JP2000214493A

JP2000214493A - エレクトロクロミック素子及びこの製造方法

Info

Publication number: JP2000214493A
Application number: JP11015668A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Inoue; 敏樹井上; Kyoko Kumagai; 京子熊谷; Takanori Murazaki; 孝則村崎; Takashi Komori; 隆史小森
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】シール剤が剥離しにくく、電解質の漏出を防止
できるＥＣ素子及びこの製造方法を提供する。【解決手段】電解質層５及びエレクトロクロミック層４
は、第１透明基板１又は第１透明電極層２と第２透明基
板７又は第２透明電極層６との間に介在されたシール剤
３により封止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解質の漏出が少
なく信頼性の高いエレクトロクロミック（ＥＣ）素子及
びこの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＣ素子として、図５に示すように、第
１透明基板２１上に第１透明電極層２２、シール剤２３
中に封入された電解質層２４、ＥＣ層２５、第２透明電
極層２６及び第２透明基板２７が積層された透過型ＥＣ
素子が知られている。また、図６又は図７に示すよう
に、第１透明基板２１又は第２透明基板２７の外側に反
射膜２８を形成した反射型のＥＣ素子も知られている。

【０００３】これらのＥＣ素子は、第１透明電極層２２
と第２透明電極層２６との間に所定の電圧を印加するこ
とにより、ＥＣ層２５の溶質に酸化・還元反応が起き、
これにより可逆的な着消変化が得られるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＥ
Ｃ素子においては、第１透明電極層２２又は第２透明電
極層２６とＥＣ層２５との間にシール剤２３を設け、こ
のシール剤２３により電解質層２４のみを封止すること
としていたため、ＥＣ層２５の端面が外気に剥き出しに
なっており、外気中の水分が端面を介してＥＣ層２５内
に浸入し、シール剤２３のＥＣ層２５に対する密着性を
阻害しやすい。特に、発明者らの試験結果によれば、Ｅ
Ｃ層２５がＷＯ₃・ｎＮｂ₂Ｏ₅（但し、ｎは零又は正
数）のような多孔質の固体である場合には、この傾向が
顕著である。

【０００５】このため、この種のＥＣ素子においては、
特に高温高湿の条件下において、シール剤２３が剥離し
やすく、これにより電解質層２４の電解質が漏出すると
いう不具合が発生しやすい。本発明は、上記従来の実情
に鑑みてなされたものであって、シール剤が剥離しにく
く、電解質の漏出を防止できるＥＣ素子及びこの製造方
法を提供することを解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のＥＣ素子は、第
１基板と、該第１基板上に形成された第１電極層と、該
第１基板と対面して設けられた第２基板と、該第２基板
上で該第１電極層と対面して設けられた第２電極層と、
該第１電極層と該第２電極層との間に介在された電解質
層及びＥＣ層とを有するＥＣ素子において、前記電解質
層及び前記ＥＣ層は、前記第１基板又は前記第１電極層
と前記第２基板又は前記第２電極層との間に介在された
シール剤により封止されていることを特徴とする。

【０００７】本発明のＥＣ素子においては、第１基板と
第２基板との間、第１基板と第２電極層との間、第１電
極層と第２基板との間又は第１電極層と第２電極層との
間にシール剤が介在され、このシール剤により電解質層
及びＥＣ層を封止している。このため、ＥＣ層の端面は
外気に剥き出しでなく、外気中の水分がＥＣ層の端面を
介してＥＣ層内に浸入しない。このため、シール剤の密
着性は好適に維持される。

【０００８】したがって、本発明のＥＣ素子において
は、特に高温高湿の条件下においても、シール剤が剥離
しにくく、これにより電解質層の電解質の漏出を防止で
きる。第１、２基板としてはガラス板又は樹脂板を採用
することができる。第１、２基板のいづれか一方は透明
である必要がある。第１、２電極層、特に透明な第１、
２電極層としては、ＩＴＯ（インジウムティンオキサイ
ド（Ｉｎ₂Ｏ₃・ＳｎＯ₂））やフッ素ドープＳｎＯ₂
膜等を採用することができる。

