JP2001209077A

JP2001209077A - エレクトロクロミックミラー

Info

Publication number: JP2001209077A
Application number: JP2000018511A
Authority: JP
Inventors: Takuo Mochizuka; 多久男持塚
Original assignee: Murakami Corp
Current assignee: Murakami Corp
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: US6618180B2; US20010010590A1; JP3924103B2

Abstract

(57)【要約】【課題】反射金属膜の耐腐食性を向上させた固体式Ｅ
Ｃミラーを提供する。【解決手段】固体式のエレクトロクロミックミラーに
おいて、ガラス基板２２の片面（光の入射側から見て裏
面）にＩＴＯ透明電極膜２４とアノード化合物膜２６、
固体電解質膜２８、カソード化合物膜３０の３層からな
るＥＣ素子３１とを順次積層して成膜する。さらにその
表面に高反射金属材料膜３２、高耐食性金属膜３３を順
次積層する。高反射金属材料膜３２は、高耐食性金属３
３で覆われ、外部からの水分の侵入による腐食の防止効
果を高めているため、オフセット幅２２ｂを縮小するこ
とができ、有効視界範囲２２ａを拡大することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】この発明は、防眩ミラー、調光窓
等に利用されるエレクトロクロミック（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｃｈｒｏｍｉｃ）（以下「ＥＣ」という。）素子を用い
た、特に電解質を固体で構成した固体式ＥＣミラーの反
射膜構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＣ素子はその光透過率の可変性を利用
して、自動車の防眩ミラーや調光窓等に利用されてい
る。従来の固体式ＥＣミラーとしては、図２に示す構造
のものがあった。透明なガラス基板２の片面（光の入射
側から見て裏面）に透明電極膜４と、アノード化合物膜
６、固体電解質膜８、カソード化合物膜１０の３層から
なるＥＣ素子１１と、Ａｌ反射電極膜１２が積層して設
けられている。Ａｌ反射電極膜１２の一部は、配線１２
ａを構成し、該配線１２ａはＥＣ素子１１の端面を通
り、透明電極膜４の一部を通してガラス基板２に設けら
れたカソード側電極部１８に電気的に接続されている。
透明電極膜４は、ＥＣ素子１１の下端部付近の箇所にレ
ーザビームカッティング等でスリット１５が形成され
て、上下に分断されている。このスリット１５により、
アノード側電極部１７とカソード側電極部１８が透明電
極膜４を通して短絡することを防止している。スリット
１５を形成する位置は理論的にはＥＣ素子１１の下端部
のすぐ上の位置でよいが、実際には該スリット１５を形
成する際の位置決め誤差を考慮して、ＥＣ素子１１の下
端部から約１ｍｍ位上の位置に該スリット１５を形成し
ている。スリット１５は人の目で線として視認されるた
め、製品としてはスリット１５をミラーホルダで隠す必
要がある。したがって、ＥＣ素子１１の下端部から約１
ｍｍの領域はスリット所要幅２ｃとして反射鏡としての
範囲から除外される。また、Ａｌ反射電極膜１２の上端
部は、Ａｌ反射電極膜１２が、透明電極膜４に接触した
状態に形成されるのを防止するために、Ａｌ反射電極膜
１２を成膜する際の位置決め誤差を考慮して、ＥＣ素子
１１の上端部から約０．５ｍｍ程度離して、絶縁幅２ｄ
を設けて形成している。絶縁幅２ｄは、Ａｌ反射電極膜
１２が成膜されていないため、反射鏡としての機能がな
い。Ａｌ反射電極膜１２の表面は封止樹脂１４で封止さ
れ、Ａｌ反射電極膜１２を外気の水分や汚れから保護
し、Ａｌ反射電極膜１２の水分による腐食の防止を図っ
ている。さらに封止樹脂１４の表面には封止ガラス１６
が装着され外気の温度、湿度変化に対して安定性を高め
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図２のＥＣミラーの構
造では、温度、湿度変化により、封止樹脂１４の外周面
（外気に露出している面）を通して外気に含まれる水分
が侵入することがあった。封止樹脂１４から侵入した水
分は、封止樹脂１４に接しているＡｌ反射電極膜１２の
表面およびＡｌ反射電極膜１２の一部として構成されて
いる配線１２ａを腐食させる。

