JP6582607B2 - Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses - Google Patents
Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses Download PDFInfo
- Publication number
- JP6582607B2 JP6582607B2 JP2015126284A JP2015126284A JP6582607B2 JP 6582607 B2 JP6582607 B2 JP 6582607B2 JP 2015126284 A JP2015126284 A JP 2015126284A JP 2015126284 A JP2015126284 A JP 2015126284A JP 6582607 B2 JP6582607 B2 JP 6582607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrochromic
- electrode layer
- peeling prevention
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 65
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 61
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 36
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 35
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 15
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims description 13
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 7
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 294
- 239000010408 film Substances 0.000 description 52
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 25
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 9
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 8
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 5
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- NBUKAOOFKZFCGD-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3-tetrafluoropropan-1-ol Chemical compound OCC(F)(F)C(F)F NBUKAOOFKZFCGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003837 (C1-C20) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004209 (C1-C8) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- JGBYFRPBZYYRGS-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethyl-2h-pyridin-1-ium Chemical class C[N+]1(C)CC=CC=C1 JGBYFRPBZYYRGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DECWYWSYTFTUAV-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2-propylimidazole Chemical class CCCC1=NC=CN1C DECWYWSYTFTUAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRTKBIFIDSNKCN-UHFFFAOYSA-N 1-propylpyridin-1-ium Chemical class CCC[N+]1=CC=CC=C1 CRTKBIFIDSNKCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZMSYXZUNZXBOL-UHFFFAOYSA-N 10H-phenoxazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3OC2=C1 TZMSYXZUNZXBOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUZNLSBZRVZGIK-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinol Chemical group CC1(C)CCCC(C)(C)N1O VUZNLSBZRVZGIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 2,3-dihydroxybutanedioic acid (2S,3S)-3,4-dimethyl-2-phenylmorpholine Chemical compound OC(C(O)C(O)=O)C(O)=O.C[C@H]1[C@@H](OCCN1C)c1ccccc1 VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 0.000 description 1
- JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dipyridin-2-ylpyridine Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CN=C1C1=CC=CC=N1 JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UINDRJHZBAGQFD-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1-methylimidazole Chemical class CCC1=NC=CN1C UINDRJHZBAGQFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VCMLCMCXCRBSQO-UHFFFAOYSA-N 3h-benzo[f]chromene Chemical compound C1=CC=CC2=C(C=CCO3)C3=CC=C21 VCMLCMCXCRBSQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KYNSBQPICQTCGU-UHFFFAOYSA-N Benzopyrane Chemical compound C1=CC=C2C=CCOC2=C1 KYNSBQPICQTCGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical class OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005555 GaZnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910020808 NaBF Inorganic materials 0.000 description 1
- GSBKRFGXEJLVMI-UHFFFAOYSA-N Nervonyl carnitine Chemical class CCC[N+](C)(C)C GSBKRFGXEJLVMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLFIGGHWWPSIEG-UHFFFAOYSA-N aminoxyl Chemical compound [O]N YLFIGGHWWPSIEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 150000001988 diarylethenes Chemical class 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- FWQHNLCNFPYBCA-UHFFFAOYSA-N fluoran Chemical compound C12=CC=CC=C2OC2=CC=CC=C2C11OC(=O)C2=CC=CC=C21 FWQHNLCNFPYBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- XTPRURKTXNFVQT-UHFFFAOYSA-N hexyl(trimethyl)azanium Chemical class CCCCCC[N+](C)(C)C XTPRURKTXNFVQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940079865 intestinal antiinfectives imidazole derivative Drugs 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 description 1
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 description 1
- DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N pyrazoline Chemical compound C1CN=NC1 DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N tetrathiafulvalene Chemical compound S1C=CSC1=C1SC=CS1 FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 150000003553 thiiranes Chemical class 0.000 description 1
- JOUDBUYBGJYFFP-FOCLMDBBSA-N thioindigo Chemical compound S\1C2=CC=CC=C2C(=O)C/1=C1/C(=O)C2=CC=CC=C2S1 JOUDBUYBGJYFFP-FOCLMDBBSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- GCRCSLNXFKCFHB-UHFFFAOYSA-N triethyl(hexyl)azanium Chemical class CCCCCC[N+](CC)(CC)CC GCRCSLNXFKCFHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
本発明は、エレクトロクロミック装置及びその製造方法、並びにエレクトロクロミック調光眼鏡に関する。 The present invention relates to an electrochromic device, a manufacturing method thereof, and electrochromic light control glasses.
電圧を印加することで、可逆的に酸化還元反応が起こり、可逆的に色が変化する現象をエレクトロクロミズムという。このエレクトロクロミズムを利用した装置がエレクトロクロミック装置である。エレクトロクロミック装置にはエレクトロクロミズムの特徴に由来する応用が実現できるとして、今日まで多くの研究がなされている。 A phenomenon in which a redox reaction occurs reversibly and a color changes reversibly by applying a voltage is called electrochromism. A device using this electrochromism is an electrochromic device. Many studies have been conducted on electrochromic devices to date that applications derived from the characteristics of electrochromism can be realized.
エレクトロクロミック装置に用いられるエレクトロクロミック材料としては、有機材料や無機材料がある。有機材料は、その分子構造により様々な色彩発色が可能であることから、カラー表示装置として有望である。一方、無機材料は色彩の制御に課題があるが、この特徴を利用し、色彩度が低いことが利点となるアプリケーションとして調光ガラスやNDフィルタへの実用化が検討されている。 Electrochromic materials used in electrochromic devices include organic materials and inorganic materials. An organic material is promising as a color display device because it can generate various colors depending on its molecular structure. On the other hand, inorganic materials have problems in color control. However, practical application to light control glass and ND filters is being studied as an application that uses this feature and has an advantage of low color saturation.
これらのエレクトロクロミック装置は、一般に、エレクトロクロミック材料を対向する2つの電極間に形成した後、イオン伝導可能な電解質層を介して貼合わせることで作製される。そのため、平面な形状には作り易いが、3D(三次元)面、曲面等のアプリケーションには容易に適用できないという課題がある。例えば、レンズ等の3D形状に適用できれば、光学用途として適用範囲が広がる。しかし、貼り合せる2枚の基板の曲面精度や位置精度により、光学不良が発生し易い。更に、メガネレンズでは、ユーザーに合わせて度数調整する必要があり、曲面形状の異なる基板を多数準備することが量産への課題となる。 In general, these electrochromic devices are manufactured by forming an electrochromic material between two opposing electrodes and then bonding them together via an ion conductive electrolyte layer. Therefore, although it is easy to make a planar shape, there is a problem that it cannot be easily applied to applications such as 3D (three-dimensional) surfaces and curved surfaces. For example, if it can be applied to a 3D shape such as a lens, the applicable range is widened as an optical application. However, optical defects are likely to occur due to the curved surface accuracy and positional accuracy of the two substrates to be bonded. Furthermore, in the case of eyeglass lenses, it is necessary to adjust the frequency according to the user, and preparing a large number of substrates with different curved surfaces becomes a problem for mass production.
このような課題を解決するため、貼合せプロセスなしで作製可能なエレクトロクロミック装置が提案さている(例えば、特許文献1参照)。この提案によれは、3D形状のエレクトロクロミック装置を実現することが可能である。 In order to solve such a problem, an electrochromic device that can be manufactured without a bonding process has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this proposal, it is possible to realize a 3D-shaped electrochromic device.
しかしながら、3D形状を実現可能な上記のエレクトロクロミック装置は、剥離強度が十分ではなく、熱成型すると端部等が剥離し易い問題があった。 However, the above-described electrochromic device capable of realizing the 3D shape has a problem that the peel strength is not sufficient and the end portion and the like are easily peeled off by thermoforming.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、従来よりも剥離強度を向上したエレクトロクロミック装置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 apparatus which improved the peeling strength rather than before.
