(57)【要約】【課題】抵抗式またはコンデンサー式タッチパネルなどのタッチ式電気変色装置を提供する。【解決手段】本発明を抵抗式タッチパネルに結合されたとき、第１透明導電基材と第２導電基材とを備えた抵抗式タッチパネル部と、純液体物質からなり、抵抗式タッチパネル部に注入する電気変色部材と、第１透明導電基材と第２導電基材内部の周縁に設ける絶縁体と、抵抗式タッチパネル部に電気接続され、外部からのタッチ信号により電気変色部材電気変色部材の外部電源のオンまたはオフを制御するコントローラー、とを備える。【選択図】図３
2012113683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ式電気変色装置であって、
抵抗式タッチパネル部は、
第１透明導電基材と、
前記第１透明導電基材と対向され互いに平行して設けられ、前記第１透明導電基材と合わせて第１電源の正負端に接続する第２導電基材と、
前記第１透明導電基材と前記第２導電基材との間に設けられ、相互の電気導通を防止する複数のスペーサーと、
純液体物質からなり、前記第１透明導電基材と前記第２導電基材との間に注入し、対向する２つの端面はそれぞれ第２電源の正極と負極に電気接続する電気変色部材と、
前記第２電源の正極と負極がそれぞれ前記第１透明導電基材と前記第２導電基材との電気接続を阻止するため、前記第１透明導電基材と前記第２導電基材内部の周縁に設け、かつ前記変色部材を前記抵抗式タッチパネル部に封入する絶縁体と、
前記抵抗式タッチパネル部に電気接続され、外部からのタッチ信号の処理に提供し、前記第２電源のオンまたはオフを駆動するコントローラー、とを備えることを特徴とする、タッチ式電気変色装置。
【請求項２】
前記第１透明導電基材はインジウムスズ酸化物、インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸化アンチモン錫、ナノカーボンチューブ、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンのいずれかの導電性材料のガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、塩化ポリビニール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチルまたはその混合物のプラスチック重合物のいずれかを選択できることを特徴とする、請求項１記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項３】
前記第２導電基材は透明な部材であることを特徴とする、請求項１または２記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項４】
前記第２導電基材は不透明または反射式部材であることを特徴とする、請求項１または２記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項５】
前記電気変色部材は主に有機材料、無機材料と溶剤を組み合わせてなることを特徴とする、請求項１記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項６】
前記有機材料は酸化還元指示薬、ＰＨ指示薬または有機化合物のいずれかあるいは多種の混合物であることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項７】
前記酸化還元指示薬はメチレンブルー、ジクロロフェノールインドフェノールナトリウム、Ｎ−フェニルアントラニル酸、ジフェニルアミンスルホン酸ナトリウム、ジフェニルベンジジンまたはメチルビオローゲンであることを特徴とする、請求項６記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項８】
前記ＰＨ指示薬はバリアミンブルーＢジアゾニウム塩であることを特徴とする、請求項６記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項９】
前記有機化合物は７,７,８,８−テトラシアノキノジメタン、フェロセンであることを特徴とする、請求項６記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１０】
前記無機材料は遷移元素の酸化物、硫化物、塩化物または水酸化物のいずれかまたは多種を組み合わせたものであることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１１】
前記遷移元素はスカンジウム亜族、チタニウム亜族、バナジウム亜族、クロム亜族、マンガン亜族、鉄族、銅亜族、亜鉛亜族または白金亜族より選択できることを特徴とする、請求項１０記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１２】
前記無機材料はハロゲン族無機誘導体、酸素族無機誘導体、窒素族無機誘導体、カーボン族無機誘導体、ホウ素族無機誘導体、アルカリ土類無機派生物またはアルカリ土類無機誘導体のいずれかまたは多種を組み合わせたものであることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１３】
