(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミック膜となり得るエレクトロクロミック構成成分を含む液状物と、加熱光源と、前記加熱光源からの光が透過する所定のパターン形状をなす透光部と光を遮光する遮光部をもつマスクと、基板とを用い、
前記基板と前記液状物とを接触させてエレクトロクロミック構成成分を基板に付着させる工程と、
前記エレクトロクロミック構成成分を付着させた前記基板を前記マスクで覆う工程と、
前記マスクで覆われた前記基板に加熱光源の光を照射し、前記マスクの透光部を透過した光で、前記基板上のエレクトロクロミック構成成分を加熱してこれの焼成を進める工程と、
前記マスクの遮光部により遮光されて焼成が不充分な領域の前記エレクトロクロミック構成成分を除去し、前記マスクの透光部のパターン形状に相応する形状をもつエレクトロクロミック膜を形成する工程とを順に実施することを特徴とする湿式エレクトロクロミック膜の部分成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿式エレクトロクロミック膜の部分成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロクロミック膜を形成するにあたり、蒸着またはスパッタリングを利用してエレクトロクロミック膜を基板に成膜する乾式法と、エレクトロクロミック構成成分を含む液状物に基板を浸漬させ、その後に焼成してエレクトロクロミック膜を得る湿式法（特開平７−０６４１２０号公報）とがある。エレクトロクロミック膜は、電圧印加に伴う酸化または還元により発色または消色するものである。
【０００３】
上記した湿式法によれば、エレクトロクロミック膜となり得るエレクトロクロミック構成成分を含む液状物を用い、液状物に基板を浸漬して液状物の液膜を基板の全面に付着させる。その後、焼成前に、不必要部分の液膜を手作業などで拭き取る。その後に、オーブンに基板を装入してオーブンの熱（１００〜１８０℃）で、液膜のエレクトロクロミック構成成分を焼成し、これにより所定のパターン形状をもつエレクトロクロミック膜を形成する。
【０００４】
更に、基板のうちエレクトロクロミック膜を必要としない部分にマスキングテープを貼着した後に、エレクトロクロミック構成成分を含む液状物と基板とを接触させる方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した液状物に基板を浸漬する方法では、エレクトロクロミック構成成分を含む液膜を基板に付着させた後、液膜の不必要部分の全部を焼成前に拭き取る操作が必要とされる。
焼成前の液膜の不必要部分の全部を拭き取る操作は、精密に行わねばならず、かなり面倒である。そのため液膜の拭き取り形状がばらつき易い。故に、液膜を焼成して形成したエレクトロクロミック膜のパターン形状の高精度化に不利である。しかもエレクトロクロミック膜のパターン形状の再現性が低い。
【０００６】
更に、基板のうちエレクトロクロミック膜を必要としない部分にマスキングテープを貼着する方法では、マスキングテープの縁に液状物の液溜まりが発生し易く、エレクトロクロミック膜の厚みの均一化には不利である。
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、エレクトロクロミック膜の形状の再現性が高く、エレクトロクロミック膜の厚みの均一化に有利な効果を奏する湿式エレクトロクロミック膜の部分成膜方法を提供することを課題とするにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る湿式エレクトロクロミック膜の部分成膜方法は、エレクトロクロミック膜となり得るエレクトロクロミック構成成分を含む液状物と、加熱光源と、加熱光源からの光が透過する所定のパターン形状をなす透光部と光を遮光する遮光部をもつマスクと、基板とを用い、
基板と液状物とを接触させてエレクトロクロミック構成成分を基板に付着させる工程と、
エレクトロクロミック構成成分を付着させた基板をマスクで覆う工程と、
マスクで覆われた基板に加熱光源の光を照射し、マスクの透光部を透過した光で、基板上のエレクトロクロミック構成成分を加熱してこれの焼成を進める工程と、
マスクの遮光部により遮光されて焼成が不充分な領域のエレクトロクロミック構成成分を除去し、マスクの透光部のパターン形状に相応する形状をもつエレクトロクロミック膜を形成する工程とを順に実施することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明方法によれば、加熱光源としては、エレクトロクロミック構成成分を焼成してエレクトロクロミック膜を形成できるものであれば良く、一般的には、赤外線ランプやレーザ照射装置を採用できる。赤外線ランプとしては遠赤外線を照射するものも含む。レーザ照射装置としては、レーザビームのスポット径を大きくした散光レーザを採用できる。レーザビームとしては、ＣＯ２レーザビームやＹＡＧレーザビーム等を採用できる。
