JPH01136129A - エレクトロクロミック素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エレクトロクロミック（以下ＥＣと略す）素
子の製造方法に関し、更に詳しくは着消色濃度変化の大
きい酸化イリジウム膜を有するＥＣ素子の製造方法に関
する。

（従来の技術） 従来、ＥＣ現象とは、電圧を加えた時に酸化還元反応に
より物質が着消色する現象を指している。

この様なＥＣ現象を利用する電気化学的着消色素子、ず
なわちＥＣ素子は、例えば、数字表示素子、Ｘ−Ｙマト
リクスデイスプレィ、可変ＮＤフィルター、光学シャッ
タ、絞り機構等に応用が期待されている。

酸化時に着色するＥＣ材料として、現在では応答速度、
安定性、寿命等の面で最も優れている材料は酸化イリジ
ウム膜であると云われている。

この様な、ＥＣ現象を示す酸化イリジウム膜の作成方法
として、ジエイ・エル・シェイ（Ｊ、Ｌ。

５ｈａｙ）等著“アプライド・フィジックス・レターズ
（＾ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　
）　”　３３　（１１）　。

９４２頁、１９７８年に陽極酸化方法が提案されている
。この陽極酸化方法による酸化イリジウム膜は＾ＩＲＯ
Ｆ　（Ａｎｏｄｉｃ　Ｉｒｉｄｉｕｍ　０ｘｉｄｅ　Ｆ
ｉｌｍ　）と呼ばれている。

以来、電解液中において、金属イリジウム膜に一定振幅
の交流電位を連続掃引することにより、ＥＣ現象を示す
酸化イリジウム膜が作成されてきた。しかし、従来の方
法では、連続掃引電位の振幅が小さい条件で作成すると
、得られた酸化イリジウム膜の着消色濃度変化が小さく
、又、着消色濃度変化を大きくとろうとして前記連続掃
引の振幅が大きい条件で作成すると、作成中に膜はがれ
を起こすという欠点があワた。

（発明が解決しようとしている問題点）本発明者はこの
ような欠点を解決するために、以面に金属イリジウム膜
を作成する際に、交流電位の振幅を変えて連続的に掃引
して陽極酸化を行うことにより、着消色濃度変化が大き
く、且つ酸化イリジウム膜が剥離しない優れたＥＣ素子
を提供する方法を発明した。

上記方法においては、元になる金属イリジウム膜を厚く
形成すればする程−層優れた着消色濃度変化を有する酸
化イリジウム膜が得られる傾向が認められた。

しかしながら、上記方法では金属イリジウム膜の膜厚を
４００人程反末では厚くすることは有効であったか、Ｉ
ＩＱ　Ｊ”；を５００Å以上とすると、陽極酸化中に酸
素ガスの放出を伴って膜はがれが生じるため厚い酸化イ
リジウム膜、すなわち、より優れた着消色濃度変化を有
する酸化イリジウム膜を１工程で形成するのは困難であ
った為、より厚い酸化イリジウム膜を形成するためには
、最初に金属イリジウム膜を形成し、次いでこれを陽極
酸化するという工程を複数回繰り返さなければならない
という問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は上記の如き従来の技術の問題点を解決すべく
鋭意研究の結果、何らの膜はがれを生じることな〈従来
技術に比して着消色濃度変化が大である酸化イリジウム
膜を１工程で形成することができる方法を見い出し本発
明を完成した。

すなわち、本発明は、基板上の透明電極上に酸化イリジ
ウム膜を形成する工程を含むエレクトロクロミック素子
の製造方法において、基板の表裏両面に透明電極を設け
、表裏両面の透明電極上に酸化イリジウム膜を陽極酸化
法により同時に形成する工程を含むことを特徴とするエ
レクトロクロミック素子の製造方法である。

（作　　川） 基板両面に透明電極を設け、これらの電極面に夫々酸化
イリジウム膜を同時に形成することによって、１工程で
２倍の厚みを有する酸化イリジウム膜を存するＥＣ素子
を提供できる。

（好ましい実施態様） 次に本発明の製造方法の好ましい実施態様を図解的に示
す添付図面を参照して本発明を更に具体的に説明する。

第１図は従来のＥＣ素子の製造方法において、基板の透
明電極上に形成した金属イリジウム膜の陽極酸化に用い
るガラスセルとその駆動装置の説明図である。

ガラスセル１は０．０１Ｎ程度の濃度の硫酸水溶液２で
満たされており、作用極３はガラス基板ｌＯ上の透明電
極９上にスパッタリング法等の任、αの方法で成膜した
金属イリジウム膜８を有している。４は飽和カロメル参
照電極（以下ＳＣＥと略す）、対向電極５は大面積を有
する白金電極である。

