JP2001527226A - 高い光透過性を有する電着セル - Google Patents

高い光透過性を有する電着セル

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JP2001527226A JP2000525784A JP2000525784A JP2001527226A JP 2001527226 A JP2001527226 A JP 2001527226A JP 2000525784 A JP2000525784 A JP 2000525784A JP 2000525784 A JP2000525784 A JP 2000525784A JP 2001527226 A JP2001527226 A JP 2001527226A
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テンチ，ディー・モーガン
ウォーレン，レスリー・エフ，ジュニアー
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ロックウェル・サイエンス・センター・エルエルシー
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Abstract

(57)【要約】 電気化学装置は局部的な領域に配置された透明な第一の電極（106）と第二の電極（110）を有する。電解液（112）が第一および第二の電極の間に配置されていてこれらと電気的に接触していて、第一および第二の電極の上に電着し得る金属のイオン（116）を含有している。この金属（114）の原子が第一または第二の電極の上に付着される。第一の電極に負の電位が負荷されると、付着している金属は第二の電極から電解液の中へ溶解し、そして電解液から第一の電極の上に電着し、それによって装置を通る電磁放射線（122）の伝播が影響を受ける。逆に、第一の電極に正の電位が負荷されると、付着している金属は第一の電極から溶解し、電解液から第二の電極の上に電着し、それによって装置の透過率が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 本発明は制御可能な透過率を有する装置に関する。
【０００２】 建物や輸送車両の窓を透過する日光は（温室効果によって）熱を発生させ、不
快な環境を生じさせ、そして空調の必要性と費用を増大させる。様々な日光の条
件において用いるように調節可能な透過性を有する「スマートウィンドー（smar
t windows）」を提供する現在の解決法は、光吸収性材料の使用を含む。これら の解決法は部分的にしか効果的でない。というのは、ウィンドー自体が加熱され
るからであり、またこれらの装置（例えばエレクトロクロミックデバイス）は比
較的高価で、耐久性と周期寿命が限られているからである。特定の液体結晶系の
ウィンドーシステムは透過状態と不透明／散乱状態の間の切り替えを行うが、し
かしこれらのシステムは透明状態を維持するためのかなりの電圧を必要とする。
可変透過率を有していて安価で耐久性が高い低電圧の装置に対する重要な必要性
が存在する。
【０００３】 光の調節のための金属の可逆電着（reversible electrodeposition）を開発す
るための従来技術の試みにおいて、透明な基板上に得られた堆積物は、粗く、そ
して黒や灰色の、あるいはしばしば着色された外観（これは典型的には微細に分
割された金属である）を呈し、特に厚い場合には、低い反射率と高い光吸収度を
示していた。そのような堆積物は背景からの反射率に関係するディスプレーの用
途について研究され、コントラストを改善するためにしばしば白色顔料が添加さ
れた。Warszawski（米国特許5,056,899）は、ディスプレーに関するものである が、可逆金属電着がディスプレーの用途に最適であることを教示している。とい
うのは、透過装置についての重大な欠点が提示されたからである（例えば対極（
counter electrode）における金属付着の可能性）。そのような教示は、スマー トウィンドーへの可逆金属電着を適用する際には微細に分割された電着した金属
によって光の吸収が行われなければならず、それによって装置自体の加熱、ひい
ては内部空間の加熱が起こる、ということを示唆している。この先行技術文献は
また、透過型の装置については、可逆金属電着は補助対極反応の使用を必要とし