本エレクトロクロミック装置は、支持体と、前記支持体上に形成された第1の電極層と、前記第1の電極層上に形成されたエレクトロクロミック層と、前記エレクトロクロミック層上に形成された、多孔質膜である剥離防止層と、前記剥離防止層上に形成された電解質層と、前記エレクトロクロミック層、前記剥離防止層、及び前記電解質層を介して前記第1の電極層に対向する第2の電極層と、を有し、前記剥離防止層の材料はポリマー混合粒子膜又はポリウレタン樹脂であり、前記剥離防止層の膜厚は20nm以上2000nm以下であり、前記剥離防止層の一方の面は前記電解質層と接し、他方の面は前記エレクトロクロミック層と接していることを要件とする。 The electrochromic device is formed on a support, a first electrode layer formed on the support, an electrochromic layer formed on the first electrode layer, and the electrochromic layer. A peeling prevention layer that is a porous film; an electrolyte layer formed on the peeling prevention layer; and the first electrode layer facing the first electrode layer through the electrochromic layer, the peeling prevention layer, and the electrolyte layer. A second electrode layer, and the material of the peel prevention layer is a polymer mixed particle film or polyurethane resin, and the thickness of the peel prevention layer is 20 nm or more and 2000 nm or less, and one of the peeling prevention layers The surface is in contact with the electrolyte layer, and the other surface is in contact with the electrochromic layer.
開示の技術によれば、従来よりも剥離強度を向上したエレクトロクロミック装置を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide an electrochromic device with improved peel strength compared to the conventional art.
以下、図面を参照して、実施の形態に係る説明を行う。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, an embodiment 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.
〈第1の実施の形態〉
図1は、第1の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置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装置1は、第1の支持体11と、第1の電極層12と、エレクトロクロミック層13と、電解質層14と、第2の電極層15と、第2の支持体16と、保護層17と、剥離防止層19とを有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic device according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the electrochromic device 1 includes a
エレクトロクロミック装置1において、第1の支持体11上に第1の電極層12が設けられ、第1の電極層12上にエレクトロクロミック層13が設けられ、エレクトロクロミック層13上に剥離防止層19が設けられている。そして、第2の支持体16上に設けられた第2の電極層15が、第2の支持体16を外側に向けて、電解質層14を挟んで剥離防止層19上に配置されている。そして、第1の支持体11及び第2の支持体16を含む各層の外周部は、保護層17により封止されている。剥離防止層19の一方の面は電解質層14と接し、他方の面はエレクトロクロミック層13と接している。
In the electrochromic device 1, the
第1の電極層12と第2の電極層15とは、互いに対向する位置に設けられている。便宜上、第1の電極層12と第2の電極層15の各々において、互いに対向する面を内面と称し、各々の内面とは反対側の面を外面と称する。本実施の形態では、第1の電極層12の内面はエレクトロクロミック層13と接しており、第1の電極層12の外面は第1の支持体11と接している。又、第2の電極層15の内面は電解質層14と接しており、第2の電極層15の外面は第2の支持体16と接している。
The
第1の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置1の製造方法は、第1の支持体11上に、第1の電極層12、エレクトロクロミック層13、及び剥離防止層19を順次積層して第1の部材を作製する工程を有する。又、第2の支持体16上に第2の電極層15を積層して第2の部材を作製する工程を有する。そして、更に、第1の部材と第2の部材とを、第1の支持体11及び第2の支持体16を外側にして、電解質層14を介して貼り合わせて積層体を作製し、積層体の外周部を保護層17により封止する工程を有し、更に必要に応じてその他の工程を有してもよい。
In the method for manufacturing the electrochromic device 1 according to the first embodiment, the
エレクトロクロミック装置1において、第1の電極層12と第2の電極層15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13が電荷の授受により酸化還元反応して発消色する。エレクトロクロミック装置1は、剥離防止層19を有することにより、エレクトロクロミック装置1全体としての剥離強度が従来よりも向上している。以下、エレクトロクロミック装置1の各構成物について詳説する。
In the electrochromic device 1, when a voltage is applied between the
(第1の支持体、第2の支持体)
第1の支持体11及び第2の支持体16は、第1の電極層12、エレクトロクロミック層13、剥離防止層19、電解質層14、及び第2の電極層15を支持する機能を有する。第1の支持体11及び第2の支持体16としては、これらの各層を支持できれば、周知の熱成型可能な樹脂材料をそのまま用いることができる。
(First support, second support)
The
第1の支持体11及び第2の支持体16として、例えば、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂基板を用いることができる。
As the
第1の支持体11及び第2の支持体16の表面に、水蒸気バリア性、ガスバリア性、視認性を高めるために透明絶縁層、反射防止層等がコーティングされていてもよい。第1の支持体11及び第2の支持体16の厚さは熱成型が容易な範囲に設定されることが好ましく、例えば、0.2mm〜1.0mm程度とすることができる。
The surfaces of the
なお、エレクトロクロミック装置1が第2の電極層15側から視認する反射型表示装置である場合は、第1の支持体11及び第2の支持体16のうち何れかの透明性は不要である。
When the electrochromic device 1 is a reflective display device that is visible from the
(第1の電極層、第2の電極層)
第1の電極層12及び第2の電極層15の材料としては、透明導電性酸化物材料を用いることができる。透明導電性酸化物材料としては、例えば、スズをドープした酸化インジウム(以下、「ITO」と称する場合がある)、フッ素をドープした酸化スズ(以下、「FTO」と称する場合がある)、アンチモンをドープした酸化スズ(以下、「ATO」と称する場合がある)等の無機材料等が挙げられる。
(First electrode layer, second electrode layer)
As a material for the
これらの中でも、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」と称する場合がある)、スズ酸化物(以下、「Sn酸化物」と称する場合がある)、及び亜鉛酸化物(以下、「Zn酸化物」と称する場合がある)の何れか1つを含む無機材料が好ましい。 Among these, indium oxide formed by vacuum film formation (hereinafter may be referred to as “In oxide”), tin oxide (hereinafter also referred to as “Sn oxide”), and zinc oxide An inorganic material containing any one of the materials (hereinafter sometimes referred to as “Zn oxide”) is preferable.
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。これらの中でも、InSnO、GaZnO、SnO、In2O3、ZnO、InZnOが特に好ましい。 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. Among these, InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3 , ZnO, and InZnO are particularly preferable.
更に、第1の電極層12及び第2の電極層15は結晶性が低いほど好ましい。結晶性が高いと熱成型により第1の電極層12及び第2の電極層15が分断され易いためである。この点から、アモルファス膜で高い導電性を示すIZO、AZOが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the
又、透明性を有する銀、金、銅、アルミニウムを含有する導電性金属薄膜、カーボンナノチューブ、グラフェン等のカーボン膜、更に、導電性金属、導電性カーボン、導電性酸化物等のネットワーク電極、又はこれらの複合層も有用である。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。ネットワーク電極は熱成型時に分断され難い点で好ましい。 Further, a conductive metal thin film containing silver, gold, copper, and aluminum having transparency, a carbon film such as carbon nanotube and graphene, and a network electrode such as conductive metal, conductive carbon, and conductive oxide, or These composite layers are also useful. The network electrode is an electrode in which carbon nanotubes or other highly conductive non-permeable materials are formed in a fine network shape to provide transmittance. The network electrode is preferable in that it is difficult to be divided during thermoforming.
