JPH01257920A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents
エレクトロクロミック素子Info
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- JPH01257920A JPH01257920A JP63085316A JP8531688A JPH01257920A JP H01257920 A JPH01257920 A JP H01257920A JP 63085316 A JP63085316 A JP 63085316A JP 8531688 A JP8531688 A JP 8531688A JP H01257920 A JPH01257920 A JP H01257920A
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- electrochromic
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- electrode
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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。
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、電気化学的着消色現象、すなわちエレクトロ
クロミック現象を利用したエレクトロクロミック素子に
関し、特にその陰極側着色層である第二エレクトロクロ
ミック層の成ＦＩＡｉ＆の劣化防止に関するものである
。
クロミック現象を利用したエレクトロクロミック素子に
関し、特にその陰極側着色層である第二エレクトロクロ
ミック層の成ＦＩＡｉ＆の劣化防止に関するものである
。
（従来の技術）
エレクトロクロミック現象とは、電圧を加えた時に酸化
還元反応により物質が着色又は消色する現象を指す。
還元反応により物質が着色又は消色する現象を指す。
このようなエレクトロクロミック現象を利用する電気化
学的着消色素子、すなわちエレクトロクロミック素子は
、例えば、数字表示素子、Ｘ−Ｙマトリックスデイスプ
レィ、可変ＮＤフィルタ、光学シャッタ、絞り機構等に
応用が期待されている。
学的着消色素子、すなわちエレクトロクロミック素子は
、例えば、数字表示素子、Ｘ−Ｙマトリックスデイスプ
レィ、可変ＮＤフィルタ、光学シャッタ、絞り機構等に
応用が期待されている。
従来のエレクトロクロミック素子は一般に第２図に示す
如く、透明な基板１の１に透明導電体膜よりなる第−Ｔ
ｉ極２、陽極側着色層である第一のエレクトロクロミッ
ク層３、誘電体膜からなる絶縁層４、陰極側着色層であ
る第二のエレクトロクロミック層５及び第二電極６を順
次積層してなるものである。
如く、透明な基板１の１に透明導電体膜よりなる第−Ｔ
ｉ極２、陽極側着色層である第一のエレクトロクロミッ
ク層３、誘電体膜からなる絶縁層４、陰極側着色層であ
る第二のエレクトロクロミック層５及び第二電極６を順
次積層してなるものである。
上記構造において、基板ｌは一般的にはガラス板によっ
て形成されるか、ガラス板に限らず、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、アクリル等の透明なプラスチック板で
もよい。
て形成されるか、ガラス板に限らず、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、アクリル等の透明なプラスチック板で
もよい。
陽極側着色層である第一エレクトロクロミック層３は、
例えば、酸化イリジウム（Ｉｒｅ、） 、酸化ニッケル
（Ｎｉｐｘ） 、五酸化クロム（Ｃｒ２０３）等によっ
て形成され、誘電体からなる絶縁層４は、五酸化タンタ
ル（Ｔａ２０ｓ）、二酸化硅素（Ｓｉｎ２）等により代
表される酸化物或いは弗化リチウム（ＬｉＦ）、弗化マ
グネシウム（ＭｇＦ２）等に代表される弗化物を用いて
形成される。又、陰極側着色層である第二エレクトロク
ロミック層５は、三酸化タングステン（’ａｏ３）、二
酸化タングステン（ＷＯ２）、二酸化モリブデン（Ｍ、
０□）、三酸化モリブデン（ＭＯＯ３）、五酸化バナジ
ウム（Ｖ２Ｏ５）等を用いて形成される。
例えば、酸化イリジウム（Ｉｒｅ、） 、酸化ニッケル
（Ｎｉｐｘ） 、五酸化クロム（Ｃｒ２０３）等によっ
