JPH06281970A - 調光体用対向電極および調光体 - Google Patents
調光体用対向電極および調光体Info
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Abstract
は網目状の表面積10m2/g以上の導電性物質層を有
する調光体用対向電極及び調光体の対向電極として、前
記対向電極を使用した調光体。 【効果】 本発明の対向電極は、大容量を呈する特定の
表面積を有する導電性物質を、特定の形状層として備え
ているので、種々の発色材料と組合わせて調光体とした
場合にも、印加電圧が比較的低くても発色効率が高く、
この結果として発色−消色サイクルの寿命に優れる。ま
た、前記特定の対向電極を使用する調光体では、発色効
率が高く、かつ発色−消色サイクルの寿命に優れている
ので、例えば車両用ガラス、建築物の窓や間仕切等の種
々の用途に使用することができる。
Description
現象を利用した調光体用対向電極及び調光体に関する。
した調光体素子(以下、「調光体」という)の開発が盛
んに行われている。該調光体は、通常透明電極と対向電
極との間に、発色材料と電解質とを挟持し、電流を流す
ことにより発色材料が着色し、一旦着色すれば、電源を
切った後も消色することはなく、電流を逆方向に流すこ
とにより消色するコントラストに優れた素子である。即
ち、着色及び消色時以外には電力を要せず、液晶表示素
子に比べて制御が容易であり、今後種々の用途への応用
が期待されている。
色するWO3、MoO3、V2O5、Nb2O5、TiO2等
が、また酸化発色するCr2O3、MnO2、CoO、N
iO等が使用されている。これらの発色材料を一方の電
極とした場合、電解質を介した他方の電極(対向電極)
は駆動時に透明もしくは光透過性であるか、または相補
的に着色することが要求される。
に使用されているITOガラスを、調光体の対向電極と
して用いた場合、単位面積あたりの電気化学的な容量が
小さいために発色材料の発色効率が不十分である。この
際、発色効率を改善する目的で、両極間の印加電圧を上
げると、得られる調光体の発色−消色サイクルの寿命が
短くなるという欠点がある。
で、一つの調光体内部に還元発色性発色材と酸化発色性
発色材とを組合わせて用いることが、例えば特開昭62
−151826号公報、特開昭62−204235号公
報、特開平−226122号公報等、種々提案されてい
る。
の材料及び方法による調光体も、発色効率が高い条件下
では発色−消色サイクルの寿命が未だ充分でない。
的に透明であり、かつ単位面積当たりの電気化学的な容
量が充分大きい調光体用対向電極を提供することにあ
る。
されずに優れた発色効率を得ることができ、且つ発色−
消色サイクルの寿命に優れた調光体を提供することにあ
る。
とも透明基板表面に、ストライプ状又は網目状の表面積
10m2/g以上の導電性物質層を有することを特徴と
する調光体用対向電極が提供される。
記対向電極を使用したことを特徴とする調光体が提供さ
れる。
透明基板表面に、特定の導電性物質層を有する。
いれば特に限定されず、材質、厚さ、寸法、形状等は目
的に応じて適宜選択することができ、また導電性を有し
ていてもいなくともよい。具体的には例えば、ガラス、
ITOガラス;ITOガラス上にNiO、Cr2O3、C
oO等の発色物質を蒸着した基板;ポリエステル、ポリ
スルホン、トリ酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポ
リイミド、ポリスチレン、ポリメチルペンテン等のプラ
スチックフィルム;プラスチックフィルム上にNiO、
Cr2O3,CoO等の発色物質を蒸着した基板等が挙げ
られる。なかでも、ガラス、ITOガラス又はITOガ
ラス上にNiO,Cr2O3,CoO等の発色物質を蒸着
した基板等が好ましい。
くとも前記透明基板表面に設ける特定の導電性物質層
は、ストライプ状又は網目状の表面積10m2/g以上
