JP2011257659A - Translucent flexible dimming element and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い光透過性と高い導電性を有する対向電極を用いた透光型フレキシブル調光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a translucent flexible light control device using a counter electrode having high light transmittance and high conductivity, and a method for manufacturing the same.
各種調光素子(例えば、スマート・ウィンドウ等)の製作に欠かせない部材の一つとして色々な透明導電性電極が開発されてきた。そのなかでも、ITO(Indium
Tin Oxide)をガラス基板に蒸着したものがベストなものの一つとして選ばれてきた。最近、フレキシブルデバイスに対するニーズが高まるなかで、基板材料がガラスからプラスチックに移行しつつある。しかしながら、プラスチック基板に係る以下のようないくつかの問題が指摘されている。
Various transparent conductive electrodes have been developed as one of the members indispensable for manufacturing various light control elements (for example, smart windows). Among them, ITO (Indium
One obtained by depositing Tin Oxide) on a glass substrate has been selected as one of the best. Recently, as the need for flexible devices has increased, the substrate material is shifting from glass to plastic. However, several problems related to the plastic substrate have been pointed out as follows.
(1)プラスチック基板にITOを蒸着した後のアニーリング温度が比較的低いため、ITO蒸着プラスチック電極の表面抵抗値はITO蒸着ガラス電極の表面抵抗値よりはるかに大きい。何故ならば、プラスチック基板の軟化温度が比較的低いためアニーリング温度を低く設定せざるを得ず、従って、その上に堆積したITO膜のアニーリング時の結晶化度が高くならないためである。その結果、素子性能(とりわけ、応答速度)にダメージを与える。例えば、セル外周辺にある電極接合用のピンと外部供給電源との間を電気的に接続するとき、セルの端部と中央部の間の抵抗差は、プラスチック基板を使いITO膜の表面抵抗値が大きいような場合には特に増大し、その結果、セルの応答速度が著しく遅くなる。 (1) Since the annealing temperature after depositing ITO on the plastic substrate is relatively low, the surface resistance value of the ITO-deposited plastic electrode is much larger than the surface resistance value of the ITO-deposited glass electrode. This is because, since the softening temperature of the plastic substrate is relatively low, the annealing temperature must be set low, and therefore, the degree of crystallinity during annealing of the ITO film deposited thereon does not increase. As a result, the device performance (especially response speed) is damaged. For example, when electrical connection is made between the electrode bonding pins around the outside of the cell and the external power supply, the resistance difference between the end and the center of the cell is the surface resistance value of the ITO film using a plastic substrate. Is particularly increased in the case of a large value, and as a result, the response speed of the cell is significantly slowed down.
(2)ITO/プラスチック電極の表面抵抗値は、ITO膜の下に金属薄膜を設けることによって小さくなる。金属薄膜の膜厚を数十Å程度の範囲に設定することによって、このようにして得られる複合膜の光透過率を透光型調光素子に適した範囲内に収めることができる。しかしながら、表面抵抗値と光透過率のバランスをこのような方法で調節することは実際的に容易ではない。何故ならば、金属薄膜の膜厚を僅かに上げるだけで光透過率が大幅に減少するからである。 (2) The surface resistance value of the ITO / plastic electrode is reduced by providing a metal thin film under the ITO film. By setting the film thickness of the metal thin film in the range of about several tens of millimeters, the light transmittance of the composite film obtained in this way can be kept within a range suitable for the translucent light control element. However, it is practically not easy to adjust the balance between the surface resistance value and the light transmittance in this way. This is because the light transmittance is greatly reduced by slightly increasing the thickness of the metal thin film.
上記の問題を解決すべく、特許文献1はエレクトロクロミック型調光素子に関して次のような提案を示している。即ち、ITOのような透明な金属酸化物の上又は下に、これより電気伝導度の高い導電層を格子状又は櫛状に設置する。更に、この上に有機膜を被覆すると腐食防止に有効であることが示されている。 In order to solve the above problem, Patent Document 1 shows the following proposal regarding an electrochromic light control device. That is, a conductive layer having a higher electrical conductivity than that of a transparent metal oxide such as ITO is disposed in a lattice shape or a comb shape. Furthermore, it has been shown that coating an organic film thereon is effective in preventing corrosion.
特許文献1の方法によって素子のITO膜の表面抵抗値を最少にすることによりスウィチング速度を改善できることは事実である。しかしながら、この効果はITO膜が比較的薄い場合においてのみ認められる。言い換えれば、この効果はITO膜厚が大きくなるに従って無効になる。一方、ITO膜が薄い場合には別の問題が見られる。ITO層の上或いは下に導電層を有するエレクトロクロミック電極においては、導電層のある部分の表面抵抗値が他の領域の表面抵抗値より圧倒的に小さいために、そこの部分のエレクトロクロミック層のみがパターン状に色変化する。ITO膜厚が増大すると、このような部分的エレクトロクロミズムはなくなるが、スウィチング速度が減少する。然るに、特許文献1の方法は上記の問題を解決するには不十分である。 It is a fact that the switching speed can be improved by minimizing the surface resistance value of the ITO film of the element by the method of Patent Document 1. However, this effect is only observed when the ITO film is relatively thin. In other words, this effect becomes ineffective as the ITO film thickness increases. On the other hand, another problem is seen when the ITO film is thin. In an electrochromic electrode having a conductive layer above or below the ITO layer, the surface resistance value of a part of the conductive layer is overwhelmingly smaller than the surface resistance value of other areas, so only the electrochromic layer in that part Changes color in a pattern. As the ITO film thickness increases, such partial electrochromism disappears, but the switching rate decreases. However, the method of Patent Document 1 is insufficient to solve the above problem.
また、特許文献2及び3には、特許文献1と同趣旨で透明導電性基板上にカーボンのように表面積の大きなナノポーラス導電性物質(例えば、活性炭等)をドット状に積層することが提案されている。このような高導電性・高透明性電極を対向電極として、エレクトロクロミック電極と組み合わせることによって、長期安定駆動が可能な素子が作製可能となると記載されている。 Further, Patent Documents 2 and 3 propose that a nanoporous conductive material (for example, activated carbon) having a large surface area such as carbon is laminated in a dot shape on a transparent conductive substrate for the same purpose as Patent Document 1. ing. It is described that an element capable of long-term stable driving can be manufactured by combining such a highly conductive / highly transparent electrode as a counter electrode with an electrochromic electrode.
特許文献2及び3にある、カーボン或いはその他の導電性着色高分子のような黒色乃至濃い着色をしたナノポーラス導電性材料から予測されるように、エレクトロクロミック電極のコントラストの低下という欠点がある。 As expected from Patent Documents 2 and 3, a nanoporous conductive material having a black or dark color, such as carbon or other conductive colored polymer, has the disadvantage of reducing the contrast of the electrochromic electrode.
特許文献4において、次のことが開示されている: Patent Document 4 discloses the following:
(1)調光素子としてエレクトロクロミック素子(以下、ECDと略す)を用いる場合、対向して配置される2つの電極の一方又は両方に「開口部を有する金属薄膜積層基板」を用いるのが効果的である。尚、この金属膜の開口部の間隔は20μm、開口部の金属膜の膜厚が10μm以上と設定されている。 (1) When an electrochromic element (hereinafter abbreviated as ECD) is used as the light control element, it is effective to use “a metal thin film laminated substrate having an opening” for one or both of two electrodes arranged opposite to each other. Is. The interval between the openings of the metal film is set to 20 μm, and the thickness of the metal film at the opening is set to 10 μm or more.
(2)発明の実施形態には、WO3堆積電極とIrOx堆積電極の組み合わせからなるダブル発色型セルが例示されており、その着色時の光透過率は30%程度、消色時の光透過率は70〜80%とされている。 (2) In the embodiment of the invention, a double color cell comprising a combination of a WO 3 deposition electrode and an IrOx deposition electrode is exemplified, and its light transmittance is about 30% when colored, and light transmission when decolored. The rate is 70-80%.
特許文献4のECDのセル性能に関して、次のような問題が指摘されている; Regarding the cell performance of the ECD of Patent Document 4, the following problems are pointed out:
(1)対極が比較的大きな開口率を有する結果、2つの電極間の表面積に大きな差があり、両電極の電極活物質の電気化学等量のバランスを取ることが困難である。もし対極の電極活物質の量をもう一方の電極のそれより大幅に増大すると、両電極間の電気化学等量関係はよくなるが、ここで使われる電極活物質が電気的に導電性でないため対極の表面抵抗が大きくなり、その結果、セルのスウィチング速度は遅くなり、サイクルテストにおける駆動安定性が悪くなる。 (1) As a result of the relatively large aperture ratio of the counter electrode, there is a large difference in surface area between the two electrodes, and it is difficult to balance the electrochemical equivalents of the electrode active materials of both electrodes. If the amount of the electrode active material at the counter electrode is significantly increased from that of the other electrode, the electrochemical equivalence relationship between the two electrodes is improved, but the electrode active material used here is not electrically conductive, so the counter electrode As a result, the cell switching speed becomes slow and the driving stability in the cycle test becomes poor.
(2)上記のようなセルを“スマートウィンドウ”のような透光型調光素子に適用する場合、着色時の光透過率が30%程度留まりでは高すぎる。 (2) When the above-described cell is applied to a translucent light control device such as a “smart window”, it is too high if the light transmittance during coloring is only about 30%.
特許文献5において、多孔質対極を用いることによってエレクトロクロミック電極と対極間の電気化学当量(クーロンバランス)を調節することが可能であるとされている。即ち、Au、Pt、Agのような腐食されにくい金属とAl、Znのような腐食されやすい金属からなる合金を強アルカリ等の腐食性液でエッチングすることによって、多孔質構造を有する電極を作ることができる。 In patent document 5, it is supposed that the electrochemical equivalent (Coulomb balance) between an electrochromic electrode and a counter electrode can be adjusted by using a porous counter electrode. That is, an electrode having a porous structure is formed by etching an alloy composed of a metal that is not easily corroded, such as Au, Pt, or Ag, and a metal that is easily corroded, such as Al, Zn, with a corrosive liquid such as a strong alkali. be able to.
しかしながら、もしこのような対極上に電極活物質がない場合、ECDセルを着消色して繰り返し駆動する間に両極のクーロンバランスを取ることが困難になり、エレクトロクロミズムが不可逆的になるとともに、セル寿命の低下に繋がる。 However, if there is no electrode active material on such a counter electrode, it becomes difficult to achieve coulomb balance between the two electrodes while the ECD cell is faded and repeatedly driven, and electrochromism becomes irreversible, This leads to a reduction in cell life.
特許文献6においては、Ag、Znのようなレドックス活性な金属を、例えば、Alの陽極酸化によって得られる多孔質な金属基板に堆積したエレクトロデポジション型ディスプレイが示されている。即ち、Agのようなレドックス活性な金属が対極で酸化されて生成するAg+イオンがもう一方の電極まで移動して、そこで還元されて析出するAgのスポット状の画像が形成する。 Patent Document 6 discloses an electrodeposition type display in which a redox-active metal such as Ag or Zn is deposited on a porous metal substrate obtained by, for example, anodization of Al. That is, a red-active metal such as Ag is oxidized at the counter electrode, and the Ag + ions generated are moved to the other electrode, where they are reduced and deposited to form a spot image of Ag.
特許文献6では、対極で金属がイオン化して生成した金属イオンが他方の電極へ移動するような方式であるため、これをエレクトロクロミック電極と組み合わせるとセルのメモリー性等の機能を損なうことになるから、このようなセルデザインを本発明のコンセプトに短絡的に持ち込むことはできない。 In Patent Document 6, the metal ion generated by ionization of the metal at the counter electrode moves to the other electrode. Therefore, when this is combined with the electrochromic electrode, the function such as the memory property of the cell is impaired. Therefore, such a cell design cannot be brought into the concept of the present invention in a short-circuited manner.
特許文献7においては、金属細線を透明絶縁性基板の上に持つ対向極を、WO3を堆積した酸化錫からなるエレクトロクロミック電極と組み合わせることが示されている。具体的には、銅細線を透明基板に設けた対極を使って、Cuの酸化とWO3の還元がカップルして画像形成する。 In Patent Document 7, it is shown that a counter electrode having a thin metal wire on a transparent insulating substrate is combined with an electrochromic electrode made of tin oxide on which WO 3 is deposited. Specifically, using a counter electrode provided with a copper fine wire on a transparent substrate, Cu oxidation and WO 3 reduction are coupled to form an image.
