JPWO2002039180A1 - 固体型エレクトロクロミック素子及びその素子を用いたミラー装置並びにcrtディスプレイ - Google Patents

固体型エレクトロクロミック素子及びその素子を用いたミラー装置並びにcrtディスプレイ Download PDF

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Abstract

固体型エレクトロクロミック素子であって、基板ガラス(11)上に成膜され、その一部に溝(12b)を設けることにより隔離した下部透明導電層(12)と、下部透明導電層(12)の上に成層したエレクトロクロミック層(13)と、隔離された下部透明導電層の隔離部(12a)に直接接触した上部透明導電層(14)とを備え、下部透明導電層の本体部(12c)及び隔離された下部透明導電層の隔離部(12a)の端部に、金属箔(17a)に導電性粘着材(17b)を塗布した構造の金属箔電極(17)を貼付したことを特徴とする。

Description

技術分野
本発明は、金属箔電極を素子の取出し電極として用いる固体型エレクトロクロミック素子及びその素子を用いたミラー装置並びにCRTディスプレイに関するものである。
背景技術
電圧を印加することで可逆的に酸化・還元反応が起こり、可逆的に着・消色する現象をエレクトロクロミズムという。このような現象を示す物質を用いて電圧操作により着・消色するように設計されたエレクトロクロミック(以下、ECという)素子が、表示素子や光量制御素子など多くの産業分野で利用されている。
従来の固体型EC素子の一例を第6図に示す。固体型EC素子30において、基板ガラス31の上にはITO等の下部透明導電膜32が設けられており、この下部透明導電膜32の一部に溝32bを形成して隔離部32aが設けられている。更にその上には、WO等によるEC層33、ITO等の上部透明導電膜34が順次成層され、その上をエポキシ樹脂等の封止材35及び対向ガラス36が覆っている。さらに、上部透明導電膜34は隔離部32aと直接接しており、また、下部透明導電膜32と上部透明導電膜34とは短絡しないよう形成されているので、隔離部32aから上部透明導電膜34の電極を取り出すことができる。この固体型EC素子30の下部透明導電膜32と上部透明導電膜34との間に直流電圧を印加するとEC層33は着色し、逆電圧を印加するとEC層33は消色する。
ここで、固体型EC素子30の下部及び上部透明導電膜32,34に外部からの電源を供給するためには、取出し電極が必要である。従来は、金属クリップ37で基板ガラス31と下部透明導電膜32とを、また、基板ガラス31と隔離部32aとを挟み、それぞれを封止材35で固定して取出し電極としていた。ちなみに、対向ガラス36は金属クリップ37,37の端子部をガイドして接着されるため、対向ガラス36の幅寸法は基板ガラス31の幅寸法より短くなっている。
しかしながら、固体型EC素子30の樹脂の厚さである数10μm程度に金属クリップ37の金属材料を加工するのは難しいため、対向ガラス36の幅を基板ガラス31の幅よりも広くすることはできないという問題点があり、また、金属が薄くなることにより応力の導入が十分でないために、弾性域内の応力による金属クリップ37の挟込み力を発現させるのは難しいので、取り付け時の作業性が悪いという問題点があった。
さらに、基板ガラス31の端面が曲率を有する場合には、金属クリップ37を基板端面に沿って曲げ難く、接触抵抗が高くなったり外観を損なったりする。この点は、固体型EC素子30をミラーに応用する場合にも生じる。
一方、通常のCRTディスプレイのパネル前面にVDT障害防止用のフィルタを外付けすることが行われているが、広い範囲の波長を減衰させる結果、画面全体が暗くなりすぎて見にくくなるという問題があった。
また、第7図に示すように、従来の固体型EC素子30をCRTディスプレイのフィルタに利用した場合には、以下のような2つの方法で固体型EC素子30を取り付けなければならない。というのは、固体型EC素子30に電圧を印加するための金属クリップ37は、その加工性により、金属板の厚さを100μm程度とする必要がある。さらに、金属クリップ37は、基板ガラス31等との嵌合力をバネ性により持たせる必要があるので、クリップ形状となっている。そのため、金属クリップ37は、金属板の厚さとその形状により上下方向に厚くなってしまう。そこで、この金属クリップ37の厚さを考慮して、CRTディスプレイに固体型EC素子30を取り付けなければならない。
1つめの方法は、第7図(a)に示すように、固体型EC素子30Aとブラウン管39との間に空間を設ける方法である。この方法とする理由について説明する。一般に、第7図(a)に示すように、ブラウン管39の表面は湾曲しており、対向ガラス36A付きの固体型EC素子30Aは、その対向ガラス36Aをエポキシ樹脂等で接着しているため、その湾曲形状に追従させることは難しい。そこで、この方法では、金属クリップ37Aがブラウン管39の表面に接触しないように固体型EC素子30Aとブラウン管39とを離して配置することにより、対応ガラス36A等をブラウン管39の表面の湾曲形状に追従させないでよい方法としている。しかし、この方法では、CRTディスプレイの表面側がフィルタ(固体型EC素子30A)のために分厚くなってしまうとともに、取り付け用の部材も必要となる。ちなみに、基板ガラス31Aや対向ガラス36Aをブラウン管39の湾曲形状に合わせて予め加工することも考えられるが、高コストとなる。
