JP2003511719A - 拡散反射型の可逆的電気化学ミラー - Google Patents

拡散反射型の可逆的電気化学ミラー

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Abstract

(57)【要約】 可逆的電気化学ミラー装置は、テクスチャ状の表面を有する第１の電極（１０６）と局所化された領域に分散される第２の電極（１１０）とを含む。第１及び第２の電極の間に配置された電解溶液（１１２）は、これらの電極の上に電着可能な金属のイオン（１１６）を含む。第１の電極に与えられた負の電位によって、配置された金属が、第２の電極から電解溶液の中へ溶解し、電解溶液から第１の電極のテクスチャ状の表面の上に電着され、従って、この装置の電磁放射に対する反射率に影響を与える。テクスチャ状の表面のために、第１の電極に衝突する光は拡散的に反射し、それによって、この装置が、建物や車両におけるガラスへの応用に適したものとなる。第１の電極に適用された表面修正層（１０８）により、電着がほぼ一様となることが保証される。第１の電極に与えられる正の電位により、配置された金属が、第１の電極から溶解し、溶液から第２の電極の上に電着され、従って、この装置の反射率を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過率及び反射率が制御可能であるような鏡や窓などの装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】
建物や輸送用車両の窓を透過する日光は（温室効果により）熱を発生させ、こ
の熱のために居心地の悪い環境が生じ、空調が必要になりそのための費用が発生
する。様々な日光の条件で用いられ透過率を調整できる「賢い窓」（スマート・
ウィンドウ）への現在行われているアプローチは、光吸収性の材料を用いること
に関わるものである。しかし、このようなアプローチは部分的に効果を有するに
過ぎない。というのは、窓自体が加熱されるし、また、エレクトロクロミック装
置などのこの種の装置は、比較的高価であり、耐久性が限られ寿命が短いからで
ある。液晶ベースの窓システムには、透過状態と不透明／散乱状態との間で切り
替わるものがあるが、そのようなシステムでは、透明状態を維持するのにかなり
の電圧が必要になる。従って、透過状態と反射状態との間での情勢が可能で、安
価で耐久性があり低電圧のスマート・ウィンドウに対する大きな必要性が存在し
ている。光を吸収せずに反射するのが、内部での加熱を回避する最も効率的な手
段である。
【０００３】 光の変調のための金属の可逆的電着を利用しようとする従来の試みでは、透過
性の基板の上に得られるデポジット（被覆物）は、粗く、黒や灰色やそれ以外の
色の外観（通常は細かく分割された金属）を呈し、特に厚い場合には、反射率が
悪く光の吸収率が高い。これは、例えば、透明な導電性電極面が金属被覆されて
いるUdakaの業績でもいえることである（Udaka et al. の欧州特許出願公開第０
７１２０２５号、出願番号第９５１１７７９７．１号）。このようなデポジット
は、背景からの反射を含むようなディスプレイの応用例のために検討されてきて
いるが、コントラストを改善するために、白い顔料が加えられることが多い。デ
ィスプレイに関するWarszawskiへの米国特許第５，０５６，８９９号には、透過
装置における深刻な欠点（例えば、反対側の電極に金属が堆積することによって
放射が阻止される可能性がある）が与えられており、可逆的金属電着がディスプ
レイへの応用には最適であると書かれている。そのような教示によれば、スマー
ト・ウィンドウのための可逆的金属電着は、細かく分割して電着された金属によ
る光の吸収を含まなければならないことを意味するが、その結果として、その装
置自体の加熱が、従って、内部の空間の加熱が生じてしまう。更に、従来の文献
によると、透過式の装置では、可逆的金属電着には補助的な反対側電極の反応を
利用することが求められ、そうでなければ、デポジットが作業用電極からメッキ
分離するにつれて、反対側電極上に金属がメッキされるとのことである。
【０００４】 従来の文献に書かれている電解質は、金属被覆形成の間に反対側電極において
（例えば、臭素、ヨウ素、塩素に）酸化される補助的な酸化還元核種（例えば、
臭素、ヨウ素、塩素）を含むが、これは、長期間の操業の間の化学的な不安定性
をもたらし、例えば、２Ａｇ0＋Ｂｒ2−＞２ＡｇＢｒのように、開回路上への金
属デポジットの溶解を生じさせることによりメモリ効果を著しく減少させる。ほ
とんどの場合に、この補助的な酸化還元プロセスにより、光変調デポジットが削
除される間は反対側電極での金属被覆形成が妨げられ、ディスプレイへの応用に
とって望ましいスレショルド電圧が導かれる。この補助的な酸化還元プロセスは
、金属メッキ／メッキ分離（deplating）が反対側電極で生じスレショルド電圧
が観察されないときでも、著しい副反応を表す。これについては、上述のWarsza
wski特許のコラム３−４（この場合には、銅又はニッケルが反対側電極ペースト
に存在する）、Duchene et al., Electrolytic Display, IEEE Transactions on
Electron Devices, Volume ED-26, Number 8, Pages 1243-1245 (August 1979)
、フランス特許第２，５０４，２９０号（１９８２年１０月２２日）と参照のこ
と。特許及び従来技術文献に見られる電着装置のすべてで、少なくとも１Ｖの高
速スイッチング電圧が用いられている。
【０００５】 Warszawski特許によると、グリッド型の反対側電極であると、一様性が劣るデ
ポジットが生じる。その理由は、透明な作業電極上への被覆形成は、反対側電極
のグリッド線の近傍に特に局所化されているからである（非常に薄い膜状のゲル
電解質が用いられていることの結果）。更に、Warszawski特許では、水性のゲル
電解質を用いて大気汚染への感度を最小化し、リーク・タイト・シールを有する
必要性を回避することが教示されている。しかし、このような電解質は、沸点が
高い溶媒を有する有機ベースの電解質と比較すると、温度及び電圧の動作範囲が
はるかに限定される。
【０００６】 従来技術に関する文献では、メモリ効果は一時的であると記載されている。こ
れは、金属メッキ／メッキ分離ではなく、反対側電極で反応が生じることの結果
である。反対側電極において生じるエネルギを有する酸化生成物は、開回路に対
して化学的に（低速）又は短絡の間に電気化学的に（高速）作業電極における金
属デポジットを溶解させることがある。
【０００７】 従来技術において知られている可逆的電着装置は、どれもが、調整可能な反射
率が要求される応用例で必要な高反射率の鏡面デポジットを示さない。そのよう
なデポジットが、本発明の発明者らによって、表面修正層を用いることにより最
近得られた。これは、１９９９年６月１５日に出願された同時継続中の米国特許
