JP5247695B2

JP5247695B2 - 可変の光学および／またはエネルギー特性を有するグレイジングタイプの電気化学的なおよび／または電気制御可能な素子

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Publication number: JP5247695B2
Application number: JP2009522313A
Authority: JP
Inventors: バランタイン，エマニユエル; デユブレナ，サミユエル
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: FR2904704A1; FR2904704B1; KR20090034948A; EP2047326A2; US7894120B2; JP2009545765A; CA2659614A1; BRPI0714922A2; EA014682B1; EA200970179A1; US20090323157A1; CN101501562B; WO2008017777A2; WO2008017777A3; CN101501562A

Description

本発明の主題は、グレイジングタイプの、ならびに可変の光学および／もしくはエネルギー特性を有する電気化学的なおよび／または電気的に制御可能な素子である。

現在では、ユーザの要件に適合することのできる「スマート」グレイジングと呼ばれるものに対する要求が増大してきている。

「スマート」グレイジングに関しては、これは、建物の、または自動車または電車タイプの車両もしくは航空機の外側に取り付けられるグレイジング（例えば、キャビン窓）を通る太陽放射の流入量を制御することを伴うことが可能である。その目的は、客席／客室内の過度な温度上昇を制限することができることであるが、強い日光の場合だけである。

また、「スマート」グレイジングは、特に、それを暗くするため、拡散させるため、またはさらにこれが望ましい場合には、いずれの視覚も妨げるために、グレイジングを通る視覚度を制御することを伴うことが可能である。それは、部屋、電車または航空機の内部仕切りとして取り付けられ、または自動車の横窓として取り付けられるグレイジングに関することが可能である。また、ドライバが眩惑しないようにするためのバックミラーとして使用されるミラーに関し、またはこれが必要なときにメッセージが現れるための、もしくは断続的に注意をよりうまく引き付けるための表示パネルに関する。意図的に拡散状態になることが可能であるグレイジングは、映写スクリーンとして所望されるときに使用可能である。

変形形態として、光は、輝度レベルまたは生成される色を制御するために、グレイジングによって生成可能である。外観／熱特性におけるこの種類の修正形態を可能にする様々な電気的に制御可能なシステムがある。グレイジングの光透過または光吸収を変更するために、米国特許第５２３９４０６号明細書および欧州特許第６１２８２６号明細書に記載されているものなど、「ビオロゲン」システムと呼ばれるものがある。

グレイジングの光透過および／または熱透過を変更するためにはまた、「エレクトロクロミック」システムと呼ばれるものもある。知られているように、これらは、一般に、電解質層によって分離され、２つの導電性の層が両側に並んでいるエレクトロクロミック材料の２つの層を含み、導電性の層は、電力供給装置に接続されている電流リードと組み合わせられている。

エレクトロクロミック材料層のそれぞれは、カチオンおよび電子を可逆的に挿入することが可能であり、これらの挿入／離脱の結果としてそれらの酸化の程度を修正することは、その光学および／または熱特性の修正につながる。具体的には、可視光線および／または赤外線の波長において、それらの吸収および／またはそれらの反射を変更することが可能である。

エレクトロクロミックシステムを３つのカテゴリに置くことは通例である：
− 電解質が、ポリマまたはゲルの形態であるもの。例えば、欧州特許第２５３７１３号明細書もしくは欧州特許第６７０３４６号明細書に記載されているものなどのプロトン導電性ポリマ、または欧州特許第３８２６２３号明細書、欧州特許第５１８７５４号明細書および欧州特許第５３２４０８号明細書に記載されているものなどのリチウムイオンによって伝導する導電性ポリマであり、システムの他の層は、一般に、無機的性質である。
− 電解質およびスタックの他の層が、無機的性質であるもの。このカテゴリは、用語「全固体」システムで呼ばれることが多く、その実施例は、欧州特許第８６７７５２号明細書、欧州特許第８３１３６０号明細書、国際公開第００／５７２４３号パンフレットおよび国際公開第００／７１７７７号パンフレットに見られる。
− すべての層が、ポリマベースであるもの。このカテゴリは、用語「全ポリマ」システムで呼ばれることが多い。

