JP2015014743A - Electrochromic photochromic lens, electrochromic photochromic spectacles, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロクロミック調光レンズ、エレクトロクロミック調光眼鏡、及びそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrochromic light control lens, electrochromic light control glasses, and methods for manufacturing the same.
サングラスとは光の透過率を制御する調光レンズを備えた眼鏡であり、太陽光に含まれる紫外線から目を守るためや、グレアを抑制して視認性を向上するために開発され、古くから普及している。又、ブラウンやグレーといった比較的広い可視光域を吸収するものから、特定の光を吸収することで、ブルーやピンク等のカラーを呈する調光レンズが開発され、今日ではスポーツや医療、ファッション等、その用途は多岐に広がっている。 Sunglasses are spectacles equipped with a dimming lens that controls the transmittance of light, developed to protect the eyes from ultraviolet rays contained in sunlight and to improve visibility by suppressing glare. It is popular. In addition, dimming lenses that exhibit colors such as blue and pink have been developed by absorbing specific light from those that absorb a relatively wide visible light range such as brown and gray. Today, sports, medical, fashion, etc. , Its uses are widespread.
しかしながら、サングラスは透過率が低いために、暗いところでは視認性が低下するという問題がある。そこで、明るい場所では着色して透過率を下げ、暗い場所では透明になって透過率を上げる透過率が可変な調光レンズを備えたサングラスが開発された。例えば、フォトクロミック現象を応用した調光レンズやエレクトロクロミズムを応用した調光レンズ等である（例えば、特許文献１参照）。 However, since sunglasses have low transmittance, there is a problem that visibility is lowered in dark places. In light of this, sunglasses have been developed that have a dimming lens that can be colored to reduce the transmittance in bright places and become transparent in dark places to increase the transmittance. For example, there are a light control lens that applies a photochromic phenomenon, a light control lens that applies electrochromism, and the like (for example, see Patent Document 1).
エレクトロクロミズムを応用したエレクトロクロミック調光レンズを作製する方法としては、第１のレンズにエレクトロクロミック材料や電解質を真空蒸着によって積層し、封止用の第２のレンズと貼り合せる方法等が知られている。この方法では、完成したエレクトロクロミック調光レンズの厚みが増加して外観が損なわれたり、重量が増加して眼鏡としての快適性が損なわれたりする問題がある。 As a method for producing an electrochromic light control lens applying electrochromism, a method of laminating an electrochromic material or an electrolyte on a first lens by vacuum deposition and bonding it to a second lens for sealing is known. ing. This method has a problem that the thickness of the completed electrochromic light control lens is increased and the appearance is impaired, and the weight is increased and the comfort as the glasses is impaired.
又、上記の方法には生産性の問題もある。眼鏡用のレンズは、使用者によって度数が異なっており、レンズ材料の屈折率にもバリエーションがあるため、曲率等のレンズ形状に多様な種類がある。そのため、各形状に対応したエレクトロクロミック調光レンズを必要数に応じて生産する必要が生じてしまい、大量生産が困難である。 The above method also has a problem of productivity. Since lenses for spectacles have different powers depending on users and there are variations in the refractive index of lens materials, there are various types of lens shapes such as curvature. Therefore, it becomes necessary to produce electrochromic light control lenses corresponding to each shape according to the required number, and mass production is difficult.
この課題に対して、度無しのレンズにエレクトロクロミック材料としてタングステンオキサイド等の無機材料を真空蒸着し、封止用のガラスレンズを貼り合わせたものを予め作製しておき、それに必要な度つきのレンズを貼り合わせることで、生産性を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この方式では、レンズを複数貼り合せるために、前述の厚みや重量が増加する問題は解決できない。
In response to this problem, a lens with a degree of necessity is prepared in advance by vacuum-depositing an inorganic material such as tungsten oxide as an electrochromic material on a non-degree lens and pasting a glass lens for sealing. A technique for improving productivity by pasting together is proposed (for example, see Patent Document 2).
However, this method cannot solve the above-described problems of increasing thickness and weight because a plurality of lenses are bonded.
同様の課題に対して、透明樹脂層を用いてレンズ上に形成したエレクトロクロミック素子を封止し、更に同じ透明樹脂層を用いて曲率を調整することで、度数を付与する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。これによって、エレクトロクロミック調光レンズを大量生産しておき、注文に応じて透明樹脂層を追加形成することで、生産性が改善された。又、この方法では、レンズは１枚で済むので、厚み、重量の問題も同時に解決された。 To solve the same problem, a technique has been proposed in which the electrochromic element formed on the lens is sealed using a transparent resin layer, and the curvature is adjusted using the same transparent resin layer to provide power. (For example, see Patent Document 3). Thus, productivity was improved by mass-producing electrochromic light control lenses and additionally forming a transparent resin layer according to the order. In addition, since only one lens is required in this method, the problems of thickness and weight are solved at the same time.
しかしながら、上記の透明樹脂層を用いる技術では、度数には対応できても、レンズ形状の自由度が限られるという問題があった。つまり、眼鏡レンズでは、使用者が選んだ眼鏡フレームのデザインに合わせて丸型のレンズを加工する必要があるが、そのデザインの種類は非常に多様であり、予め用意しておくことは現実的にはほとんど不可能である。すなわち、上記の技術は大量生産には適していなかった。 However, the technique using the transparent resin layer has a problem that the degree of freedom of the lens shape is limited even if the power can be dealt with. In other words, in the case of eyeglass lenses, it is necessary to process round lenses according to the design of the eyeglass frame selected by the user, but the design types are very diverse, and it is realistic to prepare them in advance. Is almost impossible. That is, the above technique is not suitable for mass production.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、大量生産に適したエレクトロクロミック調光レンズ等を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the electrochromic light control lens etc. which are suitable for mass production.
本エレクトロクロミック調光レンズは、レンズと、前記レンズ上に積層された薄膜調光機能部と、を有し、前記薄膜調光機能部は、前記レンズ上に積層された第１の電極層と前記第１の電極層上に積層された第１の電気活性層と、前記第１の電気活性層上に積層された絶縁性多孔質層と、前記絶縁性多孔質層上に積層された多孔質である第２の電極層と、前記第２の電極層と接して前記第２の電極層の上側と下側の何れか一方又は双方に形成された多孔質である第２の電気活性層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に充填され、かつ、前記第１の電気活性層及び前記第２の電気活性層と接するように設けられた電解質と、を含み、前記第１の電気活性層と前記第２の電気活性層の一方がエレクトロクロミック層であり、他方が劣化防止層であることを要件とする。 The electrochromic dimming lens includes a lens and a thin film dimming function unit laminated on the lens, and the thin film dimming function unit includes a first electrode layer laminated on the lens, A first electroactive layer laminated on the first electrode layer; an insulating porous layer laminated on the first electroactive layer; and a porous layer laminated on the insulating porous layer. Second electrode layer that is a porous material, and a second electroactive layer that is porous and is formed on one or both of the upper and lower sides of the second electrode layer in contact with the second electrode layer And an electrolyte that is filled between the first electrode layer and the second electrode layer and is in contact with the first electroactive layer and the second electroactive layer. One of the first electroactive layer and the second electroactive layer is an electrochromic layer and the other is inferior. It is a requirement to be a barrier layer.
開示の技術によれば、大量生産に適したエレクトロクロミック調光レンズ等を提供できる。 According to the disclosed technology, an electrochromic light control lens suitable for mass production can be provided.