【０００９】ＥＣ層としては、酸化タングステン、酸化
モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化チタン
等を含むものを採用することができる。上記作用効果
は、特に、ＥＣ層がＷＯ₃・ｎＮｂ₂Ｏ₅（但し、ｎは零
又は正数）のような多孔質の固体である場合に顕著であ
る。電解質層は、ＥＣ層を発色させるカチオン源と、Ｅ
Ｃ層の酸化・還元反応を可逆的にさせるレドックス剤
と、カチオン源及びレドックス剤を溶解する有機溶媒
と、水とからなる場合に本発明の効果が大きい。カチオ
ン源としては、過塩素酸リチウム等のＬｉ塩、Ｎａ塩、
Ｋ塩等の支持塩を採用することができる。レドックス剤
を添加すれば、ＥＣ層が酸化・還元反応をしている間に
レドックス剤が還元・酸化反応を起して（電荷補償をす
る）可逆反応を半永久的に継続させるようにすることが
できるとともに、サイクル寿命も向上する。このレドッ
クス剤としては、フェロセン系化合物を採用することが
好ましい。レドックス剤は電解質中に０．１Ｍ程度の濃
度で添加されるのが好ましい。有機溶媒としては、γ−
ブチロラクトン、スルホラン若しくはこれらの混合物又
はプロピレンカーボネート等を採用することができる。

【００１０】シール剤としては、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂若しくはウレタン樹
脂等又はこれらの混合物等を採用することができる。な
お、ＥＣ素子を反射型ＥＣ素子とする場合、反射膜とし
てＡｌ等の蒸着膜を用いることができる。本発明のＥＣ
素子は以下に示す本発明のＥＣ素子の製造方法により製
造し得る。この製造方法は、第１基板と、第１電極層
と、電解質層と、ＥＣ層と、第２電極層と、第２基板と
を有するＥＣ素子の製造方法において、前記第１基板上
に前記第１電極層を形成した第１電極基板と、前記第２
基板上に前記第２電極層を形成した第２電極基板とを用
意する準備工程と、該第１電極基板の該第１電極層上に
固化により前記ＥＣ層となる液体状の組成物を塗布する
塗布工程と、該組成物の必要部分を固化して該ＥＣ層と
なす固化工程と、該ＥＣ層以外の該組成物を除去する除
去工程と、該ＥＣ層を囲むシール剤を該第１電極基板の
該第１基板又は該第１電極層上に形成するシール剤形成
工程と、該ＥＣ層側が該第２電極層となるように、該シ
ール剤上に該第２電極基板を設ける接合工程と、該ＥＣ
層と該第２電極層との間に前記電解質層を封入する封入
工程と、からなることを特徴とする。

【００１１】本発明の製造方法では、まず準備工程にお
いて、第１、２基板上に第１、２電極層を形成して第
１、２電極基板とする。次に、塗布工程において、固化
によりＥＣ層となる液体状の組成物を第１電極基板の第
１電極層上に塗布する。この組成物としては遷移金属の
過酸化物を溶解したものを採用することができる。より
具体的には、溶質としてＷＯ₃・ｎＮｂ₂Ｏ₅（但し、ｎ
は零又は正数）を含有する過酸化ポリタングステン酸溶
液の他、過酸化ポリモリブデン酸溶液、過酸化ポリバナ
ジウム酸溶液、過酸化ポリニオブ酸溶液、過酸化ポリチ
タン酸溶液等を採用することができる。塗布方法として
は、ディップコーティング法、スピンコーティング法、
スプレーコーティング法等を採用することができる。

【００１２】そして、固化工程において、塗布された組
成物の必要部分を固化してＥＣ層を形成する。固化方法
としては、必要部分に紫外線を照射する方法、必要部分
を加熱する方法等を採用することができる。除去工程で
は、固化工程においてＥＣ層とならなかった組成物を除
去する。組成物が溶質としてＷＯ₃・ａＮｂ₂Ｏ₅（但
し、ａは零又は正数）を含有する過酸化ポリタングステ
ン溶液である場合、この除去工程として、水又は有機溶
媒による組成物の溶解を採用することができる。

【００１３】次に、シール剤形成工程において、第１電
極基板の第１基板又は第１電極層上にＥＣ層を囲むよう
にシール剤を形成する。そして、接合工程において、第
１電極基板と第２電極基板を接合する。このとき、第１
電極基板上のＥＣ層側に第２電極層を対向させるととも
に、ＥＣ層と第２電極層との間に電解質層を形成する隙
間を残すようにする。

【００１４】その後、封入工程において、ＥＣ層と第２
電極層との隙間に電解質を封入して電解質層を形成す
る。以上のようにして、電解質の漏出が少ないＥＣ素子
を簡便に製造することができる。また、第１、２基板の
第１、２電極層と反対側に反射膜を形成して、反射型の
ＥＣ素子も同様に製造することもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
１〜３を比較例１、２とともに図面を参照しつつ説明す
る。