の導電性物質層である。前記導電性物質層を形成する導
電性物質は、表面積が10m2/g以上、好ましくは5
0〜5000m2/g、特に好ましくは300〜400
0m2/gであり、且つ導電性、好ましくは10~2Ω~1
・cm~1以上、特に好ましくは10~1Ω~1・cm~1以上
の導電性を示す物質であれば特に限定されるものではな
く、具体的には多孔質カーボン、導電性高分子又はこれ
らの混合物等が挙げられる。前記導電性物質の表面積が
50m2/g未満の場合には、調光体に使用した場合
に、1V以下における発色効率が十分でない。
多孔質カーボンとしては、特に活性炭等を好ましく挙げ
ることができるがこれに限定されるものではない。該活
性炭の形状は、粉末状、繊維状等いずれでも良い。この
ような活性炭は、例えばやしがら、石油ピッチ、フェノ
ール樹脂、レーヨン、フェノール繊維、ポリアクリロニ
トリル繊維等を炭化賦活処理することにより得ることが
できる。
ン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビ
ニレン、ポリアセン等を主成分とし、ドーピング等を行
なって得られる導電性高分子等を挙げることができる。
O、Cr2O3、CuO、Al2O3、SiO2等の多孔質
金属酸化物等を混合することもできる。
状等のストライプ状又は格子状、3方向以上の方向性を
有する前記ストライプ状の組合せ等の網目状であれば、
その大きさ、厚さは、対向電極全体として必要とされる
程度の透明性もしくは光透過性が損なわれない範囲にお
いては特に制限されず、導電性物質の種類、発色材の容
量、使用目的、調光体としての品位等に応じて適宜選択
できる。また、特に透過される映像、風景等の鮮明性も
しくは反射像の鮮映性が必要とされる場合には、ストラ
イプ状又は網目状は実質的に等間隔な縞状もしくは2方
向に直交している格子状が望ましく、またストライプ状
又は網状を形成する導電性物質層の線幅は通常50〜5
000μm、さらに好ましくは100〜2000μm程
度であり、間隔は対極の容量、美装性を考慮にいれて任
意に決められるが、通常1mm〜10cm、好ましくは
5mm〜5cm程度が望ましい。このようなストライプ
状又は網目状の代表的パターンを図1〜3に示す。図1
は、透明基板10a上に、縦縞状に導電性物質層10b
を形成した平面図であり、図2は、透明基板20a上
に、横縞状に導電性物質層20bを形成した平面図であ
り、図3は、透明基板30a上に、格子状に導電性物質
層30bを形成した平面図である。
は特に限定されず、一般的には、例えば前記特定の導電
性物質とバインダーとを混合してペースト状とし、透明
基板表面にスクリーン印刷する方法、繊維状の前記特定
の導電性物質を導電性接着剤で透明基板表面に貼着する
方法、透明基板の表面に予め溝を形成しておき、該溝に
前記特定の導電性材料とバインダーとを混合したペース
トを充填し、へら等で余剰なペーストを除去する方法等
により製造することができる。
に対して不活性かつ溶解しないものであれば特に限定さ
れず、例えば後述するような高分子固体電解質、エポキ
シ樹脂、ポリスチロール、カルボキシメチルセルロース
等が挙げられる。
特定の導電性物質層を有する対向電極を使用し、通常の
透明電極と対向電極とで電解質と発色材電極を挟持し
た、エレクトロクロミック現象を有する調光体の構成で
あれば特に限定されるものではなく、例えば前記対向電
極に対し、電解質を介して発色材電極を配置する方法等
により得ることができる。この際、発色材電極は、発色
材料を有する面を電解質に接するように配置する。
解質等を目的に応じて適宜選択して用いることができ
る。前記液体電解質としては、例えばプロピレンカーボ
ネート、エチレンカーボネート、スルホラン、γ−ブチ
ロラクトン、ジメチルフォルムアマイド、ジメチルスル
フォキシド、エチレンカーボネート、テトラヒドロフラ
ン、ジメトキシエタン等の有機溶媒に、アルカリ金属
塩、4級アンモニウム塩等を溶解させた溶液等が挙げら
