JPH0359545A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、エレクトロクロミック素子、特に透光性で
ある一対の電極の少なくとも一方の電極表面上にエレク
トロクロミック層を備え、他方の電極表面上に酸化また
は還元状態で透光性を示す物質を備え、更に酸化還元物
質を含む材料からなる補助電極を設け、前記一対の電極
間に電解質を封入してなり、更に光学的にその透明度を
検知するセンサーにより制御する透明度可変素子（以下
ＰＣガラスと呼ぶ）に、更に透明度の設定値からのずれ
を自動的に修正する手段を設けることによって改善した
エレクトロクロミック素子に関するものである。

（従来の技術） エレクトロクロミック透明度可変ガラス（以下ＥＣガラ
スと呼ぶ）の着消色駆動方法として、光センサーによる
制御方法は公知（特開昭５８−８３８１９号公報等）で
あるが、この制御方法の実用上の問題点として、次の点
が挙げられる。

例えば、第４図に示すような構成のＥＣガラスにおいて
は、第１ＢＣ層３の酸化タングステン（ＷＯ３）、第２
ＥＣ層４のプルシアンブルー（ＰＢ）がそれぞれ（着色
状態）　　　　　　　（消色状態）Ｌｉ、　ＷＬ　、＝
　ＷＬ＋ｘＬｉ　”Ｆｅ４（Ｆｅ（ＣＮ）ｓ）＋　＋　
４　Ｌｉ　”　、＝　ＬＬＦｅ４（Ｆｅ（ＣＮ）ｓ）ｓ
なる反応により着消色される。尚第１図において１は透
明基板、２は透明電極、５は電解液、６はシール材、７
は補助電極、１７は駆動回路を示す。

このＥＣガラスの可視光線透過率が初期には、消色時　
　　　７０％ 着色時　　　　１０％ （着色電圧＋１．ＯＶ　（ＰＢｖｓＷＯ＋）　、消色電
圧−〇、５Ｖ（ＰＢＶＳｌｌ１０３）、各々の電圧印加
時間を１分、大きさ１００ｍｍＸ　１００ｍｍとする〉 の特性を示すとすると、長時間の放置、あるいは何度も
着消色を繰り返すことにより 消色時　　　　６０％ 着色時　　　　９％ となり透過率範囲が初期の範囲からずれる現象が生じる
ことがある。これは、還元状態にあるエレクトロクロミ
ック物質がセル中に溶存する酸素等により酸化されるた
めと考えられ、第４図の構成のＥＣガラスにおいては、
消色時にＰＢの消え残りが発生し、透過率７０％に達し
ない現象が発生する。

ここでのプルシアンブルーの消え残りとは、酸化タング
ステンが完全に消色されているのにもかかわらず、対向
極のプルシアンブルーは薄く着色されており、消色電圧
を印加し続けても、それ以上は消色されない状態である
。

このような可変透過率範囲の変動が生じると、光センサ
ーによる制御をおこなう場合に、初期に設定した透過率
範囲の中で制御できない範囲（上記の場合６０〜７０％
の範囲）が発生するという不都合が生じることになる。

このような変動してしまった可変透過率範囲を修正する
手段とし、出願人が特開昭６１−１４７２３７号公報で
提案したものがある。この公開特許公報にて提案したも
のは表示品位の経時劣化を補修する手段を設け、第１８
Ｃ層と第２ＥＣ層との間での反応電気量を定期的に測定
し、当初設定したよりも足りない分の電気量を補助電極
から補充することによって修正を行なうものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の修正手段にあっては、
一定期間毎に反応電気量を測定し、不足分を補修する方
法であるために、その一定期間内に生じた設定透過率か
らのずれに対して対応できず、また、期間を短縮し修正
頻度を高くすると、修正中はユーザーの好む透明度にす
る事ができないため、ユーザーの使用時間に制限が加わ
ることになるという問題点があった。

また、光センサーによる制御方法としては、前記特開昭
５８−８３８１９号公報などで提案されているものがあ
るが、透明度の設定値からのずれを修正できる構成とは
なっていない。

（課題を解決するための手段） この発明は、ユーザーが最も透明度を高くするスイッチ
操作をした場合のＥＣガラスの光透過率により、設定透
過率からのずれを検知し、自動的に修正を行なうことに
よって、上記問題点を解決し得ることを知見したことに
基づくものである。