特許文献7のようなセル設計では、特にセル寿命に問題がある。何故ならば、透明基板上の金属細線はエレクトロクロミック剤が還元されて着色するときに、同時にCuは酸化されるので、対極はセルを繰り返し駆動させるとともに腐食することになるからである。 In the cell design as in Patent Document 7, there is a problem particularly in the cell life. This is because when the electrochromic agent is reduced and colored when the electrochromic agent is reduced, the fine metal wire on the transparent substrate is simultaneously oxidized with Cu, so that the counter electrode is repeatedly driven and corroded.
次の2つの重要なポイントに関して、これまでの研究では完全に解決されずに残っていた課題がある:
(1)ITO堆積基板の上又は下に金属細線を施した電極における表面抵抗値と光透過率のバランスを巧く取ること。
(2)対極上に堆積した金属細線の酸化により生成する金属イオンの移動防止。
There are two important points that have remained unresolved in previous studies:
(1) Skillfully balance the surface resistance value and light transmittance of an electrode with fine metal wires on or under the ITO deposition substrate.
(2) Prevention of migration of metal ions generated by oxidation of fine metal wires deposited on the counter electrode.
本発明は、以下の[1]〜[14]に関する。 The present invention relates to the following [1] to [14].
[1] ピッチ幅が1.8mm以下で且つ開口率が50%以上である金属メッシュの表面に電極活物質を担持したものを対向電極として、これと電気を印加することにより光透過率が可逆的に変化する物質を表面に持つ機能電極及び電解質層からなる透光型フレキシブル調光素子。 [1] Using a metal mesh surface having a pitch width of 1.8 mm or less and an aperture ratio of 50% or more as a counter electrode, and applying electricity thereto, the light transmittance is reversible. A translucent flexible light control element comprising a functional electrode having an electrically changing substance on its surface and an electrolyte layer.
[2] 前記金属メッシュが、透明フレキシブルプラスチック基板に貼り付けられている前項[1]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [2] The translucent flexible light control element according to [1], wherein the metal mesh is attached to a transparent flexible plastic substrate.
[3] 前記金属メッシュの材質がアルミニウムであり、このアルミニウム表面を陽極酸化することによって形成されるアルミニウム酸化物のナノポーラス構造の微細孔内部に電極活物質を担持したものを対向電極として用いる前項[1]又は[2]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [3] The material of the metal mesh is aluminum, and an electrode active material supported in a microporous structure of an aluminum oxide nanoporous structure formed by anodizing the aluminum surface is used as the counter electrode. [1] or [2].
[4] 前記電極活物質がレドックス剤及びレドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属からなる群から選ばれる少なくとも1種類の化合物である前項[3]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [4] The electrode active material has a redox agent and a redox potential of +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. The translucent flexible light control element according to item [3], which is at least one compound selected from the group consisting of metals in the range of SCE.
[5] 前記レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属の上に、更にキレート剤からなる被覆層を持つ前項[4]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [5] The redox potential is +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. The translucent flexible light control element according to the preceding item [4], further comprising a coating layer made of a chelating agent on a metal in the range of SCE.
[6] 前記レドックス剤がプルシアンブルー又はその類縁体である前項[4]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [6] The translucent flexible light control device according to [4], wherein the redox agent is Prussian blue or an analog thereof.
[7] 次の工程(1)〜(4):
(1)ステップ1:アルミニウムシートを透明プラスチック基板に貼り付ける工程、
(2)ステップ2:ステップ1で透明プラスチック基板が貼り付けられたアルミニウムシートに貫通孔を設ける工程、
(3)ステップ3:ステップ2で貫通孔が設けられたアルミニウム表面にナノポアを設ける工程、及び
(4)ステップ4:前記ナノポア内部に電極活物質を担持する工程:
を含む前項[2]から[6]のいずれか1項に記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。
[7] Next steps (1) to (4):
(1) Step 1: a process of attaching an aluminum sheet to a transparent plastic substrate,
(2) Step 2: a step of providing a through hole in the aluminum sheet to which the transparent plastic substrate is attached in Step 1;
(3) Step 3: a step of providing nanopores on the aluminum surface provided with through holes in Step 2, and (4) Step 4: a step of supporting an electrode active material inside the nanopores:
The manufacturing method of the translucent flexible light control element of any one of the preceding clauses [2] to [6] containing.
[8] 前記ステップ4がアルミニウムシート表面のナノポア内部にレドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属を担持する工程である前項[7]記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。 [8] In step 4, the redox potential is +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. The method for producing a translucent flexible light control device according to [7] above, which is a step of supporting a metal in the range of SCE.
[9] 前記ステップ4に続いて次の(5):
(5)ステップ5:レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属の上にキレート剤を被覆する工程
が行われる前項[8]記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。
[9] Following step 4, the following (5):
(5) Step 5: Redox potential is +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. The manufacturing method of the translucent flexible light control element of the preceding clause [8] in which the process of coat | covering a chelating agent on the metal in the range of SCE is performed.
[10] 前記電極活物質がプルシアンブルー又はその類縁体である前項[7]記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。 [10] The method for producing a translucent flexible light control device according to [7], wherein the electrode active material is Prussian blue or an analog thereof.
[11] 前記金属メッシュが固体型又は擬固体型電解質層の中に置かれ、前記電解質層が2つの機能電極の間に挟まれていることを特徴とする前項[1]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [11] The translucent type according to [1], wherein the metal mesh is placed in a solid or quasi-solid type electrolyte layer, and the electrolyte layer is sandwiched between two functional electrodes. Flexible dimming element.
[12] 前記金属メッシュの材質がタングステン及びステンレス鋼からなる群より選択される1以上の金属である前項[11]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [12] The translucent flexible light control element according to [11], wherein the material of the metal mesh is one or more metals selected from the group consisting of tungsten and stainless steel.
[13] 電極活物質が金属メッシュの表面にほぼ均一に塗布されている前項[11]又は[12]記載の透光型フレキシブル調光素子。 [13] The translucent flexible light control element according to [11] or [12], wherein the electrode active material is applied almost uniformly on the surface of the metal mesh.
[14] 次の工程(1)〜(3);
(1)ステップ1:金属メッシュに電極活物質を担持する工程、
(2)ステップ2:ステップ1で電極活物質が担持された金属メッシュを固体型又は擬固体型電解質層の中に浮遊させる工程、及び
(3)ステップ3:ステップ2で金属メッシュが中に浮遊した電解質層を2枚の機能電極の間に挟む工程:
を含む前項[11]記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。
[14] Next steps (1) to (3);
(1) Step 1: a process of supporting an electrode active material on a metal mesh,
(2) Step 2: Step of floating the metal mesh carrying the electrode active material in Step 1 in the solid or quasi-solid type electrolyte layer, and (3) Step 3: Step 2 of floating the metal mesh in The sandwiched electrolyte layer between two functional electrodes:
The manufacturing method of the translucent flexible light control element of the preceding clause [11] containing.
本発明において、素子の対向極に用いる金属メッシュのピッチ幅、開口率、線幅等のパラメーターを調節することによって、電極の光透過性と導電性のバランスを最適化し、その結果、本発明の素子の性能(例えば、コントラスト、スウィッチング速度等)を最適化することが可能になった。 In the present invention, by adjusting parameters such as the pitch width, aperture ratio, and line width of the metal mesh used for the counter electrode of the element, the balance between the light transmittance and the conductivity of the electrode is optimized. It has become possible to optimize device performance (eg, contrast, switching speed, etc.).
加えて、対向極の上にレドックス剤及びレドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属のような電極活物質群の中から選ばれる少なくとも1つと、必要に応じて、キレート剤を組み合わせた物質を担持することによって、金属電極の腐食のない高性能・長寿命の素子を製造することが可能になった。特に、レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属とキレート剤を組み合わせることによって、対向極上の金属の酸化に伴い生成する金属イオンが機能電極に拡散するのを防止でき、その結果、素子のメモリー性を向上することができる。 In addition, the redox agent and redox potential are +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. By supporting at least one selected from the group of electrode active materials such as metals within the SCE range and a chelating agent, if necessary, high performance and length without corrosion of metal electrodes It has become possible to manufacture a device having a lifetime. In particular, the redox potential is +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. By combining a chelating agent with a metal in the range of SCE, it is possible to prevent the metal ions generated by the oxidation of the metal on the counter electrode from diffusing into the functional electrode, and as a result, the memory performance of the device can be improved. it can.
上記のいくつかの問題点を解決すべく、本発明においては、電気を印加することにより光の透過率又は反射率が変化する物質としてエレクトロクロミック材料を用いた機能電極と、金属メッシュの表面に電極活物質を担持した対向電極(以下、対極と略す)と、電解質層とを含んでなる透光型フレキシブル調光素子を提案する。 In order to solve the above-mentioned several problems, in the present invention, a functional electrode using an electrochromic material as a substance that changes light transmittance or reflectance by applying electricity, and a surface of a metal mesh. A translucent flexible dimming element comprising a counter electrode (hereinafter abbreviated as a counter electrode) carrying an electrode active material and an electrolyte layer is proposed.
透光型フレキシブル調光素子
本発明の最良形態を以下に例示する。
まず、本発明の第一の形態の透光型フレキシブル調光素子を説明する。本最良形態に係る透光型フレキシブル調光素子は、電気を印加することにより酸化又は還元して着消色する機能電極(エレクトロクロミック電極)と、金属メッシュの表面に電極活物質を担持した対極と、電解質層とを含んでなるエレクトロクロミック素子(ECD)である。以下、ECDの各構成要素について詳述する。
Light-transmissive flexible light control device The best mode of the present invention will be exemplified below.
First, the translucent flexible light control element according to the first embodiment of the present invention will be described. The translucent flexible dimming element according to the best mode includes a functional electrode (electrochromic electrode) that is oxidized or reduced by applying electricity, and a counter electrode having an electrode active material supported on the surface of a metal mesh. And an electrochromic device (ECD) comprising an electrolyte layer. Hereinafter, each component of the ECD will be described in detail.
《対極》
本最良形態に係る対極は、ピッチ幅が1.8mm以下で且つ開口率が50%以上である金属メッシュの表面に電極活物質を担持した高透光性且つ高導電性の電極である。
《Counter electrode》
The counter electrode according to the best mode is a highly translucent and highly conductive electrode having an electrode active material supported on the surface of a metal mesh having a pitch width of 1.8 mm or less and an aperture ratio of 50% or more.
このような金属メッシュには、大きく分けて次の(1)〜(2)の2つがある;
(1)金属シートを基板に貼り付けて、その上で貫通孔を多数設けてメッシュ状にパターンニングすることによって製造されるもの、及び
(2)金属細線を紡織法で織ってメッシュ状に加工することによって製造されるもの。
Such metal mesh is roughly divided into the following two (1) to (2);
(1) A metal sheet is affixed to a substrate, and a large number of through-holes are provided on the substrate and patterned into a mesh. (2) A metal thin wire is woven by a textile process and processed into a mesh. What is manufactured by doing.
金属メッシュ(1)は、透明フレキシブルプラスチック基板の上で金属メッシュが作られるので、これを電極として用いる場合には基板と共に使用することになる。即ち、得られる電極は、透明フレキシブルプラスチック基板と多数の貫通孔を有する金属シートからなる積層構造を持つ透明フレキシブル電極である。 Since the metal mesh (1) is made on a transparent flexible plastic substrate, the metal mesh (1) is used together with the substrate when it is used as an electrode. That is, the obtained electrode is a transparent flexible electrode having a laminated structure composed of a transparent flexible plastic substrate and a metal sheet having a large number of through holes.
