JP2022176332A - エレクトロクロミック調光部材、光透過性導電ガラスフィルムおよびエレクトロクロミック調光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】低抵抗およびフレキシブル性に優れるエレクトロクロミック調光部材、該エレクトロクロミック調光部材に用いられる光透過性導電ガラスフィルム、および、該エレクトロクロミック調光部材を含むエレクトロクロミック調光素子を提供すること。【解決手段】本発明のエレクトロクロミック調光部材は、ガラスフィルムと、光透過性導電層と、エレクトロクロミック調光層とをこの順に備え、該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える。【選択図】図１
Description
本発明は、エレクトロクロミック調光部材、光透過性導電ガラスフィルムおよびエレクトロクロミック調光素子に関する。
従来より、電気化学的な酸化還元反応により、光透過量や色彩などが変化するエレクトロクロミック材料を用いた電流駆動型の調光装置が知られている。例えば、作用電極シート、対極シート、エレクトロクロミック化合物および電解質を含み、作用電極シートがガラスシートおよび透明導電性酸化物膜を備えるエレクトロクロミック素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のエレクトロクロミック素子では、透明導電性酸化膜として、結晶性ＩＴＯ膜からなる単層が用いられている。
しかるに、エレクトロクロミック素子においては、エレクトロクロミック化合物の応答性の改良、省エネルギーなどの観点から、作用電極シートなどの電極基板の表面抵抗値を低く（低抵抗化）することが求められている。低抵抗化の方法として、ＩＴＯ膜の膜厚を厚くする方法が検討される。
しかしながら、ＩＴＯ膜の膜厚を厚くすると、電極基板を曲げた際にクラックが生じ易くなる。エレクトロクロミック素子は、電流駆動であるため、電極基板にクラックが生じると、クラック部分におけるエレクトロクロミック化合物の酸化還元が阻害され、調光機能が著しく低下する不具合が生じる。具体的には、例えば、着色または脱色時の均一性が低下し、色ムラが発生する場合がある。また、ＩＴＯ膜の膜厚を厚くしたエレクトロクロミック素子は、透明性が低く、調光窓などの用途には好ましくない。
本発明の課題は、低抵抗およびフレキシブル性に優れるエレクトロクロミック調光部材、該エレクトロクロミック調光部材に用いられる光透過性導電ガラスフィルム、および、該エレクトロクロミック調光部材を含むエレクトロクロミック調光素子を提供することにある。
本発明のエレクトロクロミック調光部材は、ガラスフィルムと、光透過性導電層と、エレクトロクロミック調光層とをこの順に備え、該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える。
１つの実施形態においては、上記光透過性導電層の表面抵抗値が、５０Ω／□以下である。
１つの実施形態においては、上記第１インジウム系導電性酸化物層および前記第２インジウム系導電性酸化物層が、非晶質膜である。
１つの実施形態においては、上記ガラスフィルムの厚みが、２０μｍ～２００μｍである。
本発明の別の局面によれば、光透過性導電ガラスフィルムが提供される。この光透過性導電ガラスフィルムは、ガラスフィルムと、該ガラスフィルムの片側に配置された光透過性導電層とを備え、該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える。
１つの実施形態においては、上記光透過性導電ガラスフィルムは、上記エレクトロクロミック調光部材に用いられる。
本発明のさらに別の局面によれば、エレクトロクロミック調光素子が提供される。このエレクトロクロミック調光素子は、上記エレクトロクロミック調光部材と、電極基板とを備え、該電極基板が、該エレクトロクロミック調光部材の前記エレクトロクロミック調光層側に配置される。
１つの実施形態においては、上記光透過性導電層の表面抵抗値が、５０Ω／□以下である。
１つの実施形態においては、上記第１インジウム系導電性酸化物層および前記第２インジウム系導電性酸化物層が、非晶質膜である。
１つの実施形態においては、上記ガラスフィルムの厚みが、２０μｍ～２００μｍである。
本発明の別の局面によれば、光透過性導電ガラスフィルムが提供される。この光透過性導電ガラスフィルムは、ガラスフィルムと、該ガラスフィルムの片側に配置された光透過性導電層とを備え、該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える。
１つの実施形態においては、上記光透過性導電ガラスフィルムは、上記エレクトロクロミック調光部材に用いられる。
本発明のさらに別の局面によれば、エレクトロクロミック調光素子が提供される。このエレクトロクロミック調光素子は、上記エレクトロクロミック調光部材と、電極基板とを備え、該電極基板が、該エレクトロクロミック調光部材の前記エレクトロクロミック調光層側に配置される。
本発明のエレクトロクロミック調光部材（ならびに、光透過性導電ガラスフィルムおよびエレクトロクロミック調光素子）は、光透過性導電層が低抵抗であるため、エレクトロクロミック調光層の応答性および省エネルギーに優れる。また、本発明のエレクトロクロミック調光部材はガラスフィルムを備え、ガラス板同等の耐擦傷性およびバリア性を有するため、高い信頼性を有する。具体的には、樹脂フィルムを基材として用いた場合に生じ得る不具合（例えば、水分などの環境因子の影響による外観不良等の不具合）を回避して、高い信頼性を有する。さらに、ガラスフィルムはフレキシブル性に優れるため、ロールトゥロール方式での製造が可能であり、生産性が向上する。