即ちこの発明は透光性である一対の電極の少なくとも一
方の電極表面上にエレクトロクロミック層を備え、他方
の電極表面上に酸化または還元状態で透光性を示す物質
を備え、更に酸化還元物質を含む材料からなる補助電極
を設け、前記一対の電極間に電解質を封入してなり、更
に光学的にその透明度を検知するセンサーにより透明度
を制御するエレクトロクロミンク素子において、この素
子の透明度の設定範囲からのずれをこの素子の透明度を
最も高くするスイッチ操作がなされた状態での素子の透
明度より判定し、ずれを検知した場合には自動的に補助
電極を用いて修正するモードに移行し、上記センサーが
修正完了を判定するかまたは別の透明度にするスイッチ
が操作された場合には通常の制御モードに復帰する回路
を設けたことを特徴とするエレクトロクロミンク素子に
関するものである。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の実施例１の構成を示したもので、１
はガラス基板、２は透明電極、３は第１ＥＣ膜、４は第
２ＢＣ膜、５は電解質、６はシール材、７は補助電極、
８は光透過率センサー発光部、９は受光部、１０は制御
装置、１１はリード線、１２はスイッチを示す。これは
光透過率センサーによりＥＣ調光ガラスの透明度を制御
する装置を備え、光透過率センサーの発光部８と受光部
９による、センサーから読み込まれた透過率と制御回路
内に記憶されている設定値とを制御装置ｌＯにおいて比
較して、着色電圧印加、消色電圧印加、開路状態の何れ
を行なうかをコントロールしている。例えばこの実施例
１において、ＥＣ調光ガラスの着色レベルを（ＣＯＬＯ
Ｒ’　ＬＥＶＥＬ）を、以下表１のように５段階に設定
しており、 操作パネルの着色レベルを選択することにより、自動的
にその透過率にコントロールされる。例えば、着色レベ
ルの■を選択した場合には、光透過率センサーにより検
知されるＥＣガラスの透過率が２９％未満の場合には消
色電圧が印加され、３１％より大きな場合き着色電圧が
印加され、２９〜３１％の場合には開路状態となるよう
制御される。しかしながら、上述したようなプルシアン
ブルーの消え残り現象が生じて来ると、着色レベルのを
選択した場合、制御回路が消色電圧を印加し続けても透
過率が６７％以上に達しないという現象が生じる場合が
でて来る。従って本実施例においては、着色レベルのを
選択した状態で光透過率センサーにより検知されるＥＣ
ガラスの透過率がある一定時間Ｔをすぎても６７％以上
に達しない場合、自動的に消色電圧を打ち切り、補助電
極を対向電極としてプルシアンブルーの還元操作（消色
）を行なう回路を設けた。

ここで、補助電極の反応活性物としてはポリトリフェニ
ルアミンを用い、プルシアンブルーの還元操作は、この
補助電極に対して一〇、８ｖ定電圧印加とした。また、
このプルシアンブルーの還元操作は、［ＥＣガラスの透
過率が６７％以上、つまり着色レベル■の設定範囲内に
はいるか着色レベルのスイッチが■以外のレベルに移っ
た場合に即座に打ち切られ、通常のコントロールモード
に復帰する回路とした。以上の消え残り補修操作をフロ
ーチャートに表わすと第２図のようになる。

ここで消え残りを判定する時間Ｔの定め方は、ＥＣガラ
スの大きさにより異なり、また、使用温度範囲の最低温
度においても消え残りのない正常なセルであれば十分に
透過率６７％以上に達し得る時間を持って定めなければ
ならず、本実施例においては面積１００ｃｍ２のＥＣガ
ラスの場合３分間とした。

上記の実施例１では、補助電極の反応活性物質としてポ
リトリフェニルアミンを用いたが、ポリトリフェニルア
ミンの如き高分子電極材料は、分子量が低かったり、あ
るいは架橋が不十分であると、電解液中で高分子が溶解
することがある。このような溶解が生じると、 ■反応電気量の減少、■自己放電、■副反応による劣化
、■電解液の着色といった不具合が生じる。従って、高
分子電極に使用する高分子は、電解液に不溶な高分子で
あることが必要である。

しかしながら、重合条件によっては、先に述べたように
、低分子量であったり、架橋が不十分であったりして、
電解液に溶解する高分子を生成してしまう場合があり、
重合後、溶解性をチエツクする事が必要である。

かかる高分子の溶解性は、酸化剤溶液、例えば濃硫酸と
硝酸の混合溶液中に高分子を浸漬し、酸化剤溶液の着色
度をみることにより、簡便に行うことができる。

例えば、その簡便な測定方法としては次のような例を挙
げることができる。

例　　１ ０フトの違う粉末状ポ！Ｊ−４，４’　、　　４″−ト
リフェニルアミン２種類（ここではａ、　　ｂとする）
について重合後をクロロホルム中で充分に洗浄しクロロ
ホルムが着色しなくなったことを確認したうえで乾燥し
、試験管に０．１ｇづつ秤量し、硫酸１〇−を加えて密
閉、放置した。（すなわち通常の非イオン化状態での溶
解性は変わらない）３０分投銭察すると、いずれの高分
子も硫酸の上部で（比重の関係で浮く）黒色に変色して
おり、ａについては硫酸が全く着色していないのに対し
、ｂでは硫酸が青色に変色していた。

