JP2003307752A

JP2003307752A - エレクトロクロミック装置

Info

Publication number: JP2003307752A
Application number: JP2002114498A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Shibata; 成人柴田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】エレクトロクロミック装置において、単純な
構造で、合理的に導電性層と外部電源との間の配線を実
現することができる。【解決手段】エレクトロクロミック装置において、相
対する基板の少なくとも一方に開口部を設け、この開口
部を介して、当該基板と相対する基板上にある導電性層
が駆動用電源と接続する。エレクトロクロミック装置と
しては、調光装置、調色装置および防眩ミラーが挙げら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相対する２枚の基
板と、当該基板のそれぞれの内側にある２枚の導電性層
と、当該導電性層間にあるエレクトロクロミック層とを
有するエレクトロクロミック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロクロミック装置（ＥＣ装置）
は、たとえば、相対する２枚のガラス基板と、そのそれ
ぞれの内側にあるＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）
透明導電性層と、この２つのＩＴＯ透明導電性層間にあ
るエレクトロクロミック層とよりなり、ＩＴＯ透明導電
性層上に設けられた、銀、銅などの導電性ぺースト、
箔、板などからなる導電性層用電極を介して通電させる
ことにより駆動させており、通電により、光の入射量
や、色調、光の反射量等を調節することができる機能を
有する装置である。

【０００３】このような装置に外部電源から上記導電性
層用電極を介して通電するためには、ＥＣ装置を構成す
る２枚のガラス基板間のギャップを介して配線する必要
がある。

【０００４】ところが、このギャップは１ｍｍ以下と薄
い場合が多く、外部電源と２枚のガラス基板内の周辺部
分に配置された上記導電性層用電極との間を接続するリ
ード線やリード線の先端と導電性層用電極の接合端子と
が接合する部分のサイズを考慮すると、このギャップを
通して配線することができない場合が多い。

【０００５】このような場合には、２枚のガラス基板を
一部ずらして配置し、あるいはガラス基板端末の一部を
切り欠き、２枚のガラス基板が重なっていない部分を利
用してリード線を配していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような非
重なり部分を利用する結果、ＥＣ装置の周辺部分である
非重なり部分の機械的強度や耐久性が低下する恐れが生
じ、これを防止するための構造上の工夫が必要となると
いう問題が生じる。また、このような工夫は構造を複雑
化するという問題も引き起こす。

【０００７】さらに、非重なり部分を見えないようにす
るための支持枠形状の工夫等が必要となるという問題に
も対処する必要が生じる場合がある。

【０００８】たとえば、自動車の窓ガラスにＥＣ装置を
使用した場合等には、このような機械的、審美的問題は
とくに重要である。

【０００９】本発明は、このような問題に解決を与え、
単純な構造で、合理的に導電性層と外部電源との間の配
線を実現する技術を提供するものである。

【００１０】本発明のさらに他の目的および利点は、以
下の説明から明らかにされる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の態様１は、相対
し、少なくとも一方が透光性を有する２枚の基板と、当
該基板のそれぞれの内側にある、少なくとも一方が透光
性を有する２枚の導電性層と、当該導電性層間にあるエ
レクトロクロミック層とを有するエレクトロクロミック
装置であって、当該基板の少なくとも一方が開口部を有
し、当該開口部を介して、当該基板と相対する基板上に
ある導電性層が駆動用電源と接続するエレクトロクロミ
ック装置を提供する。

【００１２】本発明の態様２は、前記基板が無機ガラス
よりなる前記態様１に記載のエレクトロクロミック装置
を提供する。

【００１３】本発明の態様２は、調光装置、調色装置ま
たは防眩ミラーに用いられる前記態様１または２に記載
のエレクトロクロミック装置を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を
図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、
実施例および説明は本発明を例示するものであり、本発
明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致
する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ること
は言うまでもない。

【００１５】以下の図において、同一の部分については
同一の符号を付すものとする。

【００１６】本発明の特徴は、導電性層用電極が配置さ
れている基板とは異なる基板について、外部電源からの
電気を供給するためのリード線の先端と導電性層用電極
の接合端子とが接合する部分に該当する基板部分をくり
抜くことにある。すなわち、基板の少なくとも一方が開
口部を有し、当該開口部を介して、当該基板と相対する
基板上にある導電性層が駆動用電源と接続するようにす
ることである。