以下、本発明の代表的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
Ａ．エレクトロクロミック（ＥＣ）調光部材の全体構成
図１は、本発明の１つの実施形態によるエレクトロクロミック調光部材（以下、ＥＣ調光部材ともいう）の概略断面図である。この実施形態によるＥＣ調光部材１００は、ガラスフィルム１０と、光透過性導電層２０と、エレクトロクロミック調光層（以下、ＥＣ調光層ともいう）３０とをこの順に備える。１つの実施形態においては、ＥＣ調光部材１００は、ガラスフィルム１０と、光透過性導電層２０と、ＥＣ調光層３０のみから構成される。また、ガラスフィルム１０および光透過性導電層２０は、光透過性導電ガラスフィルム１１０を構成する。光透過性導電ガラスフィルム１１０は、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子において、電極として機能し得る。
図１は、本発明の１つの実施形態によるエレクトロクロミック調光部材（以下、ＥＣ調光部材ともいう）の概略断面図である。この実施形態によるＥＣ調光部材１００は、ガラスフィルム１０と、光透過性導電層２０と、エレクトロクロミック調光層（以下、ＥＣ調光層ともいう）３０とをこの順に備える。１つの実施形態においては、ＥＣ調光部材１００は、ガラスフィルム１０と、光透過性導電層２０と、ＥＣ調光層３０のみから構成される。また、ガラスフィルム１０および光透過性導電層２０は、光透過性導電ガラスフィルム１１０を構成する。光透過性導電ガラスフィルム１１０は、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子において、電極として機能し得る。
光透過性導電層２０は、第１インジウム系導電性酸化物層２１と、金属層２２と、第２インジウム系導電性酸化物層２３とを、ガラスフィルム１０側からこの順に備える。
本発明においては、金属層を介して積層された第１インジウム系導電性酸化物層と第２インジウム系導電性酸化物層とを配置することにより、低抵抗な光透過性導電層が形成される。このような光透過性導電層を形成することにより、エレクトロクロミック調光層の応答性が向上する。また、エネルギー消費の少ないＥＣ調光部材を得ることができる。さらには、上記光透過性導電層を備えるＥＣ調光部材は、光透過性にも優れる。
また、金属層を介して、第１インジウム系導電性酸化物層と第２インジウム系導電性酸化物層とを積層することにより、金属層の可視光反射率が高い場合であっても（例えば、波長５５０ｎｍの反射率が１５％以上、さらには、３０％以上であっても）、可視光透過率が高い光透過性導電層（結果として、可視光透過率が高いＥＣ調光部材）が形成される。
さらに、本願発明のＥＣ調光部材は、基材としてガラスフィルムが用いられる。ガラスフィルムは、環境因子による悪影響を受けがたく、上記ＥＣ調光部材は、信頼性に優れ、過酷な状況下で使用される製品にも好適に用いられ得る。
Ｂ．ガラスフィルム
ガラスフィルムは、ＥＣ調光部材の機械強度を確保するための支持材として機能し得る。ガラスフィルムは、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子が備える電極基板の一部であり得る。
ガラスフィルムは、ＥＣ調光部材の機械強度を確保するための支持材として機能し得る。ガラスフィルムは、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子が備える電極基板の一部であり得る。
ガラスフィルムとしては、任意の適切な製造方法で得られたものが用いられ得る。代表的には、ガラスフィルムは、シリカやアルミナ等の主原料と、芒硝や酸化アンチモン等の消泡剤と、カーボン等の還元剤とを含む混合物を、１４００℃～１６００℃の温度で溶融し、薄板状に成形した後、冷却して作製される。
ガラスフィルムの成形方法は、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法、フロート法等が挙げられる。これらのうちフュージョン法によって成形したガラスフィルムは、フロート法によって成形した場合のように表面が錫等で汚染されていないので研磨処理を行う必要がなく、また表面の平滑性及び薄型化を確保することができる。これらの観点から、フュージョン法を用いるのが好ましい。
ガラスフィルムの厚みは、好ましくは２０μｍ～２００μｍであり、より好ましくは５０μｍ～１５０μｍである。このような範囲であれば、フレキシブル性に優れ、ロールトゥロール方式のプロセスを採用しやすいエレクトロクロミック調光部材を得ることができる。
ガラスフィルムの２３℃におけるヤング率Ｅｇは、通常７０ＧＰａ程度であるが、好ましくは５０～１２０ＧＰａ、より好ましくは６０～８０ＧＰａ、さらに好ましくは６５～７５ＧＰａである。ヤング率とは、幅方向１０ｍｍの短冊状の試料を２３℃においてチャック間５０ｍｍ、速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、得られる応力－ひずみ（Ｓ－Ｓ）曲線において最大接線の傾きより算出される値をいう。
ガラスフィルムの幅は、好ましくは５０ｍｍ～２０００ｍｍであり、より好ましくは１００ｍｍ～１０００ｍｍである。
ガラスフィルムは、好ましくは長尺状のガラスリボンである。長尺状である場合、その長さは、好ましくは１００ｍ以上であり、より好ましくは５００ｍ以上である。
ガラスロールの２３℃における曲げ応力は２０ＧＰａ以上であることが好ましい。
１つの実施形態においては、上記ガラスフィルムに代えて、樹脂フィルム付きのガラス基材が用いられ得る。樹脂フィルム付きのガラス基材は、上記ガラスフィルムに樹脂フィルムを積層して構成される。ガラスフィルムと樹脂フィルムとは、任意の適切な粘着剤または接着剤を介して積層され得る。樹脂フィルム付きのガラス基材は、強度に優れ、ロールトゥロール方式のプロセスにより好適であるという点で有利である。