各々の高分子０．６ｇをカーボンブラック０．３ｇ、テ
フロンバインダー０．１ｇとともに混練後白金網状に圧
着し電極とした。この電極をＩＭのＬｉＣｌＯ４を含む
プロピレンカーボネート中で電解酸化させたところ、ａ
の高分子を担持した電極では高分子の溶出がみられなた
ったがｂの高分子を担持させた電極では高分子の溶出が
観測された。

例２ 同様にして更に別の１０個のロフトについて、同様の硫
酸溶解性試験を行い、着色の有無で良品、不良品に分け
、それぞれを電極に底形した後に電解酸化したところ、
硫酸に溶解しなかった良品では溶出が認められなかった
ものの、硫酸に溶解し着色した不良品については溶出が
認められた。

例３ 例２と同様に、濃硫酸と硝酸の混合溶液を用いて、高分
子電極材料の溶解性について検討を行った結果、例２と
同様に、硫酸に溶解しなかった良品では電解酸化でも溶
出が認められなかったものの、硫酸に溶解し着色した不
良品については電解酸化試験で溶出が認められた。

これらの例により硫酸あるいは硫酸と硝酸の混合溶液に
溶解するか否かによりイオン化時の溶解性を簡便に予測
できることが明らかとなった。

なおポリ−４，４’　、４”−トリフェニルアミンの場
合イオン化状態で濃青色となるため、溶解成分があれば
少量の溶解でもかなりはっきり視認できるという効果が
あった。

第３図には、その他の実施例で光透過率センサーを、図
示する如く、フォトトランジスタ１３、発光ダイオード
１４および先高反射膜１６を用いた反射型タイプとした
場合を示す。尚図面中第１図と同じ番号は同じものを示
し、１５はブチルゴムシートを示す。

また、第１図の実施例では透明度の操作を５段階の固定
したレベルから選択する方式であるが、スライド式ある
いはダイヤル式のスイッチによって連続的に透明度を操
作できる制御方式の場合にも当該修正手段を適用するこ
とはもちろん可能である。

（発明の効果） 以上、説明してきたように、この発明によれば、その構
成をエレクトロクロミック透明度可変素子を光透過率セ
ンサーにより制御し、さらにユーザーが最も透明度の高
いスイッチを選択した場合のＥＣガラスの光透過率より
設定透過率からのずれを判定し、ずれが発生していた場
合には即座に自動的に補助電極を用いて修正を行なうモ
ードに移行し、さらには光透過率センサーにより補修完
了が判定されるかまたはユーザーが別の透明度にするス
イッチを選択した場合には即座に通常のコントロールモ
ードに復帰する回路としたため、少々の消え残りでも生
じると直ちに自動的に修正され、したがって大幅な設定
透過率からのずれが生じることがなく、またユーザーに
消え残りの発生とそその補修操作を気づかれることのな
いため商品性が格段に向上できるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例のエレクトロクロミック素子の断
面図、 第２図は第１図に示すエレクトロクロミック素子の補修
モードのフローチャート、 第３図は本発明の他の例のエレクトロクロミック素子の
部分断面図、 第４図はエレクトロクロミック透明度可変ガラスの部分
断面図である。 １・・・透明基板　　　　　２・・・透明電極３・・・
第１ＥＣ層　　　　　４・・・第２ＥＣ層５・・・電解
液　　　　　　６・・・シール材７・・・補助電極 ８・・・光透過率センサー発光部 ９・・・受光部　　　　　　１０・・・制御装置１１・
・・リード線　　　　　１２・・・スイッチ１３・・・
フォトトランジスタ １４・・・発光ダイオード　　１５・・・ブチルゴム１
６・・・光反射膜　　　　　１７・・・駆動回路第１図 ６　・・・・　シー１１ネオ ＋２−−ズイッ牛 １−−−・ｈ゛ラス基 試−３１明ｔａ ３−・・メｆＥＣ順 ４−・−・第２ＥＣ膜 ５−・・−ｆ解凍 ６−・−シールネオ ７−・−補助ｉ極 ｆ７−−−騒ｔｉｈ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、透光性である一対の電極の少なくとも一方の電極表
   面上にエレクトロクロミック層を備え、他方の電極表面
   上に酸化または還元状態で透光性を示す物質を備え、更
   に酸化還元物質を含む材料からなる補助電極を設け、前
   記一対の電極間に電解質を封入してなり、更に光学的に
   その透明度を検知するセンサーにより透明度を制御する
   エレクトロクロミック素子において、この素子の透明度
   の設定範囲からのずれをこの素子の透明度を最も高くす
   るスイッチ操作がなされた状態での素子の、透明度より
   判定し、ずれを検知した場合には自動的に補助電極を用
   いて修正するモードに移行し、上記センサーが修正完了
   を判定するかまたは別の透明度にするスイッチが操作さ
   れた場合には通常の制御モードに復帰する回路を設けた
   ことを特徴とするエレクトロクロミック素子。