、さもなければ、堆積物が作用電極から脱めっきするときに対極上に金属がめっ
き付着する可能性を教示している。
【０００４】 この先行技術文献に記載された電解質は、補助酸化還元種（例えば臭化物、ヨ
ウ化物、または塩化物）を含有していて、これは金属が堆積する間に対極におい
て酸化され（例えば臭素、ヨウ素、または塩素に）、それによって長期間の作動
の間に化学作用に関係する不安定性が導入され、そして開回路上で金属堆積物の
溶解が生じることによって記憶効果が著しく低下する（例えば、2Ag0＋Br2→2Ag
Br）。大部分の場合、消去が生じる間にこの補助酸化還元プロセスによって対極
における金属の付着が妨げられ、それによってディスプレー用途に望ましい限界
電圧が導入される。金属のめっき／脱めっきが対極において生じてそして限界電
圧が観察されないときであっても、この補助酸化還元プロセスは重要な副反応に
相当する。例えば、Warszawskiの３〜４欄（対極ペースト中に銅またはニッケル
が存在していたとき）、Duchene他の「電解ディスプレー」（IEEE Transactions
on Electron Devices、ED-26巻、８号、1243〜1245ページ）（1979年８月）、 フランス特許2,504,290（1982年10月22日）を参照されたい。これらの特許と文 献の先行技術において見いだされるように、全ての電着装置のために少なくとも
１Ｖの高いスイッチング電圧が用いられた。
【０００５】 Warszawskiは、グリッド対極の使用によって均一性の低い堆積物が生じるが、
これは（用いられるゲル状電解質の非常に薄い膜の結果）透明な作用電極上の堆
積が対極グリッド線の近傍に高度に局在化されるためである、ということを教示
している。Warszawskiはまた、大気中の汚染物質に対する感受性を最少化し、ま
た密封シールを設ける必要性を回避するための水性ゲル状電解質の使用を教示し
ている。しかし、そのような電解質においては、高い沸騰性溶媒を用いる有機系
電解質と比較して、温度と電圧の作動範囲がかなり限定されている。
【０００６】 先行技術文献は、記憶効果は一時的なものであることを教示している。これは
、金属のめっき／脱めっきとは異なる対極反応が生じる結果である。対極におい
て発生した有力な酸化生成物は、作用電極上の金属堆積物の溶解を、開回路上で
化学的に（遅く）、あるいは短絡の間に電気化学的に（速く）、生じさせること
がある。
【０００７】 Nishikitani他（欧州特許0,618,477）は、スマートウィンドーの用途のための
エレクトロクロミックデバイスにおける対極は実質的に透明な金属グリッドにす
ることができることを教示している。しかし、エレクトロクロミックデバイスに
おいては金属の電着は生じないので、この場合のグリッドは、金属の付着を局在
化させることによって透明性を維持するためではなく、透明な電極を与えるため
に用いられる。さらに、エレクトロクロミックデバイスのための適当な電気容量
を与えるために、Nishikitaniのグリッドは非常に大きい表面積（少なくとも１ ０m2/g、好ましくは５０〜５０００m2/g）と５０〜５０００μmの線幅を必要と するだろう。あるいは、導電性基板上に多数のドットを用いることができる。し
かし、そのドットは１farad/g以上の電気キャパシタンスを有する微細な粒子を 含んでいなければならない。
【０００８】 発明の要約 本発明の電着装置は可視光線とその他の電磁放射線の伝播の効率的で正確な制
御を可能にする。装置は透明な第一の電極を有し、第二の電極が局部的な領域に
配置されている。第一の電極と第二の電極の間に電解液が配置されていて、電極
の上に電着し得る金属のイオンが電解液の中に溶解している。金属の多数の原子
が第一の電極と第二の電極のいずれかの上に付着される。
【０００９】 第二の電極に対して第一の電極に負の電位が負荷されるとき、この負荷された
電位によって、付着している金属は第二の電極から電解液の中へ溶解し、そして
電解液から第一の電極の上に電着し、それによって装置を通る放射線の伝播が妨
げられる。逆に、極性が逆になって第二の電極に対して第一の電極に正の電位が
負荷されるとき、この負荷された電位によって、付着している金属は第一の電極
から溶解し、電解液から第二の電極の上に電着し、それによって装置の透過率が
増大する。
【００１０】 様々な態様において、第二の電極は放射線に対して実質的に透過性であるよう
