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エレクトロクロミックフィルムとその製造方法及びエレクトロクロミックフィルム表示装置 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P110006144
掲載日 2011年12月19日
出願番号 特願2006-514864
登録番号 特許第4474554号
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
登録日 平成22年3月19日(2010.3.19)
国際出願番号 JP2005011692
国際公開番号 WO2005124444
国際出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
国際公開日 平成17年12月29日(2005.12.29)
優先権データ
  • 特願2004-184084 (2004.6.22) JP
  • 特願2004-307548 (2004.10.22) JP
発明者
  • 大久保 利一
  • 光木 文秋
出願人
  • 国立大学法人 大分大学
発明の名称 エレクトロクロミックフィルムとその製造方法及びエレクトロクロミックフィルム表示装置 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

透明又は有色電極膜、無機アモルファス又は結晶化イオン伝導透明膜、発色イオンドープの無機アモルファス発色膜、透明電極膜を順次積層した構造を特徴とするエレクトロクロミックフィルム。

従来技術、競合技術の概要

今、発色性の表示素子としてメモリー性のあるエレクトロクロミック材が注目を集めており、従来から各種の研究が進められて来た。このエレクトロクロミック材を実用化するためには、各種の課題を解決しなければならないが、大幅な低廉・省エネ効果があること及び利用分野が格段に広範囲であることから、その実用化が大いに期待されている。
代表的なエレクトロクロミック材料にWOがある。これは、結晶構造が、ABO型ペロブスカイトのAサイト(拡散サイト)が欠損した構造となり、電界印加により、AサイトにLiを微量挿入するとLiWOとなり、青色に見える物質である。
WOを用いたエレクトロクロミックに関する従来の研究は、Liイオン電解質からLiイオンを注入する技術に関するものが殆どであった。
本来、タングステンの価数はW6+であるが、外部からのイオン注入(Li,Na,Hなどの注入)によりW5+が形成され、その時、赤外から赤色にかけての光を吸収する。
イオン注入源としては、LiClO-Propylene carbonate/Ethylene carbonateなどの液体電解質が用いられている(「P.R.Bueno,R.C.Faria,C.O.Avellaneda,E.R.Leite and L.O.S.Bulhoes:Solid State Ionics 158(2003)415」及び「P.V.Ashrit,G.Bader and V.V.Truong:Thin Solid Films 320(1998)324」、参照)が、液漏れ、電解質劣化、電界の不均一を防ぐために、高度なシール技術が要求される。
従来のエレクトロクロミック素子においては、液体電解質をシールするため、二枚のガラス基板で液体電解質を封入するサンドイッチ構造を採用せざるを得ない。
上記サンドイッチ構造は、電子ペーパーへの応用の観点から注目されている“電界で表示を操作するディスプレイ”(例えば、電子粉粒体式ディスプレイ、マイクロカプセル電気泳動式ディスプレイなど)において、主に採用されているが、表示部が、ディスプレイ素子の内部に存在するため、表示に奥行きが生じるという課題を抱えている。
また、サンドイッチ構造のディスプレイを作製する場合、ガラス基板の厚みや表面状態をも考慮する必要があり、さらに、高度なシール技術やガラス成形技術が要求される。
そこで、液体電解質の代わりに固体電解質を用いると、高度なシール技術やガラス成形技術を必要とせずに、表示部を1枚のガラス基板上に形成した構造(一基板型構造)を実現することができるので、全固体エレクトロクロミック素子の開発が期待されていて、固体のポリマー(高分子)電解質に関する研究もなされている(「Z.Xuping,S.Lianyong,L.Qing and L.Zuhong:Jpn.J.Appl.Phys.38(1999)770」及び「S.Lianyong,F.Jinghuai,L.Bingjie and L.Zuhong:Jpn.J.Appl.Phys.36(1997)L684」、参照)。
固体電解質には、無機系のものと高分子系のものがあるが、高分子系の固体電解質は、多くは湿潤状態で機能し、また、繰り返し使用による劣化の程度も大きいので、一基板構造用には不向きである。
一方、無機系の固体電解質は、ガラス基板への密着性や機械的強度の点で、一基板構造用に適しているが、一般に、イオン伝導度が劣ることから、室温で機能せしめる表示部の固体電解質として用いることは困難であると認識されていた。

産業上の利用分野

本発明は、アモルファス無機薄膜積層構造のエレクトロクロミックフィルムとその製造方法、及び、エレクトロクロミックフィルムに手動で画像や文字を描き表示する装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】真空室内において、
(a)絶縁性基板を常温に維持し、
(b)(b-1)絶縁性基板から所定の離間位置に、透明又は有色電極膜積層用のターゲットを置き、真空室内の酸素雰囲気圧を4~6Paに保持し、
(b-2)該ターゲットにレーザーを照射して、絶縁性基板上に、透明又は有色電極膜を積層し、次いで、
(c)(c-1)上記所定の離間位置に、無機アモルファス又は結晶化イオン伝導透明膜積層用のターゲットを置き、真空室内の酸素雰囲気圧を19~21Paに保持し、
(c-2)該ターゲットにレーザーを照射して、透明又は有色電極膜の表面に、無機アモルファス又は結晶化イオン伝導透明膜を積層し、次いで、
(d)(d-1)上記所定の離間位置に、発色イオンドープの無機アモルファス発色膜積層用のターゲットを置き、真空室内の酸素雰囲気圧を6~8Paに保持し、
(d-2)該ターゲットにレーザーを照射して、無機アモルファス又は結晶化イオン伝導透明膜の表面に、発色イオンドープの無機アモルファス発色膜を積層し、次いで、
(e)(e-1)上記所定の離間位置に、透明電極膜積層用のターゲットを置き、真空室内の酸素雰囲気圧を4~6Paに保持し、
(e-2)該ターゲットにレーザーを照射して、発色イオンドープの無機アモルファス発色膜の表面に、透明電極膜を積層する
ことを特徴とするエレクトロクロミックフィルムの製造方法。
【請求項2】前記透明電極膜が、ITO透明電極膜であることを特徴とする請求の範囲1に記載のエレクトロクロミックフィルムの製造方法。
【請求項3】前記無機アモルファス又は結晶化イオン伝導透明膜が、アモルファス又は結晶化LiMn2O4イオン伝導透明膜であることを特徴とする請求の範囲1又は2に記載のエレクトロクロミックフィルムの製造方法。
【請求項4】前記発色イオンドープの無機アモルファス発色膜が、LiイオンドープのアモルファスLiyWO3-x発色膜であることを特徴とする請求の範囲1~3のいずれかに記載のエレクトロクロミックフィルムの製造方法。
産業区分
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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