れる。また前記固体電解質としては、例えばポリエチレ
ンオキシド、ポリオキシエチレングリコールポリメタク
ルレート等のポリマーマトリックスにアルカリ金属塩、
4級アンモニウム塩等を溶解させた高分子固体電解質等
が挙げられる。
電極の表面に、発色材料の層を形成したものを用いるこ
とができる。例えば透明導電性基板としてITOガラス
を用い、その導電性表面に発色材料の層を、真空蒸着
法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法等で形成
させて得ることができる。
色する物質、例えばWO3、MoO3、V2O5、Nb
2O5、TiO2等もしくは酸化発色する物質、例えばC
r2O3、MnO2、CoO、NiO等が挙げられる。
解質を用いる場合には、電極間での短絡を防止する目的
で、発色材電極と対向電極との間に絶縁層を配置するこ
とが望ましい場合がある。該絶縁層は、両電極間のイオ
ン伝導性を損なわず、調光体全体の光透過性を損なわ
ず、かつ電解液等との反応性を消さずに、両電極間での
短絡を防止できるものであれば、形状、材質等は特に限
定されない。具体的には、例えば絶縁性を有する透明も
しくは非透明な膜もしくは層を、少なくとも前記特定の
導電性物質層のストライプ部分、網目状部分に配する形
態が好ましく挙げられる。絶縁性を有する膜としては、
例えばポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等が好ましく挙げられる。
用いる場合には、固体電解質が電子伝導性を有していな
ければ、絶縁層は不要であるが、固体電解質が電子伝導
性を有している場合には絶縁層が必要である。
呈する特定の表面積を有する導電性物質を、特定の形状
層として備えているので、種々の発色材料と組合わせた
場合に、印加電圧が比較的低くても発色効率が高く、そ
の結果として発色−消色サイクルの寿命に優れる。また
本発明の調光体は、前記特定の対向電極を使用するの
で、発色効率が高く、かつ発色−消色サイクルの寿命に
優れ、例えば車両用ガラス、建築物の窓や間仕切等の種
々の用途に使用することができる。
細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
いて作製した調光体を一般的に説明する。図4は、調光
体40の断面図であり、ITOガラス41a上に、導電
性物質層43を形成し、該導電性物質層43上に絶縁層
44を設けて対向電極を作製する。一方ITOガラス4
1b上に発色材料42を蒸着して発色材電極を作製す
る。次いで前記対向電極と発色材電極とを電解質45を
介して相対向して積層する。この際電解質45は、封止
材46により前記対向電極と発色材電極との間に封止さ
れている。また導電性物質層43は、以下の実施例に従
ってストライプ状又は網目状に形成されている。
0m2/g活性炭繊維(郡栄化学株式会社製)を、導電
性接着剤(商品名「シルベストP−255」:徳力化学
研究所製)を用いて格子状に接着した。この際、活性炭
繊維の格子の形状は、格子間隔2cm、格子線幅0.8
mm、活性炭繊維の使用量は0.85mg/cmとし
た。次に、活性炭繊維の上にポリエステルフィルムを接
着し、絶縁層を設けて対向電極を作製した。
20〜30オングストローム/秒の条件下、厚さ約50
00オングストロームとなるように、WO3を蒸着し、
発色材電極を作製した。
エポキシ樹脂で5mm幅でシールし、内部に電解液であ
るLiClO4のプロピレンカーボネート溶液(1M/
リットル)を真空注入して注入口をエポキシ樹脂で封止
した。ついで発色材電極および対向電極の各々にリード
線を接続して調光体とした。次いで得られた調光体の性
能評価を下記の各試験に基づいて評価した。
うに1Vの電圧を120秒間印加したところ、青色に均
一に着色し、着色時の光学密度は1.08であった。
ように1Vの電圧を60秒間印加したところ、すみやか
