JPH0692695A - エレクトロクロミック窓ガラス - Google Patents
エレクトロクロミック窓ガラスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラスの着色脱色、光透過率を電気的に制御
するエレクトロクロミック窓ガラスにおいて、給電が故
障の場合に脱色状態に出来るだけ早く戻れる構成のエレ
クトロクロミック窓ガラスを提供する。 【構成】 2枚のガラスシートを含み、各々のガラスシ
ートは透明な導電性フィルムで被覆され、エレクトロク
ロミック材料の電極、電解質、及び対向電極で隔てら
れ、導電性フィルムは給電リード線によって所望の着色
変化の関数としての電位差を発生する給電系に接続さ
れ、導電性フィルムはまた電子伝導材料によってその周
囲の少なくとも一部で互いに接続して構成される。好ま
しくはポテンシオスタットタイプの参照ポイントを有す
る。電子伝導材料はブチルゴム、ポリイソブチレン、ポ
リサルファイド等のポリマーとグラファイト、カーボン
ブラック等の導電性粒子を配合して得る。
するエレクトロクロミック窓ガラスにおいて、給電が故
障の場合に脱色状態に出来るだけ早く戻れる構成のエレ
クトロクロミック窓ガラスを提供する。 【構成】 2枚のガラスシートを含み、各々のガラスシ
ートは透明な導電性フィルムで被覆され、エレクトロク
ロミック材料の電極、電解質、及び対向電極で隔てら
れ、導電性フィルムは給電リード線によって所望の着色
変化の関数としての電位差を発生する給電系に接続さ
れ、導電性フィルムはまた電子伝導材料によってその周
囲の少なくとも一部で互いに接続して構成される。好ま
しくはポテンシオスタットタイプの参照ポイントを有す
る。電子伝導材料はブチルゴム、ポリイソブチレン、ポ
リサルファイド等のポリマーとグラファイト、カーボン
ブラック等の導電性粒子を配合して得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエレクトロクロミックタ
イプの電気的に制御される窓ガラス、即ち着色を電界の
作用によって調製できる窓ガラスに関する。
イプの電気的に制御される窓ガラス、即ち着色を電界の
作用によって調製できる窓ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】これら
の窓ガラスの作用原理はエレクトロクロミック特性を有
するフィルム材料の使用を基礎とするものである。その
材料にはカチオン、特にはプロトン(H + ) またはリチ
ウムカチオン(Li+ ) を可逆的に挿入する(insert)こ
とができ、或る程度の酸化状態から他の酸化状態への移
行が生じ、その結果として、各々の酸化状態の程度が異
なる着色状態に対応することがよく知られている。
の窓ガラスの作用原理はエレクトロクロミック特性を有
するフィルム材料の使用を基礎とするものである。その
材料にはカチオン、特にはプロトン(H + ) またはリチ
ウムカチオン(Li+ ) を可逆的に挿入する(insert)こ
とができ、或る程度の酸化状態から他の酸化状態への移
行が生じ、その結果として、各々の酸化状態の程度が異
なる着色状態に対応することがよく知られている。
【0003】例えば、三酸化タングステンは酸化状態
(a) では実質的に無色であるが、次の反応にしたがって
プロトンまたはLi+ カチオンを挿入された還元状態
(b) では強い濃い青色となる。 これらの色の可逆変化を可能にするために、エレクトロ
クロミック窓ガラスは2枚のガラス基材を含み、その間
に電流供給リード線を備えた2枚の透明な導電性フィル
ムを配置し、例えば酸化タングステン、対向電極のよう
な陰極材料と称されるエレクトロクロミック材料から構
成される電極によって連続的に隔てられる。また電極は
酸化イリジウム、酸化ニッケルのような陽極材料と称さ
れるエレクトロクロミック材料や、問題のカチオンを1
つの電極から他の電極に移動することを可能にする電解
質のフィルムから構成することができる。
(a) では実質的に無色であるが、次の反応にしたがって
プロトンまたはLi+ カチオンを挿入された還元状態
(b) では強い濃い青色となる。 これらの色の可逆変化を可能にするために、エレクトロ
クロミック窓ガラスは2枚のガラス基材を含み、その間
に電流供給リード線を備えた2枚の透明な導電性フィル
ムを配置し、例えば酸化タングステン、対向電極のよう
な陰極材料と称されるエレクトロクロミック材料から構
成される電極によって連続的に隔てられる。また電極は
酸化イリジウム、酸化ニッケルのような陽極材料と称さ
れるエレクトロクロミック材料や、問題のカチオンを1
つの電極から他の電極に移動することを可能にする電解
質のフィルムから構成することができる。
【0004】対向電極に酸化イリジウムを使用すると、
電極とは対照的に、この材料はH+プロトンを挿入した
還元状態(b) では無色であり、H+ プロトンが奪われた
酸化状態(a) では灰色がかった黄色であり、窓ガラスの
着色のコントラストが強くなる。反応式は次の如くであ
る。 酸化ニッケルを基礎とする対向電極は、部分的に酸化イ
リジウムと同様にプロトンを挿入するか、リラウムカチ
オンを挿入することができ、特許出願EP-A-0 373020 よ
り知られるように、いくつかのエレクトロクロミック平
衡状態の存在を含む複雑な反応過程がある。
電極とは対照的に、この材料はH+プロトンを挿入した
還元状態(b) では無色であり、H+ プロトンが奪われた
酸化状態(a) では灰色がかった黄色であり、窓ガラスの
着色のコントラストが強くなる。反応式は次の如くであ
る。 酸化ニッケルを基礎とする対向電極は、部分的に酸化イ
リジウムと同様にプロトンを挿入するか、リラウムカチ
オンを挿入することができ、特許出願EP-A-0 373020 よ
り知られるように、いくつかのエレクトロクロミック平
衡状態の存在を含む複雑な反応過程がある。
【0005】簡単に表現すると、所望の値と極性の電位
差を2つの導電性フィルムに加えると、電解質を通って
1つの電極から他の電極へのカチオンの移動が発生し、
そのカチオンの挿入反応と離脱(de-insert) 反応が生
じ、窓ガラスの全体としての着色された外観が変化す
る。このように、給電系の完全性は窓ガラスの適切な作
用にとって極めて重要である。従って、例えば欧州特許
出願EP-A-408 427はポテンシオスタットタイプの配置の
3つの電流リード線を提供し、時間の関数でプログラム
でき変化できる電位差を適用することにより、エレクト
ロクロミック材料のスイッチング時間を最適化する供給
系を提案している(スイッチング時間は或る所与の着色
状態から初期状態以外の、高いか低い着色状態に移る間
の経過時間を意味すると理解すべきである)。このよう
にして、導電性フィルムに現れ、大きな窓ガラスでは防
ぐことが難しい抵抗降下の現象を補うことが可能であ
る。
差を2つの導電性フィルムに加えると、電解質を通って
1つの電極から他の電極へのカチオンの移動が発生し、