【００１７】なお、本発明における基板としては、本発
明の趣旨に反しない限り、公知のどのようなものも使用
することができるが、透光性を有するものとしては、プ
ラスチック等の有機物、無機ガラス等の無機物のいずれ
を使用することも可能である。

【００１８】有機物としては、ポリエステル、ポリスル
ホン、ポリメタクリレート、ポリカーボネート等を挙げ
ることができる。別の言い方をすれば有機ガラスと呼ば
れるものを使用することができる。無機物としては無機
ガラスが好ましい。

【００１９】使用する無機ガラスとしては、本発明の趣
旨に反しない限り、公知のどのような組成のものを使用
することもできる。

【００２０】透光性を有する基板には、スリガラスや乳
白色のプラスチックフィルムのように半透明のものを含
めることができる。

【００２１】不透明な基板は防眩ミラーのような場合に
使用でき、金属、セラミックス、プラスチック、金属で
被覆したプラスチックス等を使用することができる。こ
のような不透明な基板は導電層を兼用するようにするこ
とができる。アルミニウム膜、ステンレススチール膜、
銅膜、銀膜等を例示することができる。

【００２２】導電性層としては、本発明の趣旨に反しな
い限り、公知のどのようなものも使用することができる
が、透光性を有する導電性層としてはＩＴＯ，Ｓｎ
Ｏ_２，ＺｎＯ等が好ましい。これらは、真空蒸着法、電
子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法等公知の方法で
基板上に製膜できる。

【００２３】透光性のない、あるいは透光性の少ない導
電性層としてはアルミニウム、ステンレススチール、
銅、銀等を挙げることができる。

【００２４】なお、透光性を有するとは、いわゆる透明
導電層の場合のように光の透過率が９０〜１００％と高
い場合以外に、ある程度の透明性を有する場合も含み得
ることを意味する。

【００２５】エレクトロクロミック層はエレクトロクロ
ミック物質（ＥＣ物質）よりなっている。

【００２６】一般的に、電流あるいは電場を印加するこ
とにより電気化学的酸化還元によって物質の光の吸収が
変化し、可逆的にこの物質が着色あるいは色変化する現
象をエレクトロクロミズムといい、この現象を示す物質
をＥＣ物質という。

【００２７】そして、この変化を電気化学的に操作し、
ＥＣ物質の色調や光の透過率を変化させるものがＥＣ装
置である。

【００２８】ＥＣ物質の具体例としては、例えばＬｉ
Ｆ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ等のアルカリ金属ハライドに代表
される電解質層と、遷移金属酸化物（例えばＷＯ_３、Ｍ
ｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５，Ｎｂ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２）等の還元発
色型材料やＮｉＯ，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＭｎＯ_２，ＣｏＯ等の
酸化発色型材料の固体系やビオロゲン構造を有する化合
物とフェニルアミン構造を有する化合物との組合わせな
どからなるレドックス系等を使用することができる。

【００２９】金属酸化物層は、真空蒸着法、電子ビーム
真空蒸着法、スパッタリング法等、公知の方法で基板上
に製膜できる。膜厚は特に限定されないが、通常１０〜
２０００ｎｍであり、充分な着色効果と応答速度を得る
には２０〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。

【００３０】電解質層としては、極性溶媒に支持電解質
を混合溶解させた組成物が通常用いられる。必要に応じ
て電解質層の粘度を増加させてゲル状にするために溶媒
に可溶な高分子量ポリマーを添加してもよく、また、重
合性化合物を混合した後硬化させて網目状にして固体電
解質化させる等の目的のために更に他の添加物を共存さ
せたものも好ましく使用できる。

【００３１】電解質に用いる極性溶媒としては、有機非
水溶液が挙げられる。具体的には、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、スルホラン、γ−ブチロ
ラクトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミ
ド等またはこれらの混合物が挙げられる。

【００３２】支持電解質としては、特に限定はないが、
たとえば、アルカリ金属塩や４級アンモニウム塩等が挙
げられる。

【００３３】アルカリ金属塩としては、過塩素酸リチウ
ム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、テトラフ
ルオロホウ酸リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウ
ム、テトラフルオロホウ酸カリウム、ヘキサフルオロリ
ン酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム、ヘキ
サラフルオロリン酸カリウム、トリフルオロ酢酸リチウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等が挙げら
れる。

