JPS62143032A - 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Ｊ 本発明は、低抵抗のリードを併用して応答速度を速くし
ただエレクトロクロミック（Ｅ　Ｃ）物質を用いた調光
体に関するものである。

［従来の技術］ ＥＣ現象を利用した調光体としては、調光窓、調光鏡等
が知られているが、通常表示素ｒであるＥＣＤに比して
面積が大きく、その駆動に大電流を要し、通常着消色に
時間ががかる傾向があった。

［発明の解決しようとする問題点］ ＥＣ物質の着消色は電気化学反応であり、ＥＣ物質を形
成した表示電極でのイオン（電子）の反応、電解質中の
イオン（電子）の移動、および対向電極でのイオン（電
３′−）の反応により生じているため、大面積になるほ
ど電流値が大きくなり、透明電極中での電圧低下による
応答速度の低下という問題点があり、調光体の大型化に
大きな問題となっていた。

この対策として、調光体の端子への供給電圧をトげると
すると、調光体の端子付近では高い電圧がかかりすぎる
ため、消色ができないような不可逆的な異常に濃い着色
や過消色を生じたり、ガスの発生や金属の溶出等の好ま
しくない副反応を生じたりし、実用状大きな問題であっ
た。

このため、調光体の少なくとも一方の透明電極に低抵抗
の金属等の導電性の線状物を積層して、透明電極による
電圧低下を防ぎ、着消色にようする応答時間を短縮する
ことが提案されている。

第２図は、このような例の調光体の断面図であり、いく
つかの種類の状態を説明するためにセル内部の構成が部
分的に変えられている。

第２図の左側の基板（ＩＩＢ）の左側のように透明電極
（１２Ｂ）　ｈに低抵抗の金属等の導電性の線状物（１
３Ｂ）を形成した場合に、導電性の線状物（１３Ｂ）と
電解質（１７）との接触により電圧を印加した際に金属
等が電解質に溶出する危険性があった。

この金属の溶出防止のため、第２図の上側の基板（ＩＩ
Ｂ）の右側のようにまず導電性の線状物（＋３０）を基
板上に形成し、その上に透明電極（１２０）を形成する
ことも提案されているが、透明電極には通常ピンホール
を生じやすく、ピンホールがあればそこから電解ｉ　（
１７）が侵入して前記欠点を生じやすく、これを防ぐた
めに透明電極を厚くすると光の透過率が低下するととも
に黄色っぽく包着いて見えるため、厚みに限度があり、
このピンホール現象を皆無とすることは困難であった。

また、第２図の下側の基板（＋１＾）の左側のように透
明電極（１２Ａ）上に低抵抗の導電性の線状物（＋３Ａ
）を形成し、さらにその土にＥＣ物質層（１５）を形成
した場合においても、ＥＣ物質層は着消色しうるように
電解質（１７）と接触しやすくされるために多孔質とさ
れており、導電性の線状物（１３Ａ）のＥにＥＣ物質層
（１５）があっても導電性の線状物は電解質と接触する
こととなり、やはり前記の欠点を生じやすいものであっ
た。

このため、大型化されても低抵抗であり、着消色の応答
速度が速く、電極の溶出やガスの発生というような副反
応を生じなく、かつＥＣ物質の劣化による／、１命の低
ドを生じないような調光体が望まれていた。

［問題点を解決するためのｆ段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、ＥＣ物質層を有する表示電極を形成した表示型８＋
基板と、対向電極を形成したり、１向゛市極基板とを有
し、該表示電極基板と該対向電極基板の少なくとも一方
には透明電極と該透明・電極よりも低抵抗の導電性の線
状物が積層されており、該表示電極ノ、（板と該対向電
極基板とを電極面が対向するように電解質を介して配置
してなる調光体において、該線状物の表面が電解質によ
る酸化還元反応を阻止しうるオーバーコート材でｖａわ
れでいることを特徴とする調光体である。