前記無機材料は塩化第一鉄、塩化第二鉄、三塩化チタン、四塩化チタン、塩化ビスマス（ＩＩＩ）、塩化銅または臭化リチウムであることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１４】
前記溶剤はジメチルスルホキシド、炭酸プロピレン、水、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、シアン化エチル、ベンゾニトリル、グルタロニトリル、メチルグルタロニトリル、３,３'−オキシジプロピオニトリル、ヒドロキシプロピオニトリル、ジメチルホルムアミ、Ｎ−メチルピロリジンケトン、スルホラン、３−メチルスルホランまたはその混合物のいずれかより選択することができることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１５】
前記電気変色部材は一種の非活性導電塩をさらに含めることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１６】
前記非活性導電塩はリチウム、ナトリウムまたはテトラアルキルアミン塩であることを特徴とする、請求項１５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１７】
前記電気変色部材は一種の電解質または高分子重合物をさらに含めることを特徴とする、請求項５記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１８】
前記電解質は過塩素酸リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたはケイ酸ナトリウムであることを特徴とする、請求項１７記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項１９】
前記高分子重合物は高フッ化樹脂、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、ポリビニルアルコールりん酸、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンイミン、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボラート、ポリメタクリル酸メチル、フェニルりん酸、ポリビニルピロリドンのうち一種または多種の混合物を選択することを特徴とする、請求項１７記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項２０】
タッチ式電気変色装置であって、
コンデンサー式タッチパネル部は、
第３透明導電基材と、
前記第３透明導電基材に対向し互いに平行して設ける第４基材と、
純液体物質からなり、前記第３透明導電基材と前記第４導電基材との間に注入し、対向する２つの端面はそれぞれ第３電源の正極と負極に電気接続する電気変色部材と、
前記第３電源の正極と負極がそれぞれ前記第３透明導電基材と前記第４基材との電気接続を阻止するため、前記第３透明導電基材と前記第４導電基材内部の周縁に設け、かつ前記変色部材を前記抵抗式タッチパネル部に封入する絶縁体と、
前記抵抗式タッチパネル部に電気接続され、外部からのタッチ信号の処理に提供し、前記第２電源のオンまたはオフを駆動するコントローラー、とを備えることを特徴とする、タッチ式電気変色装置。
【請求項２１】
前記コンデンサー式タッチパネル部はさらに、前記第３透明導電基材の表面に設ける保護層を備えることを特徴とする、請求項２０記載のタッチ式電気変色装置。
【請求項２２】
前記保護層は、ガラス、プラスチックまたは二酸化ケイ素のいずれかであることを特徴とする、請求項２１記載のタッチ式電気変色装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気変色分野に関し、特にタッチパネルに結合し、タッチ方式により、電気変色部材の変色と褪色を駆動するタッチ式電気変色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気変色部材の運用はすでに幅広く実施されている。良く見かけるものは、スマートウィンドウがある。この種のウィンドウは通常建造物のガラスまたは自動車の天窓に応用され、太陽熱の放射または日差しを阻止する。反射率を改変可能なミラー、この種は自動車のバックミラーに多く使用されている。電気変色特性を利用した自己発光ディスプレイなど各種の特殊運用分野がある。
【０００３】
電気変色の特性は、導電後の化学反応により、部材の色調または透過率に変化が起きることをいう。この種の電気変色理論は１９６１年、Ｐｌａｔｔ氏によって提示されている。電子を励起されると、新しい光吸収帯域（もう一つの色）を形成される。その主な原因は電子の変換遷移または酸化還元により、電気の獲得と消耗を形成し、変色または褪色の機能を実現できる。たとえば、材料の応用において、酸化タングステン（ＷＯ3）はすでに幅広く研究ならび運用されており、かつ酸化タングステンに極めて良い電気変色特性を有する。その一般式（１）は以下のとおり示す。
【０００４】
【化１】