【０００４】Ａｌ反射電極膜１２の腐食による弊害の１
つは、反射像が不明確になる点である。またもう１つ
は、Ａｌは腐食によって絶縁体（Ａｌ_２Ｏ_３）となるこ
とである。配線１２ａが絶縁体となることによってＡｌ
反射電極膜１２にＥＣ素子１１の着色、消色に必要な電
流が十分かつ均一に流れなくなり、ＥＣミラーの色むら
および着色、消色速度の低下を招いていた。

【０００５】上記のようなＡｌ反射電極膜１２の腐食を
防止するため、封止樹脂を十分な厚み（例えば約３ｍｍ
程度）に形成して、水分の侵入を確実に防止する必要が
あった。ところが封止樹脂１４を十分な厚みに形成する
ためには、ＥＣ素子１１およびＡｌ反射電極膜１２は、
ガラス基板２の外周端面より十分（約３ｍｍ程度）内側
にずらして（オフセットして）形成し、そのＥＣ素子１
１等が形成されていない約３ｍｍ程度のオフセット幅２
ｂを封止樹脂１４の厚みとして設ける必要があった。こ
のため、ガラス基板２の外周縁付近は、封止樹脂を設け
るためのオフセット幅２ｂ、上述のスリット所要幅２ｃ
および絶縁幅２ｄの範囲を反射面として構成できず、そ
れらを除いた有効視界範囲２ａは狭かった。また、これ
に伴い、ガラス基板２の有効視界範囲２ａを除いた部分
を隠すためのミラーホルダー３は幅が広く見栄えが悪か
った。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、上記の点に鑑みてなされた
もので、Ａｌ等の反射電極膜の耐腐食性を向上させるこ
とによりガラス基板に対して有効視界範囲を拡大した固
体式ＥＣミラーを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、透明基板
と、該透明基板の表面に順次積層された第１導電膜、ア
ノードまたはカソード化合物膜、固体電解質膜、カソー
ドまたはアノード化合物膜および第２導電膜を少なくと
も有し、該第２導電膜が、前記カソードまたはアノード
化合物側から高反射金属材料膜と高耐食性金属膜の少な
くとも２層を積層した積層体からなるものである。これ
によれば、高反射金属材料膜の表面に高耐食性金属膜を
成膜したので、外気に含まれる水分を高耐食性金属膜で
遮断して、高反射金属材料膜を腐食から保護することが
でき、これにより高反射金属材料膜の耐腐食性が向上
し、もって視認性を維持するとともに、ＥＣ素子の着
色、消色機能の低下を防止することができる。また、高
耐食性金属膜は、従来の封止樹脂に比べて、反射膜の保
護機能を確保しつつ薄く形成することができ、オフセッ
ト幅を小さくできるため有効視界範囲を広く確保するこ
とができる。

【０００８】前記高反射金属材料膜は、例えば半透過性
膜を用いて構成することができる。これによれば、高反
射金属材料膜と高耐食性金属反射膜による反射が得ら
れ、高耐食性金属膜だけの場合よりも高い反射率が得ら
れる。また、高反射金属材料膜の使用量を少なくするこ
とができるため、高価な高反射金属材料を使用する場合
でも材料コストの低減を図ることができる。

【０００９】前記高反射金属材料膜は、また光を透過し
ない膜を用いて構成することもできる。

【００１０】この発明は、例えば前記高耐食性金属膜
を、前記高反射金属材料膜、前記カソードまたはアノー
ド化合物膜、前記固体電解質膜、前記アノードまたはカ
ソード化合物膜の端面を通り、前記透明基板または該透
明基板付近まで延設し配線として構成することができ
る。

【００１１】また、この発明は、例えば前記高反射金属
材料膜と前記高耐食性金属膜の積層体を、前記カソード
またはアノード化合物膜、前記固体電解質膜、前記アノ
ードまたはカソード化合物膜の端面を通り、前記透明基
板または該透明基板付近まで延設し配線として構成する
ことができる。いずれの場合も、高耐食性金属膜で構成
された配線は腐食し難いため、ＥＣ素子の着色、消色に
必要な電流を流すことができ、ＥＣミラーの色むらおよ
び着色、消色速度の低下を防止することができる。

