡単のため、この有機／金属ハイブリッドポリマーをｐｏｌｙＲｕと称する。ｐｏｌｙＲｕ３２３ｍｇをメタノール１００ｍＬに添加・溶解させた後、０．４５μｍ開口メンブレンフィルタでろ過した溶液をエレクトロクロミック層用のＲｕ錯体塗布液とした。

［参考例１］
参考例１では、３つの異なる厚さを有する領域からなるエレクトロクロミック層を備えたエレクトロクロミック素子を製造し、その着消色を調べた。

５０ｍｍ×５０ｍｍのＩＴＯ付ガラス基板上にスプレーコータ（株式会社アピロス製、ＡＰＩ－４０ＲＤ）を用いて、ステージ温度６０℃でＲｕ錯体塗布液を塗布した。１回のスプレーコータからの吐出量は、０．０３ｍＬ／ｃｍ^２であり（Ｒｕ錯体の塗布量は０．１５μｍｏｌ／ｃｍ^２）、マスクを用いて１回塗布、２回塗布、３回塗布の３領域を作製し、３つの厚さの異なる領域を有するエレクトロクロック（ＥＣ）層を形成した。

もう一方のＩＴＯ付ガラス基板上にスプレーコータを用いて、ステージ温度８０℃で対極塗布液を塗布し、対極物質層を形成した。スプレーコータからの吐出量は、０．０１ｍＬ／ｃｍ^２であった。これに、電解質前駆体を滴下し、ＥＣ層を付したＩＴＯ付ガラス基板と貼り合わせた後、気流循環式オーブンで、９８℃、５分間加熱し、電解質前駆体をゲル化し、電解質層を形成した。このようにしてエレクトロクロミック（ＥＣ）素子を得た。

得られたＥＣ素子を電源に接続し、着消色を調べた。詳細には、ＥＣ素子のＥＣ層側のＩＴＯ付ガラス基板をプラス極に、対向する対極物質層側のＩＴＯ付ガラス基板をマイナス極に接続し、１．５Ｖの直流電圧を印加し、電圧印加前後の着消色の様子を観察した。観察結果を図４に示す。

［参考例２］
参考例２では、２つの異なる厚さを有する領域からなるＥＣ層を備えたＥＣ素子を製造し、その着消色を調べた。参考例１において、Ｒｕ錯体塗布液をマスクを用いて２回塗布とし、２回目のＲｕ錯体の塗布量を０．０５μｍｏｌ／ｃｍ^２とした以外は、参考例１と同様であった。参考例１と同様にして、ＥＣ素子の着消色の様子を観察した。観察結果を図５に示す。

参考例１および参考例２の結果を説明する。表１に参考例１および参考例２のＥＣ素子におけるＥＣ層の厚さを示す。ＥＣ層の厚さは触針式表面形状測定器（株式会社アルバック製、Ｄｅｋｔａｋ １５０）を用い、ＥＣ層の断面プロファイルの平均から求めた。

図４は、参考例１のＥＣ素子の着消色の様子を示す図である。
図５は、参考例２のＥＣ素子の着消色の様子を示す図である。

図４（Ａ）および図５（Ａ）は電圧印加前の各ＥＣ素子の様子を示し、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）は各ＥＣ素子の電圧印加後のＥＣ素子の様子を示す。図４および図５では、グレースケールで示すが、図４（Ａ）および図５（Ａ）は、全体としてオレンジ色の発色であり、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）は、淡緑色の発色であった。

図４（Ａ）によれば、参考例１のＥＣ素子は、オレンジ色の発色をしたが、１回目塗布の領域、２回目塗布の領域、３回目塗布の領域の順に濃く発色し、明瞭なコントラストを示した。一方、図５（Ａ）によれば、参考例２のＥＣ素子も、オレンジ色の発色をしたが、１回目塗布の領域と２回目塗布の領域との間に発色の差はわずかであった。

図４（Ｂ）によれば、参考例１のＥＣ素子は、電圧の印加によって、淡緑色に変化し、消色したが、１回目塗布の領域、２回目塗布の領域、３回目塗布の領域の順に早く消色し、明瞭なコントラストを示した。一方、図５（Ｂ）によれば、参考例２のＥＣ素子も、淡緑色に消色したが、１回目塗布の領域と２回目塗布の領域との間で消色速度の差はわずかであった。また、いずれのＥＣ素子も両端を短絡することによって、元の発色状態に戻ることを確認した。

