JPH01167736A

JPH01167736A - エレクトロクロミック素子

Info

Publication number: JPH01167736A
Application number: JP32591187A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Kobayashi; 文明小林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-07-03

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】〔技術分野〕この発明はエレクトロクロミック素子に関する〔背景技
術〕エレクトロクロミック素子を利用した調光ガラス（調光
体）は、光の入射量に応じて透過する光の量を任意に制
御しうるようになっており、建造物の窓材料、自動車の
窓ガラス、照明器具の調光材料等としての用途が期待さ
れている。

この調光ガラスは、二対の透明ガラス基板の間にエレク
トロクロミック素子を備えている。エレクトロクロミッ
ク素子としては、各ガラス基鈑の上に形成された一対の
電極層の間に、エレクトロクロミック物質層とイオン伝
導層が設けられている。この素子は、画電極層間に電圧
を印加して、エレクトロクロミック物質層の着色度を調
整することにより調光を行う。エレクトロクロミック物
質層の着消色は電気化学反応である。

従来、イオン伝導層として、液体電解質が用いられてい
るが、電解質液の漏れや膨張による素子の破壊が起きや
すく丈夫でなかった。そこで、有機系固体電解質、無機
系固体電解質、あるいは、固体誘電体等の固体イオン伝
導層を用いることが試みられている。

ところが、この固体イオン伝導層を用いたエレクトロク
ロミック素子は、動作中に酸素ガスや水素ガスが電極で
発生するけれども、これらのガスはガラス基板があるた
め外に１友けていかずに滞留する。滞留したガスは気泡
となって、透光性・外観の悪化を招いたり、各層間に剥
離を起こして応答速度・着色度の経時劣化を招いたりす
る。多孔質ガラス基板を用い、その上に電極を形成して
基板の細孔を通してガスを逃がすことも考えられるが、
多孔質ガラス基板は拡散反射率が高いため、透過光を著
しく減少させてしまうという問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑み、透過光の減少を伴わずに
電極層で発生するガスの滞留を効果的に阻止することが
できるエレクトロクロミック素子を提供することを目的
とする。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、この発明は、エレクトロクロ
ミック物質層と固体イオン伝導層とからなる反応層が一
対の電極層間に設けられ、少なくとも一方の電極層の外
側面には非多孔質基板が重ね合わされ、かつ、反応層と
電極層の側周面が封止材で塞がれてなるエレクトロクロ
ミック素子において、前記反応層と非多孔質基板の間に
前記封止材まで達する空溝が形成されているとともに、
この封止材が通気性を有していることを特徴とするエレ
クトロクロミック素子を要旨とする。

以下、この発明にかかるエレクトロクロミック素子（以
下、ｒＥＬ素子」という）を、その一実施例をあられす
図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明の一実施例のＥＬ素子を備えた調光
体をあられす。

調光体１は、一対の透明電極層３．３′の各外側面に非
多孔質の透明基板２．２′が重ね合わされ、両型極層３
．３′の内側面間にエレクトロクロミック物質層４と固
体イオン伝導層５からなる反応層が設けられている。調
光体１の側周面は多孔質材料からなる封止材６．６で塞
がれていて、両透明基板２．２′間が封止されている。

封止材６は多孔質材料からなっているため通気性がある
。一方、透明基板２′と反応層の間には空溝７・・・７
が形成されている。この空溝７は、電極層３′の表面に
沿って封止材６にまで達している。

上記封止材６と空溝７により、透過光の減少を伴うこと
なく、電極で生ずるガスの滞留が効果的に阻止される。

電協で発生したガスは、空溝７を通って側方の封止材６
に達し、封止材６の細孔からＥＬ素子１の外に出てゆく
のである。ガスの滞４　　留がないので、気泡の出現や
各層間の剥離が起きなくなる。そして、透明基板２′が
、従来のような多孔質材料ではなく非多孔質であるから
透過光の減少を伴わずにすむ。空溝７は、透明基板２′
側ではなく透明基板２側に設けられていてもよいし、透
明基板２．２′の両方の側に設けられていてもよい。

なお、上記ＥＬ素子１の空溝７はつぎのようにして形成
されている。透明基板２′として、第２図にみるように
、電極形成面に縦横に走る凹溝２′ａ、２’ｂにより格
子状の凹凸をつけたものを用いる。そして、電極層３′
をこれらの凹凸に沿うように形成する。そうすると、最
終的には凹溝２′ａ、２’ｂ内に空間が残るから、これ
を空調７とするのである。