出願第０９／３３３，３８５号に開示されている。この米国特許出願も本出願と
同じ被譲渡人に譲渡されている。しかし、この場合に得られる可逆電気化学的ミ
ラー（ＲＥＭ）デポジットは、高い鏡面反射率（specular reflectivity）を有
するのであるが、これは、常に望ましいということはない。例えば、建物や車両
のＲＥＭウィンドウから鏡面反射した日光や自動車のヘッドライトは、人間の眼
を損傷したり、特に自動車の運転をしている人の視力を一時的に失わせることに
より安全性を損なう場合がある。実際、特にヨーロッパ諸国では、多くの政府が
、反射率が非常に高いウィンドウを明示的に禁止し、守らなくてはならない最大
の反射率の標準を課している。他方で、ＲＥＭスマート・ウィンドウによって与
えられる熱及び光拒絶特性は、依然として非常に有益である。従って、透過状態
と反射状態との間での調整が可能であると同時に鏡面反射表面すなわち高度に指
向的（directional）な態様で反射する表面による目隠し効果を防止するＲＥＭ
スマート・ウィンドウに対する必要性は、存在している。
【０００８】
【発明の概要】
可逆的電気化学ミラー装置は、テクスチャ状の表面を有する第１の電極（１０
６）と局所化された領域に分散される第２の電極（１１０）とを含む。第１及び
第２の電極の間に配置された電解溶液（１１２）は、これらの電極の上に電着可
能な金属のイオン（１１６）を含む。第１の電極に与えられた負の電位によって
、配置された金属が、第２の電極から電解溶液の中へ溶解し、電解溶液から第１
の電極のテクスチャ状の表面の上に電着され、従って、この装置の電磁放射に対
する反射率に影響を与える。テクスチャ状の表面のために、第１の電極に衝突す
る光は拡散的に反射し、それによって、この装置が、建物や車両におけるガラス
への応用に適したものとなる。第１の電極に適用された表面修正層（１０８）に
より、電着がほぼ一様となることが保証される。第１の電極に与えられる正の電
位により、配置された金属が、第１の電極から溶解し、溶液から第２の電極の上
に電着され、従って、この装置の反射率を低下させる。
【０００９】 本発明によるＲＥＭ装置は、反射される電磁放射の量及び方向を制御する可逆
的電気化学ミラー（ＲＥＭ）装置であって、電磁放射スペクトルの少なくとも一
部に対して実質的に透明な第１の基板と、前記放射に対して実質的に透明な前記
第１の基板の上に配置されており、前記第１の基板に隣接せず微視的又は巨視的
なスケールでテクスチャ状の表面を有する第１の電極と、前記第１の電極上に配
置され、前記テクスチャ状の表面と実質的に一致する表面修正層と、第２の電極
と、前記第１及び第２の電極の間に配置され前記第１及び第２の電極と電気的に
接触する電解溶液と、前記第１及び第２の電極の上への電着可能であって、前記
電解溶液に溶解可能な金属の複数のイオンと、前記第１及び第２の電極の少なく
とも一方の上に配置される前記金属の複数の原子と、を備えており、前記第１の
電極に与えられた前記第２の電極に対する負の電位によって、配置された金属が
前記第２の電極から前記溶液の中に溶解し、前記溶液から前記第１の電極のテク
スチャ状の表面の上に電着され、前記表面修正層は、前記電着された金属の前記
第１の電極上での実質的に一様な核形成を容易にし、前記第１の電極に与えられ
た前記第２の電極に対する正の電位によって、配置された金属が前記第１の電極
の前記テクスチャ状の表面から溶解し、前記溶液から前記第２の電極の上に電着
し、前記第１の電極の上に存在する配置された金属の量は、放射のためのこの装
置の反射率に影響し、前記第１の電極の前記テクスチャ状の表面の上に配置され
た金属は、少なくとも一部の方向から入射する放射を拡散的に反射する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によって構築された電気化学的装置の一般的なデザインを示し
ている断面図である（ただし、この図では、本発明の構造及び機能をより効果的
に図解するために、特定の層の厚さなどいくつかの寸法が、不均一になっている
）。この装置は、電磁放射のスペクトルの少なくとも一部の伝搬及び反射に対す
る正確で可逆的な制御を可能にするものであるが、第１の基板１０２と第２の基
板１０４とを含み、これらの基板は、それぞれが、制御されるべき放射に対して
実質的に透明である。例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）や、フッ素が
ドープされたスズ酸化物（ＦＴＯ）であり、放射に対して実質的に透明である導
電性のフィルム（膜）１０６が、第１の基板の上に配置（被覆、デポジット）さ
れる。フィルム１０６と、この上に適合的（conformal）コーティングとして与
えられた電気化学的に安定な表面修正層１０８が加えられ、これらが、第１の電
極として機能する。第１の電極１０６の表面は、後で詳しく述べるように、「テ
クスチャ状」（textured）になっている。第２の電極１１０は、第２の基板１０
４の局所的な領域に配置されている。
【００１１】 電解溶液１１２が、電極１０６及び１１０の間にこれらと電気的に接触して配
置されている。組み立てる前に、この装置は、まず、ミラー金属層１１４を電極
１１０の上に又はミラー金属層１２０を電極１０６の上に、電極１１０及び１０
６の間の部分的なデポジット（被覆物）として配置することによって、充電され
る。この構成は、図１に示されている。電極１１０自体がミラー金属で構成され
ていない場合には、これらの最初に配置された層における金属の量が、後で詳述
するようにこの装置の反射率を制御するために行う配置に利用できるミラー金属
の最大量を構成する。層１１４及び１２０と同じミラー金属原子を含む金属イオ
ン１１６が、電解溶液１１２の中に溶解しており、それによって、溶液の中の金
属原子は、可逆的に、第１及び第２の電極に電着し、また、第１及び第２の電極
から電気的に電溶することが可能となっている。第１の電極１０６に適用されて
いる表面修正層１０８は、イオン１１６からの電着されたミラー金属の電極の上
への核形成を容易にして、高い反射性を有しており鏡状のデポジットを生じる。
注意すべきであるが、ミラー金属は、ミラー金属を用いてセルを前もって充電す
ることなく、送致の組み立ての後に電極の一方に電気化学的に配置することも可
能である。しかし、これには、例えば、ハロゲン化物の電解質からハロゲンであ
るエネルギを有する核種をアノードにおいて生じさせることを含み、これは、送
致の安定性に悪影響を与える可能性がある。
【００１２】 表面１０９の全体の上に被覆される第１の電極１０６及びその表面修正層１０
８とは異なり、第２の電極１１０は、好適実施例では、第２の基板１０４の上の
局所化された領域に分散されている。第２の電極１１０は、例えばＰｔやＡｕな
ど電気化学的に安定的な金属のメッシュ又はグリッドであり、例えばＴｉ、Ｃｒ
、Ｎｉなど別の金属の下層を含んで基板１０４との接着を向上させている。ある
