JP2012524290A - 透明度制御エレクトロクロミック素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのアクティブエリア（ＣＤＥＦ）を有し、下部電極（４）を形成する層と、少なくとも１つがエレクトロクロミック層であり、かつ少なくとも１つ（６、７ａ）が絶縁性である種々の機能層（７）と、上部電極（９）とを備える多層スタックをキャリア基板（３）上に有するエレクトロクロミック素子であって、
下部電極（４）の表面を２つの分離領域、つまり自由領域（４ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（４ｂ）とに分離する少なくとも１つのパーティション（５）と、
上部電極（９）の表面を２つの相互に電気的に分離にされた領域、つまり自由領域（９ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（９ｂ）とに分離する少なくとも１つのパーティション（１２）とを備えるエレクトロクロミック素子に関する。

Description

本発明は、透明度制御エレクトロクロミック素子、具体的には、電気制御グレージングでの使用向けに設計された素子と、前記素子の製造プロセスとに関する。本発明はまた、このような素子を具備するエレクトロクロミックグレージングと、広範な用途でのこのグレージングの使用とに関する。

良好な透明度レベルから完全な不透明に至るまで調整可能な光透過能力を具備するグレージングが知られている。このようなグレージングは広範な技術分野に適用されてきた。

したがってグレージングは、例えば、外部条件およびユーザーの希望に応じて室内に入る日光の量を調整するように、住居用の窓として使用可能である。グレージングはまた、外部に対してまたは隣接する部屋に対してある部屋の住人のプライバシーを保護するためのパーティションスクリーンとして使用されてもよい。

このような装置はまた、例えば、ドライバーの方に反射する光束を制御して、ドライバーのまぶしさを回避するために、自動車のフロントガラスおよび／またはサイドウィンドウまたはサンルーフの透明度、ならびに、とりわけバックミラーやサイドミラーなどの前記自動車の装備品の一部の透明度を調整するために自動車分野で使用可能である。当然これらは、具体的には、例えば航空機の客室の窓の透明度を制御するために、航空分野などの他の分野でも使用可能である。

エレクトロクロミック素子は、可逆的かつ同時にイオンおよび電子を挿入可能なエレクトロクロミック材料層を備えていることが知られており、この酸化状態は、挿入状態および放出状態に対応して、適切な電源を介して供給される場合には異なる色を有しており、これらの状態の一方は他方よりも高い光透過性を有している。エレクトロクロミック材料は、例えば酸化タングステンをベースとするものであってもよく、例えば透明な導電層などの電子源、およびイオン伝導性電解液などのイオン（陽イオンおよび陰イオン）源と接触されなければならない。これもまた可逆的に陽イオンを挿入可能な対向電極は、前記層に対して対称的にエレクトロクロミック材料層と関連付けられなければならず、微視的に電解液は単一のイオン媒体として現れることが知られている。対向電極は、エレクトロクロミック層が着色状態の場合に、中間色、あるいは少なくとも透明またはわずかに着色されている層から構成されなければならない。

酸化タングステンはカソードエレクトロクロミック材料であるため、つまりこの着色状態は最も着色の少ない状態に相当するため、酸化ニッケルや酸化インジウムをベースとするアノードエレクトロクロミック材料が、例えば対向電極に使用されてもよい。例えば酸化セリウムや、導電性ポリマー（ポリアニリン）やプルシアンブルーなどの有機材料などの、当該酸化状態では光学的に中性な材料を使用することも提案されてきた。

現在、エレクトロクロミックシステムは、使用される電解液に応じて２つのカテゴリーに分けられる。

したがって第１のカテゴリーにおいて、電解液は、例えば欧州特許第０２５３７１３号明細書および欧州特許第０６７０３４６号明細書に記載されているようなプロトン伝導性ポリマーなどのポリマーやゲル、または欧州特許第０３８２６２３号明細書、欧州特許第０５１８７５４号明細書および欧州特許第０５３２４０８号明細書に記載されているようなリチウムイオンによる伝導性ポリマーの形態をとることがある。そしてこれらのシステムは「ハイブリッド」エレクトロクロミックシステムと称される。

第２のカテゴリーにおいて、電解液はまた、電気分離されたイオン伝導体を形成するミネラル層から構成されてもよい。そしてこれらのエレクトロクロミックシステムは「全固体」システムと称される。読者は欧州特許第０８６７７５２号明細書および欧州特許第０８３１３６０号明細書を参照してもよい。

