JP2012155099A - Electrochromic mirror - Google Patents
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
【課題】着色・消色の反応性を良好に保ちつつ、エレクトロクロミック膜の劣化が抑制されたエレクトロクロミックミラーを提供する。
【解決手段】本エレクトロクロミックミラー10では、エレクトロクロミック膜16と、導電性反射膜18、20と、導電性膜26とリチウムイオンを含む電解液34とを備え、金属を含んで構成される貫通孔48を有する第1の導電性反射膜18と、厚さ方向に貫通し、前記第1の導電性反射膜18が有する孔48よりも内径が小さな孔50を有する多孔質金属含有膜である第2の導電性反射膜20と、を設けてなる。
【選択図】図2An electrochromic mirror in which deterioration of an electrochromic film is suppressed while keeping coloring / decoloring reactivity good is provided.
The electrochromic mirror 10 includes an electrochromic film 16, conductive reflective films 18, 20, a conductive film 26, and an electrolytic solution 34 containing lithium ions, and includes a metal. A porous metal-containing film having a first conductive reflective film 18 having a hole 48 and a hole 50 penetrating in the thickness direction and having a smaller inner diameter than the hole 48 of the first conductive reflective film 18. And a second conductive reflective film 20.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、例えば、車両の後方確認用としてアウタミラーやインナミラーに用いられ、電圧を印加することにより反射率が可変とされたエレクトロクロミックミラーに関する。 The present invention relates to, for example, an electrochromic mirror that is used for an outer mirror or an inner mirror for confirming the rear of a vehicle and has a reflectivity variable by applying a voltage.
車両の後方確認用として用いられるエレクトロクロミックミラーは、夜間の走行中に強い光を後方より受けた場合に、これに反応して電圧が印可され、反射率が変わることで眩しさを低減する機能を有する。また、夜間走行中には電圧の印可により昼間よりも反射率を低減させ、昼間の走行においては、電圧を印加せずに十分な反射率を有する状態で使用される態様もある。
エレクトロクロミックミラーとして、エレクトロクロミック膜と反射膜の間に透明なリチウムイオン透過膜が設けられ、リチウムイオンの移動によりパラジウムなどの金属を用いた反射膜が還元反応を起こし、変色する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、パラジウムを用いた反射膜は反射率が十分ではなく、より反射率の高い金属としてアルミニウムを用いることが試みられている。しかしながら、アルミニウムを用いた反射膜では、リチウムイオンを含有する電解液の影響で腐食しやすく耐久性に問題があった。
このため、反射率に優れ、耐久性が改良された技術として、主に光を反射する第1の導電性反射膜の表面に、保護層として、第1の導電性反射膜よりも腐食し難い金属を含有する第2の導電性反射膜を設ける技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
The electrochromic mirror used to check the back of the vehicle is a function that reduces glare by applying a voltage in response to strong light from the back during night driving and changing the reflectivity. Have In addition, there is a mode in which the reflectance is reduced more than in the daytime by applying voltage during night driving, and in the daytime driving, the reflectance is sufficient without applying a voltage.
As an electrochromic mirror, a transparent lithium ion permeable film is provided between the electrochromic film and the reflective film, and the reflective film using a metal such as palladium undergoes a reduction reaction due to the movement of lithium ions, thereby discoloring. (For example, refer to Patent Document 1). However, the reflective film using palladium is not sufficient in reflectance, and attempts have been made to use aluminum as a metal having higher reflectance. However, the reflective film using aluminum has a problem in durability because it is easily corroded by the influence of an electrolytic solution containing lithium ions.
Therefore, as a technique with excellent reflectivity and improved durability, the surface of the first conductive reflective film that mainly reflects light is less likely to corrode as a protective layer than the first conductive reflective film. A technique for providing a second conductive reflective film containing a metal has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、反射膜の耐久性は向上するものの、保護層によりリチウムイオンの透過が抑制されるために、着色や消色の反応性に若干の低下が見られ、特に−30℃やそれ以下の低温雰囲気下において反応性の低下が著しくなるという問題があり、季節によっては氷点下、例えば、−30℃以下の環境でも使用されうる自動車用の防眩ミラーに用いる際には実用上問題となるために、応答性の低下抑制が望まれていた。
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、着色・消色の反応性を良好に保ちつつ、エレクトロクロミック膜の劣化が抑制されたエレクトロクロミックミラーを提供すことを目的とする。
However, although the durability of the reflective film is improved, since the permeation of lithium ions is suppressed by the protective layer, there is a slight decrease in coloring and decoloring reactivity, especially at a low temperature of −30 ° C. or lower. Since there is a problem that the reactivity is significantly reduced in an atmosphere, it becomes a practical problem when used for an antiglare mirror for automobiles that can be used even in an environment below freezing point, for example, −30 ° C. or less depending on the season. Therefore, suppression of the decrease in responsiveness has been desired.
The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide an electrochromic mirror in which the deterioration of the electrochromic film is suppressed while maintaining good coloring / decoloring reactivity.
