JP2016133648A - Electrochromic device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロクロミック素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrochromic device and a method for manufacturing the same.
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。前記エレクトロクロミズムは、一般に対向する2つの電極間に形成され、イオン伝導可能な電解質が電極間に満たされた構成で酸化還元反応する。対向する2つの電極のうちの一方の近傍で還元反応が生じるときには、他方の電極の近傍では、逆反応である酸化反応が生じる。このようなエレクトロクロミック素子において、透明な表示デバイスを得ようとする場合は、無色透明の状態を有する材料により構成されることが必要である。 A phenomenon in which a redox reaction occurs reversibly and a color changes reversibly by applying a voltage is called electrochromism. The electrochromism is generally formed between two electrodes facing each other, and performs an oxidation-reduction reaction in a configuration in which an ion-conductive electrolyte is filled between the electrodes. When a reduction reaction occurs in the vicinity of one of the two electrodes facing each other, an oxidation reaction that is a reverse reaction occurs in the vicinity of the other electrode. In such an electrochromic element, in order to obtain a transparent display device, it is necessary to be made of a material having a colorless and transparent state.
前記エレクトロクロミズムは電気化学現象であるため、前記電極の抵抗値が前記エレクトロクロミック素子の応答速度に影響する。前記電極の抵抗値を下げることで前記エレクトロクロミック素子の応答を高速化し、且つ、前記エレクトロクロミック素子を大面積化する際の電圧降下を抑制できるため、これまでも様々な検討がなされている。 Since the electrochromism is an electrochemical phenomenon, the resistance value of the electrode affects the response speed of the electrochromic device. By reducing the resistance value of the electrode, the response of the electrochromic element can be increased in speed, and the voltage drop when the area of the electrochromic element is increased can be suppressed.
特許文献1には、表示電極パターンよりも導電性の高い細い金属層、あるいは金属ペースト層を前記表示電極パターンの周辺を囲み且つ接するように設けることが提案されている。しかしながら前記表示電極パターンの周辺を囲む構成であるため、高速に応答させた時の表示パターン内部の電圧降下、応答速度の高速化には効果が低い。また、表示パターン内部に関して、品質を損なわない程度に網目状の導電層を設けることも有効であるとの記述があるが、具体的な例示がなく実現性に乏しい。 Patent Document 1 proposes to provide a thin metal layer or metal paste layer having higher conductivity than the display electrode pattern so as to surround and touch the periphery of the display electrode pattern. However, since the structure surrounds the periphery of the display electrode pattern, the effect is low in increasing the voltage drop and the response speed inside the display pattern when responding at high speed. In addition, there is a description that it is effective to provide a mesh-like conductive layer within the display pattern so as not to impair the quality. However, there is no specific example and it is not feasible.
特許文献2には、透明電極に接して、又は該透明電極内部に、良導電層が部分的に設けられた、エレクトロクロミック素子が提案されている。しかし、前記特許文献2の良導電層は、巾と厚みが規定されており、規定どおりの良導電層は、視認できてしまい、透明性が著しく低下してしまう。さらに良導電層のパターンが凹凸として存在するため、前記パターンに従って、エレクトロクロミック層の厚みが変わってしまう。均一なエレクトロクロミック層であれば、前記エレクトロクロミック層の厚さが吸光度と比例関係にあるが、特許文献2のエレクトロクロミック層は、厚みにムラがあるため、エレクトロクロミック素子の発色の濃淡(発色ムラ)として発現する。 Patent Document 2 proposes an electrochromic element in which a highly conductive layer is partially provided in contact with or inside a transparent electrode. However, the good conductive layer of Patent Document 2 is defined in width and thickness, and the good conductive layer as defined can be visually recognized, and the transparency is significantly lowered. Furthermore, since the pattern of the good conductive layer exists as irregularities, the thickness of the electrochromic layer changes according to the pattern. If the thickness of the electrochromic layer is a uniform electrochromic layer, the thickness of the electrochromic layer is proportional to the absorbance. Expressed as unevenness).
特許文献3には、透明導電膜に金属製のグリッド電極を配設することが提案されている。前記透明電膜の表面に、前記金属性グリッド電極に従った凹凸が存在している場合は、特許文献2と同様、金属性グリッド電極のパターンにしたがったエレクトロクロミック層の厚みムラがでてしまう。一方で、提案されている数値範囲において、前記透明電膜表面の凹凸がなくなり平滑になる組み合わせが存在する。例えばグリッド電極厚さ1μm、透明電膜1μm以上の場合である。しかしながら、前記透明電膜の厚さが1μmを超えるものは現実的ではなく、1μmを超える透明電膜では透明性が著しく低下してしまう。 Patent Document 3 proposes disposing a metal grid electrode on a transparent conductive film. When unevenness according to the metallic grid electrode is present on the surface of the transparent electrode film, the thickness unevenness of the electrochromic layer according to the pattern of the metallic grid electrode is generated as in Patent Document 2. . On the other hand, in the proposed numerical range, there is a combination in which the surface of the transparent electrode film is smooth and smooth. For example, the grid electrode thickness is 1 μm and the transparent electrode film is 1 μm or more. However, it is not realistic that the thickness of the transparent electrode film exceeds 1 μm, and the transparency of the transparent electrode film exceeding 1 μm is significantly reduced.
したがって、発色ムラがなく、応答速度の優れた、エレクトロクロミック素子は提供されていないのが現状である。
そこで、本発明は、従来における前記諸問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、発色ムラがなく、応答速度の優れた、エレクトロクロミック素子を提供することを目的とする。
Therefore, the present situation is that an electrochromic element having no uneven coloring and excellent response speed has not been provided.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the conventional problems and achieve the following object. That is, an object of the present invention is to provide an electrochromic device having no uneven coloring and excellent response speed.
前記課題を解決するための手段としての本発明のエレクトロクロミック素子は、第1の支持体上に形成した第1の電極層と、
前記第1の電極層に対向するように設けたられた第2の支持体上に形成された第2の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層の間に設けられた電解質層と、
前記第1の電極層及び前記第2の電極層のいずれか一方に接するように設けられたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子であって、
前記エレクトロクロミック層を有する側の電極層よりも低抵抗な材料からなる補助電極を、前記補助電極が前記エレクトロクロミック層を有する側の前記電極層に接するように有しており、
前記補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有する側の前記支持体の表面に埋設されるとともに、前記補助電極の表面及び前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面とが成す面が平滑である。
The electrochromic device of the present invention as a means for solving the above problems includes a first electrode layer formed on a first support,
A second electrode layer formed on a second support provided to face the first electrode layer;
An electrolyte layer provided between the first electrode layer and the second electrode layer;
An electrochromic element having an electrochromic layer provided so as to be in contact with either the first electrode layer or the second electrode layer,
Having an auxiliary electrode made of a material having a lower resistance than the electrode layer on the side having the electrochromic layer so that the auxiliary electrode is in contact with the electrode layer on the side having the electrochromic layer;
The auxiliary electrode is embedded in the surface of the support on the side having the electrochromic layer, and the surface formed by the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support on the side having the electrochromic layer is smooth .
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、発色ムラがなく、応答速度の優れた、エレクトロクロミック素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the various problems in the past can be solved, and the electrochromic element with no coloring unevenness and excellent response speed can be provided.
(エレクトロクロミック素子)
本発明のエレクトロクロミック素子は、第1及び第2の支持体と、第1及び第2の電極層と、補助電極と、エレクトロクロミック層と、電解質層とを有してなり、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
(Electrochromic device)
The electrochromic device of the present invention includes first and second supports, first and second electrode layers, an auxiliary electrode, an electrochromic layer, and an electrolyte layer, and further if necessary. And other members.
<第1の支持体、第2の支持体>
前記支持体としては、各層を支持できる透明材料で形成され、各層を支持することができる構造であり、前記第1の支持体及び前記第2の支持体の表面うち、少なくとも後述するエレクトロクロミック層を有する側の支持体の電極層が形成される側の表面において、凹部が形成されていれば、その形状、構造、大きさ、材質などについて特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<First support, second support>
The support is formed of a transparent material capable of supporting each layer and has a structure capable of supporting each layer, and at least the electrochromic layer described later among the surfaces of the first support and the second support. As long as the concave portion is formed on the surface of the support having the electrode layer on the side where the electrode layer is formed, the shape, structure, size, material, etc. are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. Can do.