このことから、厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域として、同じ濃度を有する有機／金属ハイブリッドポリマーを含有するＥＣ層においては、２以上の異なる厚さを有する領域であればよく、発色の差を視認でき、色むらやグラデーション、あるいは、階調表示を目的にする場合には、領域間における厚さの差は、好ましくは、０．０５μｍより大きく２０μｍ以下、さらに好ましくは、０．１μｍ以上２μｍ以下であればよいことが示された。

［実施例１］
実施例１では、葉っぱの形状を有するエレクトロクロミック素子を製造し、その着消色を調べた。

図６は、ハトメを有するＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図である。

図６に示すように、第１の透明電極としてＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを葉っぱの形状に切り出し、フィルムに穴をあけ、第１のかしめ部材としてハトメを貫通させ、取り付けた。図６は、ＥＣ素子の表側（すなわち、ＥＣ層側）のハトメを有する透明電極を示す。ハトメには、直径０.２ｍｍのポリウレタン被覆銅線が取り付けられている。

図７は、別のハトメを有する表側のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図である。
図８は、別のハトメを有する裏側のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを示す図である。

図７および図８に示されるように、ハトメを用いることにより、直径０．２ｍｍ、０．３ｍｍといった極細のポリウレタン被覆銅線を使用することができる。体積抵抗率５×１０^－５Ωｃｍの銀ペースト、体積抵抗率５×１０^－６Ωｃｍの銀ナノインクに比べて、銅線の体積抵抗率は、１．７×１０^－６Ωｃｍであり、しかも加熱が不要である。さらに、銅線であれば、アスペクト比が１と大きい（銀ナノインクの場合には０．５以上とすることは実質不可能である）ため、電源との接続線の幅を一桁以上小さくして目立たなくさせることができ、意匠性に優れる。

図６に示すハトメを有するＩＴＯ付ＰＥＴフィルムをガラス基板に固定し、図９に示すマスクを用いて、参考例１と同様にスプレーコータによりステージ温度６０℃でＲｕ錯体塗布液を４回塗布し、エレクトロクロミック層を形成した。
図９は、塗布用のマスクを示す図である。

１回目～３回目のスプレーコータからの吐出量は、各回０．０５ｍＬ／ｃｍ^２であり、４回目の吐出量は、０．１ｍＬ／ｃｍ^２であった。このようにして４つの厚さの異なる領域を有するエレクトロクロック（ＥＣ）層を形成した。

もう一方の葉っぱ形状に切り出し、第２のかしめ部材としてハトメを付けた、第２の透明電極であるＩＴＯ付ＰＥＴフィルムをガラス基板に固定し、スプレーコータを用いて、ステージ温度８０℃で対極塗布液を塗布し、対極物質層（厚さ：０．２μｍ）を形成した。スプレーコータからの吐出量は、０．０６ｍＬ／ｃｍ^２であった。これに、電解質前駆体を滴下し、ＥＣ層を付したＩＴＯ付ＰＥＴフィルムと貼り合わせた後、気流循環式オーブンで、９８℃、５分間加熱し、電解質前駆体をゲル化し、電解質層（厚さ：３００μｍ）を形成した。このようにして葉っぱ型エレクトロクロミック（ＥＣ）素子を得た。

図１０は、実施例１の葉っぱ型エレクトロクロミック素子を示す図である。

図１０に示すように、丸で示す領域にハトメが位置している。ハトメには配線が巻き付けられているが、美観を損ねないようして、茎に沿って外部電源へ接続されている。

表２は、実施例１のＥＣ素子におけるＥＣ層の厚さを示す。電解質層との貼り合わせ前のＥＣ層の厚さを、触針式表面形状測定器を用い求めた。各領域間の厚さの差は、いずれも、０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲を満たした。

得られた葉っぱ型ＥＣ素子のＥＣ層側のＰＥＴフィルムをプラス極に、対向する対極物質層側のＰＥＴフィルムをマイナス極に接続し、１．５Ｖの直流電圧を印加し、電圧印加後の着消色の様子を観察した。観察結果を図１１に示す。

