CN216718870U - 电致变色元件、及眼镜用镜片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于,提供抑制电极层与基板的界面的反射、且不损害佩戴感等的电致变色元件、及使用了该电致变色元件的眼镜用镜片。本实用新型的电致变色元件(10)具有:基板(1、2)、和与上述基板相叠合地配置的电致变色膜(3),上述电致变色膜具有电极层(4、5)和电致变色层(6),上述电极层与上述基板侧的界面(11、12)的光反射比为1.0%以下。优选上述电极层是由ITO形成的透明电极层,且ITO与上述基板侧的界面的光反射比为1.0%以下。
Description
技术领域
本实用新型涉及能够通过电来可逆地控制显色消色的电致变色元件、及使用了该电致变色元件的眼镜用镜片。
背景技术
利用了通过电压的施加而可逆地发生氧化还原反应、使颜色可逆地变化的电致变色现象的电致变色元件例如可用作眼镜用镜片。电致变色元件是在基板的表面配置有具有电极层、电致变色层的电致变色膜的构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-111389号公报
专利文献2:日本特开2013-101309号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
如专利文献1、2中记载的那样,电极层一般使用由ITO等形成的透明电极层,但透明电极层的折射率在电致变色膜中比其它材料层的折射率高,在电极层与基板的界面发生了强的反射。因此,例如如果使用反射强的电致变色元件作为眼镜用镜片,则会成为佩戴感变差的原因。
本实用新型用于解决以上的问题,其目的在于,提供抑制电极层与基板的界面的反射、且不损害佩戴感等的电致变色元件、及使用了该电致变色元件的眼镜用镜片。
解决问题的方法
本实用新型中的电致变色元件具有:基板、和与上述基板相叠合地配置的电致变色膜,上述电致变色膜具有电极层和电致变色层,上述电极层与上述基板侧的界面的光反射比为1.0%以下。
在本实用新型中,优选上述电极层为由ITO形成的透明电极层,且ITO与上述基板侧的界面的光反射比为1.0%以下。
在本实用新型中,优选该电致变色元件具有第二基板/第二电极层/氧化层/电解质层/还原层/第一电极层/第一基板的层结构,并且上述第一电极层与上述第一基板的第一界面、及上述第二电极层与上述第二基板的第二界面的光反射比分别为1.0%以下。
在本实用新型中,优选上述第一基板是聚碳酸酯基板、且上述第一电极层是膜厚为123.5nm以上且136.5nm以下的透明电极,和/或上述第二基板是聚碳酸酯基板、且上述第二电极层是膜厚为120.5nm以上且138nm以下的透明电极。
在本实用新型中,优选上述第一基板是折射率为1.5的塑料基板、且上述第一电极层是膜厚为125nm以上且135nm以下的透明电极,和/或上述第二基板是折射率为1.5的塑料基板、且上述第二电极层是膜厚为124.5nm以上且134nm以下的透明电极。
在本实用新型中,优选上述第一基板是折射率为1.7的塑料基板、且上述第一电极层是膜厚为125.5nm以上且134.5nm以下的透明电极,和/或上述第二基板是折射率为1.7的塑料基板、且上述第二电极层是膜厚为118nm以上且140nm以下的透明电极。
在本实用新型中,可以在上述基板与上述电致变色膜之间设置有防反射层。
本实用新型中的眼镜用镜片是上述记载的电致变色元件,上述基板是镜片基板。
实用新型的效果
根据本实用新型的电致变色元件、及使用了该电致变色元件的眼镜用镜片,能够将电极层与基板侧的界面的光反射比控制为1.0%以下,从而能够得到优异的佩戴感、使用感、或视觉辨认性等。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施方式中的电致变色元件的剖面示意图。