本発明者は鋭意検討の結果、主に光を反射する第1の導電性反射膜と、その保護層としての機能を有する第2の導電性反射膜とを構成する金属膜が有する貫通孔の内径の相対関係を制御することで上記問題点を解決しうることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明の構成は以下の通りである。
本発明の請求項1にかかるエレクトロクロミックミラーは、還元反応することで着色されるエレクトロクロミック膜と、前記エレクトロクロミック膜の厚さ方向一方の側に設けられ、前記エレクトロクロミック膜を透過した光を反射すると共に導電性を有し、厚さ方向に貫通する孔を有する多孔質金属含有膜である第1の導電性反射膜と、前記第1の導電性反射膜の厚さ方向一方の側で前記エレクトロクロミック膜とは反対側に設けられ、厚さ方向に貫通し、前記第1の導電性反射膜が有する孔よりも内径が小さな孔を有する多孔質金属含有膜である第2の導電性反射膜と、前記第2の導電性反射膜の厚さ方向で前記第1の導電性反射膜とは反対側に設けられた導電性を有する導電性膜と、リチウムイオンを含有し、前記保護膜と前記導電性膜との間に封入され、前記導電性膜を正とし、前記導電性反射膜または前記保護膜を負として電圧を印加することで前記リチウムイオンが前記エレクトロクロミック膜の側へ移動して、前記エレクトロクロミック膜の還元反応に供される電解液と、を備える。
As a result of intensive studies, the inventor of the through-hole included in the metal film constituting the first conductive reflective film that mainly reflects light and the second conductive reflective film that functions as a protective layer thereof. The inventors have found that the above problems can be solved by controlling the relative relationship between the inner diameters, and have completed the present invention. That is, the configuration of the present invention is as follows.
An electrochromic mirror according to claim 1 of the present invention is provided on one side in the thickness direction of an electrochromic film colored by a reduction reaction and the electrochromic film, and transmits light transmitted through the electrochromic film. A first conductive reflective film that is a porous metal-containing film that reflects and has conductivity and has a hole penetrating in the thickness direction, and one side in the thickness direction of the first conductive reflective film. Second conductivity, which is a porous metal-containing film that is provided on the opposite side of the electrochromic film, penetrates in the thickness direction, and has a smaller inner diameter than the holes of the first conductive reflective film. A reflective film; a conductive film having conductivity provided on a side opposite to the first conductive reflective film in a thickness direction of the second conductive reflective film; Membrane and said conductivity When the voltage is applied with the conductive film being positive and the conductive reflective film or the protective film being negative, the lithium ions move to the electrochromic film side, and the electro And an electrolytic solution used for a reduction reaction of the chromic film.
請求項1に記載の本発明にかかるエレクトロクロミックミラーでは、第2の導電性反射膜に、第1の導電性反射膜におけるよりも内径の小さい貫通孔か形成されているために、電解液の通過に有効な孔において、第2の導電性反射膜よりも深部に存在する第1の導電性反射膜を構成する金属の側壁面(孔の外周面)が、第2の導電性反射膜の貫通孔の側壁面よりも後退しているので、貫通孔内における電位の障壁が形成され難く、このため、リチウムイオンの通過に供される貫通孔内の電位の障壁の形成に起因するリチウムイオンの透過性阻害が抑制され、高い応答性を維持しながら、第2の導電性反射膜による保護層の機能が発現され、高い応答性が維持されるとともに、2種の金属を用いた場合のエレクトロクロミック膜の劣化が抑制されるものと考えられる。
本発明においては、第1及び第2の導電性反射膜は微細な貫通孔を有するために、電解液のリチウムイオンが第1導電性反射膜及び第2の導電性反射膜の各々に形成された貫通孔を抜けて容易にエレクトロクロミック膜に到達し、これにより、エレクトロクロミック膜において還元反応が生じる。従って、導電性反射膜が厚さ方向の貫通孔を有するために、着色・消色の反応性がさらに改良される。
In the electrochromic mirror according to the first aspect of the present invention, since the through hole having a smaller inner diameter than that in the first conductive reflective film is formed in the second conductive reflective film, the electrolyte solution In the hole effective for passage, the side wall surface of the metal (the outer peripheral surface of the hole) constituting the first conductive reflective film existing deeper than the second conductive reflective film is the second conductive reflective film. Since it is receding from the side wall surface of the through-hole, it is difficult to form a potential barrier in the through-hole. For this reason, lithium ions resulting from the formation of a potential barrier in the through-hole provided for the passage of lithium ions In the case of using two types of metals, the function of the protective layer by the second conductive reflective film is expressed while maintaining high responsiveness while maintaining high responsiveness and maintaining high responsiveness. Degradation of electrochromic film is suppressed Considered shall.
In the present invention, since the first and second conductive reflective films have fine through holes, lithium ions of the electrolytic solution are formed in each of the first conductive reflective film and the second conductive reflective film. The electrochromic film can be easily reached through the through-holes, and a reduction reaction occurs in the electrochromic film. Accordingly, since the conductive reflective film has through-holes in the thickness direction, the coloring / decoloring reactivity is further improved.
請求項2に記載の本発明に係るエレクトロクロミックミラーは、請求項1に記載の本発明において、前記第2の導電性反射膜が含有する金属が、前記第1の導電性反射膜が含有する金属よりも腐食し難い金属である。
第2の導電性反射膜に腐食し難い金属を用いることで、第2の導電性反射膜が第1の導電性反射膜の保護層としての機能がより高まるために、エレクトロクロミックミラーの耐久性が一層向上する。
The electrochromic mirror according to the present invention described in claim 2 is the electrochromic mirror according to the present invention described in claim 1, wherein the metal contained in the second conductive reflective film is contained in the first conductive reflective film. It is a metal that is harder to corrode than a metal.
Since the second conductive reflective film functions more as a protective layer of the first conductive reflective film by using a metal that does not easily corrode for the second conductive reflective film, the durability of the electrochromic mirror is increased. Is further improved.
