JP3771398B2 - 溶液相エレクトロクロミック素子 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する分野】
この発明は、防眩ミラー、調光窓等に利用されるエレクトロクロミック(以下EC)素子に関し、特に電解質を液体とした溶液相EC素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
溶液相EC素子は、アノード化合物およびカソード化合物をともに溶媒中に溶解させた電解液を用いるEC素子である。従来の溶液相EC素子として、特開平9−120088号公報および米国特許第5,294,376号公報に記載されたものがあった。前記特開平9−120088号公報での溶液相EC素子は、カソード化合物が
【0003】
【化3】
Figure 0003771398
{ただし、R 、R は同じかまたは異なり、それぞれ1〜10個の炭素原子をもつアルキル基、フェニル基(任意の位置においてクロリド、プロミド、ヨージド、シアノ、または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基により置換されてもよい)、およびベンジル基(フェニル基は任意の位置においてクロリド、プロミド、ヨージド、シアノ、または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基により置換されてもよい)から選ばれ、X 、X は同じかまたは異なり、それぞれクロリド、プロミド、ヨージド、BF 、PF 、AsF 、ClO 、NO から選ばれる}であった。
【0004】
また、前記米国特許第5,294,376号公報での溶液相EC素子は、カソード化合物が
【0005】
【化4】
Figure 0003771398
(ただし、R は同じかまたは異なり、それぞれ1〜20個の炭素原子をもつアルキル基とベンジル基からなり、R 、R 、R およびR は同じかまたは異なり、それぞれ水素や1〜4個の炭素原子を持つアルキル基から選ばれる)であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来構造とは異なる新規な構造を持つ溶液相EC素子を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、裏面に透明電極膜を成膜した第1のガラス基板と、おもて面に透明電極膜を成膜した第2のガラス基板とを、該第1のガラス基板の裏面と該第2のガラス基板のおもて面どうしを対面させて、所定幅の空隙を介して対向配置し、該空隙内に
【0008】
【化5】
Figure 0003771398
(ただし、Rはピコリル塩からなり、X 、X は同じかまたは異なり、それぞれCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の構造を有するカソード化合物と、アノード機能を持つ化合物とを非水溶媒で溶解した電解液を封入してなるものである。また、前記第2のガラス基板の裏面に反射金属膜を成膜すればEC防眩ミラーが構成される。
【0009】
この発明は、裏面に透明電極膜を成膜した第1のガラス基板と、おもて面に電極膜兼用反射金属膜または反射金属膜と透明電極膜の積層体を成膜した第2のガラス基板とを、該第1のガラス基板の裏面と該第2のガラス基板のおもて面どうしを対面させて、所定幅の空隙を介して対向配置し、該空隙内に
【化6】
Figure 0003771398
(ただし、Rはピコリル塩からなり、X 、X は同じかまたは異なり、それぞれCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の構造を有するカソード化合物と、アノード機能を持つ化合物とを非水溶媒で溶解した電解液を封入してなるものである。
【0010】
この発明によれば、前記第2のガラス基板のおもて面に前記電極膜兼用反射金属膜または前記反射金属膜と前記透明電極膜の積層体を成膜しEC防眩ミラーが構成されるものである。
【0011】
前記アノード化合物は例えば、5,10ジヒドロ−5,10ジメチルフェナジンまたはフェノチアジンで構成することができる。
【0012】
前記非水溶媒は例えば、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、スルホランの中から選択された単一の溶媒またはこれらの中から選択されたいずれか2つ以上の混合溶媒で構成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
この発明の実施の形態を以下説明する。図1は、この発明の溶液相EC素子を用いて構成した自動車用防眩インナーミラーで、EC素子の断面構造の模式図および電気配線図である。EC素子10は、ガラス基板12(第1のガラス基板)の裏面12b(光の入射方向から見て裏側の面)にITO、SnO 等の透明電極膜14を蒸着、スパッタリング等で成膜している。ガラス基板20(第2のガラス基板)は、おもて面20a(光の入射方向から見ておもて側)の面にITO、SnO 等の透明電極膜を蒸着、スパッタリング等で成膜し、裏面20b(光の入射方向から見て裏側の面)にはAl,Cr,Ni,Ag等の金属がスパッタリング等で成膜され、反射金属膜40が形成されている。反射金属膜40の裏面は保護コート層42で被覆されている。
【0014】
2枚のガラス基板12,20は、透明電極膜14,22どうしを対面させて、所定幅の空隙26を介して対向配置されている。空隙26はエポキシ樹脂剤等のシール剤28によって周囲が封止されて、外部から遮断されている。
【0015】
空隙26内には電解液30(EC溶液)が封入されている。電解液30は、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、スルホラン等の非水溶媒に、カソード化合物およびアノード化合物を溶質として溶解して構成されている。カソード化合物は、4,4’ジピリジン塩の構造にピコリル塩(γ−ピコリル)を置換した
【化7】
Figure 0003771398
(ただし、X はCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の構造の誘導体からなる。アノード化合物は、5,10ジヒドロ−5,10ジメチルフェナジンである。