本発明は、「全固体」エレクトロクロミックシステムに関する。

これらすべてのシステムは、共通して、システムの活性層または様々な活性層のいずれかの側に、導電性の層に供給するための電流リードを含んでいる必要性がある。

これらの電流リードは、電圧を印加し、電流がスタックを流れることを可能にし、電流の流れは、着色状態から脱色状態への切替えを確実にする必要があり、その逆も同様である。

ある状態から他の状態への切替えは、このように制御されるグレイジングの暗化または明化をもたらすことが理解されるであろう。現在の傾向は、電力供給装置の効果の下で、迅速かつ均一な効果をもたらすシステムを有することであり、２つの状態（脱色／着色）の間で、そのコントラストは、着色状態においてほとんど不透明なシステムを達成するためにできる限り高く、そのコントラストは、脱色状態の光透過率（Ｔ_Ｌ）対着色状態の光透過率の比率と規定される。

これを行うために、従来技術のいくつかの解決策が知られている：
− 電流リードの端子間で電荷の量または電圧レベルを増大させること。この解決策の主な弱点は、一般に、それほどロバストでないシステムをもたらすということである。
− 光学的に、より活性の層を使用して、達成可能な光透過範囲を拡大すること。このような層の開発は、既存の材料の相当な研究努力および修正形態または置換形態を必要とする可能性がある。
− 複数グレイジング構成で取り付けられた少なくとも２つの完全なシステムが並置されること（米国特許第５０７６６７３号明細書を参照）。この解決策は、一方のシステムに存在する欠陥が、他方のシステムに存在する欠陥と対応するという可能性を最小限に抑える。この解決策の主な弱点は、電力供給装置が各システムに必要であるということであり、それによって、費用がかかることになる。加えて、システムを並置することは、少なくとも４つの基板が構成に必要であることから考えると、全体的な構造体を重くする。この複数の、特に、ダブルグレイジング構成は、必然的に、光インターフェースの数を増大させ、そのため、脱色状態の光透過率の低下につながる。「ビルディング」タイプのこのダブルグレイジング構成は、自動車分野には転用不可能である。自動車分野において一般的である積層構成は、ただ、実質的に平坦な基板により、および限定された数の基板（２つまたは３つ）により可能であることが分かる。これは、２つまたはさらに３つの基板がある場合には最も特に、非常に湾曲した基板ではほとんど不可能であり、一般に、それは、光学的歪みの危険性を招く。

米国特許第５２３９４０６号明細書欧州特許第６１２８２６号明細書欧州特許第２５３７１３号明細書欧州特許第６７０３４６号明細書欧州特許第３８２６２３号明細書欧州特許第５１８７５４号明細書欧州特許第５３２４０８号明細書欧州特許第８６７７５２号明細書欧州特許第８３１３６０号明細書国際公開第００／５７２４３号パンフレット国際公開第００／７１７７７号パンフレット米国特許第５０７６６７３号明細書仏国特許出願第２７８１０８４号明細書

したがって、本発明の目的は、単一の電力供給装置によって制御可能であるシステムを提供することによって、従来技術の解決策の欠陥を軽減することであり、その動作性能は、２つの並置されたシステムのものと少なくとも同一である。

本発明の１つの主題は、「全固体」エレクトロクロミックタイプのＴＣ１／ＥＣ１／ＥＬ／ＥＣ２／ＴＣ２構造の可変の光学および／またはエネルギー特性を有し、第１の導電性の層と、例えばＨ^＋およびＬｉ^＋のカチオンなどの、または例えばＯＨ⁻のアニオンなどのイオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、アノード（またはカソード）のエレクトロクロミック材料で形成されている第１の電気化学的に活性の層と、電解質層と、イオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、カソード（またはアノード）のエレクトロクロミック材料で形成されている第２の電気化学的に活性の層と、第２の導電性の層とを含んでいる少なくとも１つのキャリア基板を含む電気的に制御可能な／電気化学的な素子であり、前記イオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、アノードまたはカソードのエレクトロクロミック材料で形成されている電気化学的に活性の層のうちの少なくとも１つは、前記活性層の電気化学的な機能不全を起こすことなく、すべてのイオンが挿入されることを可能にするのに十分な厚さを有することと、電解質機能を有する層ＥＬは、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化コバルト、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニッケル、アルミニウムと任意選択で混合された酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムと任意選択で混合された酸化ケイ素、アルミニウムまたはホウ素と任意選択で混合された窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミニウムと任意選択で混合された酸化バナジウム、および酸化スズ亜鉛、任意選択で水素化され、または窒化されたこれらの酸化物のうちの少なくとも１つから選択された材料ベースの少なくとも１つの層を含むことと、電気活性層ＥＣ１またはＥＣ２のそれぞれが、以下の化合物のうちの少なくとも１つ、タングステンＷ、ニオブＮｂ、スズＳｎ、ビスマスＢｉ、バナジウムＶ、ニッケルＮｉ、イリジウムＩｒ、アンチモンＳｂおよびタンタルＴａの酸化物を、単独でまたは混合物として含み、任意選択でチタン、レニウム、またはコバルトなどの追加の金属を含むことと、層ＥＣ１の厚さは、７０ｎｍから２５０ｎｍ、好ましくは、１５０ｎｍから２２０ｎｍであることとを特徴とする。