そのカチオンの挿入反応と離脱(de-insert) 反応が生
じ、窓ガラスの全体としての着色された外観が変化す
る。このように、給電系の完全性は窓ガラスの適切な作
用にとって極めて重要である。従って、例えば欧州特許
出願EP-A-408 427はポテンシオスタットタイプの配置の
3つの電流リード線を提供し、時間の関数でプログラム
でき変化できる電位差を適用することにより、エレクト
ロクロミック材料のスイッチング時間を最適化する供給
系を提案している(スイッチング時間は或る所与の着色
状態から初期状態以外の、高いか低い着色状態に移る間
の経過時間を意味すると理解すべきである)。このよう
にして、導電性フィルムに現れ、大きな窓ガラスでは防
ぐことが難しい抵抗降下の現象を補うことが可能であ
る。
【0006】従って、本発明は加えられた電位差を調整
し、適切に制御された着色とスイッチング時間の程度を
可能にする方法の提供する。このタイプの窓ガラスは、
太陽光の入射を制御するためのビルディングや乗り物の
装備について特に関心が寄せられており、またそれらの
期待される用途は多様化する傾向にある。しかしながら
今のところ新しい問題が生じている。即ち、エレクトロ
クロミック窓ガラスが適切に機能するには、基本的に正
確かつ適切に制御された給電を必要とする。
し、適切に制御された着色とスイッチング時間の程度を
可能にする方法の提供する。このタイプの窓ガラスは、
太陽光の入射を制御するためのビルディングや乗り物の
装備について特に関心が寄せられており、またそれらの
期待される用途は多様化する傾向にある。しかしながら
今のところ新しい問題が生じている。即ち、エレクトロ
クロミック窓ガラスが適切に機能するには、基本的に正
確かつ適切に制御された給電を必要とする。
【0007】給電の機能障害の場合、例えば給電リード
線の1つが不慮に断線したり、更には窓ガラスのクラッ
クやスクリーン印刷の分離が生じた場合、その時エレク
トロクロミック材料が比較的強くまたは強く着色されて
いたならば、オペレーターはもはや短期間に無色または
無色に近い状態にそれを戻すことができない。オペレー
ターは系の自己放電現象を待つことができるのみであ
り、その現象は幸いにも速度論的に極めて遅く、電極の
エレクトロクロミック材料がその殆ど完全な無色の状態
に対応する平衡状態に戻るまでに少なくとも数日を要す
る。この自己放電は種々の原因を有することができ、多
少は良く理解されており、エレクトロクロミック系の積
層に使用されるフィルムの性質に固有である。恐らく、
例えばカチオンを伝導する電解質フィルムが完全な電気
絶縁体ではないと考えることができる。また、導電性フ
ィルム間の弱い短絡を考えることもできる。
線の1つが不慮に断線したり、更には窓ガラスのクラッ
クやスクリーン印刷の分離が生じた場合、その時エレク
トロクロミック材料が比較的強くまたは強く着色されて
いたならば、オペレーターはもはや短期間に無色または
無色に近い状態にそれを戻すことができない。オペレー
ターは系の自己放電現象を待つことができるのみであ
り、その現象は幸いにも速度論的に極めて遅く、電極の
エレクトロクロミック材料がその殆ど完全な無色の状態
に対応する平衡状態に戻るまでに少なくとも数日を要す
る。この自己放電は種々の原因を有することができ、多
少は良く理解されており、エレクトロクロミック系の積
層に使用されるフィルムの性質に固有である。恐らく、
例えばカチオンを伝導する電解質フィルムが完全な電気
絶縁体ではないと考えることができる。また、導電性フ
ィルム間の弱い短絡を考えることもできる。
【0008】今では給電が故障の場合、無色または実質
的に無色な状態に出来るだけ早く戻れることが重要であ
ると十分に証明できていよう。このことは、これらのエ
レクトロクロミック窓ガラスが中でも航空機のコックピ
ット、鉄道機関車の運転室のような乗り物に適用された
場合にあって、更にはこれらの窓ガラスが自動車のバッ
クミラーとして使用された場合にあって、安全性が危な
いときに特に当てはまる。
的に無色な状態に出来るだけ早く戻れることが重要であ
ると十分に証明できていよう。このことは、これらのエ
レクトロクロミック窓ガラスが中でも航空機のコックピ
ット、鉄道機関車の運転室のような乗り物に適用された
場合にあって、更にはこれらの窓ガラスが自動車のバッ
クミラーとして使用された場合にあって、安全性が危な
いときに特に当てはまる。
【0009】このことが、給電に問題が生じた場合に極
めて短時間、例えば長くても数分間で脱色状態に確実に
戻れるエレクトロクロミック窓ガラスを提案することを
本発明が目的とする理由である。
めて短時間、例えば長くても数分間で脱色状態に確実に
戻れるエレクトロクロミック窓ガラスを提案することを
本発明が目的とする理由である。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明者ら
は、この目的を達成するためにエレクトロクロミック窓
ガラスの自己放電現象を長所に変えることを望んだ。本
発明者らは、陰極のエレクトロクロミック材料が酸化さ
れた着色状態にあるときにエレクトロクロミック系に放
電が生じるように、2つの透明な導電性フィルムの間に
恒久的な短絡を計画的に作成した。この計画的に引き起
こされた放電は、エレクトロクロミック系でしばしば生
じる極めて遅い自己放電よりも確かに極めて早く、比較
にならない。これと並行に、本発明者らは系に加えられ
た電位差を抑える傾向にあるこの電子の移動を、適切な
給電によって補っている。
は、この目的を達成するためにエレクトロクロミック窓
ガラスの自己放電現象を長所に変えることを望んだ。本
発明者らは、陰極のエレクトロクロミック材料が酸化さ
れた着色状態にあるときにエレクトロクロミック系に放
電が生じるように、2つの透明な導電性フィルムの間に
恒久的な短絡を計画的に作成した。この計画的に引き起
こされた放電は、エレクトロクロミック系でしばしば生
じる極めて遅い自己放電よりも確かに極めて早く、比較
にならない。これと並行に、本発明者らは系に加えられ
た電位差を抑える傾向にあるこの電子の移動を、適切な
給電によって補っている。
【0011】このように、陰極のエレクトロクロミック
材料のフィルムが着色した場合、給電が不完全になり導
電性フィルムに電位差がもはや適用できないことが生じ
ると、短絡による放電はこのため補償されず、放電によ
ってエレクトロクロミック材料は化学的に安定な状態、
即ち脱色状態に、あるいは少なくともその最大脱色状態
に極めて近くに迅速に戻る。
材料のフィルムが着色した場合、給電が不完全になり導
電性フィルムに電位差がもはや適用できないことが生じ
ると、短絡による放電はこのため補償されず、放電によ
ってエレクトロクロミック材料は化学的に安定な状態、
即ち脱色状態に、あるいは少なくともその最大脱色状態
に極めて近くに迅速に戻る。
【0012】従って、本発明の実現には次の2点が重要
である。一つは制御された放電を創ることであり、もう
一つはそれを適切な給電によって補償することである。