【0016】
電源32(車両のバッテリーを供給源とする電源等)からは、スイッチ34(アナログスイッチ等)が接点aに接続されているとき、配線36を介して透明電極膜22に正極性の電位が与えられ、配線38を介して透明電極膜14に負極性の電位が与えられる。スイッチ34が接点aに接続されている状態では、透明電極膜22と電解液30の界面では、
【0017】
【化8】
Figure 0003771398
の酸化の反応により着色し、透明電極膜14と電解液30の界面では、
【0018】
【化9】
Figure 0003771398
の還元の反応により着色する。着色状態からスイッチ34を接点b側に切替えると、両電極膜14,22間が短絡されて、アノード化合物およびカソード化合物はゼロ電位平衡となり、瞬時に消色する。
【0019】
両電極膜14,22間にはスイッチ34と並列に抵抗体44が接続されている。着色状態の時に素子の駆動回路が故障すれば、スイッチ34が開放状態となるが、両電極膜14,22は抵抗体44を介して緩やかにゼロ電位平衡となり消色する。
【0020】
(実施の形態2)
この発明の他の実施の形態を図2に示す。このEC素子10′(自動車用防眩ミラー)は、ガラス基板20のおもて面20aにAl,Cr,Ni,Ag等の金属を蒸着、スパッタリング等で成膜して電極兼反射金属膜46として構成したもの、あるいはAl,Cr,Ni,Ag等の金属を蒸着、スパッタリング等で成膜して反射金属膜を形成し、その上にITO,SnO 等の透明電極膜を積層した積層体46として構成したものである。このEC素子10′の他の構成は、電解液の組成を含め前記実施の形態1(図1)と同じである。
【0021】
図2のEC素子10′の構造によれば、入射光がガラス基板20を通過しないで反射されるので、図1のEC素子10に比べて消色反射率が数%高く得られる。
【0022】
前記実施の形態1、2で作製されたEC素子10の初期の透過率レンジは70%(消色時:スイッチ34を接点bに接続して短絡)〜20%(着色時:スイッチ34を接点aに接続して1.3V印加)であった。
【0023】
なお、前記実施の形態では、この発明を自動車用防眩インナーミラーに適用した場合について示したが、自動車用防眩アウターミラーに適用することもできる。また、図1の構造において反射金属膜40をなくして光透過性とすれば、自動車用や建造物用等の窓ガラス等として利用することができる。
【0024】
また、電解液30のカソード化合物は、前記実施の形態で示すように、4,4’ジピリジン塩の構造にピコリル塩(γ−ピコリル)を置換した誘電体からなることが好適であるが、
【0025】
【化10】
Figure 0003771398
(ただし、X はCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の4,4’ジピリジン塩の構造にピコリル塩(α−ピコリル)を置換した誘電体からなるカソード化合物や、
【0026】
【化11】
Figure 0003771398
(ただし、X はCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の4,4’ジピリジン塩の構造にピコリル塩(β−ピコリル)を置換した誘電体からなるカソード化合物を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の溶液相EC素子を用いて構成した自動車用防眩インナーミラーの実施の形態を示す図で、EC素子の断面構造を示す模式図および電気配線図である。
【図2】 この発明の溶液相EC素子を用いて構成した自動車用防眩インナーミラーの他の実施の形態を示す図で、EC素子の断面構造を示す模式図および電気配線図である。
【符号の説明】
10,10′ EC素子
12 第1のガラス基板
14,22 透明電極膜
20 第2のガラス基板
26 空隙
28 シール材
30 電解液
32 電源
34 スイッチ
40 反射金属膜
42 保護コート層
44 抵抗体
46 電極兼用反射金属または反射金属膜と透明電極膜の積層体

Claims (5)

  1. 裏面に透明電極膜を成膜した第1のガラス基板と、おもて面に透明電極膜を成膜した第2のガラス基板とを、該第1のガラス基板の裏面と該第2のガラス基板のおもて面どうしを対面させて、所定幅の空隙を介して対向配置し、該空隙内に
    Figure 0003771398
    (ただし、Rはピコリル塩からなり、X 、X は同じかまたは異なり、それぞれCl 、ClO 、BF のいずれかからなる。)の構造を有するカソード化合物と、アノード機能を持つ化合物とを非水溶媒で溶解した電解液を封入してなる溶液相エレクトロクロミック素子。
  2. 前記第2のガラス基板の裏面に反射金属膜を成膜してなる請求項1記載のエレクトロクロミック素子。
  3. 裏面に透明電極膜を成膜した第1のガラス基板と、おもて面に電極膜兼用反射金属膜または反射金属膜と透明電極膜の積層体を成膜した第2のガラス基板とを、該第1のガラス基板の裏面と該第2のガラス基板のおもて面どうしを対面させて、所定幅の空隙を介して対向配置し、該空隙内に
    Figure 0003771398
    (ただし、Rはピコリル塩からなり、X 、X は同じかまたは異なり、それぞれCl 、Cl 、BF のいずれかからなる。)の構造を有するカソード化合物と、アノード機能を持つ化合物とを非水溶媒で溶解した電解液を封入してなる溶液相エレクトロクロミック素子。
  4. 前記アノード化合物が、5,10ジヒドロ−5,10ジメチルフェナジンまたはフェノチアジンから構成されている請求項1から3のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。
  5. 前記非水溶媒が、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、スルホランの中から選択された単一の溶媒またはこれらの中から選択されたいずれか2つ以上の混合溶媒で構成されている請求項1から4のいずれかに記載の溶液相エレクトロクロミック素子。
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