JP2008040422A - All-solid-state reflective dimming electrochromic element, method for manufacturing the same, and dimming member and car component using the element - Google Patents
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Abstract
Description
太陽光の透過量を制御できる調光ガラスに用いられる全固体反射調光エレクトロクロミック素子、その製造方法、該素子を用いた調光部材および車両用部品に関する。 The present invention relates to an all-solid-state reflective dimming electrochromic element used for dimming glass capable of controlling the amount of sunlight transmitted, a manufacturing method thereof, a dimming member using the element, and a vehicle component.
一般的に、建物において窓ガラス(開口部)は、大きな熱の出入り場所となっている。例えば、冬の暖房時に熱が窓から流失する割合は48%程度であり、夏の冷房時に窓から熱が入る割合は71%程度にも達する。したがって、窓ガラスにおける光・熱の出入りを制御できれば、エネルギー消費を効果的に低減することができる。光・熱の制御できる調光機能を有する調光ガラスは、このような目的で開発された。 Generally, a window glass (opening) in a building is a place where large heat enters and leaves. For example, the rate at which heat flows away from the window during heating in winter is about 48%, and the rate at which heat enters from the window during cooling in summer reaches about 71%. Therefore, energy consumption can be effectively reduced if light and heat in and out of the window glass can be controlled. A light control glass having a light control function capable of controlling light and heat has been developed for such a purpose.
また、自動車においては、建物と比較し、窓ガラスが内部空間に対して大きく、車内の人間に日射を避ける余地が少なく、かつ、運転時には視界の確保の要件から透過率を一定以上確保することが求められるため、光・熱の出入り、特に流入量を制御する要求が非常に強い。周知の如く、炎天下に置かれた車内は非常に高温になる。日本国内に夏期環境の測定例では、駐車の場合、車内の空気の温度が70℃近くに達する。同時に車内の内装材の温度は、インスツルメントパネル上面で100℃近く、天井は70℃近くに上昇する。こうした状況で乗車したときの不快さはいうまでもないが、換気あるいは冷房装置を作動させた後でも内装材の温度は容易に下がらず、乗員は長期に渡って輻射熱を受け続け、快適性を大きく損なっている。この温度の上昇の主原因は、日射の車内への侵入である。自動車において、建物と同様に、調光ガラスの出現が望まれている。 Also, in automobiles, compared to buildings, the window glass is larger than the interior space, there is less room for people in the car to avoid solar radiation, and the transmittance must be kept above a certain level due to the requirement of ensuring visibility when driving. Therefore, there is a strong demand for controlling the flow of light and heat, especially the inflow. As is well known, the interior of a vehicle placed under hot weather becomes very hot. In an example of measuring the summer environment in Japan, in the case of parking, the temperature of the air in the vehicle reaches close to 70 ° C. At the same time, the temperature of the interior material in the vehicle rises close to 100 ° C. on the top surface of the instrument panel and close to 70 ° C. on the ceiling. Needless to say, there is no uncomfortable feeling when riding in such a situation, but the temperature of the interior material does not drop easily even after the ventilation or cooling device is activated, and the passenger continues to receive radiant heat for a long time, improving comfort. It is greatly damaged. The main cause of this rise in temperature is the intrusion of solar radiation into the vehicle. In automobiles, as with buildings, the advent of light control glass is desired.
このような調光ガラスとして、電流・電圧の印加により可逆的に透過率の変化する調光材料を用いたエレクトロクロミック素子が知られている。エレクトロクロミック素子およびそれを用いた調光ガラスが好適と考えられるのは、次の理由による。エレクトロクロミック素子は、光・熱の透過状態を電気的に制御できるので、人の意図に沿った状態を設定でき、その一定状態である鏡状を維持するためのエネルギーを必要としない。 As such a light control glass, an electrochromic element using a light control material whose transmittance is reversibly changed by application of current and voltage is known. The electrochromic element and the light control glass using the same are considered suitable for the following reason. Since the electrochromic element can electrically control the transmission state of light and heat, it can set a state according to a person's intention and does not require energy to maintain a mirror shape that is a constant state.
酸化タングステンを始めとして、これまで知られている殆どのエレクトロクロミック調光素子は、該素子を構成する調光材料で光を吸収することによって調光を行うことを原理としている。すなわち、調光材料が光を吸収することにより、光の形態をとった熱の室内への進入を抑制できる。しかしながら、光を吸収することにより熱を持った調光材料は、その熱を室内に放出するため、省エネルギー効果が低くなってしまうという欠点を持っている。これをなくすためには、光の吸収により調光を行うのではなく、光の反射によって調光を行う必要がある。つまり、鏡の状態と透明な状態が可逆的に変化する調光材料と、それを用いた全固体のエレクトロクロミック素子が望まれている。 Most electrochromic light control elements known so far, including tungsten oxide, are based on the principle that light control is performed by absorbing light with a light control material constituting the element. That is, when the light control material absorbs light, the entrance of heat in the form of light can be suppressed. However, a light-modulating material that has heat by absorbing light has a drawback that the energy saving effect is reduced because the heat is released into the room. In order to eliminate this, it is necessary to perform light control not by light absorption but by light reflection. That is, there is a demand for a light-modulating material that reversibly changes between a mirror state and a transparent state, and an all-solid electrochromic device using the same.
たとえば、特許文献1には、イットリウムやランタンなどの希土類水素化物とマグネシウムとの層と、透明でプロトン伝導性のある材料、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化タンタルなどの酸化物や、フッ化マグネシウム、フッ化鉛などのフッ化物の層よりなる反射調光材料が記載されている。この材料に、さらに無水のプロトン導電性固体電解質、プロトン蓄積層、透明な導電性皮膜(以上は全て固体)を組み合わせてなる素子と、その素子が2枚のあわせガラス板に挟まれたガラスも開示されている。イットリウムやランタンなどの希土類水素化物とマグネシウムの層と、透明でプロトン伝導性のある材料、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化タンタルなどの酸化物や、フッ化マグネシウム、フッ化鉛などのフッ化物の層は、PVD法(真空蒸着法、スパッタリング法)により連続的に形成される。
For example,
たとえば特許文献2には、反射調光材料として、MgNix(0.1<x<0.3)で示されるマグネシウム・ニッケルを用いた光スイッチ素子が提案されている。反射調光材料と触媒層、固体電解質層、プロトン蓄積層、透明導電膜層より構成されている。本素子は、透明導電膜層とマグネシウムとニッケル層に外部から通電するための配線接続部を有している。鏡状から透明に変化させる場合、プロトン蓄積層からプロトンを、マグネシウムとニッケル層に接続された外部配線から電子をマグネシウムとニッケル層に供給する。
For example,
上記の2つの技術以外に、反射調光素子に用いることができる材料として次のものが知られている。これらの材料を用いて、他の材料を固形のものとした全固体の反射調光素子の作製がありえる。 In addition to the above two techniques, the following materials are known as materials that can be used for the reflective dimming element. Using these materials, it is possible to produce an all-solid reflective dimming element in which other materials are solid.
例えば、非特許文献1には、水素の吸蔵と放出により透明と鏡状の変化が起きるイットリウムやランタンなどの希土類の水素化物が記載されている。この材料も、酸素や水分により酸化や劣化をしやすいので、水や酸素の浸入を抑制し、水素を透過しうる触媒層の被覆が必須である。
For example, Non-Patent
さらに、特許文献3には、マグネシウム・ニッケルが記載されている。この材料もやはり、水や酸素の浸入を抑制し、水素を透過しうる触媒層の被覆が必要である。
Furthermore,
以上の従来技術の特徴をまとめてみると、以下の通りである。 The features of the above prior art are summarized as follows.