以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
図１は、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズを例示する断面図である。図１を参照するに、エレクトロクロミック調光レンズ１０は、レンズ２０と、レンズ２０上に積層された薄膜調光機能部３０とを有する。エレクトロクロミック調光レンズ１０の平面形状は、例えば、丸型とすることができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic light control lens according to this embodiment. Referring to FIG. 1, the electrochromic
薄膜調光機能部３０は、第１の電極層３１、エレクトロクロミック層３２、絶縁性多孔質層３３、第２の電極層３４、劣化防止層３５、及び保護層３６が順次積層された構造を有し、エレクトロクロミック層３２の発消色（調光）を行う部分である。なお、保護層３６は、劣化防止層３５の上面（レンズ２０とは反対側の面）に形成されていればよく、必ずしも、第１の電極層３１、エレクトロクロミック層３２、絶縁性多孔質層３３、第２の電極層３４、及び劣化防止層３５の夫々の側面に形成しなくてもよい。
The thin-film light
エレクトロクロミック調光レンズ１０において、レンズ２０上には第１の電極層３１が設けられ、第１の電極層３１に接してエレクトロクロミック層３２が設けられている。又、エレクトロクロミック層３２上には、絶縁性多孔質層３３を介して、第１の電極層３１に対向するように第２の電極層３４が設けられている。
In the electrochromic
絶縁性多孔質層３３は、第１の電極層３１と第２の電極層３４とを絶縁するために設けられており、絶縁性多孔質層３３は、絶縁性金属酸化物微粒子を含んでいる。第１の電極層３１と第２の電極層３４に挟まれた絶縁性多孔質層３３には、電解質（図示せず）が充填されている。
The insulating
第２の電極層３４は、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔が形成された多孔質の電極層である。第２の電極層３４の外側には劣化防止層３５が設けられており、劣化防止層３５は半導体性金属酸化物微粒子を含んでいる。劣化防止層３５も厚さ方向に貫通する多数の貫通孔が形成された多孔質であり、電解質（図示せず）が充填されている。
The
エレクトロクロミック調光レンズ１０において、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に電圧を印加することにより、エレクトロクロミック層３２が電荷の授受により酸化還元反応して発消色する。
In the
エレクトロクロミック調光レンズ１０の製造工程は、レンズ２０上に第１の電極層３１及びエレクトロクロミック層３２を順次積層する工程と、エレクトロクロミック層３２上に絶縁性多孔質層３３を介して第１の電極層３１に対向するように貫通孔が形成された多孔質の電極層である第２の電極層３４を積層する工程と、第２の電極層３４上に貫通孔が形成された多孔質の劣化防止層３５を積層する工程と、第１の電極層３１と第２の電極層３４に挟まれた絶縁性多孔質層３３に、劣化防止層３５及び第２の電極層３４を介して、劣化防止層３５及び第２の電極層３４に形成された貫通孔から電解質を充填する工程と、劣化防止層３５上に保護層３６を形成する工程とを有する。
The manufacturing process of the electrochromic
つまり、劣化防止層３５及び第２の電極層３４に形成された夫々の貫通孔は、エレクトロクロミック調光レンズ１０の製造工程において、絶縁性多孔質層３３等に電解質を充填する際の注入孔である。
That is, the respective through holes formed in the
このように、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０では、第１の電極層３１と第２の電極層３４に挟まれた絶縁性多孔質層３３等に、劣化防止層３５及び第２の電極層３４に形成された貫通孔から電解質を充填することが可能である。そのため、電解質を充填する前に、低抵抗な第２の電極層３４を形成することが可能となり、エレクトロクロミック調光レンズ１０の性能を向上できる。
As described above, in the electrochromic
又、第２の電極層３４上に劣化防止層３５を設けているため、繰り返し安定して動作するエレクトロクロミック調光レンズを実現できる。
Further, since the
なお、本実施の形態では、第２の電極層に貫通孔が形成されているため、第２の電極層の外側（対向する２つの電極層の外側）に第２の電極層に接して劣化防止層を形成できる。これは、第２の電極層に形成された貫通孔を通してイオンが第２の電極層の表裏を移動できるためである。その結果、第２の電極層の下層に劣化防止層を形成する必要がないため、第２の電極層を形成する際のスパッタ等によって、劣化防止層がダメージを受けるおそれを回避できる。 In this embodiment, since the through-hole is formed in the second electrode layer, the outer side of the second electrode layer (outside of the two opposing electrode layers) is in contact with the second electrode layer and deteriorated. A prevention layer can be formed. This is because ions can move between the front and back of the second electrode layer through the through-hole formed in the second electrode layer. As a result, since it is not necessary to form a deterioration preventing layer below the second electrode layer, it is possible to avoid the possibility that the deterioration preventing layer is damaged by sputtering or the like when forming the second electrode layer.
但し、劣化防止層の材料によっては、プロセスダメージの少ないものもあり、そのような材料を用いる場合には、劣化防止層を貫通孔が形成されている第２の電極層の下層（対向する２つの電極層の内側）に形成してもよい。換言すれば、劣化防止層を貫通孔が形成されている第２の電極層の上層（対向する２つの電極層の外側）に設けることにより、劣化防止層を構成する材料の選定の自由度を増やすことができる。 However, depending on the material of the deterioration preventing layer, there is a material that causes less process damage. When such a material is used, the deterioration preventing layer is formed under the second electrode layer in which the through-hole is formed (facing two opposing layers). It may be formed inside one electrode layer). In other words, by providing the deterioration preventing layer on the upper layer of the second electrode layer in which the through holes are formed (outside of the two opposing electrode layers), the degree of freedom in selecting the material constituting the deterioration preventing layer is increased. Can be increased.
又、劣化防止層を形成する場合、浸透性の絶縁性多孔質層上と、第２の電極層上に形成する場合とで、何れか均質な劣化防止層を形成できるプロセスを適宜選ぶことができる。或いは、必要に応じて、劣化防止層を第２の電極層の上と下の両方に形成してもよい。 In addition, when forming the deterioration preventing layer, a process capable of forming a homogeneous deterioration preventing layer can be appropriately selected depending on whether it is formed on the permeable insulating porous layer or the second electrode layer. it can. Alternatively, the deterioration preventing layer may be formed both above and below the second electrode layer as necessary.
図１では、第１の電極層３１に接してエレクトロクロミック層３２を、第２の電極層３４に接して劣化防止層３５を形成しているが、これらは一方が酸化反応をする際に他方が還元反応をし、一方が還元反応をする際には他方が酸化反応をするという関係にある。そのため、形成される位置としては、逆であってもよい。つまり、第１の電極層３１に接して劣化防止層３５、第２の電極層３４に接してエレクトロクロミック層３２を形成してもよい。
In FIG. 1, an
又、第１の電極層３１に接してエレクトロクロミック層３２を形成し、第２の電極層３４に接して第２の電極層３４の上側と下側の双方に劣化防止層を形成してもよい。又、第１の電極層３１に接して劣化防止層３５を形成し、第２の電極層３４に接して第２の電極層３４の上側と下側の双方にエレクトロクロミック層３２を形成してもよい。
Alternatively, the
なお、本願では、劣化防止層及びエレクトロクロミック層を電気活性層と称する場合がある。すなわち、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０において、薄膜調光機能部３０は、レンズ２０上に積層された第１の電極層３１と、第１の電極層３１上に積層された第１の電気活性層と、第１の電気活性層上に積層された絶縁性多孔質層３３と、絶縁性多孔質層３３上に積層された多孔質である第２の電極層３４と、第２の電極層３４と接して第２の電極層３４の上側と下側の何れか一方又は双方に形成された多孔質である第２の電気活性層と、を含み、第１の電気活性層と第２の電気活性層の一方がエレクトロクロミック層３２であり、他方が劣化防止層３５である。
In the present application, the deterioration preventing layer and the electrochromic layer may be referred to as an electroactive layer. That is, in the electrochromic
図２は、比較例に係るエレクトロクロミック調光レンズを例示する断面図である。図２を参照するに、比較例に係るエレクトロクロミック調光レンズ１００は、２枚のレンズ１１０及び１９０を貼り合わせた構造である。２枚のレンズ１１０及び１９０の間に、第１の電極層１２０、エレクトロクロミック層１３０、イオン伝導層１４０、及び第２の電極層１５０が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic light control lens according to a comparative example. Referring to FIG. 2, the electrochromic
本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０では、電解質注入後に塗布工程で保護層３６を形成するため、比較例に係るエレクトロクロミック調光レンズ１００のように２枚のレンズを貼り合わせる必要がない。その結果、片側のレンズが不要となるため、厚みを薄くすることができ、又、重量も軽量化することが可能となり、コストも安くできる。
In the
又、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０は、丸型から所望の形状に容易に加工できるため、生産性に優れる。これについて、以下に説明する。
In addition, the electrochromic
図３は、一般的なレンズの加工工程を説明する図である。レンズは通常、型を用いて加工前レンズ２１０のような丸型に大量生産される。しかし、実際に眼鏡２４０に組み込まれる際には、使用者が選ぶ眼鏡フレーム２３０のデザインに合わせて、丸型である加工前レンズ２１０を加工する必要が生じる。丸型である加工前レンズ２１０は、高速回転する砥石に端部（外縁部）を当てて、例えば、加工後レンズ２２０のような所望の形状に加工される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a general lens processing step. The lens is usually mass-produced into a round shape like the
比較例に係るエレクトロクロミック調光レンズ１００の製造工程では、所定の層が形成された丸型のレンズ１１０及び１９０をイオン伝導層１４０を接着層として貼り合わせ、その後所望の形状に加工する。この場合には、所望の形状に加工する際に、レンズの剥離等の問題が発生しやすい。加工時の応力に耐えうるためには、接着力を改善する必要があるが、イオン伝導層１４０のイオン伝導性と接着力を両立することが困難である。