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板形状、曲面を有する形状などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said support body, According to the objective, it can select suitably, For example, the shape which has flat plate shape, a curved surface, etc. are mentioned.
前記支持体の構造としては、前記第1の支持体及び前記第2の支持体の表面のうち、少なくとも前記エレクトロクロミック層を有する側の前記支持体の前記電極層が形成される側の表面において、凹部が形成されていれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 As the structure of the support, among the surfaces of the first support and the second support, at least the surface on the side where the electrode layer of the support on the side having the electrochromic layer is formed As long as the concave portion is formed, there is no particular limitation, and it can be appropriately selected according to the purpose.
前記凹部としては、前記支持体に複数形成され、後述する補助電極が埋設されるものであれば、凹部の幅、凹部の深さ、凹部のピッチ、凹部を形成する手段などに特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記凹部の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記補助電極が埋め込まれることを考慮し、前記支持体の開口率を著しく低下させない観点から、5μm〜50μmが好ましい。
前記凹部の深さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5μm〜10μmが好ましい。
前記凹部のピッチとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100μm〜50,000μmが好ましく、500μm〜5,000μmがより好ましい。
前記凹部を形成する手段(凹部形成工程)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザを用いた形成手段、フォトリソ・エッチングプロセスを利用した形成手段、スタンパによる微細加工手段などが挙げられる。
There are no particular limitations on the width of the recesses, the depth of the recesses, the pitch of the recesses, the means for forming the recesses, etc., as long as the recesses are formed on the support and have auxiliary electrodes to be described later embedded therein. Can be appropriately selected according to the purpose.
The width of the recess is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. From the viewpoint of not significantly reducing the aperture ratio of the support, considering that the auxiliary electrode is embedded, 5 μm to 50 μm is preferred.
There is no restriction | limiting in particular as the depth of the said recessed part, Although it can select suitably according to the objective, 0.5 micrometer-10 micrometers are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a pitch of the said recessed part, Although it can select suitably according to the objective, 100 micrometers-50,000 micrometers are preferable, and 500 micrometers-5,000 micrometers are more preferable.
The means for forming the recess (recess forming step) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a forming means using a laser, a forming means using a photolithography / etching process, a stamper And fine processing means.
なお、前記凹部は、凹条である溝形状としてもよく、前記溝の短手方向の幅を、前記凹部の幅の範囲とすることが好ましい。
前記溝のパターン形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記溝を形成する上での簡易性の観点から、ライン状、格子状などが挙げられる。
In addition, the said recessed part is good also as a groove | channel shape which is a recessed strip, It is preferable to make the width | variety of the transversal direction of the said groove | channel into the range of the width | variety of the said recessed part.
There is no restriction | limiting in particular as a pattern shape of the said groove | channel, According to the objective, it can select suitably, For example, from a viewpoint of the simplicity in forming the said groove | channel, a line shape, a lattice shape, etc. are mentioned.
前記支持体の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of the said support body, According to the objective, it can select suitably.
前記支持体の材質としては、透明であればよく、周知の有機材料又は無機材料をそのまま用いることができ、例えば、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、フロートガラス、及びソーダ石灰ガラス等のガラス基板、並びに、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、及びポリイミド樹脂等の樹脂基板などが挙げられる。 As the material of the support, it is sufficient if it is transparent, and a well-known organic material or inorganic material can be used as it is. In addition, resin substrates such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, polyurethane resin, and polyimide resin can be used.
なお、前記支持体の表面に、水蒸気バリア性、ガスバリア性、紫外線耐性、及び視認性を高めるために、透明絶縁層、UVカット層、反射防止層などを有していてもよい。 The surface of the support may have a transparent insulating layer, a UV cut layer, an antireflection layer, etc. in order to improve water vapor barrier properties, gas barrier properties, ultraviolet resistance, and visibility.
<第1の電極層、第2の電極層>
前記第1の電極層及び第2の電極層の材料としては、導電性を有する透明材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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)、フッ素をドープした酸化スズ(以下、「FTO」と称する)、アンチモンをドープした酸化スズ(以下、「ATO」と称する)、酸化亜鉛等の無機材料などが挙げられる。これらの中でも、InSnO、GaZnO、SnO、In2O3、ZnOが好ましい。
更に、透明性を有するカーボンナノチューブや、他のAu、Ag、Pt、Cuなど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、透明度を保持したまま、導電性を改善した電極を用いてもよい。
<First electrode layer, second electrode layer>
The material for the first electrode layer and the second electrode layer is not particularly limited as long as it is a transparent material having conductivity, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, indium oxide doped with tin (Hereinafter referred to as “ITO”), tin oxide doped with fluorine (hereinafter referred to as “FTO”), tin oxide doped with antimony (hereinafter referred to as “ATO”), zinc oxide, and other inorganic materials. Can be mentioned. Among these, InSnO, GaZnO, SnO, In 2 O 3 and ZnO are preferable.
In addition, carbon nanotubes with transparency and other highly conductive non-permeable materials such as Au, Ag, Pt, and Cu are formed in a fine network to improve conductivity while maintaining transparency. An electrode may be used.
前記第1の電極層及び前記第2の電極層の各々の厚みは、エレクトロクロミック層の酸化還元反応に必要な電気抵抗値が得られるように調整される。
前記第1の電極層及び前記第2の電極層の材料として前記ITOを用いた場合、前記第1の電極層及び前記第2の電極層の各々の厚みは、例えば、50nm以上500nm以下が好ましい。
The thickness of each of the first electrode layer and the second electrode layer is adjusted so that an electric resistance value necessary for the oxidation-reduction reaction of the electrochromic layer is obtained.
When ITO is used as a material for the first electrode layer and the second electrode layer, the thickness of each of the first electrode layer and the second electrode layer is preferably, for example, 50 nm or more and 500 nm or less. .
前記第1の電極層及び前記第2の電極層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を用いることができる。
前記第1の電極層及び前記第2の電極層の各々の材料が塗布形成できるものであれば特に制限はなく、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を用いることができる。
As a manufacturing method of each of the first electrode layer and the second electrode layer, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like can be used.
There is no particular limitation as long as each material of the first electrode layer and the second electrode layer can be formed by coating. For example, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating Method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary coating method, spray coating method, nozzle coating method, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, reverse printing method Various printing methods such as an inkjet printing method can be used.
<第1の補助電極、第2の補助電極>
前記第1の補助電極と前記第2の補助電極のうち、少なくとも前記エレクトロクロミック層を有する側の補助電極が前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体に埋設されており、前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面と面一となるように、前記エレクトロクロミック層を有する側の補助電極と共に前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の前記表面が成す面が平滑であれば、その材質、形成方法などに特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、前記エレクトロクロミック層を有する側の補助電極と同様に、前記エレクトロクロミック層を有しない側の補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体に埋設されており、前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の表面と面一となるように、前記エレクトロクロミック層を有しない側の補助電極と共に前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の前記表面が成す面が平滑であってもよい。
<First auxiliary electrode, second auxiliary electrode>
Of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode, at least the auxiliary electrode on the side having the electrochromic layer is embedded in the support on the side having the electrochromic layer, and has the electrochromic layer If the surface formed by the surface of the support on the side having the electrochromic layer together with the auxiliary electrode on the side having the electrochromic layer is smooth so as to be flush with the surface of the support on the side, the material thereof, There is no restriction | limiting in particular in a formation method etc., According to the objective, it can select suitably. Further, similarly to the auxiliary electrode on the side having the electrochromic layer, the auxiliary electrode on the side not having the electrochromic layer is embedded in a support on the side not having the electrochromic layer, and the electrochromic layer The surface formed by the surface of the support that does not have the electrochromic layer together with the auxiliary electrode that does not have the electrochromic layer is smooth so that it is flush with the surface of the support that does not have the electrochromic layer. May be.
なお、前記補助電極の表面と前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面との平均段差は、50nm以下であることが好ましい。前記平均段差が50nm以下であると、平滑なエレクトロクロミック層を形成することができる。 The average step between the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support having the electrochromic layer is preferably 50 nm or less. When the average step is 50 nm or less, a smooth electrochromic layer can be formed.
前記補助電極の材料としては、電気伝導度に優れていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銀ペースト、銅ペースト、銀インク、銅インク、低抵抗金属(金,銀,銅,アルミ,ニッケル,スズ)、カーボンナノチューブなどを用いることができる。 The material of the auxiliary electrode is not particularly limited as long as it has excellent electrical conductivity, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, silver paste, copper paste, silver ink, copper ink, low resistance metal ( Gold, silver, copper, aluminum, nickel, tin), carbon nanotubes, and the like can be used.