图2是本实用新型的第二实施方式中的电致变色元件的剖面示意图。
图3是本实用新型的第3实施方式中的电致变色元件的剖面示意图。
图4是示出利用使用了PC基板的图1所示的电致变色元件使第一电极层的膜厚变化时的第一界面的光谱反射特性的图表。
图5是示出利用使用了PC基板的图1所示的电致变色元件使第二电极层的膜厚变化时的第二界面的光谱反射特性的图表。
图6是示出利用使用了1.5基板的图2所示的电致变色元件使第一电极层的膜厚变化时的第一界面的光谱反射特性的图表。
图7是示出利用使用了1.5基板的图2所示的电致变色元件使第二电极层的膜厚变化时的第二界面的光谱反射特性的图表。
图8是示出利用使用了1.7基板的图2所示的电致变色元件使第一电极层的膜厚变化时的第一界面的光谱反射特性的图表。
图9是示出利用使用了1.7基板的图2所示的电致变色元件使第二电极层的膜厚变化时的第二界面的光谱反射特性的图表。
图10是使用具有防反射层的图3所示的电致变色元件(实施例)、和不具有防反射层的电致变色元件(比较例)将第一电极层及第二电极层固定为100nm时的第一界面及第二界面的光谱反射特性的图表。
图11是示出使用具有防反射层的图3所示的电致变色元件使第一电极层的膜厚变化时的第一界面的光谱反射特性的图表。
图12是示出使用具有防反射层的图3所示的电致变色元件使第二电极层的膜厚变化时的第二界面的光谱反射特性的图表。
具体实施方式
以下,对本实用新型的具体实施方式(以下简称为“本实施方式”)进行详细的说明。
<关于电致变色元件中的现有问题、本实施方式的概要>
电致变色元件是利用通过对两极施加电压而可逆地发生氧化还原反应、使颜色可逆地变化的电致变色现象的元件。例如,电致变色元件可以用作眼镜用镜片,在明亮的场所,能够作为太阳镜发挥功能,在黑暗的场所,能够作为透明镜片发挥功能。能够通过开关操作、自动调整为最佳的亮度。
电致变色元件具有:基板、和与基板相叠合地配置的电致变色膜。虽然不限定电致变色膜的层构成,但其至少具备电极层和电致变色层,电极层与基板相接,或者隔着防反射层等功能层配置于基板表面。
作为对电极层要求的特性,可列举透明、透射率高、及传导性优异。为了满足这样的特性,电极层为透明电极层,特别优选使用ITO(氧化铟锡;Indium Tin Oxide)。
然而,已知在电致变色膜中,透明电极层的折射率比其它材料层的折射率高,因此,在透明电极层与基板侧的界面发生强的反射。对于反射而言,可以将光反射比作为指标,该光反射比以往为高达3%~5%左右的数值。
如果具有如此高的光反射比,则例如在将电致变色元件用作眼镜用镜片的情况下,反射强,因此成为佩戴感变差的原因。
因此,本实用新型发明人进行了深入研究的结果发现,例如通过调整电极层的膜厚,能够使光反射比与以往相比足够低。即,在本实施方式的电致变色元件中,能够将电极层与基板侧的界面的光反射比控制为1.0%以下。以下,对本实施方式中的电致变色元件的层构成进行具体说明。
<第1实施方式中的电致变色元件10>
图1是本实用新型的第1实施方式的电致变色元件10的剖面示意图。
电致变色元件10具有一对第一基板1及第二基板2、和夹持在第一基板1与第二基板2之间的电致变色膜3而构成。
电致变色膜3具有一对第一电极层4及第二电极层5、和设置于第一电极层4与第二电极层5之间的电致变色层6。此外,电致变色层6具有配置于第一电极层4侧的还原层7、配置于第二电极层5侧的氧化层8、以及设置于还原层7与氧化层8之间的电解质层9而构成。
如图1所示,第一电极层4与第一基板1相接,将第一电极层4与第一基板1之间的界面称为“第一界面11”。另外,第二电极层5与第二基板2相接,将第二电极层5与第二基板2之间的界面称为“第二界面12”。
[第1实施方式的电致变色元件10的特征]
在图1所示的电致变色元件10中,第一界面11及第二界面12的光反射比分别为1.0%以下。光反射比Rv按照JIS T 7334:2011来测定。