いは、第２の電極１１０は、例えばＩＴＯやＦＴＯなど透明な導電性材料の一様
な層で構成され、グリッド又はドット・マトリクス・パターンで電気化学的に安
定的な金属核形成層が分散され、ミラー金属１１４の電着が用いられている電圧
で局所化された領域だけに生じる用になっている。光がこの装置を透過すること
を必要としないような本発明の実施例では、第２の電極１１０は、局所化された
領域に分散されない固体材料又は一様な金属膜でありうる。
【００１３】 本発明の本質的な側面は、第１の電極１０６の電解質側にテクスチャ状の表面
１０９が存在していることである。ここでいう「テクスチャ状の表面」とは、通
常は小さなスケールで非平坦であり、それによって、この表面にある角度で衝突
するある程度の厚さの光ビームが複数の角度でこの表面から反射され、反射され
た光の強度はどの角度でも入射光と比較すると小さくなっていることを意味する
。従って、第１の電極のテクスチャ状の表面に衝突する入射放射は、反射された
放射の少なくとも一部についてのテクスチャを無視して平均的な電極表面に対す
る反射角度が全体的な入射角度とは異なっているという意味で、拡散的（散乱的
、diffusely）に反射されるのである。テクスチャ状の表面の例は、図１に示さ
れている。表面修正層１０８に隣接する第１の電極１０６の表面１０９はテクス
チャ状であり、ある周期的なパターンの丸みを有する丘（ヒル）や窪み（トラフ
）によって構成されている。応用例によっては、ランダムな又は非周期的なテク
スチャ・パターンが、不所望の光の回折効果や視覚的パターンを回避するために
、望まれる。表面修正層１０８は、第１の電極の上に非常に薄い層として配置さ
れるのが通常であるから、第１の電極のテクスチャ状の表面と一致することが必
要である。同様に、ＲＥＭ装置に通常用いられる薄い電着物についても、ミラー
金属層１２０は第１の電極１０６のテクスチャ状表面１０９と実質的に一致し、
拡散的な反射を呈する。
【００１４】 この装置は、電位源１１８と共に用いられることが意図されている。この電位
源１１８は、可逆的な極性と、調整可能又は予め設定された正及び負の電位値と
を有し、第１及び第２の電極１０６及び１１０の間に接続されている。負の電位
が第２の電極１１０に対する第１の電極１０６に与えられると、第２の電極１１
０の上に電着されたミラー金属１１４は第２の電極から溶液１１２の中に溶解し
、溶液の中の金属イオン１１６は溶液から電着し、テクスチャ状の第１の電極１
０６のテクスチャ状の表面修正層１０８の上に形成されミラー金属層１２０の厚
さを増加させる（図２に示されている）。ＲＥＭ装置の全体的な反射率は、ミラ
ー金属が第１の電極１０６の上に電着されると上昇する。電着されたミラー金属
層はテクスチャ状の表面と実質的に適合（一致、conform）するから、ミラー・
デポジット１２０の局所的な角度は電極１０６の表面１０９に沿って変動する。
光の大部分は、依然として、電着されたミラー金属層１２０によって反射される
が、デポジットの表面がテクスチャ状であるため、光は多くの方向に拡散的に反
射され、それによって、どの方向の強度も大きく低下する。観察者にとっては、
この装置は、反射モードでは、荒い金属又は金属製塗料と類似する金属的な光沢
を有するが、高度な鏡面反射は示さない。反射された光の外観は、テクスチャ状
の外形の形状、サイズ、周期性及び振幅に依存する。浅く滑らかな外形であり周
期が大きい場合には、平均で、内部表面反射は少なく、拡散は少ないが全体的な
反射率は高くなる。
【００１５】 加えられた電位の極性が反転され、正の電位が第１の電極１１０に対する第１
の電極１０６に加えられると、電着されているミラー金属１２０は第１の電極か
ら溶液１１２の中に溶解し、溶解したミラー金属イオン１１６は溶液から第２の
電極の上に電着される。第２の電極１１０は、第２の基板１０４の上の局所化さ
れた領域に分散されているので、実質的に透明である。従って、光は、溶解した
ミラー金属が第２の電極の上に電気メッキされると、より少ない妨害だけで、こ
の装置を通過して伝搬することが可能になる（図３に示されている）。
【００１６】 電着され第１の電極１０６の上に残るミラー金属１２０の量が、この装置が放
射に対して示す反射率を決定する。このプロセスは、可逆的であり、第１の電極
１０６の上にほぼ完全なデポジットが存在する時点と第１の電極１０６の上のミ
ラー金属がほぼ完全に消滅する時点とのおよそ任意の時点に維持することができ
る（図２及び図３にそれぞれ図解されている）。従って、ミラー・デポジットは
、反射率がほぼ０％から第１の電極の表面のテクスチャによって決定される最大
の反射率のパーセンテージまでの間の任意の地点に調節することが可能である。
この装置の反射率の下限は、表面修正層１０８と透明な導体１０６と表面１０２
との反射率及び吸収率によって影響される。望まない反射及び吸収は、一般的に
用いられるタイプの反射防止コーティングの使用や、層の厚さの調整によって、
縮小させることができる。
【００１７】 図２は、図１と類似する断面図であるが、第２の電極に対する第１の電極に十
分に負である電位が十分な時間与えられ、利用可能なミラー金属のほぼ全体が第
２の電極１１０から溶解し、第１の電極１０６の表面修正層１０８の上に電着さ
れて、装置全体でほぼ１００％に近い最大の反射率を提供する様子が図解されて
いる。この状態では、電着されたミラー金属によって生じる層１２０は、第１の
電極１０６のテクスチャ状の表面１０９によって定義される表面修正層１０８の
輪郭とほぼ適合している。テクスチャ状であることにより、装置に特定の方向か
ら入る光１２２は、多くの異なる方向に反射される。この装置の全体的な反射率
はとその結果としての有効性とは非鏡面反射によって必ずしも低下しないが、あ
る方向の反射が緩和されるので、この装置を、適用可能な反射率の標準と一致さ
せることができる。
【００１８】 図３は、図１及び２と類似する断面図であるが、第２の電極に対する第１の電
極に十分に正である電位が十分な時間与えられ、ミラー金属１２０のほぼ全体が
第１の電極から電解溶液１１２の中に溶解し、局所的に分散されている第２の電
極１１０の上に金属層１１４として電着される様子が図解されている。この状態
では、この装置は、入射してくる放射に対して最小の妨害しか課さないので、そ
の入射してくる放射のほぼすべてが、ほぼ透明な第１の基板１０２と、第１の電
極１０６と、表面修正層１０８と電解溶液１１２と第２の電極１１０におけるギ
ャップとを通過し、透明な第２の基板１０４を通過して装置の外へ出ていく。こ
の様子は、光ビーム１２４によって図解されている。図３に示されている構成で
は、反射される光の量は最小限であり、この量は基板１０２と電極１０６と表面
修正層１０８との反射率によって決定される。しかし、電解質１１２と第１の電
極の成分１０６及び１０８との屈折率とが一致していない場合には、そして特に
電極１０６の上のテクスチャが先鋭なピーク及びエッジを含む場合には、いくら
