JP2600830B2 - 耐候性を増したエレクトロクロミック素子 - Google Patents
耐候性を増したエレクトロクロミック素子Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/155—Electrodes
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- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/155—Electrodes
- G02F2001/1557—Side by side arrangements of working and counter electrodes
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐候性を増すために改良したエレクトロクロ
ミック素子に関するものである。
ミック素子に関するものである。
以下エレクトロクロミックを「EC」と略称する。
〔従来の技術〕 電圧を印加すると、可逆的に電解酸化または還元反応
が起こり、可逆的に着消色する現象をエレクトロクロミ
ズムと言う。
が起こり、可逆的に着消色する現象をエレクトロクロミ
ズムと言う。
このような現象を示すEC物質を用いて、電圧操作によ
り着消色するEC素子を作り、光量制御素子や各種表示用
素子に利用する試みがなされている。
り着消色するEC素子を作り、光量制御素子や各種表示用
素子に利用する試みがなされている。
EC素子の好ましい薄膜タイプの構造の一例を示すと、
電極層/EC層／イオン導電層／電極層のような４層構
造、電極層／還元着色型EC層／イオン導電層／可逆的
電解酸化層ないし酸化着色型EC層／電極層のような５層
構造があげられる。この場合、電極層の少なくとも一方
は透明でなければならない。
電極層/EC層／イオン導電層／電極層のような４層構
造、電極層／還元着色型EC層／イオン導電層／可逆的
電解酸化層ないし酸化着色型EC層／電極層のような５層
構造があげられる。この場合、電極層の少なくとも一方
は透明でなければならない。
透明電極の材料としては、例えばSnO2、In2O3、ITOな
どが使用される。このような電極層は、一般には真空蒸
着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの真空
薄膜形成技術で形成される。（還元着色性）EC層として
は一般にWO3、MoO3などが使用される。
どが使用される。このような電極層は、一般には真空蒸
着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの真空
薄膜形成技術で形成される。（還元着色性）EC層として
は一般にWO3、MoO3などが使用される。
イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸化タン
タル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸
化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ
化マグネシウムなどが使用される。これらの物質薄膜は
製造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン
（H+）およびヒドロキシイオン（OH-）に対しては良導
体となる。EC層の着色消色反応にはカチオンが必要とさ
れ、H+イオンやLi+イオンをEC層その他に含有させる必
要がある。H+イオンは初めからイオンである必要はな
く、電圧が印加されたときにH+イオンが生じればよく、
従ってH+イオンの代わりに水を含有させてもよい。この
水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中から
自然に侵入をする水分でも着消色する。
タル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸
化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ
化マグネシウムなどが使用される。これらの物質薄膜は
製造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン
（H+）およびヒドロキシイオン（OH-）に対しては良導
体となる。EC層の着色消色反応にはカチオンが必要とさ
れ、H+イオンやLi+イオンをEC層その他に含有させる必
要がある。H+イオンは初めからイオンである必要はな
く、電圧が印加されたときにH+イオンが生じればよく、
従ってH+イオンの代わりに水を含有させてもよい。この
水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中から
自然に侵入をする水分でも着消色する。
EC層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下にし
てもよい。さらにEC層に対して間にイオン導電層を挟ん
で可逆的電解酸化層ないし酸化着色型EC層又は触媒層を
配設してもよい。このような層としては、例えば酸化な
