JPH01259327A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents

エレクトロクロミック素子

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JPH01259327A
JPH01259327A JP63087668A JP8766888A JPH01259327A JP H01259327 A JPH01259327 A JP H01259327A JP 63087668 A JP63087668 A JP 63087668A JP 8766888 A JP8766888 A JP 8766888A JP H01259327 A JPH01259327 A JP H01259327A
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JP
Japan
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film
electrolyte
light stabilizer
coloring
electrochromic
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Pending
Application number
JP63087668A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Minoura
淳 箕浦
Toshiya Kamimura
俊也 上村
Nariyuki Takahashi
高橋 成幸
Toshiyasu Ito
伊藤 敏安
Katsuaki Okabayashi
岡林 克明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
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Priority to US07/332,967 priority patent/US5054895A/en
Publication of JPH01259327A publication Critical patent/JPH01259327A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1516Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising organic material
    • G02F1/15165Polymers

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使用されるエレ
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、エレクトロクロミック素子の1つとして、基板上
に設けられた一対の電極のうち少なくとも一方が透明電
極膜であり、前記電極間に発色膜及び電解質が重ね合わ
せて設けられたものが知られている。 上記発色膜としてポリアニリンを使用したものや、酸化
タングステンを使用したものが提案されている。 [発明が解決しようとする課題] 上記従来のエレクトロクロミック素子は、ポリアニリン
を使用した酸化発色膜が太陽光によって劣化するため耐
久性に乏しいという問題点があった。 また、紫外線や赤外線を遮蔽するため、フィルム状のカ
ットフィルタを装着したエレクトロクロミック調光板は
、その製造工程が複雑化し、部品数が増加するという問
題点があった。 本発明の目的は上記問題点を解消し、太陽光によって劣
化せず、耐久性に優れているとともに、製造工程が簡略
化され、部品数の少な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〕 本発明は上記目的を達成するために、基板上に設けられ
た一対の電極のうち少なくとも一方が透明電極膜であり
、前記電極間に発色膜及び電解質が重ね合わせて設けら
れたエレクトロクロミック素子であって、前記電解質中
に光安定剤を含ませることにより、発色膜に光安定剤を
含有させるという手段を採用している。 また、電解重合により設けられる発色膜は、光安定剤の
添加された電析液中で形成することもできる。 さらに、電解重合により設けられる発色膜は、電解重合
法によって形成され、同電解重合後に光安定剤を含有す
る溶液中に浸漬することにより形成することもできる。 [手段の詳細な説明] 基板としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボ
ネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン等
の樹脂又はガラスが使用される。 電極膜としては、ITO(5重量%の二酸化スズ(Sn
02)を含有する酸化インジウム(I n203)〕、
等の透明電極膜が使用される。同透明電極膜はイオンブ
レーティング法等によって2000人程度0膜厚で基板
の略全体に形成される。 発色膜としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチ
オフェン等が使用される。同発色膜は、電解重合法等の
方法によって6000人程度0膜厚に形成される。 他の発色膜としては、酸化タングステン(WO3)、酸
化モリブデン(MeO2)、酸化チタン(Ti02)等
が使用される。同発色膜は真空蒸着法等によって600
0人程度0膜厚に設定される。 電解質としては、濃度IM程度の過塩素酸リチウム(L
 i Cl04) 、四弗化硼素リチウム(LiBFa
)等をプロピレンカーボネートに溶解した有機電解液を
紫外線により硬化したもの等が使用される。 同電解質中に含有される光安定剤としては、通常紫外線
吸収剤と称されるベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤
、例えばCIBA−GBIGY社製商品名Tinuvi
n P 、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、例えばBA
SP社製商品名Uvinul MS−40、酸化防止剤
と称されるフェノール系酸化防止剤、例えばCIBA−
GEIGY社製商品名1rganox5057.245
.10B1 、1035.1076、565、1098
.1330.1425WL、 259.1010、ニッ
ケル錯体系の安定剤として例えば住友化学株式会社製商