図1は、金属メッシュ(1)にかかる透明フレキシブル電極の上面図であり、図2は、図1の透明フレキシブル電極の断面図である。透明フレキシブル電極1は、透明フレキシブルプラスチック基板11上に金属12が配され、かかる金属12には貫通孔13が設けられている。図1及び図2から分かるように、金属シート12は多数の貫通孔13を有する。このような多数の貫通孔を有する金属シートを対極に用いた場合、ITOやFTO(フッ素ドープ酸化錫)等の透明導電材料で対極表面全体を被覆しなくても素子は巧く作動する。1個の貫通孔のピッチ幅が1.0〜2.0mm範囲内にあることが好適である。更には、貫通孔のピッチ幅が1.3〜1.8mmの範囲内にあることがより好ましい。また、1枚の対極の開口率(全面積に占める貫通孔の開口部の総面積の割合)が50〜90%であることが好ましい。更に、金属細線の線幅が0.2mm以下であることが好ましく、0.1mm以下であることがより好ましく、0.05mm以下であることが更に好ましい。何故ならば、線幅が0.2mm以上の金属細線は目障りになるからである。尚、下限値は特に限定されないが、細線の連続性を十分に確保する必要から、0.01mm以上が好ましい。 FIG. 1 is a top view of the transparent flexible electrode according to the metal mesh (1), and FIG. 2 is a cross-sectional view of the transparent flexible electrode of FIG. In the transparent flexible electrode 1, a metal 12 is disposed on a transparent flexible plastic substrate 11, and a through hole 13 is provided in the metal 12. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the metal sheet 12 has a large number of through holes 13. When such a metal sheet having a large number of through-holes is used as a counter electrode, the element operates skillfully without covering the entire counter electrode surface with a transparent conductive material such as ITO or FTO (fluorine-doped tin oxide). It is preferable that the pitch width of one through hole is in the range of 1.0 to 2.0 mm. Furthermore, it is more preferable that the pitch width of the through holes is in the range of 1.3 to 1.8 mm. Moreover, it is preferable that the aperture ratio (ratio of the total area of the opening part of the through-hole which occupies for the whole area) of one counter electrode is 50 to 90%. Furthermore, the line width of the fine metal wire is preferably 0.2 mm or less, more preferably 0.1 mm or less, and further preferably 0.05 mm or less. This is because a thin metal wire having a line width of 0.2 mm or more is obstructive. In addition, although a lower limit is not specifically limited, 0.01 mm or more is preferable from the need of ensuring sufficient continuity of a thin wire | line.
一方、金属メッシュ(2)は、スクリーン印刷用の金属メッシュを作るときに従来採用されてきた方法で得られ、直径が0.01mm〜0.1mmの範囲にある金属細線を紡織することができる。 On the other hand, the metal mesh (2) can be obtained by a method conventionally employed when making a metal mesh for screen printing, and a fine metal wire having a diameter in the range of 0.01 mm to 0.1 mm can be woven. .
図3は、金属メッシュ(2)を透明フレキシブル電極として対極に用いたときのECDセルの断面図である。金属メッシュ(2)は、2つの機能電極(透明プラスチック基板1の上に透明導電性薄膜17及びエレクトロクロミック薄膜18を積層したフレキシブル電極)の間に電極活物質を担持した金属メッシュ20からなる対極5を浮遊した固体又は擬固体電解質層19が挟まれた構造である。図3の態様においては、電極活物質が金属メッシュの表面全体にほぼ分布している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of an ECD cell when the metal mesh (2) is used as a transparent flexible electrode as a counter electrode. The metal mesh (2) is a counter electrode comprising a metal mesh 20 carrying an electrode active material between two functional electrodes (a flexible electrode in which a transparent conductive thin film 17 and an electrochromic thin film 18 are laminated on the transparent plastic substrate 1). 5 is a structure in which a solid or quasi-solid electrolyte layer 19 is suspended. In the embodiment of FIG. 3, the electrode active material is substantially distributed over the entire surface of the metal mesh.
(金属メッシュの材料)
金属メッシュに用いられる金属材料は、シート抵抗値として10Ω/□以下のものであれば特に限定されず、より好ましくは1Ω/□以下である。例えば、金属メッシュ(1)の場合は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、チタン(Ti)、インジウム(In)、錫(Sn)、タングステン(W)、ステンレス鋼(SUS)等を挙げることができる。なかでも、アルミニウムは、上記の金属メッシュ(1)の製造方法のように微細孔加工を施す場合には、ケミカルエッチングが容易であり、且つ、安価であるので最適である。ここで、金属シートの厚みは、0.001〜0.1mmが好適であり、0.02〜0.08mmがより好適であり、0.03〜0.05mmが更に好適である。厚さが0.001mm未満であると、エッチングで金属が完全に消失する可能性がある。一方、厚さが0.1mmより大きいと、対極の表面のアスペクト比が大きいために、このような対極にゲル状電解質膜を貼り付けるのが困難になる。即ち、両者を貼り付けた後のゲル層と対極の間にたくさんの気泡が残って、それがセル性能上のいくつかの問題を発生する。一方、金属メッシュ(2)の場合は、力学強度に優れたタングステン(W)、ステンレス鋼(SUS)等の金属が好適である。用いる金属細線の直径は、基本的には上記の範囲と同じである。
(Metal mesh material)
The metal material used for the metal mesh is not particularly limited as long as it has a sheet resistance value of 10Ω / □ or less, and more preferably 1Ω / □ or less. For example, in the case of the metal mesh (1), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), titanium (Ti), indium (In), tin (Sn), tungsten (W), stainless steel (SUS) And the like. Among these, aluminum is optimal when it is subjected to micropore processing as in the above-described method for producing the metal mesh (1) because chemical etching is easy and inexpensive. Here, 0.001-0.1 mm is suitable for the thickness of a metal sheet, 0.02-0.08 mm is more suitable, and 0.03-0.05 mm is still more suitable. If the thickness is less than 0.001 mm, the metal may be completely lost by etching. On the other hand, if the thickness is greater than 0.1 mm, the aspect ratio of the surface of the counter electrode is large, so that it is difficult to attach the gel electrolyte membrane to such a counter electrode. That is, a lot of bubbles remain between the gel layer and the counter electrode after the two are attached, which causes some problems in cell performance. On the other hand, in the case of the metal mesh (2), metals such as tungsten (W) and stainless steel (SUS) having excellent mechanical strength are suitable. The diameter of the fine metal wire used is basically the same as the above range.
金属メッシュ(1)でも(2)でも、金属メッシュの孔の形状は特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、六角形、三角形、円形又は楕円形である。このような孔が金属シート上に多数形成される結果、多数の金属細線が縦、横又は斜め等に交差して互いの交差点が電気的に接続されて、金属メッシュの導電ネットワークが構築される。孔の様々な形状において、六角形(ハニカム状)がより大きな開孔率で金属シートに規則正しい孔を多数設ける上で最適である。例えば、金属シートの上に六角形の孔を多数設けることによって、図1に示すような均質な導電ネットワーク12を作ることができる。このようにして作られた電極は、導電ネットワークのいくつかの部分で断線が起こっても、補完的に作動する。 In both the metal mesh (1) and (2), the shape of the hole in the metal mesh is not particularly limited, and is, for example, a square, a rectangle, a hexagon, a triangle, a circle, or an ellipse. As a result of the formation of a large number of such holes on the metal sheet, a large number of fine metal wires intersect vertically, horizontally, diagonally, etc., and the intersections are electrically connected to each other, and a conductive network of a metal mesh is constructed. . In various hole shapes, a hexagonal shape (honeycomb shape) is optimal for providing a large number of regular holes in a metal sheet with a larger hole area ratio. For example, by providing a large number of hexagonal holes on a metal sheet, a homogeneous conductive network 12 as shown in FIG. 1 can be made. The electrodes made in this way work complementarily even if breaks occur in some parts of the conductive network.
以上のように対極の金属シート上に多数の孔を設けることによって、このような補完性導電ネットワークが構築されるだけでなく、高い光透過性と高い導電性の両者の並立が達成できる。即ち、対極としての光透過性は金属シート上の孔の大きさと数によって決定されるので、このような補完性導電ネットワークを作る上で重要なことは、光透過率を50〜90%の範囲に収めながら、開口部のサイズを如何に最適化するかである。因みに、対極の光透過率は、線幅d、ピッチ幅W,ピッチ長L1、L2を関数として、表1に示すように、貫通孔の開口率として決められる。
ここで、1個の開口部のサイズはピッチ幅によって定義されるもので、素子の性能(例えば、応答速度)はピッチ幅によって影響される。即ち、ピッチ幅がある範囲を超えて大きくなると機能電極が全面均一に作動しなくなる。一方、開口率はピッチ幅が減少するにつれて小さくなるので、ピッチ幅には適正範囲が存在する。即ち、本発明の透光型フレキシブル調光素子の場合、ピッチ幅は1.0〜2.0mmの範囲内にあることが好ましく、更には、1.3〜1.8mmの範囲内にあるのがより好ましい。尚、素子性能上の開口部の最適サイズを評価する場合、ピッチ幅(とくに、その上限値)と開口率(とくに、その下限値)によって議論することができる。然るに、ピッチ幅が1.8mm以下で且つ開口率が50%以上であることが、ECD素子の性能上好ましいと言える。 Here, the size of one opening is defined by the pitch width, and the performance (for example, response speed) of the element is influenced by the pitch width. In other words, when the pitch width increases beyond a certain range, the functional electrode does not operate uniformly over the entire surface. On the other hand, since the aperture ratio decreases as the pitch width decreases, there is an appropriate range for the pitch width. That is, in the case of the translucent flexible light control device of the present invention, the pitch width is preferably in the range of 1.0 to 2.0 mm, and more preferably in the range of 1.3 to 1.8 mm. Is more preferable. When evaluating the optimum size of the opening in terms of device performance, it can be discussed based on the pitch width (particularly its upper limit) and the aperture ratio (particularly its lower limit). However, it can be said that a pitch width of 1.8 mm or less and an aperture ratio of 50% or more are preferable in terms of performance of the ECD element.
(透明フレキシブルプラスチック基板)
透明フレキシブルプラスチック基板の材質としては、光透過性及びフレキシブル性を有しているプラスチック基板である限り特に限定されない。厚さ、表面積、形状、及びその他の特性は任意であり、目的に応じて適宜特定される。ここで、可視部の透過率が80%以上であり、また、破壊せずに曲げられる最大曲げ角度が45度以上のフレキシブル性のあるプラスチックシートを指す。一般的に、その厚みは0.05〜0.5mm程度の範囲内にある。また、このような素材としては、耐熱性、耐薬品性及び耐候性のある材料が望ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリスルホン、トリ酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリシクロオレフィン、及び、その他の熱可塑性樹脂を例示することができる。
(Transparent flexible plastic substrate)
The material of the transparent flexible plastic substrate is not particularly limited as long as it is a plastic substrate having optical transparency and flexibility. The thickness, surface area, shape, and other characteristics are arbitrary and are appropriately specified according to the purpose. Here, it refers to a flexible plastic sheet having a visible part transmittance of 80% or more and a maximum bending angle of 45 degrees or more that can be bent without breaking. Generally, the thickness is in the range of about 0.05 to 0.5 mm. Moreover, as such a material, a material having heat resistance, chemical resistance and weather resistance is desirable. For example, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polysulfone, cellulose triacetate, polycarbonate, polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, polystyrene, polymethylpentene, Polycycloolefin and other thermoplastic resins can be exemplified.
(金属メッシュ被覆層)
金属メッシュに電極活物質を担持する場合、各種のレドックス活性化合物の中から素子性能上好適なものを選んで用いる。機能電極に用いるエレクトロクロミック剤との電気化学的適合性(例えば、両者のレドックスポテンシャルの差等)、着色状態の色合い、電極表面への担持の方法等の観点から最適のものを選ぶ必要がある。
(Metal mesh coating layer)
When an electrode active material is supported on a metal mesh, a material suitable for device performance is selected from various redox active compounds. It is necessary to select the most suitable one from the viewpoints of electrochemical compatibility with the electrochromic agent used for the functional electrode (for example, the difference in redox potential between the two), the tint of the colored state, the method of loading on the electrode surface, etc. .
前記の金属メッシュ(1)の製造方法によってアルミニウム金属シートから金属メッシュを作る場合、アルミニウムは容易に腐食するので金属細線の被覆層には防食機能を持たせることも重要である。このような腐食防止層を形成する手法として、例えば、アルミニウムを陽極酸化することによって表面に不動態層(酸化アルミニウム)を形成する方法がよく知られている。更に、その上にレドックス活性化合物を堆積すれば、対極の基板材料として用いるアルミニウムを腐食することなく、素子をより円滑に駆動することができる。このようなレドックス活性化合物として、例えば、有機又は有機金属系化合物、或いは、レドックスポテンシャルがアルミニウムに比べてプラス側にある第二の金属を挙げることができる。 When a metal mesh is made from an aluminum metal sheet by the method for producing the metal mesh (1), since aluminum corrodes easily, it is also important that the coating layer of the metal fine wire has an anticorrosive function. As a method of forming such a corrosion prevention layer, for example, a method of forming a passive layer (aluminum oxide) on the surface by anodizing aluminum is well known. Furthermore, if a redox active compound is deposited thereon, the element can be driven more smoothly without corroding the aluminum used as the counter electrode substrate material. As such a redox active compound, for example, an organic or organometallic compound, or a second metal having a redox potential on the plus side of aluminum can be cited.