反射調光特性を有する材料としては、イットリウムやランタンなどの希土類金属の水素化物(特許文献1)、希土類金属とマグネシウムの水素化物(特許文献1)、およびマグネシウム・ニッケルの水素化物など(特許文献1と2)が知られている。 Materials having reflection dimming characteristics include hydrides of rare earth metals such as yttrium and lanthanum (Patent Document 1), hydrides of rare earth metals and magnesium (Patent Document 1), and hydrides of magnesium and nickel (Patent Documents). 1 and 2) are known.
これらの材料はいずれもプロトンの取り込み速度が速いわけではないので、プロトンの出入口となる触媒層を設けることが一般的である。触媒層としては、既に述べたように、パラジウム層(非特許文献1、特許文献2,3)、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化タンタルなどの酸化物や、フッ化マグネシウム、フッ化鉛などのフッ化物の層(特許文献1)を挙げることができる。
本発明者らは、反射調光材料としてマグネシウム・ニッケル系合金を、鏡状と透明とのスイッチング性からみて触媒層としてパラジウムを好適と考え、これらを用いた反射調光素子の全固体化とそれを用いたガラスの検討を行った。 The present inventors consider that a magnesium / nickel alloy is suitable as a reflective dimming material, and palladium is suitable as a catalyst layer in view of the switching property between mirror and transparent, The glass using it was examined.
いずれの材料も、真空雰囲気での形成法、真空蒸着法、スパッタリング法またはイオンプレーティング法で形成を行った。透明導電膜層を設けたガラス基板上にプロトン蓄積層として酸化タングステン層を水素存在下で形成し、次に固体電解質層として酸化タンタル層を形成した。その後、触媒層とマグネシウム・ニッケル系合金層を連続的に形成し、全固体反射調光組成を形成した。 All the materials were formed by a formation method in a vacuum atmosphere, a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. A tungsten oxide layer was formed as a proton storage layer in the presence of hydrogen on a glass substrate provided with a transparent conductive film layer, and then a tantalum oxide layer was formed as a solid electrolyte layer. Thereafter, a catalyst layer and a magnesium / nickel alloy layer were continuously formed to form an all-solid-state reflection dimming composition.
該素子は、駆動のために通電する必要がある。通電に必要な外部配線は、透明導電膜層とマグネシウム・ニッケル系合金層に接続した。この素子は、マグネシウム・ニッケル系合金層に接続した電極近傍での鏡状態から透明状態に変化する時間は短いが、電極から離れるにしたがって変化に要する時間が長くなる、という問題点があり、広い面積に適用することが困難であった。そのため、広い面積においても適用できる素子の開発が望まれていた。 The element needs to be energized for driving. External wiring necessary for energization was connected to the transparent conductive film layer and the magnesium / nickel alloy layer. This element has a problem that the time required to change from the mirror state in the vicinity of the electrode connected to the magnesium / nickel alloy layer to the transparent state is short, but the time required for the change increases as the distance from the electrode increases. It was difficult to apply to the area. Therefore, it has been desired to develop an element that can be applied over a wide area.
前記の現象は、マグネシウム・ニッケル系合金層に供給される電子の移動速度が、プロトンの拡散速度よりも遅いために発生している。本発明者らは、鋭意検討の結果、マグネシウム・ニッケル系合金層の表面であって、触媒層と接していない側が酸化されていることが原因であることを見出した。 The above phenomenon occurs because the movement speed of electrons supplied to the magnesium-nickel alloy layer is slower than the diffusion speed of protons. As a result of intensive studies, the present inventors have found that the cause is that the surface of the magnesium / nickel alloy layer that is not in contact with the catalyst layer is oxidized.
マグネシウム・ニッケル系合金層のマグネシウムは、空気中の酸素と容易に反応して酸化物を形成する。得られた酸化物は、反射調光機能を示さない。この酸化物層は、極めて薄い膜であるが、絶縁体であり、マグネシウム・ニッケル系合金層と電極との間の通電の妨げとなる。また、マグネシウム・ニッケル系合金層の内部の電子の移動の妨げにもなっている。これは、広い面積の反射調光素子の応答性を低下させる原因の一つである。さらに、マグネシウム酸化物層は、水分や二酸化炭素を吸収し、マグネシウム・ニッケル系合金層の内部の酸化・劣化の原因となりうる。 Magnesium in the magnesium-nickel alloy layer easily reacts with oxygen in the air to form an oxide. The resulting oxide does not exhibit a reflective dimming function. Although this oxide layer is a very thin film, it is an insulator and hinders conduction between the magnesium / nickel alloy layer and the electrode. It also hinders the movement of electrons inside the magnesium / nickel alloy layer. This is one of the causes for reducing the responsiveness of the reflection light control element having a large area. Furthermore, the magnesium oxide layer absorbs moisture and carbon dioxide, and can cause oxidation and deterioration inside the magnesium / nickel alloy layer.
この点について、図面に基づいて説明する。 This point will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明者らが検討に用いた反射調光エレクトロクロミック素子の一例を示す模式図である。図1Aにおいて、反射調光エレクトロクロミック素子10は、マグネシウム・ニッケル系合金層6、触媒層5、プロトン導電性電解質層4、プロトン蓄積層3、透明導電膜層2および基板1の順に形成される。電源15は、一端は電極7aを介してマグネシウム・ニッケル系合金層6に、他端は電極7bを介して透明導電膜層2にそれぞれ接続されている。ここで、マグネシウム・ニッケル系合金層6の触媒層5に接していない面6Aが酸化されている。特に、電極7aは、酸化マグネシウム層(図1B)を介してマグネシウム・ニッケル系合金層6と接続している。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a reflective dimming electrochromic element used by the present inventors for examination. In FIG. 1A, a reflective dimming
したがって、電極とマグネシウム・ニッケル系合金層との間の電気伝導性を改良するためには、電極を直接マグネシウム・ニッケル系合金層と接続することが必要である。さらに、マグネシウム・ニッケル系合金層の表面を酸化防止層で形成することにより、該層の表層および表層を含む内部の酸化を防止することが可能である。マグネシウム・ニッケル系合金層は極めて薄層、例えば100nm程度まで、であり、マグネシウム・ニッケル系合金中のマグネシウムの酸化が防止されることにより、該層中の電気伝導性を損なうことがなく、良好な電気伝導性を確保することが可能となる。 Therefore, in order to improve the electrical conductivity between the electrode and the magnesium / nickel alloy layer, it is necessary to directly connect the electrode to the magnesium / nickel alloy layer. Furthermore, by forming the surface of the magnesium / nickel alloy layer with an antioxidant layer, it is possible to prevent the surface layer of the layer and the internal oxidation including the surface layer. The magnesium / nickel alloy layer is extremely thin, for example, up to about 100 nm. By preventing the magnesium in the magnesium / nickel alloy from being oxidized, the electrical conductivity in the layer is not impaired and good. It is possible to ensure high electrical conductivity.
したがって、本発明は、広い面積であっても応答性に優れ、かつ、耐久性の改良された反射調光エレクトロクロミック素子、その製造方法およびそれを用いた部材を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reflective dimming electrochromic element having excellent responsiveness even in a large area and having improved durability, a manufacturing method thereof, and a member using the same.
本発明は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層およびマグネシウム・ニッケル系合金層の各層がこの順序で積層されてなり、前記マグネシウム・ニッケル系合金層の少なくとも一部に、直接的に形成された素子外から通電するための電極を備えることを特徴とする反射調光エレクトロクロミック素子、に関する。 In the present invention, a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, and a magnesium / nickel alloy layer are laminated in this order, and at least a part of the magnesium / nickel alloy layer In addition, the present invention relates to a reflective dimming electrochromic device characterized by comprising an electrode for energizing from outside the directly formed device.
さらに、本発明は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層、マグネシウム・ニッケル系合金層および電極の各層をこの順序で積層する際に、前記マグネシウム・ニッケル系合金層および電極を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法、に関する。 Furthermore, the present invention provides the magnesium-nickel alloy layer when the transparent conductive film layer, the proton accumulation layer, the proton conductive electrolyte layer, the catalyst layer, the magnesium-nickel alloy layer, and the electrode layers are laminated in this order. And a method of manufacturing a reflective dimming electrochromic device, characterized in that the electrode is formed under a reduced pressure atmosphere.