具体的に「全ポリマー」エレクトロクロミックシステムと称されるような他のタイプのエレクトロクロミックシステムが知られており、これは、２つの導電層が、カソード着色ポリマーと、（最も一般的にはＨ^＋またはＬｉ^＋イオンの）イオン伝導性絶縁ポリマーと、（ポリアニリンやポリピロールなどの）アノード着色ポリマーとを備える多層スタックの一方の側に配置されている。

現在のエレクトロクロミック素子製造技術は概略的に、透明であるか否かを問わず支持基板上に、一般的にはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層である下部導電層と、例えば酸化インジウム（ＩｒＯｘ）、酸化タングステン（ＷＯ_３）および酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）などの機能性エレクトロクロミック層と、上部導電性電極とを順次堆積することからなることが知られている。通常、多層スタックは積層ポリマーおよび対向基板によって完成される。

当然、２つの上部導電性電極および下部導電性電極は、それぞれの電流源コネクタに接続されなければならない。この接続は通常、上部電極および下部電極と接触される金属シムによるものである。

コネクタを上部電極と接触させることは基本的に難しいことではないが、これはコネクタと下部電極との接触にはあてはまらず、それは、下部電極は種々の層の堆積ゆえにアクセス不可能であるからである。これは、「接続領域」と称される下部電極の領域が、エレクトロクロミック層の堆積時に接着マスクによって維持されるからである。種々の層が堆積されると、接着剤が除去され、この上に堆積されている層を同時に除去することによって下部電極へのアクセスを可能にし、そして下部電極は自身のコネクタを受容する。

欧州特許第０２５３７１３号明細書 欧州特許第０６７０３４６号明細書 欧州特許第０３８２６２３号明細書 欧州特許第０５１８７５４号明細書 欧州特許第０５３２４０８号明細書 欧州特許第０８６７７５２号明細書 欧州特許第０８３１３６０号明細書 国際公開第００／５７２４３号

本技術は、具体的には、一方では接着マスクの使用に関して、他方では電極にコネクタを固定するための手段に関して多数の関連する欠点を有している。

接着マスクに関して、この配置は時間のかかる細かい操作であり、一方で接着マスクは、後続層の堆積を妨げないように下部電極上に完全に適用されなければならず、他方でカバーされる長さは、特に下部電極との接続が基板の全周になされる場合に相当なものである。

次に、マスクの除去時に、この上に堆積された層は、分解してから、粒子状の多層スタック上に再び堆積される傾向があるため、素子を誤作動させることになる。このような欠陥を回避するために、マスクの除去は通常真空吸引を伴うものであり、これは、この操作を実行するために２つのオペレータを必要とする。

さらに、接着マスクの適用に続く種々の層の堆積時には、接着マスクは熱効果により収縮することがあり、結果として、上部電極を形成する導電層の適用時には、上部電極は下部電極と接触可能になり、これによって、素子がもたらし得るコントラストを低減する効果を有する多少の部分的短絡を生成することになる。このようなリスクを緩和するために、マスクによってカバーされている領域の周辺に制御マージンが生成され、これはいわば、種々の堆積層まで通過して、下部電極を形成する層上で停止するギャップである。

加えて、種々の層の堆積時に示される種々の物理的ストレスにも関わらず接着マスクがこの一体性を保持しなければならない限り、接着マスクの選択は細かい操作である。したがって、具体的には、気体放出なしにかなり低い圧力に耐え、かつ良好な温度耐性を有することができなければならない。このような非常に厳しい仕様の結果として、通常接着マスクのコストは高い。

コネクタと電極間の接続に伴う問題について、下部電極へのこの接続は、上述した技術では半田接合であってもよいが、これは上部電極にはあてはまらず、それは、上部電極の半田付けが貫通して、短絡によってグレージングアセンブリを使用不可能にする下部電極との接続をもたらすからである。これは、電気接続が、コネクタと電極間を単に接触させることによって保証されるからである。

この電気接触が不完全である点は別として、この収縮モードは、使用中に電極の貫通と、ひいてはグレージングの機能性の低下をもたらすリスクがある。

加えて、電極への電流分布不良ゆえに、素子の耐性は劣化される。

本発明の目的の１つは、電極が電流源コネクタに対して半田付け、具体的には超音波半田付け可能な透明度制御エレクトロクロミック素子を提供することによって上述した欠点を改善することである。