まず、前記レドックス活性化合物として用いる有機又は有機金属系化合物について説明する。ここでいうレドックス活性化合物とは、電子又はホールを受容できる電気化学的活性な化合物の総称である。そのようなレドックス活性物質は、電気化学的に任意に且つ可逆的に変えることができる少なくとも2つの酸化及び還元状態を持つ。このようなレドックス活性化合物を対極上に置くことによって、セルを駆動するときの駆動電圧をより小さくでき、且つ、サイクル性(寿命)を改善することができる。このようなレドックス活性化合物として、フェロセン、ヒドロキノン、キノン、カテコール、ビオローゲン、フェノチアジン、ニコチン酸アミド等に代表される電子受容性又は電子供与性基を有する有機又は有機金属化合物を例示することができる。このような化合物は、共有結合で有機高分子の骨格に導入することによって、金属シート又は電極の表面に塗布法により簡単に固定化できる。 First, the organic or organometallic compound used as the redox active compound will be described. The redox active compound here is a general term for electrochemically active compounds that can accept electrons or holes. Such redox active materials have at least two oxidation and reduction states that can be altered electrochemically arbitrarily and reversibly. By placing such a redox active compound on the counter electrode, the drive voltage when driving the cell can be further reduced, and the cycle performance (life) can be improved. Examples of such redox active compounds include organic or organometallic compounds having electron-accepting or electron-donating groups represented by ferrocene, hydroquinone, quinone, catechol, viologen, phenothiazine, nicotinamide and the like. Such a compound can be easily immobilized on the surface of a metal sheet or electrode by a coating method by introducing it into the skeleton of the organic polymer through a covalent bond.
ここで用いるレドックス活性化合物として、エレクトロクロミック剤を適用することも可能である。例えば、機能電極に使うエレクトロクロミック剤が酸化型発色材料(又は還元型発色材料)であるならば、対極に使う別のエレクトロクロミック剤が還元型発色材料(又は酸化型発色材料)であるものを選択することによって、両極表面で同時に着色・消色を生起させることができる。そのようなダブル発色型ECDは文献(K. Honda et al. J. Electrochem. Soc., 135, 3151, 1988)に掲載されており、そこではPB又はその類縁体とWO3の組み合わせ系が使われている。このようなダブル発色型ECDを使うことによって、電極として用いた金属の腐食が防止されると同時に、エレクトロクロミック効率も向上する。 An electrochromic agent can also be applied as the redox active compound used here. For example, if the electrochromic agent used for the functional electrode is an oxidation-type coloring material (or reduction-type coloring material), another electrochromic agent used for the counter electrode is a reduction-type coloring material (or oxidation-type coloring material). By selecting, coloring and decoloring can be caused simultaneously on the surfaces of both electrodes. Such a double color development type ECD is published in the literature (K. Honda et al. J. Electrochem. Soc., 135, 3151, 1988), in which a combination system of PB or its analog and WO 3 is used. It has been broken. By using such a double color development type ECD, the corrosion of the metal used as the electrode is prevented and at the same time the electrochromic efficiency is improved.
次に、前記レドックス活性化合物として用いる第二の金属について説明する。第二の金属が電極配線材料であるアルミニウムに代わって酸化されるためには、そのレドックスポテンシャルがアルミニウムのそれよりプラス側にあることが必須である。更に、セルの駆動電圧をより小さくするためには、レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCE〜−0.7Vvs.SCEの範囲にあることが好ましい。このような第二の金属の例として、Ag、Cu、Ni等を挙げることができる。 Next, the second metal used as the redox active compound will be described. In order for the second metal to be oxidized in place of aluminum as the electrode wiring material, it is essential that its redox potential is on the plus side of that of aluminum. Furthermore, in order to reduce the driving voltage of the cell, the redox potential is +0.7 Vvs. SCE ~ -0.7Vvs. It is preferably in the range of SCE. Examples of such a second metal include Ag, Cu, Ni and the like.
このような第二の金属は、Al金属シート上に次のような方法で堆積することができる;
(A)第二の金属(Ag、Cu、Ni等)をAl表面に直接、或いはAl表面にZnを下地メッキした上にメッキする方法、又は、
(B)Al表面を陽極酸化して設けた酸化アルミニウムのナノポア内部にメッキする方法(図4参照);方法(B)の方が第二の金属によって被覆される対極の表面積がより大きいという点で、方法(A)より有利である。図5にはこのように作製されたナノポーラス構造の概念図が示されている。ここで、プラスチック基板11の上のAlの金属細線12の表面が陽極酸化されて形成された酸化アルミニウム層14のナノポア15の内部に第二の金属16が堆積している。第二の金属16は酸化アルミニウム層14のナノポアの内部だけでなく、外側に突き出して堆積している。
Such a second metal can be deposited on the Al metal sheet in the following manner;
(A) A method in which a second metal (Ag, Cu, Ni, etc.) is plated directly on the Al surface or on the Al surface after Zn is underplated, or
(B) A method of plating inside an aluminum oxide nanopore provided by anodizing the Al surface (see FIG. 4); the method (B) has a larger surface area of the counter electrode covered with the second metal And more advantageous than method (A). FIG. 5 shows a conceptual diagram of the nanoporous structure produced in this way. Here, the second metal 16 is deposited inside the nanopore 15 of the aluminum oxide layer 14 formed by anodizing the surface of the Al fine metal wire 12 on the plastic substrate 11. The second metal 16 protrudes not only inside the nanopores of the aluminum oxide layer 14 but also outside.
金属細線の上に第二の金属を堆積することによって、ECDセルの駆動電圧を下げるだけでなく、金属細線自体の腐食を防止できる。もしこのような第二の金属を対極の金属細線として使うならば、ECDセルの駆動に伴いそれ自体が酸化される(即ち、腐食される)ので、対極上に設けられた導電ネットワークが至るところで破壊されて、セルに致命的なダメージを与えることになる。 By depositing the second metal on the thin metal wire, not only the drive voltage of the ECD cell is lowered, but also the corrosion of the fine metal wire itself can be prevented. If such a second metal is used as a thin metal wire for the counter electrode, it is oxidized (ie, corroded) as the ECD cell is driven, so that the conductive network provided on the counter electrode is everywhere. Destroyed, causing fatal damage to the cell.
前記レドックス活性化合物として上記のような「第二の金属」を用いた場合、対極上での酸化反応に伴い金属イオンが生成する。このように生成した金属イオンは電解質層に拡散して機能電極まで到達すると、そこでエレクトロクロミック剤と反応して逆電子移動が生起する。即ち、セルは自己放電して好まざるエレクトロクロミズムを惹き起こすことになる。このような自己放電を防止するためには、対極で生成した金属イオンの拡散を抑制することが必要である。そのための方法として、例えば、金属イオンを捕捉する作用のあるキレート剤を第二の金属の上に被覆することが考えられる。とりわけ、高分子型キレート剤は、塗布法により電極表面に簡単に被覆することができるので、好適である。もしキレート剤の電極表面への直接塗布が困難であるような場合、キレート剤を電解質層に加えることも可能である。このような高分子型キレート剤の例として、(a)ナフィオン(デュポン社製、商標)のようなフッ素系陽イオン交換樹脂、(b)ポリメタアクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸等の酸解離性基を有するビニルポリマー、(c)ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール等の塩基性基を有するポリマー、或いは、(d)その他のキレート性基を有する高分子化合物(例えば、一方社製の2−ヒドロキシベンゾフェノン骨格を有するアクリルポリマー、ULS−633L、ULS−635L等)を例示することができる。 When the “second metal” as described above is used as the redox active compound, a metal ion is generated with an oxidation reaction on the counter electrode. The metal ions generated in this manner diffuse into the electrolyte layer and reach the functional electrode, where they react with the electrochromic agent to cause reverse electron transfer. That is, the cell self-discharges, causing an undesirable electrochromism. In order to prevent such self-discharge, it is necessary to suppress diffusion of metal ions generated at the counter electrode. As a method for that purpose, for example, it is conceivable to coat a chelating agent having an action of capturing metal ions on the second metal. In particular, a polymer chelating agent is suitable because it can be easily coated on the electrode surface by a coating method. If it is difficult to apply the chelating agent directly to the electrode surface, the chelating agent can be added to the electrolyte layer. Examples of such polymer-type chelating agents include (a) a fluorine-based cation exchange resin such as Nafion (manufactured by DuPont, trademark), (b) polymethacrylic acid, polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, and the like. Vinyl polymer having an acid-dissociable group, (c) a polymer having a basic group such as polyallylamine, polyethyleneimine, polyvinylpyridine, polyvinylimidazole, or (d) a polymer compound having other chelating group (for example, On the other hand, acrylic polymers having a 2-hydroxybenzophenone skeleton manufactured by the company, ULS-633L, ULS-635L, etc.) can be exemplified.
前記金属メッシュ(2)の製造方法においては、金属材料にSUSを用いると金属腐食の心配がないので、前記金属メッシュ(1)の製造方法のようにAl金属の腐食を防止する対策を講じる必要はない。但し、金属細線に担持する電極活物質として、前記同様のレドックス活性化合物を適用することが可能である。 In the method of manufacturing the metal mesh (2), there is no concern about metal corrosion when SUS is used as the metal material. Therefore, it is necessary to take measures to prevent Al metal corrosion as in the method of manufacturing the metal mesh (1). There is no. However, it is possible to apply the same redox active compound as the electrode active material supported on the fine metal wire.
(対極の性質)
本発明の対極の可視光透過率は、50%以上であり、好適には60%〜95%であり、より好適には70%〜95%である。この透過率の最大値は対極上の金属シートに設けられた開口率及び透過性フレキシブルプラスチック基板の材質によって決まるが、現実的には、90〜95%と考えられる。ここで、本明細書に記載の「可視光透過率」とは、分光器(StellarNet社製、小型分光器EPP2000C−UV−VIS型、光源は小型ハロゲンランプ、集光器は石英コリメーターレンズ使用)を用いて開放系で700nmの波長におけて測定した電極サンプルの透過率を意味する。対極のシート抵抗値は、好適には10Ω/□以下、より好適には1Ω/□以下である。ここで、本明細書での「シート抵抗値」は、四端子抵抗値計測器を用いて測定された値を表す。
(The nature of the counter electrode)
The visible light transmittance of the counter electrode of the present invention is 50% or more, preferably 60% to 95%, more preferably 70% to 95%. Although the maximum value of the transmittance is determined by the aperture ratio provided in the metal sheet on the counter electrode and the material of the transmissive flexible plastic substrate, it is considered to be 90 to 95% in practice. Here, the “visible light transmittance” described in this specification is a spectroscope (manufactured by StellarNet, a compact spectroscope EPP2000C-UV-VIS type, a light source is a small halogen lamp, and a condenser is a quartz collimator lens. ) Is used to denote the transmittance of the electrode sample measured at a wavelength of 700 nm in an open system. The sheet resistance value of the counter electrode is preferably 10Ω / □ or less, more preferably 1Ω / □ or less. Here, the “sheet resistance value” in the present specification represents a value measured using a four-terminal resistance value measuring instrument.
《機能電極》
本発明の対極と組み合わせて使用される機能電極は、電気を印加することにより光の透過率又は反射率が変化するような機能を有する電極である。そのような機能電極の一例として、ITO/PET電極基板の上にエレクトロクロミック層を堆積した電極を挙げることができる。
《Functional electrode》
The functional electrode used in combination with the counter electrode of the present invention is an electrode having a function such that the light transmittance or reflectance is changed by applying electricity. An example of such a functional electrode is an electrode in which an electrochromic layer is deposited on an ITO / PET electrode substrate.
当該エレクトロクロミック層はエレクトロクロミック剤を塗布法、電着法、蒸着法等の方法で電極基板上に堆積して作られる。例えば、(A)WO3、MoO3、V2O5、Nb2O5、ビオローゲン類、フタル酸エステル類、フェナントロリン鉄錯体等の還元発色型材料、及び(B)NiO、Cr2O3、MnO2、CoO、IrO2、プルシアンブルー、ポリアニリン、フェノチアジン類、ジフェニルアミン類、スチリル類等の酸化発色型材料等を挙げることができる。 The electrochromic layer is formed by depositing an electrochromic agent on an electrode substrate by a coating method, an electrodeposition method, a vapor deposition method or the like. For example, (A) reductive coloring materials such as WO 3 , MoO 3 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , viologens, phthalates, phenanthroline iron complexes, and (B) NiO, Cr 2 O 3 , Examples thereof include oxidative coloring materials such as MnO 2 , CoO, IrO 2 , Prussian blue, polyaniline, phenothiazines, diphenylamines, and styryls.
