7754924 エレクトロクロミック素子、及び、眼鏡用レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-10-06

(45)【発行日】2025-10-15

(54)【発明の名称】エレクトロクロミック素子、及び、眼鏡用レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/153 20060101AFI20251007BHJP

   G02F 1/15 20190101ALI20251007BHJP

   G02C 7/10 20060101ALI20251007BHJP

【ＦＩ】

G02F1/153

G02F1/15 503

G02C7/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023522672

(86)(22)【出願日】2022-05-17

(86)【国際出願番号】 JP2022020520

(87)【国際公開番号】W WO2022244768

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-11-08

(31)【優先権主張番号】P 2021082860

(32)【優先日】2021-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509333807

【氏名又は名称】ホヤ レンズ タイランド リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＯＹＡ Ｌｅｎｓ Ｔｈａｉｌａｎｄ Ｌｔｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】川上 宏典

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 滋樹

【審査官】中村 百合子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１０１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－００４１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１５０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５４５７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１８１１８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９１３２５６１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１３２６３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１５－１／１９

Ｇ０２Ｃ ７／００

Ｇ０２Ｃ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体と、一対の電極層及び前記一対の電極層の間に設けられたエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミックフィルムと、が積層されたエレクトロクロミック素子であって、
前記エレクトロクロミック素子を構成する積層構造に、バリア層が積層されており、
前記エレクトロクロミックフィルムは、一対の基板と、前記一対の基板間に積層された前記一対の電極層と、前記エレクトロクロミック層と、を有し、
前記一対の基板の間であって、前記エレクトロクロミック層の周囲にはシール層が設けられており、
前記バリア層は、前記一対の基板と前記一対の電極層との間に、夫々配置されるとともに、前記シール層に対面接触するように延出しており、
前記シール層もガスバリア性を有する、
ことを特徴とするエレクトロクロミック素子。

【請求項2】

前記バリア層は、ガスバリア性とともに透明性を有す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素子。

【請求項3】

前記バリア層は、更に、前記支持体と前記エレクトロクロミックフィルムとの間に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレクトロクロミック素子。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のエレクトロクロミック素子であり、前記支持体は、レンズ基板であることを特徴とする眼鏡用レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気により発消色を可逆的に制御可能なエレクトロクロミック素子、及び、眼鏡用レンズに関する。

【背景技術】

【0002】

電圧の印加により可逆的に酸化還元反応を起こして、可逆的に色を変化させるエレクトロクロミズム現象を利用したエレクトロクロミック素子は、例えば、眼鏡用レンズとして用いられる。特許文献１には、一対の基板と、基板の間に配置された電極層及びエレクトロクロミック層とが積層されたエレクトロクロミック素子が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１１１３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、エレクトロクロミック素子は、両極に電圧を印加することにより可逆的に酸化還元反応を起こして、可逆的に色を変化させるエレクトロクロミズム現象を利用した素子である。

【0005】

しかしながら、エレクトロクロミック素子の表面や裏面からの水分或いは酸素の侵入により、応答性が低下する問題があった。

【0006】

本発明は、以上の課題を解決するためのものであり、積層構造にガスバリア性を持たせて、応答性の低下を抑制したエレクトロクロミック素子、及び、眼鏡用レンズを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明におけるエレクトロクロミック素子は、支持体と、一対の電極層及び前記一対の電極層の間に設けられたエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミックフィルムと、が積層されたエレクトロクロミック素子であって、前記エレクトロクロミック素子を構成する積層構造に、バリア層が積層されており、前記エレクトロクロミックフィルムは、一対の基板と、前記一対の基板間に積層された前記一対の電極層と、前記エレクトロクロミック層と、を有し、前記一対の基板の間であって、前記エレクトロクロミック層の周囲にはシール層が設けられており、前記バリア層は、前記一対の基板と前記一対の電極層との間に、夫々配置されるとともに、前記シール層に対面接触するように延出しており、前記シール層もガスバリア性を有することを特徴とする。