エレクトロクロミック材料の十分な厚さの存在により、より安い費用で、高い暗化度を有するシステムを得ることが可能である。

本発明の好ましい実施形態においては、さらに、１つまたは複数の以下の構成が任意選択で利用可能である：
− 層ＥＣ２の厚さが４００ｎｍから１５００ｎｍ、好ましくは、７００ｎｍから１３００ｎｍ、さらにより好ましくは、８００ｎｍから１２００ｎｍである。
− 前記素子の動作サイクル中に交換される電荷の量が、２５ｍＣ／ｃｍ^２から８０ｍＣ／ｃｍ^２である。
− 導電性の層ＴＣ１またはＴＣ２は、金属タイプであり、あるいはＩｎ_２Ｏ_３：Ｓｎ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２：ＦもしくはＺｎＯ：Ａｌで形成されるＴＣＯ（透明導電性酸化物）タイプであり、または金属が、具体的には銀、金、白金、および銅から選択されるＴＣＯ／金属／ＴＣＯタイプの多層になり、あるいは金属が、具体的には銀、金、白金および銅からやはり選択されるＮｉＣｒ／金属／ＮｉＣｒタイプの多層である。
− 得られるコントラスト値が、９から１００００、好ましくは、１５から４０００である。

別の態様によれば、本発明の主題は、具体的には、可変の光ならびに／またはエネルギーの透過および／もしくは反射が可能であり、プラスチックで形成されている透明もしくは部分的に透明な基板、または透明もしくは部分的に透明な複数の基板のうちの少なくとも一部を有し、好ましくは、複数および／または積層グレイジングとして、またはダブルグレイジングとして取り付けられる、添付の請求項のうちの一項に記載されているような電気化学的素子を含むことを特徴とする、エレクトロクロミックグレイジングである。

さらなる別の態様によれば、本発明の主題は、上述されているような電気化学的素子を製造するためのプロセスであり、電気化学的素子の層のうちの少なくとも１つが、スパッタリングタイプの、任意選択でマグネトロンスパッタリングの真空技術によって、熱蒸発もしくは電子ビーム蒸発によって、レーザアブレーションによって、ＣＶＤ、任意選択でプラズマもしくはマイクロ波ＣＶＤによって、または大気圧技術によって、具体的には、特に、ディップコーティング、スプレイコーティング、もしくは層流コーティングタイプのゾル−ゲル合成によって層を付着することによって、付着される。

最後に、さらなる別の態様によれば、本発明の主題は、建物向けグレイジング、自動車向けグレイジング、鉄道、海上または航空によるものかを問わず、商業用または大量輸送の手段向けグレイジングとして、具体的には、キャビン窓、バックミラーおよび他のミラー、ディスプレイスクリーンおよびタッチディスプレイ、ならびに画像取得装置用のオブチュレータとして、上述されているグレイジングの使用である。

本発明の文脈の中では、用語「下側の電極」は、基準として見なされるキャリア基板に最も近接して位置する電極を意味すると理解され、その電極の上に、活性層（例えば、「全固体」エレクトロクロミックシステムにおけるすべての活性層）のうちの少なくとも一部が付着される。「上側の電極」は、他方の上に付着された電極である。