前記補助電極の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記支持体の開口率を著しく低下させない観点から、5μm〜50μmが好ましい。前記補助電極の平均幅が5μm以上であると、前記エレクトロクロミック素子の応答性を向上させることができ、50μm以下であると、前記エレクトロクロミック素子の視認性の低下を防ぐことができる。 There is no restriction | limiting in particular as an average width | variety of the said auxiliary electrode, Although it can select suitably according to the objective, 5 micrometers-50 micrometers are preferable from a viewpoint which does not reduce the aperture ratio of the said support body remarkably. When the average width of the auxiliary electrode is 5 μm or more, the responsiveness of the electrochromic element can be improved, and when it is 50 μm or less, the visibility of the electrochromic element can be prevented from being lowered.
前記補助電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記エレクトロクロミック素子の応答性の観点から、0.5μm〜10μmが好ましい。前記補助電極の平均厚みが0.5μm以上であると、前記エレクトロクロミック素子の応答性を向上させることができ、10μm以下であると、前記エレクトロクロミック素子の厚みを抑えることができる。 There is no restriction | limiting in particular as average thickness of the said auxiliary electrode, Although it can select suitably according to the objective, 0.5 micrometer-10 micrometers are preferable from a viewpoint of the responsiveness of the said electrochromic element. When the average thickness of the auxiliary electrode is 0.5 μm or more, the responsiveness of the electrochromic element can be improved, and when it is 10 μm or less, the thickness of the electrochromic element can be suppressed.
前記補助電極の形成方法(補助電極形成工程)としては、前記支持体の前記凹部又は前記溝に形成することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、インクジェット印刷など各種印刷手段による形成方法、スパッタ、蒸着、イオンプレーティング法を用い、非電極部分をマスク保護することで所望の部位にのみ電極を形成する方法、前記凹部又は前記溝にシード層をパターニングした後、無電解めっき、あるいは電解めっきによる電極形成方法などが挙げられる。前記シード層は、前記無電解めっきの場合は、前記無電解めっきの触媒となり得るものであればよく、前記無電解めっきにより析出させる金属の種類や用いるめっき液に応じて選択され、例えば、PdTiO3・6H2O(金属酸化物水和物)微粒子や、酸化チタンなどの金属酸化物にPdを担持させた微粒子などが用いることができる。また、前記電解めっきの場合は導通のとれる材料であれば良く、例えば、銀ペースト、銅ペースト、銀インク、銅インク、ITOなどを用いることができる。
なお、前記支持体上に前記補助電極を形成した後の前記支持体の開口率が、90%以上となるように前記補助電極を形成することが好ましく、95%以上となるように前記補助電極を形成することがより好ましい。
A method for forming the auxiliary electrode (auxiliary electrode forming step) is not particularly limited as long as it can be formed in the concave portion or the groove of the support, and can be appropriately selected according to the purpose. A method of forming an electrode only at a desired site by masking a non-electrode portion using a forming method by various printing means such as printing, gravure offset printing, ink jet printing, sputtering, vapor deposition, ion plating method, After patterning the seed layer in the groove, an electrode forming method by electroless plating or electrolytic plating may be used. In the case of the electroless plating, the seed layer may be any one that can serve as a catalyst for the electroless plating, and is selected according to the type of metal to be deposited by the electroless plating and the plating solution used. For example, PdTiO 3 · 6H 2 or O (metal oxide hydrate) particles, it can be like used particles obtained by supporting Pd on a metal oxide such as titanium oxide. In the case of the electrolytic plating, any material can be used as long as it is conductive. For example, silver paste, copper paste, silver ink, copper ink, ITO, or the like can be used.
The auxiliary electrode is preferably formed such that the aperture ratio of the support after the auxiliary electrode is formed on the support is 90% or more, and the auxiliary electrode is 95% or more. It is more preferable to form
前記補助電極が埋設された前記支持体の表面を、前記補助電極とともに平滑にする方法(表面平滑工程)に、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パターン化された前記凹部又は前記溝を形成した前記支持体上へ、任意の方法で補助電極材料を製膜し、平面研磨機で研磨処理を施すことで、前記補助電極と共に前記支持体の表面を平滑にすることができる。前記補助電極材料の製膜方法は、パターン化された前記凹部又は前記溝が前記補助電極材料で満たされていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述した前記補助電極の形成方法などを用いてもよい。
その他にも、平滑面を有する別の支持体上の前記平滑面において、前記補助電極をパターン化して凸部又は凸条となるように形成し、前記補助電極が埋設されるための、軟化または溶融した支持体を充填させた後、前記支持体を硬化させ、前記別の支持体上から前記補助電極が埋設されたまま剥離させることで、前記補助電極と共に前記支持体の面を平滑にすることも可能である。前記補助電極のパターン化の形成に特に制限はなく、前述した補助電極形成方法などを用いてもよい。
There is no particular limitation on the method of smoothing the surface of the support in which the auxiliary electrode is embedded together with the auxiliary electrode (surface smoothing step), and the method can be appropriately selected according to the purpose. For example, an auxiliary electrode material is formed on the patterned support with the recesses or grooves formed by an arbitrary method, and a polishing process is performed with a flat polishing machine, so that the support together with the auxiliary electrode is formed. The surface can be smoothed. The method for forming the auxiliary electrode material is not particularly limited as long as the patterned concave portion or groove is filled with the auxiliary electrode material, and can be appropriately selected depending on the purpose. A method of forming the auxiliary electrode may be used.
In addition, in the smooth surface on another support having a smooth surface, the auxiliary electrode is patterned to form a convex portion or a ridge, and the auxiliary electrode is embedded or softened. After filling the molten support, the support is cured, and the auxiliary electrode is peeled off from the other support so that the surface of the support is smoothed together with the auxiliary electrode. It is also possible. There is no particular limitation on the patterning of the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode forming method described above may be used.
<エレクトロクロミック層>
前記エレクトロクロミック層は、エレクトロクロミック材料を含む層である。
前記エレクトロクロミック材料としては、無機エレクトロクロミック化合物及び有機エレクトロクロミック化合物のいずれであっても構わない。また、エレクトロクロミズムを示すことで知られる導電性高分子を用いてもよい。
<Electrochromic layer>
The electrochromic layer is a layer containing an electrochromic material.
The electrochromic material may be either an inorganic electrochromic compound or an organic electrochromic compound. Moreover, you may use the conductive polymer known by showing electrochromism.
前記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、酸化チタンなどが挙げられる。
前記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、スチリルなどが挙げられる。
前記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などが挙げられる。
Examples of the inorganic electrochromic compound include tungsten oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, and titanium oxide.
Examples of the organic electrochromic compound include viologen, rare earth phthalocyanine, and styryl.
Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or derivatives thereof.
前記エレクトロクロミック層としては、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、前記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。
前記構造は、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表示素子と比較して高速応答が可能となる。更に、微粒子を用いることで表示層として透明な膜を形成することができるため、エレクトロクロミック色素の高い発色濃度を得ることができる。また、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。さら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。
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などが挙げられる。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。
As the electrochromic layer, it is preferable to use a structure in which an organic electrochromic compound is supported on conductive or semiconductive fine particles. Specifically, it has a structure in which fine particles having a particle diameter of about 5 nm to 50 nm are bound to the electrode surface, and an organic electrochromic compound having a polar group such as phosphonic acid, carboxyl group, silanol group or the like is adsorbed on the surface of the fine particles. .
In the 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 the conventional electrochromic display element. Furthermore, since a transparent film can be formed as a display layer by using fine particles, a high color density of the electrochromic dye can be obtained. Also, a plurality of types of organic electrochromic compounds can be supported on conductive or semiconductive fine particles. Furthermore, electroconductive particle can serve as electroconductivity as an electrode layer.
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, viologen compounds and dipyridine compounds are preferable from the viewpoint of low color development / discoloration potential and good color values. For example, dipyridine compounds represented by the following general formula (1) are more preferable.