【0008】

本発明では、前記バリア層は、ガスバリア性とともに透明性を有することが好ましい。

【0009】

本発明では、前記バリア層は、更に、前記支持体と前記エレクトロクロミックフィルムとの間に配置された構成にできる。

【0010】

本発明における眼鏡用レンズは、上記に記載のエレクトロクロミック素子であり、前記支持体は、レンズ基板であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明のエレクトロクロミック素子によれば、積層構造にバリア層を備えており、これにより、ガスバリア性を向上させることができ、優れた応答性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の断面模式図である。

【図2】本発明の第２の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の断面模式図である。

【図3】本発明の第３の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の断面模式図である。

【図4】本発明の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の製造工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施の形態」という。）について詳細に説明する。

【0014】

＜エレクトロクロミック素子における従来の課題と、本実施の形態の概要について＞
エレクトロクロミック素子は、両極に電圧を印加することにより可逆的に酸化還元反応を起こして、可逆的に色を変化させるエレクトロクロミズム現象を利用した素子である。例えば、エレクトロクロミック素子は、眼鏡用レンズとして用いることができ、明るい場所では、サングラスとして、暗い場所では、クリアレンズとして機能させることができる。スイッチ操作や、自動で、最適な明るさに調整することを可能とする。

【0015】

エレクトロクロミック素子は、支持体の表面に、電極層及びエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミックフィルムが積層された積層構造である。

【0016】

ところで、エレクトロクロミック素子の表面や裏面から積層構造を通して、水分や酸素がエレクトロクロミック層まで浸透すると、酸化還元反応の可逆性が低下するなど、エレクトロクロミズム現象による色変化の応答性が低下する問題があった。

【0017】

そこで、本発明者らは、鋭意研究した結果、エレクトロクロミック素子を構成する積層構造にバリア層を配置することで、積層内部への水分や酸素の浸透を抑制し、応答性を向上させるに至った。以下、本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の層構成を具体的に説明する。

【0018】

＜第１の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子１０＞
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子１０の断面模式図である。
エレクトロクロミック素子１０は、支持体１と、支持体１の表面に積層されたエレクトロクロミックフィルム２と、を有して構成される。

【0019】

［支持体１］
支持体１は、透明であること、及び、透過率が高いことが求められる。支持体１は、材質を限定するものではないが、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のモールド成形可能な樹脂基板やガラス基板などである。このうち、支持体１は、ポリカーボネート樹脂で形成されることが、成形性や製造コストの観点から好ましい。

【0020】

［エレクトロクロミックフィルム２］
エレクトロクロミックフィルム２は、一対の第１の基板３及び第２の基板４と、第１の基板３及び第２の基板４の各内面に設けられた一対の第１の電極層５及び第２の電極層６と、第１の電極層５と第２の電極層６の間に設けられたエレクトロクロミック層７と、を有する。エレクトロクロミック層７は、第１の電極層５側に配置された還元層７ａと、第２の電極層６側に配置された酸化層７ｂと、還元層７ａと酸化層７ｂの間に設けられた電解質層７ｃと、を有して構成される。このように、エレクトロクロミックフィルム２は、図１の下から第２の基板４／第２の電極層６／酸化層７ｂ／電解質層７ｃ／還元層７ａ／第１の電極層５／第１の基板３の順に積層されている。

【0021】

エレクトロクロミックフィルム２を構成する基板３、４は、フィルム或いはシート状であり、支持体１と同様の樹脂材料で形成できる。基板３、４も、支持体１と同様に、透明であること、透過率が高いことが求められる。基板３、４は、支持体１と同様に、ポリカーボネート樹脂で形成されることが好ましい。

【0022】

エレクトロクロミックフィルム２を構成する電極層５、６に求められる特性としては、透明であること、透過率が高いこと、及び伝導性に優れていることを挙げることができる。このような特性を満たすために、電極層５、６は透明電極層であり、特に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ；Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が好ましく用いられる。
エレクトロクロミック層７を構成する還元層７ａ、酸化層７ｂ及び電解質層７ｃには、既存の材料を用いることができる。