In the manufacturing process of the electrochromic
一方、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０のように、レンズ２０上に薄膜調光機能部３０を積層形成した場合には、比較例のように所定の箇所を接着層を介して接着した場合と比べて、丸型から所望の形状に加工する際の剥離が抑制される。これにより、薄膜調光機能部３０を予め積層形成した丸型のエレクトロクロミック調光レンズ１０を大量に生産しておき、使用者の選択する眼鏡２４０の様々な眼鏡フレーム２３０のデザインに合わせて加工することが可能となり、生産性を大幅に向上できる。
On the other hand, when the thin film dimming
なお、薄膜調光機能部３０の厚みは、２μｍ〜２００μm程度とすることが好ましい。薄膜調光機能部３０の厚みを２００μm以上に厚くすると、丸型レンズの加工時に亀裂、剥離が生じる場合や、レンズの光学特性等に影響が出る場合があり、好ましくない。又、薄膜調光機能部３０の厚みを２μm以下に薄くすると、充分な調光機能が得られない場合があるため、好ましくない。
In addition, it is preferable that the thickness of the thin film light
図４は、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光眼鏡を例示する斜視図である。図４を参照するに、エレクトロクロミック調光眼鏡５０は、エレクトロクロミック調光レンズ５１と、眼鏡フレーム５２と、スイッチ５３と、電源５４とを有する。エレクトロクロミック調光レンズ５１は、エレクトロクロミック調光レンズ１０を所望の形状に加工したものである。
FIG. 4 is a perspective view illustrating the electrochromic dimming glasses according to this embodiment. Referring to FIG. 4, the
２つのエレクトロクロミック調光レンズ５１は、眼鏡フレーム５２に組み込まれている。眼鏡フレーム５２には、スイッチ５３及び電源５４が設けられている。電源５４は、スイッチ５３を介して、図示しない配線により、第１の電極層３１及び第２の電極層３４と電気的に接続されている。スイッチ５３を切り替えることにより、例えば、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間にプラス電圧を印加する状態、マイナス電圧を印加する状態、電圧を印加しない状態の中から1つの状態を選択可能である。
The two
スイッチ５３としては、例えば、スライドスイッチやプッシュスイッチ等の任意のスイッチを用いることができる。但し、少なくとも前述の３つの状態を切り替え可能なスイッチに限る。電源５４としては、例えば、ボタン電池や太陽電池等の任意の直流電源を用いることができる。電源５４は、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間にプラスマイナス数Ｖ程度の電圧を印加可能である。
As the
例えば、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間にプラス電圧を印加することにより、２つのエレクトロクロミック調光レンズ５１が所定の色に発色する。又、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間にマイナス電圧を印加することにより、２つのエレクトロクロミック調光レンズ５１が消色し透明となる。
For example, by applying a positive voltage between the
但し、エレクトロクロミック層３２に使用する材料の特性により、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間にマイナス電圧を印加することにより発色し、プラス電圧を印加することにより消色し透明となる場合もある。なお、一度発色した後は、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に電圧を印加しなくても発色は継続する。
However, depending on the characteristics of the material used for the
エレクトロクロミック調光眼鏡５０は、例えば、以下の工程により作製できる。図５及び図６は、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズの製造工程を例示する図であり、図７及び図８は、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光眼鏡の製造工程を例示する図である。なお、図５〜図７において、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は断面図である。
The electrochromic
まず、図５に示すように、例えば丸型のレンズ２０を準備する。そして、図６に示すように、レンズ２０に薄膜調光機能部３０を積層し、エレクトロクロミック調光レンズ１０を作製する。薄膜調光機能部３０を構成する第１の電極層３１、エレクトロクロミック層３２、絶縁性多孔質層３３、第２の電極層３４、劣化防止層３５、及び保護層３６の材料や成膜方法については後述する。なお、図５及び図６に示す工程は、予め実行し、エレクトロクロミック調光レンズ１０を大量生産しておくことが好ましい。
First, as shown in FIG. 5, for example, a
次に、図７に示すように、例えば、エレクトロクロミック調光レンズ１０の端部（外縁部）を高速回転する砥石に当てて研削して眼鏡フレーム５２のデザイン形状に合わせた形状に加工し、エレクトロクロミック調光レンズ５１を作製する。この際、エレクトロクロミック調光レンズ１０を眼鏡フレーム５２のデザイン形状に合わせた形状に加工すると共に、度数の加工を行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 7, for example, the end portion (outer edge portion) of the electrochromic
次に、図８に示すように、加工後のエレクトロクロミック調光レンズ５１を、眼鏡フレーム５２へ組み込む。その後、眼鏡フレーム５２へスイッチ５３及び電源５４を固定し、電源５４をスイッチ５３を介して図示しない配線により第１の電極層３１及び第２の電極層３４と電気的に接続する。これにより、図４に示すエレクトロクロミック調光眼鏡５０が完成する。
Next, as shown in FIG. 8, the processed electrochromic
このように、レンズ２０上に薄膜調光機能部３０を積層してエレクトロクロミック調光レンズ１０を作製した後は、図３に示す一般的なレンズの加工工程と同様のフローにより、エレクトロクロミック調光眼鏡５０を作製できる（但し、配線等が必要である）。この際、例えば丸型のエレクトロクロミック調光レンズ１０を大量に生産しておき、使用者の選択する眼鏡フレーム５２の様々なデザインに合わせて加工することにより、エレクトロクロミック調光眼鏡５０の生産性を大幅に向上でき、コストダウンにも寄与できる。
As described above, after the thin film dimming
以下、本実施の形態に係るエレクトロクロミック調光レンズ１０を構成する各構成要素の材料や成膜方法等について詳説する。
Hereinafter, the material of each component constituting the electrochromic
［レンズ２０］
レンズ２０の材料としては、眼鏡用レンズとして機能するものであれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、厚みが薄くて軽量なものが好ましい。又、熱履歴による膨張がなるべく小さい方が好ましく、ガラス転移点Ｔｇが高い材料、線膨張係数が小さい材料が好ましい。
[Lens 20]
The material of the
具体的には、ガラスの他に、特許庁の高屈折率メガネレンズに関する技術概要資料に記載されているようなものは何れも使用でき、エピスルフィド系樹脂、チオウレタン系樹脂、メタクリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂等やそれらの混合物等が使用できる。又、必要に応じて、ハードコートや密着性を改善するためのプライマーを形成していてもよい。 Specifically, in addition to glass, any of those described in the technical summary data on high refractive index eyeglass lenses of the JPO can be used. Episulfide resin, thiourethane resin, methacrylate resin, polycarbonate Resin, urethane resin, etc., and mixtures thereof can be used. Moreover, you may form the primer for improving a hard coat and adhesiveness as needed.
なお、本願において、レンズとは、度数（屈折率）の調整がされていないもの（単なるガラス板等）も含むものとする。 In the present application, the lens includes a lens whose power (refractive index) is not adjusted (simply a glass plate or the like).
［第１の電極層３１、第２の電極層３４］
第１の電極層３１及び第２の電極層３４の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、調光ガラスとして利用する場合は光の透過性を確保する必要があるため、透明かつ導電性に優れた透明導電性材料が用いられる。これにより、ガラスの透明性を得られると共に着色のコントラストをより高めることができる。
[
The material of the
透明導電性材料としては、スズをドープした酸化インジウム（以下、ＩＴＯとする）、フッ素をドープした酸化スズ（以下、ＦＴＯとする）、アンチモンをドープした酸化スズ（以下、ＡＴＯとする）等の無機材料を用いることができる。特に、真空成膜により形成されたインジウム酸化物（以下、Ｉｎ酸化物とする）、スズ酸化物（以下、Ｓｎ酸化物とする）又は亜鉛酸化物（以下、Ｚｎ酸化物とする）の何れか１つを含む無機材料を用いることが好ましい。 Examples of the transparent conductive material include indium oxide doped with tin (hereinafter referred to as ITO), tin oxide doped with fluorine (hereinafter referred to as FTO), tin oxide doped with antimony (hereinafter referred to as ATO), and the like. Inorganic materials can be used. In particular, any of indium oxide (hereinafter referred to as In oxide), tin oxide (hereinafter referred to as Sn oxide) or zinc oxide (hereinafter referred to as Zn oxide) formed by vacuum film formation. It is preferable to use an inorganic material including one.
Ｉｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＺｎ酸化物は、スパッタ法により、容易に成膜が可能な材料であると共に、良好な透明性と電気伝導度が得られる材料である。又、特に好ましい材料は、ＩｎＳｎＯ、ＧａＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯである。更には、透明性を有する銀、金、カーボンナノチューブ、金属酸化物等のネットワーク電極やこれらの複合層も有用である。なお、ネットワーク電極とは、カーボンナノチューブや他の高導電性の非透過性材料等を微細なネットワーク状に形成して透過率を持たせた電極である。 In oxides, Sn oxides, and Zn oxides are materials that can be easily formed by a sputtering method, and that can provide good transparency and electrical conductivity. Particularly preferred materials are InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3 , and ZnO. Furthermore, transparent network electrodes such as silver, gold, carbon nanotube, and metal oxide, and composite layers thereof are also useful. Note that the network electrode is an electrode in which carbon nanotubes or other highly conductive non-permeable materials are formed in a fine network to have transmittance.