て形成され、誘電体からなる絶縁層４は、五酸化タンタ
ル（Ｔａ２０ｓ）、二酸化硅素（Ｓｉｎ２）等により代
表される酸化物或いは弗化リチウム（ＬｉＦ）、弗化マ
グネシウム（ＭｇＦ２）等に代表される弗化物を用いて
形成される。又、陰極側着色層である第二エレクトロク
ロミック層５は、三酸化タングステン（’ａｏ３）、二
酸化タングステン（ＷＯ２）、二酸化モリブデン（Ｍ、
０□）、三酸化モリブデン（ＭＯＯ３）、五酸化バナジ
ウム（Ｖ２Ｏ５）等を用いて形成される。
以上の如き構造を有する全固体型エレクトロクロミック
素子は、第一電極２と第二電極６との間に電圧を印加す
ることにより、エレク［・ロクロミック層中で電気化学
反応が起き着色又は消色するものであり、この着色機構
は、例えば、第二エレクトロクロミック層５へのカチオ
ンと電子のダブルインジェクションによるブロンズ形成
にあると一般に云われている。
素子は、第一電極２と第二電極６との間に電圧を印加す
ることにより、エレク［・ロクロミック層中で電気化学
反応が起き着色又は消色するものであり、この着色機構
は、例えば、第二エレクトロクロミック層５へのカチオ
ンと電子のダブルインジェクションによるブロンズ形成
にあると一般に云われている。
例えば、エレクトロクロミック物質としてＷＯ３を用い
た場合には、次の（１）式で表わされる酸化還元反応か
起きて着色する。
た場合には、次の（１）式で表わされる酸化還元反応か
起きて着色する。
ＷＯ３＋ｘｌｌ” ＋ｘｅ−： １ＩｘＷＯ３（１）上
記（１）式に従って、タングステンブロンズＩ＋、１９
０３か形成されて着色するが、ここで印加電圧を逆転す
れば、消色状態になる。
記（１）式に従って、タングステンブロンズＩ＋、１９
０３か形成されて着色するが、ここで印加電圧を逆転す
れば、消色状態になる。
（１）式のこのような反応は、全固体型のエレクトロク
ロミック素子においては、素子内部の絶縁層によってＨ
＋が供給され着色する。
ロミック素子においては、素子内部の絶縁層によってＨ
＋が供給され着色する。
このＷＯ３は膜が多孔性であれば着色濃度が高まること
が知られており、それ故衝突エネルギーが低いために適
度な多孔性を備えた膜が形成できる電子ビーム法に適度
な蒸着速度によって形成されていた。
が知られており、それ故衝突エネルギーが低いために適
度な多孔性を備えた膜が形成できる電子ビーム法に適度
な蒸着速度によって形成されていた。
（発明が解決しようとしている問題点）以上述べてきた
ようなエレクトロクロミック素子を製造する際に、前記
第二電極としてＩＴＯ等の透明電極をイオンブレーティ
ング法で前記多孔性ＷＯ３の上部に直接形成する場合に
は、形成時の蒸発粒子の打込みや熱、プラズマ等によっ
て機械的強度の弱い多孔性ＷＯ，層が損傷を受けて、エ
レクトロクロミック特性が劣化するという欠点があった
。
ようなエレクトロクロミック素子を製造する際に、前記
第二電極としてＩＴＯ等の透明電極をイオンブレーティ
ング法で前記多孔性ＷＯ３の上部に直接形成する場合に
は、形成時の蒸発粒子の打込みや熱、プラズマ等によっ
て機械的強度の弱い多孔性ＷＯ，層が損傷を受けて、エ
レクトロクロミック特性が劣化するという欠点があった
。
従って本発明は上述従来例の第二電極成膜時に生じる欠
点を除去し、成膜時の劣化がなく良好なる特性を有する
エレクトロクロミック素子を提供することを目的とする
。
点を除去し、成膜時の劣化がなく良好なる特性を有する
エレクトロクロミック素子を提供することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
上記目的は以下の本発明によって達成される。
すなわち１本発明は、導電体膜よりなる第一電極と陽極
側着色層である第一エレクトロクロミック層と誘電体膜
よりなる絶縁層と陰極側着色層である多孔性第二エレク
トロクロミック層と導電体膜よりなる第二電極とを順次
積層してなるエレクトロクロミック素子において、面記
多孔性第二エレクトロクロミック層と第二電極との間に
多孔性第一エレクトロクロミック層よりも緻密な保護膜
を設けたことを特徴とするエレクトロクロミック素ｒ−
である。
側着色層である第一エレクトロクロミック層と誘電体膜
よりなる絶縁層と陰極側着色層である多孔性第二エレク
トロクロミック層と導電体膜よりなる第二電極とを順次
積層してなるエレクトロクロミック素子において、面記
多孔性第二エレクトロクロミック層と第二電極との間に
多孔性第一エレクトロクロミック層よりも緻密な保護膜