本発明にしたがうエレクトロクロミック窓ガラスは、各
々は透明な導電性フィルムでコートされ、陰極のレクト
ロクロミック材料の電極、電解質、対向電極で互いに隔
てられた2枚のガラスシートを含んでなる。これらの導
電性フィルムは、一方で供給リード線によってエレクト
ロクロミック材料の所望の着色変化に適合する電位差を
生じさせる給電系に接続する。リード線を備えたこれら
の導電性フィルムは、他方で、電子伝導材料を用いてそ
の周囲の少なくとも一部で互いに接続させる。電子伝導
材料の導電率は特には10-1〜10+3 ohm-1・cm-1であり、
好ましくは約10+2 ohm-1・cm-1である。
である。一つは制御された放電を創ることであり、もう
一つはそれを適切な給電によって補償することである。
本発明にしたがうエレクトロクロミック窓ガラスは、各
々は透明な導電性フィルムでコートされ、陰極のレクト
ロクロミック材料の電極、電解質、対向電極で互いに隔
てられた2枚のガラスシートを含んでなる。これらの導
電性フィルムは、一方で供給リード線によってエレクト
ロクロミック材料の所望の着色変化に適合する電位差を
生じさせる給電系に接続する。リード線を備えたこれら
の導電性フィルムは、他方で、電子伝導材料を用いてそ
の周囲の少なくとも一部で互いに接続させる。電子伝導
材料の導電率は特には10-1〜10+3 ohm-1・cm-1であり、
好ましくは約10+2 ohm-1・cm-1である。
【0013】従って、この電子伝導材料のレベルにおい
て電子は1つの導電性フィルムから他の導電性フィルム
へ直接通過し、経路は十分に制御される。その理由は材
料の導電率、その寸法特性、またその配置の性質によ
り、導電性フィルムを電気的に互いに接続する方法が選
択されるためである。従ってこの材料を、少なくとも部
分的に、少なくとも2つの給電リード線と接触するよう
に配置することが可能である。
て電子は1つの導電性フィルムから他の導電性フィルム
へ直接通過し、経路は十分に制御される。その理由は材
料の導電率、その寸法特性、またその配置の性質によ
り、導電性フィルムを電気的に互いに接続する方法が選
択されるためである。従ってこの材料を、少なくとも部
分的に、少なくとも2つの給電リード線と接触するよう
に配置することが可能である。
【0014】実際は、エレクトロクロミック材料がより
着色された状態にスイッチされた際に、導電性フィルム
に加えられた極性と反対の電位差の形態で表すことがで
きよう。このようにして、この放電は評価され正確に制
御される。電子伝導材料は導電性粒子を埋封した高分子
マトリックスで有利に構成することができる。この高分
子マトリックスはブチルゴム及び/又はポリイソブチレ
ン、ポリサルファイドまたはポリウレタンを基礎とする
ことができ、一方導電性粒子はグラファイト粒子、カー
ボンブラック、アセチレンブラック及び/又は金属粒子
から選択することができる。一般に、これらの導電性粒
子の体積分率は、粒子と高分子マトリックスの合計に対
して好ましくは10〜20%である。
着色された状態にスイッチされた際に、導電性フィルム
に加えられた極性と反対の電位差の形態で表すことがで
きよう。このようにして、この放電は評価され正確に制
御される。電子伝導材料は導電性粒子を埋封した高分子
マトリックスで有利に構成することができる。この高分
子マトリックスはブチルゴム及び/又はポリイソブチレ
ン、ポリサルファイドまたはポリウレタンを基礎とする
ことができ、一方導電性粒子はグラファイト粒子、カー
ボンブラック、アセチレンブラック及び/又は金属粒子
から選択することができる。一般に、これらの導電性粒
子の体積分率は、粒子と高分子マトリックスの合計に対
して好ましくは10〜20%である。
【0015】このように、ポリマーの量に関連して粒子
の量を比例させることによってその材料の電子導電率を
容易に選択できる。また、放電の十分な制御も導電性フ
ィルムとその給電リード線に対してこの電子伝導材料の
配置を選択することによって維持される。実際は、上記
の欧州特許出願EP-A-408 427が推薦するポテンシオスタ
ットアセンブリーを使用するならば、その各々のフィル
ムには給電リード線を設け、2つの対角線で向かい合っ
たリード線はエレクトロクロミック窓ガラスの長さに沿
って配置される。また、参照ポイントとして表示のリー
ド線、及び2つの供給リード線に加えられ、1つのリー
ド線とそれと反対側の保証されるべき参照ポイントとの
間の所望の電位を可能にする電位も存在することができ
る。
の量を比例させることによってその材料の電子導電率を
容易に選択できる。また、放電の十分な制御も導電性フ
ィルムとその給電リード線に対してこの電子伝導材料の
配置を選択することによって維持される。実際は、上記
の欧州特許出願EP-A-408 427が推薦するポテンシオスタ
ットアセンブリーを使用するならば、その各々のフィル
ムには給電リード線を設け、2つの対角線で向かい合っ
たリード線はエレクトロクロミック窓ガラスの長さに沿
って配置される。また、参照ポイントとして表示のリー
ド線、及び2つの供給リード線に加えられ、1つのリー
ド線とそれと反対側の保証されるべき参照ポイントとの
間の所望の電位を可能にする電位も存在することができ
る。
【0016】本発明の態様の好ましい形態は、窓ガラス
の周囲に存在し、同時に液体及び/又は蒸気に対してシ
ールの機能をする高分子物質の材料に関係する。このシ
ールはエレクトロクロミック窓ガラスのフィルムの層を
屋外の攻撃的作用から保護するためにいかなる場合も不
可欠である。従ってこの材料は導電性粒子の他に、モレ
キュラーシーブタイプの乾燥剤を含むことができる。こ
のようにして窓ガラスのアセンブリーが簡単になる。し
かしこの導電性材料は適切に間隔を保ったゾーンにおい
てのみ窓ガラスの周囲にも配置できる。
の周囲に存在し、同時に液体及び/又は蒸気に対してシ
ールの機能をする高分子物質の材料に関係する。このシ
ールはエレクトロクロミック窓ガラスのフィルムの層を
屋外の攻撃的作用から保護するためにいかなる場合も不
可欠である。従ってこの材料は導電性粒子の他に、モレ
キュラーシーブタイプの乾燥剤を含むことができる。こ
のようにして窓ガラスのアセンブリーが簡単になる。し
かしこの導電性材料は適切に間隔を保ったゾーンにおい
てのみ窓ガラスの周囲にも配置できる。
【0017】いずれにしても、2つの導電性フィルムの
間に電気的接続を保証する必要があるが、同時に一方の
フィルムから他方のフィルムへの明確な短絡の形成を防
ぐ必要がある。短絡はエレクトロクロミック系を損傷す
ることがある。一般的に言って、放電の値と速度は伝導
材料の導電率の調節と、この材料が1つのフィルムとも
う1つのフィルムの間で形成する電気経路の長さによっ
て調整される。
間に電気的接続を保証する必要があるが、同時に一方の
フィルムから他方のフィルムへの明確な短絡の形成を防
ぐ必要がある。短絡はエレクトロクロミック系を損傷す
ることがある。一般的に言って、放電の値と速度は伝導