請求項3に記載の本発明に係るエレクトロクロミックミラーは、請求項1に記載の本発明において、前記第2の導電性反射膜が有する厚さ方向に貫通する孔の内径を100としたとき、前記第1の導電性反射膜が有する厚さ方向に貫通する孔の内径が104以上120以下である。
第2の導電性反射膜における貫通孔の内径を100としたとき、第1の導電性反射膜の貫通孔の内径が104以上であることで、本発明の効果が向上する。また、第1の導電性反射膜の貫通孔の内径を、120を超えて大きくしても効果の向上は見られず、却って膜の耐久性が低下する懸念がある。
An electrochromic mirror according to a third aspect of the present invention is the electrochromic mirror according to the first aspect, wherein when the inner diameter of the hole penetrating in the thickness direction of the second conductive reflective film is 100, The inner diameter of the hole penetrating in the thickness direction of the first conductive reflective film is 104 or more and 120 or less.
When the inner diameter of the through hole in the second conductive reflective film is 100, the inner diameter of the through hole in the first conductive reflective film is 104 or more, so that the effect of the present invention is improved. Further, even if the inner diameter of the through hole of the first conductive reflective film is increased beyond 120, the effect is not improved, and there is a concern that the durability of the film is lowered.
以上説明したように、本発明にかかるエレクトロクロミックミラーでは、着色・消色の反応性を良好に保ちつつ、エレクトロクロミック膜の劣化が抑制される。 As described above, in the electrochromic mirror according to the present invention, deterioration of the electrochromic film is suppressed while maintaining good coloring / decoloring reactivity.
図1には本発明にかかるエレクトロクロミックミラーの構成の一例が概略的な断面図により示されている。
図1に示されるように、エレクトロクロミックミラー10は表面側基板12を備えている。表面側基板12はガラス等により形成された透明の基板本体14を備えている。前記基板本体14を構成する材質は、ミラーの表面を構成するのに適する透明性(透光性)を有するものであれば特に制限はない。例えば、ガラス(無機ガラス)や樹脂を挙げることができる。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the configuration of an electrochromic mirror according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the
この基板本体14の厚さ方向一方側の面にはエレクトロクロミック膜16が形成されている。エレクトロクロミック膜16は、例えば、三酸化タングステン(WO3)や三酸化モリブデン(MoO3)、又は、このような酸化物が含まれる混合物により形成されており、特に、本発明においては、三酸化タングステンによりエレクトロクロミック膜16が形成されていることが好ましい。
また基板本体14の厚さ方向に沿ったエレクトロクロミック膜16の厚さには、特に制限はなく、例えば、300nm以上1000nm以下の範囲で設定することができる。本発明においては反射率低下の観点から、エレクトロクロミック膜16の厚さは400nm以上600nm以下であることが好ましい。
An
Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the electrochromic film |
前記基板本体上にエレクトロクロミック膜を形成する方法としては、特に制限なく通常用いられる方法を適用することができる。例えば、蒸着法、スパッタリング法等を挙げることができる。 As a method of forming an electrochromic film on the substrate body, a method that is usually used can be applied without any particular limitation. For example, a vapor deposition method, a sputtering method, etc. can be mentioned.
このエレクトロクロミック膜16の基板本体14とは反対側の面には第1の導電性反射膜18が形成されている。この第1の導電性反射膜18は、導電性を有し、且つ、リチウムイオンの透過が可能な厚さ方向に貫通する微細な空隙(貫通孔)48が形成された、表面に光沢を有する反射膜であって、光反射性の観点からは、ロジウム(Rh)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、及びインジウム(In)などから選択される金属を含んで形成されることが好ましい。
第1の導電性反射膜に含まれる金属は、反射性が十分である限りにおいて、ロジウム、アルミニウム、銀、及びインジウムをそれぞれ含む合金であってもよい。
A first conductive
The metal contained in the first conductive reflective film may be an alloy containing rhodium, aluminum, silver, and indium as long as the reflectivity is sufficient.
例えば、銀を含む合金としては、銀を主体(50質量%以上)として、その他の金属を含む合金であり、銀合金に含まれるその他の金属としては、好ましくは、カチオン透過性の高い金属材料であり、具体的には、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)等を挙げることができ、中でもパラジウム(Pd)を含む合金であることが好ましい。かかる態様であることで導電性反射膜のカチオン透過性が向上し、応答速度が向上する。
また、アルミニウム合金としては、アルミニウムを主体(50質量%以上)として、その他の金属を含む合金であり、アルミニウム合金に含まれるその他の金属としては、例えば、タングステン、タンタル、モリブデン、銅、チタンを挙げることができ、これらの金属との合金とすることでアルミニウムの耐食性が向上する。
For example, the alloy containing silver is an alloy containing silver as a main component (50% by mass or more) and other metals, and the other metal contained in the silver alloy is preferably a metal material having high cation permeability. Specifically, rhodium (Rh), ruthenium (Ru), palladium (Pd), nickel (Ni), and the like can be given. Among them, an alloy containing palladium (Pd) is preferable. With such an embodiment, the cation permeability of the conductive reflective film is improved, and the response speed is improved.
The aluminum alloy is an alloy mainly composed of aluminum (50% by mass or more) and includes other metals. Examples of other metals included in the aluminum alloy include tungsten, tantalum, molybdenum, copper, and titanium. The corrosion resistance of aluminum is improved by using an alloy with these metals.
