(57)【要約】【課題】  高い安全性の元に文字や模様などのインクジェット印刷が可能なエレクトロクロミックデバイスの印刷に使用されるインクジェット用インクを提供する。【解決手段】インクジェットプリンタで液滴吐出し印刷するためのエレクトロクロミック鉄錯体のインクジェット用インクを、インクの粘度が安定した液滴吐出のための所定の値となるように、鉄−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて構成し、ニッケル−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて構成し、これらインクの所定の粘度の値が３〜５ｍＰａ・Ｓとなるように、鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率を調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタで液滴吐出し印刷するためのエレクトロクロミック金属錯体を含むインクジェット用インクであって、該インクを、インクの粘度が安定した液滴吐出のための所定の範囲内の値となるように金属錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて構成したことを特徴とするエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項２】
前記金属錯体水溶液が鉄錯体水溶液であることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインク。
【請求項３】
前記鉄錯体水溶液が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体、の中の一つであることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項４】
前記鉄錯体水溶液が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体、の２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項５】
前記インクの所定の粘度の値が３〜５ｍＰａ・Ｓであることを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれか１つの請求項に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項６】
前記鉄−鉄錯体水溶液、ニッケル−鉄錯体水溶液、またはコバルト−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項７】
前記プロピレングリコールの替わりに前記プロピレングリコール以外のグリコール類で代用したことを特徴とする請求項１乃至６の中のいずれか１つの請求項に記載のエレクトロクロミックデバイスの作成に使用されるインクジェット用インク。
【請求項８】
一対の導電性の透明基板に金属錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記金属錯体の膜を、金属錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用金属錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とするエレクトロクロミックデバイス。
【請求項９】
一対の導電性の透明基板に鉄錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記鉄錯体の膜を、鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とするエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１０】
一対の導電性の透明基板に異なる金属錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記異なる金属錯体が鉄−鉄錯体とニッケル−鉄錯体とから成り、鉄−鉄錯体の膜を、鉄−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄−鉄錯体インクを用いて印刷により形成し、ニッケル−鉄錯体の膜を、ニッケル−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用ニッケル−鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とするエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１１】
前記異なる金属錯体が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体とから成り、これらの中の選択した鉄錯体の膜を、鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とする請求項１０に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１２】
前記インクの粘度の値が３〜５ｍＰａ・Ｓであることを特徴とする請求項８乃至１１の中のいずれか１つの請求項に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１３】
前記鉄−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１４】
前記ニッケル−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１５】
前記プロピレングリコールの替わりに前記プロピレングリコール以外のグリコール類で代用したことを特徴とする請求項８乃至１４の中のいずれか１つの請求項に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１６】
エレクトロクロミックデバイスを作成する装置であって、複数のインク供給部を備え、これら複数のインク供給部に異なった金属錯体のインクを収納し、複数のインク供給部の中から選択したインクをインクジェットヘッドからエレクトロクロミックデバイスの部品に吐出して印刷し、該部品にエレクトロクロミックデバイスに使用される金属錯体層を形成するようにしたことを特徴とするエレクトロクロミックデバイスを作成する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミックデバイスの印刷に使用されるインクジェット用インク及びこのインクジェット用インクを用いた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作成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミックデバイスは、構造として一対の導電性の透明基板に異なる金属錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたデバイスであり、電圧印加による酸化還元反応により、デバイスの色可変が可能になる。異なる金属錯体として、鉄（Ｆｅ）−鉄錯体とニッケル（Ｎｉ）−鉄錯体を使ったエレクトロクロミックデバイスの色変化は青色から電圧を印加すると薄黄色となる。これらの鉄錯体は、その水溶液の溶媒にメタノールとグリセリンを加えることにより、凝集沈殿を起こすことなくインクジェットヘッドから液滴吐出可能な水溶液になる。
