JPH0253034A - 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
- Publication number
- JPH0253034A JPH0253034A JP63203285A JP20328588A JPH0253034A JP H0253034 A JPH0253034 A JP H0253034A JP 63203285 A JP63203285 A JP 63203285A JP 20328588 A JP20328588 A JP 20328588A JP H0253034 A JPH0253034 A JP H0253034A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- ecd
- upper electrode
- coloring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- 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、均一着色が可能なエレクトロクロミック素子
に関するものである。
に関するものである。
[従来の技術]
電圧を印加すると可逆的に電解酸化または還元反応が起
こり、可逆的に着色する現象をエレクトロクロミズムと
言う。
こり、可逆的に着色する現象をエレクトロクロミズムと
言う。
このような現象を示すエレクトロクロミック(以下、E
Cと略称する)物質を用いて、電圧操作により着消色す
るEC素子(以下、ECDと略す)を作り、このECD
を光量制御素子(例えば、防眩ミラー)や7セグメント
を利用した数字表示素子に利用しようとする試みは、2
0年以上前から行なわれている。
Cと略称する)物質を用いて、電圧操作により着消色す
るEC素子(以下、ECDと略す)を作り、このECD
を光量制御素子(例えば、防眩ミラー)や7セグメント
を利用した数字表示素子に利用しようとする試みは、2
0年以上前から行なわれている。
例えば、ガラス基板の上に透明電極膜(陰極)、三酸化
タングステン薄膜、二酸化ケイ素のような絶縁膜、電極
膜(陽極)を順次積層してなるECD (特公昭52−
46098号参照)が全固体型ECDとして知られてい
る。
タングステン薄膜、二酸化ケイ素のような絶縁膜、電極
膜(陽極)を順次積層してなるECD (特公昭52−
46098号参照)が全固体型ECDとして知られてい
る。
このECDに電圧を印加すると三酸化タングステン(W
O3)薄膜が青色に着色する。その後、このECDに逆
の電圧を印加すると、WO3薄膜の青色が消えて無色に
なる。この着色・消色する機構は詳しくは解明されてい
ないが、WO1薄膜および絶縁膜(イオン導電層)中に
含まれる少量の水分がWO3の着色・消色を支配してい
ると理解されている。
O3)薄膜が青色に着色する。その後、このECDに逆
の電圧を印加すると、WO3薄膜の青色が消えて無色に
なる。この着色・消色する機構は詳しくは解明されてい
ないが、WO1薄膜および絶縁膜(イオン導電層)中に
含まれる少量の水分がWO3の着色・消色を支配してい
ると理解されている。
着色の反応式は以下のように推定されている。
1:20 → H” + 0R−(W0
3膜=陰極側) WO3+nfl” +ne−−*
HnWO3無色透明 着色 従来用いられているECDの代表的なものは、上部電極
と下部電極の間に、還元着色性EC層(例えばWO3)
、イオン導電層、可逆的電解酸化層(例えば酸化又は水
酸化イリジウム)が積層され、両電極間に所定の電圧を
印加できる構造となっている。
3膜=陰極側) WO3+nfl” +ne−−*
HnWO3無色透明 着色 従来用いられているECDの代表的なものは、上部電極
と下部電極の間に、還元着色性EC層(例えばWO3)
、イオン導電層、可逆的電解酸化層(例えば酸化又は水
酸化イリジウム)が積層され、両電極間に所定の電圧を
印加できる構造となっている。
ところで、EC層を直接又は間接的に挟む一対の電極層
は、EC層の着消色を外部に見せるために少なくとも一
方は透明でなければならない。特に透過型のECDの場
合には画電極層とも透明でなければならない。
は、EC層の着消色を外部に見せるために少なくとも一
方は透明でなければならない。特に透過型のECDの場
合には画電極層とも透明でなければならない。
透明な電極材料としては、現在のところSnO。
In2O3,ITO(Sn02とIn2O3との混合物
) 、 ZnOなどが知られているが、これらの材料は
比較的透明度か悪いために薄くせねばならず、この理由
及びその他の理由から、ECDは基板(例えばガラス板
やプラスデック板)の上に形成されるのが普通である。
) 、 ZnOなどが知られているが、これらの材料は
比較的透明度か悪いために薄くせねばならず、この理由
及びその他の理由から、ECDは基板(例えばガラス板