更に、第1の電極層12及び第2の電極層15をネットワーク電極と導電性酸化物の積層構成又は導電性金属薄膜と導電性酸化物との積層構成とすることがより好ましい。このような積層構成にすることにより、エレクトロクロミック層13をムラなく発消色させることができる。なお、導電性酸化物層はナノ粒子インクとして塗布形成することもできる。導電性金属薄膜と導電性酸化物の積層構成とは、具体的には、ITO/Ag/ITO等の薄膜積層構成にて導電性と透明性を両立させた電極である。
Furthermore, it is more preferable that the
第1の電極層12及び第2の電極層15の各々の厚みは、エレクトロクロミック層13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できる。第1の電極層12及び第2の電極層15の材料としてITO真空製膜を用いた場合、第1の電極層12及び第2の電極層15の各々の厚みは、20nm〜500nmが好ましく、50nm〜200nmがより好ましい。導電性酸化物層をナノ粒子インクとして塗布形成する場合の厚みは、0.2μm〜5μmが好ましい。又、ネットワーク電極の場合は、0.2μm〜5μmが好ましい。
The thickness of each of the
更に、調光ミラーとして利用する場合には、第1の電極層12及び第2の電極層15の何れかが反射機能を有する構造であってもよい。その場合には、第1の電極層12及び第2の電極層15の材料として金属材料を含むことができる。金属材料としては、例えば、Pt、Ag、Au、Cr、ロジウム、又はこれらの合金、或いはこれらの積層構成等が挙げられる。
Further, when used as a dimming mirror, either the
第1の電極層12及び第2の電極層15の各々の作製方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等が挙げられる。又、第1の電極層12及び第2の電極層15の各々の材料が塗布形成できるものであれば、例えば、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等を用いることができる。
Examples of methods for producing each of the
(エレクトロクロミック層)
エレクトロクロミック層13は、エレクトロクロミック材料を含む層である。エレクトロクロミック材料は、無機エレクトロクロミック化合物及び有機エレクトロクロミック化合物の何れであっても構わない。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。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。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。
(Electrochromic layer)
The
導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、又はそれらの誘導体等が挙げられる。エレクトロクロミック層13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ることが好ましい。具体的には、電極表面に粒径5nm〜50nm程度の微粒子を結着し、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。
Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or derivatives thereof. As the
この構造は、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装置と比較して高速な応答が可能となる。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可能となる。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。更に、導電性粒子は電極層としての導電性を兼ねることができる。 In this structure, since electrons are efficiently injected into the organic electrochromic compound by utilizing the large surface effect of the fine particles, a high-speed response is possible as compared with a conventional electrochromic device. Furthermore, since a transparent film can be formed as the display layer by using fine particles, it is possible to obtain a high color density of the electrochromic dye. A plurality of types of organic electrochromic compounds can also be supported on conductive or semiconductive fine particles. Further, the conductive particles can also serve as the electrode layer.
具体的には、ポリマー系及び色素系のエレクトロクロミック化合物としては、例えば、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、ベンジジン系、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等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、発消色電位が低く良好な色値を示す点から、ビオロゲン系化合物、ジピリジン系化合物が好ましく、例えば、下記の一般式(1)で表されるジピリジン系化合物がより好ましい。 Specifically, polymer-based and dye-based electrochromic compounds include, for example, azobenzene, anthraquinone, diarylethene, dihydroprene, dipyridine, styryl, styrylspiropyran, spirooxazine, spirothiopyran, thioindigo. , Tetrathiafulvalene, terephthalic acid, triphenylmethane, benzidine, triphenylamine, naphthopyran, viologen, pyrazoline, phenazine, phenylenediamine, phenoxazine, phenothiazine, phthalocyanine, Examples thereof include low molecular organic electrochromic compounds such as fluoran, fulgide, benzopyran, and metallocene, and conductive polymer compounds such as polyaniline and polythiophene. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, a viologen compound and a dipyridine compound are preferable from the viewpoint of a low color development potential and a good color value. For example, a dipyridine compound represented by the following general formula (1) is more preferable.
又、一般式(1)において、Xは、一価のアニオンを表す。一価のアニオンとしては、カチオン部と安定に対をなすものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。一価のアニオンとしては、例えば、Brイオン(Br−)、Clイオン(Cl−)、ClO4イオン(ClO4 −)、PF6イオン(PF6 −)、BF4イオン(BF4 −)等が挙げられる。 In the general formula (1), X represents a monovalent anion. The monovalent anion is not particularly limited as long as it forms a stable pair with the cation moiety, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the monovalent anion include Br ion (Br − ), Cl ion (Cl − ), ClO 4 ion (ClO 4 − ), PF 6 ion (PF 6 − ), BF 4 ion (BF 4 − ), and the like. Is mentioned.
又、一般式(1)において、n、m、及びlは、それぞれ独立に0、1、又は2を表す。又、一般式(1)において、A、B、及びCは、各々独立に置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、及び複素環基の何れかを表す。 Moreover, in General formula (1), n, m, and 1 represent 0, 1, or 2 each independently. Moreover, in General formula (1), A, B, and C represent either the C1-C20 alkyl group, aryl group, and heterocyclic group which may have a substituent each independently.
又、金属錯体系及び金属酸化物系のエレクトロクロミック化合物としては、例えば、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。 In addition, as the metal complex-based and metal oxide-based electrochromic compounds, for example, inorganic electrochromic compounds such as titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, indium oxide, iridium oxide, nickel oxide, and Prussian blue can be used. it can.
エレクトロクロミック化合物を担持する導電性又は半導体性微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物の材料としては、例えば、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等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The conductive or semiconductive fine particles supporting the electrochromic compound are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it is preferable to use a metal oxide. Examples of the metal oxide material 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, Metal oxides mainly composed of calcium oxide, 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 mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
これらの中でも、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の点から、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、及び酸化タングステンから選択される少なくとも1種が好ましく、より発消色の応答速度に優れた色表示が可能である点から、酸化チタンが特に好ましい。 Among these, from the viewpoint of physical properties such as electrical properties and optical properties such as electrical conductivity, from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, indium oxide, and tungsten oxide. At least one selected from the above is preferable, and titanium oxide is particularly preferable from the viewpoint that a color display excellent in response speed of color development and decoloration is possible.
又、導電性又は半導体性微粒子の形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、比表面積という)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 and can be appropriately selected according to the purpose. In order to efficiently carry the electrochromic compound, the surface area per unit volume (hereinafter referred to as specific surface area). ) Is used. 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.
エレクトロクロミック層13及び導電性又は半導体性微粒子層は真空製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。エレクトロクロミック層13の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択するこいとができるが、0.2μm〜5.0μmが好ましい。厚みが、0.2μm未満であると、発色濃度が得られ難くなることがあり、5.0μmを超えると、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易くなることがある。
Although the
(剥離防止層)
剥離防止層19の材料としては、多孔質膜であればよく、特に限定されるものではないが、耐久性及び成膜性に優れた有機材料及び無機材料を用いることができる。多孔質膜よりなる剥離防止層19の形成方法としては、以下に説明する各種の方法を含め、公知の形成方法を用いることができる。
(Peeling prevention layer)
The material of the
例えば、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燒結法を用いることができる。又、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とで構成層を形成した後、溶剤で有機物又は無機物類を溶解させることによって細孔を得る抽出法を用いることができる。又、高分子重合体等を加熱し、又は脱気する等によって発泡させる発泡法を用いることができる。又、良溶媒と貧溶媒を操作することによって高分子類の混合物を相分離させる相転換法を用いることができる。又、各種放射線を輻射することによって細孔を形成させる放射線照射法を用いることができる。 For example, it is possible to use a sintering method in which polymer fine particles or inorganic particles are partially fused by adding a binder or the like and holes formed between the particles are used. In addition, an extraction method can be used in which pores are obtained by forming a constituent layer with an organic or inorganic substance soluble in a solvent and a binder that does not dissolve in the solvent, and then dissolving the organic or inorganic substance with the solvent. Further, a foaming method in which foaming is performed by heating or degassing a polymer or the like can be used. Further, a phase change method in which a mixture of polymers is phase-separated by manipulating a good solvent and a poor solvent can be used. In addition, a radiation irradiation method in which pores are formed by radiating various types of radiation can be used.
多孔質膜として、無機ナノ構造粒子(SiO2粒子、Al2O3粒子等)とポリマー結着剤よりなるポリマー混合粒子膜、多孔性有機膜(ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂)等を用いることができる。 As the porous film, a polymer mixed particle film made of inorganic nanostructure particles (SiO 2 particles, Al 2 O 3 particles, etc.) and a polymer binder, a porous organic film (polyurethane resin, polyethylene resin), or the like can be used. .