品名AntigeneNBC,Sumisorb612
 、アミン系の安定剤として例えば住友化学株式会社製
商品名Sumisorb500、TM−061、CIB
A−GEIGY社製商品名Tinuvin 144等が
使用される。 この光安定剤の発色膜中の濃度は、0.1〜1.0重量
%の範囲が好ましい。0.1重量%未満では発色膜が光
劣化しやすく、1.0重量%を超えると光安定剤が発色
膜から析出して色調が悪くなりやすい。 [作用] 上記手段を採用したことにより、電解質を形成する電解
液中の光安定剤が発色膜中に浸透し、同光安定剤によっ
て紫外線が吸収され、また光により誘起される酸化反応
が阻止されるので、同発色膜の光劣化が防止される。 また、発色膜が、光安定剤の添加された電析液中で電解
重合法により形成されることにより、発色膜の形成と同
時に光安定剤が同発色膜中に含有されるので、電解重合
と同時に耐光性の良い発色膜が得られる。 さらに、発色膜が、電解重合法によって形成され、同電
解重合後に光安定剤を含有する溶液中に浸漬することに
より形成されることによって、発色膜中への光安定剤の
浸透が電解重合後の工程で容易に行われる。 [第1実施例] 以下に本発明を具体化した実施例を図に基づいて説明す
る。 図に示すように、下部電極付基板4はポリメチルメタク
リレート製の透明基板1aと、その上面に設けられたI
TOからなる透明電極膜2aと、その上面に設けられた
W2Bからなる還元発色膜3aとからなっている。 上記透明電極膜2aはイオンブレーティング法によって
約2000人の膜厚に設定され、還元発色膜3aは真空
蒸着法により約6000人の膜厚に設定されている。 一方、上部電極付基板5は、同じくポリメチルメタクリ
レート製の透明基板1bと、その下面に設けられた透明
電極膜2bと、その下面に設けられたポリアニリンから
なる酸化発色膜3bとからなっている。同酸化発色膜3
bは電解重合法によって約6000人の膜厚に設定され
ている。 上記画電極付基板4.5が両透明電極膜2a。 2bを内側にして上下に対向配置されている。これら電
極付基板4,5とスペーサ7とで形成された空間には、
次のような電解質6が介在されている。 即ち、濃度IMのLiClO4をプロピレンカーボネー
トに熔解した液と紫外線硬化性樹脂とを1:3の重量比
で混合し、この混合液中に光安定剤としてIrgano
x 2590.2 重量%、Tinuvin PO34
重量%、Tinuvin 1440.4重量%を配合し
たものを前記電極付基板4.5とスペーサ7とで形成さ
れた空間に充填して紫外線を照射することにより得られ
る。上記光安定Rの酸化発色1*3b中の濃度は、前記
電解液中の濃度即ち1.0重量%とほぼ同じ濃度である
。 なお、本発明における電解質6としては、固体電解質以
外に、液状の電解液、半固体状の電解質のいずれでもよ
い。 前記透明電極膜2aの一端には、導電ペーストによる電
極取出部8aが設けられ、同電極取出部8aからリード
線9aが取り出されている。一方、透明電極膜2bの一
端には、同じく電極取出部8bが設けられ、同電極取出
部8bにリード線9bが接続されている。 なお、電極付基板4,5の端面には、エポキシ樹脂から
なる封止部10が設けられている。 上記のように構成されたエレクトロクロミック調光板に
ついて、作用及び効果を説明する。 まず、リード線9b側に着色電圧として+1.4■の電
圧を印加すると、電極取出部8bを経て透明電極1!i
!2bに同電圧が印加され、酸化発色膜3bにおいて酸
化反応が起こるとともに、還元発色膜3aにおいて還元
反応が起こり、青色に着色する。 逆に、リード線9b側に消色電圧として−2,1■の電
圧を印加すると、透明電極膜2bに同電圧が印加され、
上記とは逆の反応が起こり、消色する。 このようなエレクトロクロミック調光板について、サン
シャインウェザ−メータを用いた耐候性試験(JIS−
DO205・・・自動車部品の耐候性試験)を実施した
ところ、1000時間以上着色、消色を繰り返してもそ
の特性に変化はなかった。 それに対して電解質6中に光安定剤を含有しないエレク
トロクロミック調光板は同試験において400時間で劣
化してしまった。 この結果から、電解質6を形成する溶液状態における電
解液中の光安定剤が隣接するポリアニリンからなる酸化
発色膜3b中に浸透し、耐光性が向上したことが確認さ
れた。 また、このエレクトロクロミック調光板は、電解質6中
を流れる電気量が約50%増加し、高い着色濃度が得ら
れた。その理由は、光安定剤が電気化学的反応に関与し
、何らかの促進作用を示したものと推定される。 上記のように、本実施例のエレクトロクコミック調光板
は、十分な耐久性を有するとともに、紫外線を遮蔽する
ためのフィルム状のカットフィルタが不要となる。 [第2実施例] 本実施例におけるエレクトロクロミック調光板の構成は
、上記第1実施例と同様である。第1実施例と異なる点
は、同エレクトロクロミック調光板におけるポリアニリ
ンからなる酸化発色膜3bの製膜方法にある。そこで、
同酸化発色膜3bの製膜方法について説明する。 ポリアニリンからなる酸化発色膜3bの製膜方法として
は、電解重合法が採用される。同電解重合法における電
析液としては、濃度0.1 Mのポリアニリン、濃度0
.2 Mの過塩素酸(HClO4)、濃度0.OIMの
ポリビニルスルホン酸のカリウム塩からなる水溶液中に
、光安定剤としてLlvinul−MS40を2.5重
量%溶解したものを用いた。 この電析液を使用してポリアニリンの電解重合を行った
ところ、透明電極膜2b上に製膜されたポリアニリン膜
中には上記光安定剤が0.1〜1.0重量%の範囲で効
率よく浸透した。 このエレクトロクロミック調光板について、前記第1実
施例と同様に耐候性試験を行ったところ、1000時間
その特性に変化は認められなかった。 本実施例のエレクトロクロミック調光板は、ポリアニリ
ンの酸化発色膜3bの製膜と同時に光安定剤が同酸化発
色11!J3bに含有されるので、エレクトロクロミッ
ク調光板の製造上効率が良い。 [第3実施例] 本実施例におけるエレクトロクロミック調光板の構成は
、前記第1実施例と同様である。第1実施例と異なる点
は、同エレクトロクロミック調光板におけるポリアニリ
ンからなる酸化発色IQ3bを電解重合法によって製膜
した(多、光安定剤を配合した溶液中に浸漬する処理方
法にある。そこで、その処理方法について説明する。 電解重合法は、電析液として過塩素酸水溶液を使用して
いるので、これを有機電解液に置き換える操作を行う。 即ち、電解重合によって得られたポリアニリン膜を0.
