JP2002531877A

JP2002531877A - エレクトロクロミック構造

Info

Publication number: JP2002531877A
Application number: JP2000585714A
Authority: JP
Inventors: バイカー，ハーラン・ジェイ; カメンガ，デービッド・ジェイ; ロバーツ，ジョン・ケイ
Original assignee: ジェンテクス・コーポレーション
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: CA2349843C; DE19983771T1; US6239898B1; US6594065B2; DE19983771B8; DE19983771B3; US20010030793A1; AU1827900A; CA2349843A1; WO2000033134A1; JP4681121B2

Abstract

(57)【要約】所定方向から、例えば、建物の外側から見るとき、あるいは建物内部における透明なインテリア・パネルの片側から見るとき、プライバシ、およびエレクトロクロミック構造（１０）に内蔵されたエレクトロクロミック媒体（１４）の色の変化が強調されあるいは隠される、ウインドウおよびパネルのようなエレクトロクロミック構造（１０）が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野本発明は、建築物の外ウインドウのようなエレクトロクロミック構造および建
築物における室内パーティションのようなパネルに関する。本発明はまた、例え
ば、自動車におけるウインドウおよび（または）パネル、ならびに他の色々な構
造物および（または）ウインドウおよび（または）パネルを用いる装置など他の
用途にも適用可能である。特に、本発明は、所定方向から見るときに内蔵された
エレクトロクロミック媒体の色の変化が強調すなわち遮蔽され、またエレクトロ
クロミック構造の同じように照明された反対側から見るときに内蔵されたエレク
トロクロミック媒体の光透過の変化が様々なプライバシに対しても対処し得る、
ウインドウおよびパネルなどのエレクトロクロミック構造に関する。背景の技術これまで、部分的に光透過する反射的なコーティングされたウインドウの反対
側における光レベル差を用いることによりプライバシが確保される、一方向性ミ
ラーとも呼ばれる部分的に光透過するミラーが考案されてきた。プライバシ目的
のため用いられる別の従来技術は、プライバシを規制するために光を散乱させる
高分子分散液晶ウインドウである。更に他の従来技術では、電気光学的媒体を介
する光透過を低減することにより、本文では透過率に対する反射率の比として定
義される、プライバシ・レベルが等しい照明状態でウインドウのいずれの側から
見ても略々等しい、可変透過率電気光学ウインドウが考案された。大半の建築物
に一般的な照明レベルに対してこの種の電気光学装置により妥当なプライバシ・
レベルを取得するためには、５％以下の低い透過率が要求される。典型的には、
暗い状態でより低い光透過を持つ電気光学装置を作ることは更に高コストとなり
更に難しい。また、電気光学ウインドウの一方の側が他方の側より高度のプライ
バシ・レベルを生じることも、ときに望ましい。これは、従来の可変透過率電気
光学的装置では達成され得ない。

【０００２】これまで、通過あるいは反射される光の透過が内蔵されたエレクトロクロミッ
ク媒体の光吸収の変化の関数として変化し、エレクトロクロミック媒体の光吸収
が更にエレクトロクロミック媒体に対する電位の印加に応答して変化する種々の
エレクトロクロミック装置もまた堤案されてきた。このため、光フィルタ、可変
反射率ミラーおよびディスプレイ装置のような用途に対して、可逆的に可変な透
過率の装置が堤案されてきた。可変透過率光フィルタはウインドウおよびパネル
を含み、このウインドウおよびパネルには、光の透過率または反射率が、液晶、
ダイポーラ懸濁液、液相または固相またはハイブリッドのいずれかの起電および
エレクトロクロミック手段のようなサーモクロミック、フォトクロミックあるい
は電気光学的手段によって変化させられ、また可変透過率特性が、少なくとも可
視光スペクトル、すなわち約３，８００オングストロームないし７，６００オン
グストロームの光波長において存在する。可変透過率ウインドウおよびパネルに
対して堤案された制御システムは、典型的に、ウインドウおよびパネルを暗くす
るため電気光学的媒体に対する電位の印加により、ウインドウおよびパネルの光
透過率を手動で制御することを可能にし、あるいは電気光学媒体に対する電位の
印加を行うように機能する例えばフォトセル、または光起電装置あるいは他の装
置などの媒体によりウインドウおよびパネルを自動的に暗くすることもできる。
多くの従来技術のエレクトロクロミック装置が、１９９８年９月８日発行の米国
特許第５，８０５，３３０号「離散型光起電装置を内蔵する電気光学的ウインド
ウ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃＷｉｎｄｏｗＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ
ａＤｉｓｃｒｅｔｅＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＤｅｖｉｃｅ）」に認め
られる。同特許第５，８０５，３３０号は、本発明の譲受人により所有され、同
特許は参考のため本文に援用される。本発明の開示本発明によれば、所定方向から見たときに様々なプライバシが強化され、ある
いは所定方向から見たとき、例えば建築物の外側から見たとき、あるいは建築物
内部における透明な室内パーティションの片側から見たときのように、内蔵され
たエレクトロクロミック媒体の色の変化が強調されるすなわち遮蔽される、ウイ
ンドウおよびパネルのようなエレクトロクロミック構造が提供される。