を設けたことを特徴とするエレクトロクロミック素ｒ−
である。
（作 用）
多孔性第二エレクトロクロミック層の表面にこの層より
も緻密な保護膜を設けることによって、第二電極形成時
に生じる第二エレクトロクロミック層の特性劣化を防止
することができる。
も緻密な保護膜を設けることによって、第二電極形成時
に生じる第二エレクトロクロミック層の特性劣化を防止
することができる。
（好ましい実施態様）
次に図面に示す好ましい実施態様により本発明を更に詳
しく説明する。
しく説明する。
第１図は本発明の１例のエレクトロクロミック素ｆの断
面を図解的に示す図であり、この第１図において、多孔
性第二エレクトロクロミック層５と第ニー透明電極６と
の間に介在させる保護膜７は、多孔性層５よりも緻密で
機械的強度が高く、エレクトロクロミック素子の電気化
学反応収支を妨げない物質であれば何でもよい。具体的
には、第二エレクトロクロミック層５よりも緻密な膜を
形成できるスパッタリング法、ＣＶＤ （化学気相成長
）法等の作成方法又は同じ電子ビーム法等の作成方法て
も蒸着速度を遅くしたり、基板加熱を行う方法等を用い
て形成することができる。このように形成する保護＋１
５！７の密度は多孔性第二エレクトロクロミック層５の
密度を１とした場合に、１．５以上の密度とするのが好
ましい。又、保護ｆｉｌを形成し得る物質は第二エレク
トロクロミック層５と同様な物質、すなわち、陰極側エ
レクトロクロミック層としての特性を有する物質があれ
ばよく、そのＩＩＳ！Ｊゾは数１０乃至数１００人が望
ましい。
面を図解的に示す図であり、この第１図において、多孔
性第二エレクトロクロミック層５と第ニー透明電極６と
の間に介在させる保護膜７は、多孔性層５よりも緻密で
機械的強度が高く、エレクトロクロミック素子の電気化
学反応収支を妨げない物質であれば何でもよい。具体的
には、第二エレクトロクロミック層５よりも緻密な膜を
形成できるスパッタリング法、ＣＶＤ （化学気相成長
）法等の作成方法又は同じ電子ビーム法等の作成方法て
も蒸着速度を遅くしたり、基板加熱を行う方法等を用い
て形成することができる。このように形成する保護＋１
５！７の密度は多孔性第二エレクトロクロミック層５の
密度を１とした場合に、１．５以上の密度とするのが好
ましい。又、保護ｆｉｌを形成し得る物質は第二エレク
トロクロミック層５と同様な物質、すなわち、陰極側エ
レクトロクロミック層としての特性を有する物質があれ
ばよく、そのＩＩＳ！Ｊゾは数１０乃至数１００人が望
ましい。
以上は本発明を主として特徴づける保護層７の好ましい
態様であるが、本発明のエレクトロクロミック素子の他
の構成、すなわち、透明基板１、第−型棒２．第−エレ
クトロクロミック層３、絶縁層４、第二エレクトロクロ
ミック層５及び第２電棒６の構成は前述の如くいずれも
従来技術と同様てよ〈特に限定されない。
態様であるが、本発明のエレクトロクロミック素子の他
の構成、すなわち、透明基板１、第−型棒２．第−エレ
クトロクロミック層３、絶縁層４、第二エレクトロクロ
ミック層５及び第２電棒６の構成は前述の如くいずれも
従来技術と同様てよ〈特に限定されない。
（実施例）
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
第１図に示す様に、厚み０．８ｍｍのガラス（Ｃｏｒｎ
ｉｎｇ ７０５９）基板１上に、適当な引き出し電極部
及びリード部を備えたＩＴＯＩＩＱよりなる第一電極２
を形成した。
ｉｎｇ ７０５９）基板１上に、適当な引き出し電極部
及びリード部を備えたＩＴＯＩＩＱよりなる第一電極２
を形成した。
その上に５００人の厚みの陽極側着色層であるエレクト
ロクロミック層として、酸化イリジウム（Ｉｒ０ｘ）
％ ３を反応性スパッタリング法により成膜した。
ロクロミック層として、酸化イリジウム（Ｉｒ０ｘ）
％ ３を反応性スパッタリング法により成膜した。
更に絶縁層としてＴａｚＯ，、＠４を３，０００人の厚
みに、そしてその上に陰極側着色層としてＷＯ３膜５を
多孔性を持たせるために１５人／ｓｅｃ、の蒸着速度で
４，０００人の厚みに夫々電子ビーム法により蒸着して
形成した。この多孔性Ｎｏ、１ｌＱ５”の上に保護膜７
として、陰極側着色層の性質を持つ１１０３ 膜をスパ
ッタリング法で２００人の厚みに蒸着した。この保護膜
７の充填密度は膜５のそれを１とした場合に２，４とな
っておりより膜５よりも緻密である。この保護膜７上に
