JPS61205980A - エレクトロクロミツク素子組立体 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は調光板やディスプレイ等に利用されるエレクト
ロクロミック素子の組立体に関するものである。

（従来の技術） 従来、調光板やディスプレイ用素子等の一種としてエレ
クトロクロミック素子が知られているが、通常、それは
２枚の電極層の間に発色層が介在する構造になっている
。

このエレクトロクロミック索子を調光板やその他の用途
に応用する場合、同エレクトロクロミック素子を面状透
明体に接合した組立体とし、前記エレクトロクロミック
素子の表面側層と裏面側層とを構成する電極に電圧を印
加したり、又は、印加時間を変化させたりすることによ
り発色層を通過する光の透過率を変化させている。

そして、これまで知られているエレクトロクロミック素
子組立体は１枚の面状透明体の片面に１枚のエレクトロ
クロミック索子が接合されている構造をしているか、又
は、２枚の面状透明体の間に１枚のエレクトロクロミッ
ク素子が挟まれた状態で接合されている構造をしていた
。

（発明が解決しようとする問題点） 実際、このエレクトロクロミック素子組立体を駆動させ
る場合はスイッチのＯＮ、ＯＦＦによりエレクトロクロ
ミック素子の光透過率を最小値にしたり最大値にしたり
し、もし、それらの値の中間の光透過率を得ようとする
場合、スイッチと駆動電源との間の回路に印加時間調整
器や電圧調整器を組み込まなければならなかった。

そのため、前記構造の固体エレクトロクロミック索子組
立体においては光透過率の最小の絶対値はスイッチをＯ
Ｎにしたとき得られた値以下にすることができず、従っ
て、スイッチをＯＮ、ＯＦＦにしたとき得られる光の明
暗の比でおるコントラスト比を大きくするには限界がめ
った。

又、前記従来のエレクトロクロミック素子組立体には印
加時間調整器や電圧調整器が組み込まれた回路を採用す
れば、光透過率が最大値と最小値との間で任意に光透過
率を得ることが可能でおるという利点がおるものの、複
雑な回路を利用しなければならないという問題点が存在
していた。

従って、本発明の第一の目的は光のコン１へラスト比を
大きくできるエレクトロクロミック索子組立体を提供す
ることにある。さらに、本発明の第二の目的は複雑な回
路を利用しない場合でも中間の光のコントラスト比を得
ることが可能なエレクトロクロミック素子組立体を提供
することにおる。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は面状透明体の上に接合されるエレクトロクロミ
ック素子を２枚以上重ねたエレクトロクロミック素子組
立体とすることによって前記の問題点を解決しようとす
るものである。

（作用） エレクトロクロミック素子が２枚以上重ねられているの
で、同エレクトロクロミック索子の全部のスイッチをＯ
Ｎにしたときは枚数に応じて光の透過率が相乗的に変化
し、従来の１枚のエレクトロクロミック素子しか備えて
いないエレクトロクロミック素子組立体に比較して大き
な光コントラスト比が得られ、複雑な回路が組み込まれ
ていない場合でも中間の光コントラスト比が得られる。

（実施例） 次に、本発明を具体化した第一実施例を第１図、第２図
及び第４図に基づいて説明する。

この実施例のエレクトロクロミック素子組立体１６は第
１図に示すように１枚の面状透明体１の表面に１枚のエ
レクトロクロミック素子２ａが接合されているとともに
、裏面にも１枚のエレクトロクロミック素子２ｂが接合
されている。

そして、前記面状透明体１の表面側にはスペーサ３を介
して面状透明体５ａが設けられ、同様に裏面側にはスペ
ーサ４を介して面状透明体５ｂが設けられている。

前記面状透明体１と５ａの周縁部においては前記スペー
サ３がエレクトロクロミック素子２ａを包囲するように
設けられており、従って、エレクトロクロミック素子２
ａは二つの面状透明体１．５ａ及びスペーサ３によって
形成される部屋Ｚａに封じ込まれている。

前記面状透明体１と５ｂの周縁部においても前記スペー
サ４がエレクトロクロミック素子２ａを包囲するように
設けられており、エレクトロクロミック素子２ｂは二つ
の面状透明体１．５ｂ及びスペーサ４によって形成され
る部屋ｚｂに前記同様に封じ込まれている。