<一般式(1)>
前記一般式(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、及びアリール基のいずれかを表し、R1及びR2の少なくとも一方は、COOH、PO(OH)2、及びSi(OCkH2k+1)3(ただし、kは、1〜20を表す)から選択される置換基を有する。
前記一般式(1)において、Xは、一価のアニオンを表す。前記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することができ、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 −)などが挙げられる。
前記一般式(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。
前記一般式(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、及び複素環基のいずれかを表す。
<General formula (1)>
In the general formula (1), R1 and R2 each independently represent an optionally substituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an aryl group, and at least one of R1 and R2 is , COOH, PO (OH) 2 , and Si (OC k H 2k + 1 ) 3 (wherein k represents 1 to 20).
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. For example, Br ion (Br − ), Cl ion (Cl − ), ClO 4 ions (ClO 4 − ), PF 6 ions (PF 6 − ), BF 4 ions (BF 4 − ), and the like.
In the said General formula (1), n, m, and 1 represent 0, 1, or 2 each independently.
In the said 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.
また、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。 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 are used. it can.
前記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することができるが、金属酸化物を用いることが好ましい。
前記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などが挙げられる。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、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。
There is no restriction | limiting in particular as electroconductive or semiconductive fine particle which carries the said electrochromic compound, Although it can select suitably according to the objective, 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, and calcium titanate. , 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. Is mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
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.
また、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.
前記エレクトロクロミック層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。 The electrochromic layer and the conductive or semiconducting fine particle layer can be formed by vacuum film formation, but are preferably applied and formed as a particle-dispersed paste from the viewpoint of productivity.
前記エレクトロクロミック層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.2μm〜5.0μmが好ましい。前記厚みが、0.2μm以上であると、発色濃度を確実に得られ、5.0μmを以下であると、製造コストを抑えることができる共に、着色による視認性の低下を防止することができる。 There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said electrochromic layer, Although it can select suitably according to the objective, 0.2 micrometer-5.0 micrometers are preferable. When the thickness is 0.2 μm or more, the color density can be reliably obtained, and when the thickness is 5.0 μm or less, the manufacturing cost can be suppressed and the deterioration of the visibility due to coloring can be prevented. .
なお、前記エレクトロクロミック層は、前記第1の電極層及び前記第2の電極層のいずれか一方に接するように設ける構成としても、又は、前記第1の電極層に接する前記エレクトロミック層を設け、前記第2の電極層と接する別のエレクトロクロミック層を設けた構成としてもよい。
前記別のエレクトロクロミック層としては、前記エレクトロクロミック層と同様に、平滑に形成されていることが好ましく、前記エレクトロクロミック層と同様の材料及び同様の厚みで形成してもよく、また別の材料及び厚みで形成してもよい。
The electrochromic layer may be provided so as to be in contact with either the first electrode layer or the second electrode layer, or the electrochromic layer may be provided so as to be in contact with the first electrode layer. Alternatively, another electrochromic layer in contact with the second electrode layer may be provided.
As said another electrochromic layer, it is preferable that it is formed smoothly similarly to the said electrochromic layer, and may be formed with the same material and the same thickness as the said electrochromic layer, and another material. And may be formed with a thickness.
<電解質層>
前記電解質層は、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電解質が充填されている。
前記電解質としては、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、具体的には、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3COO、KCl、NaClO3、NaCl、NaBF4、NaSCN、KBF4、Mg(ClO4)2、Mg(BF4)2などが挙げられる。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer is filled with an electrolyte between the first electrode and the second electrode.
Examples of the electrolyte include inorganic ion salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, quaternary ammonium salts, acids, and alkali supporting salts. Specifically, LiClO 4 and LiBF 4 can be used. , 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.
前記電解質の材料としては、イオン性液体を用いることもできる。これらの中でも、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を有しているため、用いることが好ましい。
前記有機のイオン性液体の分子構造として、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;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脂肪族4級アンモニウム系などが挙げられる。
また、アニオン成分としては、大気中での安定性を考慮して、フッ素を含んだ化合物を用いることが好ましく、例えば、BF4 −、CF3SO3 −、PF4 −、(CF3SO2)2N−などが挙げられる。
An ionic liquid can also be used as the electrolyte material. Among these, the organic ionic liquid is preferably used because it has a molecular structure showing the liquid in a wide temperature range including room temperature.
As the molecular structure of the organic ionic liquid, examples of the cationic component include imidazole derivatives such as N, N-dimethylimidazole salt, N, N-methylethylimidazole salt, and N, N-methylpropylimidazole salt; Examples thereof include pyridinium derivatives such as N-dimethylpyridinium salt and N, N-methylpropylpyridinium salt; aliphatic quaternary ammonium compounds such as trimethylpropylammonium salt, trimethylhexylammonium salt and triethylhexylammonium salt.
As the anion component, it is preferable to use a compound containing fluorine in consideration of stability in the atmosphere. For example, BF 4 − , CF 3 SO 3 − , PF 4 − , (CF 3 SO 2). ) 2 N- and the like.
前記電解質の材料としては、前記カチオン成分と前記アニオン成分とを任意に組み合わせたイオン性液体を用いることが好ましい。
前記イオン性液体は、光重合性モノマー、オリゴマー、及び液晶材料のいずれかに直接溶解させてもよい。なお、溶解性が悪い場合は、少量の溶媒に溶解させて、該溶液を光重合性モノマー、オリゴマー、及び液晶材料のいずれかと混合して用いればよい。
前記溶媒としては、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、又はこれらの混合溶媒などが挙げられる。
As the electrolyte material, it is preferable to use an ionic liquid in which the cation component and the anion component are arbitrarily combined.
The ionic liquid may be directly dissolved in any of photopolymerizable monomers, oligomers, and liquid crystal materials. If the solubility is poor, the solution may be dissolved in a small amount of solvent and mixed with any of photopolymerizable monomers, oligomers, and liquid crystal materials.
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, and polyethylene glycol. , Alcohols, or a mixed solvent thereof.
前記電解質は低粘性の液体である必要はなく、ゲル状や高分子架橋型、液晶分散型などの様々な形態をとることが可能である。電解質はゲル状、固体状に形成することで、素子強度向上、信頼性向上などの利点が得られる。
固体化手法としては、電解質と溶媒をポリマー樹脂中に保持することが好ましい。これにより高いイオン伝導度と固体強度が得られるためである。更に、前記ポリマー樹脂としては光硬化可能な樹脂が好ましい。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。
The electrolyte need not be a low-viscosity liquid, and can take various forms such as a gel, a polymer cross-linked type, and a liquid crystal dispersion type. By forming the electrolyte in a gel or solid form, advantages such as improved element strength and improved reliability can be obtained.
As a solidification method, it is preferable to hold the electrolyte and the solvent in the polymer resin. This is because high ionic conductivity and solid strength can be obtained. Further, the polymer resin is preferably a photocurable resin. This is because the device can be manufactured at a low temperature and in a short time as compared with the method of thinning by thermal polymerization or evaporation of the solvent.
前記電解質からなる電解質層の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100nm〜100μmが好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the average thickness of the electrolyte layer which consists of said electrolyte, Although it can select suitably according to the objective, 100 nm-100 micrometers are preferable.
<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、絶縁性多孔質層、劣化防止層、保護層、などが挙げられる。
<Other members>
There is no restriction | limiting in particular as said other member, According to the objective, it can select suitably, For example, an insulating porous layer, a deterioration prevention layer, a protective layer, etc. are mentioned.
<<絶縁性多孔質層>>
前記絶縁性多孔質層は、前記第1の電極層と前記第2の電極層とが電気的に絶縁されるように隔離すると共に、電解質を保持する機能を有する。前記絶縁性多孔質層の材料としては、多孔質であれば特に制限はなく、絶縁性及び耐久性が高く成膜性に優れた有機材料や無機材料、及びそれらの複合体を用いることが好ましい。
前記絶縁性多孔質層の形成方法としては、例えば、焼結法(高分子微粒子や無機粒子を、バインダ等を添加して部分的に融着させ粒子間に生じた孔を利用する)、抽出法(溶剤に可溶な有機物又は無機物類と溶剤に溶解しないバインダ等で構成層を形成した後に、溶剤で有機物又は無機物類を溶解させ細孔を得る)、発泡させる発泡法、良溶媒と貧溶媒を操作して高分子類の混合物を相分離させる相転換法、各種放射線を輻射して細孔を形成させる放射線照射法などが挙げられる。
<< Insulating porous layer >>
The insulating porous layer has a function of retaining an electrolyte while isolating the first electrode layer and the second electrode layer so as to be electrically insulated. The material of the insulating porous layer is not particularly limited as long as it is porous, and it is preferable to use an organic material or an inorganic material having high insulating properties and durability and excellent film forming properties, and a composite thereof. .