【００１２】また、この発明は、前記高耐食性金属膜の
表面に樹脂フィルム、エポキシ樹脂または塗料等からな
る封止樹脂層を備え、該封止樹脂層の表面にガラス、プ
ラスチックまたは金属等からなる封止基板を備えること
ができる。これにより、外気の急激な温度、湿度変化に
対してより高度な耐環境性および水分に対する耐腐食性
を得ることができる。この場合、高耐食性金属により耐
腐食性が得られているため、封止樹脂層は従来のものに
比べて薄くすることができ、オフセット幅を小さくでき
るため有効視界範囲を広く確保することができる。

【００１３】また、この発明は、前記高反射金属材料膜
を、Ｓｎ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈのいずれかを主成分として
構成することができる。

【００１４】また、この発明は、前記高耐食性金属膜
を、Ｃｒ、Ｎｉのいずれかを主成分として構成すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を以下説明
する。図１は、この発明によるＥＣミラーの断面構造を
示す模式図である。無色透明のガラス基板２２の片面
（光の入射側から見て裏面）には第１導電膜としてＩＴ
Ｏ透明電極膜２４を蒸着、スパッタリング等で成膜し、
ＩＴＯ透明電極膜２４の表面にＩｒ−Ｓｎ（イリジウム
−錫）等で形成されたアノード化合物膜２６と、Ｔａ_２
Ｏ_５等で形成された固体電解質膜２８と、ＷＯ_３等で形
成されたカソード化合物膜３０の３層からなるＥＣ素子
３１が蒸着、スパッタリング等で順次積層して成膜され
ている。ＥＣ素子３１の表面には、第２導電膜２９とし
て、Ａｌ等で形成された高反射金属材料膜３２と、Ｃｒ
等で形成された高耐食性金属膜３３が蒸着、スパッタリ
ング等で順次積層して成膜されている。高反射金属材料
膜３２は、ここでは光透過性膜を構成する厚さに形成さ
れている。該高耐食性金属膜３３の一部は、配線３３ａ
を構成し、該配線３３ａはＥＣ素子３１の端面を通りガ
ラス基板２２の一端部（例えば下端部）にクリップ状に
形成、装着されたカソード側電極部５０に電気的に接続
されている。高耐食性金属膜３３の表面および膜２４、
３１、３２、３３の積層体の外周端面全体は樹脂フィル
ム、エポキシ樹脂または塗料等からなる封止樹脂３４で
封止されている。封止樹脂３４の表面には外気の温度、
湿度変化に対して安定性を高めるための封止ガラス３６
が装着されている。ＩＴＯ透明電極膜２４は、ガラス基
板２２の他端部（例えば上端部）にクリップ状に形成、
装着されたアノード側電極部４８に電気的に接続されて
いる。

【００１６】ＩＴＯ透明電極膜２４は、ＥＣ素子３１の
端面（図では下端）から約１ｍｍ程度離れた箇所にスリ
ット３７が形成されて上下に分断されている。このスリ
ット３７により、アノード側電極部４８とカソード側電
極部５０がＩＴＯ透明電極膜２４を通して短絡すること
を防止している。ＥＣ素子３１の端面位置とスリット３
７の形成位置との間のスリット所要幅２２ｃは反射鏡と
しての範囲から除外されている。