【００１６】

【実施例１】実施例１のＥＣ素子は、図１及び図２に示
すように、自動車の室内用バックミラーに用いる反射型
ＥＣ素子である。このＥＣ素子は以下に示す製造方法に
より製造した。まず、準備工程として、図１（Ａ）に示
すように、ガラス板からなるバックミラー形状の第１透
明基板１を用意する。この第１透明基板１の表面全体に
はＩＴＯからなる第１透明電極層２が形成されている。
図２に示すように、この第１透明基板１の裏面全体にＡ
ｌ等からなる反射膜８を蒸着し、第１電極基板１０とし
た。また、ガラス板からなる同一形状の第２透明基板７
を用意し、この第２透明基板７の表面全体にもＩＴＯか
らなる第２透明電極層６を形成し、第２電極基板１１と
した。第１、２透明電極層２、６の電気抵抗は７Ω／□
であった。

【００１７】そして、塗布工程として、第１電極基板１
０の第１透明電極層２上全体に過酸化ポリタングステン
酸溶液１２をディップコーティング法により塗布する。
この後、固化工程として、図１（Ｂ）に示すように、塗
布した過酸化ポリタングステン酸溶液１２の外周縁を覆
うマスキング１３を施しつつ、紫外線を照射して中央域
の過酸化ポリタングステン酸溶液１２を固化してＥＣ層
４（図２参照）となす。

【００１８】次いで、除去工程として、マスキング１３
を外し、水で洗浄することによりＥＣ層４以外の過酸化
ポリタングステン酸溶液１２を除去する。そして、シー
ル剤形成工程として、第１電極基板１０の第１透明電極
層２上において、エポキシ樹脂３でＥＣ層４を囲む。こ
のとき、電解液の注入口として一部塗布しない部分を形
成しておく。

【００１９】この後、接合工程として、図２に示すよう
に、ＥＣ層４側が第２透明電極層６となるように、エポ
キシ樹脂３上に第２電極基板１１を設ける。このとき、
第２透明電極層６とＥＣ層４との間隔が０．１ｍｍとな
るようにする。そして、紫外線を照射し、エポキシ樹脂
３を硬化させてシール剤３とする。次いで、封入工程と
して、ＥＣ層４と第２透明電極層６との間に電解質層５
を注入口から注入する。そして、注入口にアクリル樹脂
を塗布し、紫外線を照射して硬化させて封止する。電解
質層５の電解質としては、有機溶媒としてプロピレンカ
ーボネートとスルホランとの１：１混合物、レドックス
剤として０．１Ｍ／ｌのフェロセン及び支持塩として１
Ｍ／ｌのＬｉＣＦ₃ＳＯ₃を使用した。

【００２０】こうして、電解質層５及びＥＣ層４が第１
透明電極層２と第２透明電極層６との間に介在されたシ
ール剤３により封止された反射型ＥＣ素子を製造する。
このＥＣ素子を所定の高温高湿の環境下に放置したとこ
ろ、１０００時間経過してもシール剤３の剥離は起こら
なかった。これは、このＥＣ素子においては、第１透明
電極層２と第２透明電極層６との間にシール剤３が介在
され、このシール剤３により電解質層５及びＥＣ層４を
封止しているため、ＥＣ層４の端面が外気に剥き出しで
なく、外気中の水分がＥＣ層４の端面を介してＥＣ層４
内に浸入しないことから、シール剤３の密着性が好適に
維持されているからである。

【００２１】したがって、このＥＣ素子においては、特
に高温高湿の条件下においても、シール剤３が剥離しに
くく、これにより電解質層５の電解質の漏出を防止でき
ることがわかる。

【００２２】

【実施例２】実施例２のＥＣ素子は、図３に示す反射型
ＥＣ素子である。このＥＣ素子では、第２透明基板７の
裏面全体にＡｌ等からなる反射膜８が蒸着されている。
他の構成及び製造方法は実施例１と同様である。このＥ
Ｃ素子においても実施例１のものと同様の作用効果を奏
することができる。

【００２３】

【実施例３】実施例３のＥＣ素子は、図４に示す透過型
ＥＣ素子である。このＥＣ素子では、第１、２透明基板
１、７の裏面に反射膜を有していない。他の構成及び製
造方法は実施例１と同様である。このＥＣ素子において
も実施例１のものと同様の作用効果を奏することができ
る。

【００２４】

【比較例１】比較例１のＥＣ素子として、図５に示す反
射型ＥＣ素子を得た。ここでは、第２透明電極層２６全
体に過酸化ポリタングステン酸溶液をディップコーティ
ング法により塗布し、１２０℃で１時間焼成してＥＣ層
２５を形成した。また、第１透明電極層２２とＥＣ層２
５との間にシール剤２３を形成した。他の構成及び製造
方法は実施例１と同様である。