又、前述した多孔質膜上に、無機絶縁材料膜を形成して用いてもよい。無機絶縁材料膜としては、少なくともZnSを含む材料が好ましい。ZnSは、スパッタ法により、エレクトロクロミック層13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、ZnO−SiO2、ZnS−SiC、ZnS−Si、ZnS−Ge等を用いることができる。
Further, an inorganic insulating material film may be formed on the porous film described above. As the inorganic insulating material film, a material containing at least ZnS is preferable. ZnS has a feature that it can be deposited at high speed by sputtering without damaging the
ここで、形成された剥離防止層19の結晶性を良好に保つために、ZnSの含有率を、約50〜90mol%とすることが好ましい。従って、特に好ましい材料として、ZnS−SiO2(8/2)、ZnS−SiO2(7/3)、ZnS、ZnS−ZnO−In2O3−Ga2O3(60/23/10/7)を用いることができる。
Here, in order to keep the crystallinity of the formed
剥離防止層19に、このような材料を用いることにより、良好な絶縁性を確保するのに必要な厚さを低減できるため、多層化したときに膜厚が厚くなって膜強度が低下し、膜が剥がれることを防止できる。
By using such a material for the
前述したようにZnS等をスパッタ法により形成する場合、予め下引き層として多孔性粒子膜を形成することによって、ZnS等の多孔質膜を形成できる。この場合、前述のナノ構造半導体材料を多孔性粒子膜として用いてもよい。但し、剥離防止層19の絶縁性を確保するためには、別途シリカ、アルミナ等を含む多孔質膜を形成し、2層により構成された剥離防止層19とすることが好ましい。
As described above, when ZnS or the like is formed by sputtering, a porous film such as ZnS can be formed by previously forming a porous particle film as an undercoat layer. In this case, the aforementioned nanostructured semiconductor material may be used as the porous particle film. However, in order to ensure the insulation of the
剥離防止層19を多孔質膜にすることにより、電解質層14が剥離防止層19中に浸透し、更に第1の電極層12まで浸透することが可能となるため、酸化還元反応に伴う電解質層14中のイオン電荷の移動が容易となり、発消色の応答速度を向上できる。
By making the
又、剥離防止層19の膜厚は20〜2000nmの範囲にあることが好ましい。 膜厚が20nm未満である場合、絶縁性を確保し難くなるからである。又、膜厚が2000nmを超える場合、密着性が低下し剥離が起こり易くなると共に、エレクトロクロミック装置1の製造コストが増大し、着色により、エレクトロクロミック装置1の光学特性が低下し易いからである。
Moreover, it is preferable that the film thickness of the
(電解質層)
電解質層14は、固体電解質層であることが好ましく、光又は熱硬化樹脂中に電解質を保持した膜として形成できる。更に、電解質層14の層厚を制御する無機粒子を混合していることが好ましい。成型時の電解質層14の漏れを防止できるからである。
(Electrolyte layer)
The
電解質層14は、無機微粒子と硬化型樹脂、電解質を混合した溶液として剥離防止層19上にコートした後、光又は熱で硬化した膜とすることが好ましい。しかし、予め多孔質の無機微粒子層を形成した後、無機微粒子層に浸透するように、硬化型樹脂、電解質を混合した溶液としてコートした後、光又は熱で硬化した膜とすることもできる。
The
更に、エレクトロクロミック層13が導電性又は半導体性ナノ粒子にエレクトロクロミック化合物が担持された層である場合は、エレクトロクロミック層13に浸透するように、硬化型樹脂、電解質を混合した溶液としてコートする。その後、光又は熱で硬化した膜とすることもできる。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が用いられる。
Further, when 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等が挙げられる。イオン性液体としては、特に制限はなく、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。 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 and the like. The ionic liquid is not particularly limited, and any substance that is generally studied and reported may be used.
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。この分子構造は、カチオン成分とアニオン成分とからなる。 An organic ionic liquid has a molecular structure that exhibits a liquid in a wide temperature range including room temperature. This molecular structure consists of a cation component and an anion component.
カチオン成分としては、例えば、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等の芳香族系の塩;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等の脂肪族4級アンモニウム系化合物等が挙げられる。 Examples of the cationic component include imidazole derivatives such as N, N-dimethylimidazole salt, N, N-methylethylimidazole salt, and N, N-methylpropylimidazole salt; N, N-dimethylpyridinium salt, N, N-methyl Examples include aromatic salts such as pyridinium derivatives such as propylpyridinium salts; aliphatic quaternary ammonium compounds 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好ましく、例えば、BF4 −、CF3SO3 −、PF4 −、(CF3SO2)2N−、B(CN4)−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. For example, BF 4 − , CF 3 SO 3 − , PF 4 − , (CF 3 SO 2 ) 2 N − , B (CN 4) -, and the like. An ionic liquid formulated by a combination of these cationic components and anionic components can be used.
溶媒としては、例えば、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 glycol, Alcohols and mixed solvents thereof can be used.
硬化樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、エチレン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等の一般的な材料を挙げられるが、電解質との相溶性が高い材料が好ましい。このような材料としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のエチレングリコールの誘導体が好ましい。又、硬化樹脂としては、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。 Examples of the curable resin include acrylic resins, urethane resins, epoxy resins, vinyl chloride resins, ethylene resins, melamine resins, photocuring resins such as phenolic resins, and general materials such as thermosetting resins. A material having high compatibility with the electrolyte is preferable. Such a material is preferably an ethylene glycol derivative such as polyethylene glycol or polypropylene glycol. Moreover, it is preferable to use a photocurable resin as the curable 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.
特に好ましい組み合わせは、オキシエチレン鎖やオキシプロピレン鎖を含有するマトリックスポリマーとイオン液体との固溶体で構成されている電解質層である。この構成を用いることにより、硬度と高いイオン伝導度を両立し易く、均一な電解質層14を形成することが可能となり、良好な酸化還元反応が得られる。
A particularly preferred combination is an electrolyte layer composed of a solid solution of a matrix polymer containing oxyethylene chains or oxypropylene chains and an ionic liquid. By using this configuration, it is easy to achieve both hardness and high ionic conductivity, and the
無機微粒子としては、多孔質層を形成して電解質と硬化樹脂を保持できる材料であれば特に限定されるものではないが、エレクトロクロミック反応の安定性、視認性の点から、絶縁性、透明性、耐久性が高い材料が好ましい。具体的な材料としては、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、錫等の酸化物又は硫化物、或いはそれらの混合物を挙げられる。無機微粒子の大きさ(平均粒径)は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、10nm〜10μmが好ましく、10nm〜100nmがより好ましい。なお、無機微粒子はエレクトロクロミック層13中に混合してもよい。
The inorganic fine particle is not particularly limited as long as it is a material that can form a porous layer to hold the electrolyte and the cured resin. However, in terms of the stability and visibility of the electrochromic reaction, it is insulating and transparent. A material having high durability is preferable. Specific examples of the material include oxides or sulfides such as silicon, aluminum, titanium, zinc, and tin, or mixtures thereof. The size (average particle diameter) of the inorganic fine particles is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 10 nm to 10 μm, and more preferably 10 nm to 100 nm. The inorganic fine particles may be mixed in the
(保護層)
保護層17は、エレクトロクロミック装置1の側面部(外周部)を物理的及び化学的に保護するように形成されている。保護層17は、例えば、紫外線硬化性や熱硬化性の絶縁性樹脂等を、側面と上面の何れか一方又は双方を覆うように塗布し、その後硬化させることにより形成できる。
(Protective layer)
The
保護層17は、硬化樹脂と無機材料との積層保護層とすることが更に好ましい。無機材料との積層構造にすることで、酸素や水に対するバリア性が向上する。無機材料としては、絶縁性、透明性、耐久性が高い材料が好ましく、具体的な材料としては、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、錫等の酸化物又は硫化物、或いはこれらの混合物等が挙げられる。これらの膜はスパッタ法や蒸着法等の真空製膜プロセスで容易に形成できる。保護層17の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、0.5μm〜10μmが好ましい。
More preferably, the
このように、第1の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置1では、エレクトロクロミック層13と電解質層14との間に、界面の比表面積が大きい多孔質膜である剥離防止層19を設けている。これにより、エレクトロクロミック層13と剥離防止層19との接触面積、及び電解質層14と剥離防止層19との接触面積が大きくなるため、アンカー効果により、エレクトロクロミック層13と電解質層14との密着性(剥離強度)を向上できる。その結果、エレクトロクロミック装置の剥離に起因する発色動作における諸問題を解決し、高性能なエレクトロクロミック装置を提供できる。
As described above, in the electrochromic device 1 according to the first embodiment, the
特に、エレクトロクロミック装置1を熱成型により曲面形状に加工する場合でも剥離が生じ難い点で好適である。 In particular, the electrochromic device 1 is preferable in that peeling is unlikely to occur even when the electrochromic device 1 is processed into a curved shape by thermoforming.