材料の導電率の調節と、この材料が1つのフィルムとも
う1つのフィルムの間で形成する電気経路の長さによっ
て調整される。
【0018】窓ガラスの普段の操作の際に、この材料を
通って電子が移動することによるこの恒久的な放電を少
なくとも大部分について補うためには、導電性フィルム
に加えられた電位差を、着色相または脱色相の間、及び
エレクトロクロミック材料の所与の着色の保持の間の両
方において適合させる必要がある。これは本発明にした
がって、期待の適用にしたがう協調をもたらす実施可能
な伝導材料と給電の両方の選択による。
通って電子が移動することによるこの恒久的な放電を少
なくとも大部分について補うためには、導電性フィルム
に加えられた電位差を、着色相または脱色相の間、及び
エレクトロクロミック材料の所与の着色の保持の間の両
方において適合させる必要がある。これは本発明にした
がって、期待の適用にしたがう協調をもたらす実施可能
な伝導材料と給電の両方の選択による。
【0019】実際には、給電に問題が生じた場合にエレ
クトロクロミック窓ガラスのその脱色状態へのより早い
戻り時間が要求されるにつれて、材料、高い導電率、大
きな放電を導くであろう適切な構成を提供することがよ
り必要であろう。しかしながら、この放電現象は特定の
限界までのみ顕著であることができる。理由は全ての場
合において窓ガラスに給電の電力を適合させる必要があ
り、その普段の機能を混乱させるべきでないためであ
る。
クトロクロミック窓ガラスのその脱色状態へのより早い
戻り時間が要求されるにつれて、材料、高い導電率、大
きな放電を導くであろう適切な構成を提供することがよ
り必要であろう。しかしながら、この放電現象は特定の
限界までのみ顕著であることができる。理由は全ての場
合において窓ガラスに給電の電力を適合させる必要があ
り、その普段の機能を混乱させるべきでないためであ
る。
【0020】以降で説明するように、この放電を或る程
度補うであろう高い電圧を加えることは常に十分に簡単
ではなく、界面における過電圧は、任意の酸化/還元の
組、例えばWO3/Ir Oy またはWO3/酸化ニッケルに
おいて、或る限界を越えると材料劣化の危険があるエレ
クトロクロミック安定性の限界を有すること等を考慮す
る必要がある。
度補うであろう高い電圧を加えることは常に十分に簡単
ではなく、界面における過電圧は、任意の酸化/還元の
組、例えばWO3/Ir Oy またはWO3/酸化ニッケルに
おいて、或る限界を越えると材料劣化の危険があるエレ
クトロクロミック安定性の限界を有すること等を考慮す
る必要がある。
【0021】実際には、これらのエレクトロクロミック
系への固有の限界を考慮しながら、窓ガラスの着色状態
と脱色状態の間で最大のコントラストを得るために、一
般に最大の電圧値が加えられる。ポテンシオスタットア
センブリーでこのポイントを越えることは、デバイス
と、まず最初にエレクトロクロミック材料のフィルムの
周囲ゾーンの品質が低下する危険がある。また同時に、
ここで不適切な給電によって窓ガラスの表面上の着色の
不均質性が、着色状態を顕著に保持しながら生じさせら
れてはならない。
系への固有の限界を考慮しながら、窓ガラスの着色状態
と脱色状態の間で最大のコントラストを得るために、一
般に最大の電圧値が加えられる。ポテンシオスタットア
センブリーでこのポイントを越えることは、デバイス
と、まず最初にエレクトロクロミック材料のフィルムの
周囲ゾーンの品質が低下する危険がある。また同時に、
ここで不適切な給電によって窓ガラスの表面上の着色の
不均質性が、着色状態を顕著に保持しながら生じさせら
れてはならない。
【0022】ユーザーが戻り時間を測定した後は、ユー
ザーはそれにより最も適切な給電を、最も重要と考える
パラメーター(電気エネルギーの節約、表面の完全な均
質性等)及び窓ガラスに使用するエレクトロクロミック
材料の関数として選択すべきであろう。本発明にしたが
う系においては、戻り時間はこのように、窓ガラスがそ
の端子に適用された電位差の効果の下で脱色状態から着
色状態に変わるに要する時間と同じように容易に短くあ
ることができる。
ザーはそれにより最も適切な給電を、最も重要と考える
パラメーター(電気エネルギーの節約、表面の完全な均
質性等)及び窓ガラスに使用するエレクトロクロミック
材料の関数として選択すべきであろう。本発明にしたが
う系においては、戻り時間はこのように、窓ガラスがそ
の端子に適用された電位差の効果の下で脱色状態から着
色状態に変わるに要する時間と同じように容易に短くあ
ることができる。
【0023】大きさの程度の考えを述べると、この系は
脱色状態への戻り時間が寸法40×80cm2 の角形窓ガラス
については1分間の程度で期待され、10×18cm2 の窓ガ
ラスあるいは約自動車バックミラーの大きさについては
高々数10秒の程度である。本発明のこの他の詳細と有益
な特徴は次の好ましい態様の説明と添付の図面を参照す
ることで明らかになるであろう。
脱色状態への戻り時間が寸法40×80cm2 の角形窓ガラス
については1分間の程度で期待され、10×18cm2 の窓ガ
ラスあるいは約自動車バックミラーの大きさについては
高々数10秒の程度である。本発明のこの他の詳細と有益
な特徴は次の好ましい態様の説明と添付の図面を参照す
ることで明らかになるであろう。
【0024】図1はエレクトロクロミック窓ガラスを、
その幅で横切った横断面図で示す。この窓ガラスは、H
+ プロトンの挿入/離脱反応によって機能が生じるフィ
ルムの層、またはLi + カチオンの挿入/離脱反応によ
って機能が生じるフィルムの層を提供する。明確を期す
ため、種々フィルムの厚さの比は測定しない。また、適
切な給電回路はごく簡略化した形態でのみ示す。なお、
ポテンシオスタットタイプのアセンブリーにしたがう上
記の欧州特許出願の給電回路が有利な可能性がある。
その幅で横切った横断面図で示す。この窓ガラスは、H
+ プロトンの挿入/離脱反応によって機能が生じるフィ
ルムの層、またはLi + カチオンの挿入/離脱反応によ
って機能が生じるフィルムの層を提供する。明確を期す
ため、種々フィルムの厚さの比は測定しない。また、適
切な給電回路はごく簡略化した形態でのみ示す。なお、
ポテンシオスタットタイプのアセンブリーにしたがう上
記の欧州特許出願の給電回路が有利な可能性がある。
【0025】窓ガラスは2枚のガラス基材1、2、2枚
の透明な導電性フィルム3、4、陰極エレクトロクロミ
ック材料の電極5、電解質フィルム6、陽極エレクトロ
クロミック材料の対向電極7を含んで構成される。2つ
の給電端子またはリード線8と9は導電性フィルム3、
4に給電するために提供される。これらは窓ガラスの長
さに平行で、対角的に向かい合った金属ストリップであ
る。3番目の端子10は参照ポイントと称され、端子8の
反対に位置する。シール11は1つの導電性フィルムから
他の導電性フィルムへの電子の伝導体として、及び層と
フィルムのアセンブリーについてのメカニカルシールと
