JP2018151432A - Electronic device, apparatus, and method of manufacturing electronic device - Google Patents

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泰裕 高橋
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Toru Yashiro
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秀和 ▲柳▼沼
秀和 ▲柳▼沼
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禎久 内城
Sadahisa Uchijo
禎久 内城
竹内 弘司
Koji Takeuchi
弘司 竹内
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Seok-Chan Kim
碩燦 金
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic device with which it is possible to reduce double-refraction specific to a substrate consisting of a resin.SOLUTION: Provided is an electronic device including a laminate that is thermoformed so as to have a curved shape, in which an electrochromic device 10 includes a first substrate 11 having a longitudinal direction and composed of a drawn thermoplastic resin and an element part arranged on the first substrate 11, wherein the electronic device is characterized in that an angle θ formed by the main drawing direction of the first substrate 11 and the longitudinal direction of the first substrate 11 is less than 45°. In this case, it is possible to provide an electronic device with which it is possible to reduce double-refraction specific to a substrate composed of a resin.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子デバイス、機器及び電子デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an electronic device, an apparatus, and an electronic device manufacturing method.

従来、樹脂からなる基板上に素子部が配置され任意の形状に熱成形された積層体を備える電子デバイスが知られている(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an electronic device including a laminate in which an element portion is arranged on a resin substrate and is thermoformed into an arbitrary shape (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1等に開示されている従来の電子デバイスでは、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることに関して改善の余地があった。   However, the conventional electronic device disclosed in Patent Document 1 has room for improvement in terms of reducing the birefringence unique to the resin substrate.

本発明は、長手方向を有し延伸加工された熱可塑性樹脂からなる基板と、該基板上に配置された素子部とを含み、湾曲形状を有するように熱成形された積層体を備える電子デバイスにおいて、前記基板の主延伸方向と前記長手方向とが成す角度θが45°未満であることを特徴とする電子デバイスである。   The present invention relates to an electronic device including a laminate formed of a thermoplastic resin having a longitudinal direction and a stretched thermoplastic resin, and an element portion disposed on the substrate, and thermoformed so as to have a curved shape. The electronic device is characterized in that an angle θ formed by the main stretching direction of the substrate and the longitudinal direction is less than 45 °.

本発明によれば、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることができる。   According to the present invention, birefringence peculiar to a substrate made of resin can be reduced.

図1(A)及び図1(B)は、それぞれ一実施形態のエレクトロクロミック装置(熱成形前)の断面図、平面図である。1A and 1B are a cross-sectional view and a plan view, respectively, of an electrochromic device (before thermoforming) according to an embodiment. 変形例のエレクトロクロミック装置(熱成形前)の平面図である。It is a top view of the electrochromic device (before thermoforming) of a modification. 実施例1のエレクトロクロミック装置の断面図(熱成形前)である。It is sectional drawing (before thermoforming) of the electrochromic apparatus of Example 1. 実施例1のエレクトロクロミック装置(熱成形後)の断面図である。It is sectional drawing of the electrochromic apparatus (after thermoforming) of Example 1. FIG. 実施例1のエレクトロクロミック装置の製造フローを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a manufacturing flow of the electrochromic device of Example 1. 一実施形態のエレクトロクロミック装置を有する調光眼鏡について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light control glasses which have the electrochromic apparatus of one Embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<エレクトロクロミック装置の基本構成>
図1には、一実施形態の電子デバイスとしてのエレクトロクロミック装置10(熱成形前)の構成が概略的に示されている。図1(A)はエレクトロクロミック装置10(熱成形前)の断面図であり、図1(B)はエレクトロクロミック装置10(熱成形前)の平面図である。
<Basic configuration of electrochromic device>
FIG. 1 schematically shows a configuration of an electrochromic apparatus 10 (before thermoforming) as an electronic device according to an embodiment. 1A is a cross-sectional view of the electrochromic device 10 (before thermoforming), and FIG. 1B is a plan view of the electrochromic device 10 (before thermoforming).

エレクトロクロミック装置10は、図1(A)に示されるように、第1の基板11と、該第1の基板11上に配置された第1の電極層12と、該第1の電極層12上に配置されたエレクトロクロミック層13と、該エレクトロクロミック層13上に配置された第2の電極層14と、該第2の電極層14上に配置された第2の基板15とを含む積層体を備えている。   As shown in FIG. 1A, the electrochromic device 10 includes a first substrate 11, a first electrode layer 12 disposed on the first substrate 11, and the first electrode layer 12. A laminate including an electrochromic layer 13 disposed on the top, a second electrode layer 14 disposed on the electrochromic layer 13, and a second substrate 15 disposed on the second electrode layer 14. Has a body.

エレクトロクロミック装置10は、図1に示される長手方向を有するフラット形状の積層体が所望の湾曲形状(曲面形状)を有するように熱成形されたものであり、例えば調光レンズや調光ミラーとして用いられる。
ここで「湾曲形状」とは、曲率を持つ形状であり、例えば、球状、円筒状、円錐状、各種三次元(3D)形状などが挙げられる。なお、「湾曲形状」は、積層体の全体形状であっても良いし、積層体の部分形状であっても良い。
The electrochromic device 10 is thermoformed so that the flat laminate having the longitudinal direction shown in FIG. 1 has a desired curved shape (curved surface shape), for example, as a dimming lens or dimming mirror. Used.
Here, the “curved shape” is a shape having a curvature, and examples thereof include a spherical shape, a cylindrical shape, a conical shape, and various three-dimensional (3D) shapes. The “curved shape” may be the overall shape of the laminate or a partial shape of the laminate.

具体的には、エレクトロクロミック装置10は、第1及び第2の電極12、14間に印加される電圧(以下では「印加電圧」とも呼ぶ)や第1及び第2の電極12、14間を流れる電流(エレクトロクロミック層13を流れる電流)を制御することにより、光の透過率(以下では単に「透過率」とも呼ぶ)を制御できるため、例えば調光眼鏡のレンズ(調光レンズ)として用いることができる。   Specifically, the electrochromic device 10 includes a voltage applied between the first and second electrodes 12 and 14 (hereinafter also referred to as “applied voltage”) and a voltage between the first and second electrodes 12 and 14. By controlling the flowing current (current flowing through the electrochromic layer 13), the light transmittance (hereinafter, also simply referred to as “transmittance”) can be controlled. For example, it is used as a lens (light control lens) of light control glasses. be able to.

この際、少なくとも印加電圧の極性を可変(切り替え可能)にすることでエレクトロクロミック層13の発消色を制御でき、ひいてはエレクトロクロミック装置10の透過率を制御できる(例えば周囲が明るいときは透過率を低めに、周囲が暗いときは透過率を高めに制御できる)。   At this time, at least the polarity of the applied voltage can be made variable (switchable) to control the color generation / decoloration of the electrochromic layer 13 and thus the transmittance of the electrochromic device 10 can be controlled (for example, the transmittance when the surroundings are bright). If the surroundings are dark, the transmittance can be increased.

例えば、エレクトロクロミック装置10がレンズとして組み込まれる眼鏡フレームに、印加電圧を調整するためのダイヤル式、スライド式もしくはプッシュ式のスイッチ(調整部)を設けることにより透過率を手動で調整することが可能となる。   For example, it is possible to manually adjust the transmittance by providing a dial type, slide type or push type switch (adjustment unit) for adjusting the applied voltage on a spectacle frame in which the electrochromic device 10 is incorporated as a lens. It becomes.