又、剥離防止層19を多孔質膜にすることにより、電解質層14の電解質が剥離防止層19中に浸透し、更に第1の電極層12まで浸透することが可能となる。そのため、酸化還元反応に伴う電解質層14中のイオン電荷の移動が容易となり、発消色の応答速度を向上できる。
In addition, by making the peeling prevention layer 19 a porous film, the electrolyte of the
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態とは層構成の異なるエレクトロクロミック装置を例示する。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an electrochromic device having a layer structure different from that of the first embodiment is illustrated. In the second embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
図2は、第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置を例示する断面図である。図2を参照するに、第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置2は、電解質層14と第2の電極層15とに接して(挟持されて)、劣化防止層18が形成されている点が、第1の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置1(図1参照)と相違する。以下、エレクトロクロミック装置2を構成する劣化防止層18について説明する。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic device according to the second embodiment. Referring to FIG. 2, in the
(劣化防止層)
劣化防止層18の役割としては、エレクトロクロミック層13と逆の電気化学反応をし、電荷のバランスをとって第2の電極層15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。結果として、エレクトロクロミック装置2の繰り返し安定性を向上できる。なお、逆反応とは、劣化防止層18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。
(Deterioration prevention layer)
The role of the
劣化防止層18の材料は、第1の電極層12及び第2の電極層15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18の材料としては、例えば、酸化アンチモン錫、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18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
特に、透明性が要求されるレンズのような光学素子としてエレクトロクロミック装置2を作製する場合は、劣化防止層18として、透明性の高い材料を用いることが好ましい。このような材料としては、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。n型半導体性金属酸化物の具体例としては、100nm以下の一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、或いは混合物を用いることができる。
In particular, when the
更に、これらの劣化防止層18を用いる場合は、エレクトロクロミック層13が酸化反応により色彩変化する材料であることが好ましい。その結果、エレクトロクロミック層13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製膜できると共に、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の具体例としては、「Chemistry of Materials review 2011.23,397−415 Navigating the Color Palette of Solution−Processable Electrochromic Polymers(Reynolds)」、「Macromolecules 1996.29 7629−7630(Reynolds)」、「Polymer journal, Vol.41, No.7,Electrochromic Organic Matallic Hybrid Polymers」等に報告されている。これらの有機高分子材料としては、例えば、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が挙げられる。
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. Specific examples of these organic polymer materials include “Chemistry of Materials review 2011.23, 397-415 Navigating the Color Palette of Solution-
一方、透明性の高いp型半導体性層の材料例としては、ニトロキシルラジカル(NOラジカル)を有する有機材料等であり、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(TEMPO)の誘導体、又は、誘導体のポリマー材料等が挙げられる。 On the other hand, examples of the material of the highly transparent p-type semiconducting layer are organic materials having a nitroxyl radical (NO radical), and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl (TEMPO). Or a polymer material of the derivative.
なお、劣化防止層18を特別に形成することなく、電解質層14に劣化防止層用材料を混合し、電解質層14に劣化防止機能を付与することもできる。その場合の層構成は図1に示すエレクトロクロミック装置1と同様になる。
In addition, without providing the
劣化防止層18の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンレーティング法等が挙げられる。又、劣化防止層18の材料が塗布形成できるものであれば、例えば、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等を用いることができる。
Examples of the method for forming the
このように、第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置2では、エレクトロクロミック層13の酸化還元反応に対して逆の電気化学反応をする劣化防止層18を設けている。これにより、第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置2では、第1の実施の形態の効果に加えて、更に以下の効果を奏する。すなわち、駆動電圧を低減することができ、電荷のバランスをとって第2の電極層15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可能となり、エレクトロクロミック装置2の繰り返し安定性を向上できる。
Thus, in the
なお、図2の例では、剥離防止層19をエレクトロクロミック層13と電解質層14との間に設けたが、剥離防止層19は電解質層14と劣化防止層18との間に設けてもよい。つまり、エレクトロクロミック層13又は劣化防止層18のどちらか一方の層上に、多孔質膜である剥離防止層19が形成されていればよい。そして、剥離防止層19が電解質層14の一方の面と接しており、電解質層14の他方の面が、剥離防止層19の形成されていないエレクトロクロミック層13又は劣化防止層18のどちらか一方の面と接していればよい。剥離防止層19をエレクトロクロミック層13と電解質層14との間に設けた場合と、剥離防止層19を電解質層14と劣化防止層18との間に設けた場合とは、同様の効果を奏する。
In the example of FIG. 2, the peeling
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第2の実施の形態とは層構成の異なるエレクトロクロミック装置を例示する。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, an electrochromic device having a layer configuration different from that of the second embodiment is illustrated. Note that in the third embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
図3は、第3の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置を例示する断面図である。図3を参照するに、第3の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置3は、電解質層14と劣化防止層18との間に、第2の剥離防止層29が形成されている点が、第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置2(図2参照)と相違する。第2の剥離防止層29の一方の面は劣化防止層18と接し、他方の面は電解質層14と接している。第2の剥離防止層29は、剥離防止層19と同様の多孔質膜である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic device according to the third embodiment. Referring to FIG. 3, the
このように、第3の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置3では、劣化防止層18と電解質層14との間に、界面の比表面積が大きい、多孔質膜である第2の剥離防止層29を設けている。これにより、劣化防止層18と第2の剥離防止層29との接触面積、及び電解質層14と第2の剥離防止層29との接触面積が大きくなるため、アンカー効果により、劣化防止層18と電解質層14との密着性(剥離強度)を向上できる。その結果、エレクトロクロミック装置3全体の剥離強度を、第1の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置1及び第2の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置2よりも更に向上できる。
Thus, in the
特に、エレクトロクロミック装置3を熱成型により曲面形状に加工する場合でも剥離が更に生じ難い点で好適である。
In particular, the
〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、曲面形状のエレクトロクロミック装置を例示する。なお、第4の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, a curved electrochromic device is illustrated. Note that in the fourth embodiment, descriptions of the same components as those of the above-described embodiments may be omitted.
図4は、第4の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置を例示する断面図である。図4を参照するに、第4の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置4は、曲面形状を含み、曲面形状の凹面側に樹脂材料部20が形成され点が、第3の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置3(図3参照)と相違する。エレクトロクロミック装置4は、例えば、調光レンズ装置として使用できる。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an electrochromic device according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 4, the
図4のような全体が曲面形状であるエレクトロクロミック装置4を作製するには、まず、樹脂材料からなる平面形状の第1の支持体11に第1の電極層12を形成し、更にその上にエレクトロクロミック層13及び剥離防止層19を順次積層した第1の部材を作製する。又、樹脂材料からなる平面形状の第2の支持体16に第2の電極層15及び劣化防止層18を順次積層した第2の部材を作製する。そして、第1の部材と第2の部材とを、第1の支持体11及び第2の支持体16を外側にして、電解質層14を介して貼り合わせて積層体を作製し、積層体の外周部を保護層17により封止する。その後、積層体を熱成型することにより、所望の曲面形状を形成できる。
In order to manufacture the
なお、「所望の曲面形状」とは、曲率を有する曲面で構成された形状であり、例えば、球状、円筒状、円錐状、各種三次元(3D)形状等が挙げられる。「所望の曲面形状」は、積層体の少なくとも一部であればよく、全部であっても構わない。 The “desired curved surface shape” is a shape composed of a curved surface having a curvature, and examples thereof include a spherical shape, a cylindrical shape, a conical shape, and various three-dimensional (3D) shapes. The “desired curved surface shape” may be at least a part of the laminate and may be the whole.