【００３４】また、４級アンモニウム塩としては、過塩
素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトライソプ
ロピルアンモニウム、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアン
モニウム等の過塩素酸の４級アンモニウム塩、または、
テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、テト
ラフルオロホウ酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム等の
テトラフルオロホウ酸の４級アンモニウム塩、または、
ヘキサフルオロリン酸テトラエチルアンモニウム、ヘキ
サフルオロリン酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム等の
ヘキサフルオロリン酸の４級アンモニウム塩、または、
トリフルオロメタンスルホン酸テトラ−ｎ−ブチルアン
モニウム等のトリフルオロメタンスルホン酸の４級アン
モニウム塩等が挙げられる。

【００３５】なお、レドックス系が使用され、それ自体
が、支持電解質として機能する場合は、別途電解質を加
えなくてもよい。レドックス系としては電解質中におい
て安定に酸化還元可能なものが好ましく、上記の材料の
ほかに、フェロセン、ヨウ化リチウム、塩化銅等を挙げ
ることができる。

【００３６】電解質層における支持電解質の含有量には
特に限定はないが、通常全電解質組成中に０．５〜３０
質量％である。この含有量は好ましくは１〜２０質量％
である。

【００３７】遷移金属酸化物としては三酸化タングステ
ン（ＷＯ_３）が好ましい。

【００３８】この三酸化タングステンは還元されると、
無色から青色に変化する。

【００３９】そこで、この三酸化タングステンを透光性
を有する導電性層上に薄膜として成形し、電気化学セル
を組立て、三酸化タングステンをマイナスになるように
して電圧を印加すると、三酸化タングステンの膜が青色
を呈し、極性を逆転させると無色透明にすることができ
る。

【００４０】このような電気化学セルを例えばガラス基
板に挟み込めば、電圧操作によってガラスの光透過率や
透過光の色調を任意に制御することのできるＥＣ装置を
得ることができる。

【００４１】最初に従来の一例を図５に示す。

【００４２】図５は、基板として無機ガラス板を使用
し、その外周辺の全周に渡り導電性層用電極を配置し
た、従来のＥＣ装置の１例であるエレクトロクロミック
調光装置を、基板面に平行する面で切り離した様子（全
体図）を示している。ただし、電解質層とシール層とは
省略されている。

【００４３】図５において、一方の無機ガラス基板１上
には透光性を有する導電性層５が設けられており、その
周囲には導電性層用電極３が設けられている。

【００４４】他方の無機ガラス基板２上には透光性を有
する導電性層６が設けられており、その周囲には導電性
層用電極４が設けられている。

【００４５】そして、透光性を有する導電性層５，６の
間には酸化タングステン層７と図示されていない電解質
層とが設けられている。

【００４６】酸化タングステン層７と電解質層とはエレ
クトロクロミック層を構成し、通電することによって、
酸化タングステン層７が発色する。

【００４７】この場合、上記したように、基板１と基板
２との間のギャップを十分大きくすることが困難であ
る。このため、駆動用電源１１と導電性層用電極３，４
の接合端子１３，１４とを電気的に接続するためにリー
ド線９，１０を図５の矢印Ｘの方向に配するのは、通常
の場合、困難である場合が多い。

【００４８】そこで、図５の例では、基板１，２の一部
を切り欠き、リード線９と接合端子１３とを接続する。
リード線１０と接合端子１４との接続も同様である。な
お、基板１，２の全周はシール剤により構成されるシー
ル層（図示されず）によりシールされる。図５の基板部
分１７，１８は切り欠き部分を示す。