樹脂フィルムは、任意の適切な樹脂材料から構成される。当該樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、ナイロン、セロファン、シリコーン樹脂等が挙げられる。
樹脂フィルムの幅は、ガラスフィルムの幅に対して、好ましくは１％～２０％であり、より好ましくは３％～１５％である。また、ガラスフィルムの全面を補強する場合、樹脂フィルムの幅は、ガラスフィルムの幅に対して、好ましくは８０％～１１０％であり、より好ましくは９０％～１００％である。
樹脂フィルムのヤング率は、好ましくは０．１～２０ＧＰａ、より好ましくは０．５～１０ＧＰａ、さらに好ましくは２～５ＧＰａである。
樹脂フィルムの厚みは、特に制限されず、好ましくは２μｍ～２００μｍであり、より好ましくは１０μｍ～１５０μｍであり、さらに好ましくは２０μｍ～１００μｍである。
樹脂フィルムの２３℃におけるヤング率（ＧＰａ）と厚み（μｍ）との積は、１００×１０３ｐａ・ｍ以上であることが好ましい。
樹脂フィルムの長さは、ガラスフィルムの長さに応じて、任意の適切な長さとされ得る。
Ｃ．光透過性導電層
光透過性導電層は、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子が備える電極基板の一部であり得、外部電源からの電流をＥＣ調光層に通電させる機能を有する。
光透過性導電層は、ＥＣ調光部材が適用されたエレクトロクロミック調光素子が備える電極基板の一部であり得、外部電源からの電流をＥＣ調光層に通電させる機能を有する。
上記のとおり、光透過性導電層は、ガラスフィルム側から順に、第１インジウム系導電性酸化物層（以下、第１酸化物層とも略する）と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層（以下、第２酸化物層とも略する）とを備える。１つの実施形態においては、光透過性導電層は、第１酸化物層と、金属層と、第２酸化物層のみからなる。
光透過性導電層の表面抵抗値Ｒは、例えば、５０Ω／□以下、好ましくは、３０Ω／□以下、より好ましくは、２０Ω／□以下、さらに好ましくは、１５Ω／□以下であり、また、例えば、０．１Ω／□以上、好ましくは、１Ω／□以上、より好ましくは、５Ω／□以上である。光透過性導電層の表面抵抗値は、例えば、光透過性導電ガラスフィルム１１０の光透過性導電層の４表面に対して、ＪＩＳ Ｋ７１９４（１９９４年）の４探針法に準拠して測定することができる。
光透過性導電層の比抵抗は、例えば、２．５×１０－４Ω・ｃｍ以下、好ましくは、２．０×１０－４Ω・ｃｍ以下、より好ましくは、１．１×１０－４Ω・ｃｍ以下であり、また、例えば、０．０１×１０－４Ω・ｃｍ以上、好ましくは、０．１×１０－４Ω・ｃｍ以上、より好ましくは、０．５×１０－４Ω・ｃｍ以上である。光透過性導電層の比抵抗は、光透過性導電層の厚みと、光透過性導電層の表面抵抗値とを用いて算出される。
光透過性導電層の厚みは、例えば、２０ｎｍ以上、好ましくは、４０ｎｍ以上、より好ましくは、６０ｎｍ以上、さらに好ましくは、８０ｎｍ以上であり、また、例えば、１５０ｎｍ以下、好ましくは、１２０ｎｍ以下、より好ましくは、１００ｎｍ以下である。
Ｃ－１．第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）
第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）は、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、第１酸化物層は、第２酸化物層とともに、金属層の可視光反射率を抑制し、光透過性導電層の可視光透過率を向上させるための光学調整層でもある。
第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）は、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、第１酸化物層は、第２酸化物層とともに、金属層の可視光反射率を抑制し、光透過性導電層の可視光透過率を向上させるための光学調整層でもある。
第１酸化物層は、導電性酸化物として、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）を含有する。導電性酸化物として、金属原子がドープされたインジウム酸化物を用いてもよい。該金属原子としては、例えば、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗからなる群より選択される少なくとも１種の金属原子が挙げられる。
第１酸化物層中の導電性酸化物としては、低抵抗および透明性の観点から、好ましくは、インジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ）、インジウムガリウム複合酸化物（ＩＧＯ）、インジウムガリウム亜鉛複合酸化物（ＩＧＺＯ）などが挙げられ、より好ましくは、ＩＴＯが挙げられる。
ＩＴＯに含有される酸化スズ（ＳｎＯ２）の含有量は、酸化スズおよび酸化インジウムの合計量に対して、例えば、０．５質量％以上、好ましくは、３質量％以上、より好ましくは、６質量％以上、さらに好ましくは、８質量％以上、特に好ましくは、１０質量％以上であり、また、例えば、３５質量％以下、好ましくは、２０質量％以下、より好ましくは、１５質量％以下、さらに好ましくは、１３質量％以下である。酸化インジウムの含有量は、酸化スズの含有量の残部である。ＩＴＯに含有される酸化スズの含有量を、好適な範囲とすることにより、ＩＴＯ膜の経時での膜質変化を抑制しやすい。