【0023】

還元層７ａは、還元反応に伴って発色する層である。還元層７ａには、既存の還元型エレクトロクロミック化合物を用いることができる。有機物、無機物の別を問わず、限定されるものではないが、例えば、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、ジピリジン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタンなどが挙げられる。

【0024】

酸化層７ｂは、酸化反応に伴って発色する層である。酸化層７ｂには、既存の酸化型エレクトロクロミック化合物を用いることができる。有機物、無機物の別を問わず、限定されるものではないが、例えば、トリアリールアミンを有するラジカル重合性化合物を含む組成物、プルシアンブルー型錯体、酸化ニッケル、酸化イリジウムなどから選択することができる。

【0025】

電解質層７ｃは、電子的な絶縁性とイオン導電性を備えており、また、透明であることが好ましい。電解質層７ｃは固体電解質や、ゲル状、液体状などであってもよい。高いイオン導電性を維持するためにはゲル状であることが好ましい。限定するものではないが、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、４級アンモニウム塩や酸類等の既存の電解質材料を用いることができる。

【0026】

［機能層１５］
図１に示すように、エレクトロクロミックフィルム２の表面には、例えば、ハードコート層１２、反射防止層１３及び撥水層１４からなる機能層１５が設けられる。

【0027】

ハードコート層１２は、エレクトロクロミック素子１０に対し耐擦傷性を付与できる。ハードコート層１２は、硬化性組成物であり、硬化性組成物としては、例えば、光硬化性シリコーン組成物、アクリル系紫外線硬化型モノマー組成物、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの無機微粒子を含有した熱硬化性組成物などを好ましく使用できる。

【0028】

反射防止層１３は、通常、屈折率の異なる層を積層した多層構造であり、干渉作用により光の反射を防止する膜である。反射防止層１３は、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した構造である。限定するものではないが、低屈折率層には、ＳｉＯ_２を用いることが好ましい。また、高屈折率層には、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３等を用いることができる。
撥水層１４は、例えば、フッ素系物質を好ましく用いることができる。撥水層１４は、撥水性能のみならず抗菌性能も有することが好適である。
なお、機能層１５は、ハードコート層１２、反射防止層１３、帯電防止層、撥水層１４、及び防曇層のうち、少なくともいずれか１層を含む構成にできる。

【0029】

［シール層１６］
図１に示すように、第１の基板３と第２の基板４の間であって、エレクトロクロミック層７の周囲にはシール層１６が設けられている。図１に示すように、第１の電極層５及び第２の電極層６の一部は、シール層１６の位置まで延出し、各電極層５、６に金属端子部１７が重ねて形成される。金属端子部１７は、外部に露出しており、金属端子部１７を通して一対の電極層５、６間に電圧を印加することができる。

【0030】

［バリア層１１］
バリア層１１について説明する。図１に示す第１の実施の形態では、エレクトロクロミックフィルム２と機能層１５との間に、バリア層１１が配置されている。

【0031】

バリア層１１は、ガスバリア性及び透明性を有することが好ましい。ガスバリア性は、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ：Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ）及びＯ_２透過率で評価できる。ガスバリア性は、乾湿センサ－（Ｌｙｓｓｙ）法、モコン（ＭＯＣＯＮ）法、ガスクロマトグラフ法、ＡＰＩ－ＭＳ法、Ｃａ腐食法、差圧法を用いて測定できる。例えば、水蒸気透過度及びＯ_２透過率は、「モコン法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９（Ｂ））」により測定する。本実施の形態では、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下で、３０（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、好ましくは、２５（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、より好ましくは、１０（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、更に好ましくは、３（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、更に好ましくは、１（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、更により好ましくは、０．１（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、更により好ましくは、０．０１（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下であり、更により好ましくは、０．００１（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、更により好ましくは、１０^－４（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下、最も好ましくは、１０^－５（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下である。また、水蒸気透過度の下限値を限定するものではないが、例えば、１０^－６（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）程度を下限値に設定できる。Ｏ_２透過率は、温度２０℃、湿度６５％ＲＨの雰囲気下で、２０（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、１５（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましく、１０（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが更に好ましく、５（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが更により好ましく、１（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが更により好ましく、０．０８（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが更により好ましく、０．０６（ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが最も好ましい。
本実施の形態では、バリア層１１の水蒸気透過度及びＯ_２透過率のうち、少なくとも水蒸気透過度を満たすことが必要であり、両方を満たすことが好ましい。