しての両方に役立つ。
の透明な導電性フィルム3、4、陰極エレクトロクロミ
ック材料の電極5、電解質フィルム6、陽極エレクトロ
クロミック材料の対向電極7を含んで構成される。2つ
の給電端子またはリード線8と9は導電性フィルム3、
4に給電するために提供される。これらは窓ガラスの長
さに平行で、対角的に向かい合った金属ストリップであ
る。3番目の端子10は参照ポイントと称され、端子8の
反対に位置する。シール11は1つの導電性フィルムから
他の導電性フィルムへの電子の伝導体として、及び層と
フィルムのアセンブリーについてのメカニカルシールと
しての両方に役立つ。
【0026】互いに最も近い給電リード線8、9を渡し
て電圧V1 を加える。電位V2 はV 1 に対応し、セット
ポイント電位と称され、欧州特許出願EP-A-408 427にし
たがって供給リード線8と参照ポイント10の間を測定す
る。この特許は詳細に参照されるべきである。図1に示
す本発明の好ましい態様において、伝導し同時に機械的
なシールを確保するシール11は、リード線8と9に接触
するように配置される。ここで図1より、導電性フィル
ム3、4は、伝導性シール11が一方で導電性フィルムの
1つと広く接触面積を有し他方で向かい側のガラス基材
と広い直接接触面積を有するように、窓ガラスの長さ方
向に沿って配置されていることが分かるであろう。(こ
の構成はフィルム3、4の堆積の際にマスクを使用して
簡単に得られる)。またこのシール11は、供給リード線
8と参照ポイント10を同時に覆うべきでないことが推奨
される。このようにして、長期間に系の劣化を導く突然
の直接短絡を生じない電気経路が、導電性フィルム3、
4の間に形成される。
て電圧V1 を加える。電位V2 はV 1 に対応し、セット
ポイント電位と称され、欧州特許出願EP-A-408 427にし
たがって供給リード線8と参照ポイント10の間を測定す
る。この特許は詳細に参照されるべきである。図1に示
す本発明の好ましい態様において、伝導し同時に機械的
なシールを確保するシール11は、リード線8と9に接触
するように配置される。ここで図1より、導電性フィル
ム3、4は、伝導性シール11が一方で導電性フィルムの
1つと広く接触面積を有し他方で向かい側のガラス基材
と広い直接接触面積を有するように、窓ガラスの長さ方
向に沿って配置されていることが分かるであろう。(こ
の構成はフィルム3、4の堆積の際にマスクを使用して
簡単に得られる)。またこのシール11は、供給リード線
8と参照ポイント10を同時に覆うべきでないことが推奨
される。このようにして、長期間に系の劣化を導く突然
の直接短絡を生じない電気経路が、導電性フィルム3、
4の間に形成される。
【0027】
【実施例】例として、図1の窓ガラスに利用できる3層
の各種フィルムに使用される各々の材料の特性を記す。例1 次の層(stack) は電極5と対向電極7の位置において、
プロトン伝導固体電解質6を利用し、H+ プロトンの挿
入/離脱によって作用する。 ・ガラス基材1、2:厚さ 1.5mm、寸法10×18cm2 のフ
ロートガラスシート ・導電性フィルム3、4:錫をドープした酸化インジウ
ム、マグネトロン陰極スパッタリングによって堆積、厚
さ 400ナノメートル、5ohm 以下の表面抵抗(square re
sistance) ・陰極エレクトロクロミック材料5:酸化タングステン
WO3 、20ミリトール(2.66Pa)の圧力の酸素の存在下で
タングステンターゲットから反応マグネトロン陰極スパ
ッタリングによって堆積 ・陽極エレクトロクロミック材料7:酸化イリジウム、
80/20 の体積比の酸素/水素混合ガスの6ミリトール
(0.8Pa) の圧力下で、磁場補助(magnetic field-assist
ed) 陰極スパッタリングによって堆積、厚さ55ナノメー
トル ・電解質6:ポリオキシエチレンと無水リン酸の固溶
体、厚さ50ミクロン、20℃での導電率は約9×10-5 ohm
-1・cm-1、85%より高い光の透過率。これは次のように
して調製した。無水条件において、1リットルの溶媒に
つき21.5gの無水リン酸と分子量5,000,000 のポリオキ
シエチレン(密度1.21、ガラス転移点 -40℃、ポリマー
の酸素原子数と酸の水素原子数の比O/Hは0.66)を溶
解した。溶媒はアセトニトリルとテトラヒドロフランの
体積で60/40の混合物である。
の各種フィルムに使用される各々の材料の特性を記す。例1 次の層(stack) は電極5と対向電極7の位置において、
プロトン伝導固体電解質6を利用し、H+ プロトンの挿
入/離脱によって作用する。 ・ガラス基材1、2:厚さ 1.5mm、寸法10×18cm2 のフ
ロートガラスシート ・導電性フィルム3、4:錫をドープした酸化インジウ
ム、マグネトロン陰極スパッタリングによって堆積、厚
さ 400ナノメートル、5ohm 以下の表面抵抗(square re
sistance) ・陰極エレクトロクロミック材料5:酸化タングステン
WO3 、20ミリトール(2.66Pa)の圧力の酸素の存在下で
タングステンターゲットから反応マグネトロン陰極スパ
ッタリングによって堆積 ・陽極エレクトロクロミック材料7:酸化イリジウム、
80/20 の体積比の酸素/水素混合ガスの6ミリトール
(0.8Pa) の圧力下で、磁場補助(magnetic field-assist
ed) 陰極スパッタリングによって堆積、厚さ55ナノメー
トル ・電解質6:ポリオキシエチレンと無水リン酸の固溶
体、厚さ50ミクロン、20℃での導電率は約9×10-5 ohm
-1・cm-1、85%より高い光の透過率。これは次のように
して調製した。無水条件において、1リットルの溶媒に
つき21.5gの無水リン酸と分子量5,000,000 のポリオキ
シエチレン(密度1.21、ガラス転移点 -40℃、ポリマー
の酸素原子数と酸の水素原子数の比O/Hは0.66)を溶
解した。溶媒はアセトニトリルとテトラヒドロフランの
体積で60/40の混合物である。
【0028】湿度制御の大気中(水50ppm 以下)で、エ
レクトロクロミック材料のフィルムの1つまたはその他
で覆われた基材の上に、フィルム延伸法によって溶液を
キャストする。次に溶媒を周囲温度の乾燥空気中で20時
間乾燥させる。例2 次の層は電極5と対向電極7においてLi + 伝導固体電
解質6を利用し、Li + カチオンの挿入/離脱によって
作用する。
レクトロクロミック材料のフィルムの1つまたはその他
で覆われた基材の上に、フィルム延伸法によって溶液を
キャストする。次に溶媒を周囲温度の乾燥空気中で20時
間乾燥させる。例2 次の層は電極5と対向電極7においてLi + 伝導固体電
解質6を利用し、Li + カチオンの挿入/離脱によって
作用する。
【0029】ガラス基材1、2、導電性フィルム3、
4、電極5は例1と同一である。 ・陽極エレクトロクロミック材料7:酸化ニッケル、特
許出願EP-A-0 373 020の教示にしたがい、3.33Paの圧力