≪電解質層≫
本発明の電解質層は、特に限定されるものではないが、例えば、(A)液体型、(B)固体型、及び(C)ゲル(擬固体)型からなる群より選択される。ここで、イオン導電性材料は、微量に含まれるレドックス活性な不純物や水分等に起因する副反応を出来る限り抑制して、低温環境下での凍結や高温環境下での溶媒蒸発等がなく、エレクトロクロミック反応を円滑に進行するべく、イオンを一方の電極から他方の電極に効率よく運ぶことが求められる。
≪Electrolyte layer≫
The electrolyte layer of the present invention is not particularly limited, but is selected from the group consisting of (A) liquid type, (B) solid type, and (C) gel (pseudo solid) type, for example. Here, the ion conductive material suppresses side reactions caused by redox-active impurities and moisture contained in a trace amount as much as possible, and there is no freezing in a low temperature environment or solvent evaporation in a high temperature environment, In order to proceed the electrochromic reaction smoothly, it is required to efficiently carry ions from one electrode to the other electrode.
液体型電解質(A)は溶媒と塩とから構成されており、使われる溶媒の例としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、スルホラン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメトキシエタン、3−メトキシプロピオニトリル及び類似の極性有機溶媒、又はこれらの混合物を挙げることができる。また、使われる支持塩としては、(I)アルカリ金属塩(NaCl、KCl、LiClO4、LiI、KPF6等)、又は(II)4級アンモニウム塩(塩化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化ブチルピリジニウム、ヨウ化1−ビニル−3−メチルイミダゾリウム等)を挙げることができる。尚、イオン性液体と称される一群の4級化イミダゾール系化合物は、溶媒として使われるだけでなく、支持塩としても有効で、且つ、蒸発しないという特異的な性質を有することから、本発明のECDの電解質としても好適である。 The liquid electrolyte (A) is composed of a solvent and a salt. Examples of the solvent used include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), sulfolane, γ-butyrolactone, dimethylformamide (DMF), and dimethyl. Mention may be made of sulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), dimethoxyethane, 3-methoxypropionitrile and similar polar organic solvents, or mixtures thereof. The supporting salt used is (I) an alkali metal salt (NaCl, KCl, LiClO 4 , LiI, KPF 6 etc.) or (II) a quaternary ammonium salt (tetrabutylammonium chloride, butylpyridinium iodide, iodine 1-vinyl-3-methylimidazolium, etc.). Note that a group of quaternized imidazole compounds called ionic liquids are not only used as solvents, but also effective as supporting salts and have a specific property that they do not evaporate. It is also suitable as an ECD electrolyte.
固体型電解質(B)は、高分子マトリックス樹脂及び支持塩とから構成されており、使われる高分子マトリックス樹脂の例としては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリシロキサン等の主鎖型高分子(I)、及びPEOを側鎖に有するポリメタクリレート等の側鎖型高分子(II)を挙げることができる。これに添加する支持塩は、液体型電解質(A)の支持塩と同じものが用いられる。 The solid electrolyte (B) is composed of a polymer matrix resin and a supporting salt. Examples of the polymer matrix resin used include main chain polymers (I) such as polyethylene oxide (PEO) and polysiloxane. ) And a side chain polymer (II) such as polymethacrylate having PEO in the side chain. The supporting salt added to this is the same as the supporting salt of the liquid electrolyte (A).
ゲル(擬固体)型電解質(C)は、架橋された高分子マトリックス樹脂、塩及び溶媒から構成されており、架橋された高分子はモノマーを架橋剤とともに加熱、照射等の方法で架橋させることによって合成することができる。このようなモノマーの例としては、アクリルアミド、PEO側鎖を有する(メタ)アクリレート、及び、その他のビニル化合物を挙げることができる。 The gel (pseudo-solid) type electrolyte (C) is composed of a crosslinked polymer matrix resin, a salt and a solvent, and the crosslinked polymer is crosslinked by a method such as heating and irradiation with a monomer together with a crosslinking agent. Can be synthesized. Examples of such a monomer include acrylamide, (meth) acrylate having a PEO side chain, and other vinyl compounds.
これら各種電解質の中で、次のような理由からゲル型電解質が最適である;
(1)ゲル状電解質シートを2つのフレキシブル電極の間にロール・ツー・ロール方式で貼り合せることによって、セルを簡単に作製することができる。
(2)ゲル型電解質層から溶媒が漏れる危険性が低い。
(3)ゲル型電解質層のイオン伝導度は液体型のそれにより近く設定することが可能であるので、素子の応答速度を速くすることができる。
(4)必要に応じて、ゲル層に添加剤(例えば、フェロシアン塩、フェロセン、ヘプチルビオロゲン等のレドックス剤やキレート剤等)を添加することが容易にできるので、セル性能を調節することが比較的簡単である。
Of these various electrolytes, gel-type electrolytes are optimal for the following reasons:
(1) A cell can be easily produced by laminating a gel electrolyte sheet between two flexible electrodes by a roll-to-roll method.
(2) The risk of solvent leakage from the gel electrolyte layer is low.
(3) Since the ionic conductivity of the gel electrolyte layer can be set closer to that of the liquid type, the response speed of the device can be increased.
(4) Since it is possible to easily add additives (for example, redox agents such as ferrocyanate, ferrocene, heptyl viologen, chelating agents, etc.) to the gel layer, the cell performance can be adjusted. It is relatively easy.
透光型フレキシブル調光素子の製造方法(対極の製造方法)
本形態に係る対極は、ピッチ幅が1.8mm以上で且つ開口率が50%以上である金属メッシュの表面に電極活物質を担持した高透光性且つ高導電性の電極である。前記の通り、金属メッシュ(1)は金属シートを基板に貼り付けて、その上で貫通孔を多数設けてメッシュ状にパターンニングする方法によって、及び金属メッシュ(2)は金属細線を紡織法で織ってメッシュ状に加工する方法によって製造される。
Manufacturing method of translucent flexible dimming element (counter electrode manufacturing method)
The counter electrode according to this embodiment is a highly translucent and highly conductive electrode in which an electrode active material is supported on the surface of a metal mesh having a pitch width of 1.8 mm or more and an aperture ratio of 50% or more. As described above, the metal mesh (1) is obtained by attaching a metal sheet to a substrate, and providing a number of through holes on the metal sheet and patterning it into a mesh shape, and the metal mesh (2) is obtained by spinning a fine metal wire. Manufactured by a method of weaving and processing into a mesh.
ここで、金属メッシュ(1)の製造方法は次のステップ1〜4を有する;
ステップ1:アルミニウムシートを透明プラスチック基板に貼り付ける工程、
ステップ2:ステップ1で透明プラスチック基板が張り付けられたアルミニウムシートに貫通孔を設ける工程、
ステップ3:ステップ2で貫通孔が設けられたアルミニウム表面にナノポアを設ける工程、及び
ステップ4:前記ナノポア内部に電極活物質を担持する工程。
Here, the manufacturing method of the metal mesh (1) includes the following steps 1 to 4;
Step 1: A process of attaching an aluminum sheet to a transparent plastic substrate,
Step 2: providing a through hole in the aluminum sheet to which the transparent plastic substrate is attached in Step 1;
Step 3: A step of providing nanopores on the aluminum surface provided with the through holes in Step 2, and Step 4: A step of supporting an electrode active material inside the nanopores.
一方、金属メッシュ(2)の製造方法は次のステップ1〜3を有する;
ステップ1:金属メッシュに電極活物質を担持する工程、
ステップ2:ステップ1で電極活物質が担持された金属メッシュを固体型又は擬固体型電解質層の中に浮遊させる工程、及び
ステップ3:ステップ2で金属メッシュが中に浮遊した電解質層を2枚の機能電極の間に挟む工程。
以下、各ステップを詳述することとする。
ステップ1として、透明プラスチック基板上に金属シートを積層する。当該方法として、例えば、特開2006−4306に記載の接着剤を用いてドライラミネート法により積層する方法を適用することができる。
On the other hand, the manufacturing method of a metal mesh (2) has the following steps 1-3;
Step 1: a process of supporting an electrode active material on a metal mesh,
Step 2: The step of suspending the metal mesh carrying the electrode active material in Step 1 in the solid type or quasi-solid type electrolyte layer, and Step 3: Step 2 of the two electrolyte layers having the metal mesh suspended therein Step of sandwiching between the functional electrodes.
Hereinafter, each step will be described in detail.
In step 1, a metal sheet is laminated on a transparent plastic substrate. As the method, for example, a method of laminating by the dry laminating method using an adhesive described in JP-A-2006-4306 can be applied.
ステップ2としては、例えば、フォトリソグラフィーの手法に従ってプラスチック基板の上に貼り付けられた金属シートに多数の貫通孔を空けることができる。ここでは、エッチング耐性(酸又はアルカリ溶液)のあるポジ型又はネガ型フォトレジストを金属シート上に被覆して、その後は通常のフォトリソグラフィープロセスとケミカルエッチングを適用して金属シートに多数の貫通孔を形成させる。グラビア印刷法やレーザーアブレッションのようなその他の手法で金属シートに貫通孔を設けることも可能である。 As step 2, for example, a large number of through holes can be formed in a metal sheet attached on a plastic substrate according to a photolithography technique. Here, a positive or negative photoresist having etching resistance (acid or alkaline solution) is coated on a metal sheet, and then a large number of through holes are formed in the metal sheet by applying a normal photolithography process and chemical etching. To form. It is also possible to provide through holes in the metal sheet by other techniques such as gravure printing and laser ablation.
ステップ3としては、ステップ2で得られた金属細線(Al)の上に腐食防止層を設けるために、陽極酸化することによってナノポーラスなアルミニウム酸化物の薄膜を形成する。図4にはこのようにして得られるアルミニウム酸化物層のナノポア構造が模式的に示されている:ナノオーダーの規則的なサイズの孔が無数あり、その孔の側壁は絶縁性のアルミニウム酸化物の薄膜で被覆されており、それぞれの孔の底部には数十Å程度の極めて薄いアルミニウム酸化物の緻密層(バリヤー層と呼ばれる)を介して金属アルミニウムの表面とつながっている。電子はこの薄いバリヤー層を通り抜けることができるので、このナノポーラスキャビティーを電気化学的反応の場として使うことができる。アルミニウム酸化物層のポアサイズ及びその性質は、Alの陽極酸化に使われる次のような電解液のタイプを選ぶことによって制御できる。ここで使われる電解液としては、例えば、硫酸、蓚酸、クロム酸、リン酸等の酸性液、及び、アルカリ性液がある。ポアサイズは、Alの陽極酸化の反応条件によっても制御できる。一般的に、孔の直径は120〜330Åの範囲内にある。上記の5つのタイプの電解液のなかで、硫酸が最も汎用されている。その理由は、アルミニウム酸化物層の透明性、耐腐食性、耐磨耗性、及び、プロセスの電力消費が少ないために低コストで行える等の優れた性質のためである。PET基板上に形成されたAl金属細線を処理する場合、サンプルの脱脂処理を施すために50%硝酸に30秒浸漬して、その後、十分量の水とメタノールで洗浄した後に乾燥する。サンプル表面をこのように清浄化した後、10〜20w/v%硫酸中に浸漬して、液温を20+/−2℃に一定に保って、10〜20Vの電圧を印加して電流密度を0.8〜1.5A/dm2に設定する。アルミニウム酸化物の膜厚は流した電流の総量が増えるに従って増大する;一般的には、時間としては1〜3分である。 In step 3, a nanoporous aluminum oxide thin film is formed by anodic oxidation in order to provide a corrosion prevention layer on the thin metal wire (Al) obtained in step 2. FIG. 4 schematically shows the nanopore structure of the aluminum oxide layer thus obtained: there are innumerable holes of regular size in the order of nanometers, and the side walls of the holes are made of insulating aluminum oxide. The bottom of each hole is connected to the surface of the metal aluminum via a very thin aluminum oxide dense layer (called a barrier layer) of about several tens of millimeters. Since electrons can pass through this thin barrier layer, this nanoporous cavity can be used as a field for electrochemical reactions. The pore size and properties of the aluminum oxide layer can be controlled by selecting the type of electrolyte used for the anodization of Al as follows. Examples of the electrolytic solution used here include acidic solutions such as sulfuric acid, oxalic acid, chromic acid, and phosphoric acid, and alkaline solutions. The pore size can also be controlled by the reaction conditions for anodizing Al. Generally, the hole diameter is in the range of 120-330 mm. Of the above five types of electrolytes, sulfuric acid is most commonly used. The reason is that the aluminum oxide layer has excellent properties such as transparency, corrosion resistance, wear resistance, and low cost because the process consumes less power. When processing an Al metal fine wire formed on a PET substrate, the sample is dipped in 50% nitric acid for 30 seconds to be degreased, and then washed with a sufficient amount of water and methanol and then dried. After the sample surface is cleaned in this way, it is immersed in 10-20 w / v% sulfuric acid, the liquid temperature is kept constant at 20 +/− 2 ° C., and a voltage of 10-20 V is applied to adjust the current density. set to 0.8~1.5A / dm 2. The film thickness of the aluminum oxide increases as the total amount of current passed increases; in general, the time is 1 to 3 minutes.