As the method for forming the insulating porous layer, for example, a sintering method (using fine pores formed between particles by partially fusing polymer fine particles or inorganic particles by adding a binder or the like), extraction, etc. Method (after forming a constituent layer with a solvent-soluble organic or inorganic substance and a binder that does not dissolve in the solvent, the organic or inorganic substance is dissolved in the solvent to obtain pores), foaming foaming method, good solvent and poor Examples include a phase change method in which a solvent is manipulated to phase-separate a mixture of polymers, and a radiation irradiation method in which various radiations are emitted to form pores.
<<劣化防止層>>
前記劣化防止層の役割は、前記エレクトロクロミック層と逆の化学反応をし、電荷のバランスをとって前記第1の電極層や前記第2の電極層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。なお、逆反応とは、劣化防止層が酸化還元する場合に加え、キャパシタとして作用することも含む。
前記劣化防止層の材料としては、前記第1の電極層及び第2の電極層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制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、又はそれらを複数含む導電性又は半導体性金属酸化物を用いることができる。
前記劣化防止層は、電解質の注入を阻害しない程度の多孔質薄膜から構成することができる。例えば、酸化アンチモン錫や酸化ニッケル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の導電性又は半導体性金属酸化物微粒子を、例えば、アクリル系、アルキド系、イソシアネート系、ウレタン系、エポキシ系、フェノール系等のバインダにより第2の電極に固定化することで、電解質の浸透性と、劣化防止層としての機能を満たす、好適な多孔質薄膜を得ることができる。
<< Deterioration prevention layer >>
The role of the deterioration preventing layer is to perform a chemical reaction reverse to that of the electrochromic layer, and to balance the charge, the first electrode layer and the second electrode layer are corroded or deteriorated by an irreversible redox reaction. Is to suppress it. In addition, the reverse reaction includes acting as a capacitor in addition to the case where the degradation preventing layer is oxidized and reduced.
The material of the deterioration preventing layer is not particularly limited as long as it is a material that plays a role of preventing corrosion due to irreversible oxidation-reduction reaction of the first electrode layer and the second electrode layer, and is appropriately selected depending on the purpose. For example, antimony tin oxide, nickel oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, or a conductive or semiconducting metal oxide containing a plurality of them can be used.
The deterioration preventing layer can be composed of a porous thin film that does not hinder electrolyte injection. For example, conductive or semiconductive metal oxide fine particles such as antimony tin oxide, nickel oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, etc., for example, acrylic, alkyd, isocyanate, urethane, epoxy, phenol, etc. By fixing to the second electrode with this binder, a suitable porous thin film satisfying the electrolyte permeability and the function as a deterioration preventing layer can be obtained.
<<保護層>>
前記保護層の役割は、外的応力や洗浄工程の薬品から素子を守ることや、電解質の漏洩を防ぐこと、大気中の水分や酸素など前記エレクトロクロミック素子が安定的に動作するために不要なものの侵入を防ぐことなどである。
前記保護層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm〜200μmが好ましい。
前記保護層の材料としては、例えば、紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂などが挙げられる。
<< Protective layer >>
The role of the protective layer is unnecessary for protecting the device from external stress and chemicals in the cleaning process, preventing leakage of electrolyte, and stable operation of the electrochromic device such as moisture and oxygen in the atmosphere. For example, to prevent the entry of things.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective layer, Although it can select suitably according to the objective, 1 micrometer-200 micrometers are preferable.
As the material for the protective layer, for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used, and specific examples include acrylic, urethane, and epoxy resins.
<用途>
本発明のエレクトロクロミック素子は、例えば、エレクトロクロミックディスプレイ、株価の表示板等の大型表示板、防眩ミラー、調光ガラス等の調光素子、タッチパネル式キースイッチ等の低電圧駆動素子、光スイッチ、光メモリー、電子ペーパー、電子アルバムなどに好適に使用することができる。
<Application>
The electrochromic device of the present invention includes, for example, an electrochromic display, a large display plate such as a stock price display plate, a light control device such as an antiglare mirror and a light control glass, a low voltage driving device such as a touch panel key switch, and an optical switch. It can be suitably used for optical memory, electronic paper, electronic album, and the like.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明するが、本発明はこの実施形態に何ら限定されるものではない。なお、各図面における「1」等の符号は、それぞれ同じものを意味している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. Note that the reference numerals such as “1” in the drawings mean the same thing.
図1は、本発明のエレクトロクロミック素子の一例を示す概略断面図である。図2は、本発明のエレクトロクロミック素子の別の一例を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the electrochromic device of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the electrochromic device of the present invention.
図1に示すように、エレクトロクロミック素子10は、第1の支持体22上に形成された連続した凹部である溝26に第1の補助電極42が埋め込まれ、第1の支持体22と第1の補助電極42とからなる面が平滑となるように構成される。第1の支持体22と第1の補助電極42とからなる面上へ、第1の電極層32を形成し、さらに第1の電極層32上へエレクトロクロミック層52が積層される。第2の支持体24の上に第2の補助電極44が形成される。第2の支持体24と第2の補助電極44とからなる面上へ、第2の電極層34が形成される。そして、電解質層60を介して、第1の支持体22側の第1の電極層32と、第2の支持体24側の第2の電極層34とが、対向するように形成されて、本発明のエレクトロクロミック素子10が形成される。
As shown in FIG. 1, the electrochromic element 10 includes a first
第1の支持体22と第1の補助電極42とからなる面を平滑にすることで、積層する層の膜厚を均一化することが可能となる。これはエレクトロクロミック層の厚さが発色ムラへ影響するエレクトロクロミック素子にとって特に有利な点となる。
By smoothing the surface composed of the
また、図2に示すように、第2の支持体24の上に形成された溝28に、第2の補助電極44が埋め込まれ、第2の支持体24と第2の補助電極44とからなる面が平滑となるようにした構造でもよい。この構造では、第2の支持体24と第2の補助電極44とからなる面上へ、第2の電極層34が平滑に形成される。そして、図1に示すエレクトロクロミック素子10と同様に、電解質層60を介して、第1の支持体22側の第1の電極層32と、第2の支持体24側の第2の電極層34とが、対向するように形成されて、本発明のエレクトロクロミック素子10が形成される。
In addition, as shown in FIG. 2, the second
エレクトロクロミック素子10は、第1の電極層32よりも低抵抗な第1の補助電極42がパターンとなるように、パターン化された第1の支持体22の溝26へと埋め込むことで、第1の補助電極42及び第2の補助電極44が無い場合と比較して、エレクトロクロミックの応答速度を高速化させることも可能となる。
The electrochromic element 10 is embedded in the
更に、第1の補助電極42及び第2の補助電極44の材料を、金属またはカーボンなどの電気伝導率が高い材料を用いることで、より効率良く、エレクトロクロミックの応答速度の向上を行うことができる。また、第1の電極層32と第2の電極層34を全面に製膜することで、エレクトロクロミック層52及び別のエレクトロクロミック層(図示しない)が面内で均一に反応することが可能となる。更に、第1の電極層32と第2の電極層34とを、導電性酸化物、導電性粒子または導電性カーボンを含有する層とすることで、導電性と透明性を両立させるだけでなく、第1の補助電極42及び第2の補助電極44の保護層としても機能し、エレクトロクロミック素子10の長期にわたる安定化を可能とする。
Furthermore, the material of the first
(エレクトロクロミック調光部材)
本発明のエレクトロクロミック調光部材は、本発明の前記エレクトロクロミック素子を備え、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。前記エレクトロクロミック調光部材としては、例えば、調光眼鏡、調光ガラス、及び防眩ミラーなどに好適に使用することができる。
(Electrochromic light control member)
The electrochromic light control member of the present invention includes the electrochromic element of the present invention, and further includes other members as necessary. As said electrochromic light control member, it can be used conveniently for light control glasses, light control glass, a glare-proof mirror, etc., for example.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの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 these examples.
(実施例1)
図2に示す構成のエレクトロクロミック素子を作製し、評価した。
Example 1
An electrochromic device having the configuration shown in FIG. 2 was fabricated and evaluated.