これらの厚さの範囲内では、電極は、透明な状態のままであり、すなわち、それは、可視光線で低い光吸収性を有する。しかし、大幅に厚い層を有すること（エレクトロクロミックタイプの電気活性システムが、透過ではなく、反射において動作する場合は特に）、または大幅に薄い層を有すること（それらが、別のタイプの導電性の層、例えば金属層を有する電極において関連付けられる場合は特に）が、排除されはしない。上述されているように、本発明は、様々なタイプの電気化学的なまたは電気的に制御可能なシステムに適用することが可能である。

より具体的には、それは、エレクトロクロミックシステムに関し、特には、「全固体」システムに関する。

本発明が適用することの可能であるエレクトロクロミックシステム、またはグレイジングは、上述されている特許明細書に記載されている。それらは、機能的な層のスタックが間にある少なくとも２つのキャリア基板を含むことが可能であり、それぞれは、少なくとも第１の導電性の層と、Ｈ^＋、Ｌｉ^＋およびＯＨ⁻などのイオンを可逆的に挿入可能な、アノードまたはカソードのエレクトロクロミック材料タイプの電気化学的に活性の層と、電解質層と、Ｈ^＋、Ｌｉ^＋およびＯＨ⁻などのイオンを可逆的に挿入可能な、カソードまたはアノードのエレクトロクロミック材料タイプの第２の電気化学的に活性の層と、第２の導電性の層とを、連続して含む（用語「層」は、単一の層、またはこれらが連続的か、不連続的であるかを問わず、複数の層の重畳を意味すると理解されるべきである）。

また、本発明は、本出願のプリアンブルに説明されている電気化学的素子を、反射（ミラー）において動作するのか、透過において動作するのかを問わず、グレイジングに組み込むことに関する。用語「グレイジング」は、広い意味で理解され、ガラスで形成されている任意の基本的に透明な材料、および／または（ポリカーボネートＰＣもしくはポリメチルメタクリレートＰＭＭＡなどの）ポリマ材料を包含すべきである。キャリア基板および／または対向基板、すなわち、活性システムを両側に並べる基板は、堅くてよく、可撓性または半可撓性であってもよい。このグレイジングは、建物向けグレイジング、自動車向けグレイジング、鉄道、海上または航空によるものかを問わず、商業用または大量輸送の手段向けグレイジングとして、具体的には、キャビン窓、ならびにバックミラーおよび他のミラーとして使用可能である。具体的には、可視の光ならびに／またはエネルギーの透過および／もしくは反射が可能であり、プラスチックまたはガラスで形成されている透明もしくは部分的に透明な基板、または透明もしくは部分的に透明な複数の基板のうちの少なくとも一部を有するこのグレイジングは、好ましくは、複数および／もしくは積層グレイジングとして、またはダブルグレイジングとして取り付けられる。

また、本発明は、グレイジングまたはミラーとして、これらの素子について見られる様々な用途に関する。これらは、建物向けグレイジング、特に外部グレイジング、内部仕切りまたはガラス張りドア向けグレイジングであることが可能である。また、それらは、電車、航空機、自動車、または船舶などの輸送手段における内部窓、屋根、または仕切りであることも可能である。また、それらは、映写スクリーン、テレビまたはコンピュータのスクリーン、および一般にタッチディスプレイと呼ばれるタッチセンサスクリーンなど、ディスプレイスクリーンであることも可能である。また、グレイジングは、メガネもしくはカメラのレンズを製造すること、あるいはソーラパネルを保護することにも使用可能である。