2012113683.tif 000003
（無色またはレモン色）             （青色または紺青色）
【０００５】
式中、Ｍ+はそれぞれイオンＨ+、Ｌｉ+、Ｎａ+またはＫ+を表される。変色について、陽電位を印加すると、逆反応を引き起こして褪色状態となり、陰電位を印加すると、電流が中断した後も、色が一定の時間を維持してから完全に褪色され、記憶の特性を有する。
【０００６】
前述した省エネウィンドウまたはスマートガラスなどに関する分野での応用は、通常、図１または２に示すように、２つの透明基材１０の間に、内側へ順を追って透明導電層１２、電気変色層１４（固体がほとんど）と電解質層１６（液体または固体）を設けられている。または、２つの透明基材１０の間に、内側へ順を追って透明導電層１２、電気変色層１４（固体がほとんど）、イオン格納層１８（固体のフィルム）と電解質層１６（液体または固体）からなる。主に中華民国特許公報第ＴＷ２００７３４７８２号（特許文献１）、中華民国特許公報第ＴＷ２００８０１７５９号（特許文献２）、中華民国特許公報第ＴＷ２００９０７５２３号（特許文献３）はその適用例である。このほか、電気変色素子の電源制御はすげて外付けの分離型のスイッチにより操作されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中華民国特許公報第ＴＷ２００７３４７８２号
【特許文献２】中華民国特許公報第ＴＷ２００８０１７５９号
【特許文献３】中華民国特許公報第ＴＷ２００９０７５２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の説明から、発明者は公知技術の構造と電源切換えによる変色／褪色操作がなお改善の余地があることに気づき、当該産業で長年に従事し蓄積された経験に基づき、鋭意に研究した結果、電気変色素子全体構造を公知技術に比べ、より軽薄、かつ光透過性が優れるタッチ式電気変色装置を発明した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述課題について、本発明の目的は一種の公知技術の電気変色素子の構造に比べ、より軽く、薄く、光透過性を優れる、さらに、タッチパネルの操作原理を利用し、本発明の電源のオン／オフによる電気変色部材の変色／褪色操作がより便利に行えるタッチ式電気変色装置を提供し、有効に省エネウィンドウ、スマートガラスなどの分野に応用できる。
【００１０】
前述の目的を達成するため、本発明は以下のタッチ式電気変色装置を提供する。主に、抵抗式タッチパネル部は、第１透明導電基材と、第１透明導電基材に対向して互いに平行して設けられ、第１透明導電基材とそれぞれ第１電源の正負端に接続する第２導電基材と、第１透明導電基材と第２導電基材との間に設け、互いに電気接触を防止する複数のスペーサーと、純液体物質からなり、第１透明導電基材と第２導電基材との間に注入され、対向する２つの端面はそれぞれ第２電源の正極と負極に導通する電気変色部材と、第１透明導電基材と第２導電基材内部の周縁に設けられ、第２電源の正極と負極がそれぞれ第１透明導電基材と第２導電基材と電気接続することを阻止し、かつ電気変色部材を完全に抵抗式タッチパネル部に封入する絶縁体と、抵抗式タッチパネル部に電気接続され、外部からのタッチ信号を処理し、第２電源のオンまたはオフを駆動するコントローラー、とを備える。
【００１１】
そのうち、第１透明導電基材の表面に導電性材料が塗布されている。たとえば、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，  ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ，  ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（Ａｌ−ｄｏｐｅｄ  ＺｎＯ，  ＡＺＯ）、酸化アンチモン錫（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，  ＡＴＯ）、ナノカーボンチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）、ポリエチレンジオキシチオフェン（Ｐｏｌｙ−３，４−Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，  ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）のいずれかの導電性材料のガラス、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，  ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ，  ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，  ＰＥ）、塩化ポリビニール（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ，  ＰＶＣ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，  ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｓｔｙｒｅｎｅ，  ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，  ＰＭＭＡ）あるいはその混合物のプラスチック重合物のいずれかを選択して、透明、導電性の特性の目的を実現する。このほか、スマートウィンドウまたは省エネウィンドウの実施について、第２導電基材は透明部材であり、反射ミラーの実施について、第２導電基材は不透明または反射式部材である。