かの光が更に失われる。
【００１９】 本発明の好適実施例が図４に示されている。構造は、図１ないし図３に示され
ているものと類似している。ただし、第１の基板１０２の内側表面もテクスチャ
状になっている点が異なる。このように基板の表面１３２をテクスチャ状にする
ことによって、装置の製造が単純化される。すなわち、第１の電極１０６を形成
する透明な導体を、従来型の方法を用いてテクスチャ状の基板表面１３２上に配
置することができるのである。配置された電極材料はテクスチャ状の基板表面と
ほぼ適合し、それにより、電極の表面がテクスチャ状になる。図１ないし図３に
示された構造と同じように、表面修正層１０８は、第１の電極１０６のテクスチ
ャ状の表面１０９と適合するため、やはり、テクスチャ状となる。そして、負の
電位がミラー金属１２０を電着すると、それは、表面修正層１０８とほぼ適合し
、従って、この装置に拡散的反射特性を与えるテクスチャ状の反射表面を形成す
る。電極１０６のテクスチャ状の表面１０９は、（図４の場合のように）表面１
３２をテクスチャ状にすることを経由することなく、（図１の場合のように）直
接的に、電極１０６の厚さを、従ってその結果電気抵抗を局所的に変動させるこ
とができ、それによって、電着物１２０の厚さが変動する。従って、電極１０６
は、図４に示されているように、テクスチャ状の基板表面１３２を介してテクス
チャ状にするのが好ましい。
【００２０】 本発明は、第１の電極１０６の表面１０９の上のどのような特定のテクスチャ
・パターンや振幅には限定されない。表面が微視的又は巨視的なスケールで平坦
ではなく、それによって、ミラー・デポジット１２０から表面のテクスチャは無
視してすべての角度で反射される光の強度を減少させている点が本質的なのであ
る。電着されたミラー金属１２０の適合的な一様性に悪影響を与えるおそれを排
除するため、先鋭な点や溝（リッジ）は含んでいないテクスチャ・パターンが好
ましい。また、滑らかなテクスチャ状の表面は、表面修正層１０８と電極１０６
との屈折率と一致しない屈折率を有する電解質に起因する屈折性の損失を最小化
する。例えば、丸みをもったヒルやトラフのパターンを外形として有するテクス
チャ状の表面は、入射光を多数の異なる方向に反射させるように機能しながら、
希望しない先鋭なエッジを排除してあり、この装置に、どの方向にも低い反射率
を提供する。あるいは、特定の所望の方向により強く光を反射するようなテクス
チャ・パターンを用いることもできる。例えば、一方向だけの正弦表面波は、そ
の波に垂直な入射光を、その波に平行な入射光よりも、より拡散させる。適用可
能な標準と一致する反射率のパターンを提供するには、表面を特定の方法で、及
び／又は、より大きく又はより小さく表面をテクスチャ化することが必要になる
場合がある。テクスチャは、基板１０２の表面１３２に、テクスチャ状のローラ
を伴うホット・ローリング、気相又は液相による化学的エッチング及び機械的摩
擦（例えば、ビーズ・ブラスティング）を含む様々な手段で導くことができる。
テクスチャを電極１０６の表面１０９に導く適切な手段には、電極１０６の透明
な導電膜の（マスクや方向付けされたデポジションを用いての）化学的エッチン
グ、機械的摩擦、あるパターンでの気相成長及びスパッタリングなどが含まれる
。
【００２１】 第１の電極１０６のテクスチャ状の表面のある１つの可能性のある実施例が、
図５に示されている。電極は、ｘ−ｙ平面にあり、テクスチャ状の表面１０９の
幅全体がｘ軸に沿った正弦波１４０を記述し、ｙ軸に沿った別の正弦波１４２を
表面の長さ全体が記述している。適切な振幅を有し十分に短い波長を有する表面
波を用いると、入射光１４４は、この構成によって大きく拡散される。
【００２２】 本発明の別の実施例が図６に示されている。ただし、図２とは異なり、入射光
は、第２の基板１０４と局所的に分散された第２の電極１１０と電解質１１２と
を通過して装置に入り出て行き、デポジット１２０から拡散的に反射されている
。
【００２３】 本発明の実施例によっては、装置が光を透過させることを要せず、従って、局
所的に分散されている電極１１０の代わりに連続的な電極を用いて装置の製造を
容易にし、又はそれ以外の属性を可能にすることができる。そのような可変反射
率を有する装置は、例えば、美的な又はカモフラージュの目的で用いることがで
きよう。この場合の第２の電極は、固体金属であったり、絶縁性又は金属製の基
板の上の電気化学的に安定な金属のコーティングによって構成することも可能で
ある。第２の電極は、粗くすることによって、外観を暗くし、拡散的な反射状態
と吸収状態との間で装置を切替可能にすることもできる。他方で、第２の電極は
、鏡面仕上げ、又は、テクスチャ野内ＲＥＭ電極を有するようにして、拡散的な
反射と鏡面反射との間で切替可能にすることもできる。あるいは、カラー染料を
電解質の中に組み入れて、反射状態と色付き状態との間で切替可能にすることも
できる。 好適実施例の作成 好適な第１の電極は、一方の側が、光学的に透明であり反射率の低い（約１０
Ω／平方）のＩＴＯ又はＦＴＯ膜を用いて一様にコーティングされているガラス
又はプラスチックの基板を用いる。上述したように、第１の電極基板の表面はテ
クスチャ状であり、これによって、適合しているＩＴＯ及びＦＴＯ膜がテクスチ
ャ状となる。Ｐｔなど接着用の電気化学的に安定的な金属の薄い膜が、好ましく
はスパッタリングを用いて気相成長法によって、ＩＴＯ又はＦＴＯ表面の上に、
金属被覆のための核形成速度を向上させ高い反射率を有する微細な粒状の電着物
を生じさせる表面修正相として、被覆される。しかし、それ以外の電気化学的に
安定的な金属である金、パラジウム、ロジウム、イリジウムなどを用いることも
できる。場合によっては、Ｔｉ／ＡｕやＣｒ／Ａｕなどの二重の金属膜を用いる
のが好ましいこともある。このような場合には、下側の層の金属（例えば、Ｔｉ
やＣｒ）は、貴金属の透明な導電膜への接着を強化するように機能する。電気的
なバス接続が、ＩＴＯ又はＦＴＯコーティングの周囲に形成される。
【００２４】 好適な第２の電極は、グリッド又はドット・マトリクス・パターンで局所的に
分散され、それによって、その上の被覆が装置の光の透過に最小限の影響しか有
さないようにする。第２の電極は、ガラスやプラスチックの上に直接に配置され
た例えばＰｔなどの電気化学的に安定的な金属のグリッドか、又は、基板上の例
えばＩＴＯ又はＦＴＯなどの透明な導電性の膜の上に配置されあるパターンを有
する安定的な金属核形成層でありうる。後者の場合には、ミラー金属の配置は、
核形成層のパターン（典型的にはドット・アレイ）に限定される。というのは、
透明な酸化物の導体の上の金属被覆に対する過電圧は、少なくともいくつかの電
解質では、核形成層の金属に対するものよりも高いのが通常であるからである。
露出された透明な導体表面は、化学的な修正により又は絶縁層を用いたコーティ
ングにより、ミラー金属の電着に対して更に不活性になる。パターンを有するミ