【0032】

バリア層１１は、無機膜の単層又は積層、或いは、有機膜の単層又は積層、又は、無機膜と有機膜との積層で形成される。材質を限定するものではないが、無機膜としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＦ_２、ＳｎＯ_２、ＣｅＦ_３、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＳｉＮｘ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＡｌ等から１種以上を選択できる。これらのうち、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＡｌ_２Ｏ_４を選択することで、ガスバリア性を効果的に向上させることができる。また、有機膜としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等から１種以上を選択することができる。
例えば、バリア層１１の構成としては、バリア層１１に無機膜を含む場合、無機膜を成膜するための基材が必要であり、すなわち、基材／バリア層１１によりバリアフィルムを構成する。この基材は、図１の第１の基板３とすることができ、これにより、第１の基板３／バリア層１１によりバリアフィルムを構成できる。このようなバリアフィルムにあっては、上記した水蒸気透過度及びＯ_２透過率の値は、バリア層１１単体でなく、バリアフィルムとして満たされればよい。例えば、基材としての第１の基板３は、厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムである。

【0033】

バリア層１１に無機膜を設けたことで、バリア層１１が薄くても、優れたガスバリア性を得ることができる。また、バリア層１１に有機膜を設けたことで、バリア層１１の取り扱いを容易化できる。したがって、バリア層１１を、有機膜と無機膜との積層構造とすることで上記した双方の効果を得ることができる。また、有機膜と無機膜との積層構造とすることで、例えば、エレクトロクロミックフィルム２を曲面状に折り曲げた際に、無機膜に欠陥が生じても有機膜には欠陥が生じにく、ガスバリア性を維持することができる。

【0034】

バリア層１１の厚みを限定するものではないが、例えば、１０ｎｍ～２００μｍ程度であり、好ましくは、１５ｎｍ～１５０μｍ程度、より好ましくは、２０ｎｍ～１００μｍ程度である。このうち、バリア層１１を構成する無機膜の厚みは、１０ｎｍ～２００ｎｍ程度であることが好ましく、１５ｎｍ～１５０ｎｍ程度であることがより好ましく、２０ｎｍ～１００ｎｍ程度であることが更に好ましい。無機膜は一例としてＳｉＯ_２膜を例示できる。有機フィルムの基材表面に無機膜を成膜したバリア層１１（バリアフィルム）は、基材が数十μｍ～百十数μｍ程度を有しており、無機膜は上記のようにｎｍ単位に薄くできる。本実施の形態では、例えば、ＰＥＴ基材の表面に無機膜、或いは、ＰＥＴ基材の表面に無機膜と有機膜とを積層したバリアフィルムの厚みを調整する。本実施の形態では、バリア層１１の厚みを数十μｍに薄くしても、上記した数値範囲の水蒸気透過度及びＯ_２透過率を得ることができる。

【0035】

バリア層１１は、ガスバリア性とともに、透明性を有している。「透明性」とは、可視域で透明であることを意味し、可視域吸光度で定義できる。例えば、可視域吸光度は、株式会社日立ハイテクサイエンス社製の紫外可視近赤外分光光度計 ＵＨ４１５０を用い、波長４００～７５０ｍｍで、０．１Ａｂｓ以下であることが好ましく、０．０９Ａｂｓ以下であることがより好ましい。