【０００９】
本発明方法で使用するマスクは、加熱光源からの光が透過する所定のパターン形状をなす透光部と、光を遮光する遮光部とをもつものである。マスクの材質はアルミ系金属、鉄系金属などを採用できる。
本発明方法によれば、液状物と基板と接触させて、エレクトロクロミック構成成分を基板に付着させる。この場合には、液状物に基板を浸漬させる浸漬方式を採用し、基板の全面に液状物を付着できる。
【００１０】
次に、エレクトロクロミック構成成分を付着させた基板をマスクで覆う工程を行う。次に、マスクで覆われた基板に加熱光源の光を照射する。これによりマスクの透光部を透過した光で、基板上のエレクトロクロミック構成成分を加熱してこれの焼成を進める。
本発明方法では、マスクの透光部を透過した光が照射されたエレクトロクロミック構成成分が次の除去工程（通常、水洗）で洗い落ちないように水に不溶となり、且つ、マスクの遮光部により遮光されて光が照射されていないエレクトロクロミック構成成分が次の除去工程（通常、水洗）で洗い落ちるように水に可溶となる焼成条件を事前に調査して決定しておき、その焼成条件で焼成を行うことが好ましい。
【００１１】
次に、マスクの遮光部により遮光されて焼成が不充分な領域のエレクトロクロミック構成成分を除去する。これによりマスクの透光部のパターン形状に相応する形状をもつエレクトロクロミック膜を基板に形成する。この場合には、焼成が不充分な領域を水洗して取り除く水洗処理を利用できる。水洗処理としては、焼成が不充分な領域を備えている基板を、純水、アルカリ洗剤等の液に浸漬させる浸漬方式を採用できる。あるいは、焼成が不充分な領域を掻き取る等して機械的に取り除いても良い。エレクトロクロミック膜の特性によっては、焼成が不充分な領域を除去した後、更にオーブンなどの加熱炉で加熱焼成しても良い。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１〜図５は各工程を示す。
本実施例では、エレクトロクロミック膜となり得る構成成分を含む液状物１と、加熱光源としての赤外線源２と、部位によって透光性及び遮光性をもつマスク３と、透明ガラスで形成された基板４とを用いる。
【００１３】
赤外線源２は電熱線（１００Ｖ、長さ約３０ｃｍ）を利用して構成されている。基板４は厚みが約１．１ｍｍ、サイズが約２００ｍｍ×約５０ｍｍである。
図６に示すように、浸漬処理前の基板４の表面４ａには、透明導電膜４１（材質：ＩＴＯ，厚み：約２００ｎｍ）が積層されている。また、浸漬処理前の基板４の裏面４ｂには、反射膜４２（材質：アルミ，厚み：約１００ｎｍ）、保護膜４３（材質：樹脂，厚み：約０．１〜０．２μｍ）が順に積層されている。
【００１４】
液状物１は、金属タンクステン粉末を過酸化水素水溶液に添加して得られた過酸化ポリタングステン酸水溶液で構成されている。
図２に示すように、マスク３は、赤外線源２からの光である赤外線が透過する所定のパターン形状をなす開口で形成された透光部３１と、光である赤外線を遮光する枠状をなす遮光部３２とをもつ。遮光部３２は、平面形態で実質的に四角形状をなす内縁３２ｋをもつ。マスク３の材質は赤外線の反射率や熱伝達率が高い材料、具体的には金属、特にアルミ系金属、鉄系金属、チタン系金属などで形成されている。
【００１５】
本実施例に係る第１工程では、図１に示すように、容器６０内の液状物１と基板４とを接触させるべく、容器６０の液状物１に基板４を浸漬する。その後、容器６０内の液状物１から基板４を取り出す。取り出しは１０〜４００ｍｍ／ｍｉｎのうちの一定速度で引き上げる。引き上げ速度はこれに限定されるものではない。これにより図７に示すように上記した液状物１の液膜１ｘを基板４の全面（基板４の表面４ａ，裏面４ｂの側を含む）に、または、実質的に全面に付着させる。従って、基板４の透明導電膜４１、保護膜４３の上に、更には基板４の端面４ｅの上に、エレクトロクロミック構成成分を含む液膜１ｘが積層される。
【００１６】
第２工程では、図２および図８に示すように、液膜１ｘを付着させた基板４を保持台５の上に設置するとともに、基板４の周縁部の上にマスク３を載せて基板４上の液膜１ｘの不必要部分をマスク３で覆う。このとき、マスク３は、基板４の保護膜４３側ではなく基板４の透明導電膜４１の側に位置するとともに、保持台５は保護膜４３の側に位置している。
【００１７】
保持台５は熱伝導率が良い材料、一般的には金属、具体的にはアルミ系金属、鉄系金属、チタン系金属などで形成されている。マスク３の透光部３１の形状の転写精度を確保すべく、マスク３は基板４上の透明導電膜４１に接触させることが好ましい。しかし場合によっては、マスク３と基板４上の透明導電膜４１との間に、微小隙間を介在させることにしても良い。