本発明は、また、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層およびマグネシウム・ニッケル系合金層の各層をこの順序で積層し、前記触媒層と接しない前記マグネシウム・ニッケル系合金層の表面に、素子外から通電するための電極と酸化防止層を直接的に形成する際に、前記マグネシウム・ニッケル系合金層、前記電極および前記酸化防止層を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法、に関する。 The present invention also includes a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, and a magnesium / nickel alloy layer in this order, and is not in contact with the catalyst layer. When directly forming an electrode and an antioxidant layer for energizing from outside the element on the surface of the alloy layer, the magnesium-nickel alloy layer, the electrode and the antioxidant layer are placed under a reduced pressure atmosphere. The present invention relates to a method of manufacturing a reflective dimming electrochromic element, characterized in that it is formed.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子によると、マグネシウム・ニッケル系合金層中のマグネシウムの酸化が防止されているので、電極との間の電気伝導性に優れ、かつ、該層内部の電子移動性に優れ、鏡状から透明への応答速度が速いという調光性に優れる。さらに、酸化マグネシウムが存在しないので、酸化による該層の劣化が抑制される。 According to the reflective dimming electrochromic device of the present invention, since the oxidation of magnesium in the magnesium-nickel alloy layer is prevented, the electrical conductivity between the electrodes is excellent, and the electron mobility inside the layer is also provided. Excellent light control with high response speed from mirror to transparent. Further, since no magnesium oxide is present, deterioration of the layer due to oxidation is suppressed.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法によると、製造工程中にマグネシウム・ニッケル系合金層中のマグネシウムの酸化を防止できる。 According to the manufacturing method of the reflective dimming electrochromic device of the present invention, oxidation of magnesium in the magnesium-nickel alloy layer can be prevented during the manufacturing process.
(反射調光エレクトロクロミック素子:実施の形態1)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層およびマグネシウム・ニッケル系合金層の各層がこの順序で積層されてなり、さらに前記マグネシウム・ニッケル系合金層の前記触媒層に接していない面に、素子外から通電するための電極が直接的に形成されてなることを特徴とする。
(Reflective dimming electrochromic element: Embodiment 1)
The reflective dimming electrochromic device of the present invention comprises a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, and a magnesium / nickel alloy layer laminated in this order. An electrode for energizing from the outside of the element is directly formed on the surface of the nickel-based alloy layer that is not in contact with the catalyst layer.
本明細書において、「直接的に形成する」とは、マグネシウムなどの金属の酸化物層を介することなく、形成または積層することをいう。かかる酸化物層が存在すると、両層の間の通電の妨げとなるからである。酸化物の存在は、EDX(エネルギー分散型蛍光X線分析装置)法などの分析法によって確認することができる。 In this specification, “directly forming” means forming or stacking without an oxide layer of a metal such as magnesium. This is because the presence of such an oxide layer hinders energization between the two layers. The presence of the oxide can be confirmed by an analysis method such as an EDX (energy dispersive X-ray fluorescence analyzer) method.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子について、図面に基づいて説明する。 The reflective dimming electrochromic device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の一例を示す模式図である。図2において、反射調光エレクトロクロミック素子10は、電極7a、マグネシウム・ニッケル系合金層6、触媒層5、プロトン導電性電解質層4、プロトン蓄積層3、透明導電膜層2および基板1の順序で積層されている。この場合、電極7aは、透明導電性材料製であって、マグネシウム・ニッケル系合金層6に直接的に形成され、かつ、その全体を被覆している。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the reflective dimming electrochromic element of the present invention. In FIG. 2, the reflective dimming
その際、必要により、透明導電膜層2のプロトン蓄積層3が形成された面の一部を、シーリング層8bおよび電極7bの設置用に残す。さらに、該素子10の側面は、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8で被覆されることが好ましい。
At that time, if necessary, a part of the surface of the transparent
電源15からの外部配線の一端を電極7aに、一方、他端を電極7bに接続する。
One end of the external wiring from the
本発明の実施の形態1で用いられる電極は、酸化防止層の機能も兼ね備えれば、特に制限はされることはない。電極が酸化防止層を兼ねる場合には、電極は透明導電性材料からなり、具体的には、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物、酸化錫、またはフッ素ドープ酸化錫を用いることが好ましい。
The electrode used in
この層の厚みは、電極であるとともに、マグネシウム・ニッケル系合金層の酸化を防止することができれば、特に制限されることはないが、通常、20nm〜200nmの範囲にある。電極の可視光線透過率は、通常、40%以上である。この実施の形態1では、電極は透明導電膜層の態様を取りえる。 The thickness of this layer is not particularly limited as long as it is an electrode and can prevent oxidation of the magnesium-nickel alloy layer, but is usually in the range of 20 nm to 200 nm. The visible light transmittance of the electrode is usually 40% or more. In the first embodiment, the electrode can take the form of a transparent conductive film layer.
実施の形態1で用いられるマグネシウム・ニッケル系合金層は、水素を吸蔵することにより透明に、逆に水素を放出することにより鏡状に変化する反射調光機能を備える材料である。この層は、マグネシウムとニッケルの比率(質量)を、マグネシウム1に対し、ニッケルを0.1〜0.3の範囲にすることが望ましい。これは、マグネシウム・ニッケル系合金層が水素を吸蔵して透明になったときに、透過率が高くなる範囲である。前記の範囲を外れる場合には、水素吸蔵時の透過率が低下するために好ましくない。
The magnesium-nickel alloy layer used in
マグネシウム・ニッケル系合金層の厚みは、通常、20〜200nmの範囲にある。20nm未満であると、鏡状のときの反射率が低く、一方、200nmを超えると、透明時の透過率が低く、ガラス用途としては望ましくないからである。 The thickness of the magnesium-nickel alloy layer is usually in the range of 20 to 200 nm. If it is less than 20 nm, the reflectivity when it is mirror-like is low, while if it exceeds 200 nm, the transmittance when transparent is low, which is undesirable for glass applications.
マグネシウム・ニッケル系合金層は、例えば、スパタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法(CVD)、メッキ法を採用できる。具体的には、真空蒸着法、イオンプレーティング法またはスパタリング法が好ましい。 For the magnesium / nickel alloy layer, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, an electron beam deposition method, a chemical vapor deposition method (CVD), or a plating method can be employed. Specifically, a vacuum deposition method, an ion plating method, or a sputtering method is preferable.
実施の形態1で用いられる触媒層は、プロトンをマグネシウム・ニッケル系合金層6に供給し、マグネシウム・ニッケル系合金層から放出する機能を有する。触媒層の成分としては、通常、パラジウム、パラジウム−金合金が水素の透過能力が高いことから好ましい。触媒層の厚みは、通常、0.5〜10nmの範囲にある。0.5nm未満ではその触媒としての機能を十分に発揮することができず、逆に、10nmを超えても、その機能の向上は見られないからである。
The catalyst layer used in the first embodiment has a function of supplying protons to the magnesium /
触媒層は、例えば、スパタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法(CVD)、メッキ法を採用できる。具体的には、真空蒸着法、イオンプレーティング法またはスパタリング法が好ましい。 The catalyst layer can employ, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, an electron beam deposition method, a chemical vapor deposition method (CVD), or a plating method. Specifically, a vacuum deposition method, an ion plating method, or a sputtering method is preferable.