例えば、エレクトロクロミック装置10がレンズとして組み込まれる眼鏡フレームに、周囲の明るさを検知する照度センサと、該照度センサの検知結果に応じて印加電圧を制御するマイコンとを設けることにより透過率を自動で調整することが可能となる。   For example, a spectacle frame in which the electrochromic device 10 is incorporated as a lens is provided with an illuminance sensor that detects ambient brightness and a microcomputer that controls an applied voltage according to the detection result of the illuminance sensor, thereby automatically transmitting the transmittance. It becomes possible to adjust with.

[基板]
第1及び第2の基板11、15は、いずれも熱可塑性樹脂からなる長手方向を有する透明な基板である。各基板の厚さは、熱成形を容易に行える点から、0.2mm〜1.0mmであることが好ましい。
[substrate]
The first and second substrates 11 and 15 are both transparent substrates having a longitudinal direction made of a thermoplastic resin. The thickness of each substrate is preferably 0.2 mm to 1.0 mm from the viewpoint of easy thermoforming.

なお、第1及び第2の基板は11、15の少なくとも一方は、エレクトロクロミック装置10の用途によっては、半透明もしくは不透明な基板であっても良い。また、エレクトロクロミック装置10の用途によっては、第1及び第2の基板11、15の一方を省略することもできる。   Note that at least one of the first and second substrates 11 and 15 may be a translucent or opaque substrate depending on the use of the electrochromic device 10. Further, depending on the application of the electrochromic device 10, one of the first and second substrates 11 and 15 can be omitted.

各基板の材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂全般を用いることができる。   As a material of each substrate, for example, general thermoplastic resins such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyester resin, polyurethane resin, polyimide resin, polyamide resin, and fluorine resin can be used.

ここでは、第1及び第2の基板11、15は、実質的に同一である。そこで、第1の基板11についての以下の説明は、第2の基板15についても当てはまる。   Here, the first and second substrates 11 and 15 are substantially the same. Therefore, the following description of the first substrate 11 also applies to the second substrate 15.

第1の基板11は、1軸延伸加工もしくは2軸延伸加工され、主延伸方向11cと長手方向11aとの成す角度θが略0°となっている(図1(B)参照)。図1(B)において、符号11bは、基板面内で長手方向11aに直交する方向(短手方向)を示している。   The first substrate 11 is uniaxially stretched or biaxially stretched, and the angle θ between the main stretching direction 11c and the longitudinal direction 11a is substantially 0 ° (see FIG. 1B). In FIG. 1 (B), the code | symbol 11b has shown the direction (short direction) orthogonal to the longitudinal direction 11a within a board | substrate surface.

ここで「主延伸方向」とは、1軸延伸加工の場合は当該1軸方向(唯一の延伸方向)を意味し、2軸延伸加工の場合は互いに直交する2つの延伸方向のうち、延伸率(延伸度)が低くない方の延伸方向を意味する。2軸延伸加工の場合であって2つの延伸方向の延伸率が等しい場合は、いずれの延伸方向を主延伸方向としても良い。   Here, the “main stretching direction” means the uniaxial direction (the only stretching direction) in the case of uniaxial stretching, and in the case of biaxial stretching, the stretching ratio of two stretching directions orthogonal to each other. The stretching direction in which the (stretching degree) is not low is meant. In the case of biaxial stretching, when the stretching ratios in the two stretching directions are equal, any stretching direction may be set as the main stretching direction.

各基板の製造方法としては、1軸延伸加工もしくは2軸延伸加工された熱可塑性樹脂からなる母材から、主延伸方向と長手方向が略平行となるように該長手方向を有する基板を切り出さしても良いし、長手方向を有する熱可塑性樹脂からなる母材を主延伸方向が該長手方向に略平行となるように1軸延伸加工もしくは2軸延伸加工しても良い。   As a manufacturing method of each substrate, a substrate having the longitudinal direction is cut out from a base material made of a thermoplastic resin subjected to uniaxial stretching processing or biaxial stretching processing so that the main stretching direction and the longitudinal direction are substantially parallel to each other. Alternatively, a base material made of a thermoplastic resin having a longitudinal direction may be uniaxially stretched or biaxially stretched so that the main stretching direction is substantially parallel to the longitudinal direction.

なお、各基板の主延伸方向と長手方向との成す角度θは略0°に限らず、要は、角度θが45°未満であることが好ましい(図2参照)。熱成形プロセスにおいて、基板の延伸による伸縮のしやすい方向と基板の形状による伸縮のしやすい方向があり、これらの方向を任意に組み合わせること(例えば基板の主延伸方向と長手方向との成す角度θを所定角度よりも小さくすること)で、ある程度基板の変形(熱伸縮)や残留応力をコントロールでき、後述するように低複屈折の湾曲形状を有するエレクトロクロミック装置を得ることができるからである。   Note that the angle θ formed between the main stretching direction and the longitudinal direction of each substrate is not limited to approximately 0 °, and in short, the angle θ is preferably less than 45 ° (see FIG. 2). In the thermoforming process, there are a direction that easily stretches due to stretching of the substrate and a direction that easily stretches due to the shape of the substrate, and any combination of these directions (for example, the angle θ formed between the main stretching direction and the longitudinal direction of the substrate) This is because the deformation (thermal expansion / contraction) and residual stress of the substrate can be controlled to some extent, and an electrochromic device having a low birefringence curved shape can be obtained as will be described later.

[電極層]
第1及び第2の電極層12、14の材料としては、透明導電性酸化物材料が好適であり、例えば、スズをドープした酸化インジウム(以下、「ITO」と称する)、フッ素をドープした酸化スズ(以下、「FTO」と称する)、アンチモンをドープした酸化スズ(以下、「ATO」と称する)などが挙げられる。これらの中でも、真空成膜により形成されたインジウム酸化物(以下、「In酸化物」と称する)、スズ酸化物(以下、「Sn酸化物」と称する)、及び亜鉛酸化物(以下、「Zn酸化物」と称する)のいずれか1つを含む無機材料が好ましい。
[Electrode layer]
The material of the first and second electrode layers 12 and 14 is preferably a transparent conductive oxide material such as tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as “ITO”), fluorine-doped oxide. Examples thereof include tin (hereinafter referred to as “FTO”), antimony-doped tin oxide (hereinafter referred to as “ATO”), and the like. Among these, indium oxide formed by vacuum film formation (hereinafter referred to as “In oxide”), tin oxide (hereinafter referred to as “Sn oxide”), and zinc oxide (hereinafter referred to as “Zn oxide”). Inorganic materials comprising any one of the "oxides" are preferred.