やプラスデック板)の上に形成されるのが普通である。
また、ECDは、用途によって素子を保護するための封
止基板を素子基板と対向するように配置して、例えばエ
ポキシ樹脂等を用いて密閉封止して用いられる。
止基板を素子基板と対向するように配置して、例えばエ
ポキシ樹脂等を用いて密閉封止して用いられる。
[発明が解決しようとする課題]
従来0ECDにおいては、上部電極抵抗をr下部電極抵
抗をr゛、素子の内部抵抗をRとした時、r’、R<r
の関係になっていた。
抗をr゛、素子の内部抵抗をRとした時、r’、R<r
の関係になっていた。
第3図は、このような抵抗の関係にある素子に電圧を印
加した場合における電流■の流れるようすを模式的に示
した図である。上部電極方向よりも素子内部方向の方が
抵抗が小さいため、図に示されるように、電流■の大部
分は上部電極の一端から素子内部に流れ込んでしまい、
素子の一端においては前述した反応が進行して濃く着色
するが、中央部から別の一端にかけてはほとんど電流が
流れず、着色が非常に薄くなる。
加した場合における電流■の流れるようすを模式的に示
した図である。上部電極方向よりも素子内部方向の方が
抵抗が小さいため、図に示されるように、電流■の大部
分は上部電極の一端から素子内部に流れ込んでしまい、
素子の一端においては前述した反応が進行して濃く着色
するが、中央部から別の一端にかけてはほとんど電流が
流れず、着色が非常に薄くなる。
即ち、不均一な着色となり、特に素子が大型化した時に
は、着色濃度分布の差が大きくなって問題があった。
は、着色濃度分布の差が大きくなって問題があった。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、着
色が均一なECDを提供することを目的としている。
色が均一なECDを提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段]
この発明では、少なくとも、上部電極、エレクトロクロ
ミック層、下部電極を積層してなるエレクトロクロミッ
ク素子において、前記上部電極および下部電極の抵抗r
、「° と、前記エレクトロクロミック素子の内部抵抗
Rの関係を、r、 rくRとしたことによって、上記
の課題を達成している。
ミック層、下部電極を積層してなるエレクトロクロミッ
ク素子において、前記上部電極および下部電極の抵抗r
、「° と、前記エレクトロクロミック素子の内部抵抗
Rの関係を、r、 rくRとしたことによって、上記
の課題を達成している。
[作 用]
第2図は、本発明において上下電極間に電圧を印加(上
部電極 正極性、下部電極:負極性)した場合の電流I
の流れるようすを示した図である。
部電極 正極性、下部電極:負極性)した場合の電流I
の流れるようすを示した図である。
本発明では、上部電極および下部電極の抵抗r、r’
とECDの内部抵抗Rの関係をr、 r〈Rとしてい
るので、電流■の大部分が端部で素子内部に流れ込んで
しまうことがなく、電流■は上部電極から下部電極に向
って、素子内部をほぼ均一に流れる。即ち、電流が均一
に流れることにより、EC層全体で着色反応が同程度に
おこる。
とECDの内部抵抗Rの関係をr、 r〈Rとしてい
るので、電流■の大部分が端部で素子内部に流れ込んで
しまうことがなく、電流■は上部電極から下部電極に向
って、素子内部をほぼ均一に流れる。即ち、電流が均一
に流れることにより、EC層全体で着色反応が同程度に
おこる。
なお、本発明において、上下電極の抵抗rr゛の大小関
係は特に問題とならないが、実際に成膜すると、基板上
に直接成膜される下部電極より、多層膜上に成膜される
上部電極の方が抵抗が大きくなりやすい。
係は特に問題とならないが、実際に成膜すると、基板上
に直接成膜される下部電極より、多層膜上に成膜される
上部電極の方が抵抗が大きくなりやすい。
本発明におけるECDの積層構造は、上部電極、EC層
、下部電極を備えていれば良く、その他は特に限定され
るものでないが、固体型ECDの構造としては、例えば
■電極層/EC層/イオン導電層/電極層のような4層
構造;■電極層/通元着色型EC層/イオン導電層/可
逆的電解酸化層/電極層のような5層構造があげられる
。
、下部電極を備えていれば良く、その他は特に限定され
るものでないが、固体型ECDの構造としては、例えば
■電極層/EC層/イオン導電層/電極層のような4層
構造;■電極層/通元着色型EC層/イオン導電層/可
逆的電解酸化層/電極層のような5層構造があげられる
。
透明電極の材料としては、例えば、SnO,。
In2O3,ITOなどが使用される。このような電極
・層は、一般には真空蒸着、イオンブレーティング、ス
バッダリングなどの真空薄膜形成技術で形成される。
・層は、一般には真空蒸着、イオンブレーティング、ス
バッダリングなどの真空薄膜形成技術で形成される。
(還元着色性)EC層としては一般にWO1Mo03な
