JPH0470717A - エレクトロクロミック素子 - 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］ 本発明は各種デイスプレィや調光装置に用いられるエレ
クトロクロミック素子に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のエレクトロクロミック素子として、第７
，８図に示すように上下一対のエレクトロクロミック基
板５１．５２を対向配置したものがある。上部エレクト
ロクロミック基板５１は透明な基板５３と、その基板５
３下面に形成された透明導電膜５４と、同透明導電膜５
４下面に形成された酸化発色膜５５とを備え、透明導電
膜５４の相対する側縁部上には一対の第１の電極５６が
配設されている。

また、下部エレクトロクロミック基板５２は、透明な基
板５７と、その基板５７上に形成された透明導電膜５８
と、同透明導電膜５８上に形成された還元発色膜５９と
を備え、前記第１の電極５６と対峙しないないように、
透明導電膜５８の相対する側縁部上には一対の第２の電
極６０が配設されている。そして、前記のように対向配
置された上下両エレクトロクロミック基板５１．５２の
酸化発色膜５５と還元発色膜５９との間には電解質６１
が配設されている（従来技術１）。

また、第９図に示すように、前記第１及び第２の電極５
６．６０を四角環状に形成し、これらを各透明導電膜５
４．５８の側縁部に配設したものもある（従来技術２）
。

［発明が解決しようとする課題］ ところか、エレクトロクコミック素子の面積が大きいと
、従来技術ｌのエレクトロクロミック素子においては、
第１及び第２の電極５６．６０に電圧が印加される駆動
時に、各透明導電膜５４゜５８の有する電気抵抗か影響
し、各電極５６．６０から大きく離間した中央部分での
着色及び消色か遅いという問題がある。

また、従来技術２のエレクトロクロミック素子の駆動時
においては、第１及び第２の電極５６゜６０が相互に接
近しているために、画電極５６゜６０の付近だけ非常に
速く着色及び消色する。その結果、画電極５６．６０近
傍の色と中央部分の色との差か大きいという問題かある
。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は中央部分における着色及び消色が速く、
しかも電極付近の色と中央部分の色との差が小さいエレ
クトロクロミック素子を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明のエレクトロクロミッ
ク素子は、少なくとも一方か透明な一対の基板と、前記
各基板の各内面にそれぞれ積層された透明導電膜と、前
記各透明導電膜上の少なくとも一方に積層された発色膜
と、前記各透明導電膜上に形成された電圧印加用の第１
及び第２の主電極と、前記各透明導電膜上に形成された
第１及び第２の補助電極と、前記両発色膜間に配設され
た電解質とを備え、 一方の透明導電膜の一側縁部に第１の主電極を形成する
とともに、他側縁部には、第１の主電極と離間し、かつ
透明導電膜を介し第１の主電極と電気的に接続された第
１の補助電極を設け、他方の透明導電膜上において、前
記第１の補助電極と対峙する部位には第２の主電極を配
置し、前記第１の主電極と対峙する部位には、第２の主
電極と離間し、かつ透明導電膜を介し第２の主電極と電
気的に接続された第２の補助電極を配置している。

［作用］ 第１及び第２の主電極に電力が供給されると、両生電極
から透明導電膜へ電圧が印加されるとともに、透明導電
膜を介し同主電極と電気的に接続された第１及び第２の
補助電極からも同透明導電膜へ電圧か印加される。この
ため、透明導電膜の相対する側縁部上に一対の電極を配
設した従来技術１に比べ、補助電極から透明導電膜に電
圧が印加される分、同透明導電膜全体にわたって略均−
な電圧が印加されることになる。従って、発色膜全体の
着色及び消色が速やかに行われる。

また、他方の透明導電膜上の第２の主電極は第１の補助
電極と対峙し、第２の補助電極は第１の主電極と対峙し
ている。すなわち、第１及び第２の主電極は相互に対峙
しておらず、両生電極間の距離は各電極を四角環状に形
成した従来技術２に比べ太きい。このため、主電極及び
補助電極付近の着色及び消色速度が抑えられ、同電極付
近の色と中央部分の色との差はわずかとなる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜４図に従っ
て説明する。