In酸化物、Sn酸化物、及びZn酸化物は、スパッタ法により、容易に成膜が可能な材料であると共に、良好な透明性と電気伝導度が得られる材料である。これらの中でも、InSnO、GaZnO、SnO、In2O3、ZnO、InZnOが特に好ましい。更に、電極層は結晶性が低いほど好ましい。結晶性が高いと熱成形により電極層が分断されやすいためである。この点から、アモルファス膜で高い導電性を示すIZO、AZOが好ましい。これらの電極層材料を用いる場合は、熱成形後における積層体の曲面での基板の長手方向の長さが、熱成形前における積層体の平面での基板の長手方向の長さに対して120%以下になるように熱成形することが好ましく、103%以下になるように熱成形することがより好ましい。   In oxides, Sn oxides, and Zn oxides are materials that can be easily formed by a sputtering method, and that can provide good transparency and electrical conductivity. Among these, InSnO, GaZnO, SnO, In2O3, ZnO, and InZnO are particularly preferable. Furthermore, the lower the crystallinity of the electrode layer, the better. This is because if the crystallinity is high, the electrode layer is easily divided by thermoforming. From this point, IZO and AZO which show high conductivity with an amorphous film are preferable. When these electrode layer materials are used, the length in the longitudinal direction of the substrate on the curved surface of the laminate after thermoforming is 120 relative to the length in the longitudinal direction of the substrate on the plane of the laminate before thermoforming. It is preferable to thermoform so that it may become less than%, and it is more preferable to thermoform so that it may become 103% or less.

また、透明性を有する銀、金、銅、アルミニウムを含有する導電性金属薄膜、カーボンナノチューブ、グラフェン等のカーボン膜、更に、導電性金属、導電性カーボン、導電性酸化物等のネットワーク電極、又はこれらの複合層も有用である。ネットワーク電極とは、カーボンナノチューブや他の高導電性の非透過性材料等を微細なネットワーク状に形成して透過率を持たせた電極である。ネットワーク電極は熱成形時に分断されにくい点から、好ましい。   In addition, conductive metal thin films containing silver, gold, copper, and aluminum having transparency, carbon films such as carbon nanotubes and graphene, and network electrodes such as conductive metals, conductive carbon, and conductive oxides, or These composite layers are also useful. The network electrode is an electrode in which carbon nanotubes or other highly conductive non-permeable materials are formed in a fine network shape to provide transmittance. The network electrode is preferable because it is difficult to be divided during thermoforming.

更に、電極層をネットワーク電極と導電性酸化物の積層構成又は導電性金属薄膜と導電性酸化物との積層構成とすることがより好ましい。積層構成にすることにより、エレクトロクロミック層をムラなく発消色させることができる。なお、導電性酸化物層はナノ粒子インクとして塗布形成することもできる。導電性金属薄膜と導電性酸化物の積層構成とは、具体的には、ITO/Ag/ITOなどの薄膜積層構成にて導電性と透明性を両立させた電極である。   Furthermore, it is more preferable that the electrode layer has a laminated structure of a network electrode and a conductive oxide or a laminated structure of a conductive metal thin film and a conductive oxide. By using a laminated structure, the electrochromic layer can be colored and decolored without unevenness. The conductive oxide layer can also be formed by coating as nanoparticle ink. Specifically, the laminated structure of the conductive metal thin film and the conductive oxide is an electrode that achieves both conductivity and transparency in a thin film laminated structure such as ITO / Ag / ITO.

各電極層の厚みは、エレクトロクロミック層13の酸化還元反応に必要な電気抵抗値が得られるように調整される。
各電極層の材料としてITO真空製膜を用いた場合、各電極層の厚みは、20nm〜500nmが好ましく、50nm〜200nmがより好ましい。
導電性酸化物層はナノ粒子インクとして塗布形成する場合の厚みは、0.2μm〜5μmが好ましい。また、ネットワーク電極の場合の厚みは、0.2μm〜5μmが好ましい。
The thickness of each electrode layer is adjusted so that an electrical resistance value necessary for the oxidation-reduction reaction of the electrochromic layer 13 is obtained.
When ITO vacuum film formation is used as the material of each electrode layer, the thickness of each electrode layer is preferably 20 nm to 500 nm, and more preferably 50 nm to 200 nm.
The thickness when the conductive oxide layer is applied and formed as nanoparticle ink is preferably 0.2 μm to 5 μm. The thickness in the case of the network electrode is preferably 0.2 μm to 5 μm.

更に、エレクトロクロミック装置10を調光ミラーとして利用する場合には、第1の電極層12及び第2の電極層14のいずれかが反射機能を有する構造であってもよい。その場合には、第1の電極層12及び第2の電極層14の材料として金属材料を含むことができる。金属材料としては、例えば、Pt、Ag、Au、Cr、Rh、Al又はこれらの合金、あるいはこれらの積層構成などが挙げられる。   Furthermore, when the electrochromic device 10 is used as a dimming mirror, either the first electrode layer 12 or the second electrode layer 14 may have a reflecting function. In that case, a metal material can be included as a material of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14. Examples of the metal material include Pt, Ag, Au, Cr, Rh, Al, alloys thereof, or a laminated structure thereof.

各電極層の作製方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などが挙げられる。また、第1の電極層12及び第2の電極層14の各々の材料が塗布形成できるものであれば、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の各種印刷法などが挙げられる。   Examples of the method for producing each electrode layer include a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method. Moreover, as long as each material of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14 can be formed by coating, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, Roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary coating method, spray coating method, nozzle coating method, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, reverse printing method, inkjet Various printing methods, such as a printing method, are mentioned.

[エレクトロクロミック層]
エレクトロクロミック層13は、エレクトロクロミック材料を含む層である。
このエレクトロクロミック材料としては、無機エレクトロクロミック化合物及び有機エレクトロクロミック化合物のいずれであっても構わない。また、エレクトロクロミズムを示すことで知られる導電性ポリマーを用いてもよい。
無機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタンなどが挙げられる。
有機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、ビオロゲン、希土類フタロシアニン、スチリルなどが挙げられる。
導電性ポリマーとしては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、又はそれらの誘導体などが挙げられる。
[Electrochromic layer]
The electrochromic layer 13 is a layer containing an electrochromic material.
This electrochromic material may be either an inorganic electrochromic compound or an organic electrochromic compound. Moreover, you may use the conductive polymer known by showing electrochromism.
Examples of the inorganic electrochromic compound include tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, and titanium oxide.
Examples of the organic electrochromic compound include viologen, rare earth phthalocyanine, and styryl.
Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or derivatives thereof.

エレクトロクロミック層13としては、導電性又は半導体性微粒子に有機エレクトロクロミック化合物を担持した構造を用いることが好ましい。具体的には、電極表面に粒径5nm〜50nm程度の微粒子を結着し、微粒子の表面にホスホン酸やカルボキシル基、シラノール基等の極性基を有する有機エレクトロクロミック化合物を吸着した構造である。 上記構造は、微粒子の大きな表面効果を利用して、効率よく有機エレクトロクロミック化合物に電子が注入されるため、従来のエレクトロクロミック表示素子と比較して高速応答が可能となる。更に、微粒子を用いることで表示層として透明な膜を形成することができるため、エレクトロクロミック化合物の高い発色濃度を得ることができる。また、複数種類の有機エレクトロクロミック化合物を導電性又は半導体性微粒子に担持することもできる。更に導電性粒子は電極層としての導電性を兼ねることができる。   As the electrochromic layer 13, it is preferable to use a structure in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles. Specifically, it has a structure in which fine particles having a particle size of about 5 nm to 50 nm are bound to the electrode surface, and an organic electrochromic compound having a polar group such as phosphonic acid, carboxyl group, silanol group or the like is adsorbed on the surface of the fine particle. In the above structure, since electrons are efficiently injected into the organic electrochromic compound by utilizing the large surface effect of the fine particles, a high-speed response is possible as compared with a conventional electrochromic display element. Furthermore, since a transparent film can be formed as a display layer by using fine particles, a high color density of the electrochromic compound can be obtained. Also, a plurality of types of organic electrochromic compounds can be supported on conductive or semiconductive fine particles. Furthermore, electroconductive particle can serve as electroconductivity as an electrode layer.