第１の電極層３１及び第２の電極層３４の各々の膜厚は、エレクトロクロミック層３２の酸化還元反応に必要な電気抵抗値が得られるように調整される。第１の電極層３１及び第２の電極層３４の材料としてＩＴＯを用いた場合、第１の電極層３１及び第２の電極層３４の各々の膜厚は、例えば５０〜５００ｎｍ程度とすることができる。
The film thickness of each of the
第１の電極層３１及び第２の電極層３４の各々の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等を用いることができる。又、第１の電極層３１及び第２の電極層３４の各々の材料が塗布形成できるものであれば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の各種印刷法を用いることができる。
As a manufacturing method of each of the
本実施の形態では、第２の電極層３４には、厚さ方向に貫通する多数の微細な貫通孔が形成されている。例えば、以下に示す方法により、第２の電極層３４に微細な貫通孔を設けることができる。すなわち、第２の電極層３４を形成する前に予め下地層として凹凸を持つ層を形成し、そのまま凹凸を有する第２の電極層３４とする方法を用いることができる。
In the present embodiment, the
又、第２の電極層３４を形成する前にマイクロピラー等の凸形状構造体を形成し、第２の電極層３４を形成後に凸形状構造体を取り除く方法を用いてもよい。又、第２の電極層３４を形成する前に発泡性の高分子重合体等を散布し、第２の電極層３４を形成後に加熱や脱気する等の処理を施して発泡させる方法を用いてもよい。又、第２の電極層３４に直接各種放射線を輻射して細孔を形成させる方法を用いてもよい。
Alternatively, a method of forming a convex structure such as a micro pillar before forming the
第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成する方法としては、コロイダルリソグラフィー法が好ましい。コロイダルリソグラフィー法は、以下のような方法である。すなわち、第２の電極層３４が積層される下層に微粒子を散布し、散布された微粒子をマスクとして微粒子が散布された面に真空成膜法等により第２の電極層３４となる導電膜を形成する。その後、微粒子ごと導電膜を一部除去することでパターニングを行う方法である。
As a method of forming a fine through hole in the
コロイダルリソグラフィー法により第２の電極層３４に微細な貫通孔を容易に形成できる。特に、散布する微粒子の直径を第２の電極層３４の膜厚以上とすることにより、第２の電極層３４に容易に貫通孔を形成できる。又、散布する微粒子分散物の濃度や微粒子の粒子径を変えることで容易に微細な貫通孔の密度や面積を調節できる。
Fine through holes can be easily formed in the
更に、微粒子分散物の散布方法によりコロイダルマスクの面内均一性を容易に高めることができるため、エレクトロクロミック層３２の発消色濃度の面内均一性を高め、表示性能を向上させることが可能となる。以下、コロイダルリソグラフィー法の具体的な内容について説明する。
Furthermore, since the in-plane uniformity of the colloidal mask can be easily increased by the dispersion method of the fine particle dispersion, the in-plane uniformity of the color density of the
コロイダルリソグラフィーに用いるコロイダルマスクとなる微粒子の材質については、第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成することが可能であれば何を用いても構わないが、例えば、ＳｉＯ２微粒子等が経済的に優位である。又、コロイダルマスク散布時に用いる分散物は分散性のよいものが好ましく、例えば、コロイダルマスクとなる微粒子としてＳｉＯ２微粒子を用いる場合は水系の分散物を用いることができる。
The material of the fine particles of colloidal mask used in colloidal lithography, but may be used what if it is possible to form fine through-holes in the
但し、エレクトロクロミック層３２や絶縁性多孔質層３３等のコロイダルマスクの下層にダメージを与えるおそれがある場合は、コロイダルマスクとなる微粒子として非水系溶媒に分散するように表面処理したＳｉＯ２微粒子を用いることが好ましい。この場合には、コロイダルマスク散布時に用いる分散物として非水系の分散物を用いることができる。
However, when there is a possibility of damaging the lower layer of the colloidal mask such as the
コロイダルマスクとなる微粒子の粒子径（直径）については、微細な貫通孔を形成する第２の電極層３４の膜厚以上、かつ、エレクトロクロミック層３２の膜厚以下であることが好ましい。コロイダルマスクは、超音波照射法やテープピーリング法等により除去できるが、下層にダメージの少ない方法を選択することが好ましい。又、コロイダルマスクの他の除去方式として、微粒子等の吹付けによるドライ洗浄も可能である。
The particle diameter (diameter) of the fine particles serving as the colloidal mask is preferably not less than the thickness of the
テープピーリング法を用いてコロイダルマスクを除去する場合、一般的なテープにおける粘着層の厚さは１μｍ以上となっておりコロイダルマスクが埋没してしまう場合が多い。この場合、第２の電極層３４の表面に粘着層が接触してしまうため、糊残りの少ないテープを使用することが好ましい。超音波照射法を用いてコロイダルマスクを除去する場合、浸漬する溶媒については既に形成している各機能層にダメージの少ない溶媒を用いることが好ましい。
When the colloidal mask is removed using the tape peeling method, the thickness of the adhesive layer in a general tape is 1 μm or more, and the colloidal mask is often buried. In this case, since the adhesive layer contacts the surface of the
第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成する方法として、コロイダルリソグラフィー法の他に、フォトレジストやドライフィルム等を用いた一般的なリフトオフ法を用いてもよい。具体的には、まず所望のフォトレジストパターンを形成し、次いで第２の電極層３４を形成し、その後フォトレジストパターンを除去することによってフォトレジストパターン上の不要な部分を除去して、第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成する方法である。
As a method of forming fine through holes in the
一般的なリフトオフ法により第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成する場合、光照射による下層へのダメージを回避するため、対象物への光照射面積が小さくて済むように、使用するフォトレジストはネガ型のものを使用することが好ましい。
When a fine through hole is formed in the
ネガ型のフォトレジストとしては、例えば、ポリビニルシンナメート、スチリルピリジニウムホルマール化ポリビニルアルコール、グリコールメタクリレート／ポリビニルアルコール／開始剤、ポリグリシジルメタクリレート、ハロメチル化ポリスチレン、ジアゾレジン、ビスアジド／ジエン系ゴム、ポリヒドロキシスチレン／メラミン／光酸発生剤、メチル化メラミン樹脂、メチル化尿素樹脂等を挙げることができる。 Negative photoresists include, for example, polyvinyl cinnamate, styrylpyridinium formalized polyvinyl alcohol, glycol methacrylate / polyvinyl alcohol / initiator, polyglycidyl methacrylate, halomethylated polystyrene, diazoresin, bisazide / diene rubber, polyhydroxystyrene / Mention may be made of melamine / photoacid generators, methylated melamine resins, methylated urea resins and the like.
更に、レーザ光を用いた加工装置により、第２の電極層３４に微細な貫通孔を形成することも可能である。一般的にレーザ加工を用いた場合は、形成される微細な貫通孔の孔径が１５μｍ以上になる。
Further, it is possible to form fine through holes in the
第２の電極層３４に設けられる微細な貫通孔の径は、１０ｎｍ以上１００μｍ以下であると好適である。貫通孔の径が１０ｎｍ（０．０１μｍ）よりも小さい場合、電解質イオンの透過が悪くなる不具合が生じる。又、微細貫通孔の径が１００μｍよりも大きい場合、目視できるレベル（通常のディスプレイでは１画素電極レベルの大きさ）であり、微細な貫通孔直上の表示性能に不具合が生じることになる。
The diameter of the fine through hole provided in the
第２の電極層３４に設けられる微細な貫通孔の第２の電極層３４の表面積に対する孔面積の比（穴密度）は、適宜設定することができるが、例えば０．０１〜４０％程度とすることができる。穴密度が高すぎると、第２の電極層３４の表面抵抗が大きくなるため、第２の電極層３４がない領域面積が広くなることによるクロミック欠陥が出る不具合が生じる。又、穴密度が低すぎると電解質イオンの浸透性が悪くなるために、同様に駆動に問題が生じる不具合が生じる。
Although the ratio (hole density) of the hole area with respect to the surface area of the
［エレクトロクロミック層３２］
エレクトロクロミック層３２は、エレクトロクロミック材料を含んだ層であり、エレクトロクロミック材料としては、無機エレクトロクロミック化合物、有機エレクトロクロミック化合物の何れを用いても構わない。又、エレクトロクロミズムを示すことで知られる導電性高分子を用いてもよい。
[Electrochromic layer 32]
The
無機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタン等が挙げられる。又、有機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、ビオロゲン、希土類フタロシアニン、スチリル等が挙げられる。 Examples of the inorganic electrochromic compound include tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, and titanium oxide. Examples of the organic electrochromic compound include viologen, rare earth phthalocyanine, styryl and the like.
又、エレクトロクロミック層３２としては、導電性又は半導体性微粒子に有機エレクトロクロミック化合物を担持した構造を用いてもよい。具体的には、電極表面に粒径５ｎｍ〜５０ｎｍ程度の微粒子を焼結し、その微粒子の表面にホスホン酸やカルボキシル基、シラノール基等の極性基を有する有機エレクトロクロミック化合物を吸着した構造である。
The
このような構造では、微粒子の大きな表面効果を利用して、効率よく有機エレクトロクロミック化合物に電子が注入されるため、従来のエレクトロクロミック表示素子と比較して高速応答が可能となる。更に、微粒子を用いることで表示層として透明な膜を形成することができるため、エレクトロクロミック色素の高い発色濃度を得ることができる。又、複数種類の有機エレクトロクロミック化合物を導電性又は半導体性微粒子に担持することもできる。 In such a structure, electrons are efficiently injected into the organic electrochromic compound by utilizing the large surface effect of the fine particles, so that a high-speed response is possible as compared with a conventional electrochromic display element. Furthermore, since a transparent film can be formed as a display layer by using fine particles, a high color density of the electrochromic dye can be obtained. A plurality of types of organic electrochromic compounds can also be supported on conductive or semiconductive fine particles.
具体的には、色素系のエレクトロクロミック化合物として、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、ジピリジン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系等の低分子系有機エレクトロクロミック化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物を用いることができる。 Specifically, azobenzene, anthraquinone, diarylethene, dihydroprene, dipyridine, styryl, styryl spiropyran, spirooxazine, spirothiopyran, thioindigo, tetrathiafulvalene, as electrochromic dyes , Terephthalic acid, triphenylmethane, triphenylamine, naphthopyran, viologen, pyrazoline, phenazine, phenylenediamine, phenoxazine, phenothiazine, phthalocyanine, fluoran, fulgide, benzopyran, Low molecular organic electrochromic compounds such as metallocenes, and conductive polymer compounds such as polyaniline and polythiophene can be used.
上記中、発消色電位が低く良好な色値を示すビオロゲン系化合物又はジピリジン系化合物を含むことが特に好ましい。例えば、式［化１］（一般式）で表されるジピリジン系化合物を含むことが好ましい。 Among these, it is particularly preferable to include a viologen-based compound or a dipyridine-based compound having a low color development / discoloration potential and a good color value. For example, it is preferable to include a dipyridine compound represented by the formula [Chemical Formula 1] (general formula).