なお、本発明において、抵抗式タッチパネル部に注入する電気変色部材の成分は、主に有機材料と溶剤からなる。電気変色部材は少なくとも一種の有機材料と少なくとも一種の無機材料を備えるほか、複数種の有機、無機材料の混合溶液であっても良い。そのうち、有機材料は酸化還元指示薬、ＰＨ指示薬または有機化合物である。さらに、酸化還元指示薬はメチレンブルー、ジクロロフェノールインドフェノールナトリウム、Ｎ−フェニルアントラニル酸、ジフェニルアミンスルホン酸ナトリウム、ジフェニルベンジジンまたはメチルビオローゲンである。なお、ＰＨ指示薬はバリアミンブルーＢジアゾニウム塩Ｂであり、有機化合物はフェロセン（Ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ，  Ｆｅ（Ｃ5Ｈ5）2）、７,７,８,８−テトラシアノキノジメタン（７,７,８,８−Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）である。このほか、無機材料は遷移元素の酸化物、硫化物、塩化物または水酸化物より選択する。そのうち、遷移元素はスカンジウム亜族、チタニウム亜族、バナジウム亜族、クロム亜族、マンガン亜族、鉄族、銅亜族、亜鉛亜族または白金亜族より選択する。そのほか、無機材料はハロゲン族無機誘導体、酸素族無機誘導体、窒素族無機誘導体、カーボン族無機誘導体、ホウ素族無機誘導体、アルカリ土類無機派生物またはアルカリ土類無機誘導体である。そのうち、無機材料は塩化第一鉄（ＦｅＣｌ2）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）、三塩化チタン（ＴｉＣｌ3）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、塩化ビスマス（ＩＩＩ）（ＢｉＣｌ3）、塩化銅（ＣｕＣｌ2）または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）より選択することができる。そのうち、溶剤はジメチルスルホキシド[（ＣＨ3）2ＳＯ]、炭酸プロピレン（Ｃ4Ｈ6Ｏ3）、水、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、シアン化エチル、ベンゾニトリル、グルタロニトリル、メチルグルタロニトリル、３,３'−オキシジプロピオニトリル、ヒドロキシプロピオニトリル、ジメチルホルムアミ、Ｎ−メチルピロリジンケトン、スルホラン、３−メチルスルホランまたはその混合物より選択することができる。
【００１２】
このほか、溶液型電気変色部材をゲル状に形成し、液体の流動を減少し液漏れの問題を避け、変色の均一化させ、光格子の線状が外力による変形を防止するため、電気変色部材はさらに電解質または高分子重合物を備えている。
【００１３】
前述目的を達成するため、本発明はさらに一種のタッチ式電気変色装置を提供する。主にコンデンサー式タッチパネル部は、第３透明導電基材と、第３透明導電基材に対向して互いに平行して設ける第４基材と、純液体物質からなり、第３透明導電基材と第４基材との間に注入し、対向する２つの端面はそれぞれ第３電源の正極と負極に接続する電気変色部材と、第３透明導電基材と第４基材内部の周縁に設けられ、第３電源の正極と負極がそれぞれ第３透明導電基材と第４基材との電気接触を防止し、電気変色部材をコンデンサー式タッチパネル部の内部に封入する絶縁体と、抵抗式タッチパネル部に電気接続され、外部からのタッチ信号を処理し第２電源のオンまたはオフを駆動するコントローラー、とを備える。
【００１４】
耐え引っかき性と製品寿命を向上するため、第３透明導電基材の表面はさらに保護層を設けられている。保護層の材料はガラス、プラスチックまたは二酸化ケイ素などを使用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果は、一種のタッチ式電気変色装置を提供し、公知技術の抵抗式タッチパネルの原理を利用する。ただし、従来で多く使用していた電気変色層に電解質またはイオン格納層を重ね合わせた電気変色素子の構造に対し、純液体物質の電気変色部材を注入することにより、本発明によれば、全体構造が薄くなり、自己清浄化機能を有し、より良い光透過性を実現できる。このほか、電源のオン／オフ制御による電気変色部材の変色／褪色操作は、タッチパネル上で直接に操作できるため、スマートウィンドウまたはスマートガラスに適用されたとき、光透過性の調整または反射状態の操作が簡単になり、使用の利便性と簡素化を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】公知技術の電気変色素子の構造態様図である。