【0036】

また、バリア層１１の「透明性」とは、光が散乱しないことを意味し、ヘイズで定義できる。ヘイズは、一般的には、積分球式光線透過率測定装置を用いて、バリア層１１の全光線透過率及び拡散透過率を測定し、以下の式により求めることができる。
ヘイズ値（％）＝拡散透過率（％）／全光線透過率（％）×１００
ここで、拡散透過率は、全光線透過率から平行光線透過率を差し引いた値である。
本実施の形態では、ヘイズ値を３０％以下とし、２０％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましく、１％以下が更により好ましい。
バリア層１１の透明性は、上記した可視吸光度及びヘイズの双方を満たすことが好ましい。なお、樹脂フィルム／無機膜のバリアフィルムにあっては、バリアフィルムの可視域吸光度及びヘイズ値で規定される。

【0037】

また、バリア層１１と隣り合う隣接層との間の屈折率差を小さくすることで、干渉縞を低減することができ好適である。例えば、図１では、バリア層１１を、第１の基板３とハードコート層１２との間に配置するため、バリア層１１の屈折率は、第１の基板３の屈折率とハードコート層１２の屈折率の間の値であることが好ましい。これにより、バリア層１１と隣接層との間の屈折率差を小さくできる。具体的には、バリア層１１と隣接層との間の屈折率差を０．４以下とし、好ましくは、屈折率差を０．２以下に調整し、より好ましくは、屈折率差を、０．１以下に調整する。

【0038】

なお、バリア層１１が反射防止層１３を兼ねる場合は、光学設計により入射光に対して反射光が弱くなるように光学的な設計をすることが好ましい。

【0039】

また、バリア層１１は、可撓性を有することが好ましい。後述するように、本実施の形態のエレクトロクロミックフィルム２を曲面状に折り曲げる形態では、バリア層１１が可撓性を有することで、エレクトロクロミックフィルム２の形状に追従して適切にバリア層１１を変形させることができる。上記のように、バリア層１１を無機膜と有機膜との積層構造としたバリアフィルムとすることで、バリア層１１を変形させた際に無機膜に欠陥が生じても有機膜にまで欠陥が生じるのを抑制できガスバリア性を適切に維持することができる。可撓性の評価は、バリア層１１の両側を近づくように折り曲げ、バリア層１１に欠陥が生じる曲げ角度を測定する。曲げ角度は、平坦の位置（０度）から各端部の夫々の折り曲げ角度で規定される。各端部の折り曲げ角度は、１５度以上であることが好ましく、３０度以上であることがより好ましく、４５度以上であることが更に好ましい。例えば、眼鏡レンズに適用する場合、曲率半径で可撓性を評価でき、具体的には、曲率半径は、１５０ｍｍ以下であることが好ましく、１００ｍｍ以下であることがより好ましく、９０ｍｍ以下であることが更に好ましく、６０ｍｍ以下であることが更により好ましい。

【0040】

図１に示す第１の実施の形態では、バリア層１１を、エレクトロクロミックフィルム２と機能層１５との間に介在させる。これにより、機能層１５が持つ作用効果（反射防止効果や撥水効果）を維持しつつ、ガスバリア性を向上させることができ、水分や酸素のエレクトロクロミック層７への侵入を効果的に防ぎ、良好な応答性を得ることができる。

【0041】

図１では、機能層１５とは別にバリア層１１を設けたが、バリア層１１自体に、ハードコート層１２や反射防止層１３の機能を持たせてもよい。これにより、バリア層１１以外に、ハードコート層１２や反射防止層１３の形成が不要になり、エレクトロクロミック素子１０の積層構造の簡素化を図ることができる。

【0042】

＜第２の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子２０＞
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子２０の断面模式図である。

【0043】

図２に示す第２の実施の形態のエレクトロクロミック素子２０は、図１に示す第１の実施の形態のエレクトロクロミック素子１０の構成に、更に、支持体１とエレクトロクロミックフィルム２との間にバリア層２１を配置した。