ステップ4として、アルミニウム酸化物層のナノポアの内部に電極活物質を担持する。本発明において使われる電極活物質としては次の2つの候補がある;(A)レドックス活性な有機物又は有機金属化合物、及び、(B)レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCE〜−0.7Vvs.SCEの範囲にある第二の金属。 In step 4, an electrode active material is supported inside the nanopores of the aluminum oxide layer. The electrode active material used in the present invention includes the following two candidates: (A) a redox-active organic substance or organometallic compound, and (B) a redox potential of +0.7 V vs. SCE ~ -0.7Vvs. A second metal in the range of SCE.
前記(A)の選択肢の中において、この場合、最良の一つとしてポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の電解重合膜を挙げることができる。その理由は、電解重合法を駆使すれば、アルミニウム酸化物層のナノポア内部に電極活物質を電解法で比較的容易に堆積させることが出来るためである。 Among the options of (A), in this case, an electrolytic polymerization film such as polyaniline, polypyrrole, or polythiophene can be cited as the best one. The reason is that if the electrolytic polymerization method is used, the electrode active material can be deposited relatively easily by the electrolytic method inside the nanopores of the aluminum oxide layer.
前記(B)も、メッキ法によって比較的容易にナノポア内部に担持することができる。例えば、20%硫酸中で1.5A、2分間、Alを陽極酸化して生成したアルミニウム酸化物層のナノポア内部にAgをメッキする場合、7〜9wt%のシアン化カリウム、2〜3wt%のシアン化銀を含むメッキ浴中で3Aの電流を異なる時間で流すと、図6に示すような表面状態の対極を作製することができる。図の左側の写真は通電量が40Cの場合のもので、右側の写真は80Cの場合である。表面に微粒子状に見えるのが、酸化アルミニウム層のナノポア内部から表面に突き出した銀の微粒子である。このように、電極表面全体のAg被覆率は通電量を大きくすることによって増大する。また、電極表面のシート抵抗値はAg被覆率が大きくなるにつれて小さくなる傾向があり、本発明においてはAg被覆率が少なくとも30%が必要である。 Said (B) can also be carry | supported inside nanopore comparatively easily by the plating method. For example, when Ag is plated inside the nanopore of an aluminum oxide layer formed by anodizing Al for 1.5A in 20% sulfuric acid for 2 minutes, 7-9wt% potassium cyanide, 2-3wt% cyanide When a current of 3 A is passed in a plating bath containing silver for different times, a counter electrode having a surface state as shown in FIG. 6 can be produced. The photograph on the left side of the figure is for the case where the energization amount is 40C, and the photograph on the right side is for the case of 80C. What appears to be fine particles on the surface are silver fine particles protruding from the inside of the nanopore of the aluminum oxide layer to the surface. Thus, the Ag coverage of the entire electrode surface is increased by increasing the energization amount. Further, the sheet resistance value on the electrode surface tends to decrease as the Ag coverage increases, and in the present invention, the Ag coverage is required to be at least 30%.
一方、金属メッシュ(2)の製造方法は次のステップ1〜3を有する;
ステップ1:金属メッシュに電極活物質を担持する工程、
ステップ2:ステップ1で得られた電極活物質が担持された金属メッシュを固体型又は擬固体型電解質層の中に浮遊させる工程、及び
ステップ3:ステップ2で得られた電解質層を2枚の機能電極の間に挟む工程。
On the other hand, the manufacturing method of a metal mesh (2) has the following steps 1-3;
Step 1: a process of supporting an electrode active material on a metal mesh,
Step 2: a step of suspending the metal mesh carrying the electrode active material obtained in Step 1 in a solid or quasi-solid type electrolyte layer, and Step 3: two electrolyte layers obtained in Step 2 A process of sandwiching between functional electrodes.
以下、各ステップを詳述する。
ステップ1として、金属メッシュに担持する電極活物質は、前記金属メッシュ(1)の製造方法におけるステップ4で使用するものと基本的に同じである。但し、この場合においては金属メッシュを構成する金属に耐腐食性の金属(例えば、SUS等)を使うことができるので、電極活物質を金属表面に直接担持することも可能である。
Hereinafter, each step will be described in detail.
As Step 1, the electrode active material carried on the metal mesh is basically the same as that used in Step 4 in the method for producing the metal mesh (1). However, in this case, a corrosion-resistant metal (for example, SUS) can be used as the metal constituting the metal mesh, so that the electrode active material can be directly supported on the metal surface.
ステップ2として、固体型又は擬固体型電解質層の中に金属メッシュを浮遊させる手段して、次のようないくつかのアプローチが考えられる。 As the step 2, there are several approaches as a means for floating the metal mesh in the solid or quasi-solid electrolyte layer as follows.
(A) ここで用いる固体型又は擬固体型電解質のマトリックスが架橋有機高分子である場合、基板上にモノマー又はプレポリマー、架橋剤及び/又は重合開始剤、溶媒、その他の添加剤(例えば、増粘剤等)からなる重合組成液を置いて、その上から金属メッシュをメッシュ内に当該溶液が浸透するように浮遊させ、更にその上にカバー層を置いた後、加熱、照射等の方法でモノマーを架橋重合して固体化する。ここで用いるモノマー又はプレポリマーとしては、前記のモノマー又はそのオリゴマー(低重合度ポリマー)を適用することができる。 (A) When the matrix of the solid type or quasi-solid type electrolyte used here is a crosslinked organic polymer, a monomer or a prepolymer, a crosslinking agent and / or a polymerization initiator, a solvent, other additives (for example, A method of heating, irradiating, etc. after placing a polymerization composition solution comprising a thickener, etc., floating a metal mesh from above so that the solution penetrates into the mesh, and further placing a cover layer thereon The monomer is cross-linked and solidified. As the monomer or prepolymer used here, the above-mentioned monomer or oligomer thereof (low polymerization degree polymer) can be applied.
(B) ここで用いる固体型又は擬固体型電解質のマトリックスとして低分子オイルゲル化剤を用いることができる。低分子オイルゲル化剤とは、加熱、冷却、照射、攪拌等の外的刺激によって、静電相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等の比較的弱い非共有結合力を介して形成する三次元網目構造(ゲル)の中に、有機溶媒、油等の液体を取り込んで擬固体化する能力を有す化合物を指す。このようなオイルゲル化剤として、例えば、2,4−ジベンジリデン−D−ソルビトール、N−ラウロイル−L−グルタミン酸−ビス-n−ブチルアミド、ベンゾイルグルコンアミド誘導体、O−メチル−4,6−ベンジリデン−D−ガラクトース、2,3−O−イソプロピリデングリセリンアルデヒド誘導体、L−イソロイシン誘導体、L−バリル−L−バリン誘導体、トランス−1,2−シクロヘキサンジアミンから合成したジアミドとジ尿素誘導体、双頭型アミノ酸誘導体、L−リジン誘導体等を挙げることができる。これらのゲル化剤の中から、力学強度、電気特性、光透過性、耐候性、コスト等の観点から最適の材料を選ぶことができる。ゲル化剤を用いると、固体化するのに上記のケース(A)で求められたような加熱、照射等の工程を必要としない。何故ならば、金属メッシュを浮遊させるときに温度を一旦上げて流動状態にした後、ゲル化剤の温度を融点以下に下げることによって固体化することができるからである。 (B) A low molecular oil gelling agent can be used as a matrix of the solid type or quasi-solid type electrolyte used here. Low molecular weight oil gelling agent is a three-dimensional structure formed by relatively weak non-covalent forces such as electrostatic interaction, hydrogen bond, van der Waals force by external stimuli such as heating, cooling, irradiation, and stirring. A compound having the ability to take a liquid such as an organic solvent or oil into a network structure (gel) and make it quasi-solid. Examples of such oil gelling agents include 2,4-dibenzylidene-D-sorbitol, N-lauroyl-L-glutamic acid-bis-n-butyramide, benzoylgluconamide derivatives, O-methyl-4,6-benzylidene- D-galactose, 2,3-O-isopropylideneglycerin aldehyde derivative, L-isoleucine derivative, L-valyl-L-valine derivative, diamide and diurea derivative synthesized from trans-1,2-cyclohexanediamine, double-headed amino acid Derivatives, L-lysine derivatives and the like. Among these gelling agents, an optimum material can be selected from the viewpoints of mechanical strength, electrical characteristics, light transmittance, weather resistance, cost, and the like. When a gelling agent is used, steps such as heating and irradiation as required in the above case (A) are not required for solidification. This is because when the metal mesh is suspended, the temperature can be once raised to a fluid state, and then the gelling agent can be solidified by lowering the temperature of the gelling agent to a melting point or lower.
(C) 液体電解質にシリカ、チタニア等の表面に多数の水酸基を有する微粒子を添加することによって、液体電解質を擬固体化できることが特開2004−178885号公報等に報告されている。このような方法を、本発明に適用することも可能である。例えば、電解質溶液に対してこのような透明な固体微粒子を20〜40wt%程度添加することによって、電解質をゲル状に固体化することができる。 (C) It has been reported in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-178885 and the like that a liquid electrolyte can be quasi-solidified by adding fine particles having a large number of hydroxyl groups on the surface thereof such as silica and titania. Such a method can also be applied to the present invention. For example, the electrolyte can be solidified in a gel state by adding about 20 to 40 wt% of such transparent solid fine particles to the electrolyte solution.
ステップ3として、機能電極を固体型又は擬固体型電解質の表面に貼り付けるとき、機能電極表面と電解質層の間に気泡を入れないことが重要である。何故ならば、気泡がセル内部に存在すると、機能電極と電解質層の界面における電気抵抗が大きくなるからである。大量生産の場合には、ロール・ツー・ロール方式で電解質層と機能電極を貼り付けるので、このような気泡による欠陥を最小限にすることができる。尚、前記ステップ2において、金属メッシュを浮遊した固体型又は擬固体型電解質を作製するときに、基板及びカバー層にそれぞれ機能電極を用いれば、上記のような気泡発生のリスクなく、二つの電極を電解質層に直接貼り付けることができる。 As step 3, when the functional electrode is attached to the surface of the solid-type or quasi-solid-type electrolyte, it is important not to introduce bubbles between the functional electrode surface and the electrolyte layer. This is because the presence of bubbles inside the cell increases the electrical resistance at the interface between the functional electrode and the electrolyte layer. In the case of mass production, since the electrolyte layer and the functional electrode are pasted by a roll-to-roll method, defects due to such bubbles can be minimized. In addition, in the step 2, when producing a solid type or quasi-solid type electrolyte in which a metal mesh is suspended, if two functional electrodes are used for the substrate and the cover layer, the two electrodes can be obtained without the risk of bubble generation as described above. Can be directly attached to the electrolyte layer.
透光型フレキシブル調光素子の製造方法(全体)
次に、本最良形態に係る透光型フレキシブル調光素子全体の製造方法を説明する。対極の製造方法は前述したので、ここではまず機能電極の製造方法を説明する。機能電極の製造方法は次の通りである。即ち、透明導電性電極の表面にエレクトロクロミック薄膜を次のようないくつかの方法に従って堆積することができる;
(A)ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマーを電解重合法で堆積する、
(B)可溶性高分子をスピンコート法で堆積する、
(C)プルシアンブルー(PB)或いはその類縁体を論文(K. Itaya et al., J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 4767)記載の方法に従って堆積する、
(D)PBインクを論文(T. Kawamoto, et al., Jpn. J. Appl. Phys., 2007, 46, L945; ibid.,
2008, 47, 1242)記載の方法に従って堆積する、又は
(E)エレクトロクロミック金属酸化物(例えば、WO3等)をスパッタリング法によって堆積する。
Manufacturing method of translucent flexible dimming element (whole)
Next, the manufacturing method of the whole translucent flexible light control element which concerns on this best form is demonstrated. Since the method for manufacturing the counter electrode has been described above, first, the method for manufacturing the functional electrode will be described. The manufacturing method of the functional electrode is as follows. That is, an electrochromic thin film can be deposited on the surface of a transparent conductive electrode according to several methods as follows:
(A) depositing a conductive polymer such as polyaniline, polythiophene, or polypyrrole by electrolytic polymerization;
(B) depositing a soluble polymer by spin coating;
(C) Prussian blue (PB) or its analog is deposited according to the method described in the paper (K. Itaya et al., J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 4767).