【図２】公知技術もう一つの電気変色素子の構造態様図である。
【図３】本発明のタッチ式電気変色装置の構造態様図である。
【図４】本発明のタッチ式電気変色装置の作動フロー図である。
【図５Ａ】本発明のタッチ式電気変色装置を透過型素子に応用した構造態様図である。
【図５Ｂ】本発明のタッチ式電気変色装置を透過型素子に応用した構造態様図である。
【図６Ａ】本発明のタッチ式電気変色装置を反射形素子に応用した構造態様図である。
【図６Ｂ】本発明のタッチ式電気変色装置を反射形素子に応用した構造態様図である。
【図７】本発明のタッチ式電気変色装置をコンデンサー式タッチパネルに結合された構造態様図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照しながら本発明の内容のさらなる理解を図るため詳しく説明する。
【実施例１】
【００１８】
図３は、本発明のタッチ式電気変色装置の構造態様図を示したものである。図に示すように、本発明のタッチ式電気変色装置２は主に抵抗式タッチパネル部２０と電気変色部材２４と絶縁体２８とコントローラー（図示しない）とを備える。そのうち、抵抗式タッチパネル部２０は一般の抵抗式タッチパネルを使用することができる。よって、本発明の抵抗式タッチパネル部２０は少なくとも一つの第１透明導電基材２０２、一つの第２導電基材２０４と、複数のスペーサー２０６とを備える。
そのうち、第１透明導電基材２０２は表面に導電材料を塗布された透明基材であり、通常はインジウムスズ酸化物導電ガラス（ＩＴＯ）、ＩＴＯプラスチックフィルム、またはインジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，  ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ，  ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（Ａｌ−ｄｏｐｅｄ  ＺｎＯ，  ＡＺＯ）、酸化アンチモン錫（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，  ＡＴＯ）、ポリエチレンジオキシチオフェン（Ｐｏｌｙ−３，４−Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，  ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）またはナノカーボンチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）など導電性材料のガラス、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，  ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ，  ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，  ＰＥ）、塩化ポリビニール（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ，  ＰＶＣ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，  ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｓｔｙｒｅｎｅ，  ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，  ＰＭＭＡ）或いはその混合物のプラスチック重合物のいずれかを選択できる。
第２導電基材２０４は第１透明導電基材２０２に対向し互いに平行して設けられ、かつ第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４はそれぞれ第１電源２２の正負端に接続されている。通常、第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４は電気的導通した後、通常の電圧差は＋５Ｖが使用されている。第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４との間には、スペーサー２０６によって仕切られている。その目的は、外部よりのタッチ信号がなくても、２つの導電基材が互いに接触して短絡による誤動作を防止する。
【００１９】
さらに、電気変色部材２４は純液体物質からなり、第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４との間に注入されている。抵抗式タッチパネル部２０間の第１電源２２の電圧差は＋５Ｖである。タッチ機能より提供する電流は、電気変色を引き起こさない範囲でなければならない。よって、電気変色部材２４の変色／褪色は駆動されず、影響を受けることはない。このため、電気変色部材２４の対向する２つの端面はそれぞれ第２電源２６の正極と負極に電気接続し、十分な電圧、電流を与えることにより、電気変色部材２４の変色／褪色を駆動することができる。
【００２０】