在第1实施方式中,各基板1、2由聚碳酸酯(PC)基板形成。需要说明的是,聚碳酸酯基板的厚度没有限定,为数百μm左右。另外,各电极层4、5由ITO形成。聚碳酸酯基板的折射率约为1.55,ITO的折射率约为2.0。另外,还原层7、氧化层8及电解质层9的折射率小于2.0,具体为1.4~1.7左右。这样一来,ITO的折射率在电致变色膜3中最大。
如后面叙述的实验所示,如果将ITO的膜厚设为100nm,则第一界面11及第二界面12的光反射比均增高为3%~5%左右。
因此,在第一实施方式的电致变色元件10中,将ITO的膜厚设定为比100nm厚。需要说明的是,由于是增厚电极层4、5的膜厚的方向,所以能保持优异的电特性。
在第1实施方式中,第一电极层4、即还原层7侧的ITO的膜厚优选为123.5nm以上且136.5nm以下。由此,能够将第一界面11的光反射比抑制为1.0%以下。
另外,在第1实施方式中,第二电极层5、即氧化层8侧的ITO的膜厚优选为120.5nm以上且138nm以下。由此,能够将第二界面12的光反射比抑制为1.0%以下。
[电致变色层6]
构成电致变色层6的还原层7、氧化层8及电解质层9可以使用现有的材料。
还原层7是伴随着还原反应而显色的层。还原层7可以使用现有的还原型电致变色化合物。无论是有机物还是无机物,都没有限定,可列举例如:偶氮苯类、蒽醌类、二芳基乙烯类、二氢戊二烯(dihydroprene)类、联吡啶类、苯乙烯基类、苯乙烯基螺吡喃类、螺嗪类、螺噻喃类、硫靛蓝类、四硫富瓦烯类、对苯二甲酸类、三苯基甲烷类、三苯基胺类、萘吡喃类、紫罗碱类、吡唑啉类、吩嗪类、苯二胺类、吩嗪类、吩噻嗪类、酞菁类、荧烃类、俘精酐类、苯并吡喃类、茂金属类、氧化钨、氧化钼、氧化铱、氧化钛等。
氧化层8是伴随着氧化反应而显色的层。氧化层8可以使用现有的氧化型电致变色化合物。无论是有机物还是无机物,都没有限定,例如可以从包含具有三芳基胺的自由基聚合性化合物的组合物、普鲁士蓝型络合物、氧化镍、氧化铱等中选择。
电解质层9具备电子绝缘性和离子导电性,而且优选是透明的。电解质层9可以是固体电解质、凝胶状、液体状等。为了保持高的离子导电性,优选为凝胶状。虽无限定,但可以使用例如:碱金属盐、碱土金属盐等无机离子盐、季铵盐、酸类等现有的电解质材料。
需要说明的是,构成电致变色层6的各材料层的膜厚可以选择有效地发挥电致变色现象的现有的值。具体而言,例如可以从US2019/184694号、日本专利第6623507号、或日本特开2018-132718号公报等中记载的材料、及膜厚中适宜选择而使用。另外,上述公报等中记载的材料的折射率可以在Cheimcal Book网站(https://www.chemicalbook.com/ProductIndex_JP.aspx)等中进行确认。
<第2实施方式中的电致变色元件20>
在图2所示的电致变色元件20中,在图1所示的电致变色膜3的两端配置有与图1不同的材料的基板21、22。
各基板21、22是玻璃、塑料镜片,除聚碳酸酯树脂以外,还可以使用丙烯酸类树脂、聚乙烯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚酯类树脂、环氧类树脂、三聚氰胺类树脂、酚醛树脂、聚氨酯类树脂、聚酰亚胺类树脂等树脂。
例如,在图2所示的电致变色元件20中,各基板21、22可以使用二乙二醇双烯丙基碳酸酯类镜片(折射率=1.5;HOYA株式会社制、“HL”)、多硫化物类塑料镜片(折射率=1.7;HOYA株式会社制、“EYRY”)。
在图2所示的电致变色元件20中也同样,第一基板21与第一电极层4的第一界面23、及第二基板22与第二电极层5的第二界面24的光反射比分别为1.0%以下。
在本实施方式中,通过调整第一电极层4及第二电极层5的膜厚,能够将第一界面23及第二界面24的光反射比控制为1.0%以下。