樹脂材料部20は、積層体を熱成型した後に第1の支持体11の外側に形成したものである。樹脂材料部20の形成方法としては、熱成型後の曲面形状の部分を有する積層体を所望の型にセットし、第1の支持体11と屈折率が同じ、又は屈折率が小さい樹脂材料をインジェクション成型する方法、キャスト成型する方法等が挙げられる。樹脂材料の具体例としては、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、ポリカーボネイト系樹脂、ウレタン系樹脂等やそれらの混合物等が挙げられる。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もよい。
The
第1の支持体11や第2の支持体16の厚さが厚くなると熱成型が困難になるが、一方では、厚さが薄くなると第1の支持体11や第2の支持体16の追加工が困難になる。そこで、第1の支持体11や第2の支持体16を比較的薄く形成しておき、積層体を熱成型した後に、第1の支持体11の外側に樹脂材料部20を形成して第1の支持体11を厚膜化する。
When the thickness of the
これにより、熱成型が困難となることを回避できると共に、追加工が容易となる。例えば、曲面形状の凹面側(第1の支持体11の外側)に樹脂材料部20を形成し、厚膜の樹脂材料部20を切削加工することにより、所望の曲面形状を形成できるので、ユーザー固有の条件に合わせたレンズ加工(度数加工等)が可能になる。すなわち、製品形状ごとに金型や部材を準備することが不要となり、多品種少量生産が容易になる。なお、樹脂材料部20は、第2の支持体16の外側に設けてもよい。或いは、第1の支持体11の外側と第2の支持体16の外側の両方に設けてもよい。
As a result, it is possible to avoid the difficulty in thermoforming and to facilitate additional machining. For example, a desired curved surface shape can be formed by forming the
本実施の形態では、第1の部材と第2の部材とを電解質層14を介して貼り合わせて積層体を作製し、その後、積層体を熱成型することで曲面形状を形成するため、コーティング膜形成の生産性に優れ、かつ大型のエレクトロクロミック装置4を提供できる。熱成型は全ての層形成後に実施することが好ましいが、第1の部材及び第2の部材を別々に熱成型してもよい。この場合も、生産性向上の効果が得られる。
In the present embodiment, the first member and the second member are bonded together via the
なお、エレクトロクロミック装置4の構成は第1の支持体11及び第2の支持体16を有する構成には限定されず、何れか一方の支持体のみを有する構成としてもよい。
Note that the configuration of the
又、エレクトロクロミック装置4では、第1の電極層12及び第2の電極層15に導電性粒子又は導電性カーボンを含有することが好ましい。これにより、熱成型時に第1の支持体11や第2の支持体16が変形しても第1の電極層12及び第2の電極層15が分断され難くなる。更に、補助電極として、導電性酸化物層との積層構成とすることが好ましい。これにより、面内で均一なエレクトロクロミック反応(発消色)が可能となる。
In the
又、第1の電極層12及び第2の電極層15の分断を防ぐには、熱成型後の媒体曲面長さが熱成型前の媒体面長さに対して120%以下になるように成型することが好ましい。第1の電極層12及び第2の電極層15が120%よりも膨張すると、分断を生じ易いためである。特に、真空製膜で形成される透明導電性酸化物を第1の電極層12及び第2の電極層15に用いる場合は、熱成型後の媒体曲面長さが熱成型前の媒体面長さに対して103%以下になるように成型することが好ましい。なお、真空製膜で形成される透明導電性酸化物とは、例えば、ITO、IZO、SnO2、AZO、GZO等である。
Further, in order to prevent the
このような熱成型には、第1の支持体11及び第2の支持体16の端部を固定することなく、所望の3D形状を有する凸金型と凹金型により部材を加熱成型する方法を用いることができる。加熱温度は、第1の支持体11及び第2の支持体16を構成する材料の軟化温度付近に設定できる。
In such thermoforming, a member is heated by a convex mold and a concave mold having a desired 3D shape without fixing the ends of the
例えば、第1の支持体11及び第2の支持体16としてポリカーボネイトを用いた場合には、加熱温度は130℃〜190℃の間とすることが好ましい。更に、熱成型と真空成型を組み合わせてもよい。なお、真空製膜で透明導電性酸化物を形成する場合、第1の電極層12及び第2の電極層15の結晶性が低いほど好ましい。結晶性が高いと第1の電極層12及び第2の電極層15が分断され易いためである。この点では、アモルファス膜で高い導電性を示すIZO、AZOを用いることが好ましい。
For example, when polycarbonate is used as the
〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、第4の実施の形態に係るエレクトロクロミック装置(調光レンズ装置)を用いたエレクトロクロミック調光眼鏡を例示する。なお、第5の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, electrochromic light control glasses using the electrochromic device (light control lens device) according to the fourth embodiment will be exemplified. Note that in the fifth embodiment, description of the same components as those of the above-described embodiments may be omitted.
図5は、第5の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5を参照するに、エレクトロクロミック調光眼鏡5は、2つのエレクトロクロミック装置4と、眼鏡フレーム52と、スイッチ53と、電源54とを有する。
FIG. 5 is a perspective view illustrating electrochromic dimming glasses according to the fifth embodiment. Referring to FIG. 5, the
2つのエレクトロクロミック装置4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、所定の配線により、第1の電極層12及び第2の電極層15と電気的に接続されている。
The two
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12と第2の電極層15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。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、少なくとも前述の3つの状態を切り替え可能な任意のスイッチを用いることができる。
By switching the
電源54としては、例えば、ボタン電池、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12と第2の電極層15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12と第2の電極層15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装置4が所定の色に発色する。又、第1の電極層12と第2の電極層15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装置4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装置4を構成するエレクトロクロミック層13に使用する材料の特性により、第1の電極層12と第2の電極層15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12と第2の電極層15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
このように、エレクトロクロミック調光眼鏡5のレンズとして、エレクトロクロミック装置4(調光レンズ装置)を利用することで、耐光性に優れ、かつ高性能なエレクトロクロミック調光眼鏡を実現できる。
Thus, by using the electrochromic device 4 (light control lens device) as the lens of the electrochromic
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
〈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装置1を作製し、更に図4に示すエレクトロクロミック装置4と同様に熱成型する例を示す。但し、樹脂材料部20は設けていない。なお、実施例1で作製したエレクトロクロミック装置は、調光レンズ装置として使用できる。
<Example 1>
Example 1 shows an example in which the electrochromic device 1 shown in FIG. 1 is manufactured and thermoformed similarly to the
(第1の電極層12、エレクトロクロミック層13、剥離防止層19の形成)
まず、第1の支持体11として長軸80mm×短軸55mm、厚み0.5mmの楕円ポリカーボネイト基板を準備した。そして、準備した楕円ポリカーボネイト基板上に、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜して、第1の電極層12を形成した。
(Formation of the
First, an elliptic polycarbonate substrate having a major axis of 80 mm, a minor axis of 55 mm, and a thickness of 0.5 mm was prepared as 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、昭和タイタニウム株式会社製、平均粒子径:20nm)をスピンコート法により塗布し、120
℃で15分間アニール処理を行うことによって、厚み約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 size: 20 nm) is applied to the surface of the ITO film by a spin coating method.
By performing an annealing process at 15 ° C. for 15 minutes, a nanostructured semiconductor material made of a titanium oxide particle film having a thickness of about 1.0 μm was formed.