そして、前記部屋Ｚａ、ｚｂにはエレクトロクロミック
素子２ａ、２ｂの発色・潤色反応に関与する水分（水蒸
気）が含有されている。

又、面状透明体１の表面側のエレクトロクコミック素子
２ａにはリード線１０ａと１１ａが、そして同裏面側の
エレクトロクロミック素子２ｂにはリード線１０ｂ、１
１ｂがそれぞれ取り付けられ、駆動電源１２のスイッチ
１４を操作して二つのエレクトロクロミック素子２ａと
２ｂの両方又はいずれか一方に対して電圧を印加するこ
とが可能になっている。

前記面状透明体１の表面に接合されるエレクトロクロミ
ック素子２ａは第２図に示すように電極６ａと、同電極
６ａの上面に積層された酸化発色層７と、以下同様に順
次積層されているイオン供与体層８、還元発色層９、電
極６ｂと、前記二つのＮ極６ａ、６ｂに取り付けられた
リード線１０ａ、１１ｂとから構成されている。

エレクトロクロミック素子２ｂの構造もエレクトロクロ
ミック素子２ａのそれと同じでおる。

この実施例では前記電極６ａ、６ｂは透明な導電性膜か
ら構成され、具体的にはＩｎ２Ｏ３対ＳｎＯ２が９５対
５の重量割合からなる金属酸化物の混合物であるＴＴＯ
が使用されている。又、前記酸化発色層７としてはＮｉ
０Ｘが、前記イオン供与体層８としては゛Ｔａ２０５が
、そして前記還元発色層９としてはＷＯ３がそれぞれ使
用されている。

前記固体エレクトロクロミック索子２ａの電極５ａ、酸
化発色層７、イオン供与体層８、還元発色層９及び電極
６ｂの各層は、次に述べる手順に従い、第４図に示すよ
うな装置によって面状透明体１の上に積層形成される。

１）面状透明体１の洗浄 ソーダガラスからできている面状透明体１を中性洗剤溶
液中で超音波洗浄した後、蒸溜水ですすぎ、清浄雰囲気
で風乾する。

２）固体エレクトロクロミック素子２ａの形成（１）電
極６ａの形成 第４図に示すようなイオンブレーティング装置２１内の
上方に設けられたホルダー２２に固体エレクトロクロミ
ック素子２ａを接合させる部分だけ露出させた面状透明
体１を載せ、ヒーラ２６によって加熱できるようにする
。

次に、同装置２１内の下方に設置されたるつぼ２３にＩ
ＴＯのタブレットを入れ、そのタブレットにエレクトロ
ンビームガン２４から発せられるエレクトロンビームＢ
を照射して前記Ｔ下Ｏを気化させる。そして、るつぼ２
３の上方に設けられた高周波コイル２５から電力１’Ｏ
ＯＷのグロー放電をして気化したＩＴＯをイオン化させ
る。

このとき、前記イオンブレーティング装置２１内は排気
管２７により１Ｏ−５Ｔｏｒｒまで減圧されており、不
活性ガス供給管２８からアルゴンガスと酸素ガスとが供
給され、酸素ガスの分圧が５ｘｌＯ−４丁ｏｒ’ｒに調
整されている。

（２）酸化発色層７の形成 前記イオンプレイ−ティング装置２１において面状透明
体１の上面に形成された電極６ａの面上に、さらに酸化
発色層７を積層形成させる。この積層形成は前記電極６
ａを形成させた方法と同様の方法により行なうが、原料
としてＮｉ単体のタブレットを使用し、ＮｉＯｘが酸化
発色層７として形成されるようにする。

ただし、Ｎｉの酸化反応をも同時に進めるために、酸素
ガスの分圧を高くして１ｘ１０−３Ｔｏｒｒで、そして
イオン化電力は３００Ｗにして行なう。

なお、ＮｉＯのタブレットを使用しても前記同様に酸化
発色層７を形成させることができるが、この場合、アル
ゴンガスの分圧が１ｘ１０−３Ｔｏｒｒになるようにし
て実施される。

（３）イオン供与体層８の形成 引き続いて、Ｔａ２０５タブレットを原料にして、酸化
発色層７の上面にイオン供与体層８を形成する。このと
き、酸素ガスとアルゴンガスとのの圧力が５ｘ１０−４
Ｔｏｒｒで必り、イオン化電力が３００Ｗでおる条件下
で実施される。