第１酸化物層中の導電性酸化物は、結晶質および非晶質のいずれであってもよい。金属層の均一形成の観点から、好ましくは、非晶質である。すなわち、第１酸化物層は、好ましくは、非晶質膜であり、より好ましくは、非晶質ＩＴＯ膜である。なお、本明細書においては、２５，０００倍での平面ＴＥＭ画像において、結晶粒が占める面積割合が８０％以下（好ましくは、０％以上５０％以下）である場合に、非晶質であるとし、８０％超過である場合に、結晶質であるとする。
第１酸化物層中、導電性酸化物（好ましくはＩＴＯ）の含有割合は、例えば、９５質量％以上、好ましくは、９８質量％以上、より好ましくは、９９質量％以上であり、また、例えば、１００質量％以下である。
第１酸化物層の厚みは、例えば、５ｎｍ以上、好ましくは、２０ｎｍ以上、より好ましくは、３０ｎｍ以上であり、また、例えば、６０ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下である。第１酸化物層の厚みが上記範囲であれば、光透過性導電層の可視光透過率を高い水準に調整しやすい。第１酸化物層の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察により測定される。
Ｃ－２．金属層
金属層は、第１酸化物層および第２酸化物層とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、金属層は、光透過性導電層の表面抵抗値を低くする低抵抗化層でもある。
金属層は、第１酸化物層および第２酸化物層とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、金属層は、光透過性導電層の表面抵抗値を低くする低抵抗化層でもある。
金属層は、任意の適切な金属により形成される。当該金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｒｕ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｗ、Ｚｒ、ＴａおよびＨｆからなる群から選択される１種の金属が挙げられる。また、これらの金属を２種以上含有する合金を用いてもよい。
金属として、好ましくは、銀（Ａｇ）、銀合金が挙げられ、より好ましくは、銀合金が挙げられる。銀または銀合金を用いれば、抵抗値が小さく、かつ、近赤外線領域の平均反射率が特に高い光透過性導電層を形成することができる。このような光透過性導電層を備えるエレクトロクロミック調光部材は、屋外や窓に使用される用途にも好適である。光透過性導電ガラスフィルムの近赤外線（波長８５０～２５００ｎｍ）の平均反射率は、例えば、１０％以上、好ましくは、２０％以上、より好ましくは、５０％以上であり、また、例えば、９５％以下、好ましくは、９０％以下である。
銀合金としては、例えば、Ａｇ－Ｃｕ合金、Ａｇ－Ｐｄ合金、Ａｇ－Ｓｎ合金、Ａｇ－Ｉｎ合金、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ－Ｇｅ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ａｕ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ｓｎ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ｉｎ合金、Ａｇ－Ｒｕ－Ｃｕ合金、Ａｇ－Ｒｕ－Ａｕ合金、Ａｇ－Ｎｄ合金、Ａｇ－Ｍｇ合金、Ａｇ－Ｃａ合金、Ａｇ－Ｎａ合金などが挙げられる。低抵抗、湿熱耐久性の観点から、銀合金として、好ましくは、Ａｇ－Ｃｕ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ｉｎ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ｓｎ合金、Ａｇ－Ｐｄ合金、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金などが挙げられる。
銀合金中、銀の含有割合は、例えば、８０質量％以上、好ましくは、９０質量％以上、より好ましくは、９５質量％以上であり、また、例えば、９９．９質量％以下である。銀合金におけるその他の金属の含有割合は、上記した銀の含有割合の残部である。
金属層の厚みは、例えば、１ｎｍ以上、好ましくは、５ｎｍ以上であり、また、例えば、２０ｎｍ以下、好ましくは、１０ｎｍ以下である。このような範囲であれば、光透過性に優れる光透過性導電層を形成することができる。金属層の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察により測定される。
Ｃ－３．第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）
第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）は、第１酸化物層および金属層とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、第２酸化物層は、金属層の可視光反射率を抑制し、光透過性導電層の可視光透過率を向上させるための光学調整層でもある。
第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）は、第１酸化物層および金属層とともに、光透過性導電層に導電性を付与する導電層である。また、第２酸化物層は、金属層の可視光反射率を抑制し、光透過性導電層の可視光透過率を向上させるための光学調整層でもある。
第２酸化物層は、導電性酸化物として、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）を含有する。第２酸化物層を形成する導電性酸化物としては、Ｃ－１項で例示した導電性酸化物が挙げられ、好ましくは、ＩＴＯが挙げられる。また、第２酸化物層は、好ましくは、非晶質膜であり、より好ましくは、非晶質ＩＴＯ膜である。