【０００３】本発明は、例えば、建築物の外側のウインドウに適用可能であり、かつ建築物
内部の透明なパネルあるいはパーティション、例えば、一室を画定しかつパーテ
ィションまたはパネルをプライバシ目的のため必要に応じて暗くすることができ
る透明なパーティションまたはパネルに対しても適用可能である。このように、
本発明によれば、ウインドウまたはパネルに内蔵された対向する基板の表面の一
方の反射率を上げることにより、エレクトロクロミック構造の片側においてプラ
イバシを強化し得る。更に、エレクトロクロミック媒体の色の変化により建築物
の外観の変化が遮蔽されるような所定方法により、部分光反射性コーティングを
ウインドウまたはパネルに内蔵することもでき、あるいは建築物の外側から見る
ときにエレクトロクロミック媒体の色の変化により建築物の外観の変化が強調さ
れるような所定方法により、代替的な部分光反射性コーティングをウインドウま
たはパネルに内蔵することもできる。

【０００４】従って、本発明の１つの目的は、透過した光の量を変化させるための改良手段
を内蔵し、エレクトロクロミック構造に内蔵された他の基板に対する１つの基板
の反射特性を上げることによりプライバシが強化される、エレクトロクロミック
・ウインドウおよびパネルのような改良されたエレクトロクロミック構造を提供
することである。

【０００５】本発明の別の目的は、提示される特性の従来の電気光学的構造における短所を
克服し、所定方向から見るときに外観の色の変化が強調される、すなわち遮蔽さ
れる、改良されたエレクトロクロミック構造を提供することである。

【０００６】本発明の別の目的は、感覚的に美しい外観、あるいは機能的すなわち建築物の
外側における模様あるいは文字表示を行うために、光の透過率または光の反射率
が手動によりあるいは自動的に制御される、改良されたエレクトロクロミック・
ウインドウおよびパネルを提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、従来技術において公知の可変透過率電気光学的ウインド
ウおよびパネルより高いレベルのプライバシ、すなわち光の透過率に対する光の
反射率の比を提供する改良手段を内蔵する改良されたエレクトロクロミック・ウ
インドウおよびパネルを提供することである。

【０００８】本発明の別の目的は、エレクトロクロミック媒体に対する電極として部分光反
射成分および部分光透過成分を使用することを可能にする改良されたエレクトロ
クロミック・ウインドウおよびパネルを提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は、１つの方向からウインドウおよびパネルを見るときに他
の方向に比較して異なるレベルのプライバシに対処する改良されたエレクトロク
ロミック・ウインドウおよびパネルを提供することである。