と80/20の酸素/水素比においてプラズマ発生ガスを使
用し、磁場補助陰極スパッタリングによって250Vにて錫
ニッケルターゲットの上に作用させて堆積。フィルム7
の厚さは約80ナノメートル。 ・電解質6:過塩素酸リチウムとポリエチレンオキサイ
ドの固溶体、厚さ約50ミクロン、特許出願EP-A-0 013 1
99にしたがう。
4、電極5は例1と同一である。 ・陽極エレクトロクロミック材料7:酸化ニッケル、特
許出願EP-A-0 373 020の教示にしたがい、3.33Paの圧力
と80/20の酸素/水素比においてプラズマ発生ガスを使
用し、磁場補助陰極スパッタリングによって250Vにて錫
ニッケルターゲットの上に作用させて堆積。フィルム7
の厚さは約80ナノメートル。 ・電解質6:過塩素酸リチウムとポリエチレンオキサイ
ドの固溶体、厚さ約50ミクロン、特許出願EP-A-0 013 1
99にしたがう。
【0030】例3 電解質6の性質を変更した他は例2と同一である。電解
質はゲル状である。 ・電解質6:特許出願FR-A-2 593 321にしたがってチタ
ンアルコキシドより形成したリチウム伝導ゲル。 本発明にしたがうこれらの3つの例において、シール11
はブチルゴム及び/又はポリイソブチレンであり、その
中にカーボンブラック粒子を分散する。その導電率は1
〜103ohm-1・cm-1であり、このケースでは好ましくは約
102ohm-1・cm-1である。
質はゲル状である。 ・電解質6:特許出願FR-A-2 593 321にしたがってチタ
ンアルコキシドより形成したリチウム伝導ゲル。 本発明にしたがうこれらの3つの例において、シール11
はブチルゴム及び/又はポリイソブチレンであり、その
中にカーボンブラック粒子を分散する。その導電率は1
〜103ohm-1・cm-1であり、このケースでは好ましくは約
102ohm-1・cm-1である。
【0031】ポリマーとカーボンブラック粒子の合計に
対するカーボンブラック粒子の体積分率は10〜20%、好
ましくは14〜18%である。例1〜3による窓ガラスの組
み立ては、例えばフランス特許出願第 9011419号(1990
年9月14日出願、欧州特許出願EP-A-477 065に対応)の
教示にしたがって行う。クリープ前はこのシールは角形
断面3×4mm2 のバンド状である。これは円筒状の断面
でもよい。
対するカーボンブラック粒子の体積分率は10〜20%、好
ましくは14〜18%である。例1〜3による窓ガラスの組
み立ては、例えばフランス特許出願第 9011419号(1990
年9月14日出願、欧州特許出願EP-A-477 065に対応)の
教示にしたがって行う。クリープ前はこのシールは角形
断面3×4mm2 のバンド状である。これは円筒状の断面
でもよい。
【0032】図2は時間の関数としてのグラフを示し、
完全な着色と脱色のサイクルの際に供給リード線8と9
を渡して加えられた電位差V1(t)は、本発明にしたがう
窓ガラス(線A、A')の機能を、欧州特許出願EP-A-408
427に記載の窓ガラスの電位差と比較して説明すること
を(線B)可能にするであろう。このグラフは4つの相
x、y、z、tを識別する。相xは着色相、相yは着色
した状態の保持相、相zは脱色相、相tは脱色した状態
の保持相である。
完全な着色と脱色のサイクルの際に供給リード線8と9
を渡して加えられた電位差V1(t)は、本発明にしたがう
窓ガラス(線A、A')の機能を、欧州特許出願EP-A-408
427に記載の窓ガラスの電位差と比較して説明すること
を(線B)可能にするであろう。このグラフは4つの相
x、y、z、tを識別する。相xは着色相、相yは着色
した状態の保持相、相zは脱色相、相tは脱色した状態
の保持相である。
【0033】既知の操作、即ち本発明にしたがう伝導性
シールが提供されない窓ガラスの場合(線B)、着色相
xの間に電圧V1(x)は各々の例において次の値の平坦域
に保持される:例1の層を使用した場合は-1.6V の値、
例2の層を使用した場合は約-2V の値、例3の層を使
用した場合は約-1.8V の値であり、これらの層は本発明
にしたがった層がない状態である。次いで所望の着色度
が得られたときにこの電圧の印加を止め、次いで酸化タ
ングステンを相yの着色状態に保持する。この相に数日
間保持すると、酸化タングステンは寄生的な自己放電現
象によって準脱色状態に戻る傾向がある。
シールが提供されない窓ガラスの場合(線B)、着色相
xの間に電圧V1(x)は各々の例において次の値の平坦域
に保持される:例1の層を使用した場合は-1.6V の値、
例2の層を使用した場合は約-2V の値、例3の層を使
用した場合は約-1.8V の値であり、これらの層は本発明
にしたがった層がない状態である。次いで所望の着色度
が得られたときにこの電圧の印加を止め、次いで酸化タ
ングステンを相yの着色状態に保持する。この相に数日
間保持すると、酸化タングステンは寄生的な自己放電現
象によって準脱色状態に戻る傾向がある。
【0034】脱色相zにおいて電圧V1 を再度加える。
ここでは極性を逆にし平坦域に例1の層には+0.6V 、例
2の層には +1V 、例3の層には +0.8Vを加える。これ
らは全て伝導性シール11がない状態である。所望の脱色
状態が得られたときに電圧を0値に戻し、酸化タングス
テンを安定な脱色相tに保持する。図1のような伝導性
シール11を提供し、例1〜3の層に使用した本発明によ
る機能(線A、A')は相違する。
ここでは極性を逆にし平坦域に例1の層には+0.6V 、例
2の層には +1V 、例3の層には +0.8Vを加える。これ
らは全て伝導性シール11がない状態である。所望の脱色
状態が得られたときに電圧を0値に戻し、酸化タングス
テンを安定な脱色相tに保持する。図1のような伝導性
シール11を提供し、例1〜3の層に使用した本発明によ
る機能(線A、A')は相違する。
【0035】着色相xにおいて、前と全く同じように電
圧V1(x)がt0 −t1 の同じ時間、エレクトロクロミッ
ク材料の電気化学的安定性を越えない、即ち抵抗損が全
くなくてこのV1 の値に即座に曝された周辺ゾーンの位
置において少なくとも越えないように印加される。しか
し結果として、その幅に対応する窓ガラスのエッジにお
ける着色は、通常の操作方法に比較して若干遅れるであ
ろう。
圧V1(x)がt0 −t1 の同じ時間、エレクトロクロミッ
ク材料の電気化学的安定性を越えない、即ち抵抗損が全
くなくてこのV1 の値に即座に曝された周辺ゾーンの位
置において少なくとも越えないように印加される。しか
し結果として、その幅に対応する窓ガラスのエッジにお
ける着色は、通常の操作方法に比較して若干遅れるであ
ろう。
【0036】時間t1 の着色相xの終末において、窓ガ
ラスの幅に対応したエッジ部とそれ以外の部分とで若干
の着色の不均質性が残ることがあり、シール11の導電率
が高過ぎないと全ての不均質性を見分けることが難し
い。上記の導電率の範囲内であればこの差異は殆ど知覚
できず、何ら顕著な短所とならない。時間t1 〜t2 の