本発明の目的の１つは、少なくとも１つの電気制御アクティブエリアの制御透過性または反射性を有し、少なくとも、下部導電性電極を形成する層と、少なくとも１つがエレクトロクロミック層であり、かつ少なくとも１つが絶縁性である種々の機能層と、上部導電性電極とを順次備える多層スタックをキャリア基板上に有するエレクトロクロミック素子であり、この素子において、
少なくとも１つの「全面」パーティションが、絶縁層を通過することなくここから延び、絶縁層を基板から分離する層まで通過し、下部電極の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまりこれに合わせて上部電極が第１の電流源コネクタに半田付けされる自由領域と、アクティブエリアを含有するアクティブ領域とに分割し、
少なくとも１つの「選択」パーティションが上部電極と、上部電極を下部電極から分離する種々の層とを通過し、この選択パーティションは上部電極の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり下部電極に半田付けされた第２の電流源コネクタを受容する自由領域と、アクティブエリアを含有するアクティブ領域とに分割する。

キャリア基板は好ましくは、グレージング機能を有する基板であり、具体的にはガラスまたはプラスチックからなる。

本発明によると、下部電極の自由領域は上部電極の電流源コネクタに半田付けされ、電流源コネクタと電極間の半田ジョイントの少なくとも１つが超音波半田付けされる。

本発明の実現変形例では、上部電極は少なくとも１つの湿気防止層で被覆され、これは前記選択パーティションによって貫通されている。

さらに、前記絶縁層は場合によっては、下部電極上に堆積された酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）層である。

本発明によると、素子の電極の少なくとも１つが少なくとも１つのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層から形成される。

実現変形例では、上部電極は場合によっては、少なくとも１つのコネクタに接続された細線導電ワイヤアレイと接触する。

このワイヤアレイは好ましくは、熱可塑性ポリマー、具体的にはポリウレタンまたはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなる支持体によって支持される。

全面パーティションおよび選択パーティションによって画定された自由領域は、好ましくは、具体的には矩形の基板の周辺に配置される。さらに、全面パーティションおよび選択パーティションは場合によっては、基板の対向辺と平行になるように生成される。

変形例において、全面パーティションは、略正方形の自由領域を構成するように基板の４つの角に生成され、選択パーティションは、略矩形の自由領域を構成するように、前記素子の縁部周辺の略途中に生成される。

本発明の目的はまた、少なくとも１つの電気制御アクティブエリア（ＣＤＥＦ）の制御透過性または反射性を有し、少なくとも、下部電極（４）を形成する導電層と、少なくとも１つがエレクトロクロミック層であり、かつ少なくとも１つが絶縁性である種々の機能層と、上部電極（９）を形成する導電層とを順次備える多層スタックをキャリア基板（３）上に有するエレクトロクロミック素子の製造プロセスであり：
基板（３）の表面の少なくとも一部に、下部電極（４）を形成する少なくとも１つの導電層を堆積するステップであって、これらの層が前記絶縁層に先行するステップと、
絶縁層を通過せずに絶縁層から開始して、絶縁層を基板（３）から分離する層の少なくとも１つの全面パーティション（５）を生成するステップであって、各全面パーティション（５）が下部電極（４）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり自由領域（４ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（４ｂ）とに分割するステップと、
自由領域およびアクティブ領域（４ａ、４ｂ）上に、絶縁層（７ａ）と、種々の他の機能層（７）と、上部電極（９）を形成する導電層とを堆積するステップと、
上部電極と、上部電極を下部電極（４）から分離する種々の層とによって少なくとも１つの選択パーティション（１２）を生成するステップであって、各選択パーティション（１２）が上部電極（９）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり自由領域（９ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（９ｂ）とに分割するステップと、
電流源コネクタ（１５）を上部電極（９）のアクティブ領域（９ｂ）に半田付けするステップと、および
電流源コネクタ（１５）を、上部電極（９）の自由領域（９ａ）と、上部電極に合わせて配置された下部電極のアクティブ領域（４ｂ）とに半田付けするステップ、とを含むプロセスである。

有利には、電流源コネクタは場合によっては、上部電極において下部電極の自由領域に半田付けされる。

好ましくは、パーティションはレーザービームによって生成される。

本発明によると、半田ジョイントの少なくとも１つが超音波半田付けされる。

さらに、複数のエレクトロクロミック素子は場合によっては同一のキャリア基板上に生成される。このために、前記素子が完成されると、キャリア基板と、この上に堆積されたすべての層は、特定の素子を構成するようにカットされる。