2つめの方法は、第7図(b)に示すように、ブラウン管40より大きい固体型EC素子30Bをブラウン管40に貼り付ける方法である。この方法とする理由について説明する。この方法では、基板ガラス31Aをブラウン管40の湾曲形状に追従させて加工し、対向ガラスをブラウン管40のパネルガラスで代用する。そして、固体型EC素子30Bをブラウン管40のパネルガラス上に封止材35Bであるエポキシ樹脂等を介して貼り付ける。この場合、封止材35Bであるエポキシ樹脂等の厚さは数10μm程度であるが、金属クリップ37Bはその金属板の厚さだけでも100μm程度である。したがって、固体型EC素子30Bをブラウン管40に貼り付ける場合、基板ガラス31Bの幅寸法をブラウン管40のパネルガラスの幅寸法より短くすると、金属クリップ37Bが突起物となって邪魔となる。そこで、この方法では、基板ガラス31Bの幅寸法をブラウン管40のパネルガラスの幅寸法より長くし、固体型EC素子30Bをブラウン管40に貼り付ける。その結果、金属クリップ37B,37Bがブラウン管40の側方に出るので、金属クリップ37B,37Bが邪魔にならない。しかし、この方法では、CRTディスプレイのフィルタである固体型EC素子30Bが、大型化してしまう。
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、種々の形に加工が容易であり、取り付け時の作業性を向上させることができる電極構造の固体型EC素子及びその素子を用いたミラー装置を提供することにあり、さらに、その素子を用いて透過度または輝度をある範囲内で調整可能なCRTディスプレイを提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明にかかる固体型EC素子は、基板ガラス上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離した下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたEC層と、隔離された下部透明導電層の一部とEC層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、EC層に駆動電圧を印加するため、下部透明導電層及び隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とする。このように構成されることにより、容易に電極を取り付けることができるので取り付け時の作業性が向上する。
また、上記構成の固体型EC素子において、金属箔電極の金属材料が銅またはアルミ箔製であることを特徴とし、さらに、金属箔電極には腐食防止処理が施されていることを特徴とする。このように構成することにより、より信頼性の高い固体型EC素子を提供することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる固体型EC素子を用いたミラー装置は、基板ガラス上に成膜された金属反射膜と、この金属反射膜上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離された下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたEC層と、隔離された下部透明導電層の一部とEC層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、EC層に駆動電圧を印加するため、下部透明導電層及び隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とする。このように構成することにより、本発明にかかる固体型EC素子をミラー装置に適用することも容易である。
また、上記目的を達成するために、本発明にかかるCRTディスプレイは、CRTディスプレイのパネル表面に、パネルガラスを対向ガラスとし、かつ、下部透明導電層の端部に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を配置した固定型EC素子によるフィルタ層を形成させたことを特徴とする。このように構成することにより、本発明にかかる固体型EC素子をCRTディスプレに適用することも容易であり、透明度または輝度をある範囲内で調整可能なCRTディスプレイを提供するものである。
さらに、上記CRTディスプレイにおいて、EC素子によるフィルタ層は、基板ガラス上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離した下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたEC層と、隔離された下部透明導電層の一部とEC層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、EC層に駆動電圧を印加するため、下部透明導電層及び隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とする。