に着色は消滅し、この際の光学密度は0.20であっ
た。この際着色時と消色時の光学密度差は、0.88で
あり、充分な着色効果および発色効率があることが判明
した。
消え残り、応答性の低下、光学密度差の低下等は一切み
られず、きわめて安定したサイクル特性であった。
格子を設けなかった以外は実施例1と同様の操作で調光
体を作製し、実施例1と同条件で調光体を駆動させたと
ころ、着色時と消色時の光学密度差は、0.21であり
発色効率は悪かった。
表面積1500m2/g活性炭繊維(郡栄化学株式会社
製)を、実施例1と同様な導電性接着剤を用いて横縞状
に接着した。この際、活性炭繊維の線間隔は1cm、線
幅は0.5mm、活性炭繊維の使用量は0.40mg/
cmとした。次に、活性炭繊維上にポリエステルフィル
ムを接着して、絶縁層を設け対向電極とした。
電解液を使用して調光体を作製した。実施例1と同条件
で調光体を駆動させたところ、着色時と消色時の光学密
度差は、1.03であり発色効率は極めて良かった。ま
たサイクル試験を1000回行ったが、着色の消え残
り、応答性の低下、光学密度差の低下等は一切見られ
ず、極めて安定したサイクル特性であった。
電解重合で得られた表面積73m2/gのポリピロール
粉末を、実施例1と同様な導電性接着剤を用いて横縞状
に接着した。この際、線間隔1cm、線幅0.5mm、
ポリピロール粉末の使用量は0.65mg/cmとし
た。次に、ポリピロール層の上にポリエステルフィルム
を接着して、絶縁層を設け対向電極とした。
のものを使用し調光体を作製した。実施例1と同条件で
調光体を駆動させたところ、着色時と消色時の光学密度
差は、0.96であり発色効率は極めて良かった。また
サイクル試験を1000回行ったが、着色の消え残り、
応答性の低下、光学密度差の低下等は一切見られず、極
めて安定したサイクル特性であった。
5mmの表面積8.93×10~4m2/gの銅線に代え
た以外は、実施例1と同様に調光体を作製し、同条件で
駆動させたところ、着色時と消色時の光学密度差は、
0.27であり発色効率は悪かった。
表面積5m2/gの黒鉛粉末を、実施例1と同様な導電
性接着剤を用いて横縞状に接着した。この際線間隔1c
m、線幅0.5mm、黒鉛粉末の線あたりの使用量は
0.55mg/cmとした。次に、黒鉛粉末層の上にポ
リエステルフィルムを接着して、絶縁層を設け対向電極
とした。
のものを使用し調光体を作製した。実施例1と同条件で
調光体を駆動させたところ、着色時と消色時の光学密度
差は、0.29であり発色効率は悪かった。またサイク
ル試験を1000回行ったが、着色の消え残り、応答性
の低下、光学密度差の低下が見られた。
電極の平面図である。
電極の平面図である。
電極の平面図である。
般的に説明するための調光体の断面図である。
くとも前記透明基板表面に設ける特定の導電性物質層
は、ストライプ状又は網目状の表面積10m2/g以上
の導電性物質層である。前記導電性物質層を形成する導
電性物質は、表面積が10m2/g以上、好ましくは5
0〜5000m2/g、特に好ましくは300〜400
0m2/gであり、且つ導電性、好ましくは10~2Ω~1
・cm~1以上、特に好ましくは10~1Ω~1・cm~1以上
の導電性を示す物質であれば特に限定されるものではな
く、具体的には多孔質カーボン、導電性高分子又はこれ
らの混合物等が挙げられる。前記導電性物質の表面積が
10m2/g未満の場合には、調光体に使用した場合
に、1V以下における発色効率が十分でない。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも透明基板表面に、ストライプ
状又は網目状の表面積10m2/g以上の導電性物質層
を有することを特徴とする調光体用対向電極。 - 【請求項2】 調光体の対向電極として、請求項1記載
の対向電極を使用したことを特徴とする調光体。
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