第２酸化物層中、導電性酸化物（好ましくはＩＴＯ）の含有割合は、例えば、９５質量％以上、好ましくは、９８質量％以上、より好ましくは、９９質量％以上であり、また、例えば、１００質量％以下である。
第２酸化物層の厚みは、例えば、５ｎｍ以上、好ましくは、２０ｎｍ以上、さらに好ましくは、３０ｎｍ以上であり、また、例えば、６０ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下である。第２酸化物層の厚みが上記範囲であれば、光透過性導電層の可視光透過率を高い水準に調整しやすい。第２酸化物層の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察により測定される。
第２酸化物層の厚みの、第１酸化物層の厚みに対する比（第２酸化物層の厚み／第１酸化物層の厚み）は、例えば、０．５以上、好ましくは、０．７５以上、また、例えば、１．５以下、好ましくは、１．２５以下である。
第２酸化物層の厚みの、金属層の厚みに対する比（第２酸化物層の厚み／金属層の厚み）は、例えば、２．０以上、好ましくは、３．０以上であり、また、例えば、１０以下、好ましくは、８．０以下である。
Ｄ．ＥＣ調光層
ＥＣ調光層は、光透過性導電層を介して通電される電流によって、光透過率や色彩を変化させる調光層である。
ＥＣ調光層は、光透過性導電層を介して通電される電流によって、光透過率や色彩を変化させる調光層である。
１つの実施形態においては、図１に示すように、ＥＣ調光層３０は、光透過性導電層２０側から順に、第１エレクトロクロミック化合物層（以下、第１ＥＣ層ともいう）３１と、電解質層３２と、第２エレクトロクロミック化合物層（以下、第２ＥＣ層ともいう）３３とを備える。
ＥＣ調光層の厚みは、例えば、０．１μｍ以上５０００μｍ以下である。
Ｄ－１．第１エレクトロクロミック化合物層（第１ＥＣ層）
第１ＥＣ層は、第２ＥＣ層とともに、第１ＥＣ層に流れる電流に応じて、その光透過率や色彩を変化させる調光層である。
第１ＥＣ層は、第２ＥＣ層とともに、第１ＥＣ層に流れる電流に応じて、その光透過率や色彩を変化させる調光層である。
第１ＥＣ層は任意の適切なエレクトロクロミック化合物から形成される。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、酸化バナジウム、酸化インジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、プルシアオンブルーなどの無機系エレクトロクロミック化合物；例えば、フタロシアニン系化合物、スチリル系化合物、ビオロゲン系化合物、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの有機系エレクトロクロミック化合物などが挙げられる。
第１ＥＣ層の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上３０００μｍ以下である。
Ｄ－２．電解質層
電解質層は、第１ＥＣ層および第２ＥＣ層を構成するエレクトロクロミック化合物に効率よく通電させるための層である。
電解質層は、第１ＥＣ層および第２ＥＣ層を構成するエレクトロクロミック化合物に効率よく通電させるための層である。
電解質層は、液状電解質およびその液状電解質を封止する封止材から形成されていてもよく、また、固体状電解質膜から形成されていてもよい。
電解質層を形成する電解質としては限定されず、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯＯ、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ４、Ｍｇ(ＣｌＯ４)２、Ｍｇ(ＢＦ４)２などのアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩などが挙げられる。また、４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩なども挙げられる。
電解質層として液状電解質を用いる場合は、好ましくは、電解質とともに有機溶媒を併用する。有機溶媒は、電解質を溶解すれば限定的でなく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、メチルカーボネートなどのカーボネート類；例えば、テトラヒドロフランなどのフラン類；例えば、γ－ブチロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
電解質層の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上３０００μｍ以下である。
Ｄ－３．第２エレクトロクロミック化合物層（第２ＥＣ層）
第２ＥＣ層は、第１ＥＣ層とともに、第２ＥＣ層に流れる電流に応じて、その光透過率や色彩を変化させる調光層である。
第２ＥＣ層は、第１ＥＣ層とともに、第２ＥＣ層に流れる電流に応じて、その光透過率や色彩を変化させる調光層である。
第２ＥＣ層は任意の適切なエレクトロクロミック化合物から形成される。該エレクトロクロミック化合物としては、特に限定されず、Ｄ－１項で例示したエレクトロクロミック化合物が用いられ得る。
第２ＥＣ層の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上３０００μｍ以下である。
Ｅ．光透過性導電ガラスフィルム
図２は、本発明の１つの実施形態による光透過性導電ガラスフィルムの概略平面図である。この実施形態による光透過性導電ガラスフィルム１１０は、ガラスフィルム１０と、ガラスフィルム１０の片側に配置された光透過性導電層２０とを備える。１つの実施形態においては、光透過性導電性フィルム１１０は、ガラスフィルム１０と光透過性導電層２０のみからなる。