【００４９】また、図６，７は、基板１，２が完全に重
ならず、左右にずらされている例を示す。

【００５０】この場合にも、基板同士を組み合わせた後
でのリード線９，１０と接合端子１３，１４との接続が
容易にできる。

【００５１】しかしながら、いずれの場合も、二つの基
板が重なり合わない部分が生じる。そして、この非重な
り部分の存在が、上記の問題を惹起することとなる。

【００５２】これに対し、本発明を図１，２を使用して
例示すると次のようになる。

【００５３】図１は、基板として無機ガラス板を使用
し、その外周辺の全周に渡り導電性層用電極を配置し
た、本発明に係るＥＣ装置の１例であるエレクトロクロ
ミック調光装置の断面の一部を表すものである。また、
図２は、このＥＣ装置を、図１の基板面に平行する面で
切り離した様子（全体図）を示している。ただし、図１
における電解質層８とシール層１２とは省略されてい
る。

【００５４】図１，２において、無機ガラス基板１，
２、導電性層用電極３，４、透光性を有する導電性層
５，６、酸化タングステン層７、電解質層８、リード線
９，１０、駆動用電源１１、シール層１２、接合端子１
３，１４の構成については、図５，６，７と同様であ
る。

【００５５】ただし、本発明に係る本例の場合には、基
板１，２に穴１５，１６が設けてある。

【００５６】従って、駆動用電源１１のリード線９と導
電性層用電極３の接合端子１３とを、この穴１６を介し
て電気的に接続することが可能である。同様に、駆動用
電源１１のリード線１０と導電性層用電極４の接合端子
１４とを、穴１５を介して電気的に接続することができ
る。

【００５７】このため、切り欠き部分や、基板の重なり
のずれが不要となり、基板１，２を重ね合わせることが
可能となる。

【００５８】なお、図１，２は基板の同一側部に穴１
５，１６を配したが、穴の位置はどの側部に配すること
も可能である。

【００５９】たとえば、図３は、穴１５，１６の位置が
違う以外は、図１，２と実質的に同様の構成を有してい
る。すなわち、図３では、穴１５，１６が互いに相対す
る側面部に設けられている。

【００６０】このような構造を持つＥＣ装置は、たとえ
ば次のようにして組み立てることができる。

【００６１】まず、３ｍｍ厚の無機ガラス基板１，２の
適当な位置に例えば直径２０ｍｍの穴１５，１６を形成
する。この穴を形成する手段としては公知の方法を利用
することができる。

【００６２】ついで、無機ガラス基板１，２上に透光性
を有する透明導電性層５，６を形成する。

【００６３】透明導電性層の膜厚は、特に制限されるも
のではないが、通常１０〜５００ｎｍ、好ましくは５０
〜３００ｎｍの範囲にあり、表面抵抗（抵抗率）は特に
制限されるものではないが、通常０．５〜５００Ω／
□、好ましくは１〜５０Ω／□の範囲である。

【００６４】透明導電性層の形成には、公知の手段を任
意に採用することができるが、透明導電性層を構成する
金属及び／又は金属酸化物等の種類により、採用する手
段を選択するのが好ましい。通常は、真空蒸着法、イオ
ンプレーティング法、スパッタリング法、ゾルゲル法等
が採用される。

【００６５】ついで、導電性層用電極３，４と接合端子
１３，１４とを導電性層５，６上に設ける。導電性層用
電極３，４や接合端子１３，１４としてはアルミニウ
ム、銅、銀等を使用することができる。これには、導電
性ペーストを焼き付ける方法や導電性テープを貼付する
方法等を使用することができる。

【００６６】さらに、導電性層６上に、例えば膜厚１５
０ｎｍの酸化タングステン層７を形成する。これには、
蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等
を使用することができる。

【００６７】ついで、接合端子１３，１４とリード線
９，１０とを接続し、駆動用電源１１により駆動可能と
する。

【００６８】ついで、無機ガラス基板１，２にシール剤
を塗布して張り合わせ、シール層１２を形成する。シー
ル層１２の厚さは５０〜７００μｍが適当である場合が
多く、２００〜５００μｍがより好ましい場合が多い。

【００６９】そして、シール層の内側にγ−ブチロラク
トンを溶媒とした沃化リチウム０．６ｍｏ１／Ｌを含む
液状組成物（新中村化学製、Ｍ−４０ＧＮ）を注入し、
電解質層８を形成する。電解質層８の膜厚としては５０
〜６００μｍが適当である。なお、電解質層に使用する
剤がシート状の場合は、シール層１２を形成する前に、
これを貼付することもできる。