具体的には、ポリマー系及び色素系のエレクトロクロミック化合物としては、例えば、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、ジピリジン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、ベンジジン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系等の低分子系有機エレクトロクロミック化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 これらの中でも、発消色電位が低く良好な色値を示す点から、ビオロゲン系化合物、ジピリジン系化合物が好ましい。   Specifically, polymer-based and dye-based electrochromic compounds include, for example, azobenzene, anthraquinone, diarylethene, dihydroprene, dipyridine, styryl, styryl spiropyran, spirooxazine, spirothiopyran, thioindigo. , Tetrathiafulvalene, terephthalic acid, triphenylmethane, benzidine, triphenylamine, naphthopyran, viologen, pyrazoline, phenazine, phenylenediamine, phenoxazine, phenothiazine, phthalocyanine, Examples thereof include low molecular organic electrochromic compounds such as fluoran, fulgide, benzopyran, and metallocene, and conductive polymer compounds such as polyaniline and polythiophene. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, a viologen compound and a dipyridine compound are preferable from the viewpoint of a low color development / discoloration potential and a good color value.

また、金属錯体系及び金属酸化物系のエレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、プルシアンブルー等の無機系エレクトロクロミック化合物を用いることができる。
エレクトロクロミック化合物を担持する導電性又は半導体性微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、金属酸化物を用いることが好ましい。
As the metal complex-based and metal oxide-based electrochromic compounds, for example, inorganic electrochromic compounds such as titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, indium oxide, iridium oxide, nickel oxide, and Prussian blue are used. it can.
There is no restriction | limiting in particular as electroconductive or semiconductive fine particle which carries an electrochromic compound, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable to use a metal oxide.

金属酸化物の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性の点から、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、及び酸化タングステンから選択される少なくとも1種が好ましく、より発消色の応答速度に優れた色表示が可能である点から、酸化チタン又は酸化スズが特に好ましい。
Examples of the metal oxide material include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, boron oxide, magnesium oxide, strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, Metal oxides mainly composed of calcium oxide, ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, aluminosilicate, calcium phosphate, aluminosilicate, etc. Can be mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, from the viewpoint of physical properties such as electrical properties and optical properties such as electrical conductivity, from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, and tungsten oxide. At least one selected from the above is preferable, and titanium oxide or tin oxide is particularly preferable from the viewpoint that color display excellent in response speed of color development and decoloration is possible.

また、導電性又は半導体性微粒子の形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、エレクトロクロミック化合物を効率よく担持するために、単位体積当たりの表面積(以下では「比表面積」と呼ぶ)が大きい形状が用いられる。例えば、微粒子が、ナノ粒子の集合体であるときは、大きな比表面積を有するため、より効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色の表示コントラスト比が優れる。   The shape of the conductive or semiconductive fine particles is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. In order to efficiently carry the electrochromic compound, the surface area per unit volume (hereinafter referred to as “specific surface area”). ”) Is used. For example, when the fine particle is an aggregate of nanoparticles, it has a large specific surface area, so that the electrochromic compound is more efficiently supported and the display contrast ratio of color development and decoloration is excellent.

エレクトロクロミック層13及び導電性又は半導体性微粒子層は真空製膜により形成することも可能であるが、生産性の点で粒子分散ペーストとして塗布形成することが好ましい。
エレクトロクロミック層13の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.2μm〜5.0μmが好ましい。厚みが、0.2μm未満であると、発色濃度が得られにくくなることがあり、5.0μmを超えると、製造コストが増大すると共に、着色によって視認性が低下しやすくなることがある。
Although the electrochromic layer 13 and the conductive or semiconductive fine particle layer can be formed by vacuum film formation, it is preferably formed by coating as a particle-dispersed paste from the viewpoint of productivity.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the electrochromic layer 13, Although it can select suitably according to the objective, 0.2 micrometer-5.0 micrometers are preferable. When the thickness is less than 0.2 μm, it may be difficult to obtain the color density, and when it exceeds 5.0 μm, the manufacturing cost increases and the visibility may be easily lowered due to coloring.

以下に、本実施形態のエレクトロクロミック装置10の一実施例である実施例1のエレクトロクロミック装置10Aについて説明する。図3には、エレクトロクロミック装置10A(熱成形前)の断面図が示されている。   Hereinafter, an electrochromic device 10A of Example 1 which is an example of the electrochromic device 10 of the present embodiment will be described. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the electrochromic device 10A (before thermoforming).

[実施例1]
<実施例1のエレクトロクロミック装置の構成>
エレクトロクロミック装置10Aは、図3に示されるように、図1の構成に追加して、エレクトロクロミック層13と第2の電極層14との間に電解質層16が配置され、第1の電極層12、エレクトロクロミック層13、電解質層16及び第2の電極層14の側面を被覆する保護層17が第1及び第2の基板11、15間に設けられている。
[Example 1]
<Configuration of Electrochromic Device of Example 1>
As shown in FIG. 3, in the electrochromic device 10A, an electrolyte layer 16 is disposed between the electrochromic layer 13 and the second electrode layer 14 in addition to the configuration of FIG. 12, a protective layer 17 that covers the side surfaces of the electrochromic layer 13, the electrolyte layer 16, and the second electrode layer 14 is provided between the first and second substrates 11 and 15.

<実施例1のエレクトロクロミック装置の製造方法>
次に、エレクトロクロミック装置10Aの製造方法について、図5のフローチャートを参照して説明する。
最初のステップS1では、第1及び第2の基板11、15を作製する。具体的には、各基板として、長軸の長さ80mm、短軸の長さ55mm、厚み0.5mmの楕円型のポリカーボネイト基板を作製する。
このポリカーボネイト基板は、1軸延伸加工されたものであり、長軸方向(長手方向)と主延伸方向との成す角度θが略0°となっている。
<Method for Manufacturing Electrochromic Device of Example 1>
Next, a method for manufacturing the electrochromic device 10A will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the first step S1, the first and second substrates 11 and 15 are produced. Specifically, an elliptical polycarbonate substrate having a major axis length of 80 mm, a minor axis length of 55 mm, and a thickness of 0.5 mm is manufactured as each substrate.
This polycarbonate substrate is uniaxially stretched, and the angle θ between the major axis direction (longitudinal direction) and the main stretching direction is approximately 0 °.

次のステップS2では、第1の基板11上に第1の電極層12を形成する。具体的には、第1の基板11上に、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜して、第1の電極層12を形成する。   In the next step S <b> 2, the first electrode layer 12 is formed on the first substrate 11. Specifically, an ITO film is formed to a thickness of about 100 nm on the first substrate 11 by sputtering to form the first electrode layer 12.