図２は、本発明の１つの実施形態による光透過性導電ガラスフィルムの概略平面図である。この実施形態による光透過性導電ガラスフィルム１１０は、ガラスフィルム１０と、ガラスフィルム１０の片側に配置された光透過性導電層２０とを備える。１つの実施形態においては、光透過性導電性フィルム１１０は、ガラスフィルム１０と光透過性導電層２０のみからなる。
ガラスフィルムの詳細は、上記Ｂ項で説明したとおりである。
光透過性導電層の詳細は、上記Ｃ項で説明したとおりである。すなわち、光透過性導電ガラスフィルム１１０は、第１インジウム系導電性酸化物層２１と、金属層２２と、第２インジウム系導電性酸化物層２３とを、ガラスフィルム１０側からこの順に備える。
光透過性導電ガラスフィルムの厚みは、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。
光透過性導電ガラスフィルムの可視光透過率は、例えば、６０％以上、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、８５％以上であり、また、例えば、９５％以下である。本発明においては、第１酸化物層と第２酸化物層との間に金属層を配置することにより、該金属層の可視光反射率が高い場合であっても、可視光透過率が高い光透過性導電ガラスフィルムを得ることができる。
Ｆ．ＥＣ調光部材の製造方法
ＥＣ調光部材は、任意の適切な方法により製造され得る。以下、ＥＣ調光部材の製造方法の代表例を示す。
ＥＣ調光部材は、任意の適切な方法により製造され得る。以下、ＥＣ調光部材の製造方法の代表例を示す。
ＥＣ調光部材を製造するには、まず、光透過性導電ガラスフィルムを作製し、次いで、光透過性導電ガラスフィルムにＥＣ調光層を形成する。
光透過性導電ガラスフィルムは、ガラスフィルム上に、第１酸化物層、金属層および第２の酸化物層を形成して得られる。これら各層の形成方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。１つの実施形態においては、乾式法が用いられる。より具体的には、乾式法として、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。好ましくは、マグネトロンスパッタリング法等のスパッタリング法が用いられる。
スパッタリング法で用いられるガスとしては、例えば、Ａｒなどの不活性ガスが挙げられる。また、必要に応じて、酸素などの反応性ガスを併用することができる。反応性ガスを併用する場合において、反応性ガスの流量比は、特に限定されず、反応性ガスの流量の、不活性ガスの流量に対する比で、例えば、０．１／１００以上、好ましくは、１／１００以上であり、また、例えば、５／１００以下である。１つの実施形態においては、第１酸化物層の形成において、ガスとして、好ましくは、不活性ガスおよび反応性ガスが併用される。金属層の形成において、ガスとして、好ましくは、不活性ガスが単独使用される。第２酸化物層の形成において、ガスとして、好ましくは、不活性ガスおよび反応性ガスが併用される。
スパッタリング法を採用する場合、ターゲット材としては、各層を構成する上述の無機酸化物または金属が挙げられる。
スパッタリング法で用いられる電源には限定はなく、例えば、ＤＣ電源、ＭＦ／ＡＣ電源およびＲＦ電源の単独使用または併用が挙げられ、好ましくは、ＤＣ電源が挙げられる。
光透過性導電層は、必要に応じて、エッチングによって、配線パターンなどのパターン形状に形成してもよい。
ＥＣ調光層は、公知の材料を用いることができる。ＥＣ調光層と、第２インジウム系導電性酸化物層とが接触するように、ＥＣ調光層を光透過性導電ガラスフィルムの上面に配置する。これによって、ＥＣ調光部材が得られる。なお、上記した製造方法を、ロールトゥロール方式で実施できる。また、一部または全部をバッチ方式で実施することもできる。
Ｇ．エレクトロクロミック調光素子
図３は、本発明の１つの実施形態によるエレクトロクロミック調光素子（ＥＣ調光素子）の概略断面図である。この実施形態によるＥＣ調光素子２００は、ＥＣ調光部材１００と、ＥＣ調光部材１００の片側に配置された電極基板（上側電極基板）１２０とを備える。ＥＣ調光部材１００としては、Ａ項～Ｄ項で説明したＥＣ調光部材が用いられ得る。電極基板１２０は、ＥＣ調光部材１１０のＥＣ調光層３０側に配置され得る。１つの実施形態においては、ＥＣ調光素子２００は、ＥＣ調光部材１１０と電極基板１２０のみから構成される。
図３は、本発明の１つの実施形態によるエレクトロクロミック調光素子（ＥＣ調光素子）の概略断面図である。この実施形態によるＥＣ調光素子２００は、ＥＣ調光部材１００と、ＥＣ調光部材１００の片側に配置された電極基板（上側電極基板）１２０とを備える。ＥＣ調光部材１００としては、Ａ項～Ｄ項で説明したＥＣ調光部材が用いられ得る。電極基板１２０は、ＥＣ調光部材１１０のＥＣ調光層３０側に配置され得る。１つの実施形態においては、ＥＣ調光素子２００は、ＥＣ調光部材１１０と電極基板１２０のみから構成される。
電極基板１２０としては、上記光透過性導電ガラスフィルム１１０が用いられ得る。すなわち、電極基板１２０は、光透過性導電層２０と、ガラスフィルム１０とを、ＥＣ調光部材１００からこの順に備え得る。このように電極基板１２０（光透過性導電ガラスフィルム１１０）が配置されたＥＣ調光素子１２０は、一対の光透過性導電性フィルム１１０の間に、ＥＣ調光層３０が配置された構成であり得る。なお、上記のとおり、電極基板１２０と対向して配置される光透過性導電ガラスフィルム１１０は、ＥＣ調光素子の下側電極として機能し得る。
