JPH01112220A - 改良された調光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は太陽エネルギーの透過性をコントロールできる
調光体の提供に関し、更に詳しくは印加する電圧の強弱
により透視性をコントロールでき、周囲環境の温度によ
り太陽エネルギーの透過性をコントロールできる２つの
機能を有する調光ガラスに関する。

［従来の技術］ 今日、建築物・自動車・車輌などに用いられるガラスに
おいて周囲環境条件の変化に応じ、ガラスの光学的機能
を調節したいとの要求はますます高まりつつある。この
ような市場ニーズに対し、光によりガラスの透過性が変
化するいわゆるフォトクロミックガラスが早くから研究
されてきた。

フォトクロミックガラスは例えばガラス中に塩化銀を含
有させたもので光により塩化銀が解離し生じた銀イオン
による光吸収を調光機能に利用するものであるが、この
フォトクロミック現象は光照射がなくなった時の塩化銀
へ戻る反応、すなわち消色速度が非常に遅い（数分間）
ほか、着、消色の繰返し寿命が短かいなどの欠点があり
、サングラスなど極く限られた商品に応用されたのみで
、調光ガラスとして実用化されるには至らなかった。

このため、これに代るものとしてエレクトロクロミック
現象を利用した調光ガラスの開発も試みられた。この調
光ガラスはガラス板にＷＯ２など遷移金属化合物の被膜
をし、該被膜へ陽イオンと電子の同時注入により起るＷ
の原子価遷移による光吸収を応用したものであるが、こ
の調光ガラスの最大の問題は電流により０Ｎ−ＯＦＦ駆
動をさせるため大面積調光体では極めて電気抵抗の低い
透明電極を必要とすることで、実現が困難であったり、
更にはＷＯ３膜の水分・酸素なとに対する不安定性から
、調光体セルの信頼性も低く耐久性のある大型調光体と
しての実現が困難であった。

また、液晶装置としては例えば特表昭５８−５０１６３
１号公輻に記載されている様なカプセル封入した液晶装
置が知られている。この液晶装置では液晶がカプセル内
に封入されており、このカプセルを分散された樹脂が一
対の透明電極に配されている。この液晶装置は応答速度
も１秒以下と極めて速い他、電圧駆動型のため大面積時
でもそれ程低い電気抵抗の透明電極が不要であり、かつ
信頼性も高く既に実用に至っている。しかしながら液晶
調光体の問題点は、その機能が単に入射光を散乱させる
ことにより視界をさえぎるのみで、実質的な透過エネル
ギー量は殆ど変わらないという点である。

調光ガラスへ求められている機能として視界カットも一
つの大きな目的ではあるが、快適な居住空間、生活環境
を得るために太陽光をはじめとする入射熱をコントロー
ルしたいとするエネルギーカット機能が望まれている。

一方、一定の温度で相転移を起すサーモクロミック現象
を利用したものとして、ガラス板」二にＶＯ２膜を被膜
したガラスが特公昭６２−３８３１３号で知られている
。しかしながら、このガラスは相転移温度を境にしてエ
ネルギー透過率が段階的に変るが、透視性を完全に遮断
することはできない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は前記した調光ガラスの有する欠点を解消するた
めになされたものであって、本発明は透視と視界カット
の機能の外に透過エネルギーをもコントロールできる改
良された調光体を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は対向した一対の透明基体内面に形成
された透明電極間に液晶を配してなる調光体において、
該調光体に一定の温度で相転移を起し、光透過性が変化
する遷移金属化合物の透明薄膜を付着させた調光体であ
る。