続いて、エレクトロクロミック化合物として、下記構造式Aで表される化合物を1.5質量%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。そして、120℃で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13を形成した。
Subsequently, a 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution containing 1.5% by mass of a compound represented by the following structural formula A was applied as an electrochromic compound by a spin coating method. Then, by carrying out an annealing treatment at 120 ° C. for 10 minutes, the titanium oxide particle film was supported (adsorbed) to form the
(第2の電極層15、電解質層14の形成)
第2の支持体16として第1の支持体11と同形状かつ同厚膜の楕円ポリカーボネイト基板を準備した。そして、準備した楕円ポリカーボネイト基板上に、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜して、第2の電極層15を形成した。
(Formation of the
An elliptic polycarbonate substrate having the same shape and thickness as the
続いて、剥離防止層19の表面に、ポリエチレンジアクリレートと、光開始剤(IRG184、BASF社製)と、電解質(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩)とを質量比(100:5:40)で混合した溶液を塗布した。そして、第2の支持体16の第2の電極層15側の面と貼り合わせ、UV硬化させて固体の電解質層14を形成した。
Subsequently, a polyethylene diacrylate, a photoinitiator (IRG184, manufactured by BASF), and an electrolyte (1-ethyl-3-methylimidazolium salt) are mixed in a mass ratio (100: 5: The solution mixed in 40) was applied. Then, it was bonded to the surface of the
(保護層17の形成)
次に、第1の支持体11から第2の支持体16に至る各層の側面部に、紫外線硬化接着剤(商品名:KARAYAD R604 日本化薬社製)を滴下した。そして、紫外光照射により硬化させることで保護層17を約3μmの厚みに形成し、エレクトロクロミック装置2を作製した。
(Formation of protective layer 17)
Next, an ultraviolet curable adhesive (trade name: KARAYAD R604, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was dropped on the side surface of each layer from the
(熱成型)
作製したエレクトロクロミック装置2を曲率約90mmの凸金型と凹金型に135℃で加熱しながら挟み込むことで3D球面を有するエレクトロクロミック装置を作製した。このときの凸球面長軸の長さは81mmであった。以上により、実施例1のエレクトロクロミック装置が完成した。
(Thermoforming)
The produced
〈実施例2〉
実施例2では、図2に示すエレクトロクロミック装置2を作製する例を示す。但し、樹脂材料部20は設けていない。なお、実施例2で作製したエレクトロクロミック装置は、調光レンズ装置として使用できる。
<Example 2>
Example 2 shows an example in which the
ここでは、第2の電極層15のITO膜の表面にATO粒子分散液(ATO平均粒子径:20nm/2,2,3,3−テトラフロロプロパノールの6wt%溶液にウレタン系結着材HW140SF(DIC社製)を6wt%添加した分散液)をスピンコート法により塗布し、120℃で15分間アニール処理を行うことによって、厚み約1.0μmのATO粒子膜からなる劣化防止層18を形成した。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装置を形成した。
Here, an ATO particle dispersion (ATO average particle diameter: 20 nm / 2,2,3,3-tetrafluoropropanol in a 6 wt% solution of urethane binder HW140SF ( A dispersion liquid containing 6 wt% of DIC) was applied by spin coating and annealed at 120 ° C. for 15 minutes to form a
〈実施例3〉
実施例3では、図4に示すエレクトロクロミック装置4を作製する例を示す。但し、樹脂材料部20は設けていない。なお、実施例4で作製したエレクトロクロミック装置は、調光レンズ装置として使用できる。
<Example 3>
Example 3 shows an example in which the
ここでは、劣化防止層18上にも平均一次粒径20nmのSiO2微粒子分散液(シリカ固形分濃度24.8質量%、ポリビニルアルコール1.2質量%、及び水74質量%)をスピンコートし、第2の剥離防止層29を形成した。これ以外は実施例2と同様にして、エレクトロクロミック装置を形成した。
Here, the SiO 2 fine particle dispersion liquid (silica solid content concentration 24.8 mass%, polyvinyl alcohol 1.2 mass%, and water 74 mass%) having an average primary particle diameter of 20 nm is also spin coated on the
〈比較例〉
比較例に係るエレクトロクロミック装置は、剥離防止層19を形成しない点を除いて、実施例1と同様の方法で作製した。
<Comparative example>
The electrochromic device according to the comparative example was manufactured by the same method as in Example 1 except that the
<<発消色駆動>>
各エレクトロクロミック装置の発消色を確認した。具体的には、第1の支持体11の端部及び第2の支持体16の端部の一部を剥離し、第1の電極層12のコンタクト部及び第2の電極層15のコンタクト部を形成した。そして、第1の電極層12と第2の電極層15との間に、第1の電極層12がマイナス極となるように−3.5Vの電圧を3秒間印加した。
<< Color-decoloring drive >>
The color of each electrochromic device was confirmed. Specifically, the end portion of the
その結果、実施例1及び2に係るエレクトロクロミック装置が上記構造式Aのエレクトロクロミック化合物に由来するマゼンタ色に発色することが確認された。このとき実施例1に係るエレクトロクロミック装置は部分的に剥離しており、一部領域では発色が確認できなかった。 As a result, it was confirmed that the electrochromic devices according to Examples 1 and 2 developed a magenta color derived from the electrochromic compound of the structural formula A. At this time, the electrochromic device according to Example 1 was partially peeled off, and color development could not be confirmed in some areas.
更に、第1の電極層12と第2の電極層15の引き出し部分との間に、+3.5Vの電圧を2秒間印加させたところ、エレクトロクロミック色素が消色し、エレクトロクロミック装置が透明になることが確認された。
Furthermore, when a voltage of +3.5 V is applied for 2 seconds between the lead portions of the
これに対して、比較例に係るエレクトロクロミック装置では、熱成型により全体に剥離が起こり、エレクトロクロミック装置の内部に隙間が生じていた。このため、実施例1及び2に係るエレクトロクロミック装置と同様に発消色駆動を行ったところ、発消色の確認ができなかった。 On the other hand, in the electrochromic device according to the comparative example, peeling occurred entirely by thermoforming, and a gap was generated inside the electrochromic device. For this reason, when the color development / erasure driving was performed in the same manner as the electrochromic devices according to Examples 1 and 2, the color development / erasure could not be confirmed.
<<剥離試験>>
各エレクトロクロミック装置の密着性を90度剥離試験によって確認した。第1の支持体11の端部の一部を剥離し、端部をエレクトロクロミック装置の面に対して垂直方向(90度の角度)に引っ張り剥離させた。そのときの剥離強度を測定したところ、比較例に係るエレクトロクロミック装置の剥離強度と比較して、実施例1に係るエレクトロクロミック装置では2倍、実施例2に係るエレクトロクロミック装置では5倍、実施例3に係るエレクトロクロミック装置では10倍の剥離強度を示すことが確認された。
<< Peel test >>
The adhesion of each electrochromic device was confirmed by a 90 degree peel test. A part of the end portion of the
このように、実施例1では、部分的な剥離や部分的な発色不良が確認されたものの、剥離防止層を設けることにより、剥離防止層を設けない場合(比較例)と比べて、剥離強度が向上することが確認された。特に、電解質層の上下両側に剥離防止層を設けた実施例3では、剥離強度が大幅に向上することが確認された。 Thus, in Example 1, although partial peeling and partial coloring defect were confirmed, peeling strength compared with the case where a peeling prevention layer is not provided by providing a peeling prevention layer (comparative example). Has been confirmed to improve. In particular, it was confirmed that the peel strength was significantly improved in Example 3 in which the peel prevention layers were provided on both the upper and lower sides of the electrolyte layer.
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.
1、2、3、4 エレクトロクロミック装置
5 エレクトロクロミック調光眼鏡
11 第1の支持体
12 第1の電極層
13 エレクトロクロミック層
14 電解質層
15 第2の電極層
16 第2の支持体
17 保護層
18 劣化防止層
19 剥離防止層
20 樹脂材料部
29 第2の剥離防止層
52 眼鏡フレーム
53 スイッチ
54 電源
1, 2, 3, 4
Claims (8)
前記支持体上に形成された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に形成されたエレクトロクロミック層と、
前記エレクトロクロミック層上に形成された、多孔質膜である剥離防止層と、
前記剥離防止層上に形成された電解質層と、
前記エレクトロクロミック層、前記剥離防止層、及び前記電解質層を介して前記第1の電極層に対向する第2の電極層と、
を有し、
前記剥離防止層の材料はポリマー混合粒子膜又はポリウレタン樹脂であり、前記剥離防止層の膜厚は20nm以上2000nm以下であり、
前記剥離防止層の一方の面は前記電解質層と接し、他方の面は前記エレクトロクロミック層と接しているエレクトロクロミック装置。 A support;
A first electrode layer formed on the support;
An electrochromic layer formed on the first electrode layer;
A peeling prevention layer that is a porous film formed on the electrochromic layer;
An electrolyte layer formed on the anti-peeling layer;
A second electrode layer facing the first electrode layer via the electrochromic layer, the peeling prevention layer, and the electrolyte layer;
Have
The material of the peeling prevention layer is a polymer mixed particle film or a polyurethane resin, and the thickness of the peeling prevention layer is 20 nm or more and 2000 nm or less,
An electrochromic device in which one surface of the peeling prevention layer is in contact with the electrolyte layer and the other surface is in contact with the electrochromic layer.