（４）還元発色層９の形成 ＷＯ３のタブレットを原料にして面状透明体１のイオン
供与体層８の上面に還元発色層９を形成する。アルゴン
ガスの分圧が１Ｘ１０−３１ｏｒｒの条件基で行なわれ
る。

（５）電極６ｂの形成 電極６ａと同様の条件下で前記還元発色層９の上面にＩ
ＴＯの電極６ｂを形成する。

このようにして得られた固体エレクトロクロミック素子
２ａの各要素の厚みは次の表のとありであった。

表 次に、このように−面にエレクトロクロミック素子２ａ
が形成された面状透明体１を裏返ししてホルダー２２の
上に再度載せ、前記エレクトロクロミック素子２ａを形
成させたとき採用された方法と条件で前記面状透明体１
の裏面にエレクトロクロミック索子２ｂを形成させる。

そして、第１図に示すように面状透明体１の表裏面のそ
れぞれにスペーサ３．４を取り付けるとともに、スペー
サ３を介して面状透明体１の表面に面状透明体５ａを、
そしてスペーサ４を介して面状透明体１の裏面に面状透
明体５ｂをそれぞれ取り付ける。

このようにして、一つのエレクトロクロミック素子２ａ
を部屋Ｚａに、そしてもう一つのエレクトロクロミック
素子２ｂを部屋ｚｂに封じ込んで、前記各部屋Ｚａ、Ｚ
ｂには酸化・還元反応に必要とされる水蒸気が含有され
るようにする。

このように製作されたエレクトロクロミック素子組立体
１６においては二つのエレクトロクロミック素子２ａ、
２ｂの駆動電圧が同時にＯになるようにした場合、ニレ
゛クトロクロミック素子２ａとエレクトロクロミック素
子２ｂのいずれかに駆動電圧が印加されるようにした場
合及び二つのエレクトロクロミック索子２ａ、２ｂに同
時に駆動電圧が印加されるようにした場合の３段階の駆
動が可能となる。

そのため、この実施例のエレクトロクロミック素子組立
体１６においては、二つのエレクトロクロミック素子２
ａ、２ｂの駆動電圧を同時にＯにした場合は従来のエレ
クトロクロミック素子が１枚しか組み込まれていないエ
レクト占クロミック素子組立体における作用・効果と同
様の作用・効果が発揮される。

しかしながら、同時に、二つのエレクトロクロミック素
子２ａ、２ａを駆動させた場合のエレクトロクロミック
索子組立体１６においては、二つの発色＠７．９におけ
る酸化・還元が従来のエレクトロクロミック素子組立体
の場合に比較して相乗的に促進され、光透過率も相乗的
に低くなる。

又、この実施例のエレクトロクロミック素子組立体１６
と従来の同エレクトロクロミック素子組立体を使用して
同一の光透過率を得ようとする場合、本実施例のエレク
トロクロミック素子組立体１６の方がより短い時間で応
答する。

次に、本発明を別の態様で具体化した第二実施例を第３
図に基づいて説明する。

この実施例のエレクトロクロミック素子組立体１６は第
３図に示すように１枚の面状透明体１ａの表面に接合さ
れたエレクトロクロミック素子２ａの表面と、同様に他
の１枚の面状透明体１ｂの上に接合されたエレクトロク
ロミック素子２ｂの表面とが気体ゾーンＺを介して相対
面するように組み立てられたものでおる。

又、このエレクトロクロミック素子組立体１６における
二つの面状透明体１ａと１ｂとの間の周縁部には二つの
エレクトロクロミック素子２ａ１２ｂが包囲されるよう
にスペーサ３が設けられ、二つのエレクトロクロミック
素子２ａ、２ｂは二つの面状透明体１ａ、１ｂとスペー
サ３によって形成される部屋Ｚに封じ込まれている。

この実施例のエレクトロクロミック素子組立体１６にお
いても第一実施例と同様に、３段階に光の透過率を変化
させることが可能になるとともに、大きな光コントラス
ト比と速い応答性が得られる。

本発明は前記実施例に限定されることなく、例えば、以
下の態様でも任意に実施される。

（１）３枚以上のエレクトロクロミック索子２をそれら
の間に面状透明体１や気体ゾーンＺを介在させ、又は、
介在させることなく重ね合わせることができる。

（２）第一実施例の態様においてエレクトロクロミック
素子２ａ、２ｂが接合されていない２枚の面状透明体を
５ａ、５ｂをなくした態様で実施することができる。

（３）前記面状透明体１としてガラスの他にポリメチル
メタクリレート等の有機ガラスも使用可能である。ただ
し、有機ガラスを用いる場合はその変形温度以下の低温
でエレクトロクロミック素子を形成するようにする。又
、面状透明体１はいずれの電極６ａ、６ｂ側におっても
よい。