本発明では、このような構成をとることにより、大型化
されても低抵抗であり低？［圧で駆動可能であり、着消
色の応答速度が速く、電極の溶出やガスの発生というよ
うな副反応も生じにくく、かつ部分的な過若色や過消色
といった現象を生じにくいため、ＥＣ物質の劣化による
寿命の低ｒを生じにくいという利点を有するものである
。

本発明に用いる調光体は、調光窓のような透過型のもの
でも、調光鏡のような反射型のものでもよい。

第１図は５本発明の代表的構造を有する調光体の断面図
である。

この第１図において、　（ＩＡ）、　ＣＩＢ）は表示電
極基板及び対向電極基板を形成する基板、（２Ａ）、（
２Ｂ）はその両方の基板上に形成された透明電極、　（
３Ａ）、（３Ｂ）はその透明電極上に形成された低抵抗
の導電性の線状物、（４Ａ）、（４Ｂ）はその導電性の
線状物の上を覆うように形成されたオーバーコート材、
　（５）は表示電極基板の透明電極上に形成されたＥＣ
物質層、　（８）は両方の基板の周辺をシールしたシー
ル材、　（７）は２枚の基板とシール材とにより形成さ
れたセル空間に封入された電解質を示している。

本発明の表示電極基板はガラス、プラスチック等の基板
上にＩ　Ｔｏ　（Ｉｎ２０３−ＳａＯ２）　、　Ｉｎ２
Ｏ３等の透明電極と酸化タングステン、酸化モリブデン
、酸化イリジウム等の遷移全屈化合物や有機のＥＣ物質
を層状に形成したものである。

また対向電極基板は、ガラス、プラスチック等の基板上
にＩ　Ｔｏ　（Ｉｎ２０３−Ｓｎ０２）　、　Ｉｎ２Ｏ
３等の透明電極を形成し、必要に応じて表示電極基板と
逆極性の電圧の印加で着消色するＥＣ物質や電ｎ：の印
加によりｎｌ視光域では着消色しないＥＣ物質の層を形
成したり１部分的的に表示電極ノ、（板のＥＣ物質と同
じＥＣ物質やカーボン等の不透明の対向電極材料を形成
してもよい。

なお、鏡のような反射型の用途の場合には、一方の透明
′ＩＣ極は、窒化チタン、アルミ等の反射性の１［極で
もよく、その場合には裏側の基板は不透明な材料、例え
ば金属、セラミック、不透明ガラス、不透明プラスチッ
クを使用してもよい。

本発明においては、これらの表示電極基板と対向電極基
板の少なくとも一方の基板の透明電極に低抵抗の金属の
ような導電性の線状物を積層する。

この導電性の線状物としては、Ｃｕ、　Ａｇ、　Ｎｉ。

Ｐｔ、　Ｏｒ、　Ｔｉ等の金属材料、それらの金属やカ
ーボンのような導’ｉｌｌ性材料と接若材とからなる導
電性組成物等がある。これらの内、金属材料の場合には
蒸若、スパッタリング、メッキ等により所望のパターン
に形成されればよく、導電性組成物の場合にはそれらの
材料を印刷、ディスペンサーによる供給等の方法により
形成されればよい、また、このバターニングは、最初か
ら所望のパターンに形成してもよいし、全面に形成した
後にバターニングしてもよい。

これらの導電性の線状物の中でも、金属材料の使用が好
ましく、低抵抗の導電性の線状物を細い巾で、かつ厚み
も薄く形成できる。

この導電性の線状物は、前記した透明電極の上に形成さ
れてもよいし、ドに形成されてもよく、直線状、格子状
等に線または線を組み合せたパターンに形成されればよ
い。この線の巾は１０ｇｍ乃至１０ＩＩ１１程度に形成
されればよく、目に見えにくくする場合には１０〜２０
０ｇｍ程度とし、大型の調光体のような場合であって線
入りガラスや網入リガラスのように線が目立って見えて
もよい場合には０．５〜ｔ（ｌｆｆ１ｗ程度にされれば
よい。またこの線の厚みは、金属材料等の薄膜の場合に
は０．０１〜２ｐｍ程度に、導電性組成物の厚膜の場合
には１〜１０ｇｍ程度とされればよ〈、線間については
　１〜２０ｃｍ程度とされればよい。