図１１は、実施例１の葉っぱ型ＥＣ素子の着消色の様子を示す図である。

図１１では、グレースケールで示すが、図１１（Ａ）は全体として淡緑色を発色し、図１１（Ｂ）は、淡緑色とオレンジ色とが混ざった発色をし、図１１（Ｃ）は全体としてオレンジ色の発色をした。

詳細には、電圧印加前（図１１（Ｃ））は、有機／金属ハイブリッドポリマー中の金属イオンＲｕ^２＋によるオレンジ色の発色が確認されたが、ところどころに濃く示される領域が存在した。濃く示される領域は、２回以上塗布した領域であり、ＥＣ層中の厚さ方向の金属イオンの量が多い領域である。このような領域は、金属イオン量に基づき濃いオレンジ色であった。

電圧印加後５秒～３０秒経過後（図１１（Ｂ））は、有機／金属ハイブリッドポリマー中の金属イオンＲｕ^２＋の一部がＲｕ^３＋に酸化され、オレンジ色と淡緑色との両方の発色が確認された。ＥＣ層中の１回塗布した領域は主として淡緑色を示し、ＥＣ層中の２回以上塗布した領域はオレンジ色を示し、色むら・にじみが生じた。

電圧印加後３０秒～４０秒経過後（図１１（Ｃ））は、有機／金属ハイブリッドポリマー中の金属イオンＲｕ^２＋の大部分がＲｕ^３＋に酸化され、主として淡緑色の発色であったが、ＥＣ層中の４回塗布した領域は、薄いオレンジ色の発色が引き続き見られ、色むら・にじみが生じた。

また、電気を切るとそのときの着色状態が維持された。さらに、短絡させると、図中の矢印の方向に発色が生じ、色むら・にじみが生じることを確認し、紅葉のようなにじむような色変化を再現できた。

このように、本発明のＥＣ素子は、厚さ方向に金属イオンの量の異なる２以上の領域を有するＥＣ層を備えることにより、複雑な発色、色むら、にじみ、グラデーションといった多彩な表示を可能にすることが示された。さらに、本発明のＥＣ素子は、かしめ部材を用いることにより、製造時の配線工程で加熱などを不要とするため、ＥＣ層に配線からの不純物が拡散することがなく、エレクトロクロミック特性を維持することができる。また、本発明のＥＣ素子は、かしめ部材を用いることにより、意匠性、美観に優れた芸術的な素子を提供できる。

本発明のエレクトロクロミック素子は、遮光機能や部分的に付与できる窓やサングラスなどの調光素子、グラデーションや模様などの不均一な色彩を表現する表示装置等に適用できるが、自然な風合いや芸術表現を可能にするため意匠性が求められる場面に有用である。

１００、２００、３００ エレクトロクロミック（ＥＣ）素子
１１０ 第１のかしめ部材
１２０ 第１の透明電極
１３０ エレクトロクロミック（ＥＣ）層
１４０ 電解質層
１５０ 第２のかしめ部材
１６０ 第２の透明電極
１７０、１８０、２１０、２２０ 領域
３１０ 対極物質層

Claims (15)