本発明の目的はまたエレクトロクロミックグレージングであり、具体的には可変光および／またはエネルギー透過性および／または反射性を有する上述したようなエレクトロクロミック素子を含んでおり、基板または基板の少なくとも一部が透明または部分的に透明であり、プラスチックからなり、かつ好ましくは複数および／または積層グレージングとしてあるいはダブルグレージングとして装備されていることを特徴とする。

本発明の目的はまた、このようなグレージングをアーキテクチャグレージングとして、自動車用グレージングとして、産業車両用または列車、海上もしくは航空の公共輸送用、農業車両用、工事現場の機械用、バックミラーもしくはサイドミラー用または他のミラー用、表示および標識用、およびカメラシャッター用のグレージングとして使用することである。

本発明の種々の実施形態は、非制限的例として、添付の図面を参照して以下に説明される。

本発明にしたがったエレクトロクロミック素子の第１の実施形態の第１の段階を図示する、図１ｂの線ＡＡに沿った概略垂直断面図である。 図１ａに示された実施形態を図示する概略平面図である。 図１ａおよび図１ｂに示された生成段階の変形例を図示する垂直断面図である。 図２ｂの線ＡＡに沿った概略垂直断面図である。 本発明にしたがった全面パーティションの生成段階を図示する概略平面図である。 図３ｂの線ＢＢに沿った概略垂直断面図である。 本発明にしたがった選択パーティションの別の生成段階を図示する概略平面図である。 図４ｂの線ＡＡに沿った概略垂直断面図である。 先行図面に示された本発明にしたがった素子の上部電極に接続要素を半田付けする段階を図示する概略平面図である。 図５ｂの線ＢＢに沿った概略断面図である。 先行図面に示された本発明にしたがった素子の下部電極に接続要素を半田付けする段階を図示する概略平面図である。 先行図面に示された本発明にしたがった素子の最終生成段階を図示する概略垂直断面図である。 本発明の別の実現変形例の、図５ｂの線ＢＢに沿った概略垂直断面図である。 先行図面に示された本発明にしたがった素子の掩蔽プロファイルを図示する平面図である。 図９に示された素子の変形例の部分平面図である。 本発明にしたがった素子の第２の実現モードの平面図である。 本発明にしたがった素子の変形実施形態の平面図である。 本発明にしたがった素子の変形実施形態の平面図である。 図１２ｂの線ＢＢに沿った概略垂直断面図である。 本発明にしたがった別の実施形態の概略平面図である。 本発明の別の実現モードの概略平面図である。

本発明にしたがった透過性制御エレクトロクロミック素子１の種々の実施形態の基本的段階が図１ａから図５ｂに示されており、これは具体的に、透明度が調整可能であることが望ましいグレージング構成への適用が意図されている。

第１の段階では、図１ａおよび図１ｂに示されているように、下部電極４を形成する導電層が、本実現モードでガラス支持体から構成されているキャリア基板３上に堆積される。この堆積は具体的に、従来のスパッタリングプロセスによって実行される。知られているように、この電極は金属タイプであっても、または、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｓｎ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２：ＦもしくはＺｎＯ：Ａｌからなる透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）タイプであってもよい。場合によっては、具体的には金属が銀、金、プラチナおよび銅から選択されるＴＣＯ／金属／ＴＣＯタイプの多層であっても、または具体的には金属が銀、金、プラチナおよび銅から選択されるＮｉＣｒ／金属／ＮｉＣｒタイプの多層であってもよい。

プロセスの第２の段階では、直線パーティション５が、ガラス基板３の２つの対向辺３ａの境界として生成され、前記辺にそれぞれ平行である。

用語「パーティション」は、素子の特定の層からなる横断面を意味するように本書では理解されるべきであり、この幅は、横断層の各部分が他の部分から電気的に分離されるのに十分である。パーティションは、この絶縁層を通過せずに最終的な絶縁層の第１の層から深さ方向に延びる場合に「全面」であると称され、基板に達するまで基板３から絶縁層を分離する種々の層を通過する。パーティションは所与の層から延び、この所与の層、ならびに下部電極を通過せずにここで停止する、下部電極４からこの所与の層を分離する層まで通過する場合に「選択的」であるとされる。これらのパーティションは好ましくはレーザービームによる知られている方法で生成されるが、上記のような他の生成手段も使用可能である。

