JPH0522916Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本考案は、新規なエレクトロクロミツク素子
（以下、「エレクトロクロミツク」をECと略称し、
EC素子をECDと略称する）を使用した自動車用
防眩ミラーに関するものである。 〔従来の技術〕 ECDは、一般には少なくとも一方が透明な一
対の電極層とそれらの間にサンドイツチされた
EC層からなる。このECDは、乾電池から得られ
る程度の電圧を一対の電極間に印加すると、発色
し、逆の電圧を印加すると消色して元の無色透明
に戻る。そのためECDは表示装置特に「日」の
字型のセブンセグメントを用いた数字表示装置、
透過又は反射光量の制御装置、その他に利用すべ
く盛んに研究されている。 EC材料例えばWO₃が発色するには、電子（e^-）
とカチオン（X^-）の同時注入が必要とされ、発
色・消色に伴う反応式は、次のように信じられて
いる。 消色状態：WO₃＋ne^-＋nX⁺ ↑↓ 発色状態：XnWO₃ そして、カチオン（X⁺）としては、イオン半
径の小さく移動の容易なH⁺やLi⁺が主として利用
されている。カチオン（X⁺）は常時カチオンで
ある必要はなく、電圧が印加され電場が形成され
たときカチオンが生じればよいので、特にH⁺の
場合には水がカチオン供給源として利用される。
水は極く微量で充分であるらしく、ECDを大気
中にさらしたときに大気中から自然に層内に侵入
する程度の水分でしばしば間に合う。 しかしながら、単にWO₃層を一対の電極で挾
んで電圧を印加して発色させても、容易に消色す
ることが出来ない。何故ならば、消色しようとし
て逆電圧を印加しても陰極に接した電極側から電
子（e^-）が流入してくるので、もしH⁺があれば、 WO₃＋ne^-＋nH⁺→HnWO₃ の反応が起こつて発色するからである。 そのため、S.K.Debらは、WO₃層と一方の電極
との間に絶縁層例えばSiO₂，MgF₂を設けたECD
を提案した（特公昭52−46098）。この絶縁層は、
電子の移動はできないが、H⁺やOH^-のようなイ
オンの移動は自由であり、このH⁺やOH^-イオン
が電気を運び（この意味で絶縁層と呼ぶのは誤り
でイオン導電層と呼ぶのが正しい）、OH^-イオン
が陽極との界面で OH^-→１／2H₂Ｏ＋１／4O₂↑＋e^- の反応式に従つて反応し、電子を陽極側に放出し
ているものと思われる。 つまり発色時には、 陰極側：WO₃＋ne^-＋nH⁺→HnWO₃ 陽極側：nOH^-→ｎ／2H₂Ｏ ＋ｎ／4O₂↑＋ne^- という反応が推定され、消色時には、 陽極側：HnWO₃→WO₃＋ne^-＋nH⁺ 陰極側：nH₂Ｏ＋ne^-→nOH^- ＋ｎ／2H₂↑ という反応が生じているものと推定されている。 これらの式からも明らかであるが、現実にもS.
K.DebらのECDは、発色・消色の駆動により水
が消費されているので大気中から速やかに水が供
給されないと発色しなくなり、また駆動に伴つて
O₂やH₂ガスが放出されるので層間剥離を生じる
という欠点がある。 そのため、Y.Takahashiらは、イオン導電層
と電極層との間に酸化発色性EC層を設けたECD
を提案した（特開昭56−4679）。このECDは酸化
発色性EC層として例えば水酸化イリジウムを利
用したもので、WO₃の発色時に陽極側で主とし
て 無色透明：Ir（OH）ｍ＋ｎ（OH^-） ↓ 着色：Ir（OH）ｐ・qH₂Ｏ ＋rH₂Ｏ＋ｓ（e^-） と反応し、WO₃の消色時には陰極側で主として Ir（OH）ｐ・qH₂Ｏ ＋rH₂Ｏ＋ｓ（e^-） ↓ Ir（OH）ｍ＋ｎ（OH^-） と反応するものと推定されている。従つて、水が
再生されるので消費されてなくなることがなく、
また駆動に伴つてO₂やH₂ガスが放出されること
もない。 そのほか、EC層とリチウム固体電解質層とを
組み合わせたもの、EC層とプロトン含有又はプ
ロトン放出性固体ないし半固体樹脂層とを組み合
わせたものもある。 ところで、ECDの或る種のものは、基板上に
第１層として電極層を共通に成膜後、エツチング
又はレーザーカツテイングにより、この電極層に
設けた絶縁ゾーンＩを介して隔てた上部電極Ａの
電極取り出し部Ｃと下部電極Ｂと、それに連続し
て続く下部電極の取出し部B₁が形成され、そし
てその上に第２層以降としてEC層その他の中間
層及び上部電極Ａが積層された薄膜多層構造を有
する。 〔考案が解決しようとする問題点〕 このような薄膜多層構造のECDは、従来、メ
モリー性（着色させた後、電荷の供給を止めても
着色状態が保持される性質）が劣り、また着色時