一方、金属錯体系や金属酸化物系のエレクトロクロミック化合物としては、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、プルシアンブルー等の無機系エレクトロクロミック化合物を用いることができる。 On the other hand, as the metal complex-based or metal oxide-based electrochromic compound, inorganic electrochromic compounds such as titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, indium oxide, iridium oxide, nickel oxide, and Prussian blue can be used.
導電性又は半導体性微粒子としては特に限定されるものではないが、金属酸化物を用いることが好ましい。具体的な材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化カルシウム、フェライト、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バナジウム、アルミノケイ酸、リン酸カルシウム、アルミノシリケート等を主成分とする金属酸化物を用いることができる。 Although it does not specifically limit as electroconductive or semiconductive fine particle, It is preferable to use a metal oxide. Specific materials include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, boron oxide, magnesium oxide, strontium titanate, potassium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcium oxide, Metal oxides mainly composed of ferrite, hafnium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, barium oxide, strontium oxide, vanadium oxide, aluminosilicate, calcium phosphate, aluminosilicate, etc. can be used. .
又、これらの金属酸化物は、単独で用いてもよく、２種以上が混合され用いてもよい。電気伝導性等の電気的特性や光学的性質等の物理的特性を鑑みるに、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化タングステンから選ばれる一種、若しくはそれらの混合物が用いられたとき、発消色の応答速度に優れた色表示が可能である。とりわけ、酸化チタンが用いられたとき、より発消色の応答速度に優れた色表示が可能である。 Moreover, these metal oxides may be used independently and 2 or more types may be mixed and used for them. In view of physical properties such as electrical properties such as electrical conductivity and optical properties, a kind selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, tungsten oxide, or When these mixtures are used, it is possible to display colors with excellent response speed of color development and decoloration. In particular, when titanium oxide is used, it is possible to display a color with an excellent response speed of color development and decoloration.
又、導電性又は半導体性微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、エレクトロクロミック化合物を効率よく担持するために、単位体積当たりの表面積（以下比表面積）が大きい形状が用いられる。例えば、微粒子が、ナノ粒子の集合体であるときは、大きな比表面積を有するため、より効率的にエレクトロクロミック化合物が担持され、発消色の表示コントラスト比が優れる。 The shape of the conductive or semiconductive fine particles is not particularly limited, but a shape having a large surface area per unit volume (hereinafter referred to as specific surface area) is used in order to efficiently carry the electrochromic compound. For example, when the fine particle is an aggregate of nanoparticles, it has a large specific surface area, so that the electrochromic compound is more efficiently supported and the display contrast ratio of color development and decoloration is excellent.
又、ポリマー系の色素材料を用いることもできる。具体的にはポリピロール系、ポリチオフェン系、ポリアニリン系、又はそれらの誘導体等、金属錯体と有機リガンドのハイブリッドポリマー等を用いることができる。これらの材料では電極上に塗布するだけで高速なクロミック動作が得られるため、半導体性微粒子を用いない分、部材点数が少なくて済む。 In addition, a polymer-based coloring material can be used. Specifically, polypyrrole-based, polythiophene-based, polyaniline-based, or derivatives thereof such as a hybrid polymer of a metal complex and an organic ligand can be used. Since these materials can provide a high-speed chromic operation simply by being applied on the electrode, the number of members can be reduced by not using semiconductive fine particles.
エレクトロクロミック層３２の膜厚は、例えば、０．０５〜５．０μｍ程度とすることができる。エレクトロクロミック層３２の膜厚が上記範囲よりも薄い場合、発色濃度を得にくくなる。又、エレクトロクロミック層３２の膜厚が上記範囲より厚い場合、製造コストが増大すると共に、着色によって視認性が低下しやすい。エレクトロクロミック層３２、及び、導電性又は半導体性微粒子層は、真空成膜により形成することも可能であるが、生産性の点で粒子分散ペーストとして塗布形成することが好ましい。
The film thickness of the
［絶縁性多孔質層３３］
絶縁性多孔質層３３は、第１の電極層３１と第２の電極層３４とが電気的に絶縁されるように隔離すると共に、電解質を保持する機能を有する。絶縁性多孔質層３３の材料としては、多孔質であればよく特に限定されるものではないが、絶縁性及び耐久性が高く成膜性に優れた有機材料や無機材料、及びそれらの複合体を用いることが好ましい。
[Insulating porous layer 33]
The insulating
絶縁性多孔質層３３の形成方法としては、例えば、焼結法（高分子微粒子や無機粒子を、バインダ等を添加して部分的に融着させ粒子間に生じた孔を利用する）を用いることができる。絶縁性多孔質層３３の形成方法として、例えば、抽出法（溶剤に可溶な有機物又は無機物類と溶剤に溶解しないバインダ等で構成層を形成した後に、溶剤で有機物又は無機物類を溶解させ細孔を得る）等を用いてもよい。
As a method for forming the insulating
又、絶縁性多孔質層３３の形成方法として、高分子重合体等を加熱や脱気する等して発泡させる発泡法、良溶媒と貧溶媒を操作して高分子類の混合物を相分離させる相転換法、各種放射線を輻射して細孔を形成させる放射線照射法等の形成方法を用いてもよい。具体例としては、金属酸化物微粒子（ＳｉＯ２粒子やＡｌ２Ｏ３粒子等）とポリマー結着剤を含むポリマー混合粒子膜、多孔性有機膜（ポリウレタン樹脂やポリエチレン樹脂等）、多孔質膜状に形成した無機絶縁材料膜等が挙げられる。
The insulating
絶縁性多孔質層３３の凹凸は、第２の電極層３４の膜厚にも依存するが、例えば第２の電極層３４の膜厚を１００ｎｍとすると、絶縁性多孔質層３３の表面粗さは平均粗さ（Ｒａ）で１００ｎｍ未満の要件を満たす必要がある。平均粗さが１００ｎｍを超える場合には第２の電極層３４の表面抵抗が大きく失われ、表示不良の原因となる。絶縁性多孔質層３３の膜厚は、例えば、０．５〜２μｍ程度とすることができる。
The unevenness of the insulating
又、絶縁性多孔質層３３は、無機膜と組み合わせて用いることが好ましい。これは絶縁性多孔質層３３の表面に形成される第２の電極層３４をスパッタ法により形成する際に、下層である絶縁性多孔質層３３やエレクトロクロミック層３２の有機物質へのダメージを低減させるためである。
The insulating
上記無機膜としては、ＳｉＯ２に加え、ＺｎＳを含む材料を用いることが好ましい。ＺｎＳは、スパッタ法によって、エレクトロクロミック層３２等にダメージを与えることなく高速に成膜できるという特徴を有する。更に、ＺｎＳを主な成分として含む材料として、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、ＺｎＳ−ＳｉＣ、ＺｎＳ−Ｓｉ、ＺｎＳ−Ｇｅ等を用いてもよい。
As the inorganic film, it is preferable to use a material containing ZnS in addition to SiO 2 . ZnS has a feature that it can be deposited at high speed by sputtering without damaging the
ここで、ＺｎＳの含有率は、絶縁層を形成した際の結晶性を良好に保つために、約５０〜９０ｍｏｌ％とすることが好ましい。従って、特に好ましい材料は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８／２）、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（７／３）、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３（６０／２３／１０／７）である。絶縁性多孔質層３３として上記のような材料を用いることにより、薄膜で良好な絶縁効果が得られ、膜強度低下や膜剥離を防止することができる。
［劣化防止層３５］
劣化防止層３５の役割は、エレクトロクロミック層３２と逆の化学反応をし、電荷のバランスをとって第１の電極層３１や第２の電極層３４が不可逆的な酸化還元反応により腐食や劣化することを抑制することである。その結果として、エレクトロクロミック調光レンズ１０の繰り返し安定性を向上することである。なお、逆反応とは、劣化防止層が酸化還元する場合に加え、キャパシタとして作用することも含む。
Here, the ZnS content is preferably about 50 to 90 mol% in order to maintain good crystallinity when the insulating layer is formed. Therefore, particularly preferred materials are ZnS—SiO 2 (8/2), ZnS—SiO 2 (7/3), ZnS, ZnS—ZnO—In 2 O 3 —Ga 2 O 3 (60/23/10/7). ). By using the material as described above as the insulating
[Deterioration prevention layer 35]
The role of the
劣化防止層３５の材料は、第１の電極層３１及び第２の電極層３４の不可逆的な酸化還元反応による腐食を防止する役割を担う材料であれば特に限定されるものではない。劣化防止層３５の材料として、例えば、酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、又はそれらを複数含む導電性又は半導体性金属酸化物を用いることができる。更に、劣化防止層の着色が問題にならない場合は、前述のエレクトロクロミック材料と同じものを用いることができる。
The material of the
劣化防止層３５は、電解質の注入を阻害しない程度の多孔質薄膜から構成することができる。例えば酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の導電性又は半導体性金属酸化物微粒子を、例えばアクリル系、アルキド系、イソシアネート系、ウレタン系、エポキシ系、フェノール系等のバインダにより第２の電極層３４に固定化することで、電解質の浸透性と、劣化防止層としての機能を満たす、好適な多孔質薄膜を得ることができる。
The
或いは、劣化防止層３５の材料として、電荷の授受に伴って透明状態を保持する材料を用いてもよい。例えば、ポリピロール系、ポリチオフェン系、ポリアニリン系、又はそれらの誘導体等の導電性高分子や、金属錯体と有機リガンドのハイブリッドポリマー、ラジカルポリマーなどが挙げられる。これらを用いる際は、電解質の注入を阻害しないように膜密度を調整するか、或いはレーザ加工等により貫通孔を形成する必要がある。或いは、エレクトロクロミック層３２として、これらの材料を用い、劣化防止層３５として、既述の導電性或いは半導体性微粒子に担持した有機エレクトロクロミック化合物を用いてもよい。
Alternatively, as the material of the
劣化防止層３５として、透明性の高いｎ型半導体性酸化物微粒子（n型半導体性金属酸化物）を用いることが好ましい。具体例としては、１００ｎｍ以下の１次粒子径粒子からなる、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、又はそれらを複数含む化合物粒子、混合物を用いることができる。
It is preferable to use highly transparent n-type semiconducting oxide fine particles (n-type semiconducting metal oxide) as the
更に、これらの劣化防止層３５を用いる場合は、エレクトロクロミック層３２が酸化反応により着色から透明に変化する材料であることが好ましい。エレクトロクロミック層３２が酸化反応すると同時にn型半導体性金属酸化物が還元（電子注入）され易く、駆動電圧が低減できるからである。
Furthermore, when these
このような形態において、特に好ましいエレクトロクロミック材料は、有機高分子材料である。塗布形成プロセス等により容易に成膜できると共に、分子構造により色の調整や制御が可能となる。これらの有機高分子材料例としては、ポリ（3,4- エチレンジオキシチオフェン）系材料、ビス（ターピリジン）類と鉄イオンの錯形成ポリマー等である。 In such a form, a particularly preferred electrochromic material is an organic polymer material. The film can be easily formed by a coating process or the like, and the color can be adjusted and controlled by the molecular structure. Examples of these organic polymer materials include poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -based materials, bis (terpyridine) s and iron ion complex-forming polymers, and the like.