したがって、図１ｂは全面パーティション５を（点線で）示している。図１ｃに示されているように、下部電極４を形成する層の堆積には、基板からのアルカリ金属の侵入を防止する接着層２またはバリア層、具体的には、窒化シリコンおよび／または混合スズシリカ酸化物からなる層の堆積が先行されることが理解されるべきである。この実現変形例では、次いで全面パーティション５が層２および４を通過する。さらに、下部電極４に続く層が電流伝道層であるとすると、電流伝道層は、全面パーティションの前に堆積される。したがって、図１ｃに示されている変形例では、下部電極４が、酸化イリジウムＩｒＯｘからなる導電層６によって被覆され、導電層６は全面パーティション５によって貫通される。

したがって２つのパーティションの各々は下部電極４の表面を２つの領域、つまり「自由」な第１の領域および「アクティブ」な第２の領域に分割する。本実現モードでは、アクティブ領域は両パーティションに共通であり、素子のアクティブエリアＣＤＥＦである領域を含有しており、これは、光の透過性が後述されるように制御されるエリアである。

次に、図２ａおよび図２ｂに示されているように、機能性エレクトロクロミックアセンブリを形成する一連の層７が堆積され、これらの層のうちの第１の層は、絶縁状態で堆積された電気アクティブ層７ａであり、電解層７ｂおよび第２の電気アクティブ層７ｃが続く。次いで上部電極９を形成する層が堆積される。

２つの全面パーティション５の生成後に堆積された第１の層７ａが絶縁層である場合、領域４ａおよび４ｂは相互に電気的に分離されるのみならず、多層スタックの他の層からも電気的に分離される。

次に、図３ａおよび図３ｂに示されているように、２つの他のパーティション１２が基板３の２つの他の対向辺３ｂの境界として生成され、これら他のパーティションは図面に実線として示されている。これら２つのパーティションは、上部電極９を介して、かつ下部電極４を通過せずにここで停止する機能性エレクトロクロミック層７を介して延びる選択パーティションである。したがってこれら２つのパーティション１２は上部電極９の表面を２つの領域、つまり「自由」な第１の領域９ａおよび「アクティブ」な第２の領域９ｂに分割する。本実現モードでは、アクティブ領域は両パーティションに共通であり、後述されるような素子のアクティブエリアＣＤＥＦを含有している。

各全面パーティションによって画定された自由領域４ａの各々と、各選択パーティションによって画定された自由領域９ａの各々は、一方では他の自由領域４ａおよび９ａから、他方ではそれぞれのアクティブ領域４ｂおよび９ｂ、または素子のアクティブエリアＣＤＥＦを含有する下部および上部電極から電気的に分離される点に留意されたい。したがって電極の自由領域の各々は、短絡をもたらすことなく他の電極のアクティブ領域に接続可能である。

したがって本発明は、図４ａに示されているように、特に超音波半田付けによって接続リード１５を上部電極９に半田付けすることを可能にし、この操作時には、短絡をもたらすことなく、これに合わせて、つまり基板の表面に垂直に配置された下部電極４の自由領域４を伴うものである。同様に、図５ａおよび図５ｂに示されているように、接続リード１７が、この短絡を招く操作なしに、上部電極９の自由領域９ａから下部電極４に半田付けされてもよい。

接続リード１５および１７が半田付けによって接続されると、多層スタックは、積層中間層１９を、特に、知られているように熱可塑性ポリマー、例えばポリウレタンやポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなるものを多層スタック上に堆積してから、バック基板２１を仕上げることによって、図６に示されているように従来の方法で完成されてもよい。積層中間層１９の寸法は好ましくは、接続リード１５および１７が通過することによって、リードを適所に維持することに寄与するシール２３を周辺に適用できるようにするために、多層スタックの他の層の寸法よりわずかいに小さい。そしてアセンブリが積層される。

本発明のこの実現モードでは、素子のアクティブエリアＣＤＥＦは、（点線で図示されている）全面パーティション５および（実線で図示されている）選択パーティション１２によって境界設定されている。本発明は、それに合わせて接続がなされる自由領域の面積を最小化することができるため、従来技術の手段と比較して素子のアクティブエリアを増大させることができる。

当然、本発明によると、素子は場合によっては積層されず、多層スタックが、図７に示されているように選択パーティション１２によって貫通される湿気防止層１１の堆積によって仕上げられてもよい。