この金属イリジウム膜８を陽極酸化して、酸化イリジウ
ム膜を形成する。６はポテンシオスタット、７はポテン
シャルスィーパ−である。

以上の如き装置を用いて、第１図に示す如きガラスセル
ｌに第２図示に示す様な三角波電位（対ＳＣＥ電位）を
繰返し掃引することによって金属イリジウム膜８が陽極
酸化されて酸化イリジウム膜が形成される。

本発明者は以前に？；２図に示すような三角波電位を掃
引する際に、最初は小さい振幅で、次いで大きな振幅で
連続的に電位を印加する方法により、従来技術に比して
優れた着消色濃度変化を示す酸化イリジウム膜を形成す
ることができた。

しかしながら、このような本発明者が以前に開発した方
法であっても、それ以上に優れた着消色濃度変化を有す
る酸化イリジウム膜を形成することが困難であり、着消
色濃度変化を大にするべく元の金属イリジウム膜の膜厚
を大にすると、すなわち５００Å以上にすると陽極酸化
中に酸化イリジウム膜の膜はがれという現象が生じるも
のであり、やむを得ず、陽極酸化によって膜はがれを生
じない程度の膜厚、例えば、１００乃至５００人程反末
厚みの金属イリジウム膜を形成して、これを陽極酸化し
、更にこの陽極酸化された酸化イリジウム股上に新たに
金属イリジウム膜を形成し、再度この金属イリジウム膜
を陽極酸化するという工程を繰返すことによって、厚い
酸化イリジウム膜を形成していた。

本発明は、このような欠点を解決して、股はがれを生じ
ることなく厚い酸化イリジウム膜を形成でき、従って優
れた着消色濃度変化を有する酸化イリジウム膜を形成す
ることができるＥＣ素子の製造方法を提供するものであ
る。

すなわち、本発明は、上記の如き従来のＥＣ素子の製造
方法において、ガラス基板の表裏両面に透明電極を形成
し且つその両面の透明電極上に陽極酸化時に膜はがれを
生じない膜厚の金属イリジウム膜を夫々形成してこれら
を同時に陽極酸化することにより、従来の基板の片面で
の２工程分の陽極酸化で得られると同じ大きな着消色濃
度変化を有する酸化イリジウム膜を１工程で形成するこ
とに成功したものである。

以上の如き本発明方法においては、金属イリジウム膜の
陽極酸化の操作は、第１図示の作用電極３がガラス基板
ｌＯの表裏両面に形成した透明電極９上の両面の金属イ
リジウム膜８である（第３図参照）ことを除けば、従来
技術と同様でよいものであり、又、本発明者が以前に開
発した如く第２図示の如き三角波電位を最初は小さく、
次いで大きな振幅で連続的に印加する方法で陽極酸化を
行ってよいものである。

以上は本発明方法の主たる特徴部分の説明であり、ＥＣ
素子の製造にはその他の工程も必要であるが、これらの
その他の工程はいずれも従来技術そのものでよく、特に
限定されない。

（実施例） 次に実施例を挙げて本発明の方法を更に具体的に説明す
る。

実施例１ 第１図示の装置を用いて、第３図示の如く基板の両面に
透明電極を形成し、更にその上に夫々金属イリジウム膜
を形成した透明電極を陽極酸化して酸化イリジウム膜を
形成した。

第３図において、８は透明電極（ＩＴＯ）９付ガラス基
板１０の表裏両面上にスパッタリング法により成膜した
金属イリジウム膜（膜厚は膜はがれを起こすことなく作
成するために通常５００Å以下で、　３００人乃至４０
０人が好ましい）である。

第１図において、４はＳＣＥ、５は白金電極、２は０．
０ＩＮのｌＩ２５０４水溶液である。

電位の振幅は下記第１表に示した様に、段階的に増加さ
せて速度０．ＩＶ／ｓｅｃで掃引を行い、透明電極９の
夫々の面に夫々膜厚４００人の厚みの金属イリジウム膜
８から夫々膜厚１，５００人の酸化イリジウム膜を作成
した。