<第1の支持体上へ第1の補助電極、及び第1の電極層の形成>
第1の支持体としてガラス基板(40mm×40mm×0.7mm)を用意した。
前記第1の支持体の面上へ、レーザにより幅20μm、深さ3μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングした。前記十字格子状の前記溝をパターニングした前記第1の支持体上へ、金をスパッタ法により製膜した後、電解めっき法により、銅を前記溝が埋まるまで製膜した。前記銅めっきされた前記第1の支持体に、平面研磨機で研磨処理を施すことで、前記銅が第1の補助電極として前記第1の支持体に面が平滑になるように埋め込まれた構成を形成した。
次に、作製した前記第1の補助電極が前記第1の支持体面と平滑になるように埋め込まれた第1の支持体上へ、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜し、第1の電極層を形成し、第1の積層体を得た。
<Formation of first auxiliary electrode and first electrode layer on first support>
A glass substrate (40 mm × 40 mm × 0.7 mm) was prepared as a first support.
On the surface of the first support, a cross-shaped groove was patterned by a laser so as to have a width of 20 μm, a depth of 3 μm, and a pitch of 5 mm. Gold was deposited on the first support on which the cross-shaped grooves were patterned by sputtering, and then copper was deposited by electrolytic plating until the grooves were filled. The copper-plated first support was subjected to a polishing process with a flat polishing machine so that the copper was embedded as a first auxiliary electrode so that the surface was smooth on the first support. A configuration was formed.
Next, an ITO film having a thickness of about 100 nm is formed by sputtering on the first support embedded so that the produced first auxiliary electrode is smooth with the first support surface. 1 electrode layer was formed, and the 1st laminated body was obtained.
<第2の支持体上へ第2の補助電極、及び第2の電極層の形成>
前記第1の積層体と同様に、第2の支持体としてガラス基板(40mm×40mm×0.7mm)を用意した。
前記第2の支持体の面上へ、レーザにより幅20μm、深さ3μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングした。前記十字格子状の前記溝をパターニングした前記第2の支持体上へ、金をスパッタ法により製膜した後、電解めっき法により、銅を前記溝が埋まるまで製膜した。前記銅めっきされた前記第2の支持体に、平面研磨機で研磨処理を施すことで、前記銅が第2の補助電極として前記第2の支持体に面が平滑になるように埋め込まれた構成を形成した。
次に、作製した前記第2の補助電極が前記第2の支持体面と平滑になるように埋め込まれた第2の支持体上へ、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜し、第2の電極層を形成し、第2の積層体を得た。
<Formation of Second Auxiliary Electrode and Second Electrode Layer on Second Support>
Similar to the first laminate, a glass substrate (40 mm × 40 mm × 0.7 mm) was prepared as the second support.
On the surface of the second support, a cross-shaped groove was patterned by a laser so as to have a width of 20 μm, a depth of 3 μm, and a pitch of 5 mm. After the gold was formed on the second support on which the cross-shaped grooves were patterned by sputtering, copper was formed by electrolytic plating until the grooves were filled. The copper-plated second support was subjected to a polishing process with a flat polishing machine so that the copper was embedded as a second auxiliary electrode so that the surface was smooth on the second support. A configuration was formed.
Next, an ITO film is formed to a thickness of about 100 nm by sputtering on the second support embedded so that the produced second auxiliary electrode is smooth with the surface of the second support. Two electrode layers were formed to obtain a second laminate.
<エレクトロクロミック層の形成>
作製した前記第1の積層体の前記第1の電極上へ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。次に、前記ナノ構造半導体材料に、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後、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を形成した。
[構造式A]
A titanium oxide nanoparticle dispersion (trade name: SP210, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average particle size: 20 nm) is applied onto the first electrode of the first laminate produced by a spin coating method at 120 ° C. By performing an annealing treatment for 15 minutes, a nanostructured semiconductor material composed of a titanium oxide particle film having a thickness of about 1.0 μm was formed. Next, a 2,2,3,3-tetrafluoropropanol solution containing 1.5% by mass of a compound represented by the following structural formula A as an electrochromic compound was applied to the nanostructured semiconductor material by a spin coating method. Thereafter, an annealing treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes to carry (adsorb) the titanium oxide particle film, thereby forming an electrochromic layer.
[Structural Formula A]
<電解質層の形成、及びエレクトロクロミック素子の作製>
以下に示す組成の電解質液を調製した。
・IRGACURE184(BASFジャパン株式会社製):5質量部
・PEG400DA(日本化薬株式会社製):100質量部
・1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート(メルク社製):50質量部
<Formation of electrolyte layer and production of electrochromic element>
An electrolyte solution having the following composition was prepared.
IRGACURE184 (manufactured by BASF Japan KK): 5 parts by mass PEG400DA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.): 100 parts by mass 1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate (manufactured by Merck): 50 parts by mass
得られた前記電解質液をマイクロピペットで30mg測り取り、前記第1の積層体上のエレクトロクロミック層へ滴下した。その上に、前記第2の積層体を貼り合せ、貼り合せ素子を作製した。
得られた貼り合せ素子をUV(波長250nm)照射装置(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE)により10mWで60秒間照射した。以上により、エレクトロクロミック素子を作製した。
30 mg of the obtained electrolyte solution was measured with a micropipette and dropped onto the electrochromic layer on the first laminate. On top of this, the second laminate was bonded to produce a bonded element.
The obtained bonded element was irradiated for 60 seconds at 10 mW by a UV (wavelength 250 nm) irradiation apparatus (SPOT CURE, manufactured by USHIO INC.). Thus, an electrochromic element was produced.
<平均段差の測定>
前記第1の支持体の表面と前記第1の補助電極の表面との前記段差の測定としては、触針式段差計(アルファステップIQ:ヤマト科学株式会社製)を用いて、任意の10点の段差を計測し、平均値を求めて平均段差を算出した。なお、段差の測定値は、ノイズ補正後の値である。
<Measurement of average step>
As the measurement of the step between the surface of the first support and the surface of the first auxiliary electrode, a stylus-type step meter (Alpha step IQ: manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) is used. The step was measured and the average value was calculated to calculate the average step. Note that the step measurement value is a value after noise correction.
<応答性評価>
前記エレクトロクロミック素子の前記第1の電極層と前記第2の電極層の間に、前記第1の電極層がマイナスになるように−3Vの電圧を5秒間印加し発色させた。さらに、前記第1の電極層がプラスになるように+3Vの電圧を5秒間印加し消色させた。前記のごとく発色、及び消色させたエレクトロクロミック素子の応答性を、以下の基準にて評価した。
〔評価基準〕
◎:発色、または消色が2秒間以下で完了する
○:発色、または消色が2秒間超5秒間以下で完了する
×:発色、または消色に5秒間を超える時間を要する
<Response evaluation>
A voltage of −3V was applied for 5 seconds between the first electrode layer and the second electrode layer of the electrochromic element so that the first electrode layer became negative, and color was developed. Further, a voltage of +3 V was applied for 5 seconds so that the first electrode layer became positive, and the color was erased. The responsiveness of the electrochromic device colored and decolored as described above was evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
◎: Color development or decoloration is completed in 2 seconds or less ○: Color development or color erasure is completed in 2 seconds or more and 5 seconds or less ×: Color development or color erasure takes more than 5 seconds
<透明性評価>
消色状態のエレクトロクロミック素子の透明性を、視認性と透過率から以下の基準で評価した。
<Transparency evaluation>
The transparency of the decolored electrochromic element was evaluated based on visibility and transmittance according to the following criteria.
<<視認性評価>>
〔評価基準〕
◎:30cm離れた距離から見て、補助電極に気づかない。
○:30cm離れた距離から見て、補助電極がほとんど確認できない。
×:30cm離れた距離から見て、明らかに補助電極が確認できる。
<< Visibility evaluation >>
〔Evaluation criteria〕
A: The auxiliary electrode is not noticed when viewed from a distance of 30 cm.
A: Almost no auxiliary electrode can be confirmed when viewed from a distance of 30 cm.
X: The auxiliary electrode can be clearly confirmed when viewed from a distance of 30 cm.
<<透過率評価>>
波長400nm〜800nmにおける透過率の平均値を求め、下記の基準にて評価した。なお、透過率はOcean Optics社製USB4000にて測定した。
〔評価基準〕
◎:透過率が60%以上
○:透過率が50%以上60%未満
×:透過率が50%未満
<< Transmittance evaluation >>
An average value of transmittance at wavelengths of 400 nm to 800 nm was determined and evaluated according to the following criteria. The transmittance was measured with a USB4000 manufactured by Ocean Optics.