本発明のＥＣ調光素子は、光透過性導電層の表面抵抗値が低く、低抵抗である。そのため、ＥＣ調光層の応答性および省エネルギーに優れる。また、上記ＥＣ調光素子は、ガラスフィルムを備え、ガラス板同等の耐擦傷性およびバリア性を有するため、高い信頼性を有する。具体的には、樹脂フィルムを基材として用いた場合に生じ得る不具合（例えば、水分などの環境因子の影響による外観不良等の不具合）を回避して、高い信頼性を有する。さらに、ガラスフィルムはフレキシブル性に優れるため、ロールトゥロール方式での製造が可能であり、生産性が向上する。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
［実施例１］
（ガラスフィルムの用意）
厚みが１００μｍのガラスフィルムロールを用意した。
（第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）の形成）
次いで、ガラスフィルムロールを真空スパッタ装置に設置して、未搬送時の気圧が４×１０－３Ｐａとなるまで真空排気した（脱ガス処理）。この時、スパッタリングガス（ＡｒおよびＯ２）を導入しない状態で、ガラスフィルムの一部を搬送し、２×１０－２Ｐａまで気圧が上がることを確認した。これにより、ガラスフィルムロールに十分な量のガスが残存していることを確認した。
次いで、ガラスフィルムロールを繰り出しながら、ガラスフィルムの上面に、スパッタリングにより、非晶質ＩＴＯからなり、厚みが４０ｎｍである第１インジウム系導電性酸化物層を形成した。具体的には、ＡｒおよびＯ２を導入した気圧０．３Ｐａの真空雰囲気下（流量比はＡｒ：Ｏ２＝１００：１．４）で、直流（ＤＣ）電源を用いて、１２質量％の酸化スズと８８質量％の酸化インジウムとの焼結体からなるターゲットをスパッタリングした。
（金属層の形成）
Ａｇ－Ｃｕ合金からなり、厚みが８ｎｍである金属層を、スパッタリングにより、第１インジウム系導電性酸化物層の上面に形成した。具体的には、Ａｒを導入した気圧０．３Ｐａの真空雰囲気で、電源として、直流（ＤＣ）電源を用い、Ａｇ合金（三菱マテリアル社製、品番「Ｎｏ．３１７」）をスパッタリングした。
（第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）の形成）
非晶質ＩＴＯからなり、厚みが３８ｎｍである第２インジウム系導電性酸化物層を、金属層の上面に、スパッタリングにより、形成した。具体的には、ＡｒおよびＯ２を導入した気圧０．４Ｐａの真空雰囲気下（流量比はＡｒ：Ｏ２＝１００：１．５）で、直流（ＤＣ）電源を用いて、１２質量％の酸化スズと８８質量％の酸化インジウムとの焼結体からなるターゲットをスパッタリングした。
上記の操作により、ガラスフィルムの上に、順に、第１インジウム系導電性酸化物層、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層が形成された光透過性導電ガラスフィルムを得た。
得られた光透過性導電ガラスフィルムを、大気雰囲気下で１４０℃、３０分の条件で、加熱した。
（ガラスフィルムの用意）
厚みが１００μｍのガラスフィルムロールを用意した。
（第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）の形成）
次いで、ガラスフィルムロールを真空スパッタ装置に設置して、未搬送時の気圧が４×１０－３Ｐａとなるまで真空排気した（脱ガス処理）。この時、スパッタリングガス（ＡｒおよびＯ２）を導入しない状態で、ガラスフィルムの一部を搬送し、２×１０－２Ｐａまで気圧が上がることを確認した。これにより、ガラスフィルムロールに十分な量のガスが残存していることを確認した。
次いで、ガラスフィルムロールを繰り出しながら、ガラスフィルムの上面に、スパッタリングにより、非晶質ＩＴＯからなり、厚みが４０ｎｍである第１インジウム系導電性酸化物層を形成した。具体的には、ＡｒおよびＯ２を導入した気圧０．３Ｐａの真空雰囲気下（流量比はＡｒ：Ｏ２＝１００：１．４）で、直流（ＤＣ）電源を用いて、１２質量％の酸化スズと８８質量％の酸化インジウムとの焼結体からなるターゲットをスパッタリングした。
（金属層の形成）
Ａｇ－Ｃｕ合金からなり、厚みが８ｎｍである金属層を、スパッタリングにより、第１インジウム系導電性酸化物層の上面に形成した。具体的には、Ａｒを導入した気圧０．３Ｐａの真空雰囲気で、電源として、直流（ＤＣ）電源を用い、Ａｇ合金（三菱マテリアル社製、品番「Ｎｏ．３１７」）をスパッタリングした。
（第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）の形成）
非晶質ＩＴＯからなり、厚みが３８ｎｍである第２インジウム系導電性酸化物層を、金属層の上面に、スパッタリングにより、形成した。具体的には、ＡｒおよびＯ２を導入した気圧０．４Ｐａの真空雰囲気下（流量比はＡｒ：Ｏ２＝１００：１．５）で、直流（ＤＣ）電源を用いて、１２質量％の酸化スズと８８質量％の酸化インジウムとの焼結体からなるターゲットをスパッタリングした。
上記の操作により、ガラスフィルムの上に、順に、第１インジウム系導電性酸化物層、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層が形成された光透過性導電ガラスフィルムを得た。
得られた光透過性導電ガラスフィルムを、大気雰囲気下で１４０℃、３０分の条件で、加熱した。
［比較例１］
第１インジウム系導電性酸化物層の厚みを３０ｎｍとし、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光透過性導電ガラスフィルムを得た。
第１インジウム系導電性酸化物層の厚みを３０ｎｍとし、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光透過性導電ガラスフィルムを得た。
［比較例２］
第１インジウム系導電性酸化物層の厚みを１００ｎｍとし、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光透過性導電ガラスフィルムを得た。