第１図は本実施例のエレクトロクロミック素子の分解斜
視図、第２図は同じく断面図であり、このエレクトロク
ロミック素子は上部基板１及び下部基板２を備えている
。上下両基板１，２は青色に着色された透明ガラスから
なり、厚みか３　ｍｍで一辺の寸法しか３００ｍｍＸ　
３００ｍｍの大きさの四角板状に形成されている。なお
、前記上下両基板１．２としてはガラスに代えてポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネート等の透明な合成
樹脂を用いることもできる。

前記上部基板１の下面には上部透明導電膜３か、下部基
板２の上面には下部透明導電膜４かそれぞれ積層されて
いる。上下両透明導電膜３，４は、７．５Ω７′口の面
抵抗を有するＩＴＯ［５重量％の二酸化スズ（ＳｎＯ□
）を含有する酸化インジウム（Ｉｎ２０：＋）〕によっ
て形成されている。

上部透明導電膜３の下面には、ポリアニリンからなる酸
化発色膜５が電解重合法によって析出形成されている。

この酸化発色膜５は上部透明導電膜３の全面に形成され
ているのではなく、同上部透明導電膜３の側縁部分には
形成されていない。

これらの側縁部には、後記第１の主電極７及び第１の補
助電極８としての４本の銅テープが配設されている。こ
れらの銅テープは厚みか１００μｍ、幅×長さが３ｍｍ
Ｘ２００ｍｍの大きさに形成されている。そして、上下
又は左右に相対する一対の銅テープは互いに平行して延
び、隣接する銅テープの端部同士は所定間隔離間してい
る。この間隔を離間寸法βとすると、同離間寸法ｌはと
の銅テープの端部においても約５０ｍｍとなっている。

４本の銅テープのうち上下に相対する２本には、それぞ
れリード線６が接続されている。両リート線６は外部電
源（図示しない）に接続されており、同外部電源よりリ
ード線６を介して銅テープに電圧が印加されるようにな
っている。そして、前記両リード線６が接続された２本
の銅テープは第１の主電極７を構成し、残りの２本は第
１の補助電極８を構成している。

本実施例ではこれらの上部基板１、上部透明導電膜３、
酸化発色膜５、第１の主電極７及び第１の補助電極８に
よって上部エレクトロクロミック基板９が形成されてい
る。

一方、下部透明導電膜４の上面には、酸化タングステン
からなる還元発色膜１０か形成されている。この還元発
色膜１０は下部透明導電膜４の全面に形成されているの
ではなく、同下部透明導電膜４の側縁部分には形成され
ていない。前記側縁部には、後記第２の主電極１２及び
第２の補助電極１３としての銅テープが配設されている
。そして、相対する一対の銅テープは相互に平行に延び
、隣接する銅テープの端部同士は所定間隔離間している
。この間隔を離間寸法ｌとすると、同離間寸法ｌはどの
銅テープの端部においても約５０Ｍとなっている。

４本の銅テープのうち、前記第１の補助電極８と対峙す
る銅テープにはそれぞれリート線１１が接続されている
。両リード線１１は前記外部電源に接続されており、同
外部電源よりリード線１１を介して銅テープに電圧が印
加されるようになっている。また、前記第１の主電極７
と対峙する銅テープにはリード線が接続されていない。

そして、前記両リード線１１か接続された２本の銅テー
プは第２の主電極１２を構成し、残りの２本は第２の補
助電極１３を構成している。

前記した下部基板２、下部透明導電膜４、還元発色膜１
０、第２の主電極１２及び第２の補助電極１３によって
下部エレクトロクロミック基板１＝４が構成されている
。

前記上下両エレクトロクロミック基板９，１４か対向配
置された状態で、両者間の側縁部には四角環状をなす封
止部１５か介在されている。この封止部１５は、厚みが
７００μｍのエチレン・酢酸ビニル共重合体フィルムに
より形成されている。