実施の形態1で用いられるプロトン導電性電解質層4は、液体、固体などの種々の材料が存在するが、長期に渡って安定して使用できることを考慮すると、固形の物であることが望ましい。固形物としては、有機物、無機物、或いは両者の混合物を採用し得る。また、プロトン電解質としては、無水であることが必要である。水分の存在は、マグネシウム・ニッケル系合金層の酸化・劣化の要因となりうるからである。具体例としては、酸化タンタル、酸化ジルコニウムなどを挙げることができる。その他に、スルホン化ポリエーテルケトンからなるポリマーを用いることもできる。
The proton
実施の形態1で用いられるプロトン蓄積層3は、マグネシウム・ニッケル系合金層の透明と鏡状との切り替えに必要なプロトンの貯蔵を行う。具体例としては、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化バナジウムなどを挙げることができる。このうち、酸化タングステンが特に好適である。プロトン蓄積層の厚みは、通常、500〜1,000nmの範囲にある。
The
実施の形態1で用いられる透明導電膜層2は、導電性材料から構成され、電圧を反射調光エレクトロクロミック素子に印加し、反射率を制御するために用いられる。透明導電膜の材料は、公知の材料を用いることができる。たとえば、インジウム−錫酸化物、アンチモン−錫酸化物または酸化亜鉛である。有機系高分子材料の適用も可能である。透明導電膜層の表面抵抗は、エレクトロクロミック素子の応答性に関与し、その値が低いことが望ましく、50Ω/□以下が好適である。また、透明導電膜層を基板に形成したものは、可視光透過率が高いほどよく、できれば70%以上であることが望ましい。
The transparent
実施の形態1で用いられる基板1は、反射調光エレクトロクロミック素子を構成する部材を形成するための土台としての機能を有するとともに、水や酸素の浸入を抑制する障壁として機能を有することが好ましい。基板1用の材料には、ガラスまたは樹脂フィルムやシートが好ましい。樹脂のフィルムやシートの場合、マグネシウム・ニッケル系合金層の形成を減圧条件下で実施するので、アウトガスの少ないものが減圧を維持する点で好ましい。樹脂フィルムやシートとして特に好適なものとしては、価格や透明性、耐熱性などの観点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ナイロン、アクリルなどを挙げることができる。基板に関しては、更に望ましくは、エレクトロクロミック素子を形成する側にあらかじめ透明導電膜層を付加したものが、作業工程の面から見て簡便にできるので望ましい。
The
実施の形態1で用いられるシーリング層8は、有機材料の封止材、例えば、エポキシ樹脂が好適である。また、当該部へはディスペンサにて供給する。 The sealing layer 8 used in the first embodiment is preferably an organic material sealing material, for example, an epoxy resin. Moreover, it supplies with the dispenser to the said part.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子は、マグネシウム・ニッケル系合金層と電極とが直接的に形成されており、さらに、該電極が該マグネシウム・ニッケル系合金層を被覆しているので、電気伝導性に優れ、鏡状から透明への応答速度が速いという効果を奏する。 In the reflective dimming electrochromic device of the present invention, the magnesium / nickel alloy layer and the electrode are directly formed, and further, the electrode covers the magnesium / nickel alloy layer, so that it is electrically conductive. The effect is that the response speed from the mirror shape to the transparency is high.
(実施の形態1の製造方法)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層、マグネシウム・ニッケル系合金層および電極の各層をこの順序で積層する際に、前記マグネシウム・ニッケル系合金層および電極を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする。
(Manufacturing method of Embodiment 1)
The reflective dimming electrochromic device manufacturing method according to the present invention includes a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, a magnesium / nickel alloy layer, and an electrode layer in this order. The magnesium-nickel alloy layer and the electrode are formed under a reduced pressure atmosphere.
ここで、「減圧された雰囲気」とは、上記層を形成する際に、真空蒸着などの公知の方法で形成できる程度に減圧され、マグネシウム・ニッケル系合金層が酸化しない程度の雰囲気であれば特に制限はされない。 Here, the “reduced atmosphere” is an atmosphere that is depressurized to a degree that can be formed by a known method such as vacuum vapor deposition and the magnesium / nickel alloy layer is not oxidized. There is no particular limitation.
たとえば、電極、マグネシウム・ニッケル系合金層、触媒層を形成する場合にはアルゴンガス雰囲気(電極の場合には酸素を含む)で実施し、これらの層を形成する際の減圧度は、たとえば、0.2〜0.5Paの条件で行い、触媒層の形成時は、0.4Pa、マグネシウム・ニッケル系合金層の形成時は、0.2Paが好ましい。 For example, when forming an electrode, a magnesium-nickel alloy layer, and a catalyst layer, the atmosphere is an argon gas atmosphere (including oxygen in the case of an electrode), and the degree of vacuum when forming these layers is, for example, The pressure is preferably 0.2 to 0.5 Pa, and 0.4 Pa is preferable when the catalyst layer is formed, and 0.2 Pa is preferable when the magnesium-nickel alloy layer is formed.
このような方法を採用することにより、形成中にマグネシウムなどの金属の酸化を防止することができる。 By adopting such a method, oxidation of metals such as magnesium can be prevented during formation.
さらに、酸化を防止するためには、マグネシウム・ニッケル系合金層が電極で被覆されるまで、空気などの酸素を含むガスを接触しないように、連続的に操作を進める必要がある。 Furthermore, in order to prevent oxidation, it is necessary to proceed continuously so as not to contact a gas containing oxygen such as air until the magnesium / nickel alloy layer is covered with an electrode.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法について、図2に基づいて説明する。各層を積層する方法は、この分野で公知の方法を採用できる。 The manufacturing method of the reflection light control electrochromic element of this invention is demonstrated based on FIG. As a method of laminating each layer, a method known in this field can be adopted.
基板1は、インジウム−錫酸化物からなる透明導電膜層2があらかじめ形成されたPET製のものを用いる。
The
以下、電極7aの形成までの方法は、特に断りがない限り、真空装置を用い減圧状態で行う。基板1を真空装置内にセットする。金属タングステンをターゲットとし、減圧下、アルゴンと酸素との雰囲気中で反応性DCスパッタリングを行って、該透明導電膜層2の上に酸化タングステン膜を形成する。
Hereinafter, the method up to the formation of the
形成後、減圧雰囲気から基板を取り出し、酸化タングステン層を1規定の硫酸溶液中でプロトン化処理を行ってプロトン蓄積層3とする。
After the formation, the substrate is taken out from the reduced-pressure atmosphere, and the tungsten oxide layer is subjected to protonation treatment in a 1N sulfuric acid solution to form the
次に、金属タンタルをターゲットとし、減圧下、アルゴン、酸素および水素の雰囲気下で反応性DCスパッタリングし、酸化タンタル薄膜を前記プロトン蓄積層の上に蒸着して固体のプロトン導電性電解質層4を形成する。
Next, using a metallic tantalum as a target, reactive DC sputtering is performed under reduced pressure in an atmosphere of argon, oxygen, and hydrogen, and a tantalum oxide thin film is deposited on the proton storage layer to form a solid proton
次に、パラジウムからなる触媒層5、Mg2Niからなるマグネシウム・ニッケル系合金層6およびインジウム−錫酸化物からなる透明導電性の電極7aの形成を、この順序で連続的にそれぞれスパッタリングによって行う。
Next, the
基板上に、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層、マグネシウム・ニッケル系合金層、電極の順序(正順序)で行ってもよいし、逆の順序で形成してもよい。ただし、逆の順序で行う場合には、正順序の場合の条件の他に、マグネシウム・ニッケル系合金層と触媒層との間を、空気などの酸素と接触しないように、連続的に行うことが必要である。 On the substrate, a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, a magnesium / nickel alloy layer, and an electrode order (normal order) may be performed, or in reverse order. Also good. However, when performing in the reverse order, in addition to the conditions in the normal order, continuously between the magnesium / nickel alloy layer and the catalyst layer so as not to come into contact with oxygen such as air. is required.