〔Evaluation criteria〕
◎: Transmittance is 60% or more ○: Transmittance is 50% or more and less than 60% ×: Transmittance is less than 50%
<発色ムラ評価>
発色状態のエレクトロクロミック素子の発色ムラを、以下の基準にて目視評価した。
〔評価基準〕
◎:30cm離れた距離から見て、発色ムラに気づかない。
○:30cm離れた距離から見て、発色ムラがほとんど確認できない。
×:30cm離れた距離から見て、明らかな発色ムラがある。
<Evaluation of uneven coloring>
The color development unevenness of the electrochromic element in the color development state was visually evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
A: The color unevenness is not noticed when viewed from a distance of 30 cm.
◯: Color unevenness is hardly confirmed when viewed from a distance of 30 cm.
X: Clear color unevenness seen from a distance of 30 cm.
(実施例2)
実施例1において、前記第1の支持体の表面へ、レーザにより幅5μm、深さ0.5μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングし、第1の補助電極を幅5μm、厚み0.5μm、ピッチ5mmとした以外は、実施例1と同様にして、エレクトロクロミック素子を作製し、評価した。
(Example 2)
In Example 1, a cross lattice-shaped groove is patterned on the surface of the first support with a laser so as to have a width of 5 μm, a depth of 0.5 μm, and a pitch of 5 mm, and the first auxiliary electrode has a width of 5 μm and a thickness. An electrochromic device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thickness was 0.5 μm and the pitch was 5 mm.
(実施例3)
実施例1において、前記第1の支持体の表面へ、レーザにより幅5μm、深さ10μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングし、第1の補助電極を幅5μm、厚み10μm、ピッチ5mmとした以外は、実施例1と同様にして、エレクトロクロミック素子を作製し、評価した。
Example 3
In Example 1, a cross-shaped groove is patterned on the surface of the first support with a laser so as to have a width of 5 μm, a depth of 10 μm, and a pitch of 5 mm, and the first auxiliary electrode has a width of 5 μm and a thickness of 10 μm. An electrochromic device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the pitch was 5 mm.
(実施例4)
実施例1において、前記第1の支持体の表面へ、レーザにより幅50μm、深さ0.5μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングし、第1の補助電極を幅50μm、厚み0.5μm、ピッチ5mmとした以外は、実施例1と同様にして、エレクトロクロミック素子を作製し、評価した。
Example 4
In Example 1, a cross lattice-shaped groove is patterned on the surface of the first support with a laser so as to have a width of 50 μm, a depth of 0.5 μm, and a pitch of 5 mm, and the first auxiliary electrode has a width of 50 μm and a thickness. An electrochromic device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thickness was 0.5 μm and the pitch was 5 mm.
(実施例5)
実施例1において、前記第1の支持体の表面へ、レーザにより幅50μm、深さ10μm、ピッチ5mmとなるよう十字格子状の溝をパターニングし、第1の補助電極を幅50μm、厚み10μm、ピッチ5mmとした以外は、実施例1と同様にして、エレクトロクロミック素子を作製し、評価した。
(Example 5)
In Example 1, a cross-shaped lattice-shaped groove is patterned on the surface of the first support with a laser so as to have a width of 50 μm, a depth of 10 μm, and a pitch of 5 mm, and the first auxiliary electrode has a width of 50 μm and a thickness of 10 μm. An electrochromic device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the pitch was 5 mm.
(比較例1)
図3Aに示すエレクトロクロミック素子を作製し、実施例1と同様にして、評価した。
<支持体上へ補助電極、及び電極層の形成>
第1の支持体としてガラス基板(40mm×40mm×0.7mm)を用意した。
前記第1の支持体表面の前記補助電極を形成しない非補助電極部をマスク保護し、ITOをスパッタ法にて製膜した後、前記マスクを除去し、電解めっき法により、銅を幅20μm、線厚3μm、ピッチ5mmの十字格子状となるように形成した。
前記第1の補助電極を形成した前記第1の支持体上へ、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜し、第1の電極層を形成した。
第2の支持体、第2の補助電極、及び第2の電極層も、上記と同様にして形成した。
(Comparative Example 1)
The electrochromic device shown in FIG. 3A was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.
<Formation of auxiliary electrode and electrode layer on support>
A glass substrate (40 mm × 40 mm × 0.7 mm) was prepared as a first support.
The non-auxiliary electrode portion that does not form the auxiliary electrode on the surface of the first support is mask-protected, and after ITO is formed by sputtering, the mask is removed, and copper is 20 μm wide by electrolytic plating. It was formed to have a cross lattice shape with a wire thickness of 3 μm and a pitch of 5 mm.
An ITO film having a thickness of about 100 nm was formed on the first support on which the first auxiliary electrode was formed by sputtering to form a first electrode layer.
The second support, the second auxiliary electrode, and the second electrode layer were also formed in the same manner as described above.
<エレクトロクロミック層の形成>
スピンコート法に代わり、デイップコート法を用いた以外は、実施例1と同様にして、エレクトロクロミック層を形成した。
<Formation of electrochromic layer>
An electrochromic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the dip coating method was used instead of the spin coating method.
(比較例2)
比較例1と同様にして、図3Aに示すエレクトロクロミック素子を作製し、実施例1と同様にして、評価した。
第1の補助電極及び第2の補助電極の幅を60μm、線厚0.3μmとした以外は、比較例1と同様である。
(Comparative Example 2)
The electrochromic device shown in FIG. 3A was produced in the same manner as in Comparative Example 1, and was evaluated in the same manner as in Example 1.
It is the same as Comparative Example 1 except that the width of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode is 60 μm and the line thickness is 0.3 μm.
(比較例3)
比較例1と同様にして、図3Aに示すエレクトロクロミック素子を作製し、実施例1と同様にして、評価した。
第1の補助電極及び第2の補助電極の線幅を2μm、線厚0.3μmとした以外は、比較例1と同様である。
(Comparative Example 3)
The electrochromic device shown in FIG. 3A was produced in the same manner as in Comparative Example 1, and was evaluated in the same manner as in Example 1.
The same as Comparative Example 1, except that the line width of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode is 2 μm and the line thickness is 0.3 μm.
(比較例4)
図4に示すエレクトロクロミック素子を作製し、実施例1と同様にして、評価した。
<支持体上へ電極層の形成>
第1の支持体としてガラス基板(40mm×40mm×0.7mm)を用意した。前記第1の補助電極を形成せずに、前記第1の支持体上へ、ITO膜をスパッタ法により厚み約100nmに製膜して、第1の電極層を形成した。
第2の支持体、及び第2の電極層も、上記と同様にして形成した。
それ以外は、実施例1と同様である。
(Comparative Example 4)
The electrochromic device shown in FIG. 4 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.
<Formation of electrode layer on support>
A glass substrate (40 mm × 40 mm × 0.7 mm) was prepared as a first support. Without forming the first auxiliary electrode, an ITO film was formed on the first support to a thickness of about 100 nm by sputtering to form a first electrode layer.
The second support and the second electrode layer were also formed in the same manner as described above.
The rest is the same as in the first embodiment.
実施例1〜5及び比較例1〜4について、応答性評価、透明性評価、発色ムラ評価の結果を表1に示す。実施例1〜5で作製したエレクトロクロミック素子の、第1の支持体の表面と第1の補助電極の表面との平均段差は0±3nmであり、全て50nm以下であることを確認した。
なお、比較例1〜3については、第1の補助電極を含む第1の支持体が平滑ではないため、段差の測定は省略している。また、比較例4については、補助電極を有しないため、段差の測定は省略している。
Table 1 shows the results of responsiveness evaluation, transparency evaluation, and color unevenness evaluation for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. It was confirmed that the average steps between the surface of the first support and the surface of the first auxiliary electrode of the electrochromic devices produced in Examples 1 to 5 were 0 ± 3 nm, and all were 50 nm or less.
In Comparative Examples 1 to 3, measurement of the step is omitted because the first support including the first auxiliary electrode is not smooth. Moreover, since the comparative example 4 does not have an auxiliary electrode, the measurement of the level difference is omitted.