本発明において、透明基体としてガラス板又は合成樹脂
板等が用いられる。

また、本発明において、液晶としてネマチック液晶、特
に複数のカプセルにそれぞれ封入されたものが用いられ
る。

更にまた本発明において、遷移金属化合物の透明薄膜が
少なくとも１つの透明電極に付着してよい。すなわち、
遷移金属化合物の透明薄膜は透明電極と透明基体と間、
もしくは透明基体上に付着した透明電導膜上に形成して
もよい。そして、遷移金属化合物の透明薄膜としてはバ
ナジウム化合物が用いられ、それらはＯ）バナジウム（
Ｖ）の酸化物に％　Ｎｂ＋　Ｎｏ＋　Ｗの一群から選ば
れた少なくとも１つ以上の元素をドーパントとして混入
させる （２）■の酸化物に弗素（Ｆ）をドーパントとして混入
させる （３）■のリン化物かあるいはＶのリン化物にＭｏ＋　
Ｗ＋　Ｎｂ＋　Ｆｅｗ　Ｃｏ＋　Ｇｅ、　Ｓｒの１群か
ら選ばれた少なくとも１つ以上の元素をドーパントとし
て混入させる の３通りの方法がある。本発明の相転移温度の異なるバ
ナジウム化合物膜の集積体は、これら３つの方法で得ら
れた異なる相転移温度のＶ化合物を組み合せてもよいし
、一つの方法でドーピング量を変えたＶ化合物を組み合
せても得られる。

ドーピング量の適性範囲は、■化合物の種類により異な
るが実用的な転移温度を想定すれば、前記（１）〜（２
）の方法場合で原子割合（ドーパントをＭとし、ドーピ
ング後のバナジウム化合物をＶｌ−ｘ　Ｍｘ　０２とし
た時のｘ　）０．００５〜０゜０５がよく望ましくは０
．０１〜０．０４である。

遷移金属化合物の透明薄膜として、酸化バナジウム膜を
用いる場合には、酸化バナジウム膜の光触媒効果ををし
、ているから、それが液晶や接着剤と接触させないよう
に液晶装置の透明電導膜と透明基体との間に酸化バナジ
ウム膜を介在させ、且つこの酸化バナジウム膜側を太陽
光などエネルギー入射側にするとよい。

一方（３）の方法によるリン化物ではドーパントの種類
により異なるが、リン化物の構造をＶ　１−ｙＭｘＰｙ
とした時ｘ＝０．０１〜０．３がよい。

このようなバナジウム化合物象の製法としては蒸着法、
スパッタリング法、ＣＶＤ法など通常の成膜手段が利用
できるが、化学的量論比及びドーピング量のコントロー
ルの容易性・再現性からスパッタリング法が好んで用い
られる。

［作　用コ 本発明は対向した一対の透明基体内面に形成された透明
電極間に液晶を配してなる調光体に一定の温度で相転移
を起し、光透過性が変化する遷移金属化合物の透明薄膜
を付着させた調光体であるから、液晶による透視と視界
カットの機能と、遷移金属化合物による温度に依存した
透過エネルギーを有する。

［実　施　例コ 半径１ｃ１１のバナジウム（Ｖ）のターゲット３ケを準
備し、そのうち２ケのターゲット上にはそれぞれ０．３
關、０．６關巾のモリブデン（Ｍｏ）の線状薄膜を形成
した。これらモリブデン（Ｍｏ）の線状薄膜はバナジウ
ム（Ｖ）ターゲツト片上に０．３．ｆｆｉ中あるいはｏ
、ｅ１巾のステンレスマスクを置いた上で、これを陽極
側としモリブデン（Ｍｏ）をターゲットとするスパッタ
リング法により作成した。この時の真空度は１０　　Ｔ
ｏｒｒでありアルゴンガス雰囲気下でスパッタリングを
行った。