に形成することができ、また所望のパターン（例えば文字状）で放射線をブロッ
クするように分布させることができる。第二の電極は連続した導電体にし、例え
ばガラス基板上の電気化学的に安定な導電性のメッシュのパターンにすることが
でき、あるいは不連続の導電体にし、例えばガラス上の透明な導電性の膜の上の
ドットマトリックスパターンにすることができる。第二の電極と第二の基板の間
に接着性を改善するために下地層を設けることができる。
【００１１】 第一の電極を第一の基板の上に均一に配置することができ、あるいは特定のパ
ターンで配置することができる。電解液はゲル化剤を含有していてもよく、それ
によって水性のまたは非水性のゲル状電解質が形成される。
【００１２】 発明の記述 図１は本発明に従って構成された電気化学装置の概略的な設計を表す断面図で
ある（図面において、ある寸法、特に層の厚さは、本発明の構造と作用をより効
果的に説明するために、正しい比率にはなっていない）。この装置は、電磁放射
線の透過を正確かつ可逆的に制御することができ、制御されるべき放射線に対し
て実質的に透過性の第一および第二の基板102と104を有する。導電性で電気化学
的に安定な膜106（これも実質的に透明である）が、第一の基板の上に付着され ている。膜106は第一の電極として作用する。第二の電気化学的に安定な電極110
が第二の基板の上に付着されている。しかし、第一の電極106とは違って、第二 の電極110は特殊な形態で形成されている。均一な層として付着されているので はなく、第二の電極は第二の基板上の局部的な領域に分布している。
【００１３】 電解液112が電極106と110の間に、かつこれらと電気的に接触して配置されて いる。図１に示す構成において、装置は最初に、局部的に配置された電極110の 上に金属層114を付着させることによって荷電される。すなわち、層114は装置を
組み立てる前に電極110の上に付着される。当業者であれば理解できるように、 また装置の作用に関して後にさらに説明するように、この金属層は、選択的に、
最初に電極110の上に付着されるか、電極106の上に付着されるか、あるいは電極
106の上の部分的な付着物と電極110の上の部分的な付着物の間に分割される。こ
の最初に付着される層（単一または複数）における金属の量は、後にさらに詳細
に説明するように、装置の透過率を付着物が制御するのに用いられる金属の最大
量である。層114と同じ金属の原子を含む金属イオン116が電解液112の中に溶解 し、それによって溶液中の金属原子は第一および第二の電極の上に可逆的に電着
し、そしてこれらの電極から電溶することができる。
【００１４】 装置は、可逆的な極性と調整可能な電位値を有する電位源118と接続して用い るように意図されている。電位源118は第一と第二の電極106と110の間に接続さ れる。第二の電極110に対して第一の電極106に負の電位が負荷されるとき、第二
の電極110の上に付着された金属114は第二の電極から電解液112の中に溶解する ようになり、一方、電解液中の金属イオン116は電解液から第一の電極106の上に
電着するようになる。
【００１５】 負荷された電位の極性が逆のとき、すなわち第二の電極110に対して第一の電 極106に正の電位が負荷されるとき、付着した金属は第一の電極から電解液112の
中に溶解するようになり、一方、溶解した金属は電解液から第二の電極の上に電
着するようになる。
【００１６】 第一の電極の上に残る付着した金属の量は、装置が放射線に与える妨害を決定
するだろう。第二の電極は局部的な領域に分布しているので、第二の電極の上に
付着した金属は装置を通る放射線の透過を実質的に妨害せず、これは、窓の外の
光景はワイヤまたはガラス繊維のグリッドから作られた窓のスクリーンを通して
容易に見ることができるのと同じようなことである。このプロセスは可逆的であ
り、そして第一の電極の上への実質的に完全な付着とこの電極からの実質的に完
全な消去の間の事実上あらゆる位置において維持することができる。従って、装
置は約０％から約１００％までのあらゆる透過率の値に調整することができる。
【００１７】 図２は図１に類似する断面図であるが、第一の電極の上に金属の実質的な層を
付着させるのに十分な時間、第二の電極に対して第一の電極に十分な負の電位が
負荷されたときの装置の作用を表している。この状態において、付着した金属に
よって形成された層120は、光線122によって示された放射線の透過を妨害し、光