【００１８】
第３工程では、図３および図８に示すように、マスク３で覆われた基板４に赤外線源２からの赤外線を照射する。これによりマスク３の透光部３１を透過した光が照射された基板４上の液膜１ｘが発熱する。そのため液膜１ｘに含まれているエレクトロクロミック構成成分の焼成が進行する。
基板４上に付着された液膜１ｘのエレクトロクロミック構成成分のうち、マスク３の透光部３１に対面している領域は、赤外線が照射されるため、焼成が充分に進行する。一方、基板４上に付着された液膜１ｘのエレクトロクロミック構成成分のうち、マスク３の遮光部３２により赤外線が遮光された領域は、赤外線が照射されないため、焼成が行われず、つまり焼成が不充分となり、基板４から脱離可能となる。
【００１９】
本実施例では、赤外線の照射の際には、図８に示すように赤外線源２は基板４の上方に配置されており、基板４の上方から赤外線が基板４に向けて照射される。赤外線源２と基板４との鉛直方向における距離ＬＢは、赤外線の放射性を確保して適宜選択できるものの、約５０ｍｍとされているが、これに限定されるものではない。赤外線源２の長さＬＡは、基板４の長さよりも長く設定されている。本実施例では、照射時間は３〜１０分間とするが、これに限定されるものではない。
【００２０】
上記したように基板４が赤外線の照射を受けると、前記したようにマスク３の透光部３１を透過した赤外線により、基板４上のエレクトロクロミック構成成分が発熱してこれの焼成が行われる。このとき基板４上のエレクトロクロミック構成成分のうち、マスク３の遮光部３２で覆われている遮光領域にも熱が伝達されてくるおそれがある。従って赤外線が遮光された遮光領域であっても、その熱の伝達により、焼成が進行するおそれがある。この場合には、基板４上のエレクトロクロミック構成成分のうち、マスク３の透光部３１に対面する領域と、マスク３の遮光部３２に対面する領域と輪郭が不明瞭となる。この結果、マスク３の透光部３１のパターンの転写精度が低下するおそれがある。
【００２１】
この点本実施例によれば、マスク３は熱伝導率が良い材料で形成されており、マスク３が基板４に接触しているため、より具体的にはマスク３が基板４のエレクトロクロミック膜に接触しているため、その伝熱部分における熱を金属製のマスク３に逃がすことができる。更に本実施例では保持台５が熱伝導率が良い材料で形成されているため、その伝熱部分の熱を保持台５に逃がすことができる。よって本実施例によれば、基板４上のエレクトロクロミック構成成分のうち、不必要な伝熱を抑え、不必要な焼成を抑えるのに有利となる。よってマスク３の遮光部３２と透光部３１との輪郭を明瞭化するのに有利となり、マスク３の透光部３１の転写精度が確保される。この効果を一層良好に得るためには、マスク３や保持台５の厚みを厚くして、マスク３や保持台５の熱容量を増加させる手段を採用できる。
【００２２】
更に本実施例では、赤外線の照射にあたり、図８に示すように、マスク３と赤外線源２との間に、赤外線を遮る機能をもつ遮光部材５５を配置している。そのため、遮光部材５５の遮光機能によりマスク３に赤外線が過剰に照射されることを抑え得る。よってマスク３の赤外線加熱を効果的に抑え得、赤外線照射時におけるマスク３の過熱を防止できる。よって、基板４の熱をマスク３へ伝熱する伝熱効果を得るのに有利となる。更にマスク３の過剰な熱膨張や熱変形も防止できる。
【００２３】
第４工程では、マスク３の遮光部３２により遮光されて焼成が不充分な領域１ｒのエレクトロクロミック構成成分を除去する。従って図９に示すように、基板４の表面４ａの縁部４ｒ、基板４の端面４ｅ、基板４の裏面４ｂの縁部４ｓに付着していた不必要なエレクトロクロミック構成成分が除去される。
除去にあたっては、図４に示すように、容器６２の水６３に基板４の全体を所定時間浸漬する。これにより焼成が不充分な領域は、水に溶解または分散する。従って、マスク３の透光部３１のパターン形状に相応する形状をもつエレクトロクロミック膜４７（酸化タングステン）が形成される。その後に乾燥処理（図５参照）を行う。乾燥処理の条件は、自然乾燥、または、一度イソプロピルアルコールに浸漬した後に自然乾燥する。
【００２４】
なお前記した記載から明らかなように赤外線は基板４の表面４ａ側に照射される。基板４は透光性をもつため、赤外線が基板４の裏面４ｂ側にも至ることがある。そのため、基板４の裏面４ｂ側の保護膜４３に積層された液膜１ｘにも赤外線が透過されることがある。そのため、図９に示すように、基板４の裏面４ｂの保護膜４３の外側においても、焼成が進行してエレクトロクロミック膜４８が形成されることもある。しかしエレクトロクロミック膜４８が基板４の保護膜４３の側に形成されたときであっても、後述のエレクトロクロミック素子８の機能上影響がなく、実用上差し支えない。