必要によって、該素子10の側面は、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8で被覆されることが好ましい。
If necessary, the side surface of the
次に、電源15との外部配線の一端を電極7aに、他端を電極7bに、銀ペーストなど公知の材料を用いて取り付ける。
Next, one end of the external wiring with the
上記の方法によって、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子が得られる。 The reflective dimming electrochromic device of the present invention is obtained by the above method.
(反射調光エレクトロクロミック素子:実施の形態2)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層およびマグネシウム・ニッケル系合金層の各層がこの順序で積層されてなり、前記マグネシウム・ニッケル系合金層の前記触媒層に接していない面に、素子外から通電するための電極と酸化防止層がそれぞれ直接的に形成されてなることを特徴とする。
(Reflective dimming electrochromic element: Embodiment 2)
The reflective dimming electrochromic device of the present invention comprises a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, and a magnesium / nickel alloy layer laminated in this order. An electrode and an antioxidant layer are formed directly on the surface of the system alloy layer that is not in contact with the catalyst layer.
図3は、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の一例を示す模式図である。 FIG. 3 is a schematic view showing an example of the reflective dimming electrochromic element of the present invention.
図3において、反射調光エレクトロクロミック素子10は、マグネシウム・ニッケル系合金層6、触媒層5、プロトン導電性電解質層4、プロトン蓄積層3、透明導電膜層2および基板1の順に形成される。なお、マグネシウム・ニッケル系合金層6の上には、電極7aと酸化防止層11がそれぞれ形成されている。
In FIG. 3, the reflective dimming
さらに、該素子10の側面は、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8で被覆されることが好ましい。
Furthermore, the side surface of the
電源15からの外部配線の一端を電極7aに接続し、一方、他端を、あらかじめ確保しておいた透明導電膜層2の右側の一部に電極7bを介して接続する。
One end of the external wiring from the
実施の形態2では、電極7aは、銅、銀、ニッケル、タングステンなどの金属、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物、酸化錫、またはフッ素ドープ酸化錫を用いることが望ましい。金属を用いることにより、より大容量の電力を供給することが可能となる。電極7bは、透明導電性材料からなり、具体的には、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物、酸化錫、またはフッ素ドープ酸化錫を用いることが望ましい。
In
実施の形態2で用いられる酸化防止層は、マグネシウム・ニッケル系合金層の酸化を防止する機能を備えれば、特に制限はされることはない。酸化防止層の材質としては、フッ化マグネシウム、フッ化カリウム、フッ化セリウム、フッ化バリウム、樹脂、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどを挙げることができる。樹脂としては、さらにオレフィン系樹脂が好ましい。一酸化ケイ素、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムを用いる場合には、酸化物をそのまま材料として用いることはできないので、金属状態で層を形成した後、空気と接触させることによって表層を酸化物とする。 The antioxidant layer used in the second embodiment is not particularly limited as long as it has a function of preventing oxidation of the magnesium / nickel alloy layer. Examples of the material for the antioxidant layer include magnesium fluoride, potassium fluoride, cerium fluoride, barium fluoride, resin, silicon monoxide, silicon dioxide, and aluminum oxide. As the resin, an olefin resin is more preferable. When silicon monoxide, silicon dioxide, or aluminum oxide is used, the oxide cannot be used as a material as it is. Therefore, after forming a layer in a metal state, the surface layer is made oxide by contacting with air.
実施の形態2で用いられる酸化防止層は、例えば、スパタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法(CVD)、メッキ法を採用できる。具体的には、真空蒸着法、イオンプレーティング法またはスパタリング法が好ましい。 For example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD), or a plating method can be employed for the antioxidant layer used in the second embodiment. Specifically, a vacuum deposition method, an ion plating method, or a sputtering method is preferable.
この層の厚みは、マグネシウム・ニッケル系合金層の酸化を防止することができれば、特に制限されることはないが、通常、20nm〜200nmの範囲にある。酸化防止層の可視光線透過率は、通常、40%以上である。 The thickness of this layer is not particularly limited as long as it can prevent oxidation of the magnesium-nickel alloy layer, but is usually in the range of 20 nm to 200 nm. The visible light transmittance of the antioxidant layer is usually 40% or more.
実施の形態2で用いられる透明導電膜層などのその他の層は、実施の形態1と同じ部材または材料を用いることができる。
The same members or materials as those in
(実施の形態2の製造方法)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法は、基板の上に、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層およびマグネシウム・ニッケル系合金層の各層をこの順序で積層し、前記マグネシウム・ニッケル系合金層の前記触媒層に接していない面に、素子外から通電するための電極と酸化防止層を直接的に形成する際に、前記マグネシウム・ニッケル系合金層、前記酸化防止層および前記電極を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする。
(Manufacturing method of Embodiment 2)
The manufacturing method of the reflective dimming electrochromic device according to the present invention includes a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, and a magnesium / nickel alloy layer laminated in this order on a substrate. When forming an electrode and an antioxidant layer for energizing from the outside of the element directly on the surface of the magnesium / nickel alloy layer that is not in contact with the catalyst layer, the magnesium / nickel alloy layer, The antioxidant layer and the electrode are formed under a reduced pressure atmosphere.
各層を積層する方法は、この分野で公知の方法を採用できる。形成の際に、雰囲気を減圧にする。特に、マグネシウム・ニッケル系合金層、マグネシウム・ニッケル系合金層と接する電極および酸化防止層を形成する際には、減圧された雰囲気下で形成することが必須である。このような条件下で形成することによって、マグネシウムの酸化を防止することが可能となるからである。さらに、酸化を防止するためには、マグネシウム・ニッケル系合金層が酸化防止層などで被覆されるまで、空気などの酸素を含むガスを接触しないように、連続的に操作を進める必要がある。 As a method of laminating each layer, a method known in this field can be adopted. During formation, the atmosphere is reduced. In particular, when forming the magnesium / nickel alloy layer, the electrode in contact with the magnesium / nickel alloy layer, and the antioxidant layer, it is essential to form them under a reduced pressure atmosphere. This is because it is possible to prevent oxidation of magnesium by forming under such conditions. Further, in order to prevent oxidation, it is necessary to proceed continuously so as not to contact a gas containing oxygen such as air until the magnesium / nickel alloy layer is covered with an antioxidant layer or the like.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法について、図3に基づいて説明する。 The manufacturing method of the reflection light control electrochromic element of this invention is demonstrated based on FIG.
基板1は、インジウム−錫酸化物からなる透明導電膜層2があらかじめ形成されたPET製のものを用いる。
The
以下、電極までの方法は、特に断りがない限り、真空装置を用い減圧状態で行う。 Hereinafter, unless otherwise specified, the method up to the electrode is performed under reduced pressure using a vacuum apparatus.
プロトン蓄積層3、プロトン導電性電解質層4は、上記実施の形態1の記載と同じ方法で作製することができる。
The
パラジウムからなる触媒層5を、スパッタリングによってプロトン導電性電解質層4上に形成する。
A
Mg2Niからなるマグネシウム・ニッケル系合金層6をスパッタリングによって形成後、連続的に、減圧下でインジウム−錫酸化物からなる電極7aと酸化防止層11を、それぞれ該マグネシウム・ニッケル系合金層6の上に形成する。酸化防止層11と電極7aの形成の際に、それぞれが重ならないようにマスキングを行う。すなわち、酸化防止層11を最初に形成する際には、電極7aの部分を第1のマスキングした後に、酸化防止層11を形成し、その後第1のマスキングを外す。次に、酸化防止層11の上を第2のマスキングした後に、電極7aを形成し、その後第2のマスキングを外す。
After the magnesium-
この場合、マスキングは、印刷マスクなどの公知の方法を採用する。 In this case, the masking employs a known method such as a printing mask.