線122は、後述するように反射または吸収のいずれかによって装置上に衝突する 。
【００１８】 図３は図１と図２に類似する断面図であるが、第一の電極から実質的に全ての
金属を溶解させて第二の電極の上に分布した金属層114として付着させるのに十 分な時間、第二の電極に対して第一の電極に十分な正の電位が負荷されたときの
装置の挙動を表している。この状態において、このミラーは入射する放射線に対
して最小限の妨害を与え、それによって実質的に全てのその入射する放射線を、
光線124によって示すように、装置を通して透過させる。
【００１９】 図４は「カーテンが施された」装置の態様の断面図であり、これは反射性ミラ
ー層と黒い吸収性のカーテン層の両者を形成することができる。この態様におい
ては、透明な基板402aの上に導電性の透明な膜406aが付着されていて、一方、透
明な基板402bの上に別の導電性の透明な膜406bが付着されている。これらの要素
の間で、基板404は、一方の側に付着した局部的に分布する電極410aと、他方の 側に付着した同様に局部的に分布する電極410bを有している。図１〜３に示す態
様に関して上述したように、装置は最初、電極410aと410bの各々の上に付着した
金属層414aと414bによって負荷される。電解液412aが電極406aと410aの間に配置
されていて、そしてこれらと電気的に接触していて、一方、電解液412bが電極40
6bと410bの間に配置されていて、そしてこれらと電気的に接触している。金属イ
オン416aが電解液412aの中に溶解していて、一方、金属イオン416bが電解液412b
の中に溶解している。電解液412aと412bは同じものでも異なるものでもよいが、
典型的には装置の各々の側の動作を最適にするように選択されなければならない
。これについては後に詳述する。同様に、イオン416aと416bは、装置の各々の側
について選択される構造因子と動作因子に応じて、同じものでも異なるものでも
よい。電極406aの上の表面改質層408は、実質的に均一なミラー層の形で電極上 に電着する金属の核形成を促進する。
【００２０】 電極410aに対して電極406aに負荷された負の電位によって、表面改質層408の 上に金属イオンが実質的に均一な層の形で付着し、それによって、図４の右側か
ら装置を通る光を反射するミラー表面が形成される。電極410bに対して電極406b
に負荷された負の電位によって、電極406bの上に金属イオンが付着する。しかし
、（電極410bの上に表面改質層が存在しないことを含めて）この電極について選
択された設計因子の故に、後者の付着物は微細に分割されてそして多孔質であり
、従ってそれは黒色または灰色を呈するだろう。従って、この付着物は左から装
置を通る光の透過を吸収によって妨害するだろう。従って、この態様は、ユーザ
ーに吸収層と反射層の両者を用いる選択を与え、各々の層は吸収量または反射量
の各々について調整される。そのような装置の一つの用途は、自動車のサンルー
フにおけるものであろう。装置が実質的に反射性のミラー表面を形成するように
構成されるとき、そのミラー表面は自動車の外側から表面に入射する光と自動車
の内部からの光の両者を反射するだろう。そのような反射性パネルは自動車の内
部天井にはふさわしくないかもしれないので、カーテン層を活性化することがで
き、それによって、そのサンルーフは内部からは暗くした非反射性のパネルのよ
うに見えるだろう。このカーテンを施した態様は、例えば層によって光が吸収さ
れる結果として輻射および／または伝導される熱によって、加熱が必要とされる
場合にも用いることができるだろう。
【００２１】 好ましい態様の構成 好ましい第一の電極は、一方の側に透明な高導電度（≦１０Ω/□）のＩＴＯ （インジウム-スズ酸化物）膜を均一に被覆したガラスまたはプラスチックの基 板を用いる。電気母線接続（bus connection）がＩＴＯ被覆の境界線の周囲に導
電性のAgエポキシまたは真空蒸着された金属ストリップを用いて形成される。
【００２２】 好ましい第二の電極は、接着性の電気化学的に不活性の金属グリッドパターン
、例えばTi/AuまたはCr/Auを有していて、このパターンは真空蒸着によってガラ
スまたはプラスチックの基板の上に付着される。四角く電気的に連続したグリッ
ドパターンであって２５μmの幅線と５００μmの間隔を有するものは９０％以下