これらの線幅、厚み、線間の値については、調光体の大
きさ、その所望応答時間等によって適宜定められればよ
く、上記の範囲からはずれたものとしたり、２種類以上
の材ネ゛ｌ、線巾をＭＩみ合せて使用したりしてもよい
。

この導電性の線状物は、特に両方の基板が透明電極であ
る場合には両方の基板に形成されることが好ましく、応
答性が向りする。これに対して１例えば対向電極が低抵
抗の反射性電極である場合には、その低抵抗の側には導
電性の線状物を形成しなくてもよい。

なお、この導電性の線状物は透明電極の１−に形成する
ことがｋｆましく、透明電極がモ坦な基板１−に直接形
成できるため、導電性の線状物の１−に透明電極を形成
した場合に比して透明′１Ｃ極が安定で剥離しに〈〈、
没差部分で導電接続かｌ）Ｊれたり、細かい透明電極の
破片の生じたりする危険性が少なく好ましい。

未発明においては、この導電性の線状物の上に電解質に
よる酸化還元反応を阻止しうるオー７ヘーコート材が設
けられるものであり、エポキシ、ポリシリコン、ポリイ
ミド、ポリアミド。

７−／素樹脂等の有機材Ｉｔ、　５ｉ０２、ＣｅＯ２、
Ｔａ２Ｏ３、Ａｈ０３等の無機材料を蒸着、スパッタ、
印刷等の方法により形成すればよく、また、導電性の線
状物が金属材料である場合には、その表面を酸化して金
属醇化物の膜を形成してもよい。

このオーバーコート材は、電極に電圧を印加した時にお
いても電解質によって導電性の線状物が酸化還元反応を
ひき起さなければよく、通常０．０１−１０７ｚ　ｍ程
度の厚みとすればよく、必要に応じて２種類の材料を使
用したり、積層したり２部分的に膜厚を変えたりしても
よい。

本発明においては、その一部を除いてこのオーバーコー
ト材が厚く形成されて２枚の基板の間隙を一定に保つス
ペーサーの役目を果すようにされないことが好ましい、
即ち、調光体内部の線の全長にわたってスペーサーが形
成されることとなると’、ｌ＋：　Ｍ　′！ｉの注入が
難しくなり、電解質が均一に配置されにくくなるという
問題点を生じ１特に、線と線の間隔がせまくなった場合
には極めて注入が困難となり、線が格子状のように配置
された場合には注入がほとんど不可能となってしまう、
このため、このような調光体内部の基板間隙を規制する
スペーサーの役目をなす部分は形成されるとしても、そ
の一部とされることが好ましい。

また１本発明では、電解質の注入とシールの圧着とを同
時に行うことにより注入しにくいが両方の基板が風等の
外圧によって接触しにくく安全性の高いゲル状電解質を
使用できる。この場合には、上記のようなスペーサーを
調光体の内部に配置すると、電解質が均一に配置されに
くいことのみならず、注入後のスペーサーの加熱硬化１
程が調光体の特性に悪影響を与える、例えば電解質とシ
ール材の材料とが反応して又はシール材中から電解質に
形容を及ぼす材料が流出して応答性を低ドさせたり、寿
命を低下させたりする可能性がある。このため、この場
合においても調光体内部に線の全長にわたってスペーサ
ーを設けることは好ましくなく、たとえ形成されるにし
ても両方の基板間隙に相当する厚みの部分は一部とされ
ることが好ましい。