そして、このエチレン・酢酸ビニル共重合体フィルムを
１００°Ｃで１０分間加熱溶融させることにより、上下
両エレクトロクロミック基板９，１４が接着固定されて
いる。この状態では、封止部１５により上下両エレクト
ロクロミック基板９，１４が所定間隔に離間されている
。

前記封止部１５、酸化発色膜５及び還元発色膜１０によ
って形成される収容空間には、厚み約５００μｍの電解
質１６か配設されている。本実施例ではこの電解質１６
として、濃度ＩＭ程度の過塩素酸リチウム、四フッ化硼
素リチウム等をプロピレンカーホネートに溶解した有機
電解液か用いられている。

前記のように構成された本実施例のエレクトロクロミッ
ク素子においては、リード線６，１１を介して酸化発色
膜５及び還元発色膜１０にそれぞれ電圧を印加すると、
酸化発色膜５で酸化反応か起こるとともに還元発色膜１
０で還元反応か起こり、その結果、両発色膜５，１０が
青色に着色される。また、リート線６，１１に逆電圧を
印加すると上記とは逆の反応が起こって消色される。

第１及び第２の主電極７，１２に電圧が印加されると、
上下両透明導電膜３，４を介し同主電極７．１２と電気
的に接続された第１及び第２の補助電極８，１３からも
上下両透明導電膜３，４へ電圧が印加される。このため
、透明導電膜５４の相対する側縁部」二に一対の第１及
び第２の電極５６．６０を配設した従来技術ｌ　（第７
，８図）に比へ、本実施例では両補助電極８，１３から
」−下部透明導電膜３，４に電圧か印加される分、同上
下両透明導電膜３，４全体にわたって略均−な電圧か印
加されることになる。従って、酸化発色膜５及び還元発
色膜１０全体の着色及び消色か速やかに行われる。

また、本実施例では下部透明導電膜４上の第２の主電極
１２は第１の補助電極８と対峙し、第２の補助電極１３
は第１の主電極７と対峙している。

すなわち、第１及び第２の主電極７，１２は相互に対峙
しておらず、両生電極７，１２間の距離は、第１及び第
２の電極５６．６０を四角環状に形成した従来技術２（
第９図）に比べ大きい。このため、同主電極７，１２付
近の着色及び消色速度か抑えられ、同主電極７，１２及
び両補助電極８゜１３付近の色と中央部分の色との差は
わずかとなる。

第４図は前記したような効果、すなわち、エレクトロタ
ロミック素子の中央部分での着色及び消色が速くなった
こと、及び同主電極７，１２及び両補助電極８，１３付
近の色と中心部分の色との差が小さくなったことを確認
するための図であり、第３図に示すような電圧波形をエ
レクトロクロミック素子に印加した場合の応答差及び光
学濃度変化を示すものである。この図の横軸は３０秒後
の光学濃度変化であり、よりｚ′シ＜は同主電極７゜１
２に電圧を印加した時の中央部分での透過率をＴとし、
３０秒後の中央部分での透過率をＴ′とした時に、ｊ２
ｏｇＴ／Ｔ’で表される値である。