第１インジウム系導電性酸化物層の厚みを１００ｎｍとし、金属層および第２インジウム系導電性酸化物層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光透過性導電ガラスフィルムを得た。
［評価］
得られた光透過性導電ガラスフィルムを以下の評価に供した。結果を表１に示す。
（１）光透過性導電層の表面抵抗値
ＪＩＳ Ｋ７１９４（１９９４年）の４探針法に準拠して、光透過性導電層の初期の表面抵抗値Ｒ０を測定した。その結果を表１に示す。
（２）可視光透過率
ヘーズメーター（スガ試験機社製、装置名「ＨＧＭ－２ＤＰ）を用いて、光透過性導電ガラスフィルムの全光線透過率を測定し、可視光透過率とした。
（３）応答性
実施例および比較例で得られた光透過性導電ガラスフィルムを用い、下記のようにして、５００×５００ｍｍのＥＣ調光素子を製造した。得られたＥＣ調光素子に電流を流し、ＥＣ調光層の色彩が変化する時間を測定した。ＥＣ調光層の色彩が変化する時間が６０秒以内の場合を〇と評価し、６０秒より長い場合を×と評価した。
（ＥＣ調光素子の製造）
実施例１で得られた光透過性導電ガラスフィルムを２枚準備し、これらをＥＣ調光素子の上側電極基板および下側電極基板として用い、ＥＣ調光素子を製造した。具体的には、市販のＥＣ調光層（エレクトロクロミック化合物層／電解質層／エレクトロクロミック化合物層）の両面に、光透過性導電ガラスフィルムを積層し、ＥＣ調光素子を製造した。
比較例１および２についても、これらの実験例で得られた光透過性導電ガラスフィルムを用いて、上記同様に、ＥＣ調光素子を製造した。
得られた光透過性導電ガラスフィルムを以下の評価に供した。結果を表１に示す。
（１）光透過性導電層の表面抵抗値
ＪＩＳ Ｋ７１９４（１９９４年）の４探針法に準拠して、光透過性導電層の初期の表面抵抗値Ｒ０を測定した。その結果を表１に示す。
（２）可視光透過率
ヘーズメーター（スガ試験機社製、装置名「ＨＧＭ－２ＤＰ）を用いて、光透過性導電ガラスフィルムの全光線透過率を測定し、可視光透過率とした。
（３）応答性
実施例および比較例で得られた光透過性導電ガラスフィルムを用い、下記のようにして、５００×５００ｍｍのＥＣ調光素子を製造した。得られたＥＣ調光素子に電流を流し、ＥＣ調光層の色彩が変化する時間を測定した。ＥＣ調光層の色彩が変化する時間が６０秒以内の場合を〇と評価し、６０秒より長い場合を×と評価した。
（ＥＣ調光素子の製造）
実施例１で得られた光透過性導電ガラスフィルムを２枚準備し、これらをＥＣ調光素子の上側電極基板および下側電極基板として用い、ＥＣ調光素子を製造した。具体的には、市販のＥＣ調光層（エレクトロクロミック化合物層／電解質層／エレクトロクロミック化合物層）の両面に、光透過性導電ガラスフィルムを積層し、ＥＣ調光素子を製造した。
比較例１および２についても、これらの実験例で得られた光透過性導電ガラスフィルムを用いて、上記同様に、ＥＣ調光素子を製造した。
本発明の光学積層体は電流駆動型の調光装置に好適に用いられる。
１０ ガラスフィルム
２０ 光透過性導電層
２１ 第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）
２２ 金属層
２３ 第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）
３０ エレクトロクロミック調光層（ＥＣ調光層）
３１ 第１エレクトロクロミック化合物層（第１ＥＣ層）
３２ 電解質層
３３ 第２エレクトロクロミック化合物層（第２ＥＣ層）
１００ エレクトロクロミック調光部材（ＥＣ調光部材）
１１０ 光透過性導電ガラスフィルム
２００ エレクトロクロミック調光素子
２０ 光透過性導電層
２１ 第１インジウム系導電性酸化物層（第１酸化物層）
２２ 金属層
２３ 第２インジウム系導電性酸化物層（第２酸化物層）
３０ エレクトロクロミック調光層（ＥＣ調光層）
３１ 第１エレクトロクロミック化合物層（第１ＥＣ層）
３２ 電解質層
３３ 第２エレクトロクロミック化合物層（第２ＥＣ層）
１００ エレクトロクロミック調光部材（ＥＣ調光部材）
１１０ 光透過性導電ガラスフィルム
２００ エレクトロクロミック調光素子
Claims (7)
- ガラスフィルムと、光透過性導電層と、エレクトロクロミック調光層とをこの順に備え、
該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える、
エレクトロクロミック調光部材。 - 前記光透過性導電層の表面抵抗値が、５０Ω／□以下である、請求項１に記載のエレクトロクロミック調光部材。
- 前記第１インジウム系導電性酸化物層および前記第２インジウム系導電性酸化物層が、非晶質膜である、請求項１または２に記載のエレクトロクロミック調光部材。
- 前記ガラスフィルムの厚みが、２０μｍ～２００μｍである、請求項１から３のいずれかに記載のエレクトロクロミック調光部材。
- ガラスフィルムと、該ガラスフィルムの片側に配置された光透過性導電層とを備え、
該光透過性導電層が、第１インジウム系導電性酸化物層と、金属層と、第２インジウム系導電性酸化物層とを、該ガラスフィルム側からこの順に備える、
光透過性導電ガラスフィルム。 - 請求項１から４のいずれかに記載のエレクトロクロミック調光部材に用いられる、請求項５に記載の光導電性ガラスフィルム。
- 請求項１から４のいずれかに記載のエレクトロクロミック調光部材と、
電極基板とを備え、
該電極基板が、該エレクトロクロミック調光部材の前記エレクトロクロミック調光層側に配置される、
エレクトロクロミック調光素子。
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