の濃度ムラが生じるという問題点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本考案者らは、鋭意研究したところ、こ
れらの問題点の原因は、EC層は本来、下部電極
Ｂの上だけに積層されるべきであるところ、電極
取出し部Ｃとの下部電極Ｂとの間の絶縁ゾーンＩ
の上にも形成され、その結果、導電性のEC層が
Ｃ−Ｂの間を橋渡しするため両者の間にリーク電
流が流れることにあることを突き止めた。 更に研究の結果、このリーク電流は、絶縁ゾー
ンの長さｌが長い程大きく、ｌが200mm前後の時
（自動車用防眩ミラーの場合）にはｌと幅ｄとの
比ｌ／ｄを3000以下好ましくは2000以下とするこ
とによりリーク電流を1mA以下に防止でき、そ
の結果、上記の問題点は実質的に解決されること
を見い出し、本考案を成すに至つた。 従つて、本考案は、電極層を最初に共通に成膜
後、エツチング又はレーザーカツテイングによ
り、この電極層に設けた絶縁ゾーンを介して隔て
た上部電極の電極取り出し部と下部電極と、下部
電極に連続して続く下部電極の電極取り出し部が
形成された基板の上に少なくともエレクトロクロ
ミツク層及び上部電極を積層してなるエレクトロ
クロミツク素子を使用した自動車用防眩ミラーに
於いて、 前記上部電極の電極取り出し部と下部電極との
間に存在する長さが200mm前後の絶縁ゾーンの長
さｌと絶縁ゾーンの幅ｄとの比１／ｄを3000以下
にしてリーク電流を1mA以下にしたことを特徴
とするエレクトロクロミツク素子を使用した自動
車用防眩ミラーを提供する。 〔作用〕 絶縁ゾーンＩは、特に矩形である必要はなく、
カーブの付いた帯状でもよい。 本考案に使用される電極Ａ，Ｂ並びに電極取り
出し部Ｃ，B₁の材料としては、Al，Ag，Ni，
Pt，Au，Pd，Cr，Ir，Ru，Rhなどの金属、
SnO₂，In₂O₃，ITO（SnO₂とIn₂O₃の混合物）、
ZnOなどの透明導電性酸化物、炭素などが選択使
用される。 電極の形成ないし積層法としては、一般には真
空蒸着、反応性蒸着、イオンプレーテイング、反
応性イオンプレーテイング、スパツタリング、反
応性スパツタリング、CVDなどの薄膜形成法が
用いられる。場合によつては、厚膜法（有機金属
化合物例えば金属アルコラート又はそのオリゴマ
ーの溶液を塗布し、焼成して被膜を形成する）で
形成してもよい。 電極の膜厚としては、透明導電性酸化物の場合
には抵抗値にもよるが一般には0.01〜0.5μｍが適
当であり、金属の場合には８×10^-5〜10^-1mmが適
当である。 上部電極Ａの取出し部Ｃと、下部電極Ｂとその
取出し部B₁は、同時に形成される。 EC層Ｆとしては、主として還元発色型又は酸
化発色型EC材料が用いられる。還元発色型EC材
料としては、例えばWO₃又はMoO₃などの無機酸
化物のほか有機材料を使用することもできる。酸
化発色型EC材料としては、水酸化又は酸化イリ
ジウム、同じくニツケル、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
などの無機物のほか有機材料が使用される。 EC層Ｆは、単独でも又は還元発色型EC層と酸
化発色型EC層との２重層でも、或いはこれにイ
オン導電層を併用したものでもよい。最も好まし
い構造は、還元発色型EC層／イオン導電層／酸
化発色型EC層（又は明確な発色は認められない
ものの可逆的に電解酸化するものでもよい）の３
層構造である。 これらのEC層は、一般にそれぞれ0.01〜数μ
ｍの厚さに形成される。形成法としては、主とし
て前述の薄膜形成法が用いられる。 場合によつて、設けてもよいイオン導電層は、
電子に対して絶縁体であるが、プロトン（H⁺）
及びヒドロキシイオン（OH^-）に対しては良導
体である。これは、本考案のECDにメモリ性即
ち発色させた後、電圧印加を止めても、発色状態
が保持される性質をもたせるために、必要に応じ
て設けられるもので、その具体的材料としては次
のものが例示される。 無機誘電体薄膜例えば酸化タンタル（Ta₂
O₅）、酸化ニオプ（Nb₂O₅）、酸化ジルコニウ
ム（ZrO₂）、酸化チタン（TiO₂）酸化ハフニウ
ム（HfO₂）、酸化イツトリウム（Y₂O₃）、酸化
ランタン（La₂O₃）酸化珪素（SiO₂）、フツ化
マグネシウム、リン酸ジルコニウムあるいはこ
れらの混合物質（これらの物質は、電子に対し
て絶縁体であるが、プロトン（H⁺）及びヒド
ロキシイオン（OH^-）に対しては良導体であ
る。）全固体タイプのECD特に薄膜タイプの
ECDは、厚さを極めて薄くでき、しかも、液
もれの心配がない利点があり、その場合にはイ
オン導電層として、この無機誘電体を選ぶこと