例如,在各基板21、22使用折射率1.5的镜片基材(上述的HOYA株式会社制“HL”)的情况下,还原层7侧的ITO(第一电极层4)的膜厚优选为125nm以上且135nm以下。另外,氧化层8侧的ITO(第二电极层5)的膜厚优选为124.5nm以上且134nm以下。由此,能够将第一界面23及第二界面24的光反射比分别抑制在1.0%以下。
另外,在各基板21、22使用折射率1.7的镜片基材(上述的HOYA株式会社制“EYRY”)的情况下,还原层7侧的ITO(第一电极层4)的膜厚优选为125.5nm以上且134.5nm以下。另外,氧化层8侧的ITO(第二电极层5)的膜厚优选为118nm以上且140nm以下。由此,能够将第一界面23及第二界面24的光反射比分别抑制在1.0%以下。
这里,应用于电致变色元件的各基板的折射率通常为1.5~1.7左右。基于上述的使用图1、图2进行了说明的各ITO的膜厚,在使用了折射率为1.5~1.7左右的基板的情况下,通过在约123.5nm~136.5nm、优选在125nm~135nm、更优选在125.5nm~134.5nm的范围内调整还原层侧的ITO的膜厚,能够将第一界面的光反射比抑制在1.0%以下。另外,通过在约118nm~140nm、优选在120.5nm~138nm、更优选在124.5nm~134nm的范围内调整氧化层侧的ITO的膜厚,能够将第二界面的光反射比抑制在1.0%以下。
<第3实施方式中的电致变色元件30>
在图3所示的电致变色元件30中,在图1所示的电致变色膜3的两端隔着防反射层(AR涂层)31、32配置有各基板1、2。各防反射层31、32与电致变色膜3及各基板1、2这两者相接。各防反射层31、32优选为高折射率层与低折射率层交替层叠而成的无机多层膜。不限定高折射率层的材质,例如为ZrO2、TiO2、TaO2、NbO2等,特别优选为ZrO2。另外,不限定低折射率层的材质,由SiO2的单层或包含SiO2的混合层形成,优选为SiO2的单层。虽无限定,但将高折射率层与低折射率层加和的总数为2层~10层左右。
在图3中的电致变色素30中,也与图1及图2所示的电致变色元件10、20同样,第一电极层4与第一基板1侧的第一界面33(相当于第一电极层4与防反射层31的界面)及第二电极层5与第二基板2侧的第二界面34(相当于第二电极层5与防反射层32的界面)的光反射比分别为1.0%以下。
在图3中,对于各电极层(ITO)4、5的膜厚而言,通过调整各防反射层31、32的膜构成,能够将光反射比控制在1.0%以下。即,调整防反射层31、32的膜构成,使得能够以可适宜发挥电致变色现象的膜厚形成各电极层4、5,并且使光反射比成为1.0%以下。
<用途>
不限定本实施方式的电致变色元件的用途,可以优选地应用于调光眼镜镜片。在眼镜用镜片中,第一基板及第二基板为镜片基板,或者,氧化层侧的第二基板为镜片基板、第一基板1作为保护层(硬涂层)发挥功能。在本实施方式中,可以将第一界面及第二界面的光反射比分别设为1.0%以下,在作为眼镜用镜片使用的情况下,能够有效地抑制反射,从而可以提高佩戴感。
本实施方式的电致变色元件也可以应用于眼镜用镜片以外的用途。例如为电致变色调光装置、防眩镜等。在应用于这些用途的情况下,也可以将光反射比设为1.0%以下,因此,能够得到优异的佩戴感、使用感、或视觉辨认性。
<其它>
在上述的各实施方式中,还原层7侧的第一基板及氧化层8侧的第二基板使用了相同的材料,但也可以使用不同材料的基板。例如,第一基板可以使用聚碳酸酯基板,第二基板可以使用折射率为1.5的镜片基板。在该情况下,通过以对于上述列举的基板的材料的各ITO的膜厚形成,能够将各界面的光反射比抑制在1.0%以下。另外,基板可以仅配置于电致变色元件的一侧。即,在该情况下,在电致变色元件的一侧配置基板,在另一侧没有基板而设为电极层露出的状态。
另外,电致变色膜3具有至少1层电极层和电致变色层6即可,在该情况下,也将基板与电极层的界面的光反射比控制为1.0%以下。