着色保持のy相において、線At1 で示した着色の程度
を保持するためには、ゼロではない電圧V1(y)(図
2)、好ましくは問題の酸化還元の組の熱力学平衡電圧
に近い電圧を印加する必要があり、例えばWO3/Ir O
yの組では約-1.2V である。
ラスの幅に対応したエッジ部とそれ以外の部分とで若干
の着色の不均質性が残ることがあり、シール11の導電率
が高過ぎないと全ての不均質性を見分けることが難し
い。上記の導電率の範囲内であればこの差異は殆ど知覚
できず、何ら顕著な短所とならない。時間t1 〜t2 の
着色保持のy相において、線At1 で示した着色の程度
を保持するためには、ゼロではない電圧V1(y)(図
2)、好ましくは問題の酸化還元の組の熱力学平衡電圧
に近い電圧を印加する必要があり、例えばWO3/Ir O
yの組では約-1.2V である。
【0037】脱色相zにおいて電圧V1(z)は、着色相x
の間と同じ理由で、通常の操作方法で印加する電圧に等
しい。脱色状態の保持相tにおいては2つの可能性があ
る。1つは電圧0を適用することが可能であり(線
A)、脱色相は系の安定な電気化学的状態に対応する。
あるいは約0.2 〜0.3Vのゼロでない電圧を加え(線
A')、例えばやや大きい脱色を継続的に得るようにす
る。
の間と同じ理由で、通常の操作方法で印加する電圧に等
しい。脱色状態の保持相tにおいては2つの可能性があ
る。1つは電圧0を適用することが可能であり(線
A)、脱色相は系の安定な電気化学的状態に対応する。
あるいは約0.2 〜0.3Vのゼロでない電圧を加え(線
A')、例えばやや大きい脱色を継続的に得るようにす
る。
【0038】このエレクトロクロミック系では、給電に
故障が生じたならば窓ガラスは15秒未満で脱色状態に戻
る。しかしこの脱色状態は、通常の操作中の相z(図2
線B)の間に印加する電圧V1(z)によって得られる脱色
状態よりも若干透明性が少ない。理由は、酸化還元の組
のこの自動的安定状態が、その最も透明な状態に必ずし
も戻さないためである。しかしながら、透視度は概して
十分である。
故障が生じたならば窓ガラスは15秒未満で脱色状態に戻
る。しかしこの脱色状態は、通常の操作中の相z(図2
線B)の間に印加する電圧V1(z)によって得られる脱色
状態よりも若干透明性が少ない。理由は、酸化還元の組
のこの自動的安定状態が、その最も透明な状態に必ずし
も戻さないためである。しかしながら、透視度は概して
十分である。
【0039】このように、供給の故障の場合に導電性シ
ールを通って系が放電すると、光透過率TL は約55%と
なり、この値は通常の機能の間に脱色が生じた場合には
約60%と若干高い(エレクトロクロミック材料が着色状
態にあると、光透過率TL は10%に下がることを思い出
されよう)。このグラフは材料を全体的な脱色状態から
全体的な着色状態に移行させるといった或る特殊なサイ
クルを表すが、少ない電圧の印加及び/又は短いスイッ
チング時間の使用により、本発明を困難を伴わずに或る
程度の着色から他の状態に移行させるに適用できること
は明らかであろう。同様に、本発明は電圧がオンオフ様
式の平坦域により相xと相zに切り替わることに限定さ
れるものではない。本発明にしたがう違いは、引き起こ
されかつ制御された放電の機能として給電が適合される
といった事実にあり、その選択はユーザーの要求によ
る。従って、窓ガラスのエッジ部とそれ以外の部分の間
の着色におけるあり得る若干のコントラストは、悩まし
いものとして、無関心なものとして(特にビルディング
または乗り物の窓ガラスの装着の際にエッジをマスクし
た場合)、更には装飾的なものとして知覚されることが
ある。また、プロトン移動層の場合、本発明の範囲にお
いては、窓ガラスの周囲のエレクトロクロミック材料の
劣化の危険がないように通常印加される電圧よりも高い
V1(x)とV1(z)の電圧を印加することは望ましくない
が、対照的にリチウムカチオンLi + を移動する層の場
合、この点は重要性が少なく、やや高い値のV1(x)とV
1(z)(絶対値で)を加えることが考えられる。
ールを通って系が放電すると、光透過率TL は約55%と
なり、この値は通常の機能の間に脱色が生じた場合には
約60%と若干高い(エレクトロクロミック材料が着色状
態にあると、光透過率TL は10%に下がることを思い出
されよう)。このグラフは材料を全体的な脱色状態から
全体的な着色状態に移行させるといった或る特殊なサイ
クルを表すが、少ない電圧の印加及び/又は短いスイッ
チング時間の使用により、本発明を困難を伴わずに或る
程度の着色から他の状態に移行させるに適用できること
は明らかであろう。同様に、本発明は電圧がオンオフ様
式の平坦域により相xと相zに切り替わることに限定さ
れるものではない。本発明にしたがう違いは、引き起こ
されかつ制御された放電の機能として給電が適合される
といった事実にあり、その選択はユーザーの要求によ
る。従って、窓ガラスのエッジ部とそれ以外の部分の間
の着色におけるあり得る若干のコントラストは、悩まし
いものとして、無関心なものとして(特にビルディング
または乗り物の窓ガラスの装着の際にエッジをマスクし
た場合)、更には装飾的なものとして知覚されることが
ある。また、プロトン移動層の場合、本発明の範囲にお
いては、窓ガラスの周囲のエレクトロクロミック材料の
劣化の危険がないように通常印加される電圧よりも高い
V1(x)とV1(z)の電圧を印加することは望ましくない
が、対照的にリチウムカチオンLi + を移動する層の場
合、この点は重要性が少なく、やや高い値のV1(x)とV
1(z)(絶対値で)を加えることが考えられる。
【0040】また、本発明の電子伝導材料を通る短絡放
電だけでなく、恐らく窓ガラスを極めて長期間着色状態
に保持させようとする場合に悩ましいと知覚されるであ
ろうエレクトロクロミック系に固有な自己放電(極めて
小さい値あるが)もまた考慮した電位差を適用すること
が容易に考えられるであろう。本発明により、エレクト
ロクロミック系の短所の1つ、即ち給電の故障の場合の
その所与の着色状態におけるエレクトロクロミック材料
のブロッキングがこのように容易に解決された。本発明
はこの実施のために、今まで通常のエレクトロクロミッ
ク系の満足すべき機能に反して作用すると考えられてき
た放電現象を有利に利用する。
電だけでなく、恐らく窓ガラスを極めて長期間着色状態
に保持させようとする場合に悩ましいと知覚されるであ
ろうエレクトロクロミック系に固有な自己放電(極めて
小さい値あるが)もまた考慮した電位差を適用すること
が容易に考えられるであろう。本発明により、エレクト
ロクロミック系の短所の1つ、即ち給電の故障の場合の
その所与の着色状態におけるエレクトロクロミック材料
のブロッキングがこのように容易に解決された。本発明
はこの実施のために、今まで通常のエレクトロクロミッ
ク系の満足すべき機能に反して作用すると考えられてき
た放電現象を有利に利用する。
【0041】本発明の範囲から離れずに、本発明を、エ