1. 第１のかしめ部材を有する第１の透明電極と、
   前記第１の透明電極上に位置する、有機配位子と、前記有機配位子に配位された金属イオンとからなる有機／金属ハイブリッドポリマーを含有するエレクトロクロミック層と、
   前記エレクトロクロミック層上に位置する電解質層と、
   前記電解質層上に位置する、第２のかしめ部材を有する第２の透明電極と、
   前記第１のかしめ部材および前記第２のかしめ部材に巻き付けられた直径０．３ｍｍ以下の極細導線と
   を備え、
   前記第１の透明電極および前記第２の透明電極は、それぞれ、透明基板と前記透明基板上に位置する透明導電膜とを備え、
   前記エレクトロクロミック層は、厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域を有し、
   前記第１のかしめ部材は、前記第１の透明電極のみを貫通しており、
   前記第２のかしめ部材は、前記第２の透明電極のみを貫通している、エレクトロクロミック素子。
2. 前記厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域は、２以上の異なる厚さを有する領域からなる、請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
3. 前記２以上の異なる厚さを有する領域における厚さの差は、０．０５μｍより大きく２０μｍ以下の範囲である、請求項２に記載のエレクトロクロミック素子。
4. 前記厚さの差は、０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲である、請求項３に記載のエレクトロクロミック素子。
5. 前記厚さ方向に前記金属イオンの量の異なる２以上の領域における一方の領域における金属イオンの量は、他方の領域における金属イオンの量に対し１．５以上１００以下の範囲である、請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
6. 前記第１のかしめ部材および前記第２のかしめ部材は、それぞれ、ハトメ、金属リベット、ピアス端子、金属鋲、ホッチキス、ビス、ボルト、ホック、スナップファスナ、および、スナップボタンからなる群から選択される、請求項１～５のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
7. 前記透明基板は、ガラス、石英、および、樹脂からなる群から選択される、請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。
8. 前記樹脂は、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、非環状ポリオレフィン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される、請求項７に記載のエレクトロクロミック素子。
9. 前記電解質層と前記第２の透明電極との間に対極物質層をさらに備える、請求項１～８のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
10. 前記対極物質層は、金属錯体または有機金属錯体である、請求項９に記載のエレクトロクロミック素子。
11. 前記有機配位子は、ターピリジン基、フェナントロリン基、ビピリジン基、イミノ基およびこれらの誘導体からなる群から少なくとも１種選択される、請求項１～１０のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
12. 前記金属イオンは、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、亜鉛（Ｚｎ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群から少なくとも１種選択される、請求項１～１１のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
13. 前記有機／金属ハイブリッドポリマーは、一般式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）からなる群から少なくとも１つ選択される一般式で表される、請求項１～１２のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
    
    前記式（Ｉ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ｒは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数であり、
    前記式（ＩＩ）において、Ｍ^１～Ｍ^Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に酸化還元電位の異なる金属イオンを示し、Ｘ^１～Ｘ^ｎ（ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立にカウンターアニオンを示し、Ｒ ^１ ～Ｒ ^Ｎ （Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのターピリジン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１ _１～Ｒ^１ _Ｎ、Ｒ^２ _１～Ｒ^２ _Ｎ、Ｒ^３ _１～Ｒ^３ _Ｎ、Ｒ^４ _１～Ｒ^４ _Ｎ（Ｎは２以上の整数）は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎ^１～ｎ^Ｎは、それぞれ独立に重合度を示す２以上の整数であり、
    前記式（ＩＩＩ）において、Ｍは金属イオンを示し、Ｘはカウンターアニオンを示し、Ａは、炭素原子および水素原子を含むスペーサまたは２つのフェナントロリン基を直接接続するスペーサを示し、Ｒ^１～Ｒ^４は、それぞれ独立に水素原子または置換基を示し、ｎは重合度を示す２以上の整数である。
14. 前記有機／金属ハイブリッドポリマーは、一般式（ＩＶ）で表される繰り返し単位、および、（Ｖ）で表される部分構造からなる群から選択される少なくとも１つの単位または部分構造と、カウンターアニオンとを有する、請求項１～１２のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
    
    前記式（ＩＶ）において、Ｍ_１は、配位数が４である第１金属イオン並びに配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数４の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_２は、単結合又は２価の基を表し、複数あるＬ_２およびＭ_１は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよく、
    前記式（Ｖ）において、Ｍ_２は、配位数が６である第２金属イオン並びに配位数が４および６である第３金属イオンであって配位数６の状態である金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種を表し、Ｌ_３は、単結合又は２価の基を表し、＊は、結合位置を表し、複数あるＭ_２及びＬ_３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれの炭素原子に結合した水素原子は、それぞれ独立に１価の基で置換されていてもよい。
15. 前記電解質層は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリ（ビニリデンフルオライド－ｃｏ－ヘキサフルオロイソプロピル）（ＰＶｄＦ－ｃｏ－ＰＨＦＰ）、ポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）、ポリカーボネート、および、ポリアクリロニトリルからなる群から少なくとも１種選択される高分子と、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯＯ、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＨ_３ＣＯＯ、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ_３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ_４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ_４、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２およびＭｇ（ＢＦ_４）_２からなる群から少なくとも１種選択される支持塩とを含む、請求項１～１４のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。