さらに、電気変色部材２４は純液体物質からなり、第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４の間に注入さられた後は、絶縁体２８を第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４内部の周縁に設けて置き、第２電源２６の正極と負極をそれぞれ第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４との電気接続を阻止すると共に、電気変色部材２４を抵抗式タッチパネル部２０に封入することができる。電気変色部材２４の主な成分は少なくとも一つの無機材料、少なくとも一種の無機材料と溶剤を組み合わせてなる。そのうち、有機材料は酸化還元指示薬、ＰＨ指示薬または有機化合物より選択することができる。
【００２１】
そのうち、酸化還元指示薬はメチレンブルー（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｂｌｕｅ，  Ｃ16Ｈ18ＣｌＮ3Ｓ・３Ｈ2Ｏ）、ジクロロフェノールインドフェノールナトリウム（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌｉｎｄｏｐｈｅｎｏｌ  ｓｏｄｉｕｍ，  Ｃ12Ｈ6Ｃｌ2ＮＮａＯ2）、Ｎ−フェニルアントラニル酸（Ｃ13Ｈ11ＮＯ2）、ジフェニルアミンスルホン酸ナトリウム（Ｃ12Ｈ10ＮＮａＯ3Ｓ）、ルアントラニル酸、ジフェニルアミンスルホン酸ナトリウム、（Ｎ，Ｎ’−Ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ，  Ｃ20Ｈ20Ｎ2）またはメチルビオローゲン（Ｖｉｏｌｏｇｅｎ）である。そのうち、ビオローゲン（Ｖｉｏｌｏｇｅｎ）はＲ置換基の炭素鎖長または構造により様々な色として現れる。なお、Ｒ置換基はメチル基（Ｍｅｔｈｙｌ）、エチル基（Ｅｔｈｙｌ）、プロピル基（Ｐｒｏｐｙｌ）、ブチル基（Ｂｕｔｙｌ）、ペンチル基（Ｐｅｎｔｙｌ）、ヘキシル基（Ｈｅｘｙｌ）、ヘプチル基（Ｈｅｐｔｙｌ）、オクチル基（Ｏｃｔｙｌ）、イソペンチル基（Ｉｓｏ−ｐｅｎｔｙｌ）またはベンジル基（Ｂｅｎｚｙｌ）のいずれかである。
その実施例は以下のものがある。  １，１’−ジメチル−４，４’−ビピリジニウムジクロリド水和物（１，１’−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ  Ｈｙｄｒａｔｅ，  ＭＶ）、１，１’−ジヘプチル−４，４’−ビピリジニウムジブロミド（１，１’−Ｄｉｈｅｐｔｙｌ−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｂｒｏｍｉｄｅ，  ＨＶ）、１，１’−ジベンジル−４，４’−ビピリジニウムジクロリド水和物（１，１’−Ｄｉｂｅｎｚｙｌ−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ  Ｈｙｄｒａｔｅ，  ＢＶ）、１，１’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−４，４’−ビピリジニウムジクロリド（１，１’−Ｂｉｓ（２，４−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）、１，１’−ジ−ｎ−オクチル−４，４’−ビピリジニウムジブロミド（１，１’−Ｄｉ−ｎ−ｏｃｔｙｌ−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｂｒｏｍｉｄｅ，  Ｏｃｔｙｌ）、１，１’−ジフェニル−４，４’−ビピリジニウムジクロリド（１，１’−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）、４，４’−ビピリジル（４，４’−Ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ）など。
【００２２】
好ましいＰＨ指示薬の酸塩基指示薬は、バリアミンブルーＢジアゾニウム塩Ｂ（Ｖａｒｉａｍｉｎｅ  Ｂｌｕｅ  Ｂ  Ｄｉａｚｏｎｉｕｍ  ｓａｌｔ、Ｃ13Ｈ12ＣｌＮ3Ｏ）であっても良い。
【００２３】
有機化合物はフェロセン（Ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ，  Ｆｅ（Ｃ5Ｈ5）2）、７,７,８,８−テトラシアノキノジメタン（７,７,８,８−Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）である。
【００２４】
このほか、無機材料は遷移元素の酸化物、硫化物、塩化物または水酸化物より選択する。
そのうち、遷移元素は銅亜族（ＩＢ）、亜鉛亜族（ＩＩＢ）、スカンジウム亜族（ＩＩＩＢ）、チタニウム亜族（ＩＶＢ）、バナジウム亜族（ＶＢ）、クロム亜族（ＶＩＢ）、マンガン亜族（ＶＩＩＢ）、鉄族（ＶＩＩＩＢ）と白金亜族（第５、６周期ＶＩＩＩＢ）より選択する。
そのほか、無機材料はハロゲン族（ＶＩＩＡ）無機誘導体、酸素族無機誘導体（ＶＩＡ）、窒素族無機誘導体（ＶＡ）、カーボン族無機誘導体（ＶＩＡ）、ホウ素族無機誘導体（ＩＩＩＡ）、アルカリ土類（ＩＩＡ）無機派生物またはアルカリ土類（ＩＡ）無機誘導体である。