【００１０】本発明の上記および他の目的および利点については、以降の記述、請求の範囲
および添付図面から明らかになるであろう。本発明の特徴および技術的利点は、請求の範囲および添付図面と共に望ましい
実施の形態の以降の記述から理解できよう。望ましい実施の形態の詳細な記述図面、特に図１によれば、全体的に１０で示される本発明を具現したウインド
ウの形態におけるエレクトロクロミック構造が略図的に示される。当該エレクト
ロクロミック構造が建築物の外側ウインドウの形態、あるいは建築物の内部にお
けるパネルあるいはパーティションの形態であること、および本発明が他の用途
、例えば、自動車のウインドウおよびパネル、およびウインドウおよび（または
）パネルを用いる他の色々な構造にも適用可能であることを理解すべきである。
一般に、本発明を用いるウインドウおよびパネルのようなエレクトロクロミック
構造は、エレクトロクロミック構造の他の構成要素を担持するよう機能するフレ
ーム１２からなり、また電気的バス用途に用いることもできる。このように、フ
レーム１２は、以下本文に更に詳細に述べるように、ガラスまたはプラスチック
の透明な基板およびエレクトロクロミック媒体を担持する。本発明の当該実施形
態においては、ウインドウ１０は、２枚のガラスまたはプラスチックの透明な、
特に光学的に透明な基板１６、１８間に位置された薄いエレクトロクロミック媒
体層１４を含んでいる。エレクトロクロミック媒体１４に対して電位が印加され
ると、このエレクトロクロミック媒体が暗くなり、光を吸収し始める。電圧が高
くなるほど、ウインドウが暗くなる。電圧がゼロまで低減されると、ウインドウ
は透明な状態へ戻る。本発明を用いるウインドウまたはパネルのエレクトロクロ
ミック構成要素は、例えば、１９９０年２月２０日に発行され本発明の譲受人に
譲渡された米国特許第４，９０２，１０８号「単一コンパートメント自己消去型
液相エレクトロクロミック装置、同装置において使用される溶液、およびその使
用方法（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｅｌｆ−Ｅｒａｓｉｎｇ，
Ｓｏｌｕｔｉｏｎ−ＰｈａｓｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＤｅｖｉｃｅ
，ＳｏｌｕｔｉｏｎｓＦｏｒＵｓｅＴｈｅｒｅｉｎ，ａｎｄＵｓｅｓ
Ｔｈｅｒｅｏｆ）」に開示された種類のものでよい。同特許第４，９０２，１０
８号の全開示内容は、参考のため本文に援用される。必要に応じて、他の種類の
エレクトロクロミック材料も本発明の実施において利用できることも理解すべき
である。例えば、１９９７年４月２日出願の係属中の米国特許出願第０８／８３
２，５９６号「予め選定された色を生じることが可能な改良されたエレクトロク
ロミック媒体（ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＭｅ
ｄｉｕｍＣａｐａｂｌｅｏｆＰｒｏｄｕｃｉｎｇａＰｒｅｓｅｌｅｃ
ｔｅｄＣｏｌｏｒ）」は、予め選定された色を生じることができる液相の面密
閉型ハイブリッドまたはデポジションが可能なエレクトロクロミック媒体を開示
し特許請求している。係属中の同特許出願第０８／８３２，５９６号の全開示内
容が、参考のため本文に援用される。液相エレクトロクロミック媒体が使用され
ると、この媒体は静水圧の軽減に役立つ架橋構造の高分子マトリックスを含むこ
とが望ましい。１９９７年４月２日出願の係属中の同第０８／６１６，８６７号
「改良されたエレクトロクロミック層およびこれを含む装置（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＬａｙｅｒａｎｄＤｅｖｉｃｅｓＣｏ
ｍｐｒｉｓｉｎｇＳａｍｅ）」は、望ましい架橋構造の高分子マトリックスを
開示し特許請求している。係属中の同出願第０８／６１６，８６７号が参考のた
め本文に援用される。

【００１１】本発明を実施するウインドウ１０が、図１において概略断面で示され、ウイン
ドウの各層の幾つかが非常に薄いので、図示を明瞭にするため尺度は誇張されて
いる。図１に示されるように、透明な要素１６は建物の外側に面していると見な
され、透明要素１８は建物の内部に面していると見なされる。透明要素１６は、
部分的に光反射性かつ部分的に光透過性のコーティングまたはその上の層２２を
有し、この層２２もまた導電性でもある。層２２は、個々の層が導電性あるいは
非導電性のいずれでもよい多重層の組合わせであるが、流体と接触する層は導電
性でなければならない。他の透明要素１８は、透明な導電性コーティングまたは
その上の層２４を有する。このため、チャンバ２０は導電性で、部分的に光反射
性および部分的に光透過性層２２と、封止部材２６と、透明な導電性層２４とに
より画成される。所望のエレクトロクロミック特性を持つエレクトロクロミック
媒体１４が、チャンバ２０内部に配置される。

【００１２】図１に略図的に示されるように、エレクトロクロミック媒体の光透過率の変化
を生じるためエレクトロクロミック媒体に対して電位を印加する手段が設けられ
、この手段は、端子３０、３２がそれぞれ導体３４、３６と従来のスイッチ手段
３８を介して層２２、２４に接続される電源２８を含んでいる。エレクトロクロ
ミック媒体へ印加される電力の調整を容易にするため従来の加減抵抗器で制御さ
れる緩衝増幅器４０も設けられることが望ましい。層２２、２４に対する電位を
制御し印加するために任意のあるいは従来の手段が設けられることが理解されよ
う。