(D) Paper for PB ink (T. Kawamoto, et al., Jpn. J. Appl. Phys., 2007, 46, L945; ibid.,
2008, 47, 1242), or (E) an electrochromic metal oxide (for example, WO 3 etc.) is deposited by sputtering.
電解質層としてゲルタイプを用いる場合、ゲルの粘着性を利用して機能電極と対極をゲル表面に貼り付けることができる。特に、対極がゲル層中に浮遊している場合、2つの機能電極をゲルに貼り付けることによって、ダブル発色型のセルを構築することができる。そのようなセルは、その他の通常の単発色型セルに比べてコントラストを2倍にできるというメリットがある。 When the gel type is used as the electrolyte layer, the functional electrode and the counter electrode can be attached to the gel surface by utilizing the adhesiveness of the gel. In particular, when the counter electrode is floating in the gel layer, a double color cell can be constructed by attaching two functional electrodes to the gel. Such a cell has the advantage that the contrast can be doubled compared to other normal single color cells.
本発明の透光性フレキシブル調光素子は、太陽光の熱線遮断の目的で窓に応用することができる。このような窓は“スマートウィンドウ”と呼ばれており、家、車、列車、飛行機、或いは、その他の大小様々の大きさの窓に取り付けられ、省エネ、特に夏場の冷房費削減の目的で利用される。本発明の透光性フレキシブル調光素子は、それ以外の応用、例えば、オフィスの間仕切り、インテリアデザインとして家庭用カーテン、或いは、ディスプレイ等に使われる。 The translucent flexible light control device of the present invention can be applied to a window for the purpose of blocking the heat rays of sunlight. These windows are called “smart windows” and can be installed on houses, cars, trains, airplanes, or other windows of various sizes, and are used to save energy, especially in the summer. Is done. The translucent flexible light control element of the present invention is used for other applications, for example, an office partition, a home curtain as an interior design, or a display.
(対極の試作例:例1〜6)
ポリエチレンテレフタレート(PET)基板(厚み約0.05mm)上に、ドライラミネート法によりアルミニウムシート(厚み約0.05mm)を接着して、当該アルミニウム上に塩化ビニル−酢酸ビニル系レジストインキをグラビア印刷法により図1に示すような回路パターンを施し、基板全部を塩化第二鉄水溶液に浸漬することによってレジストでカバーされていない部分のアルミニウムを溶解除去した。その後、レジストを溶剤で除去して、所定の形状の貫通孔を有する透明フレキシブル電極を製造した。ここで、貫通孔は、ハニカム状であり、当該貫通孔のピッチ幅の異なるものを製造した。各々の貫通孔のサイズ及び開口率を表2に示す。尚、表2中の各種A〜C及びA’〜C’は図7に示す部分の長さ(単位:mm)である。
An aluminum sheet (thickness: about 0.05 mm) is adhered to a polyethylene terephthalate (PET) substrate (thickness: about 0.05 mm) by a dry laminating method, and a vinyl chloride-vinyl acetate resist ink is gravure printed on the aluminum. The circuit pattern as shown in FIG. 1 was applied, and the entire substrate was immersed in a ferric chloride aqueous solution to dissolve and remove the aluminum portion not covered with the resist. Thereafter, the resist was removed with a solvent to produce a transparent flexible electrode having through holes of a predetermined shape. Here, the through-holes were formed in a honeycomb shape, and the through-holes having different pitch widths were manufactured. Table 2 shows the size and aperture ratio of each through hole. In addition, various AC in Table 2 and A'-C 'are the length (unit: mm) of the part shown in FIG.
(透過率測定)
試作例1〜6の透明導電性フレキシブル電極について、各々の700nmの光の透過率を測定した。結果を表3に示す。尚、表中の「実測値」は前記「可視光透過率」に記載された測定方法に従って測定された値で、「計算値」は表2の開口率(但し、小数点以下四捨五入)である。
About the transparent conductive flexible electrode of Prototype Examples 1-6, the transmittance | permeability of each 700 nm light was measured. The results are shown in Table 3. The “actual value” in the table is a value measured according to the measurement method described in the “visible light transmittance”, and the “calculated value” is the aperture ratio in Table 2 (however, rounded off after the decimal point).
(抵抗値測定)
上記のように得られた透明導電性フレキシブル電極(アルミニウムメッシュ付きPET基板)のアルミニウム部分のシート抵抗値は0.5Ω/□以下であった。
(Resistance measurement)
The sheet resistance value of the aluminum part of the transparent conductive flexible electrode (PET substrate with aluminum mesh) obtained as described above was 0.5Ω / □ or less.
実施例1〜2及び比較例1〜2 透光型フレキシブル調光素子の試作
試作例1及び試作例3において用いたアルミニウムメッシュ付きPET基板(以下、Al/PETと記す)をそのまま(比較例1及び比較例2)、或いは、表面修飾して(実施例1及び実施例2)対極として使用した。Al/PETは使用前に、50%硝酸中で30秒間浸漬した後、水洗及びメタノール置換して乾燥した。実施例1の表面修飾としては、陽極酸化及び銀メッキを次の条件で行った;陽極酸化は20%硫酸中で1.5Aの定電流値で120秒間通電し、その後、シアン化カリウム:7〜9wt%、シアン化銀:2〜3wt%のメッキ浴中で3Aの定電流値で30秒間通電して銀メッキを施した。実施例2においては、実施例1において作製した銀メッキ処理を施したAl/PET電極基板の表面に、更に、キレートポリマー(一方社製、ULS−635L)を塗布して約0.1mmの膜厚のキレート層を積層したものを対極として用いた。
Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 The PET substrate with an aluminum mesh (hereinafter referred to as Al / PET) used in the trial production examples 1 and 3 of the translucent flexible dimming element is used as it is (Comparative Example 1). And Comparative Example 2) or surface modification (Examples 1 and 2) were used as counter electrodes. Before use, Al / PET was immersed in 50% nitric acid for 30 seconds, then washed with water and replaced with methanol and dried. As the surface modification of Example 1, anodic oxidation and silver plating were performed under the following conditions; anodic oxidation was conducted in 20% sulfuric acid at a constant current value of 1.5 A for 120 seconds, and then potassium cyanide: 7 to 9 wt. %, Silver cyanide: Silver plating was carried out by applying electricity at a constant current value of 3 A for 30 seconds in a plating bath of 2 to 3 wt%. In Example 2, a chelate polymer (ULS-635L, manufactured by one company) was further applied to the surface of the silver / plated Al / PET electrode substrate produced in Example 1 to form a film having a thickness of about 0.1 mm. A laminate of thick chelate layers was used as the counter electrode.
機能電極としては、ITO蒸着PET基板(以下、ITO/PETと記す)、シート抵抗値25〜60Ω/□、700nmにおける透過率80〜85%、にPB(プルシアンブルー)を電着した機能電極(以下、PB/ITO/PETと記す)を作製した;PB電着条件としては、次の組成の電解液中にITO/PET(表面積、55cmx90cm)を浸漬して、定電流モード(5mA)で行った:塩化第一鉄:2.75g/L、フェリシアン化カリウム:4.25g/L、塩酸:0.85ml/L。PB電着量(膜厚)は通電量によって規定される。実際には、PB/ITO/PET電極の700nmにおける透過率が2〜6%の範囲に入るものを用いた。 As the functional electrode, a functional electrode in which PB (Prussian blue) is electrodeposited on an ITO-deposited PET substrate (hereinafter referred to as ITO / PET), a sheet resistance value of 25 to 60Ω / □, and a transmittance of 80 to 85% at 700 nm ( Hereinafter, PB / ITO / PET) was prepared; as PB electrodeposition conditions, ITO / PET (surface area, 55 cm × 90 cm) was immersed in an electrolytic solution having the following composition, and the constant current mode (5 mA) was performed. : Ferrous chloride: 2.75 g / L, potassium ferricyanide: 4.25 g / L, hydrochloric acid: 0.85 ml / L. The PB electrodeposition amount (film thickness) is defined by the energization amount. Actually, a PB / ITO / PET electrode having a transmittance at 700 nm of 2 to 6% was used.
上記の2つの電極の間に挟む電解質層として、次のように作製したゲルシートを用いた;モノマーとしてアクリロイルモルフォリン:30.2wt%、架橋剤としてオキシエチレンジメタクリレート:0.5wt%、溶媒としてプロピレンカーボネート:61.3wt%、支持塩としてKPF6:8wt%からなるゲル配合組成物を重合して、膜厚:0.3mm、イオン伝導度およそ2.0x10−4S/cmの透明性イオン伝導性ゲルシートを得た。 As an electrolyte layer sandwiched between the above two electrodes, a gel sheet prepared as follows was used; acryloylmorpholine as a monomer: 30.2 wt%, oxyethylene dimethacrylate as a cross-linking agent: 0.5 wt%, as a solvent A gel compound composition comprising propylene carbonate: 61.3 wt% and KPF 6 : 8 wt% as a supporting salt is polymerized to form transparent ions having a film thickness of 0.3 mm and an ionic conductivity of approximately 2.0 × 10 −4 S / cm. A conductive gel sheet was obtained.
表4に実施例1〜2及び比較例1〜2の対極の表面処理条件とECDセルの性能を示す。比較例1は表面修飾なしのAl/PET(アルミニウム線ピッチ幅W=1.0)を用いた場合、比較例2はアルミニウム線ピッチ幅W=1.6の場合、実施例1は比較例2のアルミニウム線表面を陽極酸化・銀メッキを施した場合、実施例2は実施例1の対極のAg表面にキレートポリマー(一方社製、ULS−635L)を積層した場合の夫々のECD特性を示した。 Table 4 shows the surface treatment conditions of the counter electrodes of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 and the performance of the ECD cell. Comparative Example 1 uses Al / PET without surface modification (aluminum wire pitch width W = 1.0), Comparative Example 2 uses aluminum wire pitch width W = 1.6, and Example 1 uses Comparative Example 2. Example 2 shows the respective ECD characteristics when a chelate polymer (ULS-635L manufactured by one company) is laminated on the Ag surface of the counter electrode of Example 1 when the surface of the aluminum wire is anodized and silver-plated. It was.
表4に示したそれぞれのセルの特性について総括すると、次のような結論に達する;
(1)比較例1に示すように、アルミニウムの表面修飾なしでセルを構成した場合、ECDセルの駆動電圧は着消色時それぞれ+/−3.5Vであった。このときの透過率は着色時に12%、消色時に29%と余り大きなコントラストは得られなかった。
Summarizing the characteristics of each cell shown in Table 4, the following conclusion is reached:
(1) As shown in Comparative Example 1, when the cell was constructed without the surface modification of aluminum, the driving voltage of the ECD cell was +/− 3.5 V at the time of color disappearance. At this time, the transmittance was 12% during coloring and 29% during decoloring, and a very large contrast was not obtained.
(2)比較例2に示すように、アルミニウムピッチ幅を1.6倍大きくすることによって、消色時の透過率が29%から55%と増大した。着色時の透過率は、このようにピッチ幅に影響されなかった。一方、比較例2のセルのコントラスト(着消色時の透過率の変化率)は比較例1のセルに比べて大幅に増大した。尚、応答時間及び駆動電圧は、比較例1と同程度であった。 (2) As shown in Comparative Example 2, the transmittance at the time of decoloration increased from 29% to 55% by increasing the aluminum pitch width by 1.6 times. Thus, the transmittance at the time of coloring was not influenced by the pitch width. On the other hand, the contrast of the cell of Comparative Example 2 (the rate of change in transmittance during color erasing) was significantly increased as compared to the cell of Comparative Example 1. Note that the response time and the drive voltage were comparable to those of Comparative Example 1.
(3)実施例1に示すように、アルミニウム表面を修飾することによって、着消色時の駆動電圧(絶対値)が3.5Vから1.5Vまでと、2分の1以下となった。これは、アルミニウムのレドックスポテンシャルと銀のそれとの差異によると考えられる。即ち、電極活物質として用いたAgのレドックスポテンシャルが、電極配線を構成する金属(Al)のそれよりエレクトロクロミック剤(PB)のそれにより近い値を持つためと考えられる。 (3) As shown in Example 1, by modifying the aluminum surface, the driving voltage (absolute value) at the time of fading was reduced from 3.5 V to 1.5 V, which was half or less. This is thought to be due to the difference between the redox potential of aluminum and that of silver. That is, it is considered that the redox potential of Ag used as the electrode active material has a value closer to that of the electrochromic agent (PB) than that of the metal (Al) constituting the electrode wiring.