そのうち、無機材料は塩化第一鉄（ＦｅＣｌ2）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）、三塩化チタン（ＴｉＣｌ3）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、塩化ビスマス（ＩＩＩ）（ＢｉＣｌ3）、塩化銅（ＣｕＣｌ2）または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）より選択することができる。そのうち、溶剤はジメチルスルホキシド［（ＣＨ3）2ＳＯ］、炭酸プロピレン（Ｃ4Ｈ6Ｏ3）、水、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、シアン化エチル、ベンゾニトリル、グルタロニトリル、メチルグルタロニトリル、３,３'−オキシジプロピオニトリル、ヒドロキシプロピオニトリル、ジメチルホルムアミ、Ｎ−メチルピロリジンケトン、スルホラン、３−メチルスルホランまたはその混合物のいずれかより選択することができる。
前述した有機材料、無機材料は例示された一つまたは他種の組み合わせを選択しても、本発明の材料選択の目的を実現できる。
【００２５】
このほか、イオン層２４は一種以上の非活性導電塩をさらに含めることができる。導電塩はリチウム、ナトリウムまたはテトラアルキルアミン塩のいずれかを含めても良い。
【００２６】
また、電気変色部材２４は液体のため液漏れの問題があり、かつ変色するときに形成する光格子の線状は外部より僅かな力量を加わることで形状変化を引き起こすことを防止すため、電気変色部材２４において、電解質または高分子重合物を備えている。
これにより、前述の課題が解決されるほか、変色の均一度とも純液体物質より良い。
そのうち、電解質は過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）であっても良い。
一方、高分子重合物は高フッ化樹脂、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）  （Ｐｏｌｙ（２−ａｃｒｙｌａｍｉｄｏ−２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ，  ＰＡＭＡＳ）、ポリビニルアルコールりん酸（  ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  ａｃｉｄ，  ＰＡＶＡ）、ポリエチレンオキシド（  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ，  ＰＥＯ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ，  ＰＥＩ）、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボラート（Ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、フェニルりん酸（Ｐｈｅｎｙｌ  Ａｃｉｄ  Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，  ＰＡＰ）、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ，  ＰＶＰ）のうちの一種または多種の混合物を選択する。
【００２７】
引き続き、図４を参照して説明する。図４は本発明のタッチ式電気変色装置の動作フロー図である。本発明によれば、抵抗式タッチパネル部２０をタッチ操作することにより、電気変色部材２４の変色／褪色を実現できる。具体的な操作について、使用者はまず指部その他タッチ物質を抵抗式タッチパネル部２０に直接にタッチすることにより外部タッチ信号を形成させる。引き続き、外部タッチ信号は抵抗式タッチパネル部２０に電気接続されたコントローラーによって、たとえば、アナログ信号をデジタル信号に変換するなど信号処理が行われる。続いて、処理された外部タッチ信号より、第２電源２６のオンまたはオフを駆動することにより、電気変色部材２４が変色または褪色の化学反応を引き起こす。これにより、一つの具体的なフロー操作を完了する。
【００２８】
図５Ａと５Ｂを参照して説明する。図５Ａと５Ｂは本発明のタッチ式電気変色装置を透過型素子に応用した構造態様図である。図に示すように、本実施例は主に第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４とも透明な材質を使用し、たとえば、高い光透過性および高導電度のＩＴＯガラスが使用されている。
具体的な応用例は、スマートウィンドウまたはフィルタなどの類似製品に適用できる。図示のように、電気変色部材２４が変色される前に、光線４１は一般の材質のように、直接に通過される。光線４１強さの減衰においても具体的な影響はない。
一方、電気変色部材２４が変色した後、電気変色部材２４に通過する光線４１の強さの減衰は顕著的となる。光線４１通過量の多寡（減衰程度）は第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４の電位差、溶液のｐＨ値、溶液の濃度、溶剤の極性、両極間の距離および誘電率によって決められる。
【００２９】