レクトロクロミック安定状態が脱色状態ではなくて着色
状態に対応し、このため給電の絶縁破壊の場合に放電の
発生が着色状態に戻ることを可能にするエレクトロクロ
ミック系に適用することが可能であろう。本発明にした
がうエレクトロクロミック窓ガラスは、このように透過
率の作用によるビルディングの装備、列車や航空機のよ
うな乗り物の装備に用途が見出される。また反射、特に
はバックミラーにも使用できる。
レクトロクロミック安定状態が脱色状態ではなくて着色
状態に対応し、このため給電の絶縁破壊の場合に放電の
発生が着色状態に戻ることを可能にするエレクトロクロ
ミック系に適用することが可能であろう。本発明にした
がうエレクトロクロミック窓ガラスは、このように透過
率の作用によるビルディングの装備、列車や航空機のよ
うな乗り物の装備に用途が見出される。また反射、特に
はバックミラーにも使用できる。
【図1】本発明にしたがうエレクトロクロミック窓ガラ
スの横断面図の略図である。
スの横断面図の略図である。
【図2】本発明にしたがうエレクトロクロミック窓ガラ
スの着色と脱色の間に加えた電圧と時間の関係を示すグ
ラフである。
スの着色と脱色の間に加えた電圧と時間の関係を示すグ
ラフである。
1…ガラス基材 3…導電性フィルム 6…電解質フィルム 8…リード線 11…電子伝導材料
Claims (16)
- 【請求項1】 2枚のガラスシートを含み、各々のガラ
スシートは透明な導電性フィルムで被覆され、エレクト
ロクロミック材料の電極、電解質、及び対向電極で隔て
られ、該導電性フィルムは給電リード線によってエレク
トロクロミック材料の所望の着色変化の関数としての電
位差を発生する給電系に接続され、該導電性フィルムは
また電子伝導材料によってその周囲の少なくとも一部に
おいて互いに接続されたことを特徴とするエレクトロク
ロミック窓ガラス。 - 【請求項2】 該給電系が2つの電気リード線とポテン
シオスタットタイプの配置の参照ポイントを有すること
を特徴とする請求項1記載のエレクトロクロミック窓ガ
ラス。 - 【請求項3】 電子伝導材料が導電性粒子を埋封した高
分子マトリックスを含むことを特徴とする請求項1また
は2記載のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項4】 電子伝導材料の高分子マトリックスが、
ブチルゴム及び/又はポリイソブチレン、ポリサルファ
イドまたはポリウレタンを基礎とすることを特徴とする
請求項3記載のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項5】 電子伝導材料の導電性粒子が、グラファ
イト、カーボンブラック、アセチレンブラック、及び/
又は金属粒子を基礎とすることを特徴とする請求項3ま
たは4記載のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項6】 導電性粒子の体積分率が、該粒子と高分
子マトリックスの合計に対して10〜20%であることを特
徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のエレクト
ロクロミック窓ガラス。 - 【請求項7】 電子伝導材料の電子導電率が10-1〜10+3
ohm-1・cm-1、好ましくは約10+2 ohm-1・cm-1であるこ
とを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載のエレ
クトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項8】 電子伝導材料が2つの導電性フィルムを
窓ガラスの周囲の全体にわたって互いに接続することを
特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載のエレクト
ロクロミック窓ガラス。 - 【請求項9】 電子伝導材料が、少なくとも部分的に少
なくとも2つの給電リード線と接触することを特徴とす
る前記請求項のいずれか1項に記載のエレクトロクロミ
ック窓ガラス。 - 【請求項10】 電子伝導材料はまた熱可塑性樹脂の性
質の液体及び/又は蒸気に対するメカニカルシールの機
能も果たし、また好ましくはモレキュラーシーブタイプ
の乾燥剤を含むことを特徴とする請求項7または8記載
のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項11】 エレクトロクロミック材料フィルムの
着色相または脱色相の間、または該フィルムの所与の着
色保持の間に導電性フィルムに加えられた電位差V1 と
供給電力が、電子伝導材料を通る1つの導電性フィルム
から他の導電性フィルムへの電子の移動を考慮した電位
差V1 と供給電力であることを特徴とする前記請求項の
いずれか1項に記載のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項12】 電子伝導材料は、電気供給または給電
網が欠陥または故障の場合、2つの導電性フィルム間を
保証する電気接続が、エレクトロクロミック材料フィル
ムが電位差の効果の下で脱色状態から着色状態に変わる
に必要な時間にほぼ等しい時間範囲、特には1分のオー
ダーにおいて、エレクトロクロミック材料フィルムを脱
色状態に戻らしめるために十分な電子導電率を有するこ
とを特徴とする請求項10記載のエレクトロクロミック
窓ガラス。 - 【請求項13】 着色相と脱色相の間に導電性フィルム
に加えられた電位差V1 は電極と対向電極の電気化学的
安定性の限界内に留まり、着色状態の保持相の間に加え
られた該電位差V1 は電極と対向電極の熱力学平衡電圧
の値に近く、脱色状態に保持する相の間は電位差V1 は
ゼロまたはゼロでないことを特徴とする請求項11また
は12記載のエレクトロクロミック窓ガラス。 - 【請求項14】 特に、酸化タングステンの電極、酸化
イリジウムの対向電極、ポリエチレンオキサイドとリン
酸の固溶体のようなプロトン伝導電解質を用いて、プロ
トンの挿入/離脱反応によって機能することを特徴とす
る前記請求項のいずれか1項に記載のエレクトロクロミ
ック窓ガラス。 - 【請求項15】 特に、酸化タングステンの電極、酸化
ニッケルを基礎とする対向電極、過塩素酸リチウムとポ
リエチレンオキサイドの固溶体、またはチタンアルコキ
シドからのゲルのいずれかよりなるリチウムカチオンを
伝導する電解質を用いて、リチウムカチオンの挿入/離
脱反応によって機能することを特徴とする請求項1〜1
3のいずれか1項に記載のエレクトロクロミック窓ガラ
ス。 - 【請求項16】 前記請求項のいずれか1項に記載のエ
レクトロクロミック窓ガラスをビルディング用、列車や
航空機のような乗り物用の透過率を作用する窓ガラス、
または自動車のバックミラー用の反射を作用するガラス
に用いるエレクトロクロミック窓ガラスの用途。
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