反応性高周波イオンブレーティング法により第二電極Ｉ
ＴＯ膜６を１．０００人の厚みに蒸着し、第１図に示す
全固体エレクトロクロミック素子を作成した。
みに、そしてその上に陰極側着色層としてＷＯ３膜５を
多孔性を持たせるために１５人／ｓｅｃ、の蒸着速度で
４，０００人の厚みに夫々電子ビーム法により蒸着して
形成した。この多孔性Ｎｏ、１ｌＱ５”の上に保護膜７
として、陰極側着色層の性質を持つ１１０３ 膜をスパ
ッタリング法で２００人の厚みに蒸着した。この保護膜
７の充填密度は膜５のそれを１とした場合に２，４とな
っておりより膜５よりも緻密である。この保護膜７上に
反応性高周波イオンブレーティング法により第二電極Ｉ
ＴＯ膜６を１．０００人の厚みに蒸着し、第１図に示す
全固体エレクトロクロミック素子を作成した。
この素子に第一電極２を基準として、＋１．５■の直流
電圧を第一電極２と第二電極６の間に印加したところ、
２５０ ｍ５ｅｃ、で△０Ｄ＝０．６１の濃度変化を示
した。これに対して第２図の従来例の保護ｖ、７が無い
他は本叉施例と同様に作成した素子の場合の八〇Ｄ＝０
．３９と比較して、本発明により素子の応答速度が著し
く向上した。
電圧を第一電極２と第二電極６の間に印加したところ、
２５０ ｍ５ｅｃ、で△０Ｄ＝０．６１の濃度変化を示
した。これに対して第２図の従来例の保護ｖ、７が無い
他は本叉施例と同様に作成した素子の場合の八〇Ｄ＝０
．３９と比較して、本発明により素子の応答速度が著し
く向上した。
実施例２
第１図に示す様に、厚み０．８ｍｍのガラス（Ｃｏｒｎ
ｉｎｇ ７Ｑ５’ｌ）基板１上に、適当な引き出し電極
部及びリード部を備えたＩＴＯ膜よりなる第一電極２を
形成した。
ｉｎｇ ７Ｑ５’ｌ）基板１上に、適当な引き出し電極
部及びリード部を備えたＩＴＯ膜よりなる第一電極２を
形成した。
その上に５００人の厚みの陽極側着色層であるエレクト
ロクロミック層として、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）膜
３を反応性スパッタリング法により成１１！２した。
ロクロミック層として、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）膜
３を反応性スパッタリング法により成１１！２した。
史に絶縁層としてＴａ２０５ ＠４を３，０００人の厚
みに、そしてその上に陰極側着色層としてｗ０３１１Ｑ
５を多孔性を持たせるために１５人／ｓｅｃ、の蒸着速
度で４，０００人の厚みに夫々電子ビーム法により蒸着
した。この多孔性ＷＯ３膜５の上に保護膜７として、陰
極側着色層の性質を持つＷＯ，膜を、基板１を８０℃に
加熱し、蒸着速度０．８乃至１．０人／ｓｅｃ、で電子
ビーム法により２００人のＪゾみに蒸着した。この保護
膜７の充填密度は膜５のそれを１とした場合に１．９と
なっており膜５より緻密である。この保護＠７上に反応
性高周波イオンブレーティング法により第二電極ＩＴＯ
ＩＱ６を１，０００人の厚みに蒸着し、第１図に示す全
固体エレクトロクロミック素子を作成した。
みに、そしてその上に陰極側着色層としてｗ０３１１Ｑ
５を多孔性を持たせるために１５人／ｓｅｃ、の蒸着速
度で４，０００人の厚みに夫々電子ビーム法により蒸着
した。この多孔性ＷＯ３膜５の上に保護膜７として、陰
極側着色層の性質を持つＷＯ，膜を、基板１を８０℃に
加熱し、蒸着速度０．８乃至１．０人／ｓｅｃ、で電子
ビーム法により２００人のＪゾみに蒸着した。この保護
膜７の充填密度は膜５のそれを１とした場合に１．９と
なっており膜５より緻密である。この保護＠７上に反応
性高周波イオンブレーティング法により第二電極ＩＴＯ
ＩＱ６を１，０００人の厚みに蒸着し、第１図に示す全
固体エレクトロクロミック素子を作成した。
この素子に第一電極２を基準として、＋１．５Ｖの直流
電圧を第一電極２と第二電極６の間に印加したところ、
２５０ ｍ５ｅｃ、で八〇Ｄ＝０．５８の濃度変化を示
した。第２ＵＡの従来例の保護膜７が無い他は本実施例
と同様に作成した素子の場合の△０Ｄ＝０．３９と比較
して、本発明により素子の応答速度が著しく向上した。
電圧を第一電極２と第二電極６の間に印加したところ、
２５０ ｍ５ｅｃ、で八〇Ｄ＝０．５８の濃度変化を示
した。第２ＵＡの従来例の保護膜７が無い他は本実施例
と同様に作成した素子の場合の△０Ｄ＝０．３９と比較
して、本発明により素子の応答速度が著しく向上した。
（効 果）
以上説明した様に、本発明によれば機械的強度の弱い多