なお、本発明では、基板ガラス側を下側とし、対向ガラス側を上側として記載している。勿論、下側と上側とを逆に記載してもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、第1図を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子について説明する。第1図は、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子の断面図である。
第1図に示すように、固体型EC素子10には、基板ガラス11の上面にITO等の下部透明導電膜12が設けられており、この下部透明導電膜12の一部に溝12bを形成して隔離部12aが設けられている。下部透明導電膜12は、2つの電極を取り出すために、溝12bによって隔離された隔離部12aと本体部12cの2つの部分からなる。隔離部12a及び本体部12cを含めた下部透明導電膜12の幅寸法は、基板ガラス11と同じ寸法である。下部透明導電膜12の上面には、WO等によるEC層13が成層され、EC層13の上面にITO等の上部透明導電膜14が順次成層されている。上部透明導電膜14の上面には、封止材としてのエポキシ樹脂15が覆っており、エポキシ樹脂15の上面には対向ガラス16が覆っている。また、上部透明導電膜14は隔離部12aと直接接しており、また、下部透明導電膜12の本体部12cと上部透明導電膜14とは短絡しないように形成されていて、隔離部12aから上部透明導電膜14の電極を取り出すことができるようになっている。つまり、溝12bにもEC層13が成層されており、下部透明導電膜12の本体部12cと上部透明導電膜14及び下部透明導電膜12の隔離部12aとの間にはEC層13が挟まっている。また、エポキシ樹脂15は、EC層13及び上部透明導電膜14の側面を覆っており、両外端部が下部透明導電膜12の隔離部12aまたは本体部12cに接している。EC層13の幅寸法は、溝12bから本体部12cの大部分を覆う寸法を有するが、本体部12cの外端から内側よりの寸法である。上部透明導電膜14の幅寸法は、隔離部12aの内端側からEC層13を大部分覆う寸法である。エポキシ樹脂15の幅寸法は、隔離部12a及び本体部12cを含めた下部透明導電膜12の幅寸法より短い寸法かつEC層13及び上部透明導電膜14を完全に覆う寸法である。対向ガラス16の幅寸法は、隔離部12a及び本体部12cを含めた下部透明導電膜12(すなわち、基板ガラス11)の幅寸法より両側に長い寸法である。
さらに、下部透明導電膜12の本体部12cの外端の上面と対向ガラス16の外端の下面との間及び隔離部12aの外端の上面と対向ガラス16の外端の下面との間には、金属箔17aの下面に導電性粘着材17bを塗布した構造の金属箔電極17,17が各々取り付けられており、エポキシ樹脂15で固定されている。このとき、下部透明導電膜12と金属箔電極17,17との接点は、導電性粘着材17b自身の粘着性で確保される。また、金属箔17aの金属材料は銅またはアルミでできており、腐食防止加工がされている。
この固体型EC素子10の金属箔電極17,17を通して、外部から下部透明導電膜12と上部透明導電膜14との間に直流電流を印加すると、EC層13は着色し、逆電圧を印加するとEC層13は消色する。
ここで、導電性粘着材17bとしては、導電性材料の微粉末を混入した発砲ゴムのフロックシートをスライスしたものや、メチル系シリコーン樹脂を塗布した剥離ライナーにメチルフェニル共重合含シリコーン樹脂に誘電性フィラーを配合した導電性感圧粘着材を塗布または含浸させたもの等が使用される。また、腐食防止加工としては、例えば、シリコーン樹脂等を塗工する手法等が採用される。
このように、取出し電極として金属箔17aの下部に導電性粘着材17bを塗布した構造の金属箔電極17を用いたことにより、電極取り付け時には位置決めされた場所に金属箔電極17を導電性粘着材17b自体の粘着性を利用して貼り付けるだけで良く、作業性を向上させることができる。
また、第6図に示すように、従来の対向ガラス36は、金属クリップ37の端子部をガイドに接着していたために基板ガラス31より数mm小さくできていたが、本発明の金属箔電極17を用いることにより、対向ガラス16の大きさが基板ガラス11と同じか、より大きくしたい場合(後記CRTディスプレイに適用する場合)にも活用することができる。
さらに、下部透明導電膜12の膜面と対向ガラス16との距離(以下、樹脂厚さという)は、一般的に数10μm程度に形成されているが、金属箔17a及び導電性粘着材17bの導電性材料は変形が容易であるので、この材料を押しつぶすことによって、樹脂厚さに追従させることができる。
また、取出し電極である金属箔電極17は、金属箔17aの片面に導電性粘着材17bを塗布しただけという簡易な構造であるため、製品自体が複雑な形状をしていたとしてもその形状に合わせて取出し電極を種々の形に容易に加工することができ、接触抵抗が低下するほか、外観をすっきりさせることができる。
次に、第2図を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子を用いたミラー装置について説明する。第2図は、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子を用いたミラー装置の概略断面図である。