基板本体14の厚さ方向に沿った第1の導電性反射膜18の厚さには特に制限はないが、例えば、30nm以上200nm以下の範囲で設定することができる。本発明においては、導電性と反射率の観点から、第1の導電性反射膜18の厚さは、50nm以上120nm以下であることが好ましく、50nm以上100nm以下であることが好ましい。
The thickness of the first conductive
前記第1の導電性反射膜18は、種々の物理的または化学的蒸着法によって作製(成膜)することができる。例えば、第1の導電性反射膜に含まれるよう選択された金属(例えば、ロジウム、アルミニウム、銀等)を含むターゲット材料を用意し、そのターゲット材料を用いて種々のスパッタリングを行なうことによって所定の金属を含む導電性反射膜を前記エレクトロクロミック膜上に形成することができる。
The first conductive
図2は、図1に示すエレクトロクロミックミラーにおいて、本発明の要部である第1の導電性反射膜及び第2の導電性反射膜の態様を示す部分拡大図である。図2に示されるように、第1導電性反射膜18にはその厚さ方向に貫通した微細な多数の貫通孔48が形成されており、以下にその構成を詳述する第2導電性反射膜20にも、その厚さ方向に貫通した微細な多数の貫通孔50が形成されている。これらの貫通孔48と貫通孔50とは互いに連通している。また、これらの貫通孔48、50の内径(内周部の直径)は、それぞれ20μm以下であることが好ましいが、特に、本実施の形態では貫通孔48の内径は5.5μmとされている。ここで、第2の導電性反射膜における貫通孔50の内径は、第1の導電性反射膜における貫通孔48の内径よりも小さいことを要する。より具体的には、第2の導電性反射膜の貫通孔の内径を100としたとき、第1の導電性反射膜の貫通孔の内径は、104〜120の範囲であることが好ましい。
これらの貫通孔48、50は基本的に第1の導電性反射膜18及び第2の導電性反射膜20に、それぞれ不規則(ランダム)に形成されている。但し、これらの貫通孔48、50は隣り合う貫通孔48、50の中心間距離Lが10μmとされている。中心間距離Lは、8μm〜15μmの範囲であることが好ましく、10μm程度であることがより好ましい。
FIG. 2 is a partially enlarged view showing aspects of the first conductive reflective film and the second conductive reflective film, which are the main parts of the present invention, in the electrochromic mirror shown in FIG. As shown in FIG. 2, the first conductive
These through
貫通孔48は、フォトレジストが塗布された第1の導電性反射膜18に貫通孔48のパターンが印刷されたフォトマスクを施して露光し、その後に貫通孔48に対応したフォトレジストを除去し、エッチング液で第1の導電性反射膜18を溶かすことで形成されている。また、第2の導電性反射膜における貫通孔50も、同様にフォトマスクとエッチングにより形成される。
このとき、貫通孔48と貫通孔50との配置は、互いに重なり合う様にして両者が貫通されることが必要であり、そのような貫通孔を形成するためには、第1の導電性反射膜におけるフォトマスクの貫通孔48形成位置と第2の導電性反射膜における貫通孔50の形成位置とを同一位置とし、開口部の内径のみを貫通孔48が大きくなるようにしてもよく、また、第1の導電性反射膜と第2の導電性反射膜とを積層して形成し、フォトマスクを介して第2の導電性反射膜側から露光した後、第2の導電性反射膜を構成する金属を溶解し難く、第1の導電性反射膜を構成する金属を溶解し易い溶液をエッチング液としてエッチングしてもよい。後者の方法をとる場合、例えば、第1の導電性反射膜としてアルミニウムを用い、第2の導電性反射膜としてニッケルを用い、エッチング液として水酸化ナトリウム溶液を用い、これに所定時間浸漬することで、第1の導電性反射膜に形成される貫通孔48の内径を第2の導電性反射膜に形成される貫通孔50の内径よりも大きくすることができる。
このとき、水酸化ナトリウム溶液の濃度や浸漬時間を制御することで第1の導電性反射膜に形成される貫通孔48の内径を制御することができる。
The through-
At this time, the arrangement of the through-
At this time, the inner diameter of the through
貫通孔48、50は内径(内周部の直径)寸法Dが5.5μm及び5μm(すなわち、20μm以下)と、微細な開口部であるために、通常は、目視にて貫通孔48、50の存在を確認することができない。このため、第1の導電性反射膜に貫通孔48を形成しても、エレクトロクロミックミラー60での反射光を目視した際に違和感が生じない。
Since the through
また、第1の導電性反射膜18のエレクトロクロミック膜16とは反対側の面には第2の導電性反射膜20が形成される。この第2導電性反射膜20は外周縁部が第1導電性反射膜18の外周縁部よりも外側に位置するように形成されている。これにより、第1導電性反射膜18は、その全体がエレクトロクロミック膜16とは反対側から第2導電性反射膜20により覆われている。
第2の導電性反射膜20は、第1の導電性反射膜18に対して保護層としての機能を有する。第2の導電性反射膜20に含まれる金属は、第1の導電性反射膜18に含まれる金属よりも腐食し難い金属を含むことが耐久性向上の観点から好ましい。
A second conductive
The second conductive
即ち、第1の導電性反射膜18がアルミニウム(Al)、銀(Ag)、インジウム(In)等により形成されている場合、これに対して、第2の導電性反射膜20は第1の導電性反射膜18よりも腐食し難い金属、例えば、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等により形成されていることが好ましい。
第1の導電性反射膜18を、電解液の腐食に強い第2の導電性反射膜20で覆うことにより、第1の導電性反射膜18の溶解が阻止されるために、エレクトロクロミック膜16の耐久性が向上する。
That is, when the first conductive
By covering the first conductive
本実施形態をとる場合の第1の導電性反射膜と第2の導電性反射膜に含まれる金属の好ましい組み合わせの例を以下に挙げる。
(1)第1の導電性反射膜:アルミニウム(Al)、第2の導電性反射膜:クロム(Cr)
(2)第1の導電性反射膜:アルミニウム(Al)、第2の導電性反射膜:ニッケル(Ni)
(3)第1の導電性反射膜:アルミニウム(Al)、第2の導電性反射膜:ロジウム(Rh)
(4)第1の導電性反射膜:アルミニウム(Al)、第2の導電性反射膜:ルテニウム(Ru)
An example of a preferable combination of metals contained in the first conductive reflective film and the second conductive reflective film in the case of adopting the present embodiment will be given below.