また、縦軸は中央部分と外側の応答差の最大値であり、
（外側部分での透過率）−（中心部分での透過率）で表
される値である。

一般にエレクトロクロミック素子に要求される特性とし
ては、どの部位においても着色及び消色の応答差か少な
いこと、経時的光学濃度変化が大きいことかあり、その
目標値としては、応答差の最大値か１７％以下で、３０
秒後の光学濃度変化が０．７以上であることか好ましい
。これらを満たすには第４図の右下部分（斜線部分）に
位置することが望ましい。このような観点から第４図を
見ると、従来技術ｌでは応答差か少ないものの、光学濃
度変化が小さい。また、従来技術２では光学濃度変化か
大きいものの、応答差が多い。つまり、前記両特性を十
分に満足していない。これに対し、本実施例のエレクト
ロクコミック素子は、従来技術１と従来技術２との中間
に位置しており、応答差の点においても光学濃度変化の
点においても優れている。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
な（、例えば第５図に示すように、上部透明導電膜３の
側縁部に配設された４本の銅テープのうち、隣接する一
対の銅テープを第１の主電極７とし、残りの銅テープを
第１の補助電極８としてもよい。この場合には、下部透
明導電膜４の側縁部に配設された４本の銅テープのうち
、第１の主電極７と対峙する２本の銅テープを第２の補
助電極１３とし、第１の補助電極８と対峙する残りの２
本の銅テープを第２の主電極１２とする。

さらに、第６図に示すように、第５図における各主電極
７，１２を構成する２本の銅テープ、及ひ各補助電極８
，１３を構成する２本の銅テープをそれぞれつないでＬ
字形に形成してもよい。

第５図及び第６図のように変更しても、第４図に別例と
して示すように、前記実施例と同様の作用及び効果を奏
する。

また、本実施例では離間寸法！を５０ｍｍとし、エレク
トロクロミック素子の一辺の寸法Ｌ（３００ｍｍ、）に
対し約１．／６の寸法に設定したか、その離間寸法ｌは
寸法Ｉ７の１／２〜１／１０の範囲に設定することが好
ましい。離間寸法βが寸法１、の１／２を越えると全体
の応答性が遅くなり、１／１０未満であると中心と外側
との応答差か多くなりすぎる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、従来のものに比べ
、中央部分における着色及び消色が速く、しかも電極付
近の色と中央部分の色との差が小さいエレクトロクロミ
ック素子を提供することができるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図はエレクトロクロミック素子の分解斜視図、第２図は
同じく断面図、第３図はエレクトロクロミック素子の駆
動波形を示す図、第４図は実施例の効果を確認するため
の図であり、中心における３０秒後の光学濃度変化と、
中心と外側の応答差の最大値との関係を示す図である。 また、第５，６図は主電極及び補助電極の配置状態の別
例を示すエレクトロクロミック素子の分解斜視図、第７
〜９図は従来技術を示し、第７図はエレクトロクロミッ
ク素子の断面図、第８，９図は同じく分解斜視図である
。 １・・・上部基板、２・・・下部基板、３・・・上部透
明導電膜、４・・・下部透明導電膜、５・・・酸化発色
膜、７・・・第１の主電極、８・・・第１の補助電極、
１０・・・還元発色膜、１２・・・第２の主電極、１３
・・・第２の補助電極、１６・・・電解質。 特許出願人　　　豊田合成株式会社 代理人　弁理士　恩田博宣（ほか１名）第９１ＥＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方が透明な一対の基板（１、２）と、 前記各基板（１、２）の各内面にそれぞれ積層された透
   明導電膜（３、４）と、 前記各透明導電膜（３、４）上の少なくとも一方に積層
   された発色膜（５、１０）と、 前記各透明導電膜（３、４）上に形成された電圧印加用
   の第１及び第２の主電極（７、１２）と、前記各透明導
   電膜（３、４）上に形成された第１及び第２の補助電極
   （８、１３）と、 前記両発色膜（５、１０）間に配設された電解質（１６
   ）と を備え、一方の透明導電膜（３）の一側縁部に第１の主
   電極（７）を形成するとともに、他側縁部には、第１の
   主電極（７）と離間し、かつ透明導電膜（３）を介し第
   １の主電極（７）と電気的に接続された第１の補助電極
   （８）を設け、 他方の透明導電膜（４）上において、前記第１の補助電
   極（８）と対峙する部位には第２の主電極（１２）を配
   置し、前記第１の主電極（７）と対峙する部位には、第
   ２の主電極（１２）と離間し、かつ透明導電膜（４）を
   介し第２の主電極（１２）と電気的に接続された第２の
   補助電極（１３）を配置したことを特徴とするエレクト
   ロクロミック素子。