另外,在上述的各实施方式中,作为电极层,使用了ITO,但也可以是ITO以外的透明电极层。例如,作为透明电极层,可使用FTO(氟掺杂氧化锡;Fluorine-doped TinOxide)、ATO(锑掺杂氧化锡;Antimony doped Tin Oxide)等。FTO、ATO具有与ITO基本相同程度的折射率,通过对各电极层的膜厚应用上述的各实施方式中说明的ITO的膜厚,能够将第一界面及第二界面的光反射比控制为1.0%以下。
本实施方式中的电致变色元件可以为平板状,也可以为曲面状。无论电致变色元件的形状如何,都能够得到1.0%以下的光反射比。
实施例
以下,使用实施例及比较例对本实施方式进行更具体的说明。
<使用了第1实施方式的电致变色元件10的膜构成的实验>
以下述方式构成图1所示的电致变色元件的层叠结构:将基板的膜厚设为300μm,将还原层的膜厚设为3μm,将氧化层的膜厚设为1.5μm,将电解质层的膜厚设为50μm。将电极层设为表1及表2中记载的膜厚。
基板使用了聚碳酸酯基板(折射率=1.59),电极层使用了ITO(折射率=2.1)。另外,虽无限定,但还原层使用了紫罗碱类化合物(折射率=1.45),氧化层使用了三芳基胺化合物(折射率=1.64),电解质层使用了有机凝胶状物质(多个有机盐与聚合物的混合物、折射率=1.50)。
使还原层侧的ITO的膜厚变更为100nm、123.5nm、130nm、136.5nm,并且使氧化层侧的ITO的膜厚变更为100nm、120.5nm、130nm、138nm。
在实验中,使用Olympus公司制造的光谱反射率测定器USPM测定了各PC基板与各ITO的界面在波长380nm~780nm下的分光反射光谱。将其实验结果示于图4、图5。图4是使还原层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第一界面的光谱反射特性,图5是使氧化层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第二界面的光谱反射特性。
可知如图4、图5那样,将ITO膜厚从100nm起增厚时,分光反射光谱向高波长侧移动。即,如图4、图5所示,ITO的膜厚为100nm时,光谱反射率成为0%的波长为450nm左右,并且波长550nm~580nm左右的波长带的光谱反射率升高至4%左右,但如果增厚ITO的膜厚,则光谱反射率成为0%的峰可以移动至530nm~580nm左右的波长带。
接下来,使用在图4、图5中测定的光谱反射率并按照JIS T 7334:2011计算出第一界面及第二界面的光反射比。将其实验结果示于表1及表2。
[表1]
光反射比 | |
ITO 100nm | 4.61 |
ITO 123.5nm | 0.99 |
ITO 130nm | 0.78 |
ITO 136.5nm | 0.98 |
[表2]
光反射比 | |
ITO 100nm | 3.66 |
ITO 120.5nm | 0.96 |
ITO 130nm | 0.66 |
ITO 138nm | 0.96 |
表1示出还原层侧的ITO的膜厚与第一界面的光反射比的关系。表2示出氧化层侧的ITO的膜厚与第二界面的光反射比的关系。
如表1所示,可知还原层侧的ITO的膜厚为100nm时,第一界面的光反射比成为4.61,变得非常大。另一方面,可知将ITO的膜厚设为123.5nm以上且136.5nm以下时,能够将第一界面的光反射比抑制在1.0%以下。
另外,如表2所示,可知氧化层侧的ITO的膜厚为100nm时,第二界面的光反射比成为3.66,变得非常大。另一方面,可知如果将ITO的膜厚设定为120.5nm以上且138nm以下,则能够将第二界面的光反射比抑制在1.0%以下。
<使用了第2实施方式的电致变色元件20的膜构成的实验>