どが使用される。
どが使用される。
イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸化タンタ
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ化
マグネシウムなどが使用される。これらの物質の薄膜は
製造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン
(11勺およびヒドロキシイオン(H−1に対しては良
導体となる。
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ化
マグネシウムなどが使用される。これらの物質の薄膜は
製造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン
(11勺およびヒドロキシイオン(H−1に対しては良
導体となる。
EC層の着色消色反応にはカチオンが必要とされ、H4
イオンやし10イオンをEC層その他に含有させる必要
かある。H1イオンは初めからイオンである必要はなく
、電圧が印加されたときにH3イオンか生しればよく、
従ってH0イオンの代わりに水を含有させてもよい。こ
の水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中か
ら自然に侵入する水分でも着消色する。
イオンやし10イオンをEC層その他に含有させる必要
かある。H1イオンは初めからイオンである必要はなく
、電圧が印加されたときにH3イオンか生しればよく、
従ってH0イオンの代わりに水を含有させてもよい。こ
の水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中か
ら自然に侵入する水分でも着消色する。
EC層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下にし
てもよい。さらにEC層に対して間にイオン導電層を挟
んで(場合により酸化着色性EC層ともなる)可逆的電
解酸化層ないし触媒層を配設してもよい。
てもよい。さらにEC層に対して間にイオン導電層を挟
んで(場合により酸化着色性EC層ともなる)可逆的電
解酸化層ないし触媒層を配設してもよい。
このような層としては、例えば酸化ないし水酸化イリジ
ウム、同じくニッケル、同じくクロム、同じくバナジウ
ム、同じくルテニウム、同じくロジウムなどがあげられ
る。これらの物質は、イオン導電層又は透明電極中に分
散されていも良いし、逆にそれらを分散してもよい。
ウム、同じくニッケル、同じくクロム、同じくバナジウ
ム、同じくルテニウム、同じくロジウムなどがあげられ
る。これらの物質は、イオン導電層又は透明電極中に分
散されていも良いし、逆にそれらを分散してもよい。
不透明な電極層は、反射層と兼用していてもよく、例え
ば金、銀、アルミニウム、クロム、スズ、亜鉛、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、ステンレスなどの金属が使
用される。
ば金、銀、アルミニウム、クロム、スズ、亜鉛、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、ステンレスなどの金属が使
用される。
[実施例]
第1図は、本発明にがかるECDの一例を示す模式的な
断面図である。
断面図である。
まず、矩形のガラス製素子基板10の表面全体にITO
電極層を成膜し、その後、エツチング又はレーザーカッ
ティングにより、上部電極の取出し部となる部分と下部
電極となる部分の間に溝を形成した。これにより、上部
電極取出し部7とそれと隔離された矩形の下部電極2を
形成した。
電極層を成膜し、その後、エツチング又はレーザーカッ
ティングにより、上部電極の取出し部となる部分と下部
電極となる部分の間に溝を形成した。これにより、上部
電極取出し部7とそれと隔離された矩形の下部電極2を
形成した。
尚、上部電極取出し部7と下部電極2は、ITOをマス
ク蒸着することにより、直接にこれらのパターンを形成
してもよい。
ク蒸着することにより、直接にこれらのパターンを形成
してもよい。
次に、下部電極2上に酸化イリジウムと酸化スズとの混
合物からなる可逆的電解酸化層5、酸化タンタルからな
るイオン導電層4及び酸化タングステンからなるEC層
3を順に積層した。
合物からなる可逆的電解酸化層5、酸化タンタルからな
るイオン導電層4及び酸化タングステンからなるEC層
3を順に積層した。
そして、さらにEC層3の上に、上部電極IとしてIT
Oを蒸着した。この時、ITOは既に素子基板10上に
形成された上部電極取出し部7と一端が接触するように
形成した。
Oを蒸着した。この時、ITOは既に素子基板10上に
形成された上部電極取出し部7と一端が接触するように
形成した。
ここで、上記の各層は、成膜する際のガスのAr10.