次のステップS3では、第1の電極層12上にエレクトロクロミック層13を形成し、第1の積層構造体を作製する。
具体的には、ITO膜の表面に酸化チタンナノ粒子分散液(商品名:SP210、昭和タイタニウム株式会社製、平均粒子径:20nm)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、厚み約1.0μmの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成する。
続いて、下記の構造式Aで表されるエレクトロクロミック化合物を1.5質量%含む2,2,3,3−テトラフロロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布した後、120℃で10分間アニール処理を行うことにより、酸化チタン粒子膜に担持(吸着)させて、エレクトロクロミック層13を第1の電極層12上に形成する。
続いて、エレクトロクロミック層13上に、平均一次粒径20nmのSiO微粒子分散液(シリカ固形分濃度24.8質量%、ポリビニルアルコール1.2質量%、及び水74質量%)をスピンコートし、厚み2μmの絶縁性無機微粒子層を形成し、第1の積層構造体を得る。
[構造式A]

Figure 2018151432
In the next step S <b> 3, the electrochromic layer 13 is formed on the first electrode layer 12 to produce a first stacked structure.
Specifically, a titanium oxide nanoparticle dispersion (trade name: SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle size: 20 nm) is applied to the surface of the ITO film by spin coating, and annealed at 120 ° C. for 15 minutes. Thus, a nanostructured semiconductor material made of a titanium oxide particle film having a thickness of about 1.0 μm is formed.
Subsequently, a 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution containing 1.5% by mass of an electrochromic compound represented by the following structural formula A was applied by spin coating, and then annealed at 120 ° C. for 10 minutes. Is performed (adsorbed) on the titanium oxide particle film, and the electrochromic layer 13 is formed on the first electrode layer 12.
Subsequently, a SiO 2 fine particle dispersion liquid (silica solid content concentration 24.8 mass%, polyvinyl alcohol 1.2 mass%, and water 74 mass%) having an average primary particle diameter of 20 nm is spin-coated on the electrochromic layer 13. Then, an insulating inorganic fine particle layer having a thickness of 2 μm is formed to obtain a first laminated structure.
[Structural Formula A]
Figure 2018151432

次のステップS4では、第2の基板15上に第2の電極層14を形成し、第2の積層構造体を作製する。
具体的には、第2の基板15上に、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜して、第2の電極層14を形成する。
続いて、ITO膜の表面にATO粒子分散液[ATO平均粒子径:20nm、2,2,3,3−テトラフロロプロパノールの6質量%溶液にウレタン系結着剤(HW140SF、DIC社製)を6質量%添加した分散液]をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、厚み約1.0μmのATO粒子膜からなる劣化防止層を第2の電極層14上に形成し、第2の積層構造体を得る。
In the next step S <b> 4, the second electrode layer 14 is formed on the second substrate 15 to produce a second stacked structure.
Specifically, an ITO film is formed to a thickness of about 100 nm on the second substrate 15 by sputtering to form the second electrode layer 14.
Subsequently, an ATO particle dispersion (ATO average particle size: 20 nm, 6% by mass solution of 2,2,3,3-tetrafluoropropanol with urethane binder (HW140SF, manufactured by DIC) on the surface of the ITO film. 6% by mass dispersion liquid] is applied by spin coating and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to form an ATO particle film having a thickness of about 1.0 μm on the second electrode layer 14. To obtain a second laminated structure.

次のステップS5では、第1及び第2の積層構造体を接合して積層体を作製する。
具体的には、第1の積層構造体の絶縁性無機微粒子層表面に、ポリエチレンジアクリレート(PEG400DA 日本化薬社製)と、光重合開始剤(IRG184、BASF社製)と、電解質(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩)とを質量比(100:5:40)で混合した溶液を塗布し、第2の積層構造体上の劣化防止層面と貼り合わせ、紫外線(UV)硬化させて電解質層16を形成し、積層体を得る。
In the next step S5, the first and second laminated structures are joined to produce a laminated body.
Specifically, polyethylene diacrylate (PEG400DA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), photopolymerization initiator (IRG184, manufactured by BASF Corp.), electrolyte (1- A solution in which ethyl-3-methylimidazolium salt) is mixed at a mass ratio (100: 5: 40) is applied, bonded to the surface of the deterioration preventing layer on the second laminated structure, and ultraviolet (UV) cured. The electrolyte layer 16 is formed to obtain a laminate.

次のステップS6では、積層体に保護層を形成する。
具体的には、積層体の側面部に、紫外線硬化接着剤(商品名:KARAYAD R604、日本化薬株式会社製)を滴下し、紫外光照射により硬化させることで保護層17を3μmの厚みに形成する。
以上の工程により、図3に示される熱成形前のエレクトロクロミック装置10A(保護層17が形成された積層体)が作製される。
In the next step S6, a protective layer is formed on the laminate.
Specifically, an ultraviolet curable adhesive (trade name: KARAYAD R604, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is dropped on the side surface portion of the laminate, and the protective layer 17 is cured to a thickness of 3 μm by curing with ultraviolet light irradiation. Form.
Through the above steps, the electrochromic device 10A (laminated body on which the protective layer 17 is formed) before thermoforming shown in FIG. 3 is manufactured.

最後のステップS7では、保護層17が形成された積層体を、湾曲形状を有するように熱成形する。
具体的には、保護層17が形成された積層体を曲率半径約130mmの凸金型と凹金型に135℃で加熱しながら挟み込むことで3D球面形状を有するエレクトロクロミック装置10A(熱成形後)を作製する(図4参照)。図4は、熱成形後のエレクトロクロミック装置10Aの断面図である。図4において「素子部」は、第1の電極層12、エレクトロクロミック層13、電解質層16及び第2の電極層14を含んで構成される。
In the final step S7, the laminate on which the protective layer 17 is formed is thermoformed so as to have a curved shape.
Specifically, an electrochromic device 10A having a 3D spherical shape (after thermoforming) is sandwiched between a convex mold and a concave mold having a radius of curvature of about 130 mm while being heated at 135 ° C. ) (See FIG. 4). FIG. 4 is a cross-sectional view of the electrochromic device 10A after thermoforming. In FIG. 4, the “element portion” includes a first electrode layer 12, an electrochromic layer 13, an electrolyte layer 16, and a second electrode layer 14.

以下に、本実施形態のエレクトロクロミック装置10の他の実施例、比較例について、簡単に説明する。   Below, the other Example of the electrochromic apparatus 10 of this embodiment and a comparative example are demonstrated easily.

[実施例2]
実施例2では、各基板の形状を長辺80mm、短辺55mmの長方形とした以外は、実施例1と同じである。
[Example 2]
Example 2 is the same as Example 1 except that the shape of each substrate is a rectangle having a long side of 80 mm and a short side of 55 mm.

[実施例3]
実施例3では、各基板の主延伸方向と長軸方向(長手方向)との成す角度θを40°とした以外は、実施例1と同じである。
[Example 3]
Example 3 is the same as Example 1 except that the angle θ formed between the main stretching direction of each substrate and the major axis direction (longitudinal direction) is 40 °.

[比較例1]
比較例1では、各基板の主延伸方向と長軸方向(長手方向)との成す角度θを90°とした以外は、実施例1と同じである。すなわち、比較例1では、各基板の延伸方向と短軸方向(短手方向)との成す角度が0°である。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 is the same as Example 1 except that the angle θ formed between the main stretching direction of each substrate and the major axis direction (longitudinal direction) is 90 °. That is, in Comparative Example 1, the angle formed between the stretching direction of each substrate and the minor axis direction (short direction) is 0 °.

[比較例2]
比較例2では、各基板の形状を直径80mmの円形とした以外は、実施例1と同じである。すなわち、比較例2では、実施例1〜3に対して、各基板の形状が等方的である。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is the same as Example 1 except that each substrate has a circular shape with a diameter of 80 mm. That is, in Comparative Example 2, the shape of each substrate is isotropic with respect to Examples 1 to 3.