ラー金属の過剰分だけが、第２の電極として用いることができるが、これは、こ
の場合には電圧に関して自己制限的ではない。というのは、第２の電極が完全に
溶解することが動作電圧で生じうるからである。第２の電極の周囲には、電気的
バス接続が形成され、金属製グリッドへの又はＩＴＯ又はＦＴＯコーティングへ
の電気的接続を形成する。セルの組み立てに先立って、第２の電極は、ミラー金
属でない場合には、第１の電極上に被覆される時に所望の量の反射率を提供する
のに十分な量のミラー金属を用いてメッキされ、第２の電極の電解質に対する露
出を回避する。あるいは、第１の電極を、セルの組み立ての前に、ミラー金属の
全部又は一部を用いてメッキすることも可能である。
【００２５】 好適な電解質は、ミラー金属の電着との関係を除いて、化学的かつ電気化学的
に安定的なゲル状の電解質である。好ましくは、ミラー金属は、銀ハロゲン化物
として電解質に追加され、電気的に活性でない陽イオンを有するハロゲン化物の
塩（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなど）を追加することから導かれ
るハロゲン化物イオンを過剰に加えることによって電解質において安定化される
、銀である。比較的毒性が低くよい電気化学的特性を有するこれ以外のミラー金
属には、銅とビスマスがある。ハロゲン化物のイオン（塩化物、ヨー化物、臭化
物）の混合物を用いることもできる。溶媒は、良い電解質の安定性と良いミラー
・サイクリング（mirror cycling）特性とに加えて、所望の温度動作レンジを提
供する凝固点及び沸点との関係で選択される。好適な溶媒には、水、ジメチルス
ルフォキサイド（ＤＭＳＯ）、エチレン・グリコール（ＥＧ）、ガンマ・ブチロ
ラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）及びこれらの混合物が
含まれる。場合によっては、他の核種を加えてデポジットの特性を向上させ、電
子の移動を容易にし、電解質内でミラー金属を安定化することが必要になる。例
えば、Ａｇ（１＋）及びＣｕ（１＋）は、ニトリル、アミン、ホスフィン、イオ
ウ・ドナーなどで安定化される。例えば、［Ｃｕ（ニトリル）4］ＣＦ3ＳＯ3で
ある。電着物をレベリング及び明るくするのに通常用いられる有機化合物など、
ミラー金属の電着の間に電気的に活性又は分解される添加物は、避けるべきであ
る。というのは、これらのために、ミラー・サイクルの寿命が制限されるからで
ある。ハロゲン化物以外にも、多数陽イオン・ベースの電解質を用いることがで
きる。
【００２６】 本発明のＲＥＭ装置は、液体電解質を用いて作ることができるが、電解質のス
ティフナを用いて、装置のパフォーマンスに影響し化学的な危険物を生じさせる
電解質の損失を最小化し、事故が生じた場合に人体を物理的に損傷するおそれが
あるガラスの破片を接着的に保持するのが好ましい。好適な電解質スティフナに
は、ポルアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ
ビニルアセテート（ＰＶＯＡｃ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）な
どの有機ゲル化剤が含まれる。これらは、液状の電解質に溶解して、室温で、透
明なプラスチック状のゲルを形成する。例えば、非常に分散されているシリカな
ど、セラミック充填剤を用いて、単独で又は他のゲル化剤と協働して電解質を濃
くすることもできる。適切な量のゲル化剤を用いると、電解質は、液体電解質の
導電性をほとんど維持しながら、「固体成分」として取り扱うことが可能になる
。特定の有機ポリマのゲル化剤は、与えられている電解質及び金属ミラーの形成
及び分解との化学的及び電気化学的互換性に基づいて選択される。これ以外の電
解質スティフナには、例えば、オーマシル（ormasils）や多孔性ポリプロピレン
など、大量の電解質を吸収する多孔性の固体ポリマが含まれる。
【００２７】 本発明の可逆的電気化学的セルは、スペーサとポリマ密封剤、又は、適切なス
ペーシングと密封とを提供する厚い２面型の接着テープ、ガスケット、ｏリング
などを用いて作ることができる。スペーサ及びシール材料は、電解質と化学的に
互換性を有していなければならない。アクリル性の二重コーティング・テープ、
ポロプロピレンのスペーサ及びシリコン密封剤を用いて、良い結果が得られてい
る。好適な電極の分離距離は、０．０５から３．０ｍｍである、それぞれの電極
上の金属バスへの電気的な接触がなされて、スイッチングのための電圧源に接続
される。 本発明の特徴 本発明によるＲＥＭ装置は、比較的透明な電極上のミラー・デポジットの電着
及び電溶とを含み、光及びそれ以外の放射の反射率（及び透過率）を、スマート
・ウィンドウや反射率が調整可能なミラーへの応用例の広い範囲で制御すること
を可能にする。ＲＥＭ装置の中心的な特徴は、ミラーの反射率を用いて電着物を
反復的に形成することであり、反対側の電極上に形成される金属からの光学的な
干渉を最小化している点である。
【００２８】 ミラー状の反射率に必要な一様な金属の被覆を得るには、第１の電極の透明な
導電膜の表面を修正して、核形成を向上させることである。これは、例えば、電
気化学的に安定な金属による非常に薄いしかし光学的に透明な（１５ないし２０
０Åまで）「シード」層の蒸着又はスパッタリングによる。このシード層は、ミ
ラー金属の電着過剰電圧を最小化し、ミラーの電着が得られるように核形成の速
度を向上させる。他の表面処理（例えば、不活性金属層の電着など）を用いて、
金属の核形成を向上させ、ミラー・デポジットを提供することも可能である。ミ
ラー・デポジットの提供に関して効率的であるためには、核形成層が微視的に連
続でなければならないが、これは、ある種の透明な導体基板上でのメタライゼー
ション処理については、そのようにはなっていない。例えば、銅メッキの前のプ
リント配線ボードのメタライゼーションの広く用いられる２ステップのプロセス
（吸収されたスズ・イオンをパラジウムで置き換えることを含む）では、適切な
接着を伴う十分に連続な膜は得られない。例えば、装飾的なミラー・デザインな
ど特別な効果を生じさせるには、透明な導体（例えば、ＩＴＯ又はＦＴＯ）及び
／又は金属核形成層を、所望の態様でパターニングすることができる。
【００２９】 ミラー・デポジットを得るのに有用なのは、電極表面で吸収を生じ従って金属
の電着プロセスを禁止する添加物であり、また、ミラー金属イオンを錯体化し、
金属電着のための過剰電圧を上昇させる添加物である。しかし、デポジットを研
磨して明るくしレベリングをするためにメッキ産業で用いられるほとんどの勇気
添加物は、ミラー金属の電着及び電溶の間の電気化学的に消費されてしまうので
、不適当である。無機物質である添加物がＲＥＭ装置には適している。
【００３０】 本発明の主な特徴は、ＲＥＭ装置のミラー電極の表面の機械的なテクスチャ形
成を用いて、入射する放射が拡散的に反射され、いくつかのスマート・ウィンド