【0044】

支持体１は、例えば、成形性や製造コストの観点からポリカーボネート樹脂などの樹脂基板であることが好ましいが、ガラス基板に比べて吸水率が高い。このため、第２の実施の形態では、支持体１側にもバリア層２１を配置することで、支持体１側からの水分や酸素の侵入を防ぐことができる。
図２では、支持体１とバリア層２１との間を、接着層２２を介して接合するが、支持体１とバリア層２１とを直接接合できる場合は、接着層２２は必須でない。

【0045】

図２に示す第２の実施の形態のエレクトロクロミック素子２０は、エレクトロクロミック層７の両側を挟むように、２層のバリア層１１、２１が設けられており、エレクトロクロミック層７から見て機能層１５側及び支持体１側の両方からの水分及び酸素の侵入を効果的に抑制することができる。これにより、より効果的に、ガスバリア性を高めることができ、より良好な応答性を得ることができる。
なお、図２に示す第２の実施の形態においても、第２の基板４の表面にバリア層２１を成膜してバリアフィルムを構成できる。

【0046】

＜第３の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子３０＞
図３は、本発明の第３の実施の形態におけるエレクトロクロミック素子３０の断面模式図である。

【0047】

図３では、バリア層３１、３２が、エレクトロクロミックフィルム２を構成する第１の基板３の内面に位置する第１の電極層５と第１の基板３との間、及び第２の基板４の内面に位置する第２の電極層６と第２の基板４との間に夫々、配置されている。

【0048】

第１の基板３及び第２の基板４は、例えば、ポリカーボネートなどの樹脂フィルムであり、ガスバリア性を高めるには、各基板３、４の内側にバリア層３１、３２を設けることが好ましい。例えば、バリア層３１、３２は、ＳｉＯ_２等の無機膜であり、バリア層３１、３２を、第１の基板３及び第２の基板４の各内面に成膜したバリアフィルムを構成できる。これにより、バリアフィルムの取り扱い性に優れ、かつ、水分及び酸素のエレクトロクロミック層７への侵入を抑制でき、効果的に、ガスバリア性を高めることができ、良好な応答性を得ることができる。

【0049】

なお、第１の電極層５／エレクトロクロミック層７／第２の電極層６の積層は、連続した構造であることが好ましいため、バリア層は、図３のように、この積層構造の外側に設けることが好適である。

【0050】

＜その他の形態＞
本実施の形態では、エレクトロクロミック素子を構成する積層構造のどこかの位置にバリア層を配置すればよく、バリア層の配置は、図１～図３に限らず、また、バリア層の配置数も限定するものでない。バリア層は、積層構造の内部に配置しても積層構造の表面（外面）に配置してもよいが、エレクロトクロミック現象やそのほかに併せ持つ機能を損なわない位置、更には製造工程も加味して、適切な位置にバリア層を配置することが好ましい。このことから、上記のように、エレクトロクロミック層７と各電極層５、６とは直接接していたほうが好ましく、したがって、バリア層は、少なくとも電極層５、６の外側に配置することが好ましい。
加えて、エレクトロクロミック素子を構成する積層構造にバリア層を配置するとともに、シール層１６にガスバリア性を持たせることが更に好ましい。

【0051】

例えば、シール層１６は、パターン成膜が可能なガスバリア性を有する材質で形成されることが好ましい。例えば、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、低融点合金、及び低融点ガラスのうち少なくとも１種を選択できる。ＵＶ硬化樹脂であれば、高温の加熱処理を必要とせずに硬化でき好ましい。

【0052】

＜用途＞
本実施の形態のエレクトロクロミック素子の用途を限定するものではないが、調光眼鏡レンズに好ましく適用することができる。眼鏡用レンズでは、支持体１はレンズ基板である。
本実施の形態のエレクトロクロミック素子を眼鏡用レンズ以外に適用してもよい。例えば、エレクトロクロミック調光装置や、防眩ミラーなどである。