の光透過率を与えるだろう。グリッドは、基板の境界線の周囲でAgエポキシまた
は蒸着した金属母線を介して電気的に接続される。セルを組み立てる前に、グリ
ッドは一定量の金属でめっきされる。このとき過剰量の金属を用いるのが好まし
い。あるいは、第一の電極をこの方法でめっきすることができる。
【００２３】 好ましい電解質は光学的に透明なゲル状の電解質で、下記の成分を有するもの
である： １．低い凝固点、高い沸点、および高い誘電率を有する適当な溶媒で、例えば、
プロピレンカーボネート（f.p.−４９℃、b.p.２４１℃）またはγ-ブチロラク トン（f.p.−４３℃、b.p.２０２℃）。これらの溶媒は電気化学電位安定性を有
する大きなウィンドーを有していて、市販のバッテリーと電解コンデンサーにお
いて用いられる。 ２．電解質に導電性を与えるための、強酸性の陰イオンを伴うリチウム塩のよう
な支持電解質塩、例えば、過塩素酸塩、ヘキサフルオロホスフェート、トリフル
オロメタンスルホネート、ビストリフルオロメタンスルホンイミド、など。プロ
ピレンカーボネート（ＰＣ）またはγ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）の溶媒中のこ のようなリチウム塩（〜１Ｍ）からなる電解質は高導電性であり、進歩したバッ
テリーやコンデンサーにおいて用いられる。その他の可溶性の支持電解質塩、例
えば、他のアルカリ金属イオンまたはテトラアルキルアンモニウムイオンを含む
ものも用いることができる。 ３．可溶性（〜０.１−１Ｍ）で、上記リチウム塩電解質中で熱的に／光分解的 に安定な活性金属の塩または錯体であって、第一および第二の電極の上に金属層
の可逆的なめっきを行うのを可能にするもの。この塩は種々の金属イオン、例え
ば、銀（I）、銅（I）、ビスマス（III）、またはその他の金属系をベースにす ることができる。例として、過塩素酸銀およびトリフルオロメタンスルホン銀が
ある。 ４．金属イオンを錯体化させるための添加物であって、これは、幾つかの系にお
いてそれらが熱分解または光分解して元素金属になるのに対して安定にして、ま
た電着に必要な電圧を増大させる（従ってめっきの質を改善させる）のに必要で
あろう。例えば、Ag(I)およびCu(I)は、ニトリル、アミン、ホスフィン、硫黄供
与体などによって、例えば[Cu(ニトリル)4]CF3SO3によって安定にすることがで きる。添加物はまた、短絡をもたらすデンドライトの成長を防ぐのにも望ましい
だろう。 ５．電気化学的に不活性なポリマー剛化剤、例えば、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）またはポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）。これは電解液中に溶解し
て、室温において透明なプラスチック状のゲルを形成する。適当な量の剛化剤を
用いれば、得られるゲル状電解質は電解液の導電性を保持することができ、さら
に切断して「固体状態の」成分として添加することができる。室温で自立する典
型的なゲル状電解質組成物は、約６重量％のリチウム塩（〜０.５−１Ｍ）、４ 重量％の銀塩（〜０.１−０.５Ｍ）、２０重量％のPMMA、および７０重量％の溶
剤（例えばＰＣ＋ベンゾニトリル安定剤）を含有する。この組成物は、例えば、
（高温において、または過剰な揮発性溶剤とともに）ガラスシートの上に注ぎ、
所望の程度まで冷却または蒸発させ、ガラスから剥がし、次いで二つの電極の間
に挟むことができる。
【００２４】 本発明の電気化学装置は（ポリマー剛化剤を含まない）液体状の電解質または
ゲル状の電解質を用いて製作することができるが、後者の方が好ましい。両者の
場合において、二つの電極は、適当な化学的適合性を有するガスケットまたはＯ
リング（例えばシリコーンゴム）によって分離することができる。好ましい電極
の間隔は約０.５〜３.０mmであり、これには液体状の電解質かゲル状の電解質の
いずれかが含まれる。各々の電極上の金属／銀エポキシ母線に電気接触が形成さ
れ、切り替えのための電圧源に接続される。
【００２５】 実施例 １．電解質が調製されたが、これは７.５mlのＢＮと２２.５mlのＰＣの中に１
.３５gの過塩素酸銀（〜０.２Ｍ）、１.９１gの過塩素酸リチウム（〜０.６Ｍ）