劣化防止層３５の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンレーティング法等を用いることができる。又、劣化防止層３５の材料が塗布形成できるものであれば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の各種印刷法を用いることができる。
As a method for forming the
［電解質］
本実施の形態では、電解質（図示せず）は、電解液として、劣化防止層３５を介して、第２の電極層３４に形成された微細な貫通孔から第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に配置された絶縁性多孔質層３３に充填される。つまり、電解質（図示せず）は、第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に充填されてエレクトロクロミック層３２と接し、かつ、第２の電極層３４に形成された貫通孔を介して劣化防止層３５と接するように設けられている。電解液としては、イオン液体等の液体電解質又は、固体電解質を溶媒に溶解した溶液を用いることができる。
[Electrolytes]
In the present embodiment, the electrolyte (not shown) includes the
電解質の材料としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、４級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩を用いることができる。具体的には、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯＯ、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ４、Ｍｇ（ＣｌＯ４）２、Ｍｇ（ＢＦ４）２等を用いることができる。 As the electrolyte material, for example, inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, quaternary ammonium salts, acids, and alkali supporting salts can be used. Specifically, LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 COO, KCl, NaClO 3 , NaCl, NaBF 4 , NaSCN, KBF 4 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg ( BF 4 ) 2 or the like can be used.
又、イオン性液体も用いることができる。イオン性液体としては、一般的に研究・報告されている物質ならばどのようなものでも構わない。特に有機のイオン性液体は、室温を含む幅広い温度領域で液体を示す分子構造がある。分子構造の例としては、カチオン成分としてＮ，Ｎ−ジメチルイミダゾール塩、Ｎ，Ｎ−メチルエチルイミダゾール塩、Ｎ，Ｎ−メチルプロピルイミダゾール塩等のイミダゾール誘導体、Ｎ，Ｎ−ジメチルピリジニウム塩、Ｎ，Ｎ−メチルプロピルピリジニウム塩等のピリジニウム誘導体など芳香族系の塩、又は、トリメチルプロピルアンモニウム塩、トリメチルヘキシルアンモニウム塩、トリエチルヘキシルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウムなど脂肪族４級アンモニウム系が挙げられる。 An ionic liquid can also be used. The ionic liquid may be any substance that is generally studied and reported. In particular, an organic ionic liquid has a molecular structure that exhibits a liquid in a wide temperature range including room temperature. Examples of molecular structures include cation components such as N, N-dimethylimidazole salt, N, N-methylethylimidazole salt, N, N-methylpropylimidazole salt, N, N-dimethylpyridinium salt, N, Examples thereof include aromatic salts such as pyridinium derivatives such as N-methylpropylpyridinium salts, and aliphatic quaternary ammonium systems such as tetraalkylammonium such as trimethylpropylammonium salt, trimethylhexylammonium salt, and triethylhexylammonium salt.
アニオン成分としては大気中の安定性の面でフッ素を含んだ化合物がよく、ＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３−、ＰＦ４−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−等が挙げられる。これらのカチオン成分とアニオン成分の組み合わせにより処方したイオン性液体を用いることができる。 As the anion component, a compound containing fluorine is preferable in terms of stability in the atmosphere, and examples thereof include BF 4 , CF 3 SO 3 —, PF 4 —, (CF 3 SO 2 ) 2N — and the like. An ionic liquid formulated by a combination of these cationic components and anionic components can be used.
又、溶媒の例としては、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ―ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１、２−ジメトキシエタン、１、２−エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、アルコール類やそれらの混合溶媒等を用いることができる。 Examples of the solvent include propylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, polyethylene. Glycols, alcohols and mixed solvents thereof can be used.
又、電解液は低粘性の液体である必要はなく、ゲル状や高分子架橋型、液晶分散型等の様々な形態をとることが可能である。電解液はゲル状、固体状に形成することが、素子強度向上、信頼性向上、発色拡散の防止から好ましい。固体化手法としては、電解質と溶媒をポリマー樹脂中に保持する方法が好ましい。高いイオン伝導度と固体強度が得られるためである。更に、ポリマー樹脂は光硬化可能な樹脂を用いることが好ましい。熱重合や、溶剤を蒸発させることにより薄膜化する方法に比べて、低温かつ短時間で素子を製造できるためである。 Further, the electrolytic solution does not need to be a low-viscosity liquid, and can take various forms such as a gel, a polymer cross-linking type, and a liquid crystal dispersion type. It is preferable to form the electrolyte in a gel or solid form from the viewpoint of improving element strength, improving reliability, and preventing color diffusion. As the solidification method, a method of holding the electrolyte and the solvent in the polymer resin is preferable. This is because high ionic conductivity and solid strength can be obtained. Further, it is preferable to use a photocurable resin as the polymer resin. This is because the device can be manufactured at a low temperature and in a short time compared to thermal polymerization or a method of thinning the film by evaporating the solvent.
［保護層３６］
保護層３６の役割は、外的応力や洗浄工程の薬品から素子を守ることや、電解質の漏洩を防ぐこと、大気中の水分や酸素などエレクトロクロミック素子が安定的に動作するために不要なものの侵入を防ぐこと等である。同時に、レンズとしての機能を損なわないための透明性、表面の平滑性、屈折率、耐熱性、耐光性が求められる。厚みとしては１μm〜２００μmの範囲が好ましい。材料としては、紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂等を用いることが好ましい。保護層３６の形成プロセスとしては、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャスト法等の各種成膜法を用いることができる。
[Protective layer 36]
The role of the
エレクトロクロミック調光レンズ１０は、保護層３６に加え、キズがつかないためのハードコート層や、反射を抑制するための反射防止層を必要に応じて備えていることが好ましい。
In addition to the
［実施例１］
実施例１では、図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０を作製する例を示す。
[Example 1]
Example 1 shows an example in which the electrochromic
（第１の電極層、エレクトロクロミック層の形成）
まず、直径６５ｍｍのレンズを準備し、２５ｍｍ×４５ｍｍの領域及び引き出し部分にメタルマスクを介してＩＴＯ膜をスパッタ法により約１００ｎｍの厚さに成膜して、第１の電極層３１を形成した。
(Formation of first electrode layer and electrochromic layer)
First, a lens having a diameter of 65 mm was prepared, and an ITO film was formed to a thickness of about 100 nm by a sputtering method through a metal mask in a 25 mm × 45 mm region and a lead portion, thereby forming the
次に、このＩＴＯ膜の表面に酸化チタンナノ粒子分散液（商品名：ＳＰ２１０ 昭和タイタニウム社製、平均粒子径：約２０ｎｍ）をスピンコート法により塗布した。そして、１２０℃で５分間アニール処理を行うことによって、約１．０μｍの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成した。 Next, a titanium oxide nanoparticle dispersion (trade name: SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle diameter: about 20 nm) was applied to the surface of the ITO film by a spin coating method. And the nanostructure semiconductor material which consists of an about 1.0 micrometer titanium oxide particle film was formed by performing an annealing process for 5 minutes at 120 degreeC.