ＥＣ物質は、電圧の印加によって過通的に着消色するも
のであれば使用でき讐０３、Ｍ２Ｏ３等の遷移金属化合
物、シアノ鉄錯体等の無機ＥＣ材Ｊ１．金属フタロシア
ニン等の有ＪａＥＣ材料等があり、表示電極基板上に層
状に形成されればよい。また対向電極基板上にも表示’
ＩＩＥ極基板側基板側物質層とは逆極性の電圧の印加に
より過通的に着消色するＥＣ物質の層を形成してもよい
し、可視光域で着消色しないＥＣ物質の層を形成しても
よい。

表示電極基板においては、：ｊ４ｉ図に示すように導電
性線状物とその上のオーバーコートが存在する部分以外
の部分にのみＥＣ物質層が形成されることが好ましい。

第２図のＦ側の基板（ｔｌＡ）の右側のように。

基板りに透明電極（１２Ａ）を形成し、その上に導電性
の線状物（１３０）を形成し、その上にＥＣ物質層（１
５）を形成し、さらにその−Ｌにオーバーコート材（１
４）を形成した場合には、ＥＣ物質層が多孔質であるた
め、オーバ−コート材の巾を導電性の線状物の巾よりも
かなり大きくしなくてはならなく、調光可能な面積が低
下することとなるため、オーバーコート材は導電性の線
状物のヒに直接形成することが好ましく、従ってＥＣ物
質層はその部分には形成されないか、たとえ形成される
としてもオーバーコート材のＬに形成されることが好ま
しい、特に、第１図の例のように十−バーコート部分に
は、ＥＣ物質層が形成されないようにすることが好まし
く、このオーバーコート部分にＥＣ物質層が形成されて
いてもこの部分は着消色しないので意味がなく、かつ場
合によってはこの部分でＥＣ物質が２ＩＩ離して電解質
中に飛散することを生じたりする危険性があるため、オ
ーバーコート部分にはＥＣ物質層を形成しないことが好
ましい。

電解質としては、表示電極のＥＣ物質を着消色させうる
ものであればよく、プロトン若しくはリチウムイオン等
の陽イオンを含む溶液型、ゲル型、固体型の電解質が使
用しうる。

特に前述の如く対向電極にｆ１η述の如く単なる透明電
極若しくは反射電極を用いる場合には、電解質中にＬｉ
ｔのようなレドンクス反応を生じる透明な物質を混入し
ておくことが好ましく、これにより反応の遅くかつ容量
の小さい前述のような電極を用いても充分速い応答速度
を得ることができ、電極の低抵抗化をした本発明の効果
をト分発揮することができる。

又、ｒＩＪ光体は一般に大面積となり４かつ大面積が透
過若しくは反射で見えるものであるため１表示電極基板
の電極と対向電極基板の電極とが接触により短絡したり
、たてて用いた時に下側がふくれたり、破損時に電解質
が飛散することを防止するために電解質をゲル状にして
おくことが好ましい。

このゲル状電解質溶液の材質としては、γ−ブチロラク
トン（γ−ＢＬ）　、　プロピレンカーボネイト、ブチ
ルアルコール等の有機溶媒に、該４重機溶媒に溶解して
ゲル化する樹脂１例えば、ウレタン樹脂、アクリル酸樹
脂、ポリビニルブチテールその他の樹脂又はそれらの共
重合体等が加えられたゲル状電解質溶液であり、さらに
これにレドッ、クス剤、特にＬｉｌ　を加えたもの等を
用いることが望ましいが、これらに限定されないことは
はうまでもない。

又、固体電解質もゲル状電解質と同様な効果をイエする
が、大面積化する場合には生産性が悪く、かつ風や加圧
により曲げの力が加わった時に破損しやすいため、調光
体としてはゲル状電解質又は電解液を含浸させた可撓性
フィルム状の電解質が好ましい。

ンールゼについては、固体電解質の場合には必ずしも必
要とはしないが、信頼性からみて設けることが好ましく
、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の接着剤
若しくは接着性のフィルム等が使用できる。

