特許ウォッチ

公開番号2024149920
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-21
出願番号2024130629,2022196827
出願日2024-08-07,2015-10-07
発明の名称エレクトロクロミックデバイス及びエレクトロクロミックデバイスを製造する方法
出願人ヴィトロフラットグラスリミテッドライアビリティカンパニー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/15 20190101AFI20241011BHJP(光学)
要約【課題】電圧の影響下で色変化を提供するデバイスに関し、特に、エレクトロクロミックデバイスに関する。
【解決手段】可撓性且つ光透過性であり任意形状の導電性領域に分割された少なくとも2つの電極を、エレクトロクロミック組成物を用いて充填された前記電極間の密封して閉じられた空間と共に含むエレクトロクロミックデバイスであり、前記エレクトロクロミック組成物は、様々な電気化学的及び光学的特性を有する任意形状の領域からなる硬質のポリマー層の形態で製造されてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
明細書及び／又は図面に記載の発明。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流の影響下で色が変化するデバイスの分野に関し、特に、エレクトロクロミックデバイス及びその製造方法に関する。可変光学密度フィルタ、光変調器、情報ボード、及び画像表示パネルなどの、電気的に調節可能な光吸収特性を有するデバイスを製造する様々な方法が当技術分野において知られている。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミズムは、制御電圧と呼ばれる電圧の印加に伴って色又は光透過率などの所定の光学的特性が可逆的に変化するという、特定の組成物において見出された物理現象である。エレクトロクロミズムは、当業者に周知のスマートガラスなどの様々なエレクトロクロミックデバイスの動作のための基礎を提供する。様々なタイプの光学材料及び光学構造が、エレクトロクロミック特性を有する前述の化合物を構築するために使用可能であり、特定の構造は前記エレクトロクロミックデバイスの特定の目的に依存する。
【０００３】
エレクトロクロミックデバイスを製造するための一方法が当技術分野において知られており（参照によって本明細書中に援用される１９９０年２月２０日に発行された米国特許第４，９０２，１０８号明細書）、ここで、２つの光透過性電極のうちの１つの導電性コーティングは、低沸点溶媒内のポリメチルメタクリレートの増粘された溶液を用いてコーティングされ、前記溶媒は次に蒸発されて、ポリメチルメタクリレートの層が得られる。この工程に続いて、両方の光透過性電極は周囲において互いに接合され、同時に前記電極は所定の距離だけ互いに間隔をあけられ、このようにして形成された空間は、カソード成分及びアノード成分を含むエレクトロクロミック溶液を用いて、接着剤内の開口部（１又は複数）を通して充填され、充填された空間は次にシールされる。ポリメチルメタクリレートの前記層は溶解され、結果として前記エレクトロクロミック溶液は増粘され、これにより、電気的に着色された状態における前記組成物の重力「デラミネーション」というマイナス効果が大幅に減少する。したがってこのエレクトロクロミック組成物は、前述のエレクトロクロミックデバイスの組み立てが完了した後にのみ実際に調製される。加えて、前記エレクトロクロミック組成物は、ポリマー増粘剤の量によって規定される粘度を有する液相であり、カソード成分及びアノード成分がイオン状態に溶解可能でない場合、前記エレクトロクロミック溶液内に導入される中立電解質溶液（ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が前記エレクトロクロミック溶液の導電性を提供する。中立電解質はビピリジンの四級塩に基づいて組成物内に導入される。
【０００４】
エレクトロクロミックデバイスを製造するための一方法が当技術分野においてさらに知られており（参照によって本明細書中に援用される１９９５年１１月２８日に発行された米国特許第５，４７１，３３７号明細書）、ここで、電極間の空間は以下を含むエレクトロクロミック分散系を用いて充填される。ポリメチルメタクリレートを好ましくは用いて増粘された又はポリマー溶媒を用いて可塑化された、溶媒の形態の分散媒、カソード成分としての、ポリオキソメタレートの形態の分散相、及びアノード成分。
【０００５】