凹溝２′ａ、２’ｂは、プレス成形、エツチング、レー
ザ加工等により形成することができる。

凹溝２’ａｓ２’ｂは、特に限定されるものではないが
、通常、幅が５０〜５００μｍ１．深さが１０〜１００
μｍ、隣合う溝同士の間隔が１００μｍ〜ｌ　＋ｕの範
囲から選ばれる。溝の断面形状は、楔状、矩形状５半円
状等がある。凹凸のパターンは、格子状に限らず、一方
向のみに凹溝があるストライプ状、斜め縞状等であって
もよい。

封止材６は５０〜２０００人程度の細孔を有する多孔質
体が好ましいが、これに限らず、通気性がある材料であ
ればよい。具体的には、多孔質ガラスや多孔質樹脂があ
る。また、封止材６全体が通気性を有する必要はなく、
空溝７が到達する電極層３′側方まわりだけに通気性が
あるようでもよい。ただ、封止材６に部分的に通気性を
もたせるのは製造する上で手間はかかる。

透明基板２．２′には、非多孔質ガラス、あるいは、非
多孔質プラスチック（フィルムを含む）等が用いられ、
電極層３．３′には、酸化スズ、酸化インジウム、ある
いは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極が
用いられる。なお、ＥＬ素子は、両面に透明基板を備え
る必要はない。片側だけに透明基板があって、他側は電
極層が露出していてもよい。

エレクトロクロミック物質層４としては、二酸化タング
ステン（Ｗ　Ｏ、）、三酸化タングステン（ＷＯ，）、
二酸化モリブデン（Ｍ　ｏ　Ｏｚ）、三酸化モリブデン
（Ｍｏｏｎ）、プルシアンブルー（ＰＢ）、五酸化バナ
ジウム、酸化クロム、水酸化イリジウム、水酸化ニラゲ
ル等からなる屑が用いられる。このエレクトロクロミッ
ク物質層４は、真空蒸着法、スパッタリング法、ゾル−
ゲル法などにより電極層３上に形成される。

固体イオン伝導Ｎ５としては、高分子固体電解質、誘電
体等からなるものが用いられる。高分子固体電解質には
、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド
等の高分子材料に、塩化カリウムや過塩素酸リチウム等
の塩を溶解させたものがある。塩の添加量は、高分子成
分１００重量部に対し１〜２０重量部の範囲であること
が望ましい。１重量部を下回ると、電解質としての効果
が得られ難くなり、２０重量部を上回ると塩の析出がお
こり外観が悪くなるからである。誘電体には、Ａｄｚ　
Ｏｓ　、Ｓ　ｉｏｇ　、Ｔａ２０５　、Ｚｒ０ｚ　、Ｌ
　ｉ　Ｆ、　Ｍｇ　Ｆｚ等があり、真空蒸着法、スパッ
タリング法、ゾル−ゲル法などにより形成される。

続いて、より具体的な実施例と比較例について説明する
。

（実施例１）透明基板２として非多孔質ガラス板を用い、この上にＩ
ＴＯを蒸着して電極層３を形成し、この電極層３の上に
エレクトロクロミック物質Ｎ４としてｗｏ、５を真空蒸
着した。ついで、このＷＯ１層上に、固体イオン伝−導
層５として、高分子固体電解質層をつぎのようにして形
成した。ポリエチレンオキサイド（分子量ｔｘｌｏ’）
１％水溶液１００ｍＡにＬｉＣｊ２０４を０．１ｇ加え
攪拌し、２４時間静置した後、ＷＯ１層上に塗布し固体
電解質層にする。一方、透明基板２′には非多孔質ガラ
スを用い、幅１００μｍ１深さ１００μｍ１間隔５００
μｍの溝を格子状に形成してからＩＴＯを蒸着し電極層
３′を形成する。その後、電極層３′を固体電解質層の
上から圧着し、側周面に平均細孔１０００人の多孔質ガ
ラスからなる封止材６をエポキシ樹脂で接着して調光体
１を完成させた。