【００１３】建物の外からの光線は、透明な導電性層２４および透明要素１８を介する前に
、透明要素１６、導電性の部分的に光反射性および部分的に光透過性層２２、お
よびエレクトロクロミック媒体１４を介して建物内部へ進入する。このため、進
入光線は、透明要素１６、１８および層２４により周知のように減衰されるばか
りでなく、導電性の部分的に光反射性および部分的に光透過性層２２の両者によ
っても、エレクトロクロミック媒体１４が光を吸収する程度だけ減衰される。エ
レクトロクロミック媒体が非常に大きな光吸収性である場合、建物の内部に達す
る進入光線の強さが低減される。このため、本発明の実施の形態におけるエレク
トロクロミック構造の基本的な構造要素は、２つの透明要素１６、１８と、組立
てたウインドウにおいて透明要素１６、１８を実質的に平行な関係で隔てて保持
し、組立てたウインドウにおいて層２２、２４と共に離間兼封止部材２６により
画成されるチャンバ２０を囲繞する封止部材２６とを含んでいる。チャンバ２０
の容積は、例えば、米国特許第４，９０２，１０８号または米国特許出願第０８
／８３２，５９６号において開示された、ウインドウの動作において可逆に可変
の透過率を呈する任意の溶液で充填され、前記チャンバ内の溶液は両方の層２２
、２４と接触している。

【００１４】図１に示されるように、フレーム１２はエレクトロクロミック組立体を包囲す
るように囲繞し、このフレーム１２はウェブ部分４６により一体に接合されたフ
ランジ部４２、４４を含む。フレーム１２は、透明要素１６、１８および封止部
材２６の縁部を隠蔽し、これによりエレクトロクロミック・ウインドウ１０の全
周にわたり延在する。

【００１５】図面を更に詳細に参照すると、本発明を具現するエレクトロクロミック・ウイ
ンドウ１０は、前面４８および後面５０を持つ透明要素１６と、前面５２および
後面５４を持つ透明要素１８とを含んでいる。透明要素１６と透明要素１８とは
、光のスペクトルの可視領域において透明であり、かつ例えば、ウインドウに通
常かかる変動する温度および（または）衝撃力の結果として変化し得る作用力に
耐えるに充分な厚さと強度を持つ多数の素材のどれかで形成される。要素１６、
１８は、色々な種類のウインドウ・ガラスまたはポリマーまたはプラスチックの
板材などから形成される。事例として、透明要素１６、１８は、ドイツ国フラン
クフルトのＨｏｅｃｈｓｔ社から入手可能なＴｏｐａｓのような環状オレフィン
・コポリマーなどのポリオレフィン類、あるいは米国ペンシルバニア州ピッツバ
ーグのＰＰＧ社から入手可能なＣＲ−３９などのポリカーボネート、あるいは米
国ミシガン州ミッドランドのＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社からのＬｕｃｉｔｅな
どのアクリル類、あるいはデラウェア州ウィルミントンのＤｕＰｏｎｔ社から入
手可能なマイラー（登録商標）のようなポリエステル類、あるいは市販される透
明な塩化ポリビニールまたはポリスチレン・ポリマーから形成される。Ｔｏｐａ
ｓは、炭酸プロピレンのような溶媒に抵抗するその能力のような著しい利点を呈
する。

【００１６】必要に応じて、透明要素１６、１８が、他の適切なガラスまたはプラスチック
から形成され、エレクトロクロミック材料を保護する紫外線遮蔽特性を持つこと
が理解されよう。先に述べたように、部分的に光反射性および部分的に光透過性
の導電材料の層２２は、電極として働くように要素１６の後面５０に被着され、
透明な導電性材料の別の層２４は透明要素１８の前面５２に被着される。層２２
、２４の一方または両方は、これらが被着される透明要素１６、１８の全表面を
それぞれ被覆し、あるいはこれらが封止部材２６の内周壁面内の要素１６および
（または）１８の表面を被覆する。これは、層２２、２４のマスキングにより、
あるいはレーザ研削による除去によって行われる。当業者は、一部の導電性材料
が縁部へ露出して電位を与えるに違いないことを理解されよう。層２２、２４は
、要素１６、１８の前記表面に対して良好に接着し、要素１６、１８が接触する
エレクトロクロミック・ウインドウ内部の材料との望ましくない相互作用に抵抗
し、エレクトロクロミック媒体との望ましくない相互作用に抵抗し、適用し得る
光透過および良好な導電度を呈する任意の適当な材料でよい。

【００１７】部分的に反射性および部分的に光透過性の導電材料の層２２は、エレクトロク
ロミック媒体に悪影響を及ぼさず、更に電磁波スペクトルの一部を同時に反射し
ながら電磁波スペクトルの一部を透過させる任意の材料でよい。透過され反射さ
れる部分は、視認される反射光が色つきに見えないように広い帯域であることが
望ましい。しかし、当業者は、必要に応じて、着色した反射光を提供し得ること
を理解されよう。