【００１７】高反射金属材料膜３２は、ここでは製造工
程上の簡易性を考慮してＥＣ素子３１と同一工程で（同
一マスクを使用して）成膜している。このため、高反射
金属材料膜３２には絶縁幅が形成されてなく、ＩＴＯ透
明電極膜２４と一部が接触した状態に形成されている恐
れがある。しかし、ここでは高反射金属材料膜３２は半
透過性膜を構成する程度に非常に薄く形成されているた
め、ＩＴＯ透明電極膜２４とたとえ一部が接触しても、
接触抵抗は大きく、短絡状態には至らない。これに対
し、高耐食性金属膜３３は、ＥＣ素子３１の端部（図で
は上端）から０．５ｍｍ程度の絶縁幅２２ｄを設けて成
膜している。このミラーは、入射光を高反射金属材料膜
３２の表面で一部反射し、高耐食性金属膜３３が、高反
射金属材料膜３２が透過する光をさらに反射し、高反射
金属材料膜３２と高耐食性金属膜３３とで車両用ミラー
としての反射率を確保している。絶縁幅２２ｄは、高耐
食性金属膜３３が成膜されていないため、十分な反射率
が得られていない。

【００１８】電源４０（車両のバッテリーを供給源とす
る電源等）からは、スイッチ４２（アナログスイッチ
等）が接点ａに接続されている時、配線４４を介してア
ノード側電極部４８に正極性の電位が与えられ、配線４
６を介してカソード側電極部５０に負極性の電位が与え
られる。スイッチ４２が接点ａに接続されている状態で
は、ＥＣ素子３１の酸化還元反応により、ＥＣミラーは
防眩（着色）状態となる。ＩＴＯ透明電極膜２４の一部
分にはスリット３７が形成され、アノード側電極部４８
とカソード側電極部５０がＩＴＯ透明電極膜２４を通し
て短絡することを防止している。

【００１９】着色状態からスイッチ４２を接点ｂ側に切
り換えると、アノード側電極部４８とカソード側電極部
５０間が短絡されて瞬時に消色する。

【００２０】アノード側電極部４８とカソード側電極部
５０間にはスイッチ４２と並列に抵抗体５２が接続され
ている。着色状態の時に素子の駆動回路が故障すれば、
スイッチ４２が開放状態となるが、アノード側電極部４
８とカソード側電極部５０は抵抗体５２を介して緩やか
にゼロ電位平衡となり消色する。

【００２１】自動車用防眩ミラーは、外気にさらした環
境において使用されるため、耐環境テスト（気温８５
℃、湿度８０％、７２０時間放置等）が行われ、反射金
属膜に腐食を生じないことが必要とされる。図１に示す
ＥＣミラーでは、腐食しやすいＡｌ等からなる高反射金
属材料膜３２の表面をＣｒ等からなる高耐食性金属膜３
３で覆っているので、封止樹脂３４の外周面（外気に露
出している面）から水分が侵入しても、高耐食性金属膜
３３で遮断されて、高反射金属材料膜３２へは到達せ
ず、高反射金属材料膜３３の腐食は防止される。

【００２２】このように、高耐食性金属膜３３を設ける
ことにより、高反射金属材料膜３２の腐食防止効果が高
まるので、封止樹脂３４の厚み、すなわちＥＣ素子のオ
フセット幅２２ｂを小さく（例えば２ｍｍ以下）するこ
とができる。したがって、ＥＣ素子３１の形成ができな
い範囲をガラス基板２２の外周端面より約２ｍｍに狭め
ることができるので、ガラス基板２２からオフセット幅
２２ｂ、スリット所要幅２ｃおよび絶縁幅２２ｄを除い
た有効視界範囲２２ａを広く確保することができる。ガ
ラス基板２２の有効視界範囲２２ａを除いた部分は、反
射鏡としての機能がなく、誤認防止のためミラーホルダ
２３が設けられている。また、配線３３ａが高耐食性金
属膜３３により構成されるため、配線３３ａが腐食によ
り絶縁体となることがなく、ＥＣ素子の着色、消色に必
要な電流を流すことができ、ＥＣミラーの色むらおよび
着色、消色速度の低下を防止することができる。