、および７.６２gのＰＭＭＡを含有していた。第一の電極は、１０Ω/□のＩＴ Ｏ被覆と１５Åチタン／４０Å金のフラッシュめっきを有する直径７.６cmのガ ラスディスクであった。（チタンの下層はＩＴＯへの金の接着性を向上させる。
）第二の電極がガラス基板から製造され、これは微細に蒸着させたTi/Au〜１０ ００Å平方のグリッドパターンであって厚さ２５μmのラインと５００μmの間隔
を有するパターンを有していた。グリッドの上に５クーロン（〜５.６mg）の銀 が電気めっきされた。電解質の外側に位置していてこの電解質と接触していない
銀エポキシの周辺ストリップによって、両電極に電気接点が形成された。厚さ２
.４mmのシリコーンゴムのＯリングスペーサー／シールを用いて電極の間に電解 質（これは１００℃においてゆっくり流動する）を挟み、このアセンブリを円形
のフレームの中に固定し、そして過剰な電解質をアセトンで洗い落とすことによ
って、セルの製作が行われた。セルは、透明な状態とミラーとの間で±０.３Ｖ で切り替えが行われた。
【００２６】 ２．核形成層を有していないＩＴＯの第一電極を用いてミラー付着を形成する
系の実施例は、４００mlの水中での１５g/LのAgNO3、２３.５ｇのKCN、および１
５ｇのK2CO3の銀シアニド電解質組成物をベースとしている。Ag/Ag(CN)2に対し て−０.６Ｖでバイアスをかけるときに、ＩＴＯの第二電極上にミラー付着が形 成される。＋０.６Ｖでバイアスをかけると銀は消去される。
【００２７】 ３．ミラー付着が必要でない場合、核形成層を伴わずに局部的に分布した電極
と電解質を用いる装置を構成することができる。そのような装置は、微細に分割
された黒色または灰色の付着が得られるように設計することができる。Howardと
Ziegler（「太陽エネルギー材料と太陽電池」39巻、309〜316ページ（1995年） ）によって報告されたビスマス電解液は、例えば、装置を通して伝播する光を反
射するのではなく吸収する傾向のある付着を提供している。
【００２８】 本発明の特徴 幾つかの用途に対して、電気的に不連続な不活性金属のパターンを有する第二
の電極を用いるのが望ましいだろう。ＩＴＯのような導電性酸化物の上に金属を
付着させるための過電圧は金属の上に付着させる場合よりもずっと大きいので、
（シート抵抗を低下させる）導電性酸化物の膜の上に分布する不活性金属のアイ
ランドは金属の付着に対して局部的に孤立した電極のように挙動するだろう。本
発明のこの態様において、電流は導電性の基板膜（例えばＩＴＯ）を介して金属
のアイランドに導通し、このとき他の場所には金属の電着は生じない。孤立した
金属の箇所の上にだけ金属が電着するように電圧が選択されるが、しかし、この
箇所への電流は下にある導電性酸化物膜によって運ばれる。従って、第二の電極
のパターンは、目で認識しにくいように選択することができる（例えば微細なド
ットのマトリックス）。逆に、美的な効果のために内在的に目で見えるようなパ
ターン（例えば、あるイメージを表すようなパターン化された整列）を選択する
ことができる。
【００２９】 第二の電極は、例えばウィンドースクリーンのように微細な不活性金属のメッ
シュの形態にすることができ、これは大部分の光を透過させることができる。光
を最大に透過させるように金属の付着を局在化させるそのような微細なグリッド
は、両方の電極において同じ可逆電気化学反応（金属の電着／溶解）の利用を可
能にし、システム全体をかなり単純化させ、セルのセパレーターを用いる必要を
解消し、そして高い電圧の使用を回避させる。従って、このシステムは、一方の
電極におけるめっき層から他方の電極における局在化した分布状態への同じ金属
の正味の可逆的な移動を含み、システム全体での正味の化学変化は伴わない。切
り替えのために要する電圧は非常に小さく、所定の切り替え状態を保存するため
に負荷された電圧を維持する必要はない。これは、電解質から付着されるべき金
属イオンとは異なる酸化還元種を排除するとともに動作電圧を制限することによ
って達成され、それによって溶媒／対イオンの分解は熱力学的に起こり得ない。
微細なグリッドの対電極は第二の電極の付着を局在化させて、光の透過を最大に
する。
【００３０】 電極において高いエネルギーの種は生成されない。その結果、開回路において
特定の切り替え状態は明確には維持されない。
【００３１】 本発明の装置は大きな電極表面積も高い電気容量も必要とせず、従って（高い
導電性を有する）微量の金属を用いることができ、微細な線幅と、大きな間隔、