未発明では、シールの圧着と電解質の注入とを同時に行
うことが好ましく、シールを少なくとも２重にし、電解
質と接触する内側のシールは注入前にほぼ所望の間隙で
硬化させておきその外側に未硬化のシール材を配置して
、電解質を内側のシール内にａ置して２枚の基板を圧着
することにより未硬化のシール材と電解質とが接触しな
く好ましい、この場合、特にゲル状の電解質を使用する
ことにより、両方の基板が人間や風等の外圧によって加
圧され接触するという喜態を生じにくく、安全性の高い
調光体を得ることができ、電解質の粘性が高いためシー
ル圧着前にシール部からこぼれにくいため、電解質の注
入が容易となる。

このため、もし調光体内部の一部に基板間を−・定に保
つスペーサーを形成したい場合には、Ｆ記の内側のシー
ル材の硬化詩に同時に硬化させればよい。もっとも、前
述したようにこのスペーサーが長い長さにわたって配置
されると注入が困難となるため、このようなスペーサー
は配置されるとしてもできるだけ小さい面積で短い長さ
とすることがｋＴましい。

電極の端ｆ−は、外部との導電接続し、表示素子に比し
てかなり大きな′上流を流すことができるようにする必
要があるため、端ｆの設けられる辺に（１？状に低抵抗
の部材を設けて取り出すようにすることが好ましい、こ
の例としては透明電極りに無電解Ｎ１メッキ、金属蒸着
、導電ペースト焼付、金層箔の接着、ガラスハンダ等を
単独又は併用し、さらに必要に応じてリードピンを付ｒ
１シたりすればよい。

［実施例」 実施例１ ２０ｃｍＸ　２０ｃ＋ｓＸ　１．Ｉｍｍのガラス板−Ｌ
にＩＴＯを２０００人の厚みで形成し、さらにその上に
巾　＋０１１６の直線状に厚さ６０００人で開口率９７
％になるようにＣｕの細線を形成し、さらにシリコンボ
ムラ印刷してオーバーコートして、電極）。（板を形成
した。この金Ｉヱの細線を形成したことにより電極の抵
抗は約１７１Ｏとなった。

この電極基板上にさらにＷＯｃ　を６０００人蒸着して
表示電極基板とした。

前記電極基板を対向電極基板として用いて。

前記表示電極基板と電極面が相対向するようにして内部
に０．７５Ｍ　Ｌｉｌのγ−ブチロラクトン溶液５ｈＭ
に脱水したポリビニルブチラール２５ｇを溶解したゲル
状電解質をエボ午シ系シール材で２重にシールして封入
した。

この調光体は、導電性の線状物として金属細線を使用し
ない透明電極のみの電極基板を使用した場合に比して、
応答速度が約８倍も速くなり、周辺部分のみが早く着色
するというという色ムラ現象も生じなかった。さらに、
金属細線と電解質との酸化還元反応による劣化を全く生
じなく、１０５回の着消色テストにおいても異常を全く
生じなかった。

実施例２ 実施例１のＧｕの細線に変え、巾３＋ａｍの線状に厚さ
　Ｉｇｍで開口率８０％になるようにＣｒの細線を形成
し、２００℃空気中で１２時間保存することにより、１
細線表面に厚さ数百人の酸化膜を生成させ、この電極基
板を使用して実施例１と同様にして調光体を形成した。

この調光体は、導電性の線状物として金属細線を使用し
ない透明電極のみの電極基板を使用した場合に比して、
応答速度が約２倍も速くなり１周辺部分のみが５Ｌ〈着
色するというという色ムラ現象もかなり低ドした。さら
に、金属細線と電解質との酸化還元反応による劣化を全
く生じなく、１０５回の着消色テストにおいても異常を
全く生じなかった。

実施例３ 実施例１のＣｕの細線を、直線状から、一部を絵画的な
パターンに形成した。この調光体は実施例１と同等の調
光機能を有するとともに、光の透過時には絵画的パター
ンが見えるという美しいものであった・ 実施例４ 実施例１の導電性の線状物のオーバーコートのシリコン
ゴムの厚みを両方の基板のオーバーコートが対向する部
分で部分的に基板間隙の約５０トｍと一致させるように
して調光体を製造した。