以下述方式构成图2所示的电致变色元件的层叠结构:将基板的膜厚设为300μm,将还原层的膜厚设为3μm,将氧化层的膜厚设为1.5μm,将电解质层的膜厚设为50μm。将电极层的膜厚设为表3~表6中记载的膜厚。基板使用了“1.5基板”或“1.7基板”。“1.5基板”是指二乙二醇双烯丙基碳酸酯类镜片(折射率=1.5;HOYA株式会社制“HL”)。另外,“1.7基板”是指多硫化物类塑料镜片(折射率=1.7;HOYA株式会社制“EYRY”)。
电极层使用了ITO(折射率=2.1)。另外,虽无限定,但还原层使用了紫罗碱类化合物,氧化层使用了三芳基胺化合物,电解质层使用了有机凝胶状物质(多个有机盐与聚合物的混合物)。
在实验中,将使用了1.5基板的电致变色元件的还原层侧的ITO的膜厚变更为100nm、125nm、130nm、135nm,使氧化层侧的ITO的膜厚变更为100nm、124.5nm、129nm、134nm、
通过上述的方法测定了分光反射光谱。将其实验结果示于图6、图7。图6是使还原层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第一界面的光谱反射特性,图7是使氧化层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第二界面的光谱反射特性。
如图6、图7所示,ITO的膜厚为100nm时,在波长450nm左右,光谱反射率成为0%,并且在波长530nm~580nm的波长带中,光谱反射率为4%以上。另一方面,可知如果将ITO的膜厚设为约125nm~135nm,则可以使光谱反射率成为0%的峰移动至波长530nm~580nm左右的波长带。
接下来,使用在图6、图7中测定的光谱反射率并根据JIS T 7334:2011计算出第一界面及第二界面的光反射比。将其实验结果示于表3、表4。
在表3中示出使用了1.5基板的电致变色元件中的还原层侧的ITO的膜厚、与第一界面的光反射比的关系。另外,在表4中示出使用了1.5基板的电致变色元件中的氧化层侧的ITO的膜厚、与第二界面的光反射比的关系。
[表3]
光反射比 | |
ITO 100nm | 5.44 |
ITO 125nm | 0.99 |
ITO 130nm | 0.84 |
ITO 135nm | 0.99 |
[表4]
光反射比 | |
ITO 100nm | 4.48 |
ITO 124.5nm | 0.98 |
ITO 129nm | 0.87 |
ITO 134nm | 0.99 |
如表3所示,可知还原层侧的ITO的膜厚为100nm时,第一界面的光反射比成为5.44,变得非常大。与此相对,可知如果将ITO的膜厚设定为125nm以上且135nm以下,则能够将第一界面的光反射比抑制在1.0%以下、
另外,如表4所示,可知氧化层侧的ITO的膜厚为100nm时,第二界面的光反射比成为4.48,变得非常大。与此相对,可知将ITO的膜厚设定为124.5nm以上且134nm以下时,能够将第二界面的光反射比抑制在1.0%以下。
接下来,在实验中,将使用了1.7基板的电致变色元件的还原层侧的ITO的膜厚变更为100nm、125.5nm、130nm、134.5nm,使氧化层侧的ITO的膜厚变更为100nm、118nm、130nm、140nm。
通过上述的方法测定了分光反射光谱。将其实验结果示于图8、图9。图8是使还原层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第一界面的光谱反射特性,图9是使氧化层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的第二界面的光谱反射特性。
如图8、图9所示,可知ITO的膜厚为100nm时,在波长450nm左右,光谱反射率成为约0.5%以下,并且在波长530m~580nm的波长带中,光谱反射率为3%以上。另一方面,如果将ITO的膜厚设为约120nm~140nm,则可以使光谱反射率的最低峰(0.5%以下)移动至波长530nm~580nm左右的波长带。