次イで、モリブデン線状薄膜を形成していない前記バナ
ジウムターゲットを用い、酸素ガスを導入しつつ真空度
１０−６Ｔｏ　ｒ　ｒで、石英ガラス板（＋）上にモリ
ブデン（Ｍｏ）含有率が０で、３３０Ｘ厚の酸化バナジ
ウム膜（２）を形成し、その上に０．３ｍｍ巾のモリブ
デン線状薄膜を形成した前記バナジウムターゲットを用
い、同条件でモリブデン含有率がｆａｔ、％で、３３０
λ厚の酸化バナジウム膜（３）を形成し、更にその上に
０．６能巾のモリブデン線状薄膜を形成した前記バナジ
ウムターゲットを用い、同条件でモリブデン含有率が１
．５ａｔ、％で、３３０Ｘ厚の酸化バナジウムＭ（４）
を形成し、その後、この酸化バナジウム膜（４）上に３
００人のＩＴＯ膜（５）（錫をドープしたインジウム膜
、この場合１００Ω／ｓＱ）を形成した。一方通常のガ
ラス板（６）上に厚みが３００Ａ１面積抵抗が１００Ω
／　ｓ　ｑのＩＴＯ膜（７）を形成したものを用意した
。次にポリビニルアルコール等の高分子材料等からなる
球殻状カプセル内にネマチック液晶（９）を封入し、前
記高分子材料等からなる板状体（８）を石英ガラス板（
１）とガラス板（６）で貼合せた。このようにして得ら
れた調光ガラスのＩＴＯ膜（５）（７）間に交流電圧を
印加すれば、印加電圧に応じた液晶の配向性制御が認め
られ、透視性のコントロールができた。−方、この調光
ガラスの３層の酸化バナジウム膜被覆石英ガラスのサー
モクロミック特性を測定した結果、赤味を帯びた橙色の
透過色調が周囲温度とともに濃く変化し、可視光線透過
率と太陽エネルギー透過率は夫々常温で１８％及び２６
％、３５℃で１６％及び２３％、４６℃で１４％及び１
９％、６８℃で１２％及び１５％であった。

次に、この調光ガラスをフェードテストを行った。フェ
ードテストは紫外線光源としてカーボンアークを用い、
ブラックパネル、温度６３℃±３℃下でＪＩＳ　　Ａ１
４１５（１９７７年）に従いテストを行った。

比較例として３層の酸化バナジウム膜を含まない外は本
発明の調光ガラスと同一のものを用いた。

結果は液晶装置の黄変度（△ＹＩ）を測定して第１表に
示した。

第１表により明らかなように、本発明の調光ガラスは液
晶の耐紫外線性能も大巾に改善されている。

［効　果］ 以上のように、本発明は対向した一対の透明基体内面に
形成された透明電極間に液晶を配してなる調光体に一定
の温度で相転移を起し、光透過性が変化する遷移金属化
合物の透明薄膜を付着させた調光体であるから、透視と
視界カットの機能のみならず、周囲環境温度により透過
エネルギーをもコントロールできる。

また、本発明は遷移金属化合物の透明薄膜による紫外線
カツト機能により調光ガラスの液晶の耐紫外線性能をも
改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の調光ガラスの断面図である。 に石英ガラス、２，３．４：酸化ノくナジウム５．７：
ＩＴＯ膜、６：ガラス板、 ８：高分子板状体 第１図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向した一対の透明基体内面に形成された透明電
   極間に液晶を配してなる調光体において、該調光体に一
   定の温度で相転移を起し、光透過性が変化する遷移金属
   化合物の透明薄膜を付着させた調光体。
2. （２）前記液晶がネマチック液晶である特許請求の範囲
   第１項に記載のいずれかの調光体。
3. （３）前記液晶が複数のカプセルにそれぞれ封入され、
   これら複数のカプセルが前記透明電極の間に配されてい
   る特許請求の範囲第２項に記載の調光体。
4. （４）前記遷移金属化合物の透明薄膜が少なくとも１つ
   の前記透明電極に隣接して付着されている特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の調光体。
5. （５）前記遷移金属化合物が異なった相転移温度を有す
   る複数のバナジウム化合物膜の集積体からなる特許請求
   の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の調光体。
6. （６）前記遷移金属化合物がバナジウム（Ｖ）の酸化物
   にニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
   （Ｗ）の群から選ばれた少なくとも１つの金属元素をド
   ーパントとして混入したものである特許請求の範囲第５
   項に記載のいずれかの調光体。
7. （７）前記遷移金属化合物がバナジウム（Ｖ）の酸化物
   に弗素（Ｆ）をドーパントとして混入したものである特
   許請求の範囲第５項に記載のいずれかの調光体。
8. （８）前記遷移金属化合物がバナジウム（Ｖ）のリン化
   物、またはバナジウム（Ｖ）のリン化物にニオブ（Ｎｂ
   ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆ
   ｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スト
   ロンチウム（Ｓｒ）の群から選ばれた少なくとも１つの
   金属元素をドーパントとして混入したものである特許請
   求の範囲第５項に記載のいずれかの調光体。