前記支持体上に形成された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に形成されたエレクトロクロミック層と、
前記第1の電極層に対向する第2の電極層と、
前記第2の電極層に接して、前記エレクトロクロミック層の酸化還元反応に対して逆の電気化学反応をする劣化防止層と、
を有し、
前記エレクトロクロミック層又は前記劣化防止層のどちらか一方の層に接して、多孔質膜である剥離防止層が形成されており、
前記剥離防止層の材料はポリマー混合粒子膜又はポリウレタン樹脂であり、前記剥離防止層の膜厚は20nm以上2000nm以下であり、
前記剥離防止層が電解質層の一方の面と接しており、前記電解質層の他方の面が、前記剥離防止層の形成されていない前記エレクトロクロミック層又は前記劣化防止層のどちらか一方の面と接しているエレクトロクロミック装置。 A support;
A first electrode layer formed on the support;
An electrochromic layer formed on the first electrode layer;
A second electrode layer facing the first electrode layer;
A deterioration preventing layer that is in contact with the second electrode layer and has an electrochemical reaction opposite to the redox reaction of the electrochromic layer;
Have
The electrochromic in contact with either one of the layers of the electrochromic layer or the deterioration preventing layer, the peeling-preventing layer is formed is a porous membrane,
The material of the peeling prevention layer is a polymer mixed particle film or a polyurethane resin, and the thickness of the peeling prevention layer is 20 nm or more and 2000 nm or less,
The peeling prevention layer is in contact with one surface of the electrolyte layer, and the other surface of the electrolyte layer is either the electrochromic layer or the deterioration preventing layer on which the peeling prevention layer is not formed. Electrochromic device in contact.
前記支持体上に形成された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に形成されたエレクトロクロミック層と、
前記第1の電極層に対向する第2の電極層と、
前記第2の電極層に接して、前記エレクトロクロミック層の酸化還元反応に対して逆の電気化学反応をする劣化防止層と、
を有し、
前記エレクトロクロミック層に接して、多孔質膜である剥離防止層が形成されており、
前記剥離防止層が電解質層の一方の面と接しており、
前記剥離防止層の材料はポリマー混合粒子膜又はポリウレタン樹脂であり、前記剥離防止層の膜厚は20nm以上2000nm以下であり、
前記劣化防止層と前記電解質層との間に、多孔質膜である第2の剥離防止層が形成され、
前記第2の剥離防止層の一方の面は前記劣化防止層と接し、前記第2の剥離防止層の他方の面は前記電解質層の他方の面と接しているエレクトロクロミック装置。 A support;
A first electrode layer formed on the support;
An electrochromic layer formed on the first electrode layer;
A second electrode layer facing the first electrode layer;
A deterioration preventing layer that is in contact with the second electrode layer and has an electrochemical reaction opposite to the redox reaction of the electrochromic layer;
Have
A peeling prevention layer that is a porous film is formed in contact with the electrochromic layer,
The peeling prevention layer is in contact with one surface of the electrolyte layer;
The material of the peeling prevention layer is a polymer mixed particle film or a polyurethane resin, and the thickness of the peeling prevention layer is 20 nm or more and 2000 nm or less,
Between the deterioration prevention layer and the electrolyte layer, a second peeling prevention layer that is a porous film is formed,
The one surface of the second release preventing layer in contact with the deterioration preventing layer, the other surface of the second release preventing layer the electrolyte layer second surface and contact have Rue recto potter's wheel electrochromic device.
前記曲面形状の凹面側に樹脂材料部が形成されている請求項1乃至3の何れか一項に記載のエレクトロクロミック装置。 The laminate including the support, the first electrode layer, the electrochromic layer, the peeling prevention layer, the electrolyte layer, and the second electrode layer has a curved portion,
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 3, wherein a resin material portion is formed on the concave side of the curved shape.
第2の支持体上に、第2の電極層を積層して第2の部材を作製する工程と、
前記第1の部材と前記第2の部材とを、前記第1の支持体及び前記第2の支持体を外側にして、電解質層を介して貼り合わせて積層体を作製する工程と、を有し、
前記剥離防止層の材料はポリマー混合粒子膜又はポリウレタン樹脂であり、前記剥離防止層の膜厚は20nm以上2000nm以下であるエレクトロクロミック装置の製造方法。 A step of sequentially laminating a first electrode layer, an electrochromic layer, and an anti-peeling layer that is a porous film on the first support, to produce a first member;
Laminating a second electrode layer on a second support to produce a second member;
Bonding the first member and the second member with the first support body and the second support body facing outside through an electrolyte layer to produce a laminate. And
The material of the said peeling prevention layer is a polymer mixed particle film or a polyurethane resin, The film thickness of the said peeling prevention layer is a manufacturing method of the electrochromic apparatus which is 20 nm or more and 2000 nm or less .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015126284A JP6582607B2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015126284A JP6582607B2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017009843A JP2017009843A (en) | 2017-01-12 |
JP6582607B2 true JP6582607B2 (en) | 2019-10-02 |
Family
ID=57763384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015126284A Expired - Fee Related JP6582607B2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6582607B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4006635A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-01 | Ricoh Company, Ltd. | Electrochromic element and electrochromic light control lens |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6848505B2 (en) * | 2017-02-15 | 2021-03-24 | 株式会社リコー | Electrochromic element |
JP7472705B2 (en) | 2020-07-29 | 2024-04-23 | 株式会社リコー | Electrochromic element, electrochromic light control element, and electrochromic device |
JP2022176429A (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-30 | ホヤ レンズ タイランド リミテッド | Electrochromic element and eyeglass lens |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007163865A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Fuji Xerox Co Ltd | Electrochemical display element |
WO2008013500A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Chromogenics Sweden Ab | Manufacturing of curved electrochromic devices |
JP5526887B2 (en) * | 2010-03-15 | 2014-06-18 | 株式会社リコー | Electrochromic display device |
JP2012141584A (en) * | 2010-12-17 | 2012-07-26 | Ricoh Co Ltd | Ion conductor and electrochromic display device |
CN102176102B (en) * | 2010-12-27 | 2013-06-26 | 航天材料及工艺研究所 | Variable emissivity and variable reflectivity electrochromic intelligent thermal control coating and preparation method |
JP6064761B2 (en) * | 2012-11-02 | 2017-01-25 | 株式会社リコー | Electrochromic device and manufacturing method thereof |
JP6056361B2 (en) * | 2012-10-12 | 2017-01-11 | 株式会社リコー | Electrochromic display element |
JP6171812B2 (en) * | 2013-07-01 | 2017-08-02 | 株式会社リコー | Electrochromic display element, electrochromic dimming lens, display device, information device, and method for manufacturing electrochromic display element |
JP6171637B2 (en) * | 2013-07-08 | 2017-08-02 | 株式会社リコー | Electrochromic light control lens, electrochromic light control glasses, and manufacturing method thereof |
-
2015
- 2015-06-24 JP JP2015126284A patent/JP6582607B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4006635A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-01 | Ricoh Company, Ltd. | Electrochromic element and electrochromic light control lens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017009843A (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6798098B2 (en) | Electrochromic device and its manufacturing method | |
JP6318633B2 (en) | Electrochromic display device and manufacturing method thereof | |
JP6662017B2 (en) | Electrochromic device and electrochromic light control device | |
JP6624206B2 (en) | Electrochromic device | |
JP7274122B2 (en) | ELECTRONIC DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MODULATING LENS UNIT | |
US9891497B2 (en) | Electrochromic device and method for producing electrochromic device | |
JP6171637B2 (en) | Electrochromic light control lens, electrochromic light control glasses, and manufacturing method thereof | |
JP2018010106A (en) | Electrochromic device, manufacturing method thereof and electrochromic dimmer | |
JP6064761B2 (en) | Electrochromic device and manufacturing method thereof | |
JP6003332B2 (en) | Electrochromic device and manufacturing method thereof | |
JP2015096879A (en) | Electrochromic device and manufacturing method thereof | |
JP2018132635A (en) | Electrochromic device and method for manufacturing electrochromic device | |
JP2017026750A (en) | Electrochromic device, light control glasses, and method for manufacturing the electrochromic device | |
JP6582607B2 (en) | Electrochromic device, method for manufacturing the same, and electrochromic light control glasses | |
JP6295616B2 (en) | Light control lens unit | |
JP2016133610A (en) | Electrochromic device, lighting control lens and manufacturing method of electrochromic device | |
JP6740760B2 (en) | Electrochromic device | |
JP2016024303A (en) | Electrochromic device and method for manufacturing the same | |
WO2016079982A1 (en) | Electrochromic device and production method thereof | |
JP6848224B2 (en) | Electrochromic device | |
JP2017021201A (en) | Method for manufacturing electrochromic element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190819 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6582607 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |