JP2722505B2 - 封止されたエレクトロクロミック素子の製造方法 - Google Patents

封止されたエレクトロクロミック素子の製造方法

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JP2722505B2 JP63180657A JP18065788A JP2722505B2 JP 2722505 B2 JP2722505 B2 JP 2722505B2 JP 63180657 A JP63180657 A JP 63180657A JP 18065788 A JP18065788 A JP 18065788A JP 2722505 B2 JP2722505 B2 JP 2722505B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、封止されたエレクトロクロミック素子の製
造方法に関する。
〔従来の技術〕
電圧を印加すると可逆的に電解酸化または還元反応が
起こり可逆的に着色する現象をエレクトロクロミズムと
言う。このような現象を示すエレクトロクロミック(以
下、ECと略称する)物質を用いて、電圧操作により着消
色するEC素子(以下、ECDと称す)を作り、このECDを光
量制御素子(例えば、防眩ミラー)や7セグメントを利
用した数字表示素子に利用しようとする試みは、20年以
上前から行われている。例えば、ガラス基板の上に透明
な電極膜(陰極)、三酸化タングステン薄膜、二酸化ケ
イ素のような絶縁膜、電極膜(陽極)を順次積層してな
るECD(特公昭52−46098号参照)が全固体型ECDとして
知られている。
このECDに電圧を印加すると三酸化タングステン(W
O3)薄膜が青色に着色する。その後、このECDに逆の電
圧を印加すると、WO3薄膜の青色が消えて無色になる。
この着色・消色する機構は詳しくは解明されていない
が、WO3薄膜および絶縁膜(イオン導電層)中に含まれ
る少量の水分がWO3の着色・消色を支配していると理解
されている。着色の反応式は下記のように推定されてい
る。
ところで、EC層を直接又は間接的に挟む一対の電極層
は,EC層の着消色を外部に見せるために少なくとも一方
は透明でなければならない。特に透過型のECDの場合に
は両方とも透明でなければならない。透明な電極材料と
しては、現在のところSnO2、In2O3、ITO(SnO2とIn2O3
との混合物)、ZnOなどが知られているが、これらの材
料は比較的透明度が悪いために薄くせねばならず、この
理由及びその他の理由からECDは基板例えばガラス板や
プラスチック板の上に形成するのが普通であり、このよ
うなECDの構造の一例を第1図に示す。
第1図に於いて、(A)は上部透明電極、(B)は下
部透明電極、(E)は還元着色性EC層(例えばWO3)、
(D)はイオン導電層、(C)は可逆的電解酸化層(例
えば酸化又は水酸化イリジウム)をそれぞれ示し、基本
的にはこの(A)〜(B)の積層構造だけでECDが構成
されるが、前述のとおり、これらのECDは素子基板
(S)上に形成される。(R)はECDの封止樹脂例えば
エポキシ樹脂であり、(G)は保護用の封止基板であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来、透過型ECDでは外観が悪い、信頼性が悪いと言
う問題点、反射型ECDでは、信頼性が悪いという問題点
があった。
本発明の目的は、ECDの外観及び信頼性向上を図るこ
とにある。
〔問題点を解決する為の手段〕
前記問題点を解決する為に、鋭意研究の結果、封止樹
脂は粘度が高いために混合撹拌する際に微細な気泡を巻
き込み易く、また、封止作業の際に封止樹脂層が気泡に
巻き込まれ易く、封止されたECDの封止樹脂層に混入さ
れた微細な気泡が、前記問題点の原因であることを突き
止め、気泡混入のない封止樹脂層を形成させれば、問題
が解決されることを見出し、本発明を成すに至った。
従って、本発明は、素子基板、その上に形成されたエ
レクトロクロミック素子、その上に形成された気泡を含
まない封止樹脂層、及びその上に接合された封止基板か
らなる封止されたエレクトロクロミック素子を製造する
方法であって、 封止基板の上面に封止樹脂を円状又は帯状に塗布した
後、封止基板をすばやく逆転させて、予めエレクトロク
ロミック素子が形成された素子基板上に封止樹脂を点状
又は直線状に接触させ、その後、封止基板を素子基板上
にゆっくりと載置して、前記エレクトロクロミック素子
の形成面全体に封止樹脂を覆わせ、次いで封止樹脂を硬
化又は固化させて、気泡を含まない封止樹脂層を形成す
ると共に、封止基板を接合することを特徴とする封止さ
れたエレクトロクロミック素子の製造方法を提供する。
また、本発明は、素子基板、その上に形成されたエレ
クトロクロミック素子、その上に形成された気泡を含ま
ない封止樹脂層、及びその上に接合された封止基板から
なる封止されたエレクトロクロミック素子を製造する方
法であって、 予めエレクトロクロミック素子が形成された素子基板
上に封止樹脂を円状又は帯状に塗布した後、素子基板を
すばやく逆転させて、封止基板上に封止樹脂を点状又は
直線状に接触させ、その後、素子基板を封止基板上にゆ
っくりと載置して、前記エレクトロクロミック素子の形
成面全体に封止樹脂を覆わせ、次いで封止樹脂を硬化又
は固化させて、気泡を含まない封止樹脂層を形成すると
共に、封止基板を接合することを特徴とする封止された
エレクトロクロミック素子の製造方法を提供する。
〔作用〕
封止作業の際に気泡が混入しないようにするには、次
のような方法が好ましい。
方法1:封止基板上に、封止樹脂を円形状又は細帯状に塗
布した後、封止基板をすばやく逆転させて、予めECDの
形成された素子基板面に封止樹脂を点又は直線状に接触
させて、その後、封止基板を素子基板上にゆっくりと載
置し、次いで封止樹脂を硬化又は固化させる。
方法2:予めECDの形成された素子基板上に封止樹脂を円
形状又は細帯状に塗布した後、素子基板をすばやく逆転
させて、封止基板面に封止樹脂を点又は直線状に接触さ
せて、その後、素子基板を封止基板上にゆっくりと載置
し、次いで封止樹脂を硬化又は固化させる。
本発明におけるECDの積層構造は、特にどれと限定さ
れるものではないが、固体型ECDの構造としては、例え
ば電極層/EC層/イオン導電層/電極層のような4層
構造;電極層/還元着色型EC層/イオン導電層/可逆
的電解酸化層/電極層のような5層構造があげられる。
透明電極の材料としては、例えば、SnO2、In2O3、ITO
などが使用される。このような電極層は、一般には真空
蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの真
空薄膜形成技術で形成される。(還元着色性)EC層とし
ては一般にWO3、MoO3などが使用される。
イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸化タン
タル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸
化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ
化マグネシウムなどが使用される。これらの物質薄膜は
製造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン
(H+)およびヒドロキシイオン(OH-)に対しては良導
体となる。EC層の着色消色反応にはカチオンが必要とさ
れ、H+イオンやLi+イオンをEC層その他に含有させる必
要がある。H+イオンは初めからイオンである必要はな
く、電圧が印加されたときにH+イオンが生じればよく、
従ってH+イオンの代わりに水を含有させてもよい。この
水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中から
自然に侵入する水分でも着消色する。
EC層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下にし
てもよい。さらにEC層に対して間にイオン導電層を挟ん
で(場合により酸化着色性EC層ともなる)可逆的電解酸
化層ないし触媒層を配設してもよい。このような層とし
ては、例えば酸化ないし水酸化シリジウム、同じくニッ
ケル、同じくクロム、同じくバナジウム、同じくルテニ
ウム、同じくロジウムなどがあげられる。これらの物質
は、イオン導電層又は透明電極中に分散されても良い
し、それらを分散してもよい。不透明な電極層は、反射
層と兼用していてもよく、例えば金、銀、アルミニウ
ム、クロム、スズ、亜鉛、ニッケル、ルテニウム、ロジ
ウム、ステンレスなどの金属が使用される。
〔実施例1〕 矩形のガラス製素子基板(S)の表面全体にITO電極
層を形成し、次にフォトエッチング又はレーザーカッテ
ィングにより上部電極(A)用の取出し層(F)と下部
電極(B)との間に溝を形成した。これにより取出し部
(F)と、それより隔離した矩形の下部電極(B)を形
成した。尚、ITOをマスク蒸着することにより直接にこ
れらのパターンを形成してもよい。次に酸化イリジウム
と酸化スズとの混合物からなる可逆的電解酸化層
(C)、酸化タンタル層(D)及び酸化タングステン層
(E)を順に形成した。最後に上部電極(A)としてIT
Oを蒸着してECDを作製した。この時ITOは既に基板
(S)上に形成された取出し部(F)と一端が接触する
ように形成した。
一方、封止治具(I)を用意しこの上に素子基板
(S)を乗せておく。そして封止基板(G)上にエポキ
シ樹脂からなる液状の封止樹脂(R)を円形状(第3a図
参照)又は細帯状(第3b図参照)に塗布した後、封止基
板をすばやく逆転させて(第4a図参照)、素子基板
(S)面に、封止樹脂を点(第4b図参照)又は直線状に
接触させて、その後、封止基板を素子基板上にゆっくり
と載置して(第4c図)、素子面全体に樹脂を覆わせた
(第4d図参照)。
やがて、封止樹脂は常温で又はやや加熱下で放置すれ
ば硬化するので、硬化を確認した後、治具からとりはず
して、上部電極及び下部電極の取出し部に各々、外部配
線LA、LBをボンディングすると本実施例ECDが出来上が
る。このECDに駆動電源(Su)から着色電圧(+1.35V)
を印加するとECDに入射させた波長633nmの光に対して透
過率は20%に減少し(10秒後)、この透過率は電圧印加
を止めても、しばらく保たれた。今度は消色電圧(−1.
35V)を印加すると同じく透過率は70%に回復した。(1
0秒後)このECDは透過光量を電気的に制御し得る調光ガ
ラスとして有用である。
〔実施例2〕 矩形のガラス製素子基板(S)の表面全体にITO電極
層を形成し、次にフォトエッチング又はレーザーカッテ
ィングにより上部電極(A)用の取出し層(F)と下部
電極(B)との間に溝を形成した。これにより取出し部
(F)と、それより隔離した矩形の下部電極(B)を形
成した。尚、ITOをマスク蒸着することにより直接にこ
れらのパターンを形成してもよい。次に酸化イリジウム
と酸化スズとの混合物からなる可逆的電解酸化層
(C)、酸化タンタル層(D)及び酸化タングステン層
(E)を順に形成した。最後に上部電極(A)としてIT
Oを蒸着してECDを作製した。この時ITOは既に基板
(S)上に形成された取出し部(F)と一端が接触する
ように形成した。
ここで断面がコの字型のリン青銅製の導電性クリップ
(H)を2本用意し、これに各々、外部配線(LA)又は
(LB)をハンダ付け又は導電性接着剤にて接続した。こ
のクリップ(H)2本を素子基板(S)の電極とり出し
部に各々装着し、これによりクリップ(H)が上部、下
部各電極の取出し部を圧着するようにした。
尚、この導電性クリップ(H)の形状及び寸法は、封
止基板(G)の位置決めとECD周辺の非表示部のマスキ
ングができるように設定した。
一方、封止治具(I)を用意し、この上に素子基板
(S)より小さめな矩形のガラス製封止基板(G)に乗
せておく。そして素子基板(S)上にエポキシ樹脂から
なる液状の封止樹脂(R)を円形状又は細帯状に塗布し
た後素子基板をすばやく逆転させて封止基板(G)面に
封止樹脂を点又は直線状に接触させて、その後、素子基
板を封止基板上にゆっくりと載置して、素子面全体に樹
脂を覆わせた。やがて封止樹脂は常温で又はやや加熱下
で放置すれば硬化するので硬化を確認した後、治具から
とりはずすと本実施例のECD(第2図参照)が得られ
た。
尚、封止治具はテフロン又はシリコンゴム製にすると
封止樹脂が硬化後に付着しないので都合が良い。
このECDに、駆動電源(Su)から着色電圧(+1.35V)
を印加するとECDに入射された波長633nmの光に対して透
過率は20%に減少し(10秒後)、この透過率は電圧印加
を止めても、しばらく保たれた。今度は消色電圧(−1.
35V)を印加すると同じく透過率は70%に回復した。(1
0秒後) 〔発明の効果〕 以下の通り、本発明によれば、封止樹脂として気泡を
含まないものを使用したので透過型ECDに於いては外
観、信頼性の良好な素子が得られ、また反射型ECDでは
信頼性良好な素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ECDの一例を示す概略垂直断面図である。 第2図は、本発明の実施例2にかかるECDの概略垂直断
面図である。 第3a図及び第3b図は、実施例1における封止樹脂の塗布
形状を示す概略平面図である。 第4a図〜第4d図は、実施例1における封止工程を示す概
略垂直断面図である。 第5a図〜第5c図は、従来の封止工程を示す概略垂直断面
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 A……上部電極(狭い意味でのECD) B……下部電極(狭い意味でのECD) E……WO3層又は還元着色性EC層(狭い意味でのECD) D……イオン導電層(狭い意味でのECD) C……可逆的電解酸化層(狭い意味でのECD) ECD……エレクトロクロミック素子 S……素子基板 G……封止基板 R……封止樹脂 H……導電性クリップ I……封止治具

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】素子基板、その上に形成されたエレクトロ
    クロミック素子、その上に形成された気泡を含まない封
    止樹脂層、及びその上に接合された封止基板からなる封
    止されたエレクトロクロミック素子を製造する方法であ
    って、 封止基板の上面に封止樹脂を円状又は帯状に塗布した
    後、封止基板をすばやく逆転させて、予めエレクトロク
    ロミック素子が形成された素子基板上に封止樹脂を点状
    又は直線状に接触させ、その後、封止基板を素子基板上
    にゆっくりと載置して、前記エレクトロクロミック素子
    の形成面全体に封止樹脂を覆わせ、次いで封止樹脂を硬
    化又は固化させて、気泡を含まない封止樹脂層を形成す
    ると共に、封止基板を接合することを特徴とする封止さ
    れたエレクトロクロミック素子の製造方法。
  2. 【請求項2】素子基板、その上に形成されたエレクトロ
    クロミック素子、その上に形成された気泡を含まない封
    止樹脂層、及びその上に接合された封止基板からなる封
    止されたエレクトロクロミック素子を製造する方法であ
    って、 予めエレクトロクロミック素子が形成された素子基板上
    に封止樹脂を円状又は帯状に塗布した後、素子基板をす
    ばやく逆転させて、封止基板上に封止樹脂を点状又は直
    線状に接触させ、その後、素子基板を封止基板上にゆっ
    くりと載置して、前記エレクトロクロミック素子の形成
    面全体に封止樹脂を覆わせ、次いで封止樹脂を硬化又は
    固化させて、気泡を含まない封止樹脂層を形成すると共
    に、封止基板を接合することを特徴とする封止されたエ
    レクトロクロミック素子の製造方法。
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