比、真空度、成膜速度、基板温度、印加する高周波のパ
ワー等の条件を選択することにより、上部電極1の抵抗
r、下部電8i2の抵抗r°、可逆的電解層5とイオン
導電層4及びEC層3による内部抵抗Rの関係か、r、
r<Rとなるように成膜されている。
比、真空度、成膜速度、基板温度、印加する高周波のパ
ワー等の条件を選択することにより、上部電極1の抵抗
r、下部電8i2の抵抗r°、可逆的電解層5とイオン
導電層4及びEC層3による内部抵抗Rの関係か、r、
r<Rとなるように成膜されている。
次に、断面がコの字型のリン青銅製の導電性クリップ8
a、8bを用意し、これに各々、外部配線11a、ll
bをハンダ付り又は導電性接着剤にて接続した。このク
リップ8a、8bをそれぞれ素子基板10の端部に装着
し、クリップ8aが上部電極取り出し部7と、クリップ
8bが下部電極2と圧着するようにした。
a、8bを用意し、これに各々、外部配線11a、ll
bをハンダ付り又は導電性接着剤にて接続した。このク
リップ8a、8bをそれぞれ素子基板10の端部に装着
し、クリップ8aが上部電極取り出し部7と、クリップ
8bが下部電極2と圧着するようにした。
尚、この導電性クリップ8a、8bの形状及び寸法は、
封止基板6(後述)の位置決めとECD周辺の非表示部
分のマスキングができるように設定した。
封止基板6(後述)の位置決めとECD周辺の非表示部
分のマスキングができるように設定した。
最後に、エポキシ樹脂封止材9を塗布したガラス製の封
止基板6を重ね合わせ(クリップ8a。
止基板6を重ね合わせ(クリップ8a。
8bの間の領域上にくるよう位買合せする)、封止材9
を硬化させて、本実施例のECDを完成した。
を硬化させて、本実施例のECDを完成した。
以上のようにして作製したECDの上部電極1と下部電
極2間に駆動電源12から着色電圧(◆3V)を印加す
ると、EC層3は全面にわたって速やかに着色し、10
秒後には波長833nmの入射光の透過率がIHに減少
した。
極2間に駆動電源12から着色電圧(◆3V)を印加す
ると、EC層3は全面にわたって速やかに着色し、10
秒後には波長833nmの入射光の透過率がIHに減少
した。
この透過率は、電圧印加を止めてもしばらく保たれ、消
色電圧(−3V)を印加すると、10秒後に透過率は7
0%に回復した。
色電圧(−3V)を印加すると、10秒後に透過率は7
0%に回復した。
[発明の効果]
以上の通り、本発明は、ECDの電極抵抗r。
「゛と内部抵抗Rの関係をr、r’ <Rとなるように
したことにより、素子面全体にわたって均一に着消色す
ることができるという優れた効果を有している。
したことにより、素子面全体にわたって均一に着消色す
ることができるという優れた効果を有している。
また、本発明においては、局部的な電流の集中が起こら
ないので、用途によって、従来のECDより高い電圧を
印加して、応答性を高めたり、濃度の可変幅を大きくし
たりすることができる。
ないので、用途によって、従来のECDより高い電圧を
印加して、応答性を高めたり、濃度の可変幅を大きくし
たりすることができる。
かかるECDは、大型化した場合でも着消色のムラがほ
とんどないので、自動車や建物用調光ガラスとして特に
有用である。
とんどないので、自動車や建物用調光ガラスとして特に
有用である。
第1図は本発明の実施例にかかるεCDの模式%式%
第2図は本発明にがかるECDにおける電流の流れる様
子を示す模式図、 第3図は従来のECDにおける電流の流れる様子を示す
模式図である。 [主要部分の符号の説明] 1・・・上部電極 2・・・下部電極 3・・・EC層 4・・・イオン導電層 5・・・可逆的電解酸化層 6・・・封止基板 9・・・封止材 lO・・・素子基板 r ・・・上部電極の抵抗 r′・・・下部電極の抵抗 R・・・内部抵抗
子を示す模式図、 第3図は従来のECDにおける電流の流れる様子を示す
模式図である。 [主要部分の符号の説明] 1・・・上部電極 2・・・下部電極 3・・・EC層 4・・・イオン導電層 5・・・可逆的電解酸化層 6・・・封止基板 9・・・封止材 lO・・・素子基板 r ・・・上部電極の抵抗 r′・・・下部電極の抵抗 R・・・内部抵抗
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも、上部電極、エレクトロクロミック層、下部
電極を積層してなるエレクトロクロミック素子において
、 前記上部電極および下部電極の抵抗r、r′と、前記エ
レクトロクロミック素子の内部抵抗Rの関係を、r、r
′<Rとしたことを特徴とするエレクトロクロミック素
子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203285A JPH0253034A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | エレクトロクロミック素子 |
| CA000608011A CA1313562C (en) | 1988-08-17 | 1989-08-10 | Electrochromic device |
| EP89308231A EP0356099B2 (en) | 1988-08-17 | 1989-08-14 | Electrochromic device |