ウの応用例では安全性を損なう鏡面反射を回避するという点にある。ミラー電極
は、化学的又は機械的な処理によって、又は、テクスチャ状の基板の適合的なコ
ーティングによって、テクスチャが形成され、ある角度の入射角が電極表面の位
置に応じて異なる角度で反射されるようになる。先鋭なピークやエッジのない滑
らかなテクスチャ形成は、一様でないミラー金属の電着を回避し、光の屈折効果
や多重反射損失を最小化するのに、望ましい。
【００３１】 ＲＥＭ装置では、化学反応性の核種は全く生成されない。というのは、同じ金
属電着及び分解反応が両方の電極で生じるからである。結果的に、酸化を生じさ
せる汚染物がセルから排除されている場合には、特定の切り換えられた状態が開
回路において無期限的に維持される。
【００３２】 本発明によるＲＥＭ装置は、基本的に、従来技術において典型的であったエレ
クトロクロミック（加えられる電圧によって光の吸収が変化する）ではなく、電
気反射性（加えられる電圧によって光の反射が変化する）である。
【００３３】 このＲＥＭ装置は、電解質の安定領域で動作するので、過剰なミラー金属のメ
ッキやメッキ分解が有害でない。実際、この装置は、電圧安定領域の中でバイア
スされるときには反射性電極に対して自己制限的である。というのは、その電極
において被覆されているミラー金属がなくなれば、電流が実際に停止するからで
ある。セル組み立ての前に配置されたミラー金属の量を制限することによって、
電圧が延長されて加えられた場合の第１の電極の過剰メッキも排除される。
【００３４】 セル・セパレータは不要である。というのは、両方の電極において、固体生成
物を含む同じ酸化還元結合（金属の電着及び分解）が用いられ、副反応が回避さ
れるからである。他方で、例えば、多孔性のポリプロピレンを多孔性のセル・セ
パレータとして用いて、液状の電解質を含むマトリクスを提供し、セルが極端に
撓んだ場合に、２つの電極が短絡することを回避できる。
【００３５】 例えば、ジメチルスルフォキサイド、エチレン・グリコール、プロピレン・カ
ーボネート、スルフォレン、γ・ブチロラクトン、テトラグリムなど、沸点の高
い有機溶媒に基づく電解質を用いることによって、広い温度動作範囲が得られる
。水を含めてこれらの溶媒の混合物を用いることにより、温度レンジをより低温
の動作温度まで拡張することができる。
【００３６】 電気化学的に不活性のポリマ・スティフナ又はゲル化剤を含む固体電解質を用
いることによって、ＲＥＭ装置の製造を容易にし、化学的又は物理的な人の障害
の可能性を最小化し、対流による移動を防止することにより、セルの漏れに対す
る感度と大気汚染とを減少させることができる。
【００３７】 ＲＥＭ装置による鏡面反射の別の抑制方法は、放射がミラー電極によって反射
される前後に通過する電極基板の外部表面を粗くすることである。これと類似の
アプローチとしては、電極基板内部に微粒子又は局所的な組成の変動を組み入れ
ることがある。このような基板の修正によると、放射を散乱させることによって
、この装置のある方向への反射率を低下させることができるが、これにより、装
置は、ほとんどの応用例で受け入れられない透明ではなく、半透明になる。基板
材料に僅かに色を付けると、ＲＥＭ装置から反射される光の全体の量を減少させ
るが、鏡面反射については減少はなく、吸収された放射のために、装置自体を加
熱させる効果がある。同様に、効果的でない表面修正層は、鏡面反射を減少させ
るが、装置自体による放射の吸収を生じさせる。
【００３８】 以上では、本発明の複数の例示的な実施例を示し説明してきたが、当業者であ
れば、多くの変更や別の実施例を想到することが可能であろう。そのような改変
や別の実施例は、冒頭の特許請求の範囲において定義されている本発明の精神及
び範囲から逸脱することなく想到し、実現させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によって構築された透過性のＲＥＭ装置の一般的なデザインを示す断面
図である。
【図２】 図１に類似する断面図であり、負の電位が第２の電極に対する第１の電位に十
分な時間与えられ、それによって、ミラー金属のほぼ全体が第１の電極のテクス
チャ状の表面の上に電着するという本発明の装置の状態を図解している。
【図３】 図１及び２に類似する断面図であり、正の電位が第２の電極に対する第１の電
位に十分な時間与えられ、それによって、ミラー金属のほぼ全体が第２の電極の
上に電着するという本発明の装置の状態を図解している。
【図４】 図１に類似する断面図であるが、第１の電極上にテクスチャ状の表面を用いて
、第１の電極の表面にテクスチャを導いている。
【図５】 本発明による第１の電極と共に用いるのに適している例示的なテクスチャ状表
面の全体図である。
【図６】 図２に示された装置の別の実施例の断面図であり、この実施例では、放射が第
２の電極を通じて装置に入射している。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年６月３日（２００２．６．３）
【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
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォーレン，レスリー・エフ，ジュニア 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 (72)発明者 カニンガム，マイケル・エイ アメリカ合衆国カリフォルニア州91360， サウザンド・オークス，キャレ・パンタ 798 Ｆターム(参考） 2K001 AA10 BA07 BB21 BB28

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反射される電磁放射の量及び方向を制御する可逆的電気化学
    ミラー（ＲＥＭ）装置であって、 電磁放射スペクトルの少なくとも一部に対して実質的に透明な第１の基板（１
    ０２）と、 前記放射に対して実質的に透明な前記第１の基板の上に配置されており、前記
    第１の基板に隣接せず微視的又は巨視的なスケールでテクスチャ状の（textured
    ）表面を有する第１の電極（１０６）と、 前記第１の電極上に配置され、前記テクスチャ状の表面と実質的に一致する表
    面修正層（１０８）と、 第２の電極（１１０）と、 前記第１及び第２の電極の間に配置され前記第１及び第２の電極と電気的に接
    触する電解溶液（１１２）と、 前記第１及び第２の電極の上への電着可能であって、前記電解溶液に溶解可能
    な金属の複数のイオン（１１６）と、 前記第１及び第２の電極の少なくとも一方の上に配置される前記金属の複数の
    原子（１１４）と、 を備えており、前記第１の電極に与えられた前記第２の電極に対する負の電位
    によって、配置された金属が前記第２の電極から前記溶液の中に溶解し、前記溶