【００２５】
なお本実施例においては、基板４の裏面４ｂの保護膜４３の外側にもエレクトロクロミック膜４８が形成されることを防止するため、場合によっては、基板４の裏面４ｂに付着した液膜１ｘを、赤外線による焼成後に拭き取ることにしても良い。
本実施例においては、条件等によっては、上記した赤外線照射による焼成だけでは充分でない場合も考えられる。この場合にはオーブンに基板４を装入して焼成を追加することにしてもよい。
【００２６】
焼成が完了したら、図１０に示すように、上記した基板４と、透明導電膜７０をもつ別の透明ガラス板である基板７と、外周シール７２と、クリップ状の電極端子７３とを用い、これらをそれぞれ組み付けるとともに電解液７５を封入し、エレクトロクロミック素子８を構成する。
このエレクトロクロミック素子８においては、第１主題として、シール性を確保して電解液７５の漏れを防止するため、外周シール７２とエレクトロクロミック膜４７とが重合しないようにする必要がある。また第２主題として、透明導電膜４１と電極端子７４との電気的接触をエレクトロクロミック膜４７が阻害しないようにする必要がある。
【００２７】
この点本実施例では、マスク３の遮光部３２で赤外線を遮光した遮光領域を焼成することなく、水洗処理で取り除くことにしているため、図１０から理解できるように、基板４の表面４ａの縁部４ｒのエレクトロクロミック構成成分を除去でき、上記した第１主題および第２主題を達成できる。
（他の例）
上記した実施例では焼成を赤外線の照射で行っているが、これに限らず、ＣＯ２レーザビームやＹＡＧレーザビームなどのレーザビームの照射で焼成をおこなっても良い。この場合には、拡大レンズや拡大鏡などのビーム拡大手段を採用して、レーザビームのスポット径を拡大することができる。またレーザビームをスキャン照射することも好ましい。
【００２８】
また上記した実施例では、液状物１と基板４とを接触させるにあたり、液状物１に基板４を浸漬する浸漬方式を採用しているが、これに限らず、回転する基板に液状物を滴下するスピンコート方式を採用することもできる。
また上記した実施例では、エレクトロクロミック膜は酸化タングステンを主要成分とするが、これに限らず、エレクトロクロミック性を示すものであれば他の材質でも良い。
【００２９】
また上記した実施例ではマスキングテープを用いていないが、基板４のうちエレクトロクロミック膜を積層せずとも良い領域、例えば裏面４ｂの領域にマスキングテープを貼着した状態で、その基板４を容器６０内の液状物１に浸漬させ、表面４ａに液膜を形成するものの、裏面４ｂには液膜を形成しないことにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明方法によれば、透光部及び遮光部をもつマスクで覆った状態において、赤外線などの加熱光源の光の照射で部分焼成し、その後、マスクで遮光された焼成部分を基板から除去する。そのため、従来より行われていた焼成前の液膜の拭き取り操作を回避できる。故に、エレクトロクロミック膜のパターン形状の高精度化を図り得、エレクトロクロミック膜のパターン形状の再現性を高く確保するのに有利となる。
【００３１】
更に本発明方法によれば、エレクトロクロミック膜の厚みの均一化にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板を液状物に浸漬している状態を示す工程図である。
【図２】液状物に浸漬した基板にマスクをあてがう状態を示す工程図である。
【図３】液状物に浸漬した後にマスクをあてがった基板に赤外線を照射する状態を示す工程図である。
【図４】赤外線を照射した後の基板を水洗処理している状態を示す工程図である。
【図５】基板を乾燥処理している状態を示す工程図である。
【図６】液状物に浸漬する前の状態の基板の断面図である。
【図７】液状物に浸漬した後の状態の基板の断面図である。
【図８】マスクをあてがった基板に赤外線を照射する状態を示す工程図である。
【図９】赤外線の照射後の水洗処理により不必要部分を除去した状態を示す基板の断面図である。
【図１０】エレクトロクロミック素子の断面図である。
【符号の説明】
図中、１は液状物、２は赤外線源、３はマスク、３１は透光部、３２は遮光部、４は基板、４１は透明導電膜、４２は反射膜、４３は保護膜、４８はエレクトロクロミック膜、８はエレクトロクロミック素子を示す。
【図１】
0003560224.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003560224.tif 000008
【図８】
0003560224.tif 000009
【図９】
0003560224.tif 000010
【図１０】
0003560224.tif 000011