次に、本発明を、限定されない実施例および以下の図面によって、より詳細に説明する。

本発明によるエレクトロクロミックセルの概略図である。図１の概略断面図である。

図２は、検討しやすくするために、意図的に非常に概略的であり、必ずしも縮尺通りではない。それは、本発明の教示による「全固体」エレクトロクロミック素子を断面で示しており、
− 厚さが２．１ｍｍであるクリアなソーダ−石灰−シリカガラスＳ１と、
− それぞれの厚さが１５ｎｍから２０ｎｍのＩＴＯ（スズがドープされた酸化インジウム）、６０ｎｍから８０ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ、３ｎｍから１５ｎｍの銀、６０ｎｍから８０ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ、１５ｎｍから２０ｎｍのＩＴＯであるＩＴＯ／ＺｎＯ：Ａｌ／Ａｇ／ＺｎＯ：Ａｌ／ＩＴＯタイプの多層スタックを含み、または厚さが５００ｎｍの熱蒸着されたＩＴＯベースである、下側の導電性の層２と、
− 構造が後述される第１のエレクトロクロミックシステム３と、
− ＩＴＯもしくはＳｎＯ_２：Ｆベースの上側の導電性の層４、あるいは変形形態としては、他の導電性要素を含む上側の導電性の層（より具体的には、導電性の層は、それに比べて、より導電性である層および／または複数の導電ストリップまたはワイヤと組合せ可能である。より詳細には、このような多成分の導電性の層の実装について、国際公開第００／５７２４３号パンフレットを参照。このタイプの導電性の層の好ましい実施形態は、積層中間層として働くポリマシート７の表面に埋め込まれ、エレクトロクロミックスタックと関連付けられる上側の導電性の層が電力供給されることを可能にする複数の導電ストリップまたは一連の導電ワイヤの６を、ＩＴＯ層（任意選択で、１つまたは複数の他の導電性の層を載せている）に加えることに存する）と、
− 厚さが２．１ｍｍであるクリアなソーダ−石灰−シリカガラスＳ２とを、連続的に含む。

エレクトロクロミックシステム３は、
− 他の金属と混合されているか、されていないかを問わず、厚さが７０ｎｍから２５０ｎｍである水和された酸化イリジウムで形成され、または厚さが２００ｎｍから４００ｎｍである水和された酸化ニッケルで形成されているアノードのエレクトロクロミック材料の第１の層ＥＣ１（変形形態としては、この層は、他の金属と混合されているか、されていないかを問わず、厚さが２００ｎｍから４００ｎｍである酸化ニッケルで形成されているアノードのエレクトロクロミック材料の層により置換可能である）と、
− 厚さが１００ｎｍである酸化タングステンの層と、
− 厚さが１００ｎｍである水和された酸化タンタル、または水和された酸化シリカ、または水和された酸化ジルコニウムで形成されている第２の層（酸化タングステンの層と、この層とは、電解質機能を有する層ＥＬを形成する）と、
− 厚さが４００ｎｍから１２００ｎｍである酸化タングステンＷＯ_３ベースのカソードエレクトロクロミック材料の第２の層ＥＣ２とを含む。

すべての層は、マグネトロンスパッタリングによって付着された。変形形態としては、それらの層は、熱蒸発もしくは電子ビーム蒸発によって、レーザアブレーションによって、ＣＶＤ、任意選択でプラズマもしくはマイクロ波のＣＶＤによって、または、大気圧技術によって、特に、ディップコーティング、スプレイコーティング、もしくは層流コーティングの、特に、ゾル−ゲル合成によって層を付着することによって得ることが可能になる。

溝部は、仏国特許出願第２７８１０８４号明細書に記載されているように、周辺の電気損失を制限するために、機械的手段によって、またはエッチングによって、またはレーザ光、任意選択で走査されるレーザ光によって、その周辺のすべてまたは一部にわたって、活性スタック３に切断可能である。

さらには、図１および図２に示されるグレイジングは、面２および３（２および３は、従来通り、基板Ｓ１およびＳ２の内部面の番号付けである）と接触している第１の周辺シールを組み込み（しかし、図には示されていない）、この第１のシールは、外部の化学攻撃に対する障壁を形成するように設計されている。

第２の周辺シールは、障壁、輸送手段と取り付ける手段、内側と外側の間を密封する手段、美的機能、または補強要素を組み込む手段を形成するために、Ｓ１の縁部、Ｓ２の縁部、ならびに面１および４（１および４は、従来通り、基板Ｓ１およびＳ２の外部面の番号付けである）と接触している。

上述されているエレクトロクロミック素子は、実施例１を構成する。この実施例１のエレクトロクロミック素子は、着色状態と脱色状態の間で切り替えられることを可能にするために電力供給装置に接続され、その逆も同様であった。