(1) First conductive reflective film: aluminum (Al), second conductive reflective film: chromium (Cr)
(2) First conductive reflective film: aluminum (Al), second conductive reflective film: nickel (Ni)
(3) First conductive reflective film: aluminum (Al), second conductive reflective film: rhodium (Rh)
(4) First conductive reflective film: aluminum (Al), second conductive reflective film: ruthenium (Ru)
前記第2の導電性反射膜20の厚さには特に制限はないが、実用上は、例えば、10nm以上200nm以下の範囲で設定することができる。本発明においては、エレクトロクロミック膜16の劣化を効果的に抑制するという観点からは、第2の導電性反射膜20の厚さは、20nm以上80nm以下であることが好ましい。
Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said 2nd
前記第2の導電性反射膜20は、前記第1の導電性反射膜18と同様に、種々の物理的または化学的蒸着法によって作製(成膜)することができる。即ち、第1の導電性反射膜に含まれる金属との関係を考慮して選択された所定の金属を含むターゲット材料を用意し、そのターゲット材料を用いて種々のスパッタリングを行なうことによって、第2の導電性反射膜20を前記第1の導電性反射膜18上に形成することができる。
第1の導電性反射膜18上に第2の導電性反射膜20を製膜した後、既述のように、第2の導電性反射膜側から、フォトマスクを介して露光し、フォトマスクを剥離し、これらの金属への溶解性を考慮した特定のエッチング液によりエッチングすることで、比較的内径の大きい貫通孔48と貫通孔48に比べて内径の小さい貫通孔50とを同時に形成すればよい。
Similar to the first conductive
After forming the second conductive
以上の構成の表面側基板12の厚さ方向一方の側には裏面側基板24が表面側基板12と対向するように設けられている。裏面側基板24はガラス等により形成された透明の基板本体26を備えている。この基板本体26の厚さ方向他方、すなわち、表面側基板12の側の面には導電性膜28が形成されている。導電性膜28は、クロム(Cr)やニッケル(Ni)等の金属や、インジウムチンオキサイド(In2O3:Sn、所謂「ITO」)や酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化亜鉛(ZnO2)等、更にはこれらの混合物により形成されていることが好ましい。
前記導電性膜28は、前記導電性反射膜18、20と同様に、種々の物理的または化学的蒸着法によって作製(成膜)することができる。
The
The
この導電性膜28の表面側基板12の側の面には導電性を有するカーボン膜30が形成されている。カーボン膜30はグラファイト、カーボンブラック、及び活性炭から選ばれる少なくとも1種を含んで形成されるが、活性炭が50重量パーセント以上含まれていることが好ましい。カーボン材料として活性炭を含むことで、電極の表面積が増大し、電子(電流)の流れがよりスムーズになり電圧ロスも少なくなる。また活性炭表面は、水素イオンを容易に発生させ得る触媒の好適な担持場所にもなる。
さらに、グラファイト等のカーボン材料を含むことによって、当該電極層における水素イオン吸収能を向上させ、電圧の印加を解除した際にエレクトロクロミック膜から電解液への水素イオンの移行を促進することができる。さらに、活性炭やグラファイトとともにカーボンブラックを含むことにより、カーボン電極を構成する主要構成要素(活性炭、グラファイト等)同士の電気的接触度合いを向上させることができる。このような機能を有する構成を酸化還元補償手段と称する。
前記カーボン膜30は、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、およびアクリル樹脂等の合成樹脂材の少なくとも1種をバインダーとしてさらに含んでいることが好ましい。
また、カーボン膜30を設ける代わりに、電解液中に酸化還元反応を生起させ得る化合物を添加して酸化還元補償手段とすることもできる。
A
Furthermore, by including a carbon material such as graphite, the hydrogen ion absorption ability in the electrode layer can be improved, and the transfer of hydrogen ions from the electrochromic film to the electrolyte can be promoted when the application of voltage is released. . Furthermore, by including carbon black together with activated carbon and graphite, the degree of electrical contact between the main components (activated carbon, graphite, etc.) constituting the carbon electrode can be improved. A configuration having such a function is referred to as redox compensation means.