さらに、図６Ａと６Ｂを参照して説明する。図６Ａと６Ｂは、本発明のタッチ式電気変色装置を透過型素子に応用した構造態様図である。図示のように、本実施例は主に第１透明導電基材２０２が透明な材質である。たとえば、高い光透過性および高導電度を有するＩＴＯガラスを使用し、第２導電基材２０４は不透明または反射式部材、たとえば、白金またはロジウム合金などの反射層を使用する。
具体的な応用例は、まぶしい光を消すバックミラーなどの製品に適用できる。
図示のように、電気変色部材２４が変色する前に、光線４１はそのまま反射され、強さの減衰は具体的な影響はない。一方、電気変色部材２４が着色した後、電気変色部材２４に通過する光線４１の強さの減衰は顕著的のため、強い光が反射によって、まぶしい光は大幅に減衰される。光線４１通過量の多寡（減衰程度）は第１透明導電基材２０２と第２導電基材２０４の電位差、溶液のｐＨ値、溶液の濃度、溶剤の濃度、溶液の極性、両極間の距離および誘電率によって決められる。
【実施例２】
【００３０】
図７を参照して説明する。図７は本発明のタッチ式電気変色装置をコンデンサー式タッチパネルに結合された構造態様図である。図３乃至図６Ｂは主に電気変色部材を抵抗式タッチパネル部に結合された電気変色部材による電源駆動の好ましい実施例の説明である。
本実施例は、電気変色部材の電源駆動もタッチ操作によって実施する。
ただし、タッチパネルは前述した実施例の構造の代わりに、コンデンサー式タッチパネルによって実施する。
図７に示すように、本発明のタッチ式電気変色装置３は主にコンデンサー式タッチパネル部３０と電気変色部材３４と絶縁体３８とコントローラー（図示しない）とを備える。
コンデンサー式タッチパネル部３０は主に第３透明導電基材３０２と第４基材３０４とを備える。そのうち、第４基材３０４は第３透明導電基材３０２に対向して互いに平行して設けられている。そのうち、電気変色部材３４は前述実施例に同様で、純液体物質からなり、第３透明導電基材３０２と第４基材３０４との間に注入するか、または抵抗式タッチパネル部のように、ゲル状に形成してから電気変色部材３４に電解質または高分子重合物を加えるなど、材料の詳細は前述通りであり、ここでの説明を省略する。電気変色部材３４の対向する２つの端面は、それぞれ第３電源３６の正極と負極に電気接続されている。その他、絶縁体３８またはコンデンサーの構造と稼働フローは前述抵抗式タッチパネルとほぼ同じであるため、ここでの説明を省略する。たとえば、第４基材３０４は導電性を有しない透明基板または反射式部材を使用し、電気変色部材３４の変色により、スマートウィンドウまたはガラスおよび反射ミラーの具体的な実施を実現する。耐え引っかき性と製品寿命を向上するため、保護層３０６をさらに第３透明導電基材３０２の表面に設け、タッチ回数により、第３透明導電基材３０２の破損を防止する。保護層の材料はガラス、プラスチックまたは硬化二酸化ケイ素などを使用する。
【００３１】
前述した実施例の説明により、本発明の効果は以下のタッチ式電気変色装置を提供できることである。本発明は公知技術の抵抗式タッチパネルまたはコンデンサー式タッチパネルの原理を利用するが、従来では多く使用していた電気変色層に電解質またはイオン格納層を重ね合わせた電気変色素子の構造に対し、本発明では純液体物質の電気変色部材を注入することにより、全体構造が薄くなり、より良い光透過性を実現できる。
このほか、電源のオン／オフ制御による電気変色部材の変色／褪色操作は、タッチパネル上で直接に操作できるため、スマートウィンドウまたはスマートガラスに適用されたとき、光透過性の調整または反射状態の操作が簡単になり、使用の利便性と簡素化を大幅に向上できる。
【００３２】
以上に説明したものは、本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範疇に制限を加わるものではない。当技術に熟知するものは、本発明の精神と範疇を逸脱されない、いかなる等効果または簡単変化と修飾とも、本発明の特許申請範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１０        透明基材
１２        透明導通層
１４        電気変色層
１６        電解質層
１８        イオン格納層
２              タッチ式電気変色装置
２０        抵抗式タッチパネル部
２０２        第１透明導電基材
２０４        第２導電基材
２０６        スペーサー
２２        第１電源
２４        電気変色部材
２６        第２電源
２８        絶縁体
３              タッチ式電気変色装置
３０        コンデンサー式タッチパネル部
３０２        第３透明導電基材
３０４        第４基材
３０６        保護層
３６        第３電源
３４        電気変色部材
３８        絶縁体
４１   光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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