【００１８】部分的に光反射性および部分的に光透過性の導電材料の層２２は、アルミニウ
ム、銀あるいは銀合金であり、この合金は、銀／金、銀プラチナ、銀パラジュウ
ム、あるいは銀チタニウムからなる。層２２の厚さは、約３０オングストローム
ないし約５００オングストロームの範囲にあり、更に約５０オングストロームな
いし約１５０オングストロームの間にあることが望ましい。１９９８年１０月６
日発行の米国特許第５，８１８，６２５号「表面金属リフレクタを内蔵するエレ
クトロクロミック・バックミラー（ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＲｅａｒｖ
ｉｅｗＭｉｒｒｏｒＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇａＳｕｒｆａｃｅＭ
ｅｔａｌＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）」は、本発明において使用されるリフレクタを
開示し特許請求している。同第５，８１８，６２５号の全開示内容は、参考のた
め本文に援用される。

【００１９】透明な導電性材料の層２４は、インジウムでドープされた酸化スズ（ＩＴＯ）
あるいはフッ素でドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）でよく、そのいずれも当技術
において周知のとおり着色が抑止される。

【００２０】一例として、本発明の当該実施の形態では、要素１６は、その表面５０に、３
％のパラジュウムと９７％の銀の合金の層２２で浮きガラス・コーティングが施
されて、５９％の光透過、３０％の光反射、およびスクエアー当たり１０オーム
の面積抵抗を呈する。要素１８もまた、その表面５２に、米国オハイオ州Ｔｏｌ
ｅｄｏのＬＯＦ社のＴＥＣガラスなる商標が付されたフッ素でドープされた酸化
スズの層２４で浮きガラス・コーティングが施され、単位面積当たり１２ないし
１３オームを呈する。先に述べたように、チャンバ２０は、米国特許出願第４，
９０２，１０８号に開示されたエレクトロクロミック溶液のどれかで充填される
。上記の構成により、エレクトロクロミック媒体の明るいおよび十分に暗い状態
に対するＡ側およびＢ側からの可視光の透過および光反射の典型値は、下記のよ
うに測定される。

【００２１】状態側透過率％反射率％明るいＡ５７．３２２．９明るいＢ５７．３２１．６暗いＡ３．８２０．３暗いＢ３．９６．３同様であるが略々良好に照明された条件下で、ウインドウが暗いときは、層２
２により生じる反射率のゆえにＡ側からＢ側への可視性は困難であるが、Ｂ側か
らＡ側への可視性は、ウインドウに対する電極としても機能する層２２により提
供される部分的に反射するコーティングによる影響はそれほど著しくない。Ａ側
からの可視性が透過率の低下と組合わせた前述の反射率のゆえに困難となるが、
Ｂ側からＡ側への可視性は透過率と反射率の双方の低下により変化させられるの
で、１つの方向（Ａ側）からウインドウを見るとき、他の方向（Ｂ側）と比較し
て異なるレベルのプライバシが提供される。更に、部分的に光反射性および部分
的に光透過性の層２２は、Ａ側から見たとき、エレクトロクロミック媒体の色の
変化を隠し、Ｂ側から見たときは、エレクトロクロミック媒体の色の変化を強調
する。更に、層２２が要素１６の表面５０に配置されると、反射材料および関連
する材料は、摩耗、引っ掻き、気候の影響などから保護される。また、層２４が
層２４の表面５２上に配置されると、層２４もまた摩耗、引っ掻き、気候の影響
などから保護される。

【００２２】必要に応じて、要素１６、１８の露出面４８、５４に対し従来の掻き傷防止材
料をそれぞれ適用できることも理解すべきである。反射防止コーティングもまた
、Ｂ側から見たときの反射を更に低減するために表面５４に対して付加すること
もまた可能である。

【００２３】図１に示されるように、要素１６は、層２２、２４間に配置されそれらに接着
された封止部材２６により要素１８に対して離間された平行な位置関係に封止可
能に接着される。封止部材２６は、一般に、要素１６、１８の全表面にわたり配
置され、接着後もその間に略々一定の距離を維持が可能でありながら、層２２、
２４を接着することが可能な任意の適切な材料で封止部材を形成することもでき
る。封止部材２６はまた、水または酸素に対して何らかの重要な程度まで透過性
があってはならず、またチャンバ２０内に配置されるエレクトロクロミック材料
に対して一般に不活性でなければならない。一例として、封止部材２６は、ゴム
、ウレタン、アクリレート、エポキシなどの帯状またはガスケット状のポリマー
材料を含む。１９９８年９月２１日出願の係属中の米国特許出願第０９／１５８
，４２３号「エレクトロクロミック装置用の改良シール（ＩｍｐｒｏｖｅｄＳ
ｅａｌｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＤｅｖｉｃｅｓ）」は、反射
層に接着する改良されたエポキシを開示し、特許請求をしている。係属中の同特
許出願第０９／１５８，４２３号の全開示内容は、参考のため本文に援用される
。