The
Further, instead of providing the
基板本体26の厚さ方向に沿ったカーボン膜30の厚さ寸法は、50μm以上であることが好ましい。
また前記カーボン膜30の形成方法としては、例えば、数種のカーボン材料(例えば、上述した活性炭、グラファイト及びカーボンブラック)を適当なバインダー(例えば、カルボキシメチルセルロースのようなセルロース系バインダー、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂系バインダー)とともに混合し、ドクターブレード法のような周知の方法によって、導電性膜28が形成された裏面側基板26上に塗布し、適当な温度(例えば150℃〜200℃)で加熱することによって成膜して形成することができる。
The thickness dimension of the
As the method for forming the
以上の構成の表面側基板12と裏面側基板24との間には所定の隙間が形成されていると共に、表面側基板12の外周部と裏面側基板24の外周部との間は封止材32により封止されている。表面側基板12、裏面側基板24、及び封止材32により囲まれた空間内には電解液34が封入されている。電解液34は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド等、又はこれらの混合物により形成された溶媒を有しており、特に、本発明においてはプロピレンカーボネートが溶媒として用いられていることが好ましい。
A predetermined gap is formed between the front
前記電解質34は、前記溶媒の他に、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiN(SO2CF3)2)、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(LiN(SO2C2F5)2)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)等やこれらの混合物を電解質として有しており、特に、本発明においては、過塩素酸リチウムが電解質として用いられていることが好ましい。
In addition to the solvent, the
さらに、以上の構成のエレクトロクロミックミラー10の導電性膜28は、回路40を構成するスイッチ42に接続されている。スイッチ42は、ON状態で接続される端子に車両に搭載されるバッテリー等で構成され定格電圧が1.3V程度の直流電源44の正極が接続されている。この直流電源44の負極は導電性反射膜18に接続されている。また、スイッチ42がOFF状態で接続される端子は、上記の直流電源44を介さずに導電性反射膜18に接続されており、OFF状態では導電性反射膜18と導電性膜28とが短絡される。
また、図示しないが、直流電源44の負極が保護膜36に接続され、スイッチ42がOFF状態で接続される端子は、上記の直流電源44を介さずに保護膜36に接続されており、OFF状態では保護膜36と導電性膜28とが短絡される態様であってもよい。
Furthermore, the
Although not shown, the negative electrode of the
以上の構成のエレクトロクロミックミラー10では、スイッチ42のOFF状態では、エレクトロクロミック膜16が略透明となっており、このため、基板本体14のエレクトロクロミック膜16とは反対側から入射した光は、基板本体14、エレクトロクロミック膜16を透過して導電性反射膜18にて反射される。さらに、導電性反射膜18にて反射された光はエレクトロクロミック膜16、基板本体14を透過する。本発明に係るエレクトロクロミックミラーにおいて、光の反射率に特に制限はなく、例えば、55パーセント程度とすることができる。
In the
一方、スイッチ42をON状態に切り替えると、回路40を導電性反射膜18の側に移動した電子(e−)がエレクトロクロミック膜16に侵入すると共に、電解液34の電解質を構成するリチウムイオン(Li+)が、保護膜36と導電性反射膜18を透過してエレクトロクロミック膜16に侵入する。これにより、エレクトロクロミック膜16では以下の式1の還元反応が生じ、所謂タングステンブロンズと称される青色のLixWO3がエレクトロクロミック膜16で形成される。
Li++e−+WO3→LixWO3・・・(式1)
このようにしてエレクトロクロミック膜16が青色に着色されることでエレクトロクロミック膜16が着色される前では55パーセント程度であった反射率が例えば、7パーセント程度まで低下する。
On the other hand, when the
Li + + e − + WO 3 → Li x WO 3 (Formula 1)
As a result of the
さらに、以上の還元反応が生じる際には、カーボン膜30を構成する炭素から直流電源44の側へ電子(e−)が移動し、これにより、電解質を構成する塩に由来する負イオン、例えば、過塩素酸リチウムの負イオン(ClO4 −)がカーボン膜30の側へ移動する。これにより、上記の還元反応に対する以下の式2のような補償反応が生じる。
ClO4 −+C−e−→C+・ClO4 −・・・(式2)
Furthermore, when the above reduction reaction occurs, electrons (e − ) move from the carbon constituting the
ClO 4 − + C−e − → C + · ClO 4 − (Formula 2)
また、カーボン膜30には、活性炭のみならず、グラファイトとカーボンインクが含まれており、これにより、カーボン膜30は充分な導電性が付与され、カーボン膜30における反応を早くできる。
さらに、カーボン膜30を備えることにより、エレクトロクロミック膜16を着色するに際して印加する電圧を低くできる。このため、スイッチ42をOFF状態にして第1の導電性反射膜18と導電性膜28とを短絡させると上記の式1及び式2とは逆向きの反応が生じ、エレクトロクロミック膜16が素早く消色される。
Further, the
Furthermore, the provision of the
以上のようなエレクトロクロミックミラー10を、例えば、車両における後方確認用のインナミラー(ルームミラー)やアウタミラー(ドアミラーやフェンダーミラー)等のミラー本体に用いると、昼間時にはスイッチ42をOFF状態で維持して高い反射率で後方を確認でき、夜間時等に後方の車両がヘッドライトを点灯させている場合には、スイッチ42をON状態に切り換えてエレクトロクロミック膜16を着色し、反射率を低下させることで、ヘッドライトの反射光を低減でき、眩しさが低下する。
When the
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<実施例1>
85×114mmのガラス基板上に、以下のようにしてエレクトロクロミック膜を形成した。即ち、市販の真空蒸着装置を用いて、三酸化タングステン(WO3)を蒸着し、厚さ500nmの三酸化タングステンからなるエレクトロクロミック膜16をガラス基板12上に形成した。
次に、上記得られたエレクトロクロミック膜16に接して第1の導電性光反射膜18を形成した。即ち、上記エレクトロクロミック膜16の形成において、三酸化タングステン(WO3)の代わりにアルミニウム(Al)を用いて、エレクトロクロミック膜16上に厚さ100nmの第1の導電性反射膜18を形成した。
次に、上記得られた第1の導電性反射膜18に接して第2の導電性反射膜20を形成した。即ち、上記第1の導電性反射膜18の形成において、アルミニウム(Al)に代えてクロム(Cr)を用いて、第1の導電性反射膜16上に厚さ30nmのクロムからなる第2の導電性反射膜20を形成した。
第2の導電性反射膜20の表面にフォトレジストを塗布して、直径(D)5μm、隣接する貫通孔50同士の中心間距離(L)が10μmの貫通孔50に相当する円形パターンが印刷されたフォトマスクを施して露光し、その後、貫通孔50に対応したフォトレジストを現像により除去し、水酸化ナトリウムを含有するエッチング液を用いて100秒間エッチングすることで第1及び第2の導電性反射膜18、20を溶解した。その結果、第2の導電性反射膜20には内径が5μmの貫通孔50が形成され、水酸化ナトリウム水溶液により溶解しやすい第1の導電性反射膜18では、内径が5.5μm(貫通孔50の内径を100としたとき110)の貫通孔48が形成された。