いし水酸化イリジウム、同じくニッケル、同じくクロ
ム、同じくバナジウム、同じくルテニウム、同じくロジ
ウムなどがあげられる。これらの物質は、イオン導電層
又は透明電極中に分散されていても良いし、それらの構
成物質を分散して含有していてもよい。
てもよい。さらにEC層に対して間にイオン導電層を挟ん
で可逆的電解酸化層ないし酸化着色型EC層又は触媒層を
配設してもよい。このような層としては、例えば酸化な
いし水酸化イリジウム、同じくニッケル、同じくクロ
ム、同じくバナジウム、同じくルテニウム、同じくロジ
ウムなどがあげられる。これらの物質は、イオン導電層
又は透明電極中に分散されていても良いし、それらの構
成物質を分散して含有していてもよい。
ここで全固体型反射型EC素子の製作方法を第３図、第
４図にて一例を示し、工程に従って説明する。
４図にて一例を示し、工程に従って説明する。
〔Ｉ〕まず基板（１）の上面に透明電極層（２）を形成
し、それを分割して下部電極層（広い方）と上部電極取
り出し口（狭い方）とする。（第４図参照） 〔II）酸化着色物質からなる酸化着色型EC層（４）を積
層させる。
し、それを分割して下部電極層（広い方）と上部電極取
り出し口（狭い方）とする。（第４図参照） 〔II）酸化着色物質からなる酸化着色型EC層（４）を積
層させる。
〔III〕電解物質からなるイオン導電層（５）を積層さ
せる。
せる。
〔IV〕還元着色物質からなる還元着色型EC層（６）を積
層させる。
層させる。
〔Ｖ〕アルミニウム、銀などの膜を積層させ、反射膜を
兼ねた上部電極層（７）を形成させる。
兼ねた上部電極層（７）を形成させる。
〔VI〕透明電極層（２）で形成された前記下部電極層と
上部電極取出し口のそれぞれの一部に、金属端子（８）
を取りつける。
上部電極取出し口のそれぞれの一部に、金属端子（８）
を取りつける。
〔VII〕接着剤（９）を塗布し、封止板（10）を貼り合
わせて封止する。
わせて封止する。
以上の工程にて全固体型反射型EC素子が製作される。
このようにして製作した前記EC素子に金属端子（８）
を通じて駆動電源から着色電圧を印加すると、EC層が着
色して反射率を低下する。この状態は電圧印加を止めて
も保持される。次に逆電圧を印加するとEC層は消色して
反射率は元に戻る。
を通じて駆動電源から着色電圧を印加すると、EC層が着
色して反射率を低下する。この状態は電圧印加を止めて
も保持される。次に逆電圧を印加するとEC層は消色して
反射率は元に戻る。
上記の如き従来技術に於いては、EC素子の構成する少
なくともEC層、イオン導電層、及び電極層の保護のため
に、接着剤、封止板などで封止される。そのEC素子の封
止状態を確認するために、各種耐候性試験が行なわれる
が、最近、EC素子の用途が広がるにつれて、より長期の
耐候試験が行なわれるようになった。
なくともEC層、イオン導電層、及び電極層の保護のため
に、接着剤、封止板などで封止される。そのEC素子の封
止状態を確認するために、各種耐候性試験が行なわれる
が、最近、EC素子の用途が広がるにつれて、より長期の
耐候試験が行なわれるようになった。
その結果、EC素子に干渉縞模様が発生したり、導電時
には着消色のムラなどの欠陥が生ずる問題のあることが
判った。また反射膜を設けた構成の反射型EC素子におい
ては、反射膜の腐食、溶解、流出によって機能が損ねら
れるという問題が発生した。
には着消色のムラなどの欠陥が生ずる問題のあることが
判った。また反射膜を設けた構成の反射型EC素子におい
ては、反射膜の腐食、溶解、流出によって機能が損ねら
れるという問題が発生した。
本発明はこのような従来の課題を解決するために、EC
素子の保護を確実にして耐候性を向上させることを目的
とする。
素子の保護を確実にして耐候性を向上させることを目的
とする。
前記課題を解決するために、鋭意研究の結果、EC素子
の透明電極層と接着層の密着が弱く、長期耐候性試験に
供した場合、接着境界面に剥離が発生し、その部分から
次第に浸触されることが、前記問題点及び欠点の原因で
あることを突き止め、その対策を施すことにより課題が
解決されることを見出し、本発明を成すに至った。
の透明電極層と接着層の密着が弱く、長期耐候性試験に
供した場合、接着境界面に剥離が発生し、その部分から
次第に浸触されることが、前記問題点及び欠点の原因で
あることを突き止め、その対策を施すことにより課題が
解決されることを見出し、本発明を成すに至った。
したがって、本発明は基板上に、最下部を透明電極
層、最上部を上部電極層、中間部を少なくともエレクト
ロクロミック層とイオン導電層で形成し、封止板と接着
剤で封止してなるエレクトロクロミック素子において、 前記基板の周辺部に、前記基板の少なくとも一部が露
出する露出部を形成するように、前記透明電極層を形成
し、前記露出部と前記接着剤を直接接触させたことを課
題解決の手段とするものである。
層、最上部を上部電極層、中間部を少なくともエレクト
ロクロミック層とイオン導電層で形成し、封止板と接着
剤で封止してなるエレクトロクロミック素子において、 前記基板の周辺部に、前記基板の少なくとも一部が露
出する露出部を形成するように、前記透明電極層を形成
し、前記露出部と前記接着剤を直接接触させたことを課
題解決の手段とするものである。