（４）前記電極６ａ、６ｂとしては少なくとも一方が透
明な導電性膜から構成され、他の電極は本発明の効果を
損わない限度において若干着色したものでもよい。電極
６ａ、６ｂを構成する物質として前記実施例のもの以外
に■ｎ２０３．５ｎ０２又はＡｕ等が使用される。

（５）前記酸化発色層７としては前記実施例のもの以外
にＣｒ２Ｏ３、Ｉ　ｒ　（ＯＨ）ｘ、Ｉｒｅ。

Ｎ１（ＯＨ）　　　Ｎｉｐ、Ｎｉ、Ｒｈ（ＯＨＭｘ、Ｘ
ゝ Ｒｈｏ、Ｒｕ　（Ｏｆ−１＞　ｘ等が使用される。

（６）前記イオン供与体層８としては電子を通さずにイ
オンを通すものなら任意に選択できるが、例えば、前記
実施例のもの以外にＬｉＦ、Ｓ　！　０２、ＺｒＯ２、
Ｍ　ｇＦ　２、ＣａＦ２、（７）前記還元発色層９とし
ては前記実施例のもの以外にＴｉＯＭｏＯ３、Ｎ　ｂ　
２０５等が使２・ 用される。前記各実施例に開示の還元発色層９の積層位
置は前記酸化発色層７の積層位置と置き換えられてもよ
い。

（８〉面状透明体１に対して電極６ａ、６ｂ等はイオン
ブレーティング法の他に真空蒸着法又はスパッタリング
法等によっても積層形成が可能でおる。

（９）本発明のエレクトロクロミック素子組立体１６は
調光ガラス、例えば、自動車のフロントガラス、その他
サイドガラス、リヤガラスやディスプレイ等に広く適用
される。

発明の効果 本発明のエレクトロクロミック素子組立体においては２
枚以上のエレクトロクロミック索子を別々に、又は同時
に駆動させることができるので、単に１枚だけのエレク
トロクロミック素子に比較して応答性を速くすることが
できるとともに、光の透過率を大きく変化させることが
でき、従って、光コントラスト比を大きくできるという
優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の断面を示す概念図、第２
図はエレクトロクロミック素子の断面を示す概念図、第
３図は第二実施例の断面を示す概念図、第４図はエレク
トロクロミック素子を製造するための装置の概略図であ
る。 面状透明体１、エレクトロクロミック素子２゜特許出願
人　豊　１）合　成　株式会社三菱自動車工業　株式会
社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、面状透明体（１）の上面に接合されるエレクトロク
   ロミック素子（２）を２枚以上重ねたことを特徴とする
   エレクトロクロミック素子組立体。 ２、２枚のエレクトロクロミック素子（２ａ、２ｂ）が
   １枚の面状透明体（１）を介して重ねられている特許請
   求の範囲第１項記載のエレクトロクロミック素子組立体
   。 ３、２枚のエレクトロクロミック素子（２ａ、２ｂ）が
   １枚の面状透明体（１）を介して重ねられていて、その
   表面側と裏面側のそれぞれに設けられた面状透明体（５
   ａ、５ｂ）と中央の前記面状透明体（１）との間におい
   て、前記２枚のエレクトロクロミック素子（２ａ、２ｂ
   ）の周縁をそれぞれ包囲するようにスペーサ（３、４）
   が設けられている特許請求の範囲第１項記載のエレクト
   ロクロミック素子組立体。 ４、２枚のエレクトロクロミック素子（２ａ）、（２ｂ
   ）は、気体ゾーン（Ｚ）を介して相対面するように重ね
   られている特許請求の範囲第１項記載のエレクトロクロ
   ミック素子組立体。 ５、エレクトロクロミック素子（２）は２枚の電極（６
   ａ、６ｂ）並びに同２枚の電極（６ａ）６ｂ）の間に積
   層されている酸化発色層（７）、イオン供与体層（８）
   及び還元発色体層（９）から構成されている特許請求の
   範囲第１、２、３又は４項のうちのいずれかに記載のエ
   レクトロクロミック素子組立体。