【００２４】層２２、２４、および封止部材２６の内周壁面により画成されるチャンバ２０
は、エレクトロクロミック媒体１４で充填されている。このエレクトロクロミッ
ク媒体は、変更可能な電圧がエレクトロクロミック媒体に印加されるとき透過す
る光が可変に減衰されるように特性を変えることが可能である。このため、この
エレクトロクロミック媒体は、連続的に変更可能な光透過率を提供し、グレース
ケール制御が可能である。前掲の米国特許第４，９０２，１０８号に開示され特
許請求されたエレクトロクロミック媒体は、これらの基準を満たし、必要に応じ
て、必須の特性を持つ他のエレクトロクロミック媒体を用いられることが判って
いても選好される。また、注入、真空埋め戻しなどの周知の技術により、エレク
トロクロミック媒体を１つ以上の封止可能な充填ポート（図示せず）を介してチ
ャンバ２０へ挿入できることも理解すべきである。

【００２５】エレクトロクロミック媒体は、自己消去形式である。このようなシステムにお
いては、光の強さは、導電性の層２２、２４と接触関係にあるエレクトロクロミ
ック媒体を透過することにより変調あるいは減衰される。典型的に、エレクトロ
クロミック媒体１４は、少なくとも１つのアノード性の化合物と少なくとも１つ
のカソード性の化合物とを含んでいる。ＤＣ電位差がエレクトロクロミック媒体
間に課されるとき、アノード性化合物は電気化学的に酸化され、カソード性化合
物は電気化学的に還元される。自己消去型特性は、層２２と層２４間の電位差が
減少あるいは除去された後、電極の極性を逆にする必要もなく、チャンバ２０内
のエレクトロクロミック溶液１４の透過率が同時に新たな電位差の特性値まで増
加することを意味する。このような自己消去特性は、酸化されたアノード性化合
物の還元されたカソード性化合物との同時の明らかに拡散が制限された反応によ
り提供され、アノード性化合物とカソード性化合物をそれぞれゼロ電位の均衡状
態で生じる。

【００２６】本発明を具現するウインドウおよびパネルにおいては、電源２８の作用により
電流が層２２、２４へ印加され、これにより電位がエレクトロクロミック媒体間
に印加されてこの媒体を暗くする。単一コンパートメントの自己消去型液相エレ
クトロクロミック装置の場合は、電流が液相のエレクトロクロミック媒体に流れ
るのに電位が充分であるとき、アノード性物質が連続的に酸化され続け、カソー
ド性物質は還元され続けて、アノード性化合物とカソード性化合物とを置換し、
層２２、２４から拡散し同時に反応してある量のエレクトロクロミック媒体中に
無着色の種を生じる。電力が更にエレクトロクロミック媒体に加えられると、エ
レクトロクロミック媒体は更に暗くなる。エレクトロクロミック媒体に対して加
えられる電力が少なくなると同時に、エレクトロクロミック作用的に着色される
種の数が以前より少なくなるゆえに、エレクトロクロミック媒体による光の透過
率が新たなレベルまで増加する。複雑な回路を必要とすることなく従来の加減抵
抗器で制御される緩衝増幅器４０の作用により正確な調整が得られることが理解
されよう。このため、選択された調整電圧が層２２、２４間に印加されると、こ
れらの層間の電位差がエレクトロクロミック物質中のエレクトロクロミック種を
還元あるいは酸化させることにより、電流をエレクトロクロミック媒体に流れさ
せる。その結果、ウインドウは暗くなる、すなわち、透過する光を減衰させる。
電位差が減じられるか除去されるとウインドウは暗さが減り、あるいは電位が完
全に除かれると完全に明るくなる。

【００２７】本発明の別の実施の形態が、図２に略図的に示される。本発明の当該実施の形
態は、図１に示された本発明の実施の形態の構成要素の多くを含み、２つの透明
要素１６、１８を担持するフレーム１２と、組立てられたウインドウにおいて透
明要素１６、１８を実質的に平行関係に離間し保持し、先に述べたエレクトロク
ロミック媒体のどれかで充填されるチャンバ１２０を包囲する封止部材２６とを
含む、全体的に１１０で示されるウインドウからなっている。本発明の当該実施
の形態においては、透明要素１６が部分的に光反射性および部分的に光透過性の
コーティングすなわち層１２２をその外面に有し、この透明要素１６はまた、透
明な導電性のコーティングすなわち層１２３をその内面５０に有する。透明要素
１８は、先に述べたように、その内面５２に透明な導電性の層２４を有する。こ
のため、本発明の当該実施の形態においては、チャンバ１２０は、透明な導電性
層１２３と、封止部材２６と、透明な導電性層２４とにより画成され、このよう
なチャンバ内にエレクトロクロミック媒体１４が配置される。