<Example 1>
An electrochromic film was formed on an 85 × 114 mm glass substrate as follows. That is, tungsten trioxide (WO 3 ) was deposited using a commercially available vacuum deposition apparatus, and an
Next, a first conductive
Next, a second conductive
Photoresist is applied to the surface of the second conductive
その一方、上記表面側基板と同じガラス基板を裏面側基板としても採用し、その表面に厚さ200nmのクロム(Cr)からなる導電性膜28を、上記と同様にして蒸着により形成した。
次いでクロムからなる導電性膜28上に、カーボン電極膜30を形成した。即ち、グラファイト10質量%、カーボンブラック10質量%、活性炭70質量%及びポリイミド系バインダー10質量%からなるカーボン材料を適量の水と混合し、得られた混合材料を基板表面にドクターブレード法により塗布した。その後、180℃で1時間加熱し、厚さ約50μmのカーボン電極膜30を形成した。
On the other hand, the same glass substrate as the above-mentioned front side substrate was also adopted as the back side substrate, and a
Next, a
こうして得られたカーボン電極膜30の表面の周縁部にエポキシ系樹脂から成るシール材32を塗布し、その内部に電解液34を約0.2mmの厚さに塗布した。本実施例に係る電解液は、非プロトン溶媒であるプロピレンカーボネートに、濃度100mMとなるように過塩素酸リチウムを加えたものを使用した。
次いで、エレクトロクロミック膜16、第1の導電性反射膜18および第2の導電性反射膜20を備える表側面基板12を重ね合わせ、上記シール材32で封止することによって図1に示す構造を有するエレクトロクロミックミラー10を得た。
<比較例1>
実施例1において、まず、第1の導電性反射膜18を製膜した後、フォトマスクを用いて内径50μmの貫通孔48を形成し、その後、第2の導電性反射膜20を製膜し、第2の導電性反射膜20についても、第1の導電性反射膜18におけるのと同様の操作を行って、内径5μmの貫通孔50を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例1のエレクトロクロミックミラーを得た。
A sealing
Next, the
<Comparative Example 1>
In Example 1, first, the first conductive
<実施例2>
実施例1において、第2の導電性反射膜を構成する金属をクロムからニッケル(Ni)に変更した以外は、実施例1と同様にしてエレクトロクロミックミラーを得た。同様の条件で貫通孔を形成したところ、第2の導電性反射膜の貫通孔50の内径は5μmであり、第1の導電性反射膜では、内径が5.5μm(貫通孔50の内径を100としたとき110)の貫通孔48が形成された。
<比較例2>
実施例2において、まず、第1の導電性反射膜18を製膜した後、フォトマスクを用いて内径50μmの貫通孔48を形成し、その後、第2の導電性反射膜20を製膜し、第2の導電性反射膜20についても、第1の導電性反射膜18におけるのと同様の操作を行って、内径5μmの貫通孔50を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例2のエレクトロクロミックミラーを得た。
<Example 2>
In Example 1, an electrochromic mirror was obtained in the same manner as in Example 1 except that the metal constituting the second conductive reflective film was changed from chromium to nickel (Ni). When the through hole is formed under the same conditions, the inner diameter of the through
<Comparative example 2>
In Example 2, first, the first conductive
<対照例1>
実施例1及び実施例2において、第2の導電性反射膜を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして対照例1のエレクトロクロミックミラーを得た。
<Control Example 1>
In Example 1 and Example 2, an electrochromic mirror of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as Example 1 except that the second conductive reflective film was not formed.
<評価>
(応答特性)
得られたエレクトロクロミックミラーの応答特性を測定した。応答特性は、電圧を1.3V印加した後の着色反射率(%)の時間経過であり、90秒後に電圧を0V(印可せず)に切り替えた後の消色反射率(%)の時間変化を測定した。結果を図4のグラフに示す。反射率は測定前を100とした相対評価である。第2の導電性反射膜を設けない対照例1では、グラフAに示すように、良好な応答特性を示す。
比較例1の応答特性はグラフBで示され、対照例1におけるグラフAに比較し、応答特性に劣るが、同様の金属を用いた第1の導電性反射膜18と第2の導電性反射膜20とを有していても、貫通孔内径は本発明の範囲である実施例1では、グラフB’に示すような良好な応答特性を有することが分かる。
また、第2の導電性反射膜に含まれる金属を換えた実施例2においても、貫通孔の内径は等しい比較例2では、グラフCに示すように、応答特性が劣っていたが、貫通孔の内径を本発明の範囲とした実施例2では、グラフC’に示すように、応答特性が改善されていることが分かる。
結果を表1に示した。
<Evaluation>
(Response characteristics)
The response characteristics of the obtained electrochromic mirror were measured. The response characteristic is the time elapsed of colored reflectance (%) after applying a voltage of 1.3 V, and the time of decoloring reflectance (%) after switching the voltage to 0 V (not applied) after 90 seconds. Changes were measured. The results are shown in the graph of FIG. The reflectance is a relative evaluation with 100 before measurement. In Comparative Example 1 in which the second conductive reflective film is not provided, as shown in graph A, good response characteristics are exhibited.