が望ましい； 塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリ
ウム、臭化カリウム、Na₃Zr₂Si₂PO₁₂，Na₁＋
xZrSixP₃−xO₁₂，Na₅YSi₄O₁₂，RbAg₄I₅等の
固体電解質； 水又はプロトン供給源含有合成樹脂、例えば
メタクリル酸β−ヒドロキシエチルと２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸と
の共重合体、含水メタクリル酸メチル共重合体
のような含水ビニル重合体、含水ポリエステル
など； 電解液、例えば硫酸、塩酸、リン酸、酢酸、
酪酸、しゆう酸のような酸またはその水溶液、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなア
ルカリの水溶液、塩化ナトリウム、塩化リチウ
ム、塩化カリウム、硫酸リチウムのような固体
強電解質の水溶液； 半固体ゲル電解質、例えば電解質水溶液をゲ
ル化剤例えばポリビニルアルコール、CMC、
寒天、ゼラチン等でゲル化させたもの； などが挙げられる。 従つて、イオン導電層は、真空薄膜形成技術、
厚膜法、封入、注入、塗布、その他の手段で形成
され、厚さは材料によつて0.01μｍ〜１mm位まで
様々となる。 更に場合により、酸化発色性EC層ないし可逆
的電解酸化性層ないし触媒層を使用してもよく、
それには例えば酸化ないし水酸化イリジウム、同
じニツケル、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挙げら
れる。これらの物質は他の透明なイオン導電体層
又は透明電極中に分散されていても良い。 以下、実施例により本考案を詳細に説明する。 （実施例） 第１図は、実施例のECDの断面図であり、第
２図は、ECDの第１層（ITO電極）の概略平面
図である。 (1) 縦20cm×横10cmのガラス基板Ｓ上にITO膜を
形成し、次に照射位置に於ける光束直径が
100μｍのYAGレーザー（平均パワー400mW；
Ｑスイツチ1kHz；波長1.06μｍ）を照射しなが
ら、これをスキヤン速度５cm／秒で移動させる
ことにより、上部電極の取出し部Ｃと下部電極
Ｂとの間に幅ｄ＝0.1mm、長さｌ＝200mmの絶縁
ゾーンＩを形成した。この絶縁ゾーンＩのｌ／
ｄは、2000である。 これにより、上部電極の取出し部Ｃと下部電
極Ｂと下部電極取出し部B₁が形成される（第
２図参照）。なお、下部電極Ｂと下部電極取出
し部B₁とは一連につながつており、そこには
物理的な境界となく、位置及び概念に於いて分
けられるにすぎない。 このレーザーカツテイングによるパターニン
グは、ホトエツチングに比べ工程が簡単で
ECDの製造コストが安く済む。 (2) 次に酸化イリジウム−酸化スズ混合層Ｄ、酸
化タンタル層Ｅ及び酸化タングステン層Ｆを順

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、上部電極の取出
し部と下部電極との間の絶縁ゾーンの長さｌと幅
ｄとの比ｌ／ｄを3000以下にすることにより、リ
ーク電流を少なくしたので、メモリー性が優れ、
着色ムラのないECDが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例にかかるECDの概
略断面図である。第２図は、第１図のECDの第
１層の平面図である。 主要部分の符号の説明、Ｓ……基板、Ａ……上
部電極、（Ｂ……下部電極、B₁……下部電極の取
出し部）連続した一層となつている、Ｃ……上部
電極の取出し部、Ｆ……エレクトロクロミツク層
又はWO₃層、Ｉ……絶縁ゾーン、Ｒ……エポキ
シ樹脂又は封止領域、Ｌ……光。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電極層を最初に共通に成膜後、エツチング又は
   レーザーカツテイングにより、この電極層に設け
   た絶縁ゾーンを介して隔てた上部電極の電極取り
   出し部と下部電極と、下部電極に連続して続く下
   部電極の電極取り出し部が形成された基板の上に
   少なくともエレクトロクロミツク層及び上部電極
   を積層してなるエレクトロクロミツク素子を使用
   した自動車用防眩ミラーに於いて、 前記上部電極の電極取り出し部と下部電極との
   間に存在する絶縁ゾーンの長さｌを200mm前後と
   し、絶縁ゾーンの幅ｄとの比１／ｄを3000以下に
   してリーク電流を1mA以下にしたことを特徴と
   するエレクトロクロミツク素子を使用した自動車
   用防眩ミラー。