[比較例3]
比較例3では、各基板の形状を正方形(1辺80mm)とした以外は、実施例1と同じである。すなわち、比較例3では、実施例1〜3に対して、各基板の形状が等方的である。
[Comparative Example 3]
Comparative Example 3 is the same as Example 1 except that each substrate has a square shape (one side of 80 mm). That is, in Comparative Example 3, the shape of each substrate is isotropic with respect to Examples 1 to 3.

[比較例4]
比較例4では、各基板の主延伸方向と長軸方向(長手方向)との成す角度θを45°とした以外は、実施例1と同じである。
[Comparative Example 4]
Comparative Example 4 is the same as Example 1 except that the angle θ formed between the main stretching direction of each substrate and the major axis direction (longitudinal direction) is 45 °.

[比較例5]
比較例5では、各基板の主延伸方向と長軸方向(長手方向)との成す角度θを50°とした以外は、実施例1と同じである。
[Comparative Example 5]
Comparative Example 5 is the same as Example 1 except that the angle θ formed between the main stretching direction of each substrate and the major axis direction (longitudinal direction) is 50 °.

上記各実施例、各比較例において、回転検光子法を用いて、複屈折によるリタデーション(位相差)を測定した。具体的には、熱成形後のエレクトロクロミック装置の中心から40mmφの10点測定における最大値、最小値、平均値と、その外側10点測定における最大値、最小値、平均値を求めた。
なお、どの実施例、比較例のエレクトロクロミック装置も、熱成形前のフラットな状態では、リタデーションが100nmで、面内でほぼ均一であった。
In each of the above Examples and Comparative Examples, retardation (phase difference) due to birefringence was measured using a rotating analyzer method. Specifically, the maximum value, minimum value, and average value in 10-point measurement of 40 mmφ from the center of the electrochromic device after thermoforming, and the maximum value, minimum value, and average value in the outer 10-point measurement were obtained.
In any of the electrochromic devices of Examples and Comparative Examples, the retardation was 100 nm in a flat state before thermoforming, and was almost uniform in the plane.

次の表1には、実施例1〜3、比較例1〜5のリタデーションの測定結果が示されている。

Figure 2018151432
In the following Table 1, retardation measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 are shown.
Figure 2018151432

実施例1〜3の測定結果から、長手方向を有し、角度θ<45°を満たす基板を用いると、もとよりあるリタデーション(熱成形前のフラットな状態でのリタデーション)が大きく低減され、低複屈折の湾曲形状を有するエレクトロクロミック装置が製造できることが分かった。   From the measurement results of Examples 1 to 3, when a substrate having a longitudinal direction and satisfying an angle θ <45 ° is used, the original retardation (retardation in a flat state before thermoforming) is greatly reduced, resulting in low compounding. It has been found that an electrochromic device having a refractive curved shape can be manufactured.

比較例1の測定結果から、角度θが45°を大きく上回ると、リタデーションの平均が増加することが分かった。   From the measurement results of Comparative Example 1, it was found that the average retardation increased when the angle θ greatly exceeded 45 °.

比較例2の測定結果から、基板の形状が円形ではリタデーションの平均が熱成形前後で変化しないことが分かった。   From the measurement results of Comparative Example 2, it was found that the average retardation was not changed before and after thermoforming when the shape of the substrate was circular.

また、比較例3、比較例4の測定結果から、基板の形状が正方形の場合や、角度θが45°の場合は、リタデーションの平均が僅かに低減されるが、低複屈折といえるほどではないことが分かった。   Further, from the measurement results of Comparative Example 3 and Comparative Example 4, when the substrate shape is a square or when the angle θ is 45 °, the average retardation is slightly reduced, but it can be said to be low birefringence. I found that there was no.

また、比較例5の測定結果から、角度θが45°を僅かに上回ると、リタデーションの平均が熱変形前後でほとんど変化しないことが分かった。   Moreover, from the measurement results of Comparative Example 5, it was found that when the angle θ slightly exceeds 45 °, the average retardation is hardly changed before and after thermal deformation.

以上の説明から分かるように、低複屈折の湾曲形状を有するエレクトロクロミック装置を製造するためには、長手方向を有し、角度θ<45°を満たす基板を用いることが好ましい。   As can be seen from the above description, in order to manufacture an electrochromic device having a curved shape with low birefringence, it is preferable to use a substrate having a longitudinal direction and satisfying an angle θ <45 °.

また、基板の外周に歪みを寄せることで、基板の中心から広範囲に低複屈折部が得られていることが分かった。   Further, it was found that a low birefringence portion was obtained in a wide range from the center of the substrate by straining the outer periphery of the substrate.

[実施例5]
実施例5では、実施例1で作製したエレクトロクロミック装置10Aを中心から40mmφでトリミングし、端に残る複屈折部分を排除し、複屈折の無い調光レンズを作製した。
[Example 5]
In Example 5, the electrochromic device 10A manufactured in Example 1 was trimmed at 40 mmφ from the center to eliminate the birefringent portion remaining at the end, and a dimming lens having no birefringence was manufactured.

作製した調光レンズの発消色を確認した。具体的には、第1の基板11の端部及び第2の基板15の端部の一部を剥離し、第1の電極層12のコンタクト部及び第2の電極層14のコンタクト部を形成し、第1の電極層12と第2の電極層14との間に、第1の電極層12がマイナス極となるように−3.5Vの電圧を3秒間印加させたところ、この調光レンズが上記構造式Aのエレクトロクロミック化合物に由来するマゼンタ色に発色することが確認できた。また、作製した調光レンズは、低複屈折のため、角度に依存した色味の変化が無く、光学用調光レンズとして使用できることが確認できた。   The color generation / decoloration of the produced light control lens was confirmed. Specifically, the end portion of the first substrate 11 and a part of the end portion of the second substrate 15 are peeled to form the contact portion of the first electrode layer 12 and the contact portion of the second electrode layer 14. When a voltage of −3.5 V is applied between the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14 for 3 seconds so that the first electrode layer 12 becomes a negative pole, this dimming is performed. It was confirmed that the lens developed a magenta color derived from the electrochromic compound of the structural formula A. Moreover, since the produced light control lens had low birefringence, it was confirmed that there was no change in color depending on the angle, and that it could be used as an optical light control lens.

<エレクトロクロミック装置の応用例>
本実施形態のエレクトロクロミック装置10は、例えば、調光眼鏡、防眩ミラー、調光ガラスなどに好適に用いられる。これらの中でも、調光眼鏡が好ましい。
<Application examples of electrochromic devices>
The electrochromic device 10 of the present embodiment is suitably used for, for example, dimming glasses, antiglare mirrors, dimming glass, and the like. Among these, dimming glasses are preferable.

ここで、図6は、エレクトロクロミック装置10を有する機器の一例としての調光眼鏡100を示す斜視図である。調光眼鏡100は、図6に示されるように、調光レンズとしての2つのエレクトロクロミック装置10と、眼鏡フレーム52と、スイッチ53と、電源54とを有する。各エレクトロクロミック装置10は、調光眼鏡の調光レンズとして機能するよう所望の形状に加工されている。   Here, FIG. 6 is a perspective view showing dimming glasses 100 as an example of a device having the electrochromic device 10. As shown in FIG. 6, the light control glasses 100 include two electrochromic devices 10 as light control lenses, a spectacle frame 52, a switch 53, and a power source 54. Each electrochromic device 10 is processed into a desired shape so as to function as a light control lens of light control glasses.