(4)腐食防止層を有する実施例1及び2が比較例1及び2より良好な繰り返し駆動性能を示した。即ち、表4に示す駆動電圧及び応答時間の設定で着消色を繰り返し行った場合、比較例1及び2においては100回程度のサイクルで性能劣化が認められたのに対して、実施例1及び2においては1,000回以上のサイクル数でも性能劣化は僅かであった。 (4) Examples 1 and 2 having a corrosion prevention layer showed better repeated driving performance than Comparative Examples 1 and 2. That is, when repeating the color erasing with the setting of the driving voltage and response time shown in Table 4, in Comparative Examples 1 and 2, performance degradation was recognized in about 100 cycles, whereas Example 1 In 2 and 2, the performance degradation was slight even when the number of cycles was 1,000 times or more.
(5)腐食防止層がキレート層を含む実施例2においては、メモリー性が比較例1〜2及び実施例1に比べて優れていた。即ち、キレートポリマーをAg表面に塗布することによってAgの酸化に伴い生成する銀イオンの機能電極への拡散を防止できる結果、消色状態における開回路状態での透過率保持時間(メモリー性能)がキレートポリマーを塗布しない場合に比べて数倍長くなることが認められた。
実施例3 透光型フレキシブル調光素子の試作
Al/PET基板(W=1.6mm)を前記の方法に従って陽極酸化した後、次の組成からなるスルファミンニッケルメッキ浴中に浸漬して、50℃で定電流モードにおいて3分間陰極電解を行い、総通電量を165Cに設定して陽極酸化アルミニウムのナノポア内部にNiをメッキした:ニッケルメッキ浴組成;Ni(NH2SO3)2−4H2O:40w/v%、NiCl:1.5w/v%、H3BO3:4w/v%。このように作製した電極を対極として、前記の方法で作製したPB/ITO/PET電極を機能電極として、これら2つの電極を前記の方法で作製したゲルシートに貼り付けてセルを作製した。得られたセルのECD特性は次の通りであった;即ち、駆動電圧を+/−2Vに設定したときの着消色時の応答時間は約60秒であった。700nmの透過率は、着色時において5〜9%、消色時においては45〜50%であった。
Example 3 Trial Manufacture of Translucent Flexible Light Control Element After anodizing an Al / PET substrate (W = 1.6 mm) according to the above method, it was immersed in a sulfamine nickel plating bath having the following composition, and 50 ° C. In a constant current mode, cathode electrolysis was performed for 3 minutes, the total energization amount was set to 165 C, and Ni was plated inside the nanopores of the anodized aluminum: nickel plating bath composition; Ni (NH 2 SO 3 ) 2 -4H 2 O : 40 w / v%, NiCl: 1.5 w / v%, H 3 BO 3 : 4 w / v%. Using the electrode thus prepared as a counter electrode and the PB / ITO / PET electrode prepared by the above method as a functional electrode, these two electrodes were attached to the gel sheet prepared by the above method to prepare a cell. The ECD characteristics of the obtained cell were as follows; that is, the response time at the time of decoloring when the driving voltage was set to +/− 2 V was about 60 seconds. The transmittance at 700 nm was 5 to 9% during coloring and 45 to 50% during decoloring.
実施例4 透光型フレキシブル調光素子の試作
実施例3において作製したNiメッキを施したAl/PET基板の表面に、キレートポリマー(一方社製、ULS−635L)の酢酸エチル溶液を膜厚が約0.17mmになるように塗布した電極を対極として、それ以外は実施例3と同じ条件でセルを作製した。得られたセルのECD特性は、駆動電圧及び応答時間については実施例3の結果とほぼ同等であったが、メモリー特性に有意な差が認められた。即ち、セルを消色状態で開回路状態にして透過率と保持時間の関係を調べた結果、ULS−635Lを塗布しない場合(実施例3の場合)、透過率が経時的に減衰してその初期値の80%の値に達する時間(以下、これをメモリー保持時間とする)が約60分であったのに対して、ULS−635Lを塗布した場合(実施例4の場合)、メモリー保持時間が約300分であった。
Example 4 Trial Manufacture of Translucent Flexible Dimming Element An ethyl acetate solution of a chelate polymer (ULS-635L, manufactured by one company) was applied to the surface of the Ni / Plated Al substrate produced in Example 3 with a film thickness. A cell was fabricated under the same conditions as in Example 3 except that the electrode coated to have a thickness of about 0.17 mm was used as the counter electrode. The ECD characteristics of the obtained cell were almost the same as the results of Example 3 with respect to the driving voltage and response time, but a significant difference was observed in the memory characteristics. That is, as a result of examining the relationship between the transmittance and the holding time in the open circuit state in the decolored state, when the ULS-635L is not applied (in the case of Example 3), the transmittance attenuates with time and When the time to reach 80% of the initial value (hereinafter referred to as “memory retention time”) was about 60 minutes, memory was retained when ULS-635L was applied (in the case of Example 4). The time was about 300 minutes.
このようにULS−635Lを塗布することによってメモリー特性が向上する理由として次のように考えられる。即ち、ULS−635Lは2−ヒドロキシベンゾフェノン骨格を側鎖に有するアクリルポリマーであるので、金属イオンを捕捉する機能(キレート作用)があり、その結果としてこのような効果が発現されたと考えられる。対極上のNiは、機能電極のPBが酸化・還元するのに呼応して自ら還元・酸化するが、酸化することによって生成するニッケルイオンが電解質ゲル層に溶け出し、機能電極まで拡散するためにセルが自己放電してメモリー機能の劣化につながると考えられる。対極で生成するニッケルイオンをULS−635Lが捕捉することによって、この拡散が防止されるため、実施例4においてメモリー保持時間が長くなったと考えられる。 The reason why the memory characteristics are improved by applying ULS-635L in this way is considered as follows. That is, since ULS-635L is an acrylic polymer having a 2-hydroxybenzophenone skeleton in the side chain, it has a function of capturing metal ions (chelating action), and as a result, it is considered that such an effect was expressed. Ni on the counter electrode itself reduces and oxidizes in response to the oxidation and reduction of the PB of the functional electrode, but the nickel ions generated by the oxidation dissolve into the electrolyte gel layer and diffuse to the functional electrode It is thought that the cell self-discharges and the memory function is deteriorated. Since this diffusion is prevented by capturing the nickel ions generated at the counter electrode by ULS-635L, it is considered that the memory retention time in Example 4 was increased.
実施例5 透光型フレキシブル調光素子の試作
SUS金属メッシュ(線幅30μm、開口率75%)を、プロピレンカーボネート(PC)を溶媒として、KPF6を支持塩として含有するポリエチレングリコール(PEG)系架橋ゲル中に浮遊させた対極を次のようにして作製した。即ち、先ず、SUS表面に実施例3に記載の方法でニッケルメッキを施した。次に、PEGの両末端に4級化イミダゾール基を導入したポリマー(PEG−Im)を文献(J. Y. Kim, et al., J. Power Sources, 2008, 175, 692-697)に従って合成して、これをKPF6と共に次のような組成になるように溶解した:PEG−Im:30wt%、KPF6:8wt%、PC:62wt%。このようにして得られたポリマー溶液をPB/ITO/PET電極上にキャストし、その上からメッシュ内に溶液が浸透してSUSメッシュが溶液中に浮遊するように置き、ゲル表面にもう一つの機能電極、PB/ITO/PET、を貼り付けてセルを作製した。得られたセルのECD特性は、実施例3で作られたセルと比較すると、駆動電圧及び応答速度には大きな差がなかったが、コントラスト(着消色時の透過率の差)には有意な差が認められた。
Example 5 Trial Manufacture of Translucent Flexible Light Control Element Polyethylene glycol (PEG) system containing SUS metal mesh (line width 30 μm, aperture ratio 75%), propylene carbonate (PC) as solvent, and KPF 6 as supporting salt A counter electrode suspended in the cross-linked gel was prepared as follows. That is, first, nickel plating was performed on the SUS surface by the method described in Example 3. Next, a polymer (PEG-Im) having quaternized imidazole groups introduced at both ends of PEG was synthesized according to the literature (JY Kim, et al., J. Power Sources, 2008, 175, 692-697) This was dissolved with KPF 6 to have the following composition: PEG-Im: 30 wt%, KPF 6 : 8 wt%, PC: 62 wt%. The polymer solution thus obtained was cast on a PB / ITO / PET electrode, placed so that the solution penetrates into the mesh from above and the SUS mesh floats in the solution, and another gel solution is placed on the gel surface. A functional electrode, PB / ITO / PET, was attached to produce a cell. The ECD characteristics of the obtained cell were not significantly different in driving voltage and response speed compared with the cell produced in Example 3, but significant in contrast (difference in transmittance during decoloring). The difference was recognized.
1:透明フレキシブル電極、
11:透明フレキシブルプラスチック基板、
12:金属細線、
13:金属シートに設けられた貫通孔、
14:酸化アルミニウム層、
15:酸化アルミニウムのナノポア、
16:酸化アルミニウムのナノポア内部に堆積した第二の金属、
17:透明導電性薄膜、
18:エレクトロクロミック薄膜、
19:固体又は擬固体電解質層、
20:電極活物質を担持した金属メッシュ、
W:ピッチ幅、
L1、L2:ピッチ長、
d:金属細線の線幅、
A、A’、B、B’、C、C’:一つのハニカムパターンのそれぞれの部分の長さ
1: Transparent flexible electrode,
11: Transparent flexible plastic substrate,
12: Metal thin wire,
13: a through hole provided in the metal sheet,
14: Aluminum oxide layer,
15: Aluminum oxide nanopore,
16: second metal deposited inside the nanopore of aluminum oxide,
17: Transparent conductive thin film,
18: Electrochromic thin film,
19: solid or quasi-solid electrolyte layer,
20: a metal mesh carrying an electrode active material,
W: pitch width,
L 1 , L 2 : pitch length,
d: line width of the fine metal wire,
A, A ′, B, B ′, C, C ′: length of each part of one honeycomb pattern
Claims (14)
(1)ステップ1:アルミニウムシートを透明プラスチック基板に貼り付ける工程、
(2)ステップ2:ステップ1で透明プラスチック基板が貼り付けられたアルミニウムシートに貫通孔を設ける工程、
(3)ステップ3:ステップ2で貫通孔が設けられたアルミニウム表面にナノポアを設ける工程、及び
(4)ステップ4:前記ナノポア内部に電極活物質を担持する工程:
を含む請求項2から6のいずれか1項に記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。 Next steps (1) to (4):
(1) Step 1: a process of attaching an aluminum sheet to a transparent plastic substrate,
(2) Step 2: a step of providing a through hole in the aluminum sheet to which the transparent plastic substrate is attached in Step 1;
(3) Step 3: a step of providing nanopores on the aluminum surface provided with through holes in Step 2, and (4) Step 4: a step of supporting an electrode active material inside the nanopores:
The manufacturing method of the translucent type flexible light control element of any one of Claim 2 to 6 containing these.
(5)ステップ5:レドックスポテンシャルが+0.7Vvs.SCEから−0.7Vvs.SCEの範囲内にある金属の上にキレート剤を被覆する工程
が行われる請求項8記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。 Following the step 4, the following step (5):
(5) Step 5: Redox potential is +0.7 Vvs. -0.7V vs. from SCE. The manufacturing method of the translucent flexible light control element of Claim 8 with which the process of coat | covering a chelating agent on the metal in the range of SCE is performed.
(1)ステップ1:金属メッシュに電極活物質を担持する工程、
(2)ステップ2:ステップ1で電極活物質が担持された金属メッシュを固体型又は擬固体型電解質層の中に浮遊させる工程、及び
(3)ステップ3:ステップ2で金属メッシュが中に浮遊した電解質層を2枚の機能電極の間に挟む工程:
を含む請求項11記載の透光型フレキシブル調光素子の製造方法。 Next steps (1) to (3);
(1) Step 1: a process of supporting an electrode active material on a metal mesh,
(2) Step 2: Step of floating the metal mesh carrying the electrode active material in Step 1 in the solid or quasi-solid type electrolyte layer, and (3) Step 3: Step 2 of floating the metal mesh in The sandwiched electrolyte layer between two functional electrodes:
The manufacturing method of the translucent flexible light control element of Claim 11 containing this.
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