接下来,使用在图8、图9中测定的光谱反射率并按照JIS T 7334:2011计算出第一界面及第二界面的光反射比。将其实验结果示于表5、表6。
在表5中示出使用了1.7基板的电致变色元件中的还原层侧的ITO的膜厚、与第一界面的光反射比的关系。另外,在表6中示出使用了1.7基板的电致变色元件中的氧化层侧的ITO的膜厚、与第二界面的光反射比的关系。
[表5]
光反射比 | |
ITO 100nm | 3.87 |
ITO 125.5nm | 0.99 |
ITO 130nm | 0.92 |
ITO 134.5nm | 0.99 |
[表6]
光反射比 | |
ITO 100nm | 2.93 |
ITO 118nm | 1.00 |
ITO 130nm | 0.62 |
ITO 140nm | 0.98 |
如表5所示,可知还原层侧的ITO的膜厚为100nm时,第一界面的光反射比成为3.87,变得非常大。与此相对,可知如果将ITO的膜厚设定为125.5nm以上且134.5nm以下,则能够将第一界面的光反射比抑制在1.0%以下。
另外,如表6所示,可知氧化层侧的ITO膜厚为100nm时,第二界面的光反射比成为2.93,变得非常大。与此相对,如果可知将ITO的膜厚设定为118nm以上且140nm以下,则能够将第二界面的光反射比抑制在1.0%以下。
<使用了第3实施方式的电致变色元件20的膜构成的实验>
按照以下的表7所示的膜厚层叠了图3所示的电致变色元件的层叠结构。
[表7]
整体构成
膜厚[μm] | |
基板(PC) | 300~ |
第一AR层 | 记载于表8 |
电极层(ITO) | 记载于表8 |
还原层 | 3 |
电解质层 | 50 |
氧化层 | 1.5 |
电极层(ITO) | 记载于表9 |
第二AR层 | 记载于表9 |
基板(PC) | 300~ |
表7示出第3电致变色元件30整体的膜构成,将构成AR层的各材料层的材料构成及膜厚、及电极层的膜厚示于表8、表9。
需要说明的是,各基板使用了聚碳酸酯基板,各电极层使用了ITO。另外,虽无限定,但还原层使用了紫罗碱类化合物,氧化层使用了三芳基胺化合物,电解质层使用了有机凝胶状物质(多个有机盐与聚合物的混合物)。基板、电极层、还原层、氧化层、及电解质层的折射率与第1实施方式相同。
在实验中,使还原层侧的ITO的膜厚变更为100nm(实施例1)、123.5nm(实施例2)、130nm(实施例3)、136.5nm(实施例4),使氧化层侧的ITO的膜厚变更为100nm(实施例5)、120nm(实施例6)、130nm(实施例7)、138nm(实施例8)。
图10是在将还原层侧的ITO的膜厚及氧化层侧的ITO的膜厚分别固定为100nm的电致变色元件中没有防反射层的方式(比较例)、及设置有防反射层的方式(实施例1及实施例5)的光谱反射特性。如图10所示,可知在比较例1中,光谱反射率成为0%的波长为约430nm~450nm左右,在波长530nm~580nm下,光谱反射率增大至3%以上。另一方面,可知在实施例1及实施例5中,光谱反射率成为0%的波长移动至530nm~580nm左右。
图11是使还原层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的实施例1~实施例4中的第一界面的光谱反射特性,图12是使氧化层侧的ITO膜厚进行各种变化而测定的实施例5~实施例8中的第二界面的光谱反射特性。
如图11、图12所示,可知在具有防反射层的实施例1~实施例8的电致变色元件中,无论ITO的膜厚如何,都可以将波长530nm~580下的光谱反射率抑制为非常低的水平。即,根据图11、图12可知,与ITO的膜厚相应地适宜调整了防反射层的膜构成,使得在530nm~580nm波长带中光谱反射率几乎为0%。