基板上に、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層、触媒層、マグネシウム・ニッケル系合金層、酸化防止層又は電極の順序(正順序)で行ってもよいし、逆の順序で形成してもよい。ただし、逆の順序で行う場合には、正順序の場合の条件の他に、マグネシウム・ニッケル系合金層と触媒層との間を、空気などの酸素と接触しないように、連続的に行うことが必要である。もちろん、マグネシウム・ニッケル系合金層と酸化防止層の形成の順序は特に限定されない。 A transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer, a magnesium / nickel alloy layer, an antioxidant layer, or an electrode order (normal order) may be performed on the substrate, or in reverse order. May be formed. However, when performing in the reverse order, in addition to the conditions in the normal order, continuously between the magnesium / nickel alloy layer and the catalyst layer so as not to come into contact with oxygen such as air. is required. Of course, the order of forming the magnesium / nickel alloy layer and the antioxidant layer is not particularly limited.
さらに、該素子10の側面は、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8で被覆されることが好ましい。
Furthermore, the side surface of the
電源15からの外部配線の一端を電極7aに、一方、他端を電極7bに接続する。
One end of the external wiring from the
上記の方法によって、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子が得られる。 The reflective dimming electrochromic device of the present invention is obtained by the above method.
(反射調光エレクトロクロミック素子:実施の形態3)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層および触媒層の各層がこの順序で積層されてなり、前記触媒層の前記プロトン導電性電解質層に接していない面の一部に、絶縁層及び素子外から通電するための電極が積層されてなり、前記触媒層の残部にマグネシウム・ニッケル系合金層が直接的に形成されてなり、さらに前記マグネシウム・ニッケル系合金層の前記触媒層が接していない面および前記電極の前記絶縁層が接していない面の残部の少なくとも一部に、酸化防止層が直接的に形成されてなることを特徴とする。
(Reflective dimming electrochromic element: Embodiment 3)
The reflective dimming electrochromic device of the present invention comprises a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, and a catalyst layer, which are laminated in this order, and is formed on the proton conductive electrolyte layer of the catalyst layer. An insulating layer and an electrode for energizing from the outside of the element are laminated on a part of the non-contact surface, and a magnesium / nickel alloy layer is directly formed on the remaining part of the catalyst layer. An antioxidant layer is formed directly on at least a part of the surface of the nickel-based alloy layer that is not in contact with the catalyst layer and the surface of the electrode that is not in contact with the insulating layer. .
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子について、図面に基づいて説明する。 The reflective dimming electrochromic device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図4は、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の一例を示す模式図である。図4において、反射調光エレクトロクロミック素子10は、触媒層5、プロトン導電性電解質層4、プロトン蓄積層3、透明導電膜層2および基板1の順序で積層されている。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of the reflective dimming electrochromic element of the present invention. In FIG. 4, the reflective dimming
触媒層5のプロトン導電性電解質層4の形成されていない面の一部に絶縁層9が、該触媒層5の残部にマグネシウム・ニッケル系合金層6が形成されている。
An insulating
実施の形態3で用いられる絶縁層は、触媒化学気相成長法で形成する窒化シリコン層または、スパッタリング法またはイオンプレーティング法で形成する窒化アルミニウム層が好ましい。
The insulating layer used in
絶縁層9の触媒層5に接していない面に電極7aが形成されている。
An
電極7aの絶縁層9に接していない面の一部とマグネシウム・ニッケル系合金層6の触媒層5に接していない面に酸化防止層11が形成されている。
An
該素子10の側面に、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8a、8bを設けることが好ましい。
It is preferable to provide sealing
電源15からの外部配線の一端を、電極7aに接続し、一方、他端を、あらかじめ確保しておいた透明導電膜層2の右側の一部に電極7bを介して接続する。
One end of the external wiring from the
実施の形態3では、電極7aは、透明導電性材料からなり、銅、銀、ニッケル、タングステンなどの金属、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物、酸化錫、またはフッ素ドープ酸化錫を用いることが望ましい。金属を用いることにより、より大容量の電力を供給することが可能となる。電極7bは、透明導電性材料からなり、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物、酸化錫、またはフッ素ドープ酸化錫を用いることが望ましい。
In
実施の形態3で用いられる透明導電膜層などの層は、実施の形態2と同じ部材または材料を用いることができる。
The same member or material as in
また、別の形態として、絶縁層9は、触媒層5ではなくて、プロトン導電性電解質層4の上の一部に積層し、さらに該絶縁層9の上に電極7aを積層し、該プロトン導電性電解質層4の上の残部に触媒層5、マグネシウム・ニッケル系合金層6を、その上に酸化防止層11を積層してもよい。この場合、触媒層5が電極7aと短絡しないように設計する必要がある。
As another form, the insulating
(実施の形態3の製造方法)
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法は、透明導電膜層、プロトン蓄積層、プロトン導電性電解質層および触媒層の各層をこの順序で積層し、前記触媒層の前記プロトン導電性電解質層に接していない面の一部に、絶縁層及び素子外から通電するための電極を順に積層する。他方、前記触媒層の前記プロトン導電性電解質層に接していない面の残部に、マグネシウム・ニッケル系合金層および酸化防止層を順次積層する際に、前記マグネシウム・ニッケル系合金層、および前記酸化防止層を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする。
(Manufacturing method of Embodiment 3)
In the method for producing a reflective dimming electrochromic device of the present invention, a transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, and a catalyst layer are laminated in this order, and the proton conductive electrolyte layer of the catalyst layer An insulating layer and an electrode for energizing from the outside of the element are sequentially stacked on a part of the surface not in contact with the element. On the other hand, when the magnesium / nickel alloy layer and the antioxidant layer are sequentially laminated on the remaining portion of the catalyst layer that is not in contact with the proton conductive electrolyte layer, the magnesium / nickel alloy layer and the antioxidant The layer is formed under a reduced pressure atmosphere.
各層を積層する方法は、この分野で公知の方法を採用できる。形成の際に、雰囲気を減圧にすることが好ましい。特に、マグネシウム・ニッケル系合金層から酸化防止層を形成する際には、形成の雰囲気を減圧下で行うことが必須である。このような条件下で形成することによって、マグネシウムの酸化を防止することが可能となるからである。 As a method of laminating each layer, a method known in this field can be adopted. At the time of formation, the atmosphere is preferably reduced in pressure. In particular, when forming an antioxidant layer from a magnesium / nickel alloy layer, it is essential to perform the formation atmosphere under reduced pressure. This is because it is possible to prevent oxidation of magnesium by forming under such conditions.
本発明の反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法について、図4に基づいて説明する。 The manufacturing method of the reflection light control electrochromic element of this invention is demonstrated based on FIG.
基板1は、インジウム−錫酸化物からなる透明導電膜層2があらかじめ形成されたPET製のものを用いる。
The
以下、電極までの作製方法は、特に断りがない限り、真空装置を用い減圧状態で行う。 Hereinafter, the manufacturing method up to the electrodes is performed under reduced pressure using a vacuum apparatus unless otherwise specified.
プロトン蓄積層3、プロトン導電性電解質層4、及び触媒層5は、上記実施の形態1の記載と同じ方法で作製することができる。その際、必要により、透明導電膜層2のプロトン蓄積層3が形成された面の右側の一部を、シーリング層8bおよび電極7bの設置用に残す。
The
絶縁層9の形成において、マスキングを利用する。すなわち、絶縁層9を最初に形成する際にマグネシウム・ニッケル系合金層6を積層する触媒層5の部分を第3のマスキングした後に、絶縁層9及び電極7aを順次積層し、その後、第3のマスキングを外す。次に、絶縁層9及び電極7aの上を第4のマスキングを行い、マグネシウム・ニッケル系合金層6を形成し、その後、第4のマスキングを外す。電極7aの絶縁層に接していない面の一部とマグネシウム・ニッケル系合金層の触媒層5に接していない面に、酸化防止層11を形成する。
Masking is used in the formation of the insulating
この場合、マスキングは、印刷マスクなどの公知の方法を採用する。 In this case, the masking employs a known method such as a printing mask.