【0053】

＜本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の製造方法＞
図４は、本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の製造方法を示す説明図である。

【0054】

図４（ａ）では、一対の基板３、４と、各基板３、４の内側に配置された電極層５、６と、各電極層５、６の間に挟持されるエレクトロクロミック層７と、を有するエレクトロクロミックフィルム２を用意する。なお、エレクトロクロミックフィルム２の積層構造を限定するものでなく、図４（ａ）以外の積層構造であってもよい。

【0055】

次に、エレクトロクロミックフィルム２を金型（図示せず）にセットし、支持体１を構成する材料を金型内に射出し、支持体１を成形するが、図４（ｂ）に示すように、エレクトロクロミックフィルム２を曲面状にプレフォーミングしてもよい。すなわち、本実施の形態のエレクトロクロミック素子を眼鏡レンズに適用する場合、眼鏡レンズは三次元曲面を有するため、支持体１をモールドする前段階で、エレクトロクロミックフィルム２を三次元曲面にプレフォーミングすることが好適である。例えば、加熱しながら、金型にエレクトロクロミックフィルム２をセットし、押し付けながら球体形状に加工する。

【0056】

そして、図４（ａ）と図４（ｂ）の間に、バリア層形成工程（１）を設けることができる。すなわち、図４（ａ）に示す平板状のエレクトロクロミックフィルム２の表面（外面）に、バリア層を設けることができる。例えば、エレクトロクロミックフィルム２の第１の基板３の表面にバリア層１１を形成することができ（図１を参照）、或いは、各基板３、４の表面にバリア層１１、２１を形成することもできる（図２を参照）。又は、第２の基板４の表面のみにバリア層２１を形成してもよい。バリア層１１、２１を、ＣＶＤ法、スパッタ法、及び蒸着法などのドライ成膜法や、コーティング法、印刷法などのウェット成膜法により形成できる。また、バリア層１１、２１を、各基板３、４の表面に直接成膜してバリアフィルムを構成でき、或いは、別途、バリアフィルムを用意し、バリアフィルムを接着層を介して基板３、４に貼り付けたり、或いは、接着層を介さずに、熱圧着などで直接、基板３、４の表面に貼り付けることもできる。

【0057】

次に、図４（ｃ）では、支持体１を成形し、支持体１の表面にエレクトロクロミックフィルム２が形成されたエレクトロクロミック素子中間体４２を得る。
本実施の形態では、図４（ｂ）と図４（ｃ）の間に、バリア層形成工程（２）を設けることができる。

【0058】

バリア層形成工程（１）では、その後に、エレクトロクロミックフィルム２を曲面状にプレフォーミングするため、エレクトロクロミックフィルム２の表面に設けられたバリア層１１、２１には可撓性が必要である。一方、バリア層形成工程（２）では、エレクトロクロミックフィルム２を曲面状にプレフォーミングした後、曲面に沿って、バリア層１１、２１を、ドライ成膜法やウェット成膜法にて形成することができる。

【0059】

図４（ｃ）の工程後、エレクトロクロミックフィルム２の表面にハードコート層１２、反射防止層１３及び撥水層１４からなる機能層１５を形成する。このとき、バリア層形成工程（３）として、ハードコート層１２や反射防止層１３をガスバリア性を有する材料で形成することもできる。
その後、図４（ｄ）で、エレクトロクロミック素子中間体４２を所定形状にカットしてエレクトロクロミック素子１０を得る。

【0060】

また、図４に記載したバリア層形成工程（１）～（３）は、このうち少なくとも１回実施すればよく、複数回行うことも可能である。または、バリア層形成工程（１）～（３）以外の別のタイミングでバリア層を形成することもできる。

【0061】

また、図３に示すエレクトロクロミック素子３０を形成するには、図４（ａ）のエレクトロクロミックフィルム２を形成する段階で、バリア層３１、３２を配置することが必要である。