接下来,使用在图11、图12中测定的光谱反射率并按照JIS T 7334:2011计算出第一界面及第二界面的光反射比。将其实验结果示于表8、表9。
[表8]
[表9]
如表8所示,在还原层侧具有防反射层的构成中,通过相对于ITO的膜厚来调整防反射层的膜构成,能够将第一界面的光反射比抑制在1.0%以下、优选抑制在0.75%以下。虽无限定,但可以在100nm~136.5nm的范围内调整ITO的膜厚。在将ITO的膜厚设为100nm~136.5nm的范围的情况下,作为防反射层的膜构成,设为SiO2与ZrO2的层叠结构,以在防反射层中最厚的方式形成与第一基板(PC)相接的SiO2的膜厚。具体设为140nm以上且200nm以下。另外,使ZrO2的膜厚比SiO2薄,设为2nm~30nm左右。将防反射层的总数设为2层或3层,在设为3层的情况下,以10nm~60nm左右形成于第一电极层(ITO)相接的SiO2的膜厚。
另外,在表9所示的氧化层侧具有防反射层的构成中,通过对于ITO的膜厚调整防反射层的膜构成,能够将第二界面的光反射比抑制在1.0%以下、优选抑制在0.45%以下。虽无限定,但可以在100nm~138nm的范围内调整ITO的膜厚。在将ITO的膜厚设为100nm~138nm的范围的情况下,作为防反射层的膜构成,设为SiO2与ZrO2的层叠结构,以在防反射层中最厚的方式形成与第一基板(PC)相接的SiO2的膜厚。具体设为50nm以上且100nm以下。ZrO2的膜厚比SiO2薄,设为5nm~30nm左右。防反射层的总数优选设为3层或4层。
工业实用性
本实用新型的电致变色元件能够将光反射比抑制在1.0%以下。这样一来,能够将反射抑制为较低水平,因此,如果将电致变色元件用作例如作为调光眼镜的镜片,则可以得到优异的佩戴性。
本申请基于2020年10月21日申请的日本特愿2020-176814,在本申请中包含其全部内容。
Claims (8)
1.一种电致变色元件,其具有:
基板、和
与所述基板相叠合地配置的电致变色膜,
其特征在于,
所述电致变色膜具有电极层和电致变色层,
所述电极层与所述基板侧的界面的光反射比为1.0%以下。
2.根据权利要求1所述的电致变色元件,其中,
所述电极层是由ITO形成的透明电极层,ITO与所述基板侧的界面的光反射比为1.0%以下。
3.根据权利要求1或2所述的电致变色元件,其具有第二基板/第二电极层/氧化层/电解质层/还原层/第一电极层/第一基板的层结构,
所述第一电极层与所述第一基板的第一界面、及所述第二电极层与所述第二基板的第二界面的光反射比分别为1.0%以下。
4.根据权利要求3所述的电致变色元件,其中,
所述第一基板是聚碳酸酯基板、所述第一电极层是膜厚为123.5nm以上且136.5nm以下的透明电极,和/或
所述第二基板是聚碳酸酯基板、所述第二电极层是膜厚为120.5nm以上且138nm以下的透明电极。
5.根据权利要求3所述的电致变色元件,其中,
所述第一基板是折射率为1.5的塑料基板、所述第一电极层是膜厚为125nm以上且135nm以下的透明电极,和/或
所述第二基板是折射率为1.5的塑料基板、所述第二电极层是膜厚为124.5nm以上且134nm以下的透明电极。
6.根据权利要求3所述的电致变色元件,其中,
所述第一基板是折射率为1.7的塑料基板、所述第一电极层是膜厚为125.5nm以上且134.5nm以下的透明电极,和/或
所述第二基板是折射率为1.7的塑料基板、所述第二电极层是膜厚为118nm以上且140nm以下的透明电极。
7.根据权利要求1所述的电致变色元件,其中,
在所述基板与所述电致变色膜之间设置有防反射层。
8.一种眼镜用镜片,其特征在于,该眼镜用镜片是权利要求1所述的电致变色元件,所述基板是镜片基板。
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