製造方法は、上記と逆の順序で形成してもよい。ただし、逆の順序で行う場合には、正順序の場合の条件の他に、マグネシウム・ニッケル系合金層と触媒層との間を、空気などの酸素と接触しないように、連続的に行うことが必要である。 The manufacturing method may be formed in the reverse order. However, when performing in the reverse order, in addition to the conditions in the normal order, continuously between the magnesium / nickel alloy layer and the catalyst layer so as not to come into contact with oxygen such as air. is required.
該素子10の両側は、端部から水や酸素の浸入を防ぐためのシーリング層8a、8bで被覆されることが好ましい。
Both sides of the
電源15の外部配線の一端を電極7aに、一方、他端を電極7bに接続する。
One end of the external wiring of the
上記の方法によって、本発明の反射調光エレクトロクロミック素子が得られる。 The reflective dimming electrochromic device of the present invention is obtained by the above method.
(調光部材)
本発明は、前記反射調光エレクトロクロミック素子を用いてなる調光部材に関する。かかる部材は、該素子の機能から建物部材や車両用部品などに用いることができる。
(Light control member)
The present invention relates to a light control member using the reflection light control electrochromic element. Such a member can be used for a building member, a vehicle part or the like because of the function of the element.
建物や自動車用ガラスに好適なエレクトロクロミック素子は、それを構成する材料の全てが酸化タングステンのような固形であることが望ましい。エレクトロクロミック素子は、その構成物の一部を液状とすることもできるが、液状物の漏出を防ぐことが必要である。建物や自動車は長期の使用を前提としており、漏出を長期に渡って防ぐことは可能であるが、コスト的に困難といえる。 In an electrochromic element suitable for glass for buildings and automobiles, it is desirable that all of the material constituting the element is a solid such as tungsten oxide. An electrochromic element can be partially liquefied, but it is necessary to prevent leakage of the liquid. Buildings and automobiles are premised on long-term use, and it is possible to prevent leakage for a long time, but it is difficult in terms of cost.
(車両用部品)
本発明は、前記部材を用いてなる車両用部品に関する。かかる車両用部品は、車両における太陽光の透過率を制御するための窓ガラスやサンルーフ、外板、内装として用いることができる。
(Vehicle parts)
The present invention relates to a vehicle component using the member. Such vehicle parts can be used as a window glass, a sunroof, an outer plate, and an interior for controlling the transmittance of sunlight in the vehicle.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited at all by the Example.
(実施例1)
図2に記載の反射調光エレクトロクロミック素子を調製した。
(Example 1)
A reflective dimming electrochromic device shown in FIG. 2 was prepared.
基板1には透明導電膜層2であるインジウム−錫酸化物層があらかじめ形成されており、その表面抵抗が10Ω/□のものを用いた。基板1としては、厚さ1mmのガラス板を用い、これを洗浄後、真空装置の中にセットして真空排気を行った。
An indium-tin oxide layer, which is a transparent
最初に、金属タングステンをターゲットとし、アルゴンと酸素雰囲気中で反応性DCスパッタリングして酸化タングステン層を形成した。酸化タングステン層は、厚みが1000nmとなる条件で形成した。形成後、減圧雰囲気から試料を取り出し、酸化タングステン層を1規定の硫酸水溶液中でプロトン処理を行ってプロトン蓄積層3とした。
<酸化タングステンの形成条件>
反応性DCスパッタリング法にて形成
ターゲット:タングステン
Ar:50sccm
O2:5sccm
Ptot(全圧):0.9Pa
電流制御:100mA(固定)
<酸化タングステンの水素化処理>
1Nの硫酸水溶液に浸漬して着色
印加電圧:±3V up0.05V/2sec down0.05V/5sec
次に、金属タンタルをターゲットとし、アルゴン、酸素、水素雰囲気中で反応性DCスパッタリングして、固体電解質層4である酸化タンタル薄膜の蒸着を行った。酸化タンタル薄膜の厚みは300nmであった。
<酸化タンタルの形成条件>
反応性DCスパッタリング法にて形成
ターゲット:タンタル(金属)
Ar:7sccm
O2:1sccm
H2:10sccm
Ptot(全圧):0.2Pa
パワー:60W
さらに、パラジウムからなる触媒層5、Mg2Niからなるマグネシウム・ニッケル系合金層6および電極7aの形成を、この順序で連続的にそれぞれスパッタリングを行った。電極7aとして透明導電性のインジウム−錫酸化物を、マグネシウム・ニッケル系合金層6の上に形成して反射調光エレクトロクロミック素子の試料1とした。
<パラジウムの形成条件>
DCスパッタリング法にて形成
ターゲット:パラジウム
Ptot(全圧):0.4Pa(アルゴンガス圧)
パワー:40W
<マグネシウム・ニッケル系合金層>
DCスパッタリング法にて形成
ターゲット:マグネシウム、ニッケル
Ptot(全圧):0.2Pa(アルゴンガス圧)
パワー:40W(マグネシウム)、8W(ニッケル)
<インジウム−錫酸化物層(電極)の形成条件>
直流マグネトロンスパッタリング法にて成膜
ターゲット:インジウム−錫酸化物焼結体(酸化錫5質量%)
Ar:50sccm
O2:5sccm
Ptot(全圧):0.5Pa
パワー:約2kW
触媒層5、マグネシウム・ニッケル系合金層6および電極7aのそれぞれの厚みは、4,40および150nmであった。
得られた反射調光エレクトロクロミック素子の側面にシーリング層を施し、さらに、電源からの配線を行った。
First, a tungsten oxide layer was formed by reactive DC sputtering in an argon and oxygen atmosphere using metallic tungsten as a target. The tungsten oxide layer was formed under the condition that the thickness was 1000 nm. After the formation, the sample was taken out from the reduced-pressure atmosphere, and the tungsten oxide layer was subjected to proton treatment in a 1N sulfuric acid aqueous solution to form a
<Tungsten oxide formation conditions>
Formed by reactive DC sputtering method Target: Tungsten Ar: 50 sccm
O 2 : 5 sccm
P tot (total pressure): 0.9 Pa
Current control: 100 mA (fixed)
<Hydrogenation treatment of tungsten oxide>
Colored by immersing in 1N sulfuric acid aqueous solution Applied voltage: ± 3V up 0.05V / 2sec down 0.05V / 5sec
Next, a tantalum oxide thin film as the
<Tantalum oxide formation conditions>
Formed by reactive DC sputtering method Target: Tantalum (metal)
Ar: 7 sccm
O 2 : 1 sccm
H 2 : 10 sccm
P tot (total pressure): 0.2 Pa
Power: 60W
Furthermore, the formation of the
<Palladium formation conditions>
Formed by DC sputtering method Target: Palladium P tot (Total pressure): 0.4 Pa (Argon gas pressure)
Power: 40W
<Magnesium / nickel alloy layer>
Formed by DC sputtering method Target: Magnesium, nickel P tot (total pressure): 0.2 Pa (argon gas pressure)
Power: 40W (magnesium), 8W (nickel)
<Indium-tin oxide layer (electrode) formation conditions>
Film formation by DC magnetron sputtering method Target: Indium-tin oxide sintered body (
Ar: 50 sccm
O 2 : 5 sccm
P tot (total pressure): 0.5 Pa
Power: About 2kW
The thicknesses of the
A sealing layer was applied to the side surface of the obtained reflective dimming electrochromic element, and wiring from the power source was further performed.