本発明に於いては、基板の少なくとも一部を露出させ
ることにより、基板と接着剤とを直に接触させたので、
より強固な接着力が得られ、その結果接着境界面での剥
離を防止することが出来る。しかるに従来よりの課題で
ある耐候性が向上される結果となった。
ることにより、基板と接着剤とを直に接触させたので、
より強固な接着力が得られ、その結果接着境界面での剥
離を防止することが出来る。しかるに従来よりの課題で
ある耐候性が向上される結果となった。
ちなみに、接着剤としては硬化時に体積収縮が小さ
く、非溶媒性、熱硬化性のエポキシ系接着剤などが一般
に使用されるが、これら接着剤の基板面に対する接着力
は透明電極膜に対する接着力よりも強く、特に通常用い
られるガラス基板とエポキシ接着剤との場合には、その
差が著しいことが実験で確かめられている。その理由は
明らかではないが、エポキシ接着剤中の親水性基がガラ
ス表面のシラノール基と強固な結合を作りやすいこと、
透明電極膜の膜面は基板表面と比較して凸凹が大きいた
め、有効な接着面積が小さく、また水分などを吸着しや
すいためだと考えられる。
く、非溶媒性、熱硬化性のエポキシ系接着剤などが一般
に使用されるが、これら接着剤の基板面に対する接着力
は透明電極膜に対する接着力よりも強く、特に通常用い
られるガラス基板とエポキシ接着剤との場合には、その
差が著しいことが実験で確かめられている。その理由は
明らかではないが、エポキシ接着剤中の親水性基がガラ
ス表面のシラノール基と強固な結合を作りやすいこと、
透明電極膜の膜面は基板表面と比較して凸凹が大きいた
め、有効な接着面積が小さく、また水分などを吸着しや
すいためだと考えられる。
第１図、第２図は本発明の実施例であって、150×80
×2mmのガラス基板（１）に真空蒸着法により、基板全
面にITO（酸化インジウムと酸化スズとの混合物）を蒸
着して透明電極層（２）を形成した後、フォトリソプロ
セスにより、第１図に示す形状にエッチング処理して、
前記透明電極層（２）を２つに分割し、下部電極層（広
い方）と上部電極取出し口（狭い方）にすると共に、前
記下部電極層と上部電極引出し口のそれぞれに基板の露
出部（３）を設けた。またその大きさは３×3mmとし
た。
×2mmのガラス基板（１）に真空蒸着法により、基板全
面にITO（酸化インジウムと酸化スズとの混合物）を蒸
着して透明電極層（２）を形成した後、フォトリソプロ
セスにより、第１図に示す形状にエッチング処理して、
前記透明電極層（２）を２つに分割し、下部電極層（広
い方）と上部電極取出し口（狭い方）にすると共に、前
記下部電極層と上部電極引出し口のそれぞれに基板の露
出部（３）を設けた。またその大きさは３×3mmとし
た。
前記エッチング処理後の基板上に真空蒸着法により、
酸化着色型EC層（４）として酸化イリジウム／酸化スズ
膜、イオン導電層（５）として五酸化タンタル膜、還元
着色型EC層（６）として三酸化タングステンを順次蒸着
して積層させ、さらに反射膜を兼ねた上部電極層（７）
であるアルミニウムを蒸着した。次に、前記下部電極層
と前記上部電極取出し口のそれぞれの一部に金属端子
（８）を取付けた後、不図示の工程ではあるが、従来技
術と同様に接着剤を塗布し、封止板を貼り合わせて封止
を行ない加熱硬化させた。
酸化着色型EC層（４）として酸化イリジウム／酸化スズ
膜、イオン導電層（５）として五酸化タンタル膜、還元
着色型EC層（６）として三酸化タングステンを順次蒸着
して積層させ、さらに反射膜を兼ねた上部電極層（７）
であるアルミニウムを蒸着した。次に、前記下部電極層
と前記上部電極取出し口のそれぞれの一部に金属端子
（８）を取付けた後、不図示の工程ではあるが、従来技
術と同様に接着剤を塗布し、封止板を貼り合わせて封止
を行ない加熱硬化させた。
こうして得られたEC素子に、金属端子（８）を通して
±1.3Vの電圧を交互に印加したところ反射率が50％から
10％の範囲で変化した。
±1.3Vの電圧を交互に印加したところ反射率が50％から
10％の範囲で変化した。
次に、このEC素子に耐候試験を行なった。塩水噴霧４
時間と熱風乾燥２時間と湿潤２時間の複合サイクル腐食
試験を実施したところ、基板の露出部（３）を設けない
従来の素子は、60サイクル以内でアルミニウム膜の腐食
が発生したが、本実施例による素子では100サイクル経
過後も変化が認められなかった。
時間と熱風乾燥２時間と湿潤２時間の複合サイクル腐食
試験を実施したところ、基板の露出部（３）を設けない
従来の素子は、60サイクル以内でアルミニウム膜の腐食
が発生したが、本実施例による素子では100サイクル経
過後も変化が認められなかった。
尚、実施例では基板の露出部（３）を正方形で等間隔
に設けてあるが、露出部の配置、形状は基板の周辺部で
あれば特にこだわらず、金属端子（８）と透明電極層
（２）との接続を可能にする範囲であれば、基板周辺部
全体を露出してもよい。
に設けてあるが、露出部の配置、形状は基板の周辺部で
あれば特にこだわらず、金属端子（８）と透明電極層
（２）との接続を可能にする範囲であれば、基板周辺部
全体を露出してもよい。
また金属端子（８）は、透明電極層（２）の一部に接
続するものを使用しているが、基板（１）の端面になら
った長い端子を使用してもよい。この場合金属端子