【００２８】本発明の当該実施の形態においては、図２に示されるように、エレクトロクロ
ミック媒体の光透過率の変化を生じるためエレクトロクロミック媒体に対し電位
を印加する手段も設けられ、かかる手段は、先に述べた電源２８と、導体３４、
３６の作用によりそれぞれ層１２３、２４に電気的に接続される端子３０、３２
と、スイッチ手段３８とを含む。先に述べた加減抵抗器で制御される緩衝増幅器
４０は、エレクトロクロミック媒体に印加される電力の調整を容易にし、層１２
３および２４に対する電力を制御し印加するための他の任意の所望の手段あるい
は従来の手段を設けることができることが判る。

【００２９】本発明の当該実施の形態において、建物の外側からの光線は、エレクトロクロ
ミック媒体１４、透明な導電性層２４および透明要素１８を介して建物の内部に
透過する前に、部分的に光反射性および部分的に光透過性の層１２２と、透明要
素１６と、透明な導電性層１２３とに進入する。これにより、進入する光線は、
部分的に光反射性および部分的に光透過性の層１２２の両者によりエレクトロク
ロミック媒体１４が光吸収性である程度だけ減衰される。エレクトロクロミック
媒体が非常に光吸収性が高いとき、建物の内部に達する進入光線の強さは低減さ
れる。

【００３０】本発明の当該実施の形態において、層１２２は、図１に示した本発明の実施の
形態に関して述べたような５９％の光透過率および３０％の光反射率を呈するよ
うにパラジウム３％および銀９７％の合金のような、先に述べたもののどれでも
よいことが理解されよう。本発明の当該実施の形態においては、層１２３および
層２４がそれぞれ、例えば平方当たり１２ないし１３オームのシート抵抗を有す
るフッ素でドープされた酸化スズでよい。

【００３１】エレクトロクロミック媒体の明るい状態および十分に暗くなる状態に対するＡ
側およびＢ側からの光透過率および光反射率の典型値は、図１に示した本発明の
実施の形態に関して先に述べた値と実質的に同じでなければならない。このため
、同様な照明条件下では、層１２２により提供される反射イメージのゆえにＡ側
からＢ側への可視性は困難であり、Ｂ側からＡ側への可視性は、エレクトロクロ
ミック媒体が暗くなる結果として生じる透過率の低下以外は、暗い状態と明るい
状態との間で層１２２により提供される部分的に反射性のコーティングによって
それほど著しく影響を受けない。更に、Ｂ側からＡ側への可視性は部分的に反射
性のコーティング１２２によってそれほど影響を受けないがＡ側からの可視性は
反射イメージのゆえに困難であるため、１つの方向からウインドウを見たときに
、他の方向と比較して異なるレベルのプライバシが提供される。また、部分的に
光反射性および部分的に光透過性の層１２２は、Ａ側から見たときにエレクトロ
クロミック媒体の色の変化を隠し、Ｂ側から見たときはエレクトロクロミック媒
体の色の変化を強調する。

【００３２】本発明の別の実施の形態は、図３に略図的に示される。本発明の当該実施の形
態はまた、図１および図２に示した本発明の実施の形態の構成要素の多くを含み
、２つの透明要素１６、１８を担持するフレーム１２と、組立てたウインドウに
おいて透明要素１６、１８を実質的に平行に隔てられた関係で離間し保持し、本
文に更に詳細に述べたエレクトロクロミック媒体のどれかが充填されるチャンバ
２２０を包囲する封止部材２６とを含む全体的に２１０で示されるウインドウか
らなっている。本発明の当該実施の形態において、透明要素１６はその内面に透
明な導電性のコーティングすなわち層２２２を有し、透明要素１８は、その内面
５２に部分的に光反射性および部分的に光透過性のコーティングすなわち層２２
４を有し、この層２２４はまた導電性でもある。このため、本発明の実施の形態
において、チャンバ２２０は、透明な導電性層２２２と、封止部材２６と、部分
的に光反射性、部分的に光透過性の導電層２２４とによって画成される。エレク
トロクロミック媒体は、先に述べた方法でチャンバ２２０内に保持される。

【００３３】本発明の望ましい実施の形態について図示し記述したが、本発明の趣旨から逸
脱することなく種々の変更および修正が可能であることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す概略断面図である。