続いて、エレクトロクロミック化合物として、構造式［化２］で表される化合物を１．５ｗｔ％含む２，２，３，３−テトラフロロプロパノール溶液をスピンコート法により塗布した。その後、１２０℃×１０分間アニール処理を行うことにより、酸化チタン粒子膜に担持（吸着）させて、エレクトロクロミック層３２を形成した。
Subsequently, as an electrochromic compound, a 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution containing 1.5 wt% of the compound represented by the structural formula [Chemical Formula 2] was applied by a spin coating method. Thereafter, an annealing process was performed at 120 ° C. for 10 minutes to carry (adsorb) the titanium oxide particle film to form the
続いて、エレクトロクロミック層３２上に平均一次粒径２０ｎｍのＳｉＯ２微粒子分散液（シリカ固形分濃度２４．８重量％、ポリビニルアルコール１．２重量％、水７４重量％）をスピンコートし、絶縁性多孔質層３３を形成した。形成した絶縁性多孔質層３３の膜厚は約２μｍであった。更に、平均一次粒径４５０ｎｍのＳｉＯ２微粒子分散液（シリカ固形分濃度１重量％、２−プロパノール９９重量％）をスピンコートし、微細貫通孔形成用マスク（コロイダルマスク）を形成した。
Subsequently, a SiO 2 fine particle dispersion liquid (silica solid content concentration 24.8% by weight, polyvinyl alcohol 1.2% by weight, water 74% by weight) having an average primary particle diameter of 20 nm is spin-coated on the
続いて、微細貫通孔形成用マスク上にＺｎＳ−ＳｉＯ２（８／２）の無機絶縁層をスパッタ法により４０ｎｍの膜厚で形成した。更に、無機絶縁層上にスパッタ法により約１００ｎｍのＩＴＯ膜を、第１の電極層３１で形成したＩＴＯ膜と重なる２５ｍｍ×４５ｍｍの領域、及び、第１の電極層３１とは異なる領域にメタルマスクを介して形成し、第２の電極層３４を作製した。なお、第１の電極層３１とは異なる領域に形成したＩＴＯ膜は第２の電極層３４の引き出し部分である。
Subsequently, an inorganic insulating layer of ZnS—SiO 2 (8/2) was formed to a thickness of 40 nm on the fine through hole forming mask by a sputtering method. Further, an ITO film having a thickness of about 100 nm is formed on the inorganic insulating layer by sputtering in a region of 25 mm × 45 mm that overlaps with the ITO film formed by the
この後、２−プロパノール中で超音波照射を３分間行い、コロイダルマスクである４５０ｎｍのＳｉＯ２微粒子の除去処理を行った。ＳＥＭ観察により２５０ｎｍ程度の微細な貫通孔が形成された第２の電極層３４が形成されていることを確認した。第２の電極層３４のシート抵抗は約１００Ω／□であった。
Thereafter, 2-in-propanol performs ultrasonic irradiation for 3 minutes, subjected to SiO 2 removal treatment of the fine particles of 450nm is colloidal masks. By SEM observation, it was confirmed that the
（劣化防止層の形成）
続いて、第２の電極層３４上に、劣化防止層３５として、酸化チタンナノ粒子分散液（商品名：ＳＰ２１０ 昭和タイタニウム社製、平均粒子径：約２０ｎｍ）をスピンコート法により塗布した。そして、１２０℃で１５分間アニール処理を行うことによって、約１．０μｍの酸化チタン粒子膜からなるナノ構造半導体材料を形成した。
(Formation of deterioration prevention layer)
Subsequently, a titanium oxide nanoparticle dispersion (trade name: SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle diameter: about 20 nm) was applied as a
（電解質の充填）
電解質として過塩素酸テトラブチルアンモニウム、溶媒としてジメチルスルホキシド及びポリエチレングリコール（分子量：２００）を１２対５４対６０で混合した溶液を電解液とした。そして、劣化防止層３５まで形成した素子を１分間浸漬し、その後１２０℃のホットプレート上で１分間乾燥させることで電解質を充填させた。
(Electrolyte filling)
A solution obtained by mixing tetrabutylammonium perchlorate as an electrolyte and dimethyl sulfoxide and polyethylene glycol (molecular weight: 200) as a solvent in a ratio of 12:54:60 was used as an electrolytic solution. The element formed up to the
（保護層の形成）
更に、紫外線硬化接着剤（商品名：ＳＤ−１７ ＤＩＣ社製）をスピンコートし、紫外光照射により硬化させることで保護層３６を約３μｍの厚さに形成した。これにより、図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０を得た。
(Formation of protective layer)
Further, a
（発消色駆動）
作製した図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０の発消色を確認した。具体的には、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、−４Ｖの電圧を３秒間印加させた。その結果、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分に、構造式［化２］のエレクトロクロミック化合物に由来する青色の発色が確認された。
(Color-erasing drive)
The color development / decoloration of the produced electrochromic
更に、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、＋４Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分の色素が消色し、透明になることが確認された。
Furthermore, when a voltage of +4 V is applied between the lead portion of the
［実施例２］
実施例２では、電解質として過塩素酸リチウム、溶媒としてポリエチレングリコール（分子量：２００）及び炭酸プロピレン、紫外線硬化材としてウレタン接着剤（商品名：３３０１ ヘンケル社製）を１．４対６対８対１０で混合して溶液を電解液とした。そして、微細な貫通孔が形成された第２の電極層３４の表面にスピンコートした後、１２０℃のホットプレート上で１分間乾燥させることで電解質を充填させた。
[Example 2]
In Example 2, 1.4 to 6 to 8 pairs of lithium perchlorate as an electrolyte, polyethylene glycol (molecular weight: 200) and propylene carbonate as a solvent, and urethane adhesive (trade name: 3301 manufactured by Henkel) as an
更に、紫外線硬化接着剤（商品名：ノプコ１３４ サンノプコ社製）をスピンコートし、紫外光照射により硬化させることで保護層３６を約３μｍの厚さに形成した。これ以外
は、実施例１と同様にして、エレクトロクロミック調光レンズ１０を得た。
Further, a
（発消色駆動）
作製した図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０の発消色を確認した。具体的には、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、−４Ｖの電圧を３秒間印加させた。その結果、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分に、構造式［化２］のエレクトロクロミック化合物に由来する青色の発色が確認された。
(Color-erasing drive)
The color development / decoloration of the produced electrochromic
更に、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、＋４Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分の色素が消色し、透明になることが確認された。
Furthermore, when a voltage of +4 V is applied between the lead portion of the
［実施例３］
実施例３では、ＩＴＯ膜の表面に構造式［化３］で表される化合物（平均分子量：１００００）を２．５ｗｔ％含むテトラヒドロフラン溶液をスピンコート法により塗布した。その後、１２０℃×５分間アニール処理を行うことにより、有機高分子材料からなるエレクトロクロミック層３２を形成した。なお、エレクトロクロミック層３２はマゼンタ色を示した。これ以外は、実施例１と同様にして、図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０を得た。
[Example 3]
In Example 3, a tetrahydrofuran solution containing 2.5 wt% of a compound represented by the structural formula [Chemical Formula 3] (average molecular weight: 10,000) was applied to the surface of the ITO film by a spin coating method. Thereafter, an
作製した図１に示すエレクトロクロミック調光レンズ１０の発消色を確認した。具体的には、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、＋３Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分の色素が消色し、透明になることが確認された。
The color development / decoloration of the produced electrochromic
更に、第１の電極層３１の引き出し部分と第２の電極層３４の引き出し部分との間に、−３Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分の色素が、マゼンタ色に発色し、初期の状態に戻ることが確認された。
Further, when a voltage of −3 V was applied between the lead portion of the
［実施例４］
実施例４では、図４に示すエレクトロクロミック調光レンズ５１を有するエレクトロクロミック調光眼鏡５０を複数サンプル作製した。
[Example 4]
In Example 4, a plurality of samples of
実施例１と同様の手順で丸型のエレクトロクロミック調光レンズ１０を２点作製した。これに対し、レンズ加工機を用いて、所望のフレームデザインに合わせて、およそ３０ｍｍ×５０ｍｍの長方形に似た形状にレンズを加工し、エレクトロクロミック調光レンズ５１を作製した。加工後のエレクトロクロミック調光レンズ５１を眼鏡フレーム５２へ組み込み、眼鏡フレーム５２に設けられたスイッチ５３及び電源５４と第１の電極層３１及び第２の電極層３４とを配線により電気的に接続した。これにより、図４に示すエレクトロクロミック調光眼鏡５０を得た。
Two round electrochromic
（発消色駆動）
作製したエレクトロクロミック調光眼鏡５０の発消色を確認した。スイッチ５３を切り替えて第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に−４Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分に、構造式［化２］のエレクトロクロミック化合物に由来する青色の発色が確認された。
(Color-erasing drive)
The color generation / decoloration of the produced electrochromic
更に、スイッチ５３を切り替えて第１の電極層３１と第２の電極層３４との間に＋４Ｖの電圧を３秒間印加させたところ、第１の電極層３１と第２の電極層３４の重なった部分の色素が消色し、透明になることが確認された。エレクトロクロミック動作に関し、何れのサンプルも丸型レンズの加工及び眼鏡フレームの組み込みによる劣化は見られなかった。
Further, when the
［比較例］
図２に示すように、２枚のレンズを貼り合わせてエレクトロクロミック調光レンズ１００を作製した。
[Comparative example]
As shown in FIG. 2, the electrochromic
まず、１枚のレンズ１１０に実施例１と同様の手順で、第１の電極層１２０とエレクトロクロミック層１３０を形成した。次に、もう１枚のレンズ１９０に３０ｍｍ×５０ｍｍの領域及び引き出し部分にメタルマスクを介してＩＴＯ膜をスパッタ法により約１００ｎｍの厚さに成膜して多孔質の第２の電極層１５０を形成した。
First, the
次に、電解質として過塩素酸リチウム、溶媒としてポリエチレングリコール（分子量：２００）及び炭酸プロピレン、紫外線硬化材としてウレタン接着剤（商品名：３３０１ ヘンケル社製）を１．４対６対８対１０で混合して溶液を電解液とした。そして、エレクトロクロミック層１３０上に滴下し、接着層を兼ねたイオン伝導層１４０を形成した。そして、イオン伝導層１４０を介してレンズ１１０とレンズ１９０を貼り合わせ、紫外線照射することで接着した。
Next, lithium perchlorate as an electrolyte, polyethylene glycol (molecular weight: 200) and propylene carbonate as a solvent, and urethane adhesive (trade name: 3301 manufactured by Henkel) as an ultraviolet curing material are 1.4: 6: 8: 10. The solution was mixed to make an electrolyte. And it was dripped on the
このようにして、貼り合わせ型のエレクトロクロミック調光レンズ１００を３点作製した。しかしながら、作製したエレクトロクロミック調光レンズ１００をレンズ加工機を用いて加工したところ、３点とも部分的に剥離が生じ、加工後にエレクトロクロミック動作を確認できなかった。
In this manner, three bonded electrochromic
［まとめ］
以上の実施例及び比較例より、所定の層が形成された２枚のレンズを接着層を介して貼り合わせて作製したエレクトロクロミック調光レンズでは、所望の形状に加工する際に部分的な剥離が生じるおそれが高く、エレクトロクロミック動作を保証できないといえる。
[Summary]
From the above examples and comparative examples, in the electrochromic dimming lens produced by bonding two lenses formed with a predetermined layer through an adhesive layer, partial peeling when processed into a desired shape It can be said that electrochromic operation cannot be guaranteed.