【００２３】

【他の実施の形態】この発明の他の実施の形態を図３に
示す。図３は、この発明によるＥＣミラーの断面図であ
る。図１に示した構造と同様に、ガラス基板２２の片面
に第１導電膜としてＩＴＯ透明電極膜２４が設けられ、
ＩＴＯ透明電極膜２４の表面にはアノード化合物膜２
６、固体電解質膜２８、カソード化合物膜３０の３層か
らなるＥＣ素子３１が設けられている。ＥＣ素子３１の
表面には、第２導電膜２９として、Ａｌ等で形成された
高反射金属材料膜３２とＣｒ等で形成された高耐食性金
属膜３３が積層成膜されている。高反射金属材料膜３２
は半透過性薄膜を構成する厚さに形成されている。ま
た、ここでは高反射金属材料膜３２と高耐食性金属膜３
３を同一工程で成膜するため、両膜３２、３３に共通に
絶縁幅２２ｄを形成している。該高反射金属材料膜３２
および該高耐食性金属膜３３の積層体の一部は、配線３
８を構成し、該配線３８は、ＥＣ素子３１の端面を通り
ガラス基板２２の一端部（例えば下端部）に装着された
カソード側電極部５０に電気的に接続されている。高耐
食性反射膜３３の表面および膜２４、３１、３２、３３
の積層体の外周端面全体は樹脂フィルム、エポキシ樹脂
または塗料等からなる封止樹脂３４で封止されている。
封止樹脂３４の表面には外気の温度、湿度変化に対して
安定性を高めるための封止ガラス３６が装着されてい
る。ＩＴＯ透明電極膜２４は、ガラス基板２２の他端部
（例えば上端部）に装着されたアノード側電極部４８に
電気的に接続されている。その他電源および配線に関し
ては、図１に記載の実施の形態と同一であるため図示お
よび説明を省略する。

【００２４】この発明のさらに別の実施の形態を図４に
示す。図４は、この発明によるＥＣミラーの断面図であ
る。図１に示した構造と同様に、ガラス基板２２の片面
にＩＴＯ透明電極膜２４が設けられ、ＩＴＯ透明電極膜
２４の表面にはアノード化合物膜２６、固体電解質膜２
８、カソード化合物膜３０の３層からなるＥＣ素子３１
が設けられている。ＥＣ素子３１の表面には、第２導電
膜２９として、Ａｌ等で形成された高反射金属材料膜３
２とＣｒ等で形成された高耐食性金属膜３３が積層成膜
されている。該高反射金属材料膜３２および該高耐食性
金属膜３３の一部は、配線３３ａを構成し、該配線３３
ａはＥＣ素子３１の端面を通りガラス基板２２の一端部
（例えば下端部）に装着されたカソード側電極部５０に
電気的に接続されている。ＩＴＯ電極膜２４は、ガラス
基板２２の他端部（例えば上端部）に装着されたアノー
ド側電極部４８に電気的に接続されている。その他電源
および配線に関しては、図１に記載の実施の形態と同一
である。

【００２５】図４に示す構造によれば、図１、図２の構
造と異なり、高耐食性金属膜３３の表面に封止樹脂３４
および封止ガラス３６を設けていない。環境変化の少な
い場所で使用する時は、外気からの高反射金属材料膜３
２の腐食に対して、高耐食性金属膜３３のみでも十分な
防止効果が得られる場合がある。よって封止樹脂３４お
よび封止ガラス３６の工程を省略することができ、材料
のコストを削減することができる。

【００２６】また、図４の構造において、高耐食性金属
３３の表面および膜２４、３１、３２、３３の外周端面
全体を樹脂フィルム、エポキシ樹脂、または塗料等から
なる封止樹脂（図１、２の符号３４）で被覆して封止
し、封止ガラス３６は設けない構造としたインナーミラ
ーあるいはアウターミラーも実現可能である。

【００２７】なお、以上の各実施の形態において、アノ
ード化合物膜２６とカソード化合物膜３０の配置を入れ
替えることもできる。また、上記各実施の形態では、高
反射金属材料膜を非常に薄い膜に形成して半透過成膜に
形成したが、微細な島状（点状）に形成して半透過成膜
に形成することもできる。また、高反射金属材料膜は半
透過性に限らず、光を透過しない膜に形成することもで
きる。