【0062】

本実施の形態では、エレクトロクロミック素子を製造する工程内に、バリア層形成工程（１）～（３）を設けることができ、製造工程を煩雑化させることなく、ガスバリア性に優れたエレクトロクロミック素子を製造することが可能である。

【実施例】

【0063】

以下、本実施の形態を実施例及び比較例を用いて、より具体的に説明する。

【0064】

＜水蒸気透過度、Ｏ_２透過率、可視域吸光度、ヘイズに関する実験＞
実験では、基材／バリア層からなるバリアフィルムを用いた。基材には、厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを用い、ポリカーボネートフィルムの表面に、バリア層として、ＳｉＯ_２膜をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）で成膜した。

【0065】

ＳｉＯ_２膜の厚みを、０ｎｍ、５ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２１００ｎｍと変えた各実験例により、水蒸気透過度、Ｏ_２透過率、可視域吸光度、及びヘイズを求めた。
水蒸気透過度及びＯ_２透過率を、モコン法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９（Ｂ））により測定した。水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下で測定した。Ｏ_２透過率は、温度２０℃、湿度６５％ＲＨの雰囲気下で測定を行った。

【0066】

可視域吸光度は、株式会社日立ハイテクサイエンス社製の紫外可視近赤外分光光度計 ＵＨ４１５０を用い、波長４００～７５０ｍｍとして測定した。

【0067】

ヘイズは、積分球式光線透過率測定装置を用いて、バリアフィルムの全光線透過率及び拡散透過率を測定し、ヘイズ値（％）＝拡散透過率（％）／全光線透過率（％）×１００より求めた。その実験結果を以下の表１に示す。

【0068】

【表1】

【0069】

＜目視検査＞
また、実験例１から実験例６の各バリアフィルムを用いて、図１に示すエレクトロクロミック素子１０を作成し、加速試験として、各実験サンプルを、温度４０℃、湿度９０％の恒温恒湿器に２４０時間放置後、１０回の通電試験（着色と退色を繰り返す）後に目視検査を行った。

【0070】

実験例１から実験例３では、恒温恒湿試験の前後で、エレクトロクロミック素子の状態は同等であり、着色時の劣化等は見られず、良好な状態を維持していることがわかった。

【0071】

一方、実験例４では、エレクトロクロミックレンズを恒温恒湿機に放置後の目視検査で、エレクトロクロミックレンズが黄変していることがわかった。また、エレクトロクロミックレンズを着色させた時の濃度が薄くなり、さらに、白濁がみられた。

【0072】

また、実験例５では、エレクトロクロミックレンズを恒温恒湿機に放置後の目視検査で、エレクトロクロミックレンズが黄変していることがわかった。また、エレクトロクロミックレンズを着色させた時の濃度が薄くなった。

【0073】

実験例４及び実験例５では、水分がエレクトロクロミックレンズの内部に侵入したことで、恒温恒湿試験後で、エレクトロクロミック素子の状態の劣化が生じたと考えられる。

【0074】

実験例６では、ＳｉＯ_２膜の成膜後から、ＳｉＯ_２膜に細かい亀裂が入っていることを確認できた。エレクトロクロミック素子を分解し、エレクトロクロミック素子のヘイズを測定したところ、３０％だった。実験例６では、バリア層がひび割れていて、ヘイズとＯ_２透過率が大幅に悪化したことがわかった。バリア層のひび割れは、ＳｉＯ_２膜が厚すぎて、膜の応力により、割れてしまったと考えられる。
この実験結果から、実験例１から実験例３を実施例とし、実験例４から実験例６を比較例とした。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明のエレクトロクロミック素子は、ガスバリア性に優れるため、エレクトロクロミック素子を例えば、調光眼鏡としてのレンズとして用いると、応答性に優れた使用感を得ることが可能になる。

【0076】

本出願は、２０２１年５月１７日出願の特願２０２１－０８２８６０に基づく。この内容は全てここに含めておく。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】