一方、各実施例のように１枚のレンズ上に薄膜調光機能部を積層形成した場合には、比較例のように所定の箇所を接着層を介して接着した場合と比べて、所望の形状に加工する際の剥離が抑制される。つまり、各実施例の方法は、レンズ上に薄膜調光機能部を形成後に所望の形状に加工してもエレクトロクロミック動作を保証できる高い信頼性を備えたエレクトロクロミック調光レンズの製造方法であるといえる。 On the other hand, when the thin film dimming function portion is laminated on one lens as in each embodiment, the desired portion is compared with the case where a predetermined portion is bonded via an adhesive layer as in the comparative example. Peeling during processing into a shape is suppressed. That is, the method of each embodiment is a method for manufacturing an electrochromic dimming lens having high reliability that can guarantee an electrochromic operation even if the thin film dimming function portion is formed on the lens and then processed into a desired shape. It can be said.
これにより、薄膜調光機能部を予め積層形成した丸型のエレクトロクロミック調光レンズを大量に生産しておき、使用者の選択する眼鏡の様々なフレームデザインに合わせて加工することが可能となり、生産性を大幅に向上できると共にコストダウンにも寄与できる。 This makes it possible to produce a large number of round electrochromic dimming lenses with thin film dimming function parts laminated in advance and process them according to various frame designs of eyeglasses selected by the user. Productivity can be greatly improved and costs can be reduced.
以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments and examples have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and the above-described embodiments are not deviated from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be made to the embodiments.
１０ エレクトロクロミック調光レンズ
２０ レンズ
３０ 薄膜調光機能部
３１ 第１の電極層
３２ エレクトロクロミック層
３３ 絶縁性多孔質層
３４ 第２の電極層
３５ 劣化防止層
３６ 保護層
５０ エレクトロクロミック調光眼鏡
５１ エレクトロクロミック調光レンズ
５２ 眼鏡フレーム
５３ スイッチ
５４ 電源
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記レンズ上に積層された薄膜調光機能部と、を有し、
前記薄膜調光機能部は、
前記レンズ上に積層された第１の電極層と
前記第１の電極層上に積層された第１の電気活性層と、
前記第１の電気活性層上に積層された絶縁性多孔質層と、
前記絶縁性多孔質層上に積層された多孔質である第２の電極層と、
前記第２の電極層と接して前記第２の電極層の上側と下側の何れか一方又は双方に形成された多孔質である第２の電気活性層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に充填され、かつ、前記第１の電気活性層及び前記第２の電気活性層と接するように設けられた電解質と、を含み、
前記第１の電気活性層と前記第２の電気活性層の一方がエレクトロクロミック層であり、他方が劣化防止層であるエレクトロクロミック調光レンズ。 A lens,
A thin film dimming function unit laminated on the lens,
The thin film dimming function unit is
A first electrode layer laminated on the lens; a first electroactive layer laminated on the first electrode layer;
An insulating porous layer laminated on the first electroactive layer;
A second electrode layer that is porous laminated on the insulating porous layer;
A porous second electroactive layer formed in contact with the second electrode layer on one or both of the upper and lower sides of the second electrode layer;
An electrolyte that is filled between the first electrode layer and the second electrode layer and is provided so as to be in contact with the first electroactive layer and the second electroactive layer,
An electrochromic light control lens, wherein one of the first electroactive layer and the second electroactive layer is an electrochromic layer and the other is a deterioration preventing layer.
夫々の前記貫通孔の径は、１０ｎｍ以上１００μｍ以下である請求項１記載のエレクトロクロミック調光レンズ。 A through hole is formed in each of the second electrode layer and the second electroactive layer,
2. The electrochromic light control lens according to claim 1, wherein each through hole has a diameter of 10 nm to 100 μm.
前記絶縁性多孔質層上に、前記第１の電極層と対向するように、貫通孔が形成された多孔質の第２の電極層を積層する工程と、
前記第２の電極層上に、貫通孔が形成された多孔質の第２の電気活性層を積層する工程と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の所定領域に、前記第２の電気活性層及び前記第２の電極層を介して、前記第２の電気活性層及び前記第２の電極層に形成された貫通孔から電解質を充填する工程と、を有し、
前記第１の電気活性層と前記第２の電気活性層の一方がエレクトロクロミック層であり、他方が劣化防止層であるエレクトロクロミック調光レンズの製造方法。 Sequentially stacking a first electrode layer, a first electroactive layer, and an insulating porous layer on the lens;
A step of laminating a porous second electrode layer in which a through hole is formed on the insulating porous layer so as to face the first electrode layer;
Laminating a porous second electroactive layer with through-holes formed on the second electrode layer;
In a predetermined region between the first electrode layer and the second electrode layer, the second electroactive layer and the second electrode are interposed via the second electroactive layer and the second electrode layer. Filling the electrolyte from through-holes formed in the electrode layer of
A method for manufacturing an electrochromic light control lens, wherein one of the first electroactive layer and the second electroactive layer is an electrochromic layer, and the other is a deterioration preventing layer.
前記第２の電気活性層上に、前記第１の電極層と対向するように、貫通孔が形成された多孔質の第２の電極層を積層する工程と、
前記第２の電極層上に、貫通孔が形成された多孔質の第３の電気活性層を積層する工程と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の所定領域に、前記第３の電気活性層及び前記第２の電極層を介して、前記第３の電気活性層及び前記第２の電極層に形成された夫々の貫通孔から電解質を充填する工程と、を有し、
前記第１の電気活性層がエレクトロクロミック層であり前記第２の電気活性層及び前記第３の電気活性層が劣化防止層であるか、又は、前記第１の電気活性層が劣化防止層であり前記第２の電気活性層及び前記第３の電気活性層がエレクトロクロミック層であるエレクトロクロミック調光レンズの製造方法。 A step of sequentially laminating a first electrode layer, a first electroactive layer, an insulating porous layer, and a porous second electroactive layer in which a through hole is formed on the lens;
Laminating a porous second electrode layer having a through-hole formed on the second electroactive layer so as to face the first electrode layer;
Laminating a porous third electroactive layer with through-holes formed on the second electrode layer;
In a predetermined region between the first electrode layer and the second electrode layer, the third electroactive layer and the second electrode are interposed via the third electroactive layer and the second electrode layer. Filling the electrolyte from each through-hole formed in the electrode layer of
The first electroactive layer is an electrochromic layer and the second electroactive layer and the third electroactive layer are degradation preventing layers, or the first electroactive layer is a degradation preventing layer. A method for producing an electrochromic light control lens, wherein the second electroactive layer and the third electroactive layer are electrochromic layers.
前記第２の電極層が積層される下層に微粒子を散布する工程と、
前記微粒子が散布された面に真空成膜法により導電膜を形成する工程と、
前記微粒子ごと前記導電膜を一部除去する工程と、を含む請求項６又は７記載のエレクトロクロミック調光レンズの製造方法。 The step of laminating the second electrode layer includes:
Spraying fine particles on the lower layer on which the second electrode layer is laminated;
Forming a conductive film on the surface on which the fine particles are dispersed by a vacuum film formation method;
The method for producing an electrochromic light control lens according to claim 6, further comprising a step of partially removing the conductive film together with the fine particles.
前記エレクトロクロミック調光レンズを、眼鏡フレームのデザイン形状に合わせた形状に加工する工程と、
加工後の前記エレクトロクロミック調光レンズを、眼鏡フレームへ組み込む工程と、を有するエレクトロクロミック調光眼鏡の製造方法。 A step of producing an electrochromic light control lens by the production method according to claim 6;
Processing the electrochromic dimming lens into a shape that matches the design shape of the spectacle frame;
And a step of incorporating the electrochromic light control lens after processing into a spectacle frame.
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