または小さなドット直径によって大きなウィンドー透明度を達成することができ
る。
【００３２】 金属の付着を局在化させるために（ガラスまたはプラスチックの上に付着され
る）微細な電気化学的に安定な金属メッシュパターンによって、第二の電極を通
しての高い光透過率が達成される。
【００３３】 この電気化学装置は電解質の安定領域内で良好に動作し、従って過剰な金属の
めっきまたは脱めっきは有害ではない。実際のところ、装置は電圧安定領域内で
バイアスがかけられたときに両方の電極について自己制限性である。というのは
、付着した金属が各々の電極において枯渇したときに電流が実際に停止するから
である。セルを組み立てる前に第二の電極の上に付着される金属の量を制限する
ことによって、長引いて負荷された電圧の下での第一の電極の過剰なめっき付着
は防がれる。
【００３４】 固体生成物を含む同じ酸化還元対（金属の付着／溶解）が両方の電極において
用いられ、そして副反応が避けられるので、セルのセパレーターは必要としない
。
【００３５】 高沸点の有機溶剤（例えば、プロピレンカーボネート、スルホラン、γ-ブチ ロラクトン、テトラグリム等）をベースとする電解質を用いることによって広い
動作温度範囲が得られる。これらの溶剤の混合物を使用すれば、温度範囲を低い
動作温度まで広げることができる。
【００３６】 電気化学的に不活性のポリマー剛化剤を含有している「固体状態の」ゲル状電
解質を使用すれば、対流移動（拡散は非常にゆっくりとしたプロセスである）と
セルの漏れを防ぐことによって、装置の組み立てを促進し、また大気汚染に対す
る感受性が最少化される。
【００３７】 本発明の好ましい態様を上で例示し説明した。しかし、当業者にとっては疑う
余地もなく修正と追加の態様が明らかである。さらに、これらの説明に対して均
等な要素を置換することができ、部品または接続部を逆にするかまたは相互交換
することができ、また本発明の特定の特徴点を他の特徴点とは独立して利用する
ことができる。従って、実施態様は包括的なものではなく例示的なものと考える
べきであり、特許請求の範囲が本発明の全範囲を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って構成された電着装置の概略的な設計を表す断面図である。
【図２】 図１に類似する断面図であるが、第一の電極上に実質的な量の金属を付着させ
るために、第二の電極に対して第一の電極に十分な負の電位が負荷されたときの
装置の構成を表している。
【図３】 図１と図２に類似する断面図であるが、第二の電極上に分布する領域に実質的
に全ての金属を付着させるために、第二の電極に対して第一の電極に十分な正の
電位が負荷されたときの装置の状態を表している。
【図４】 カーテンが施された態様の装置の断面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月２０日（２０００．６．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ウォーレン，レスリー・エフ，ジュニアー アメリカ合衆国カリフォルニア州93012− 9274，カマリロ，ラ・ラマダ・ドライブ 1902 Ｆターム(参考） 2K001 AA08 BA08 CA08 CA09 CA31 CA32 CA33 CA34

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁放射線の伝播を可逆的に制御するための電気化学装置で
    あって、下記の要素を含む装置： 放射線に対して実質的に透過性の第一の電極（106）； 局部的な領域に配置された第二の電極（110）； 第一の電極と第二の電極の間に配置されていてこれらの電極と電気的に接触し
    ている電解液（112）； 第一および第二の電極の上に電着し得る金属の多数のイオン（116）であって 、これらのイオンは電解液の中に可溶性である；および 第一の電極と第二の電極のいずれかの上に付着した前記金属（114）の多数の 原子、 上記の構成において、 第二の電極に対して第一の電極に負荷された負の電位（118）によって、付着 している金属は第二の電極から電解液の中へ溶解し、そして電解液から第一の電
    極の上に電着し、そして 第二の電極に対して第一の電極に負荷された正の電位（118）によって、付着 している金属は第一の電極から溶解し、そして電解液から第二の電極の上に電着