孔性第二エレクトロクロミック層上に、これより緻密な
保護膜を設けることによりエレクトロクロミック素子の
特性は向上した。
孔性第二エレクトロクロミック層上に、これより緻密な
保護膜を設けることによりエレクトロクロミック素子の
特性は向上した。
第１図は本発明のエレクトロクロミック素子の断面を図
解的に示す図であり、第２図は従来例のエレクトロクロ
ミック素子の断面を図解的に示す図である。 １・・・透明な基板 ２・・・第−電極 ３・−第一エレクトロクロミック層 ４−・絶縁層 ５−・第二エレクトロクロミック層 ６・・・第二電極 ７・・・保護膜 特許出願人 キャノン株式会社 代理人 弁理士 吉 １）勝 広
解的に示す図であり、第２図は従来例のエレクトロクロ
ミック素子の断面を図解的に示す図である。 １・・・透明な基板 ２・・・第−電極 ３・−第一エレクトロクロミック層 ４−・絶縁層 ５−・第二エレクトロクロミック層 ６・・・第二電極 ７・・・保護膜 特許出願人 キャノン株式会社 代理人 弁理士 吉 １）勝 広
Claims (2)
- （１）導電体膜よりなる第一電極と陽極側着色層である
第一エレクトロクロミック層と誘電体膜よりなる絶縁層
と陰極側着色層である多孔性第二エレクトロクロミック
層と導電体膜よりなる第二電極とを順次積層してなるエ
レクトロクロミック素子において、前記多孔性第二エレ
クトロクロミック層と第二電極との間に多孔性第二エレ
クトロクロミック層よりも緻密な保護膜を設けたことを
特徴とするエレクトロクロミック素子。 - （２）多孔性第二エレクトロクロミック層が非晶質ＷＯ
＿３である請求項１に記載のエレクトロクロミック素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085316A JPH01257920A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | エレクトロクロミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085316A JPH01257920A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257920A true JPH01257920A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13855205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085316A Pending JPH01257920A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | エレクトロクロミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110764331A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超快响应、防过充电致变色器件及其制备方法 |
| WO2022210269A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 日東電工株式会社 | エレクトロクロミック素子及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63085316A patent/JPH01257920A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110764331A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超快响应、防过充电致变色器件及其制备方法 |
| CN110764331B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-02-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超快响应、防过充电致变色器件及其制备方法 |
| WO2022210269A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 日東電工株式会社 | エレクトロクロミック素子及びその製造方法 |
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