（実施例２）エレクトロクロミック物質層４として、プルシアンブル
ー層を電解酸化還元法により形成するようにした他は、
実施例１と同様にして調光体１を得た。

（実施例３）透明基板２として非多孔質ガラス板を用い、幅１００μ
ｍ、深さ１００μｍ、間隔５００μｍの溝を格子状に形
成してからＩＴＯを蒸着し電極層３を形成し、この電極
層３の上にエレクトロクロミック物質層４としてＷＯ２
層を真空蒸着した。

ついで、このＷＯ３層上に、固体イオン伝導層５として
、ＴａｚＯｓＦｉを形成した。それから、ＩＴｏを蒸着
して電極層３′を設けて、その後、側周面に平均細孔１
０００人の多孔質ガラスからなる封止材６をエポキシ樹
脂で接着して調光体１を完成させた。

〔比較例〕

透明基板２′に溝形成をしないようにするとともに、側
周面を、封止材６を使わずエポキシ樹脂のみで封止する
ようにした他は、実施例１と同様にしてＩＮ光体１を完
成させた。

実施例１〜３および比較例について特性を調べた。経時
劣化については着色度の経時変化をみた。また、気泡の
出現と眉間の剥離を光学顕微鏡を使って観察した。

着色度の経時変化は、電極に交互に電圧を印加し、５Ｘ
１０’回の着消色を繰り返した後、着消色開始直後と繰
り返し終了直前の着色状態における特定波長の吸光度を
それぞれ測定し、吸光度比、すなわち〔繰り返し終了直
前の吸光度〕÷〔着消色開始直後の初期吸光度〕、から
判断した。吸光度比が大きい程、経時特性に優れる。結
果を第１表に記す。

第１表第１表にみるように、実施例１〜３は、比較例と比べて
、着色度の経時変化が著しく少なく、光学顕微鏡の観察
でも、実施例１〜３では、気泡や各層間の剥離は見られ
なかったのに対し、比較例では、気泡の出現と眉間の剥
離が観察された。

この発明は上記実施例に限らない。例えば、Ｅ■７素子
が調光体以外に、例えば、ＥＬデイスプレィ素子として
用いられてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明のＥＬ素子は、ガスの滞留
がないため、経時劣化が少なく、しかも、基板が非多孔
質であるから透過光の減少が起こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかるＥＬ素子の一例である調光
体をあられす断面図、第２図はここの調光体における凹
溝が形成されている透明基板をあられす外観斜視図であ
る。１・・・調光体　　２．２′・・・透明基板　　３．３
′・・・電極層　４・・・エレクトロクロミック物質層
５・・・固体イオン伝導層　６・・・封止材　７・・・
空溝２’ａｓ２”ｂ・・・凹溝代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図第２図゛手続補正書（眩１．１材牛の耘昭和６２年特飛諌３２’５９１１号２、発明の名称エレクトロクロミック素子３、補正をする者羽生との県系　　　特許出願人住　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　（ｕＷ役三好俊　夫４、代理人な　　　し６、補正の対象明細書７、補正の内容 ■　明細書第４頁第１５行、第４頁第１８行、第５頁第
１５行、第６頁第３行、第７頁第１３行、第１３頁第６
〜７行、第１３頁第７行、第１３頁第１０行および第１
３頁第１５行の計９個所にｒＥＬＪとあるを、ｒＥＣＪ
と訂正する。 ■　明細書第５頁第１７行に「透明基板２′」とあるを
、「透明基板２．２′」と訂正する。 ■　明細書第７頁第１６〜１７行に「二酸化タングステ
ン（Ｗ　Ｏｘ　）、」とあるを削除する。 ■　明細書第７頁第１８行に「二酸化モリブデン（Ｍｏ
ｂ、）、」とあるを削除する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エレクトロクロミック物質層と固体イオン伝導層
とからなる反応層が一対の電極層間に設けられ、少なく
とも一方の電極層の外側面には非多孔質基板が重ね合わ
され、かつ、反応層と電極層の側周面が封止材で塞がれ
てなるエレクトロクロミック素子において、前記反応層
と非多孔質基板の間に前記封止材まで達する空溝が形成
されているとともに、この封止材が通気性を有している
ことを特徴とするエレクトロクロミック素子。
（２）封止材が多孔質材料からなることにより通気性を
有しているとともに、非多孔性基板の表面には縦横に走
る凹溝により凹凸がつけられていて、これらの凹凸に沿
うように電極層が形成されており、凹溝内に残された空
間が空溝になっ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。