【００２５】こうして、電解質層２４が第１透明電極層
２２とＥＣ層２５との間に介在されたシール剤２３によ
り封止された反射型ＥＣ素子を製造する。このＥＣ素子
を実施例１と同一の条件下で放置したところ、１００時
間経過した時点でシール剤２３の剥離を生じてしまっ
た。

【００２６】

【比較例２】比較例２のＥＣ素子として、やはり図５に
示す反射型ＥＣ素子を得た。ここでは、第２透明電極層
２６全体に過酸化ポリタングステン酸溶液をディップコ
ーティング法により塗布し、実施例１のようなマスキン
グ１３を施すことなく、紫外線を全面に照射してＥＣ層
２５を形成した。他の構成及び製造方法は実施例１と同
様である。

【００２７】こうして、電解質層２４が第１透明電極層
２２とＥＣ層２５との間に介在されたシール剤２３によ
り封止された反射型ＥＣ素子を製造する。このＥＣ素子
を実施例１と同一の条件下で放置したところ、１００時
間経過した時点でシール剤２３の剥離を生じてしまっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の反射型ＥＣ素子の製造方法を示す図
である。

【図２】実施例１の反射型ＥＣ素子の模式断面図であ
る。

【図３】実施例２の反射型ＥＣ素子の模式断面図であ
る。

【図４】実施例３の透過型ＥＣ素子の模式断面図であ
る。

【図５】従来の透過型ＥＣ素子の模式断面図である。

【図６】従来の反射型ＥＣ素子の模式断面図である。

【図７】従来の反射型ＥＣ素子の模式断面図である。

【符号の説明】

１…第１基板（第１透明基板）２…第１電極層（第１透明電極層）３…シール剤４…ＥＣ層５…電解質層６…第２電極層（第２透明電極層）７…第２基板（第２透明基板）８…反射膜１０…第１電極基板１１…第２電極基板１２…組成物（過酸化ポリタングステン酸溶液）１３…マスキング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村崎孝則愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者小森隆史愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 2K001 AA10 BB28 BB42 BB45 BB48 CA20 CA31 CA32 DA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１基板と、該第１基板上に形成された第
１電極層と、該第１基板と対面して設けられた第２基板
と、該第２基板上で該第１電極層と対面して設けられた
第２電極層と、該第１電極層と該第２電極層との間に介
在された電解質層及びエレクトロクロミック層とを有す
るエレクトロクロミック素子において、前記電解質層及び前記エレクトロクロミック層は、前記
第１基板又は前記第１電極層と前記第２基板又は前記第
２電極層との間に介在されたシール剤により封止されて
いることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
【請求項２】エレクトロクロミック層は多孔質の固体で
あることを特徴とする請求項１記載のエレクトロクロミ
ック素子。
【請求項３】エレクトロクロミック層はＷＯ₃・ｎＮｂ₂
Ｏ₅（但し、ｎは零又は正数）からなることを特徴とす
る請求項２記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項４】第１基板と、第１電極層と、電解質層と、
エレクトロクロミック層と、第２電極層と、第２基板と
を有するエレクトロクロミック素子の製造方法におい
て、前記第１基板上に前記第１電極層を形成した第１電極基
板と、前記第２基板上に前記第２電極層を形成した第２
電極基板とを用意する準備工程と、該第１電極基板の該第１電極層上に固化により前記エレ
クトロクロミック層となる液体状の組成物を塗布する塗
布工程と、該組成物の必要部分を固化して該エレクトロクロミック
層となす固化工程と、該エレクトロクロミック層以外の該組成物を除去する除
去工程と、該エレクトロクロミック層を囲むシール剤を該第１電極
基板の該第１基板又は該第１電極層上に形成するシール
剤形成工程と、該エレクトロクロミック層側が該第２電極層となるよう
に、該シール剤上に該第２電極基板を設ける接合工程
と、該エレクトロクロミック層と該第２電極層との間に前記
電解質層を封入する封入工程と、からなることを特徴と
するエレクトロクロミック素子の製造方法。
【請求項５】組成物は遷移金属の過酸化物を溶解したも
のであることを特徴とする請求項４記載のエレクトロク
ロミック素子の製造方法。
【請求項６】組成物は溶質としてＷＯ₃・ｎＮｂ₂Ｏ
₅（但し、ｎは零又は正数）を含有する過酸化ポリタン
グステン酸溶液であることを特徴とする請求項５記載の
エレクトロクロミック素子の製造方法。
【請求項７】除去工程は水又は有機溶媒による組成物の
溶解により行うことを特徴とする請求項６記載のエレク
トロクロミック素子の製造方法。