【０００３】
この水溶液の組成比率の例を示すと、鉄錯体水溶液（３ｗｔ％）＝１：メタノール＝１：グリセリン＝１となる。また、従来、耐久性を向上させたエレクトロクロミック方式の表示素子の製造方法が提供されている（特許文献１参照）。  この表示装置の製造方法は、対向電極間に、エレクトロクロミック色素と、該エレクトロクロミック色素を担持する金属酸化物を含む多孔質層とを有する表示素子の製造方法であって、該多孔質層に、インクジェット装置により、該表示装置の１画素内における該金属酸化物を含む多孔質層への該エレクトロクロミック色素の担持量を均一化させる機能を有する複数種のインクを付与する工程を有することを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００８／１４６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単にインクジェットヘッドから液滴吐出が可能な水溶液では、文字や模様などのインクジェット印刷は不十分であり、インクジェット印刷のためには、液滴の安定した繰り返し吐出、飛翔、着弾、および吐出位置の再現性が可能な性質を持った水溶液即ち水性インクが必要である。また、水性インクとしては、実際のインクジェットプリンタにおいて繰り返し印刷が可能である必要がある。インクの粘度が適正でないとインクジェットプリンタのノズルが詰まり、インクの吐出が安定しないので、印刷結果が悪くなる問題がある。また、印刷可能な水溶液（水性インク）であっても、溶媒に劇物のメタノールが含まれる場合は、インクジェット用インクとして、安全性の見地から好ましくない。
【０００６】
本発明は、市販の水性インクにも使われている高い安全性の溶媒を使ってインクジェットプリンタにて安定した液滴吐出が可能なエレクトロクロミック金属錯体、特に鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体の成膜用のインクジェット用インクを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、インクジェットプリンタで液滴吐出し印刷するためのエレクトロクロミック金属錯体を含むインクジェット用インクであって、該インクを、インクの粘度が安定した液滴吐出のための所定の範囲内の値となるように金属錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて構成したことを特徴とする。
また本発明は、前記金属錯体水溶液が鉄錯体水溶液であることを特徴とする。
また本発明は、前記鉄錯体水溶液が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体、の中の一つであることを特徴とする。
また本発明は、前記鉄錯体水溶液が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体、の２つ以上の組み合わせであることを特徴とする。
また本発明は、前記インクの所定の粘度の値が３〜５ｍＰａ・Ｓであることを特徴とする。
また本発明は、前記鉄−鉄錯体水溶液、ニッケル−鉄錯体水溶液、またはコバルト−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする。
また本発明は、前記プロピレングリコールの替わりに前記プロピレングリコール以外のグリコール類で代用したことを特徴とする。
また本発明は、一対の導電性の透明基板に金属錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記金属錯体の膜を、金属錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用金属錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とする。
また本発明は、一対の導電性の透明基板に鉄錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記鉄錯体の膜を、鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とする。
また本発明は、一対の導電性の透明基板に異なる金属錯体を成膜し、電解質を挟んで張り合わせたエレクトロクロミックデバイスであって、前記異なる金属錯体が鉄−鉄錯体とニッケル−鉄錯体とから成り、鉄−鉄錯体の膜を、鉄−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄−鉄錯体インクを用いて印刷により形成し、ニッケル−鉄錯体の膜を、ニッケル−鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用ニッケル−鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とする。
また本発明は、前記異なる金属錯体が鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体とから成り、これらの中の選択した鉄錯体の膜を、鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えて成るインクジェット用鉄錯体インクを用いて印刷により形成したことを特徴とする。
また本発明は、前記インクの粘度の値が３〜５ｍＰａ・Ｓであることを特徴とする。
また本発明は、前記鉄−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする。
また本発明は、前記ニッケル−鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの組成比率が８〜１２：２〜４：１〜２であることを特徴とする。
また本発明は、前記プロピレングリコールの替わりに前記プロピレングリコール以外のグリコール類で代用したことを特徴とする。
また本発明は、エレクトロクロミックデバイスを作成する装置であって、複数のインク供給部を備え、これら複数のインク供給部に異なった金属錯体のインクを収納し、複数のインク供給部の中から選択したインクをインクジェットヘッドからエレクトロクロミックデバイスの部品に吐出して印刷し、該部品にエレクトロクロミックデバイスに使用される金属錯体層を形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、この水性インクを使うことにより、高い安全性の元に文字や模様などのインクジェット印刷が可能になる。また、インクジェットプリンタにて安定した吐出と印刷結果が得られるようになるため、プリンタの解像度に合った多彩な印刷が可能となるエレクトロクロミックデバイスの作成ができる。また複数のインクをインクジェットプリンタに設けて印刷することにより、インクを入れ替える事なしに必要な色などの部品を作成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エレクトロクロミックデバイスの説明図である。