| DE68915368T DE68915368T3 (de) | 1988-08-17 | 1989-08-14 | Elektrochrome Vorrichtung. |
| KR1019890011628A KR0128732B1 (ko) | 1988-08-17 | 1989-08-16 | 일렉트로크로믹 장치 |
| US07/798,368 US5148306A (en) | 1988-08-17 | 1991-11-21 | Electrochromic device with specific resistances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203285A JPH0253034A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0253034A true JPH0253034A (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=16471517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203285A Pending JPH0253034A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | エレクトロクロミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0253034A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022124678A (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | キヤノン株式会社 | エレクトロクロミック素子、及びそれを有するレンズユニット、撮像装置 |
-
1988
- 1988-08-17 JP JP63203285A patent/JPH0253034A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022124678A (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | キヤノン株式会社 | エレクトロクロミック素子、及びそれを有するレンズユニット、撮像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0128732B1 (ko) | 일렉트로크로믹 장치 | |
| JPH10253995A (ja) | 調光ガラスおよびその製造方法 | |
| JPH06167724A (ja) | 調光ガラスの製造方法 | |
| JP2827247B2 (ja) | 均一着色するエレクトロクロミック素子 | |
| JPH0253034A (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JPH04107427A (ja) | 透過型エレクトロクロミック素子の製造方法 | |
| JPH04318525A (ja) | 反射型エレクトロクロミック素子 | |
| JPS6186733A (ja) | エレクトロクロミツク素子 | |
| JP2936185B2 (ja) | エレクトロクロミック素子の製造方法 | |
| JPH0820648B2 (ja) | 端面に取出し電極部を設けたec素子 | |
| JP2936186B2 (ja) | エレクトロクロミック素子の製造方法 | |
| JPH10197907A (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JPH11242246A (ja) | エレクトロクロミック素子及びその製造方法 | |
| JPH06289435A (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JP2567786Y2 (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JP2722505B2 (ja) | 封止されたエレクトロクロミック素子の製造方法 | |
| JP2505006Y2 (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JPH10197906A (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JPH07140494A (ja) | エレクトロクロミック素子 | |
| JPH0980489A (ja) | 全固体型エレクトロクロミック素子およびその製造方法 | |
| JPH04304431A (ja) | 樹脂封止素子の製造方法 | |
| JPH0578806B2 (ja) | ||
| JPS6150120A (ja) | 防眩ミラ−の製造方法 | |
| JPH08201855A (ja) | エレクトロクロミックミラーの製造方法 | |
| JPH0219443B2 (ja) |