（８）は、上片に切り欠き部を設けたもの（第５図参
照）を使用し、切り欠き部に相当する部分の透明電極層
（２）に露出部を設ける。
続するものを使用しているが、基板（１）の端面になら
った長い端子を使用してもよい。この場合金属端子
（８）は、上片に切り欠き部を設けたもの（第５図参
照）を使用し、切り欠き部に相当する部分の透明電極層
（２）に露出部を設ける。
本発明によれば、基板に露出部を設けることにより接
着力が向上し、接着剤境界面での剥離が防止され、剥離
部からの水分の侵入などにより悪影響がなくなり、その
結果、EC素子の耐候性を増すことが出来る。
着力が向上し、接着剤境界面での剥離が防止され、剥離
部からの水分の侵入などにより悪影響がなくなり、その
結果、EC素子の耐候性を増すことが出来る。
第１図は本発明による透明電極層を基板上に設けた図で
あり、（イ）は平面図、（ロ）はＡ−Ａ′断面図、
（ハ）はＢ−Ｂ′断面図である。 第２図は第１図の後工程の図であり、酸化着色型EC層、
イオン導電層、還元着色型EC層、上部電極を積層させた
後に、金属端子を取付けた状態を示し、（イ）は平面
図、（ロ）はＣ−Ｃ′断面図である。 第３図は従来技術におけるEC素子の製作工程を説明した
断面図である。 第４図は第３図の〔Ｉ）工程の平面図である。 第５図は長い金属端子の使用例を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……基板、２……透明電極層、３……露出部、４……
酸化着色型EC層、５……イオン導電層、６……還元着色
型EC層、７……上部電極層、８……金属端子、９……接
着剤、10……封止板、
あり、（イ）は平面図、（ロ）はＡ−Ａ′断面図、
（ハ）はＢ−Ｂ′断面図である。 第２図は第１図の後工程の図であり、酸化着色型EC層、
イオン導電層、還元着色型EC層、上部電極を積層させた
後に、金属端子を取付けた状態を示し、（イ）は平面
図、（ロ）はＣ−Ｃ′断面図である。 第３図は従来技術におけるEC素子の製作工程を説明した
断面図である。 第４図は第３図の〔Ｉ）工程の平面図である。 第５図は長い金属端子の使用例を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……基板、２……透明電極層、３……露出部、４……
酸化着色型EC層、５……イオン導電層、６……還元着色
型EC層、７……上部電極層、８……金属端子、９……接
着剤、10……封止板、
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に、最下部を透明電極層、最上部を
上部電極層、中間部を少なくともエレクトロクロミック
層とイオン導電層で形成し、封止板と接着剤で封止して
なるエレクトロクロミック素子において、 前記基板の周辺部に、前記基板の少なくとも一部が露出
する露出部を形成するように、前記透明電極層を形成
し、前記露出部と前記接着剤を直接接触させたことを特
徴とするエレクトロクロミック素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196342A JP2600830B2 (ja) | 1988-08-06 | 1988-08-06 | 耐候性を増したエレクトロクロミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196342A JP2600830B2 (ja) | 1988-08-06 | 1988-08-06 | 耐候性を増したエレクトロクロミック素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246427A JPH0246427A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2600830B2 true JP2600830B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=16356237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63196342A Expired - Lifetime JP2600830B2 (ja) | 1988-08-06 | 1988-08-06 | 耐候性を増したエレクトロクロミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600830B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4101864B2 (ja) * | 2002-11-18 | 2008-06-18 | 株式会社村上開明堂 | 固体型ｅｃ素子 |
-
1988
- 1988-08-06 JP JP63196342A patent/JP2600830B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246427A (ja) | 1990-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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