01M過塩素酸水溶液で洗浄した後、有機電解液に浸漬
し、その後プロピレンカーボネートで洗浄し、真空乾燥
する。光安定剤を浸透させる溶液としてこの有機電解液
濃度IMのLiClO4をプロピレンカーボネートに溶
解した液中に光安定剤としてIrganox 2590
.2重量%、Tinuvin P  O,4[%、Ti
nuvin 1440.4重量%を溶解したものを使用
した。光安定剤の酸化発色膜3b中の濃度は、上記有機
電解液中の濃度即ち1.0重量%とほば同じである。 このようにして得られたエレクトロクロミック調光板に
ついて、前記第1実施例と同様にして耐候性試験を行っ
た。その結果、tooo時間後もその特性は変化しなか
った。 これは、ポリアニリン膜中に光安定剤が十分に浸透した
ためである。 本実施例のエレクトロクロミック調光板は、ポリアニリ
ンからなる酸化発色膜3bへの光安定剤の浸透が電解重
合後に通常行われる電解液の交換工程で容易に行われる
。 [発明の効果] 本発明のエレクトロクロミック素子は、太陽光によって
劣化せず、耐久性に優れているとともに、製造工程が簡
略化され、部品数が少ないという優れた効果を奏する。 また、発色膜が、光安定剤の添加された電析液中で電解
重合法により形成されることにより、ポリアニリンの発
色膜の形成と同時に光安定剤がポリアニリン中に含有さ
れるので、効率よく耐光性の良い発色膜が得られる。 さらに、ポリアニリンからなる発色膜が、電解重合法に
よって形成され、同電解重合後に光安定剤を含有する電
解液中に949Qすることにより形成されることによっ
て、ポリアニリン膜中への光安定剤の浸透が電解重合後
の電解液の交換工程で容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の各実施例におけるエレクトロクロミック調
光板を示す断面図である。 1a、1b・・・透明基板、2a、2b・・・遇明電極
膜、3a・・・還元発色膜、3b・・・酸化発色膜、4
゜5・・・電極付基板、6・・・電解質

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板(1a、1b)上に設けられた一対の電極(2
    a、2b)のうち少なくとも一方が透明電極膜(2a、
    2b)であり、前記電極(2a、2b)間に発色膜(3
    a、3b)及び電解質(6)が重ね合わせて設けられた
    エレクトロクロミック素子であって、前記電解質(6)
    中に光安定剤を含ませることにより、発色膜(3a、3
    b)に光安定剤を含有させたエレクトロクロミック素子
    。 2、基板(1a、1b)上に設けられた一対の電極(2
    a、2b)のうち少なくとも一方が透明電極膜(2a、
    2b)であり、前記電極(2a、2b)間に発色膜(3
    a、3b)及び電解質(6)が重ね合わせて設けられた
    エレクトロクロミック素子であって、前記発色膜(3b
    )が光安定剤の添加された電析液中で電解重合法により
    形成されたものであるエレクトロクロミック素子。 3、基板(1a、1b)上に設けられた一対の電極(2
    a、2b)のうち少なくとも一方が透明電極膜(2a、
    2b)であり、前記電極(2a、2b)間に発色膜(3
    a、3b)及び電解質(6)が重ね合わせて設けられた
    エレクトロクロミック素子であって、前記発色膜(3b
    )が電解重合法によって形成され、同電解重合後に光安
    定剤を含有する溶液に浸漬されたものであるエレクトロ
    クロミック素子。
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