The response characteristic of Comparative Example 1 is shown by a graph B, which is inferior to the response characteristic as compared with the graph A of Control Example 1, but the first
In Example 2 in which the metal contained in the second conductive reflective film was changed, in Comparative Example 2 in which the inner diameters of the through holes were equal, the response characteristics were inferior as shown in graph C. In Example 2 in which the inside diameter of the present invention is within the range of the present invention, it can be seen that the response characteristics are improved as shown in the graph C ′.
The results are shown in Table 1.
(変色および白濁)
得られたエレクトロクロミックミラーについて、以下のようにしてエレクトロクロミック膜の変色および白濁を評価した。結果を表1に示した。
得られたエレクトロクロミックミラーの導電性反射膜が負極、導電性膜が正極となるように1.3Vの直流電源を接続し、スイッチのON/OFFを100回繰り返した後、目視にてエレクトロクロミック膜および導電性反射膜を観察し、下記評価基準に従って評価した。
〜評価基準〜
○:エレクトロクロミック膜の変色が認められず、24時間経過以降も導電性反射膜の白濁が認められなかった。
△:エレクトロクロミック膜の変色は認められなかったが、24時間経過後に導電性反射膜の白濁が認められた。
×:エレクトロクロミック膜の変色が認められ、導電性反射膜の白濁も認められた。
(Discoloration and cloudiness)
About the obtained electrochromic mirror, discoloration and white turbidity of the electrochromic film were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
Connect the 1.3V DC power supply so that the electroreflective film of the obtained electrochromic mirror is the negative electrode and the conductive film is the positive electrode, and repeat the switch ON /
~Evaluation criteria~
○: Discoloration of the electrochromic film was not observed, and white turbidity of the conductive reflective film was not observed after 24 hours.
Δ: Discoloration of the electrochromic film was not observed, but white turbidity of the conductive reflective film was observed after 24 hours.
X: Discoloration of the electrochromic film was observed, and white turbidity of the conductive reflective film was also observed.
表1から、アルミニウムを用いた導電性反射膜では耐久性に問題があるところ、第2の導電性反射膜を形成することにより、腐食が抑制され耐久性が向上すること、さらに、第1の導電性反射膜に含まれる金属と第2の導電性反射膜に含まれる金属とが同じである場合、貫通孔の内径を本発明の規定する範囲に制御することにより、応答特性が改善され、良好な応答特性を維持しながら、導電性反射膜の劣化を抑制できることが分かる。 From Table 1, the conductive reflective film using aluminum has a problem in durability. By forming the second conductive reflective film, corrosion is suppressed and the durability is improved. When the metal contained in the conductive reflective film and the metal contained in the second conductive reflective film are the same, the response characteristics are improved by controlling the inner diameter of the through hole to the range defined by the present invention, It can be seen that deterioration of the conductive reflective film can be suppressed while maintaining good response characteristics.
10 エレクトロクロミックミラー
16 エレクトロクロミック膜
18 第1の導電性反射膜
20 第2の導電性反射膜(保護膜)
28 導電性膜
30 カーボン膜
34 電解液
48 50 貫通孔
DESCRIPTION OF
28
Claims (3)
前記エレクトロクロミック膜の厚さ方向一方の側に設けられ、前記エレクトロクロミック膜を透過した光を反射すると共に導電性を有し、厚さ方向に貫通する孔を有する多孔質金属含有膜である第1の導電性反射膜と、
前記第1の導電性反射膜の厚さ方向一方の側で前記エレクトロクロミック膜とは反対側に設けられ、厚さ方向に貫通し、前記第1の導電性反射膜が有する孔よりも内径が小さな孔を有する多孔質金属含有膜である第2の導電性反射膜と、
前記第2の導電性反射膜の厚さ方向で前記第1の導電性反射膜とは反対側に設けられた導電性を有する導電性膜と、
リチウムイオンを含有し、前記保護膜と前記導電性膜との間に封入され、前記導電性膜を正とし、前記導電性反射膜または前記保護膜を負として電圧を印加することで前記リチウムイオンが前記エレクトロクロミック膜の側へ移動して、前記エレクトロクロミック膜の還元反応に供される電解液と、
を備えるエレクトロクロミックミラー。 An electrochromic film colored by a reduction reaction;
A porous metal-containing film that is provided on one side in the thickness direction of the electrochromic film, reflects light transmitted through the electrochromic film, has conductivity, and has holes penetrating in the thickness direction; 1 conductive reflective film;
The first conductive reflective film is provided on one side in the thickness direction opposite to the electrochromic film, penetrates in the thickness direction, and has an inner diameter that is larger than a hole of the first conductive reflective film. A second conductive reflective film that is a porous metal-containing film having small pores;
A conductive film having conductivity provided on the opposite side of the first conductive reflective film in the thickness direction of the second conductive reflective film;
Lithium ions are contained between the protective film and the conductive film, and the lithium ion is applied by applying a voltage with the conductive film being positive and the conductive reflective film or the protective film being negative. Moves to the electrochromic film side, and an electrolytic solution used for the reduction reaction of the electrochromic film,
Electrochromic mirror equipped with.
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| JP2011013438A JP2012155099A (en) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | Electrochromic mirror |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180058275A (en) * | 2016-11-23 | 2018-06-01 | 한국전자통신연구원 | Electrochromic mirror |
-
2011
- 2011-01-25 JP JP2011013438A patent/JP2012155099A/en active Pending
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| KR20180058275A (en) * | 2016-11-23 | 2018-06-01 | 한국전자통신연구원 | Electrochromic mirror |
| KR102048279B1 (en) | 2016-11-23 | 2019-11-26 | 한국전자통신연구원 | Cathode structure, method for fabricating the same, and electrochromic mirror comprising the same |
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