(実施例2)
実施例1において、電極7aの一部を、絶縁性のフッ化マグネシウムからなる酸化防止層11で置き換えた構成として、図3の構成の反射調光エレクトロクロミック素子の試料2とした。電極7aは、Niペーストを塗布し形成した。厚みは、100nm。
(Example 2)
In Example 1, a
(実施例3)
実施例2において、酸化防止層11としてフッ化マグネシウムに替えて、アルミナが形成されるように金属アルミニウムをマグネシウム・ニッケル系合金層6上にスパッタリングで形成した後、大気開放して酸化させる以外は、同様にして反射調光エレクトロクロミック素子の試料3とした。
(Example 3)
In Example 2, instead of magnesium fluoride as the
(実施例4)
実施例2において、酸化防止層11としてフッ化マグネシウムに替えて、ポリプロピレンをマグネシウム・ニッケル系合金層の上に蒸着して形成する以外は、同様にして反射調光エレクトロクロミック素子の試料4を得た。
Example 4
In Example 2, a
(実施例5)
図4に記載の反射調光エレクトロクロミック素子を調製した。
(Example 5)
A reflective dimming electrochromic device shown in FIG. 4 was prepared.
実施例1において、固体電解質層4を形成後、触媒層5とAl・Nからなる絶縁層9とニッケルからなる電極7aを設けた後に、Mg2Niからなるマグネシウム・ニッケル系合金層6と透明酸化防止層11を設け、反射調光エレクトロクロミック素子の試料5を得た。
<絶縁層の成膜条件>
スパッタリング法
圧:4Pa(N2+Arガス)
ターゲット:AL(アルミニウム)
(比較例1)
実施例1において、インジウム−錫酸化物層からなる電極を設けない以外は、同様にして反射調光エレクトロクロミック素子の試料Aとした。
In Example 1, after forming the
<Insulating layer deposition conditions>
Sputtering method Pressure: 4 Pa (N 2 + Ar gas)
Target: AL (aluminum)
(Comparative Example 1)
In Example 1, a sample A of a reflective dimming electrochromic element was prepared in the same manner except that an electrode composed of an indium-tin oxide layer was not provided.
(鏡状から透明への変化速度の評価)
試料1〜5、およびAに配線し、電圧7.5Vで駆動させ、鏡状から透明への変化する速度を調べた。
(Evaluation of the rate of change from mirror to transparent)
光透過率の変化は、波長670nmの半導体レーザーとシリコンフォトダイオードを組み合わせた測定システムを用いた。半導体レーザーとシリコンフォトダイオードとの間に、試料の基板面をシリコンフォトダイオード側に、酸化防止層を半導体レーザー側として試料を設置した(図5参照)。波長670nmの透過率と反射率を10秒ごとに計測して経時変化を調べた。反射率はマグネシウム・ニッケル系合金層に近い側から測定した。 For the change in light transmittance, a measurement system combining a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm and a silicon photodiode was used. Between the semiconductor laser and the silicon photodiode, the sample was placed with the substrate surface of the sample on the silicon photodiode side and the antioxidant layer on the semiconductor laser side (see FIG. 5). The transmittance and reflectance at a wavelength of 670 nm were measured every 10 seconds, and the change with time was examined. The reflectance was measured from the side close to the magnesium / nickel alloy layer.
透過率が1%から50%になるまでの時間を調べた。その結果を表1に示す。 The time until the transmittance became 1% to 50% was examined. The results are shown in Table 1.
表1から試料1〜5は、試料Aに対し、性能が大幅に向上したことが確認できた。
From Table 1, it was confirmed that the performance of
さらに、試料1と試料Aのマグネシウム・ニッケル系合金層について、EDXで分析を行った。その結果、試料1では、層全体が金属状態であることが、試料Aでは、酸化物の存在が確認された。
Further, the magnesium / nickel alloy layers of
1 基板、
2 透明導電膜、
3 プロトン蓄積層、
4 固体電解質層、
5 触媒層、
6 マグネシウム・ニッケル系合金層、
7 電極、
8 シーリング層、
9 絶縁層、
10 全固体反射調光素子、
11 透明酸化防止層、
12 外部配線、
15 電源、
6A マグネシウム・ニッケル系合金層の界面。
1 substrate,
2 transparent conductive film,
3 proton storage layer,
4 solid electrolyte layer,
5 catalyst layer,
6 Magnesium-nickel alloy layer,
7 electrodes,
8 Sealing layer,
9 Insulating layer,
10 All-solid-state reflective dimmer,
11 Transparent antioxidant layer,
12 External wiring,
15 power supply,
6A Interface of magnesium / nickel alloy layer.
Claims (12)
前記電極と前記触媒層の間には、絶縁層が形成されてなることを特徴とする請求項1記載の反射調光エレクトロクロミック素子。 A part of the magnesium-nickel alloy layer on which the electrode is formed is an interlayer between the catalyst layer and the magnesium-nickel alloy layer,
The reflective dimming electrochromic device according to claim 1, wherein an insulating layer is formed between the electrode and the catalyst layer.
前記マグネシウム・ニッケル系合金層および電極を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法。 When laminating each layer of the transparent conductive film layer, proton accumulation layer, proton conductive electrolyte layer, catalyst layer, magnesium / nickel alloy layer and electrode in this order,
A method for producing a reflective dimming electrochromic element, wherein the magnesium / nickel alloy layer and the electrode are formed under a reduced pressure atmosphere.
前記マグネシウム・ニッケル系合金層、前記電極および前記酸化防止層を、減圧された雰囲気下で形成することを特徴とする反射調光エレクトロクロミック素子の製造方法。 A transparent conductive film layer, a proton accumulation layer, a proton conductive electrolyte layer, a catalyst layer and a magnesium / nickel alloy layer are laminated in this order, and on the surface of the magnesium / nickel alloy layer not in contact with the catalyst layer, When forming the electrode and antioxidant layer directly,
A method for producing a reflective dimming electrochromic element, wherein the magnesium / nickel alloy layer, the electrode, and the antioxidant layer are formed under a reduced pressure atmosphere.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
JP2010066747A (en) * | 2008-08-12 | 2010-03-25 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Switchable mirror element, and switchable mirror component and insulating glass each incorporating the switchable mirror element |
EP2866085A4 (en) * | 2012-06-20 | 2015-06-24 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Reflection-type light control element |
JP2017129837A (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-27 | Nltテクノロジー株式会社 | Light control element, light control device, and method for producing light control element |
JP2018537724A (en) * | 2015-12-16 | 2018-12-20 | サン−ゴバン グラス フランス | Electrically switchable glazing with surface electrodes with anisotropic conductivity |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003050406A (en) * | 2001-04-24 | 2003-02-21 | Schott Donnelly Llc | Electrochromic safety glass article |
JP2004139134A (en) * | 2002-03-14 | 2004-05-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Light controlling mirror glass using magnesium-nickel alloy thin film and its manufacturing method |
JP2005062772A (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Olympus Corp | Electrochromic element |
JP2006106343A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Nissan Motor Co Ltd | Reflection dimming electrochromic element and glass using the same |
-
2006
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003050406A (en) * | 2001-04-24 | 2003-02-21 | Schott Donnelly Llc | Electrochromic safety glass article |
JP2004139134A (en) * | 2002-03-14 | 2004-05-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Light controlling mirror glass using magnesium-nickel alloy thin film and its manufacturing method |
JP2005062772A (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Olympus Corp | Electrochromic element |
JP2006106343A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Nissan Motor Co Ltd | Reflection dimming electrochromic element and glass using the same |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010066747A (en) * | 2008-08-12 | 2010-03-25 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Switchable mirror element, and switchable mirror component and insulating glass each incorporating the switchable mirror element |
EP2866085A4 (en) * | 2012-06-20 | 2015-06-24 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Reflection-type light control element |
US9383624B2 (en) | 2012-06-20 | 2016-07-05 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Reflection-type optical control element |
JP2018537724A (en) * | 2015-12-16 | 2018-12-20 | サン−ゴバン グラス フランス | Electrically switchable glazing with surface electrodes with anisotropic conductivity |
US10895795B2 (en) | 2015-12-16 | 2021-01-19 | Saint-Gobain Glass France | Electrically switchable glazing including surface electrodes with anisotropic conductivity |
JP2017129837A (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-27 | Nltテクノロジー株式会社 | Light control element, light control device, and method for producing light control element |
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