【図２】本発明の別の実施の形態を示す概略断面図である。

【図３】本発明の更に別の実施の形態を示す概略断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ロバーツ，ジョン・ケイアメリカ合衆国ミシガン州49506，イースト・グランド・ラピッズ，サウス・イースト，プリマス・アベニュー 1061 Ｆターム(参考） 2K001 AA08 BA07 BB19 CA18 EA08 EA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２の隔てられた透明要素（１６、１８）を、組
合わせにおいて含むエレクトロクロミック構造、特にウインドウまたはパネルで
あって、前記第１の要素（１６）の１つの表面または側（５０）は、前記第２の要素（
１８）に対面し、かつ少なくとも部分的に光透過性の第１の導電手段（２２、１
２３、２２２）を含み、前記第２の要素（１８）の１つの表面まては側（５２）
は、前記第１の要素（１６）に対面し、かつ少なくとも部分的に光透過性の第２
の導電手段（２４、２２４）を含み、前記構造（１０、１１０、２１０）は、前記第１および第２の要素（１６、１
８）上の前記第１および第２の少なくとも部分的に光透過性の導電手段（２２、
１２３、２２２；２４、２２４）間に配置されたチャンバ（２０、１２０、２２
０）を画成し、前記チャンバ（２０、１２０、２２０）における可逆的に可変な透過率のエレ
クトロクロミック媒体（１４）は前記第１および第２の少なくとも部分的に光透
過性の導電手段の両方と接触状態にあり、前記第１および第２の透明な要素（１６、１８）の一方は部分的に光反射性の
手段（２２、１２２、２２４）をその上に有し、電位ソースのような手段（２８）は、前記第１および第２の要素（１６、１８
）上の少なくとも部分的に光透過性の前記導電手段（２２、１２３、２２２；２
４、２２４）の両方に電気的に接続されて、前記エレクトロクロミック媒体（１
４）の光透過率の変更を生じるように電位を該エレクトロクロミック媒体へ印加
する、ことを特徴とする組合わせ。
【請求項２】前記部分的に光反射性の手段（２２）は、前記第２の透明要
素（１８）に対面する前記第１の透明要素（１６）の前記側（５０）に配置され
、あるいは前記部分的に光反射性の手段（１２２）は、前記第１の透明要素（１
６）の他の側（４８）に配置され、あるいは前記部分的に光反射性の手段（２２
４）が、前記第１の透明要素（１６）に対面する前記第２の透明な手段（１８）
の側（５２）に配置されることを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項３】前記部分的に光反射性の手段（２２、１２２、２２４）はま
た導電性であることを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項４】前記部分的に光反射性の手段（２２、１２２、２２４）は、
パラジウムと銀を含む合金を含み、および前記少なくとも部分的に光透過性の導
電手段（２２、１２３、２２２；２４、２２４）は、フッ素でドープされた酸化
スズを含むことを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項５】前記エレクトロクロミック媒体（１４）は連続的な光透過率
の範囲にわたりグレースケール制御可能であることを特徴とする請求項１記載の
組合わせ。
【請求項６】前記エレクトロクロミック媒体（１４）へ電位を印加する前
記手段（２８）は、前記部分的に光反射性の手段（２２、１２２、２２４）と前
記エレクトロクロミック媒体（１４）とを透過させられる光の変化を生じるよう
に働くことを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項７】前記少なくとも部分的に光透過性の導電手段（２２、１２３
、２２２；２４、２２４）は、平方当たり１２ないし１３オームのシート抵抗を
有するフッ素でドープされた酸化スズを含むことを特徴とする請求項１記載の組
合わせ。
【請求項８】前記要素（１６、１８）のひとつは、前記部分的に光反射性
の手段を含む部分的に光透過性の手段（２２、１２２、２２４）を含み、前記要
素の各々が、前記エレクトロクロミック媒体（１４）と接触状態にある導電手段
（２２、１２３、２２２；２４、２２４）を含み、および前記手段（２８）は、
前記導電手段に電気的に接続可能であり、前記部分的に光透過性の手段と前記エ
レクトロクロミック媒体とに透過される光の変化を生じるように該エレクトロク
ロミック媒体へ電位を印加する、ことを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項９】前記部分的に光透過性および部分的に光反射性の手段（２２
）は、前記第２の透明要素（１８）に対面する前記第１の透明要素（１６）の側
（５０）に配置され、または前記部分的に光透過性および部分的に光反射性の手
段（１２２）は、前記第２の透明な要素（１８）から遠い前記第１の透明要素（
１６）の側（４８）に配置され、または前記部分的に光透過性および部分的に光
反射性の手段（２２４）は、前記第１の透明要素（１６）に対面する前記第２の
透明要素（１８）の側（５２）に配置される、ことを特徴とする請求項１記載の組合わせ。
【請求項１０】前記エレクトロクロミック媒体（１４）は自己消去型であ
る請求項１記載の組合わせ。