表1の結果から、実施例1〜5は、「×」となる評価項目がなく、発色ムラがなく、応答速度に優れた、エレクトロクロミック素子を提供可能であることが明らかである。
即ち、図3Aに示すように、第1の支持体22上に第1の補助電極42が埋め込まれずに形成された場合、第1の補助電極42の線厚と線幅によって、第1の支持体22上において、凸が形成される。特に、第1の補助電極42の線厚にしたがって、図3Aの破線で示す領域(図3B参照)のエレクトロクロミック層52の垂直方向の厚みが増し、エレクトロクロミック層52の膜厚ムラとなる。前記膜厚ムラが前記エレクトロクロミック素子を発色させた際の発色ムラとして出てきてしまう。エレクトロクロミック層52の前記膜厚ムラは、第1の支持体22上の凸に応じて生じるため、図1に示したごとく、前記凸をなくし、支持体と補助電極を平滑にすることでのみ前記発色ムラは解決される。
From the results of Table 1, it is apparent that Examples 1 to 5 can provide an electrochromic device having no evaluation item “x”, no color unevenness, and excellent response speed.
That is, as shown in FIG. 3A, when the first
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 第1の支持体上に形成した第1の電極層と、
前記第1の電極層に対向するように設けたられた第2の支持体上に形成された第2の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層の間に設けられた電解質層と、
前記第1の電極層及び前記第2の電極層のいずれか一方に接するように設けられたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子であって、
前記エレクトロクロミック層を有する側の電極層よりも低抵抗な材料からなる補助電極を、前記補助電極が前記エレクトロクロミック層を有する側の前記電極層に接するように有しており、
前記補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有する側の前記支持体の表面に埋設されるとともに、前記補助電極の表面及び前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面とが成す面が平滑であることを特徴とするエレクトロクロミック素子である。
<2> 前記補助電極の表面と前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面との平均段差が50nm以下である前記<1>に記載のエレクトロクロミック素子である。
<3> 前記エレクトロクロミック層を有しない側の電極層よりも低抵抗な材料からなる補助電極を、前記エレクトロクロミック層を有しない側の電極層に接するように有しており、前記補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の表面に埋設されるとともに、前記補助電極の表面及び前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の表面とが成す面が平滑である前記<1>から<2>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<4> 前記補助電極の平均幅が、5μm〜50μmである前記<1>から<3>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<5> 前記補助電極の平均厚みが、0.5μm〜10μmである前記<1>から<4>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<6> 前記補助電極の材料が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、及びカーボンから選択される少なくとも一種である前記<1>から<5>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<7> 前記第1の電極層及び前記第2の電極層が、導電性酸化物、導電性粒子又は導電性カーボンを含有する層である前記<1>から<6>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子である。
<8> 前記<1>から<7>のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子を備えたことを特徴とするエレクトロクロミック調光部材である。
<9> 前記エレクトロクロミック調光部材が、調光眼鏡、調光ガラス、及び防眩ミラーのいずれかである前記<8>に記載のエレクトロクロミック調光部材である。
<10> 第1の支持体及び第2の支持体の少なくとも一方の、互いに対向する側の面に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部に、補助電極を形成する補助電極形成工程と、
前記第1の支持体及び前記第2の支持体のうち、少なくともエレクトロクロミック層を備えた側の支持体の前記補助電極が形成された面を平滑にする表面平滑工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするエレクトロクロミック素子の製造方法である。
As an aspect of this invention, it is as follows, for example.
<1> a first electrode layer formed on a first support;
A second electrode layer formed on a second support provided to face the first electrode layer;
An electrolyte layer provided between the first electrode layer and the second electrode layer;
An electrochromic element having an electrochromic layer provided so as to be in contact with either the first electrode layer or the second electrode layer,
Having an auxiliary electrode made of a material having a lower resistance than the electrode layer on the side having the electrochromic layer so that the auxiliary electrode is in contact with the electrode layer on the side having the electrochromic layer;
The auxiliary electrode is embedded in the surface of the support on the side having the electrochromic layer, and the surface formed by the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support on the side having the electrochromic layer is smooth This is an electrochromic element.
<2> The electrochromic device according to <1>, wherein an average step between the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support having the electrochromic layer is 50 nm or less.
<3> An auxiliary electrode made of a material having a lower resistance than the electrode layer on the side not having the electrochromic layer is in contact with the electrode layer on the side not having the electrochromic layer, and the auxiliary electrode is The surface <1 that is embedded in the surface of the support that does not have the electrochromic layer and that is formed by the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support that does not have the electrochromic layer is <1. The electrochromic device according to any one of <2> to <2>.
<4> The electrochromic device according to any one of <1> to <3>, wherein an average width of the auxiliary electrode is 5 μm to 50 μm.
<5> The electrochromic device according to any one of <1> to <4>, wherein the auxiliary electrode has an average thickness of 0.5 μm to 10 μm.
<6> The electrochromic device according to any one of <1> to <5>, wherein a material of the auxiliary electrode is at least one selected from gold, silver, copper, aluminum, nickel, tin, and carbon. is there.
<7> The method according to any one of <1> to <6>, wherein the first electrode layer and the second electrode layer are layers containing conductive oxide, conductive particles, or conductive carbon. It is an electrochromic element.
<8> An electrochromic light control member comprising the electrochromic element according to any one of <1> to <7>.
<9> The electrochromic light control member according to <8>, wherein the electrochromic light control member is any one of light control glasses, light control glass, and an antiglare mirror.
<10> a recess forming step of forming a recess on a surface of at least one of the first support and the second support facing each other;
An auxiliary electrode forming step of forming an auxiliary electrode in the recess;
A surface smoothing step of smoothing a surface on which the auxiliary electrode is formed of at least the electrochromic layer of the first support and the second support; and
Is a method for producing an electrochromic device.
10 エレクトロクロミック素子
22 第1の支持体
24 第2の支持体
26 溝
28 溝
32 第1の電極層
34 第2の電極層
42 第1の補助電極
44 第2の補助電極
52 エレクトロクロミック層
60 電解質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (10)
前記第1の電極層に対向するように設けたられた第2の支持体上に形成された第2の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層の間に設けられた電解質層と、
前記第1の電極層及び前記第2の電極層のいずれか一方に接するように設けられたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子であって、
前記エレクトロクロミック層を有する側の電極層よりも低抵抗な材料からなる補助電極を、前記補助電極が前記エレクトロクロミック層を有する側の前記電極層に接するように有しており、
前記補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有する側の前記支持体の表面に埋設されるとともに、前記補助電極の表面及び前記エレクトロクロミック層を有する側の支持体の表面とが成す面が平滑であることを特徴とするエレクトロクロミック素子。 A first electrode layer formed on a first support;
A second electrode layer formed on a second support provided to face the first electrode layer;
An electrolyte layer provided between the first electrode layer and the second electrode layer;
An electrochromic element having an electrochromic layer provided so as to be in contact with either the first electrode layer or the second electrode layer,
Having an auxiliary electrode made of a material having a lower resistance than the electrode layer on the side having the electrochromic layer so that the auxiliary electrode is in contact with the electrode layer on the side having the electrochromic layer;
The auxiliary electrode is embedded in the surface of the support on the side having the electrochromic layer, and the surface formed by the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support on the side having the electrochromic layer is smooth An electrochromic device characterized by that.
前記補助電極が、前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の表面に埋設されるとともに、前記補助電極の表面及び前記エレクトロクロミック層を有しない側の支持体の表面とが成す面が平滑である請求項1から2のいずれかに記載のエレクトロクロミック素子。 Having an auxiliary electrode made of a material having a lower resistance than the electrode layer on the side not having the electrochromic layer so as to be in contact with the electrode layer on the side not having the electrochromic layer;
The auxiliary electrode is embedded in the surface of the support that does not have the electrochromic layer, and the surface formed by the surface of the auxiliary electrode and the surface of the support that does not have the electrochromic layer is smooth. The electrochromic device according to claim 1.
前記凹部に、補助電極を形成する補助電極形成工程と、
前記第1の支持体及び前記第2の支持体のうち、少なくともエレクトロクロミック層を備えた側の支持体の前記補助電極が形成された面を平滑にする表面平滑工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするエレクトロクロミック素子の製造方法。 A recess forming step of forming a recess on a surface of at least one of the first support and the second support facing each other;
An auxiliary electrode forming step of forming an auxiliary electrode in the recess;
A surface smoothing step of smoothing a surface on which the auxiliary electrode is formed of at least the electrochromic layer of the first support and the second support; and
A method for producing an electrochromic device, comprising:
Priority Applications (4)
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