さらに、アクティブ表面の透過性が変更される場合、例えば透明度の変動に関して、この変動は、このアクティブ表面全体に対する即時の均一密度の変動ではないことが知られている。当該種々のエレクトロクロミック層の抵抗率、ならびに上下の電極間の抵抗率の差と具体的に関連した問題ゆえに、以下「掩蔽プロファイル」と称されるアクティブ表面の透明度の時間的な幾何学的変動は、後述されるように、電極への接続リード１５および１７の配置に応じて種々の態様をとることができる。

本発明によって素子設計者は極めて容易にエレクトロクロミック素子を生成することができ、この接続リードは、所望の掩蔽プロファイルに応じて電極に成形および配置されてもよい。

したがって、以前より用いられている接続リードの配置によって、図８に概略的に示されている、縁部３ａから中心に移動するカーテン形態の掩蔽プロファイルが取得される。

より均一な掩蔽プロファイルを取得するために、図９に示されている種類の構成も採用可能である。

この構成を取得するために、下部電極を形成する層４の基板３への堆積後に、上述されるように、全面パーティション５は、正方形の自由領域４ａを下部電極に形成するように、（点線で図示されている）基板３の角の各々において層４まで生成される。次に、種々の機能性エレクトロクロミック層７と、上部電極を形成する層９とが堆積される。次に、（実線として図示されている）選択パーティションが上部電極を通して生成され、前記パーティションは、下部電極４を通過せずにここで停止する堆積層まで通過する。このパーティション１２は、基板３の周辺に位置し、かつ基板の各辺の中央にある実線で囲まれた矩形の形状を有しており、上部電極の表面を２つの領域、つまり自由領域９ａと、素子のアクティブエリアＣＤＥＦを含有するアクティブ領域９ｂとに分割する。

図８ａに示されているように、３辺のみで選択パーティション１２の各々を生成し、第４の辺が基板の縁部と一致していることもまた可能である。

図１０に示されている別の実現変形例では、全面パーティション５（点線）は基板３の周辺にわたって生成され、下部電極４に接続された接続リード１５は、囲み線に続いて選択パーティション１２によって境界設定されている自由領域９ａの全面パーティション内で半田付けされ、上部電極９に接続された接続リード１７は、下部電極４の自由領域４ａに合わせて、全面パーティションの外側で半田付けされる。

当然、パーティションの位置は、全面パーティションでも選択パーティションでも、基板の周辺に制限されない。これらは、用途に応じて、基板の中央領域に全体的または部分的に配置されてもよい。

したがって、図１１は、グレージング壁の４つのウィンドウ２７の不透明度を個別または同時に制御することが望ましい用途を示している。

このために、この場合は正方形の基板の中央部分が４つの連続アクティブエリアＣＤＥＦに再分割される。これを実行するために、全面パーティションは下部電極４を介して生成されることによって、（図１１に点線で示されている）中央の十字型の自由領域４ａを下部電極レベルで境界設定し、次いで、機能性エレクトロクロミック層７と、第２の電極を形成する層９が堆積された後、全面パーティション１２が４つの角に生成されて、４つの正方形の自由領域９ａを上部電極レベルに画定する。上部電極９の接続リード１５は十字型であり、下部電極４の自由領域４ａに合わせて配置され、下部電極４の接続リード１７は正方形であり、上部電極９の自由領域９ａを占め、具体的には超音波半田付けによって下部電極４に半田付けされる。このように構成された４つの素子の各々は、接続要素１７が個別に接続される場合には個別に制御され得る。当然これらの素子はまた、接続リードの接合によって全体的に制御可能である。

したがって本発明によって、マスキング接着剤の配置および除去のクリチカルステップがエレクトロクロミック素子製造プロセスから排除可能になり、このことはかなりの時間短縮をもたらし、同時に、これらの素子の経時的な信頼性は、電極が接続手段に半田付けされているために改良される。漏洩電流を大きく低減することによって、本発明は、応答時間が短縮され、かつ生じる電気消費の少ないエレクトロクロミック素子の製造も可能にする。最終的には本発明によって、アクティブエリアＣＤＥＦが支持基板のサイズにまで最大化可能になり、素子の掩蔽プロファイルの形状が制御可能になる。

本発明はまた、上部電極の導電率を増大させるために、平行導電ワイヤのアレイが上部電極に付加されるエレクトロクロミック素子に適用可能である。

知られているように、通常エレクトロクロミック素子の上下の電極は、ＣＶＤ技術や、具体的には真空スパッタリング技術を使用する冷却堆積によって、種々の基板上に熱堆積可能な、具体的には熱分解によってガラス上に熱堆積可能なフッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ_２：Ｆ）やスズドープインジウム酸化物（ＩＴＯ）などのドープ金属酸化物からなる。