    し、 第一の電極の上に存在している付着した金属の量が、装置を通る放射線（122 ）の伝播に影響を与える。
  2. 【請求項２】 第二の電極は放射線に対して実質的に透過性である、請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 第二の電極は放射線の通過を妨げるように所望のパターンに
    配置されている、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 下記の要素をさらに含む、請求項１に記載の装置： 放射線に対して実質的に透過性の第一の基板（102）であって、第一の電極は 第一の基板の上に配置されている；および 放射線に対して実質的に透過性の第二の基板（104）であって、第二の電極は 第二の基板の上の局部的な領域に配置されている。
  5. 【請求項５】 第二の基板は電気的に絶縁性の基板であり、第二の電極は連
    続した導電体である、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 第二の電極は導電性のメッシュパターンで配置されている、
    請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 第二の基板は導電性の基板であり、第二の電極は第二の基板
    に対して金属を電着させるための比較的低い過電圧を有する不連続の導電体であ
    る、請求項４に記載の装置。
  8. 【請求項８】 第二の電極はドット状のマトリックスパターンで配置されて
    いる、請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 第二の電極は第二の基板の上に付着した電気化学的に安定な
    金属からなる電気的に連続したグリッドである、請求項５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 第二の電極と第二の基板の間に下地層をさらに有していて
    、それによって第二の電極と第二の基板の間の接着性が改善されている、請求項
    ４に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 第一の電極は第一の基板の上に均一に配置されている、請
    求項４に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 第一の電極は第一の基板の上に特定のパターンで配置され
    ている、請求項４に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 第一の電極は第一の基板の上に付着された導電性の酸化物
    被覆である、請求項４に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 第一および第二の基板はガラスである、請求項４に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】 第一および第二の基板はプラスチックである、請求項４に
    記載の装置。
  16. 【請求項１６】 電解液はゲル状電解質を形成するためのゲル化剤を含有し
    ている、請求項４に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 ゲル状電解質は電気化学的に不活性なポリマー剛化剤を含
    有している、請求項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 電解液は、ベンゾニトリル、ジメチルカーボネート、ジメ
    チルスルホキシド、エチレンカーボネート、エチレングリコール、γ-ブチロラ クトン、グリセロール、プロピレンカーボネート、スルホラン、およびテトラグ
    リムからなる群から選択された溶剤である、請求項４に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 電解液は、電着可能な金属イオンを電解液中で化学的に安
    定させるための錯体形成種をさらに含有していて、それによって第一の電極の上
    に金属の実質的に均一な層が電着するのが促進される、請求項４に記載の装置。
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