【００７０】その後、液状組成物の注入口と、接合端子
１３，１４とリード線９，１０との接続部とをシール剤
でシールし、上記構造を得ることができる。シール剤と
しては、ポリイソブチレン、ブチルゴム、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂等を使用することができる。

【００７１】なお、基板に穴を穿つ時期、接合端子１
３，１４とリード線９，１０とを接続する時期等は、本
発明の趣旨に反しない限り、上記以外でも差し支えな
い。

【００７２】また、本発明に係る開口部はこのような穴
に代表されるが、その形状や大きさには特に制限はな
く、任意に定めることができる。また、閉じた開口部で
ある必要はなく、図４に示すように一部を開放したスリ
ット状の開口部１９であっても良い。

【００７３】形状としては断面が円形であることが製作
が容易であるので好ましい。また、この円の直径は２０
〜２５ｍｍ程度が普通である。

【００７４】さらに、このような開口部を穿つ場合に
は、基板面について、線対称または点対称になるように
配すると、同一の位置で穿孔し、片方の基板については
裏返して使用する等の操作により、両面の開口部を得る
ことができるため、穿孔の作業量を減少できるメリット
が得られる。

【００７５】なお、本発明において、ＥＣ装置は、２枚
の基板と導電性層とエレクトロクロミック層と、導電性
層用電極やその接合端子や配線等を含むエレクトロクロ
ミック体と駆動電源用リード線、駆動電源、窓枠、ケー
シング等より構成されるのが一般的であるが、上記例に
示したように、両面の基板や導電性層が透光性を有する
場合に限定されるわけではなく、例えば防眩ミラーのよ
うに、片面のみが透光性を有することも本発明の範疇に
属する。

【００７６】また、本発明に係る上記構成には、反射板
等の他の構成要素を組み込むことができることはいうま
でもない。

【００７７】さらに、本発明においては、開口部が上記
二つの基板の両方にある場合のみならず、片方の基板に
は本発明に係る開口部を設けて配線し、他方の配線はこ
のような開口部を介さない場合も含まれる。

【００７８】そして、このようなＥＣ装置としては、光
の入射量を調節でき、たとえばブラインドなどを使わな
くても自然に日除けができる機能を有する調光装置、透
過光の色調を変更できる調色装置、さらに、アルミニウ
ムのような反射性層を用いることにより、反射率を電圧
操作によって切り換えることのできる防眩ミラー等を挙
げることができる。

【００７９】なお、基板にガラスを使用した場合には、
単に調光ガラス、調色ガラス、防眩ガラスと呼ばれるこ
とが多い。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、エレクトロクロミック
装置において、単純な構造で、合理的に導電性層と外部
電源との間の配線を実現することができる。さらに基板
同士の重なり合いのない部分を排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＥＣ装置の一例の一部断面図。

【図２】図１に示すＥＣ装置を基板面に平行する面で切
り離した様子を表す斜視図。

【図３】本発明に係るＥＣ装置の他の一例の一部断面
図。

【図４】本発明に係る開口部を有する基板の一例を示す
平面図。

【図５】従来のＥＣ装置の１例について、その基板に平
行する面で切り離した様子を表す斜視図。

【図６】従来のＥＣ装置の他の一例の断面図。

【図７】図６に示すＥＣ装置を基板面に平行する面で切
り離した様子を表す斜視図。

【符号の説明】

１，２無機ガラス基板３，４導電性層用電極５，６透光性を有する導電性層７酸化タングステン層８電解質層９，１０リード線１１駆動用電源１２シール層１３，１４接合端子１５，１６穴１７，１８切り欠き部分１９開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対し、少なくとも一方が透光性を有する
２枚の基板と、当該基板のそれぞれの内側にある、少なくとも一方が透
光性を有する２枚の導電性層と、当該導電性層間にあるエレクトロクロミック層とを有す
るエレクトロクロミック装置であって、当該基板の少なくとも一方が開口部を有し、当該開口部
を介して、当該基板と相対する基板上にある導電性層が
駆動用電源と接続するエレクトロクロミック装置。
【請求項２】前記基板が無機ガラスよりなる請求項１に
記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項３】調光装置、調色装置または防眩ミラーに用
いられる請求項１または２に記載のエレクトロクロミッ
ク装置。