【図２】インクジェットプリンタの説明図である。
【図３】インクジェットプリンタの説明図である。
【図４】実験データを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のエレクトロクロミックデバイスの印刷に使用されるインクジェット用インク及びインクジェット用インクを使用した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作成する装置の構成を詳細に説明する。
本実施形態において、エレクトロクロミックデバイス２は、５層から成り、１層目は、ＩＴＯガラスなど透明かつ絶縁性のガラスなどに透明かつ導電性の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの膜を設けた透明電極４により構成される。２層目は、鉄（Ｆｅ） −鉄錯体から成る鉄−鉄錯体層６から構成される。
【００１１】
３層目は、ＫＴＦＳＩ（カリウムトリフルオロメタンスルホニルイミド）等の透明電解質から成る透明電解質層８により構成される。４層目は、ニッケル（Ｎｉ）−鉄錯体から成るニッケル−鉄錯体層１０により構成される。５層目は、ＩＴＯガラスなどの透明電極１２により構成される。
上記した５層構造のエレクトロクロミックデバイスの透明電極間に電源Ｖから電圧が印加されると、この電圧印加による２層目の色変化の化学式は次の通りである。
【００１２】
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電圧印加による４層目の色変化の化学式は次の通りである。
【００１３】
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【００１４】
２層目と４層目の鉄錯体層６，１０は、図２，図３に示されるインクジェットプリンタにより印刷され形成される。インクジェットプリンタに使用されるインクは、鉄錯体水溶液とプロピレングリコールとエタノールの溶媒とから構成され、該インクの成分比率はインクの粘度が、インクジェットヘッドの安定した液滴吐出を可能とする適正な値となるように実験的に選択される。
これに基づき、本件発明者はインクの組成と組成比率に関して各種の実験を行い、その結果、図４の表に示す実験データを得ることができた。これらの実験データに基づき、本実施形態では、インクの組成と組成比率は下記のように設定されている。
【００１５】
［インク溶媒と組成比率］
鉄−鉄錯体水溶液（３〜４ｗｔ％）＝８〜１２：プロピレングリコール＝２〜４：エタノール＝１〜２
粘度３〜５ｍＰａ・Ｓ
ニッケル−鉄錯体水溶液（３〜４ｗｔ％）＝８〜１２：プロピレングリコール＝２〜４：エタノール＝１〜２
粘度３〜５ｍＰａ・Ｓ
コバルト−鉄錯体水溶液（３〜４ｗｔ％）＝８〜１２：プロピレングリコール＝２〜４：エタノール＝１〜２
粘度３〜５ｍＰａ・Ｓ
【００１６】
上記実施形態では、溶媒を安全性の高いものとし、メタノールなどの劇物を含まないこと及びインクジェット印刷描画が可能であり、凝集沈澱を起こすことがなく、実際のインクジェットプリンタにて印刷可能なエレクトロクロミック鉄錯体のインクジェット用インクを実現している。安定した液滴吐出のための粘度は３〜５ｍＰａ・Ｓが望ましい。本実施形態では、３〜５ｍＰａ・Ｓの粘度が得られるように、鉄錯体水溶液、プロピレングリコール、エタノールの組成比率を決定した。
【００１７】
上記プロピレングリコールはプロピレングリコール以外のグリコール類などの有機化合物での代用も可能である。
図２はエレクトロクロミックを作成するために使用されるインクジェットプリンタを示し、このプリンタ１４は、本体１６と、該本体１６のコントローラに入出力インターフェイスを介して接続するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ１８とから構成される。
【００１８】
印刷により金属錯体が成膜されるエレクトロクロミックデバイスの電極板などの透明な構成材（部品）は、印刷面を上にして、プラテン２０上の搬送補助部材２２に保持された状態で印刷時、メディア駆動機構により搬送される。このプラテン２０上のデバイス構成材に対して、その搬送方向とは直角な主走査方向にインクジェットヘッド２４がそのノズルから金属錯体のインク即ち鉄錯体水溶液にプロピレングリコールとエタノールを加えたインクを吐出しながら移動し、コンピュータ１８からインクジェットプリンタ１４のコントローラに転送される印字データが、該コントローラに格納されたソフトウエアの制御によりデバイス構成材に印字される。インクジェットヘッド２４に連結する各インクタンク２６（インク供給部）には、本発明にかかる鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体の各インクやこれらの溶媒の組成比率の異なるインクが格納され、選択されたインクがインクジェットヘッド２４に供給される。
鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体は、非発光表示の場合にはシアン、イエロー、マゼンタを表現できるため、組み合わせによりその他の色も作成が可能である。なお、鉄−鉄錯体、ニッケル−鉄錯体、コバルト−鉄錯体以外に使用できる別の金属との組み合わせを用いても良い。
また印刷により金属錯体が成膜されるクロミックデバイスの電極板などの透明な構成材も用途により種々のものが使用できる。
【００１９】
コンピュータ１８又はプリンタ本体１６のコントローラには、印刷解像度に対応するため、印刷解像度ごとにインク吐出波形の組み合わせを行うためのインク吐出波形の組み合わせテーブルが設けられている。インクジェットプリンタ１４は、このテーブルに基づいて適正なインク吐出波形を設定し、異なった金属錯体インク又は異なった組成比率のインクを入れた複数のインクタンク２６から適正なインクタンク２６を選択して、選択したインクにより印刷解像度に応じて印字を行う。
【符号の説明】
【００２０】
２      エレクトロクロミックデバイス
４      透明電極
６      鉄−鉄錯体層
８      透明電解質層
１０    ニッケル−鉄錯体層
１２    透明電極
１４    インクジェットプリンタ
１６    本体
１８    コンピュータ
２０    プラテン
２２    搬送補助部材
２４    インクジェットヘッド
２６    インクタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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