第2図に示すように、基板ガラス21の上面に成膜された金属反射膜22と、金属反射膜22の上面に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離された下部透明導電膜(図示せず)と、下部透明導電膜の上面に成膜されたEC層24と、隔離された下部透明導電膜の一部とEC層24との上面にわたって成膜された上部透明導電膜(図示せず)と、上部透明導電膜の上面に積層させた封止材(図示せず)及び対向ガラス23とからなり、かつ、下部透明導電膜の本体部及び隔離された下部透明導電膜の隔離部の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極25,25を接着して固定型EC素子によるミラー装置20としたものである。金属箔電極25,25は、一端部が対向ガラス23と下部透明導電膜の隔離部または本体部との間に挟まれて取り付けられており、他端部が外部に延びている。金属反射膜22の幅寸法は、基板ガラス21の幅寸法より両側に短い寸法である。対向ガラス23の幅寸法は、基板ガラス21の幅寸法と同じ寸法である。なお、上下の透明導電膜、封止材(エポキシ樹脂)及びEC層24の積層状態は第1図に示すものと同様であるため、詳細な図示及び説明を省略してある。このようにすると、容易に電極を取り付けることができるので、取り付け時の作業性が向上する。また、金属箔電極25を用いることにより、取出し電極を基板ガラス21や対向ガラス23および金属反射膜22等の形状に対応して種々の形状に加工して取り付けることができるので、ミラー装置20のように対向ガラス23の幅寸法を基板ガラス21の幅寸法と同じ寸法とすることができる。さらに、金属箔電極25を用いることにより、ミラー装置20の設置場所や使用状況に応じて、種々の形状の取出し電極とすることができ、しかも厚さが薄い取出し電極とすることもできる。
次に、第3図乃至第5図を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子を表面に形成させたCRTディスプレイについて説明する。第3図は、本発明の実施の形態にかかる表面に固体型EC素子を形成させたCRTディスプレイの斜視図である。第4図は、第3図における固体型EC素子及びパネルの拡大断面図である。第5図は、第3図のCRTディスプレイにおける固体型EC素子及びブラウン管の概略平面図である。
この実施の形態では、CRTディスプレイ26のパネル27の表面に、パネルガラスを対向ガラスとし、かつ、下部透明導電膜12の隔離部12aと本体部12cの各端部に、金属箔17aに導電性粘着材17bを付着させた金属箔電極17,17を配置した固体型EC素子28によるフィルタ層を形成させたものである。固体型EC素子28は、封止材であるエポキシ樹脂15によってパネル27の表面に直接貼り付けられている。また、基板ガラス21は、その幅寸法がパネルガラスの幅寸法より若干短い寸法でかつその厚さが薄く(0.5mm程度)加工されている。なお、第4図中、固体型EC素子28の膜構成は、第1図で示した固体型EC素子10と同様の部分は同じ符号を付し、その説明を省略する。
このCRTディスプレイ26では、金属箔電極17,17を用いることにより、取出し電極をブラウン管29の表面の湾曲形状やCRTディスプレイ26のケース等の形状に対応して種々の形状に加工して取り付けることができるので、取出し電極として薄い電極(数10μm程度)とすることができるとともに、基板ガラス11の幅寸法をブラウン管29のパネルガラスの幅寸法より短い寸法とすることができる。そのため、このCRTディスプレイ26では、第5図に示すようにブラウン管29の表面に固体型EC素子28を直接貼り付けることができるので、CRTディスプレイ26の表面に薄い層としてフィルタを構成でき、取り付け用の部材も必要ない。さらに、このCRTディスプレイ26では、第5図に示すように基板ガラス11がブラウン管29の表面より小さいので、CRTディスプレイ26のフィルタを小型化できる。
この例では、EC層に所定の駆動電圧を印加することで、パネルの輝度や、ちらつきを調整することができる。なお、通常のCRTディスプレイのパネル前面に外付けするVDT障害防止用フィルタを併用しても差し支えない。
上記CRTディスプレイを作るには、基板ガラスに上下の透明導電膜とEC層とを成膜したEC素子中間体を用意し、このEC素子中間体の上部透明導電膜側をCRTディスプレイのパネルガラス表面に近接させる。ついでEC素子中間体の周縁に金属箔電極を接着するとともに、EC素子中間体とパネル表面との間に透明樹脂封止材で封止することによりパネルガラスを対向ガラスとする固体型EC素子を積層させることによって、パネル表面にフィルタ層を形成させるものである。この場合、基板ガラスは、パネルガラスの幅寸法と同じ寸法かあるいは短い寸法で加工されている。また、金属箔電極は、EC素子中間体及び透明樹脂封止材の厚さに応じた厚さとなっており、その形状もEC素子中間体やパネル表面の形状等に応じた形状となっている。また、EC素子中間体とパネルガラスとは、透明樹脂封止材によって接着している。