以下に、様々なスタック構成について達成されるコントラスト値が示される。

以下の実施例を比較することが可能になるであろう従来技術による実施例を構成する第１の構成の実施例においては、
− 厚さが６０ｎｍから９０ｎｍ、好ましくは、８５ｎｍである水和された酸化イリジウムで形成されているエレクトロクロミック材料のアノードの第１の層ＥＣ１と、
− 厚さが１００ｎｍである酸化タングステン層と、
− 水和された酸化タンタルの第２の層（この層ＥＬは、電解質機能を有する）と、
− 厚さが３５０ｎｍから３９０ｎｍ、好ましくは、３８０ｎｍである酸化タングステンＷＯ_３ベースのエレクトロクロミック材料のカソードの第２の層ＥＣ２と
を含むエレクトロクロミックシステムの、全体的な厚さが２．１ｍｍのＩＴＯによりカバーされたソーダ−石灰−シリカ基板についての関連性により、５５％の光透過率（Ｔ_Ｌ）によって特徴付けられる脱色状態と、２．５％のＴ_Ｌによって特徴付けられる着色状態との間で、グレイジングを切り替えることが可能になる。このグレイジングと関連付けられるコントラストは、２５ｍＣ／ｃｍ^２から３０ｍＣ／ｃｍ^２の交換される電荷の量に対して、２２である。

本発明の文脈においては、電気活性層の間の脱色／脱色サイクル中に流れる電荷の量は、所与の活性層の厚さに標準化され、前記層の厚さにより線形に増大するスタックの単位面積当たりの電荷の量に対応する。

第２の構成の実施例においては、
− 厚さが８０ｎｍから１２０ｎｍ、好ましくは、１０５ｎｍである水和された酸化イリジウムで形成されているエレクトロクロミック材料のアノードの第１の層ＥＣ１と、
− 厚さが１００ｎｍである酸化タングステン層と、
− 水和された酸化タンタルの第２の層（この層ＥＬは、電解質機能を有する）と、
− 厚さが４００ｎｍから６００ｎｍ、好ましくは、５００ｎｍである酸化タングステンＷＯ_３ベースのエレクトロクロミック材料のカソードの第２の層ＥＣ２と
を含むエレクトロクロミックシステムの、全体的な厚さが２．１ｍｍのＩＴＯによりコーティングされたソーダ−石灰−シリカ基板についての関連性により、５０％の光透過率（Ｔ_Ｌ）によって特徴付けられる脱色状態と、１％のＴ_Ｌによって特徴付けられる着色状態との間で、グレイジングを切り替えることが可能になる。このグレイジングと関連付けられるコントラストは、３３ｍＣ／ｃｍ^２から４０ｍＣ／ｃｍ^２の交換される電荷の量に対して、５０である。

第３の構成の実施例においては、
− 厚さが１５０ｎｍから３００ｎｍ、好ましくは、２１０ｎｍである水和された酸化イリジウムで形成されているエレクトロクロミック材料のアノードの第１の層ＥＣ１と、
− 厚さが１００ｎｍである酸化タングステン層と、
− 水和された酸化タンタルの第２の層（この層ＥＬは、電解質機能を有する）と、
− 厚さが８００ｎｍから１５００ｎｍ、好ましくは、１０００ｎｍである酸化タングステンＷＯ_３ベースのエレクトロクロミック材料のカソードの第２の層ＥＣ２と
を含むエレクトロクロミックシステムの、全体的な厚さが２．１ｍｍのＩＴＯによりコーティングされたソーダ−石灰−シリカ基板についての関連性により、４０％の光透過率（Ｔ_Ｌ）によって特徴付けられる脱色状態と、０．０１％のＴ_Ｌによって特徴付けられる着色状態との間で、グレイジングを切り替えることが可能になる。このグレイジングと関連付けられるコントラストは、６６ｍＣ／ｃｍ^２から８０ｍＣ／ｃｍ^２の交換される電荷の量に対して、４０００である。

実施例２および３が、実施例１と比較される場合、層ＥＣ２の厚さが著しく増大すると、高コントラスト値を得ることが可能であるとともに、さらには、実質的に、同じ桁の大きさの交換される電荷の量を維持することが可能であることが分かる。