2つのエレクトロクロミック装置10は、眼鏡フレーム52に組み込まれている。眼鏡フレーム52には、スイッチ53及び電源54が設けられている。電源54は、スイッチ53を介して配線により、第1の電極層及び第2の電極層と電気的に接続されている。
スイッチ53を切り替えることにより、例えば、第1の電極層と第2の電極層との間にプラス電圧を印加する状態、マイナス電圧を印加する状態、電圧を印加しない状態の中から1つの状態を選択可能である。
スイッチ53としては、例えばスライドスイッチ、プッシュスイッチ、ロータリースイッチ等の任意のスイッチを用いることができる。ただし、少なくとも上記3つの状態を切り替え可能なスイッチに限る。
The two electrochromic devices 10 are incorporated in the spectacle frame 52. The spectacle frame 52 is provided with a switch 53 and a power source 54. The power source 54 is electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer by wiring through the switch 53.
By switching the switch 53, for example, one state is selected from a state in which a positive voltage is applied between the first electrode layer and the second electrode layer, a state in which a negative voltage is applied, and a state in which no voltage is applied. Selectable.
As the switch 53, for example, an arbitrary switch such as a slide switch, a push switch, or a rotary switch can be used. However, it is limited to a switch that can switch at least the above three states.

電源54としては、例えば、ボタン電池、太陽電池等の任意の直流電源を用いることができる。電源54は、第1の電極層と第2の電極層との間にプラスマイナス数V程度の電圧を印加可能である。
例えば、第1の電極層と第2の電極層との間にプラス電圧を印加することにより、2つのエレクトロクロミック装置10が所定の色に発色する。また、第1の電極層と第2の電極層との間にマイナス電圧を印加することにより、2つのエレクトロクロミック装置10が消色し透明となる。
ただし、エレクトロクロミック層に使用する材料の特性により、第1の電極層と第2の電極層との間にマイナス電圧を印加することにより発色し、プラス電圧を印加することにより消色し透明となる場合もある。なお、一度発色した後は、第1の電極層と第2の電極層との間に電圧を印加しなくても発色は継続する。
As the power source 54, for example, an arbitrary DC power source such as a button battery or a solar battery can be used. The power source 54 can apply a voltage of about plus or minus several volts between the first electrode layer and the second electrode layer.
For example, by applying a positive voltage between the first electrode layer and the second electrode layer, the two electrochromic devices 10 are colored in a predetermined color. Moreover, by applying a negative voltage between the first electrode layer and the second electrode layer, the two electrochromic devices 10 are decolored and become transparent.
However, depending on the characteristics of the material used for the electrochromic layer, color is developed by applying a negative voltage between the first electrode layer and the second electrode layer, and the color is erased and transparent by applying a positive voltage. Sometimes it becomes. Note that once the color is developed, the color development continues even if no voltage is applied between the first electrode layer and the second electrode layer.

以上説明した本実施形態のエレクトロクロミック装置10は、長手方向を有し延伸加工された熱可塑性樹脂からなる第1の基板11(基板)と、該第1の基板11上に配置された素子部とを含み、湾曲形状を有するように熱成形された積層体を備える電子デバイスにおいて、第1の基板11の主延伸方向と第1の基板11の長手方向とが成す角度θが45°未満であることを特徴とする電子デバイスである。
この場合、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることができる。
また、上記角度θは、40°以下であることが好ましい。
また、上記角度θは、略0°であることが更に好ましい。
The electrochromic device 10 according to the present embodiment described above includes a first substrate 11 (substrate) made of a thermoplastic resin having a longitudinal direction and stretched, and an element portion arranged on the first substrate 11. And an angle θ formed by the main stretching direction of the first substrate 11 and the longitudinal direction of the first substrate 11 is less than 45 ° in an electronic device comprising a laminate that is thermoformed to have a curved shape An electronic device is characterized by being.
In this case, birefringence peculiar to the substrate made of resin can be reduced.
The angle θ is preferably 40 ° or less.
The angle θ is more preferably approximately 0 °.

また、上記湾曲形状は、曲率半径が20mm以上かつ200mm以下であることが好ましい。このような湾曲形状としては、例えばエレクトロクロミック装置10が調光レンズや調光ミラーとして用いられる場合のレンズ面やミラー面の球面形状や非球面形状が挙げられる。
また、素子部は、第1の基板11上に配置された第1の電極層12と、第1の電極層12に対向して配置された第2の電極層14と、第1及び第2の電極層12、14間に配置されたエレクトロクロミック層13(機能層)と、を含むことが好ましい。
また、エレクトロクロミック装置10は、例えば調光レンズ、調光ミラー等の調光用光学素子として用いられることが好ましい。
また、エレクトロクロミック装置10は、トリミング加工によって得られることが好ましい。
また、素子部は、第1及び第2の基板11、15間に配置されていることが好ましい。
また、エレクトロクロミック装置10を調光レンズとして備える調光眼鏡(機器)によれば、周囲の明るさに応じた所望の調光が可能な調光眼鏡を実現できる。
The curved shape preferably has a radius of curvature of 20 mm or more and 200 mm or less. Examples of such a curved shape include a spherical shape and an aspherical shape of a lens surface or mirror surface when the electrochromic device 10 is used as a dimming lens or dimming mirror.
The element section includes a first electrode layer 12 disposed on the first substrate 11, a second electrode layer 14 disposed opposite to the first electrode layer 12, and first and second elements. And an electrochromic layer 13 (functional layer) disposed between the electrode layers 12 and 14.
The electrochromic device 10 is preferably used as a light control optical element such as a light control lens or a light control mirror.
The electrochromic device 10 is preferably obtained by trimming.
In addition, the element portion is preferably disposed between the first and second substrates 11 and 15.
Moreover, according to the light control glasses (equipment) provided with the electrochromic device 10 as a light control lens, it is possible to realize light control glasses capable of desired light control according to ambient brightness.

また、本実施形態のエレクトロクロミック装置10の製造方法は、長手方向を有し延伸加工された熱可塑性樹脂からなり、主延伸方向と前記長手方向とが成す角度が45°未満である基板上に素子部を配置して積層体を作製する工程と、積層体を、湾曲形状を有するように熱成形する工程と、を含む電子デバイスの製造方法である。
この場合、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることができる。
In addition, the method of manufacturing the electrochromic device 10 according to the present embodiment is made of a thermoplastic resin having a longitudinal direction and stretched, and an angle formed by the main stretching direction and the longitudinal direction is less than 45 °. An electronic device manufacturing method includes a step of disposing an element portion to produce a laminated body, and a step of thermoforming the laminated body so as to have a curved shape.
In this case, birefringence peculiar to the substrate made of resin can be reduced.