なお、本実施の形態では金属箔材料として銅またはアルミを用いると示したが、金属材料であれば何でも良く、さらに、腐食防止処理に関しても固体型EC素子の使用状況により必要に応じてされれば良いのであって、上記実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
産業上の利用可能性
以上説明したように本発明の固体型EC素子は、下部透明導電膜及び隔離された下部透明導電膜の端部に、金属箔に導電性粘着材を塗布した構造の金属箔電極を貼付したことにより、電極取り付け時は位置決めされた場所に金属箔電極を貼り付けるだけで良く、素子の形状を合わせて、金属箔電極を種々の形に容易に加工できる。また、金属箔電極の金属材料が銅またはアルミであり、さらに、金属箔電極には腐食防止処理が施されていることにより、より信頼性の高い固体型EC素子を提供することができる。
また、本発明によれば、CRTディスプレイのパネル表面に、パネルガラスを対向ガラスとし、かつ、下部透明導電膜の端部に金属箔に導電性粘着材を付着させた構造の金属箔電極を配置した固体型EC素子によるフィルタ層を形成させるものであるから、透過度または輝度をある範囲内で調整可能なCRTディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子の断面図である。
第2図は、本発明の実施の形態にかかる固体型EC素子を用いたミラー装置の概略断面図である。
第3図は、本発明の実施の形態にかかる表面に固体型EC素子を形成させたCRTディスプレイの斜視図である。
第4図は、第3図における固体型EC素子及びパネルの拡大断面図である。
第5図は、第3図のCRTディスプレイにおける固体型EC素子及びブラウン管の概略平面図である。
第6図は、従来の固体型EC素子の構造例を説明する断面図である。
第7図は、従来の固体型EC素子をCRTディスプレイのフィルタに利用した場合の固体型EC素子及びブラウン管の概略平面図であり、(a)が固体型EC素子とブラウン管との間に空間を設ける方法であり、(b)がブラウン管より大きい固体型EC素子をブラウン管に貼り付ける方法である。

Claims (6)

  1. 基板ガラス上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離した下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたエレクトロクロミック層と、前記隔離された下部透明導電層の一部と前記エレクトロクロミック層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、前記エレクトロクロミック層に駆動電圧を印加するため、前記下部透明導電層及び前記隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とする固体型エレクトロクロミック素子。
  2. 請求の範囲第1項に記載の固体型エレクトロクロミック素子において、前記金属箔電極は銅またはアルミ箔製であることを特徴とする固体型エレクトロクロミック素子。
  3. 請求の範囲第1項に記載の固体型エレクトロクロミック素子において、前記金属箔電極は腐食防止処理が施されていることを特徴とする固体型エレクトロクロミック素子。
  4. 基板ガラス上に成膜された金属反射膜と、この金属反射膜上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離された下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたエレクトロクロミック層と、前記隔離された下部透明導電層の一部と前記エレクトロクロミック層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、前記エレクトロクロミック層に駆動電圧を印加するため、前記下部透明導電層及び前記隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とする固体型エレクトロクロミック素子を用いたミラー装置。
  5. CRTディスプレイのパネル表面に、パネルガラスを対向ガラスとし、かつ、下部透明導電層の端部に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を配置した固定型エレクトロクロミック素子によるフィルタ層を形成させたことを特徴とするCRTディスプレイ。
  6. 請求の範囲第5項に記載のCRTディスプレイにおいて、前記エレクトロクロミック素子によるフィルタ層は、基板ガラス上に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離した下部透明導電層と、この下部透明導電層の上に成層されたエレクトロクロミック層と、前記隔離された下部透明導電層の一部と前記エレクトロクロミック層の上部にわたって成膜された上部透明導電層と、この上部透明導電層の上に積層させた封止材及び対向ガラスとを備え、かつ、前記エレクトロクロミック層に駆動電圧を印加するため、前記下部透明導電層及び前記隔離された下部透明導電層の端部に、金属箔に導電性粘着材を付着させた金属箔電極を接着したことを特徴とするCRTディスプレイ。
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