（以下余白） γ−！；　　　１　　　＝７ 績叶皿位帳」ｎ　　猷叶皿致ユ皿上 第１段階　　−０，１５乃至１．１５　　　　１乃至５
第２段階　　−０，２５乃至１．２５　　　　６乃至＋
００第３段階　　−０，５０乃至１．２５　　　１旧乃
至＋０５第４段階　　−０，７０乃至１．３５　　　１
０６乃至＋１０第５段階　　−１，００乃至１．５０．
　　１１１乃至１８０合計膜Ｊ’Ｊ３，０００人の上記
酸化イリジウム１１ｑを用いて、溶液系ＥＣ素子を作成
した。この溶液系デバイスの構造を第４図に示す。第４
図において、１０はガラス基板、９は透明電極（ＩＴＯ
）、１１は酸化イリジウム膜、１２は対極で、例えば白
金、１３は０　、　Ｉ　Ｎ　　ｌＩ２５Ｏ４水溶液、１
４はシール材である。このＥＣ素子に１２の対極を基準
として＋１．５ｖの直流電圧を透明電極９と対極１２と
の間に印加したところ、２５０ｍ５ｅｃでΔ０Ｄ＝０．
４０の着消色濃度変化を示し従来例のガラス基板の片側
に作成した同様の素子の場合のΔ０Ｄ＝０．２０と比較
して、本発明により素子の濃度変化が著しく向上した。

実施例２ 実施例１と同様にガラス基板の表裏両面に合計膜厚３，
０００人に形成した酸化イリジウム膜を用いて、全固体
型ＥＣ素子を作成した。この全固体デバイスの構造は、
第５図に示す如く、第１のＥＣ層である酸化イリジウム
膜１１上に、誘電体膜からなる絶縁層（イオン導電層）
１５としてＴａ２０５　ｈを３，０００人の膜厚で、更
に第２のＥＣＣｌ３ＦしてＷＯ，膜を４，０００人の膜
厚で順次電子ビーム法により成膜し、最後に上部透明電
極ＩＴＯｆｉ１７を反応性イオンブレーティング法によ
り１，２００人の膜厚で成膜したものである。

このＥＣ素子に、上部透明電極１７を基準として、＋１
．５Ｖの直流電圧を上部透明電極１７と透明電極９の間
に印加したところ、２５０　ｍ５ｅｃで八〇〇＝０．７
０の着消色濃度変化を示した。従来例のガラス基板の片
側に作成した同様の素子の場合の八〇〇＝０．３５と比
較して、本発明により素子の濃度変化が著しく向上した
。

（効　　果） 以上説明した様に、ガラス基板の表裏両面に透明電極を
形成し、夫々の電極上に陽極酸化時に膜はがれを生じな
い膜厚の金属イリジウム膜を形成して、これらを同時に
陽極酸化することにより、従来の基板の片面での２工程
分の陽極酸化で得られる大きな着消色濃度変化を有する
酸化イリジウム膜を１工程で形成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陽極酸化に用いるガラスセル及びガラ
スセルの駆動装置の説明図、７ＪＪ２図は駆動電位波形
を示すグラフ、第３図は透明電極の両面に形成した金属
イリジウム膜を示す断面図、第４図は溶液系ＥＣ素子の
構成を示す断面図、第５図は全固体型ＥＣ素子の構成を
示す断面図である。 １−ガラスセル ２−１１．ＳＯ，水溶液 ３・・・作用極 ４・・・飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）５・・・白金
電極 ６・・・ポテンシオスタット ７・−ポテンシャルスィーパ− ８・−金属イリジウム膜 ９・・・透明電極 １０−・・ガラス基板 １１−・・酸化イリジウム膜 １２−・・対極 １３−Ｉ＋２５０４水溶液 １４・−シール材 １５−Ｔａ２Ｏ，膜 １６　”ｌｌＯｓ　Ｉ！２ １７一−上部透明電極 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　吉　１）勝　広　；・１第２図 時藺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上の透明電極上に酸化イリジウム膜を形成す
   る工程を含むエレクトロクロミック素子の製造方法にお
   いて、基板の表裏両面に透明電極を設け、表裏両面の透
   明電極上に酸化イリジウム膜を陽極酸化法により同時に
   形成する工程を含むことを特徴とするエレクトロクロミ
   ック素子の製造方法。