【００２８】

【実施例】図４のＥＣミラー２０を用いて自動車用防眩
ミラーを構成した実施例を説明する。ガラス基板２２を
自動車用バックミラーの寸法（縦約１００ｍｍ、横約２
００ｍｍ）に形成する。ガラス基板２２の表面にＩＴＯ
透明電極膜２４を成膜し、該ＩＴＯ透明電極膜の表面
に、Ｉｒ−Ｓｎで形成されたアノード化合物膜２６、Ｔ
ａ_２Ｏ_５で形成された固体電解質膜２８、ＷＯ_３で形成
されたカソード化合物膜３０、Ａｌで形成された高反射
金属材料膜３２を真空中で高周波を用いたイオンプレー
ティング法により、順次積層して成膜した。この時のそ
れぞれの膜厚は５０ｎｍ、５００ｎｍ、５００ｎｍ、３
０ｎｍである。さらにその表面に、Ｃｒで形成された高
耐食性金属膜３３を真空蒸着法により成膜した。この
時、該高耐食性金属膜３３の膜厚は約１００ｎｍであ
る。その他電源および配線に関しては、図１に記載の実
施の形態と同一である。

【００２９】この構造のＥＣ防眩ミラーは、電圧をかけ
ない状態では、５０％の反射率を示す。そこから、スイ
ッチ４２を接点ａに接続し、１．３Ｖの電圧を印加する
と、反射率は８％に変化する。さらに、スイッチ４２を
接点ｂに接続すると、両極間が短絡し反射率は５０％に
戻り、ＥＣ防眩ミラーとして実用上良好な特性を得てい
ることを確認した。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＥＣミラーの実施の断面構造を示
す、模式図である。

【図２】従来のＥＣミラーの断面構造を示す模式図で
ある。

【図３】この発明のＥＣミラーの他の実施の形態を示
す図で、該ミラーの断面構造を示す模式図である。

【図４】この発明のＥＣミラーのさらに別の実施の形
態を示す図で、該ミラーの断面構造を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

２０…ＥＣミラー（エレクトロクロミックミラー）、２
２…ガラス基板（透明基板）、２４…ＩＴＯ透明電極膜
（第１導電膜）、２６…アノード化合物膜、２８…固体
電解質膜、２９…第２導電膜、３０…カソード化合物
膜、３２…高反射金属材料膜、３３…高耐食性金属膜、
３４…封止樹脂（封止樹脂層）、３６…封止ガラス（封
止基板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、該透明基板の表面に順次積層
された第１導電膜、アノードまたはカソード化合物膜、
固体電解質膜、カソードまたはアノード化合物膜および
第２導電膜を少なくとも有し、該第２導電膜が、前記カソードまたはアノード化合物側
から高反射金属材料膜と高耐食性金属膜の少なくとも２
層を積層した積層体からなるエレクトロクロミックミラ
ー。
【請求項２】前記高反射金属材料膜が、半透過性膜であ
る請求項１記載のエレクトロクロミックミラー。
【請求項３】前記高反射金属材料膜が、光を透過しない
膜である請求項１記載のエレクトロクロミックミラー。
【請求項４】前記高耐食性金属膜が前記高反射金属材料
膜、前記カソードまたはアノード化合物膜、前記固体電
解質膜、前記アノードまたはカソード化合物膜の端面を
通り、前記透明基板または該透明基板付近まで延設され
てなる請求項１から３のいずれかに記載のエレクトロク
ロミックミラー。
【請求項５】前記高反射金属材料膜と前記高耐食性金属
膜の積層体が、前記カソードまたはアノード化合物膜、
前記固体電解質膜、前記アノードまたはカソード化合物
膜の端面を通り、前記透明基板または該透明基板付近ま
で延設されてなる請求項１から３のいずれかに記載のエ
レクトロクロミックミラー。
【請求項６】前記高耐食性金属膜の表面に封止樹脂層を
備え、該封止樹脂層の表面に封止基板を備えた請求項１
から５のいずれかに記載のエレクトロクロミックミラ
ー。
【請求項７】前記高反射金属材料膜が、Ｓｎ、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｒｈのいずれかを主成分とする請求項１から６のい
ずれかに記載のエレクトロクロミックミラー。
【請求項８】前記高耐食性金属膜が、Ｃｒ、Ｎｉのいず
れかを主成分とする請求項１から７のいずれかに記載の
エレクトロクロミックミラー。