層が透明である厚さに関して、これらの材料からなる層は導電性が十分ではない、つまり適切な電圧が端子間に印加されて、透過性を修正するのに必要な状態変化修正を誘発する場合、これらの層は、システムの応答時間、つまりスイッチング時間を増大させることが分かっている。

より正確には、例えば２つの導電層がスズドープインジウム酸化物（ＩＴＯ）からなる場合、３から５Ω／□付近のベース層または下部層の抵抗率は、薄さゆえに上部層の場合に６０から７０Ω／□に増大する。具体的には、ベース層がおよそ５００ｎｍの厚さを有する場合、上部層自体は、基本的には多層スタックに生成された機械歪みゆえに、１００ｎｍ程度の厚さを有することが分かっている。

素子のスイッチング時間、つまりシステムが最も透明な状態から最も不透明な状態にスイッチングするのに必要な時間をより低速にするのは、上下の層間の抵抗率の差である。このような低速化は、さらに上述の「ハロ」現象の形成に寄与する。

このような欠点を緩和するために、国際公開第００／５７２４３号の出願において、上部導電層に、約１から３ｍｍの距離で相互に間隔をあけられた導電ワイヤのアレイを付加することによって上部導電層の導電率を増加させることが提案されている。

図１２ａおよび図１２ｂに示されているように、このようなワイヤ３０のアレイは、熱可塑性ポリマーからなる層間支持シート３２、具体的には、素子全体の積層時に上部電極９に対してワイヤ３０のアレイを適用する、ポリウレタンまたはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなるシートに配置される。したがって上部電極の抵抗率が約０．５Ω／□の値に低下されると、システムのスイッチング時間および上述のハロ現象を短縮および低減することができる。

同様に、本発明によると、複数のエレクトロクロミック素子１が同一の支持基板上に生成されてもよい。製造プロセスの終わりには、これらの素子は、特定のエレクトロクロミック素子１を構成するように、図１３に点破線で示されている線３４に沿って基板をカットすることによって分離される。

このような実現モードによって４つの素子に対して４つの全面パーティションおよび４つの選択パーティションのみの製造が可能になり、このことは製造時の簡略化および時間短縮を表している。

Claims (19)