様々なタイプの開始剤を使用した、重合のみによって及び／又はモノマー鎖の架橋を伴う重合によって、エレクトロクロミック組成物の固体様フィルムをデバイス自体の中に直接得ることによりエレクトロクロミックデバイスを作製する方法が加えて知られている（参照によって本明細書中に援用される１９９４年８月３１日の欧州特許出願公開第０６１２８２６Ａ１号明細書、１９９７年９月１８日の国際公開第９７／３４１８６号パンフレット、及び１９９８年１０月１日の国際公開第９８／４２７９６号パンフレット）。しかしそのような重合反応には、前記エレクトロクロミックデバイスの品質に悪影響を及ぼす体積収縮が伴う。このマイナス効果は、（０．５ｍ２を超える）大きな加工表面を有するエレクトロクロミックデバイスにおいて通常設けられる大きな電極間空間（１ｍｍ～２ｍｍ）を有するエレクトロクロミックデバイスにおいて特に明らかになり得る。
【０００６】
参照によって本明細書中に援用される２００８年１０月２日に発行された米国特許第７，８２６，１２４Ｂ２号明細書において開示された、可撓性のエレクトロクロミックパネルを製造するための一方法が当技術分野においてさらに知られており、ここで、有機材料の不溶性ポリマー鎖が電気化学重合によって前記電極のうちの１つに塗布され、第１の電極の前記ポリマー鎖と相互作用するイオン貯蔵フィルムが対向電極上に塗布される。この技術の重大な欠点は、可撓性電極上に堆積された２つの層の間の効果的な相互作用のために液体電解質が必要とされるということである。他方、液体電解質の存在により、前記エレクトロクロミックパネルを一定の厚さに維持するための追加の労力及び／又は構造が必要となり、この結果として、前記構造とデバイス製造の方法との両方が大幅に複雑になる。
【０００７】
その上、参照によって本明細書中に援用される２００６年７月１０日に発行された米国特許第７，２５６，９２５Ｂ２号明細書において開示された、可撓性のエレクトロクロミックパネルを製造するための一方法が当技術分野においてさらに知られており、当該特許は、前記電極のうちの１つの上に半導体層を局所的に塗布することであって、前記半導体層は次にエレクトロクロミック組成物を用いてコーティングされる、ことを含む。しかしこの設計でも、エレクトロクロミック層と対向電極との間に液体電解質を使用する必要があり、それにより前述の方法と同じ問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、従来技術の上記の欠陥を有さない、エレクトロクロミックデバイスの製造のための新たな改良された方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の方法は、エレクトロクロミックデバイスを製造する従来の方法に関連する上記の及びその他の問題のうちの１又は複数を実質的に取り除く方法及びシステムに関する。
【００１０】
本明細書中に記載される実施形態の一態様によれば、少なくとも２つの可撓性電極と、前記少なくとも２つの可撓性電極の間の密封して閉じられた空間とを含むエレクトロクロミックデバイスを製造する方法が提供され、前記少なくとも２つの可撓性電極のうちの少なくとも１つは光透過性であり、前記少なくとも２つの可撓性電極の間の前記密封して閉じられた空間はエレクトロクロミック組成物を用いて充填され、前記方法は、（１）サスペンション及びコロイドのうちの少なくとも１つを含むエレクトロクロミック分散系の形態の初期の脱気されたエレクトロクロミック組成物を調製することであって、前記エレクトロクロミック分散系の分散媒は液体溶媒（高温溶媒及び低温溶媒）とカソード成分とアノード成分とを含むエレクトロクロミック溶液を含み、分散相は高分散性ポリマーからなる、ことと、（２）少なくとも１つの可撓性電極を、任意形状の相互に絶縁された導電性層の形態で導電性コーティングがポリマー基板上に塗布され得るように作製することと、（３）前記可撓性電極のうちの２つ又は少なくとも１つを初期エレクトロクロミック組成物を用いてコーティングすることと、（４）前記低温溶媒を除去して固体の一様に均一なエレクトロクロミック層を形成するために、前記可撓性電極（１又は複数）上に塗布された前記初期エレクトロクロミック組成物を乾燥させることと、（５）１つの可撓性電極を第２の可撓性電極とステッチする（ラミネートする）ことであって、前記エレクトロクロミック層は内側に面している、ことと、（６）前記可撓性電極を通電電気バス（接点）に接続することと、（７）パネルを周囲にわたってシールすることと、を含む。前記エレクトロクロミック組成物に対する大気酸素の有害作用を減らすために、エレクトロクロミックパネルの製造及び組み立てに関する全ての手順は、アルゴン、窒素、二酸化炭素などの不活性ガスの雰囲気中で実施することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許