    液から前記第１の電極のテクスチャ状の表面の上に電着され、前記表面修正層は
    、前記電着された金属の前記第１の電極上での実質的に一様な核形成を容易にし
    、 前記第１の電極に与えられた前記第２の電極に対する正の電位によって、配置
    された金属が前記第１の電極の前記テクスチャ状の表面から溶解し、前記溶液か
    ら前記第２の電極の上に電着し、 前記第１の電極の上に存在する配置された金属の量は、放射のためのこの装置
    の反射率に影響し、 前記第１の電極の前記テクスチャ状の表面の上に配置された金属は、少なくと
    も一部の方向から入射する放射を拡散的に反射することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極に隣接する前
    記第１の基板の表面はテクスチャ状であり、前記第１の電極は前記第１の基板の
    前記テクスチャ状の表面と一致し、前記表面修正層は前記第１の電極の前記テク
    スチャ状の表面と一致することを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極の前記テクス
    チャ状の表面は先鋭な点又はリッジを含んでおらず、従って、前記テクスチャ状
    の表面の上に電着された金属層の適合的一様性（conformal uniformity）はテク
    スチャ状であることによって悪影響を受けないことを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極の前記テクス
    チャ状の表面は円形のヒル及びトラフのパターンを有しており、従って、前記テ
    クスチャ状の表面と衝突するときに鏡面状である光は前記テクスチャ状の表面に
    よって反射されるときには非鏡面状であることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極はｘ−ｙ平面
    内に存在し、前記第１の電極の前記テクスチャ状の表面は前記平面のｘ軸に沿っ
    て第１の正弦波を記述し前記平面のｙ軸に沿って第２の正弦波を記述し、従って
    、前記テクスチャ状の表面と衝突するときに鏡面状である光は前記テクスチャ状
    の表面によって反射されるときには非鏡面状であることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の装置において、 第２の実質的に透明な基板（１０４）を更に備えており、前記第２の電極は前
    記第２の基板の上の局所化された領域に分散され前記放射に対して実質的に透明
    であることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、前記第２の基板は電気的に絶
    縁性の基板であり、前記第２の電極は連続的な導体であることを特徴とする装置
    。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の装置において、前記第２の電極は導電性のメ
    ッシュ又はグリッド・パターンに配列されていることを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項６記載の装置において、前記第２の電極は実質的に透
    明な導体の上の不連続な金属膜であることを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、前記第２の電極の前記不連
    続な金属膜はドット・マトリクス・パターンに配列されていることを特徴とする
    装置。
  11. 【請求項１１】 請求項６記載の装置において、前記第２の電極は前記第２
    の基板上に配置された電気化学的に安定な金属の電気的に連続なグリッドである
    ことを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、前記第２の電極の前記電
    気化学的に安定な金属は、Ａｕ、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｅ、
    Ｒｈ、Ｒｕ及びステンレス・スチールから構成されるグループから選択された少
    なくとも１つの金属を含むことを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項６記載の装置において、前記第２の電極と前記第２
    の基板との間に下層を更に備え前記第２の電極と前記第２の基板との間の接着を
    向上させていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の装置において、前記下層は、アルミニウ
    ム、クロム、ハフニウム、モリブデン、ニッケル、チタン、タングステン及びジ
    ルコニウムから構成されるグループから選択される少なくとも１つの金属を含む
    ことを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極は前記第１
    の基板の上に一様に配置されていることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極は前記第１
    の基板の上に配置された導電性の酸化物コーティングであることを特徴とする装
    置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の装置において、前記導電性の酸化物コー
    ティングは、アルミニウム（ドープされた）亜鉛酸化物、アンチモニ（ドープさ
    れた）スズ酸化物、フッ素（ドープされた）スズ酸化物、インジウム酸化物、イ
    ンジウムスズ酸化物、フッ素（ドープされた）インジウム酸化物、アルミニウム
    （ドープされた）スズ酸化物、リン（ドープされた）スズ酸化物及びインジウム
    亜鉛酸化物から構成されるグループから選択されることを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１記載の装置において、前記表面修正層は、前記電
    着された金属よりも前記電解溶液における酸化に対して電気化学的により安定的
    である金属の薄い層であることを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の装置において、前記安定的な金属層は、
    Ａｕ、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ及びＲｕから構成されるグル
    ープから選択された少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１記載の装置において、前記第１の電極と前記表面
    修正層との間に下層を更に備え前記第１の電極と前記表面修正層との間の接着を