以上、本発明の電子デバイスとして、エレクトロクロミック装置を例にとって説明したが、本発明の電子デバイスは、エレクトロクロミック装置の他、有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL装置)、太陽電池、半導体装置(例えば半導体レーザ)、電子ペーパー、液晶素子等の基板上に素子部が配置されるデバイス全般(単独で使用されるものや機器に組み込まれるものを含む)に適用可能である。特に、上記実施形態で説明した、基板上に素子部が配置され湾曲形状を有するように熱成形されるデバイスであれば、低複屈折を実現でき、ひいては所望の光学特性を得ることができる。   As described above, the electrochromic device has been described as an example of the electronic device of the present invention. However, the electronic device of the present invention is not only an electrochromic device but also an organic electroluminescence device (organic EL device), a solar cell, a semiconductor device (for example, The present invention is applicable to all devices (including those used alone or incorporated in equipment) in which an element portion is disposed on a substrate such as a semiconductor laser, electronic paper, or a liquid crystal element. In particular, the device described in the above embodiment that is thermoformed so that the element portion is disposed on the substrate and has a curved shape can achieve low birefringence, and thus desired optical characteristics.

以下に、発明者らが、上記実施形態を発案するに至った思考プロセスについて説明する。   Below, the inventors will explain the thought process that led to the idea of the above embodiment.

近年、電子デバイスの製造に際し、曲面形状をはじめとして、さまざまな形状の基板上へ素子を実装することが要求されている。
しかし、従来のガラス基板では、このような要求に応えるのが難しくなってきた。
In recent years, when manufacturing electronic devices, it is required to mount elements on substrates of various shapes including curved shapes.
However, it has become difficult for conventional glass substrates to meet such requirements.

そこで、このような要求に応えるために、加工性の良さに加え、軽量、安価、耐衝撃性を兼ね備えた樹脂性フィルム基板上に素子を実装する技術が既に開発されている。
しかし、汎用の樹脂フィルム基板を用いた際には、もともと複屈折が存在したり、新たに曲げによって光弾性による複屈折も発生する(フラット基板で光学的に等方でも曲げると複屈折の影響が出る)ため、光学用途には不向きである。
Therefore, in order to meet such demands, a technique for mounting an element on a resinous film substrate having lightness, low cost, and impact resistance in addition to good workability has already been developed.
However, when a general-purpose resin film substrate is used, birefringence originally exists, or birefringence due to photoelasticity is newly generated by bending (the effect of birefringence when bent even optically isotropically on a flat substrate). Therefore, it is not suitable for optical applications.

例えば、特許文献1(特開2015−26472号公報)には、容易にかつ簡易な設備で曲面等の任意の形状に加工可能なフレキシブル電子デバイスの製造方法を提供する目的で、樹脂層を素子表面の両側に有し、前記素子が基板層上に配設されたフレキシブル電子デバイスの製造方法であって、基板層を構成する熱可塑性樹脂部分若しくは熱硬化性樹脂部分及び樹脂層の熱変形温度以上であり、かつ素子の耐熱温度以下に加熱して、素子の耐圧力限界値以下の圧力で前記基板層及び樹脂層を押圧することにより金型の形状に追従させた後または追従させると同時に、前記熱変形温度より低い温度になるまで冷却することで形状形成を行うことを特徴としていて、樹脂部がバリア層やバリア層基材となり得る材料を用いる構成が開示されている。
しかし、特許文献1では、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることに関して改善の余地があった。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-26472), a resin layer is used as an element for the purpose of providing a method of manufacturing a flexible electronic device that can be easily processed into an arbitrary shape such as a curved surface with simple equipment. A method of manufacturing a flexible electronic device having the element on both sides of a surface and disposed on a substrate layer, the thermoplastic resin portion or the thermosetting resin portion constituting the substrate layer, and the heat deformation temperature of the resin layer At the same time as or after following the shape of the mold by pressing the substrate layer and the resin layer at a pressure equal to or lower than the pressure resistance limit value of the element by heating to below the heat resistant temperature of the element. , Forming a shape by cooling to a temperature lower than the thermal deformation temperature, and a configuration using a material in which the resin portion can be a barrier layer or a barrier layer base material is disclosed. .
However, in Patent Document 1, there is room for improvement with respect to reducing birefringence specific to a substrate made of resin.

そこで、樹脂からなる基板に特有の複屈折を低減させることを目的として、上記実施形態を発案するに至った。   Therefore, the above-described embodiment has been proposed for the purpose of reducing birefringence peculiar to a resin substrate.

10、10A…エレクトロクロミック装置(電子デバイス)、11…第1の基板(基板)、11a…長手方向、11c…主延伸方向、12…第1の電極、13…エレクトロクロミック層(機能層)、14…第2の電極、15…第2の基板(基板)、100…調光眼鏡(機器)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A ... Electrochromic apparatus (electronic device), 11 ... 1st board | substrate (board | substrate), 11a ... Longitudinal direction, 11c ... Main extending | stretching direction, 12 ... 1st electrode, 13 ... Electrochromic layer (functional layer), 14 ... 2nd electrode, 15 ... 2nd board | substrate (board | substrate), 100 ... Dimming glasses (apparatus).

特開2015−26472号公報JP 2015-26472 A

Claims (11)

長手方向を有し延伸加工された熱可塑性樹脂からなる基板と、該基板上に配置された素子部とを含み、湾曲形状を有するように熱成形された積層体を備える電子デバイスにおいて、
前記基板の主延伸方向と前記長手方向とが成す角度が45°未満であることを特徴とする電子デバイス。
In an electronic device comprising a laminate made of a thermoplastic resin having a longitudinal direction and stretched, and an element portion arranged on the substrate, the laminate being thermoformed so as to have a curved shape,
An electronic device, wherein an angle formed between a main stretching direction of the substrate and the longitudinal direction is less than 45 °.
前記角度は、40°以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 1, wherein the angle is 40 ° or less. 前記角度は、略0°であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 1, wherein the angle is approximately 0 °. 前記湾曲形状は、曲率半径が20mm以上かつ200mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 1, wherein the curved shape has a curvature radius of 20 mm or more and 200 mm or less. 前記素子部は、
前記基板上に配置された第1の電極層と、
前記第1の電極層に対向して配置された第2の電極層と、
前記第1及び第2の電極層間に配置された機能層と、を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子デバイス。
The element portion is
A first electrode layer disposed on the substrate;
A second electrode layer disposed opposite the first electrode layer;
The electronic device according to claim 1, further comprising: a functional layer disposed between the first and second electrode layers.
前記機能層は、エレクトロクロミック層であることを特徴とする請求項5に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 5, wherein the functional layer is an electrochromic layer. 当該電子デバイスは、調光用光学素子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子デバイス。   The said electronic device is an optical element for light control, The electronic device as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 当該電子デバイスは、トリミング加工によって得られる請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子デバイス。   The said electronic device is an electronic device as described in any one of Claims 1-7 obtained by trimming process. 前記基板は、2つあり、
前記素子部は、前記2つの基板間に配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子デバイス。
There are two substrates,
The electronic device according to claim 1, wherein the element unit is disposed between the two substrates.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の電子デバイスを備える機器。   An apparatus comprising the electronic device according to any one of claims 1 to 9. 長手方向を有し延伸加工された熱可塑性樹脂からなり、主延伸方向と前記長手方向とが成す角度が45°未満である基板上に素子部を配置して積層体を作製する工程と、
前記積層体を、湾曲形状を有するように熱成形する工程と、を含む電子デバイスの製造方法。
A step of producing a laminate by disposing an element portion on a substrate having a longitudinal direction and made of a stretched thermoplastic resin, and an angle formed between the main stretching direction and the longitudinal direction is less than 45 °;
Thermoforming the laminated body so as to have a curved shape.
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