この調光体は実施例１と同等の調光機能を有するととも
に１．！！板の間隙ムラが減少した。

［発明の効果］ 本発明は、調光体の電極に透明電極と導電性の線状物を
積層することにより、調光体の応答速度を著しく改善し
、調光体の中央部と周辺部の印加電圧の差による色ムラ
を生じにくくすることができ、かつ部分的な過着色や過
消色といった現象を生じにくく、調光体の大型化が容易
にできる。

また、本発明の調光体は導電性の線状物の上をオーバー
コートして電解質と接触しないようにされているため、
導電性の線状物の溶出やカスの発生というような副反応
も生しにくい。

このため、ＥＣ物質に過大の−［圧が印加されたり、電
解質にｆ３影響を及ぼす物質が溶出しないため、劣化に
よる寿命の低重を生じに＜〈。

長寿命の調光体を容易に得ることができる。

本発明では、調光体であるため、通常全面に電極がベタ
で形成されているため、透明電極と導電性の線状物の配
置が容易であり、導電性の線状物を直線状に配置して線
入りガラス風に見せたり、＃１目状に配置して網入りガ
ラス風に見せたり、所望のパターンに配置して絵画的多
こ見せたりすることができる。もちろん、線入りガラス
、網入りガラスと組み合せ、その線や網と本発明の調光
体の導電性の線状物のパターンを・致させ目＼ｒたなく
することもできる。

また、この導電性の線状物自体に特定の色をつけたり、
その部分にのみ基板の表面に特定の色を印刷したりして
もよく、基板表面にフレネルレンズ様の模様を形成して
導電性の線状物を［１）ｒたなくしたり、調光体の−・
部に表示素子をＭｔみ込んだり、２種類以ＥのＥＣ物質
を用いて２色の調光をしたり１表示電極人（板の透明電
極を複数に分；１．＋１　して１部分的に調光度を切り
換えるようにしてもよい。

本発明はこの外、基板を強化ガラス、合せガラスに代え
たり、表面にソングレア層、熱線吸収層、熱線反射層、
紫外線カツトフィルタ一層を形成したりしてもよく、今
後種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の調光体の代表的例の断面図。 第２図は、調光体の従来例または比較例を示す断面図。 基板　　　　　　：　ＩＡ、　ＩＢ、ＩＩＡ、ＩＩＢ透
明電極　　　　：　２Ａ、　２Ｂ、１２Ａ、１２８，１
２０導電性の線状物　：　３Ａ、　３Ｂ、＋３Ａ、１３
Ｂ、１３Ｃ：、１３［１オーバーコート材：　４Ａ、　
４Ｂ、１４ＥＣ物質居　　　：５ シール材　　　　二６ 電解質　　　　　ニア、＋７

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトロクロミック物質層を有する表示電極を
   形成した表示電極基板と、対向電極を形成した対向電極
   基板とを有し、該表示電極基板と該対向電極基板の少な
   くとも一方には透明電極と該透明電極よりも低抵抗の導
   電性の線状物が積層されており、該表示電極基板と該対
   向電極基板とを電極面が対向するように電解質を介して
   配置してなる調光体において、該線状物の表面が電解質
   による酸化還元反応を阻止しうるオーバーコート材で覆
   われていることを特徴とする調光体。
2. （２）線状物が透明電極の上に形成されている特許請求
   の範囲第１項記載の調光体。
3. （３）線状物が金属である特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の調光体。
4. （４）表示電極基板に線状物が形成されており、基板上
   に透明電極、線状物、エレクトロクロミック物質の順に
   層が形成されている特許請求の範囲第２項記載の調光体
   。
5. （５）線状物の表面のオーバーコート材が形成された部
   分にはエレクトロクロミック物質の層が形成されていな
   い特許請求の範囲第４項記載の調光体。