Claims

「全固体」エレクトロクロミックタイプの第１の導電性の層ＴＣ１／第１の電気化学的に活性の層ＥＣ１／電解質層ＥＬ／第２の電気化学的に活性の層ＥＣ２／第２の導電性の層ＴＣ２構造の可変の光学および／またはエネルギー特性を有し、第１の導電性の層と、例えばＨ^＋およびＬｉ^＋のカチオンなどの、または例えばＯＨ⁻のアニオンなどのイオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、アノード（またはカソード）のエレクトロクロミック材料で形成されている第１の電気化学的に活性の層と、電解質層と、イオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、カソード（またはアノード）のエレクトロクロミック材料で形成されている第２の電気化学的に活性の層と、第２の導電性の層とを含んでいる少なくとも１つのキャリア基板を含む電気的に制御可能な／電気化学的な素子であって、
前記イオンを可逆的に挿入可能な、具体的には、アノードまたはカソードのエレクトロクロミック材料で形成されている電気化学的に活性の層のうちの少なくとも１つが、前記電気化学的に活性の層の電気化学的な機能不全を起こすことなく、すべてのイオンが挿入されることを可能にするのに十分な厚さを有することと、
電解質層ＥＬが、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化コバルト、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニッケル、アルミニウムと任意選択で混合された酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムと任意選択で混合された酸化ケイ素、アルミニウムまたはホウ素と任意選択で混合される窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミニウムと任意選択で混合された酸化バナジウム、および酸化スズ亜鉛、任意選択で水素化され、または窒化されたこれらの酸化物のうちの少なくとも１つから選択された材料ベースの少なくとも１つの層を含むことと、
電気化学的に活性の層ＥＣ１またはＥＣ２のそれぞれが、以下の化合物のうちの少なくとも１つ、タングステンＷ、ニオブＮｂ、スズＳｎ、ビスマスＢｉ、バナジウムＶ、ニッケルＮｉ、イリジウムＩｒ、アンチモンＳｂおよびタンタルＴａの酸化物を、単独でまたは混合物として含み、任意選択でチタン、レニウム、またはコバルトなどの追加の金属を含むことと、
第１の電気化学的に活性の層ＥＣ１の厚さが、７０ｎｍから２５０ｎｍであることと、
第２の電気化学的に活性の層ＥＣ２の厚さが、４００ｎｍから１５００ｎｍであることと、
前記電気的に制御可能な／電気化学的な素子の動作サイクル中に交換される電荷の量が、２５ｍＣ／ｃｍ ^２から３０ｍＣ／ｃｍ ^２、３３ｍＣ／ｃｍ ^２から４０ｍＣ／ｃｍ ^２、または６６ｍＣ／ｃｍ ^２から８０ｍＣ／ｃｍ ^２であることとを特徴とする、素子。
導電性の層ＴＣ１またはＴＣ２が、金属タイプであり、あるいはＩｎ_２Ｏ_３：Ｓｎ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２：ＦもしくはＺｎＯ：Ａｌで形成されるＴＣＯ（透明導電性酸化物）タイプであり、または金属が、具体的には銀、金、白金、および銅から選択されるＴＣＯ／金属／ＴＣＯタイプの多層であり、あるいは金属が、具体的には銀、金、白金および銅からやはり選択されるＮｉＣｒ／金属／ＮｉＣｒタイプの多層であることを特徴とする、請求項１に記載の素子。
得られるコントラスト値が、少なくとも２２であることを特徴とする、請求項１または２に記載の素子。
具体的には、可変の光ならびに／またはエネルギーの透過および／もしくは反射が可能であり、プラスチックで形成されている透明もしくは部分的に透明な基板、または透明もしくは部分的に透明な複数の基板のうちの少なくとも一部を有し、好ましくは、複数および／または積層グレイジングとして、またはダブルグレイジングとして取り付けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学的素子を含むことを特徴とする、エレクトロクロミックグレイジング。
電気的に制御可能な／電気化学的な素子の層のうちの少なくとも１つが、スパッタリングタイプの、任意選択でマグネトロンスパッタリングの真空技術によって、熱蒸発もしくは電子ビーム蒸発によって、レーザアブレーションによって、ＣＶＤ、任意選択でプラズマもしくはマイクロ波ＣＶＤによって、または大気圧技術によって、具体的には、特に、ディップコーティング、スプレイコーティング、もしくは層流コーティングタイプのゾル−ゲル合成によって層を付着することによって、付着されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気的に制御可能な／電気化学的な素子を製造するプロセス。
建物向けグレイジング、自動車向けグレイジング、鉄道、海上または航空によるものかを問わず、商業用または大量輸送の手段向けグレイジングとして、具体的には、キャビン窓、バックミラーおよび他のミラー、ディスプレイスクリーンおよびタッチディスプレイ、ならびに画像取得装置向けオブチュレータとしての、請求項４に記載のグレイジングの使用。