1. 少なくとも１つの電気制御アクティブエリア（ＣＤＥＦ）の制御透過性または反射性を有し、少なくとも、下部導電性電極（４）を形成する層と、少なくとも１つがエレクトロクロミック層であり、かつ少なくとも１つ（６、７ａ）が絶縁性である種々の機能層（７）と、上部導電性電極（９）とを順次備える多層スタックをキャリア基板（３）上に有するエレクトロクロミック素子であって、
   少なくとも１つの「全面」パーティション（５）が、絶縁層（６、７ａ）を通過せずに絶縁層から延び、絶縁層を基板（３）から分離する層（４、２）を通過し、下部電極（４）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり、これに合わせて上部電極（９）が第１の電流源コネクタ（１５）に半田付けされる自由領域（４ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（４ｂ）とに分割し、
   少なくとも１つの「選択」パーティション（１２）が、上部電極（９）と、上部電極を下部電極（４）から分離する種々の層とを通過し、上部電極（９）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり、下部電極（４）に半田付けされた第２の電流源コネクタ（１７）を受容する自由領域（９ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（９ｂ）とに分割する、エレクトロクロミック素子。
2. 下部電極（４）の自由領域（４ａ）が上部電極（９）の電流源コネクタ（１７）に半田付けされることを特徴とする、請求項１に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
3. キャリア基板（３）がグレージング機能を有しており、具体的にはガラスまたはプラスチックからなることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
4. 電流源コネクタ（１５、１７）と電極（４、９）間の半田ジョイントの少なくとも１つが超音波半田付けされることを特徴とする、請求項１から３の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
5. 上部電極（９）が少なくとも１つの湿気防止層（１１）によって被覆され、湿気防止層が前記選択パーティション（１２）によって貫通されることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
6. 前記絶縁層が、下部電極（４）上に堆積された酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）層であることを特徴とする、請求項１から５の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
7. 電極（４、９）の少なくとも１つが少なくとも１つのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層から形成されることを特徴とする、請求項１から６の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
8. 上部電極（９）が、少なくとも１つのコネクタ（１７）に接続された細線導電ワイヤ（３０）のアレイと接触していることを特徴とする、請求項１から７の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
9. ワイヤ（３０）のアレイが、具体的には、例えばポリウレタンやポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの熱可塑性ポリマーからなる支持体（３２）によって支持されることを特徴とする、請求項８に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
10. 全面パーティション（５）および選択パーティション（１２）によって画定された自由領域（４ａ、９）が前記素子の周辺に配置されることを特徴とする、請求項１から９の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
11. 基板（３）が矩形であり、全面パーティション（５）および選択パーティション（１２）が、基板（３）の対向辺（３ａ、３ｂ）と平行になるようにそれぞれ生成されることを特徴とする、請求項１０に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
12. 全面パーティション（５）が、略正方形の自由領域（４ａ）を構成するように基板（３）の４つの角に生成され、選択パーティション（１２）が、略矩形の自由領域（９ａ）を構成するように前記素子の縁部の周辺の略途中に生成されることを特徴とする、請求項１から１１の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子。
13. 少なくとも１つの電気制御アクティブエリア（ＣＤＥＦ）の制御透過性または反射性を有し、少なくとも、下部電極（４）形成する導電層と、少なくとも１つがエレクトロクロミック層であり、かつ少なくとも１つが絶縁性である種々の機能層と、上部電極（９）を形成する導電層とを順次備える多層スタックをキャリア基板（３）上に有するエレクトロクロミック素子の製造プロセスであって、
    基板（３）の表面の少なくとも一部に、下部電極（４）を形成する少なくとも１つの導電層を堆積するステップであって、これらの層が前記絶縁層に先行するステップと、
    絶縁層を通過せずに、絶縁層から開始して、絶縁層を基板（３）から分離する層の少なくとも１つの全面パーティション（５）を生成するステップであって、各全面パーティション（５）が下部電極（４）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり自由領域（４ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（４ｂ）とに分割する、ステップと、
    自由領域およびアクティブ領域（４ａ、４ｂ）上に、絶縁層（７ａ）と、種々の他の機能層（７）と、上部電極（９）を形成する導電層とを堆積するステップと、
    上部電極と、上部電極を下部電極（４）から分離する種々の層によって少なくとも１つの選択パーティション（１２）を生成するステップであって、各選択パーティション（１２）が上部電極（９）の表面を２つの相互に電気的に分離された領域、つまり自由領域（９ａ）と、アクティブエリア（ＣＤＥＦ）を含有するアクティブ領域（９ｂ）とに分割する、ステップと、
    電流源コネクタ（１５）を上部電極（９）のアクティブ領域（９ｂ）に半田付けするステップと、
    電流源コネクタ（１７）を、上部電極（９）の自由領域（９ａ）と、上部電極に合わせて配置された下部電極のアクティブ領域（４ｂ）とに半田付けするステップとを含むプロセス。
14. 電流源コネクタ（１５）が下部電極（４）の自由領域（４ａ）に半田付けされることを特徴とする、請求項１３に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子の製造プロセス。
15. 半田ジョイントの少なくとも１つが超音波半田付けされることを特徴とする、請求項１３または１４のいずれかに記載の透過性制御エレクトロクロミック素子の製造プロセス。
16. パーティション（５、１２）の少なくとも１つがレーザービームによって生成されることを特徴とする、請求項１３から１５の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子の製造プロセス。
17. 請求項１から１２の一項に記載の複数のエレクトロクロミック素子が同一キャリア基板上に生成され、前記素子が完成されると、キャリア基板およびこの上に堆積されたすべての層が、特定の素子を構成するようにカットされることを特徴とする、請求項１３から１６の一項に記載の透過性制御エレクトロクロミック素子の製造プロセス。
18. 具体的に可変光および／またはエネルギー透過性および／または反射性を有する請求項１から１２の一項に記載のエレクトロクロミック素子を含み、基板または基板の少なくとも一部が透明または部分的に透明であり、プラスチックからなり、好ましくは複数および／または積層グレージングまたはダブルグレージングとして装備されることを特徴とするエレクトロクロミックグレージング。
19. アーキテクチャグレージングとして、自動車用グレージングとして、産業車両用、または列車、海上もしくは航空の公共輸送用、農業車両用、工事現場の機械用、バックミラーもしくはサイドミラー用または他のミラー用、表示および標識用、およびカメラシャッター用のグレージングとしての、請求項１８に記載のグレージングの使用。

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