    向上させていることを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の装置において、前記下層は、アルミニウ
    ム、クロム、ハフニウム、モリブデン、ニッケル、チタン、タングステン及びジ
    ルコニウムから構成されるグループから選択される少なくとも１つの金属を含む
    ことを特徴とする装置。
  22. 【請求項２２】 請求項６記載の装置において、前記第１及び第２の基板の
    少なくとも一方はガラスであることを特徴とする装置。
  23. 【請求項２３】 請求項６記載の装置において、前記第１及び第２の基板の
    少なくとも一方はプラスチックであることを特徴とする装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の装置において、前記プラスチック基板は
    、アクリル樹脂、ウレタン、ポリスチレン、ポリカーボネート、スチレン・アク
    リロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、セルロース誘導体、ア
    クリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ポリビニル塩化物、熱可塑性ポリエス
    テル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル・カーボネート、イオノマ、ポ
    リエチレンテレフタレート及び環式オレフィン共重合体から構成されるグループ
    から選択されることを特徴とする装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１記載の装置において、前記電解溶液は水を含む溶
    液であることを特徴とする装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の装置において、前記電解溶液はゲル電解
    液を形成するゲル化剤を含むことを特徴とする装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２６記載の装置において、前記ゲル化剤は、ゼラチ
    ン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸から導かれるポリアクリレート、ポリ
    ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース誘導体、ポリエチレン・
    グリコール、ポリエチレン酸化物、ペクチン、トラガカントゴム、アルギネート
    、スターチ、キサンゴム、グアールガム、アカシア、セトステアリル・アルコー
    ル、高度の分散したシリカ及びベントナイトから構成されるグループから選択さ
    れることを特徴とする装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２５記載の装置において、前記電解溶液は固体マト
    リクスの内部に含まれていることを特徴とする装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の装置において、前記固体マトリクスは、
    微細に分解された電気的絶縁性の粉末、多孔性ポリマ、絶縁性スポンジ、絶縁性
    フェルト及びオーマシル（ormasil）から構成されるグループから選択されるこ
    とを特徴とする装置。
  30. 【請求項３０】 請求項１記載の装置において、前記電解溶液は非水性溶液
    であることを特徴とする装置。
  31. 【請求項３１】 請求項３０記載の装置において、前記電解溶液は非水性ゲ
    ル電解質を形成する電気化学的に不活性なゲル化剤を更に含むことを特徴とする
    装置。
  32. 【請求項３２】 請求項３１記載の装置において、前記ゲル化剤は溶解性ポ
    リマであることを特徴とする装置。
  33. 【請求項３３】 請求項３２記載の装置において、前記溶解性ポリマは、ポ
    リアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート
    樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリポロピレンカーボネート、ポリビニル
    アルコール、ポリスチレン、ポリビニル塩化物、ポリビニリディンフロライド及
    びポリボニルピロリドンから構成されるグループから選択されることを特徴とす
    る装置。
  34. 【請求項３４】 請求項３０記載の装置において、前記電解溶液は固体マト
    リクスの内部に含まれていることを特徴とする装置。
  35. 【請求項３５】 請求項３４記載の装置において、前記固体マトリクスは、
    微細に分解された電気的絶縁性の粉末、多孔性ポリマ、絶縁性スポンジ、絶縁性
    フェルト及びオーマシルから構成されるグループから選択されることを特徴とす
    る装置。
  36. 【請求項３６】 請求項１記載の装置において、前記電着可能な金属イオン
    は、Ａｇ+、Ｂｉ3+、Ｃｕ+/2+、Ｃｄ2+、Ｈｇ2+、Ｉｎ3+、Ｐｂ2+、Ｓｂ3+、Ｔ
    ｌ+/3+、Ｓｎ2+/4+及びＺｎ2+から構成されるグループから選択されることを特
    徴とする装置。
  37. 【請求項３７】 請求項１記載の装置において、前記電解溶液は、ベンゾニ
    トリル、ジメチルカーボネート、ジメチルスルフォキサイド、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、スルフォレン、テトラグリム（tetraglyme）、ジメチルフォ
    ルムアミド及び水から構成されるグループから選択される少なくとも１つの溶媒
    を含むことを特徴とする装置。
  38. 【請求項３８】 請求項１記載の装置において、前記電解溶液は、前記電着
    可能な金属イオンを溶液中で化学的に安定化する錯化核種（complexing species
    ）を更に含み、それによって、前記第１の電極の上の前記金属の実質的に一様な
    層の電着と前記層の電溶を容易にすることを特徴とする装置。
  39. 【請求項３９】 請求項３８記載の装置において、前記錯化核種は、芳香族
    及びオレフィンの化合物、芳香族ニトリル、ベンゾニトリル、芳香族複素環式ア
    ミン、芳香族複素環式硫化物、キノリン、脂肪族アミン、芳香族アミン、オルガ
    ノニトリル、オルガノホスフィン、オルガノチオール、オルガノ硫化物、ハロゲ
    ン化イオン、多価アルコール、琥珀酸イミド（succinimide）及び擬似ハロゲン
    化物（シアン化イオン、チオシアン酸イオン）から構成されたグループから選択
    されることを特徴とする装置。
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